云南省绥江县第一中学2023届高三下学期第二次省统测变式练习（二模）物理试卷(含答案)

这是一份云南省绥江县第一中学2023届高三下学期第二次省统测变式练习（二模）物理试卷(含答案)，共17页。试卷主要包含了单选题，多选题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。

一、单选题
1．对爱因斯坦光电效应方程，下面的理解正确的有( )
A.只要是用同种频率的光照射同一种金属，那么从金属中逸出的所有光电子都会具有同样的初动能
B.式中的W表示每个光电子从金属中飞出过程中克服金属中正电荷引力所做的功
C.逸出功W和极限频率之间应满足关系式
D.光电子的最大初动能和入射光的频率成正比
2．某同学利用如图甲所示的装置研究摩擦力的变化情况。水平光滑的实验台上固定着一个力传感器，力传感器与一质量为3.5kg的物块用轻绳连接，物块放置在粗糙的长木板上。水平向左拉长木板，传感器记录的图像如图乙所示。取重力加速度大小，下列说法正确的是( )
A.当长木板相对物块滑动后，必须向左做匀速直线运动
B.向左拉长木板的力的大小与时间的关系图线和图乙中的曲线一定相同
C.物块受到的滑动摩擦力大小约为10N
D.物块与长木板间的动摩擦因数约为0.2
3．我国已掌握“半弹道跳跃式高速再入返回技术”，为实现“嫦娥”飞船月地返回任务奠定基础。如图所示，假设与地球同球心的虚线球面为地球大气层边界，虚线球面外侧没有空气，返回舱从a点无动力滑入大气层，然后经b点从c点“跳出”，再经d点从e点“跃入”实现多次减速，可避免损坏返回舱。d点为轨迹最高点，离地面高h，已知地球质量为M，半径为R，引力常量为G。则返回舱( )
A.在d点加速度大于
B.在d点速度大于
C.虚线球面上的c、e两点离地面高度相等，所以和大小相等
D.虚线球面上的a、c两点离地面高度相等，所以和大小相等
4．如图所示，半径为R的圆形区域内有一垂直纸面向里的匀强磁场，P为磁场边界上的一点.大量质量为m、电荷量为q的带正电粒子，在纸面内沿各个方向以相同速率v从P点射入磁场.这些粒子射出磁场时的位置均位于PQ圆弧上，PQ圆弧长等于磁场边界周长的.不计粒子重力和粒子间的相互作用，则该匀强磁场的磁感应强度大小为( )
A.B.C.D.
二、多选题
5．一定质量的理想气体经历了如图所示的四个过程,其中的延长线通过原点,垂直于且与水平轴平行,与平行,则气体体积在( )
A.过程中不断增加B.过程中保持不变
C.过程中不断增加D.过程中保持不变
6．如图，长为L的光导直纤维，代表光的入射端面。某种颜色的光以任何角度从端面进入光导纤维后，均能全反射地从端面传播到另一端面。则下列说法正确的是( )
A.相对于该光，光导纤维的折射率最小为
B.相对于该光，光导纤维的折射率最小为
C.若光导纤维相对该光的折射率为1.5，则光从一端传播到另一端的最长时间为
D.若光导纤维相对该光的折射率为1.5，则光从一端传播到另一端的最长时间为
7．如图，中，。匀强电场的电场线平行于所在平面，且a、b、c点的电势分别为3V、、3V下列说法中正确的是( )
A.电场强度的方向沿ac方向
B.电场强度的大小为200V/m
C.电子从a点移动到b点，电场力做功为4eV
D.电子从c点移动到b点，电势能增加了4eV
8．甲、乙两列简谐横波在同一均匀介质中分别沿x轴正向和负向传播，速率均为0.5m/s，时刻两列波的部分波形如图，此时P、Q两质点刚开始振动。下列说法正确的是( )
A.甲、乙两列波的波源起振方向均沿y轴负方向
B.两列波在相遇区域内会发生干涉现象
C.处质点在时的位移为0
D.时，处的质点第一次向下经过x轴
三、实验题
9．“利用单摆测重力加速度”的实验中：
(1)用游标卡尺测量小钢球直径，读数如图所示，读数为__________mm；
(2)下列最合理的装置是__________；
A.B.
C.D.
(3)测单摆周期时，当摆球经过平衡位置时开始计时并计1次，测出经过该位置N次所用时间为t，则单摆周期为__________；
(4)该同学根据实验数据，利用计算机拟合得到的方程为：。由此可以得出当地重力加速度__________(π取3.14，结果保留2位有效数字)，从方程中可知与l没有成正比关系，其原因可能是__________。
A.计算摆长时，可能加了小球的直径B.小球摆动过程中，可能摆角太大
C.开始计时时，小球可能在最高点D.计算摆长时，可能只算了绳长
10．某同学在做测电池电动势和内阻的实验中，采用了如图甲所示的电路图，保护电阻的阻值为，请回答下列问题：
(1)请按照电路图，在图乙中连接实物图。
(2)该同学正确地连接了电路后，发现闭合电键S后，电流表的示数为零，电压表的示数不为零；接下来，该同学用多用电表的电压挡检查电路，把两个表笔分别接在b、c和c、e及a、d时，示数均为零；接在d、e时，示数与电压表示数相同，各个接线柱均未接错，且接触良好，各接线柱之间也并未发生短路，由此可推断故障原因应是__________。
(3)排除故障后，该同学顺利完成实验，测得六组实验数据，如下表所示：
根据数据在坐标图丙上画出图线，并回答该电池的电动势__________V，内阻__________Ω(均保留两位有效数字)。
四、计算题
11．如图所示，半径、质量的半圆形滑槽，静止放置在水平地面上，一质量的小球从滑槽的右边缘与圆心等高处由静止滑下。不计一切摩擦，小球可看成质点，取重力加速度大小，求：
(1)小球的最大速度；
(2)滑槽移动的最大距离；
(3)滑槽对地面的最大压力。
12．如图所示，一条长为L的细线上端固定，下端拴一个质量为m，电荷量为q的小球，将它置于方向水平向右的匀强电场中，使细线竖直拉直时将小球从A点静止释放，当细线离开竖直位置偏角时，小球速度为0。
(1)试分析小球运动到细线和竖直方向偏角为多大时，球速最大？并求出电场强度E的大小。
(2)若小球恰好完成竖直圆周运动，求小球在A点应有的初速度的大小(可含根式)。
13．如图所示，PMN和是两条足够长、相距为L的平行金属导轨，左侧圆弧轨道表面光滑，右侧水平轨道表面粗糙，并且右侧空间存在一竖直向上、磁感应强度大小为B的匀强磁场。在左侧圆弧轨道上高为h处垂直导轨放置一导体棒AB，在右侧水平轨道上距AB棒足够远的地方，垂直导轨放置另一导体棒CD。已知AB棒和CD棒的质量分别为m和2m，接入回路部分的电阻分别为R和2R，AB棒与水平轨道间的动摩擦因数为μ，圆弧轨道与水平轨道平滑连接且电阻不计。现将AB棒由静止释放，让其沿轨道下滑并进入磁场区域，最终运动到距为d处停下，此过程中CD棒因摩擦一直处于静止状态。重力加速度为g，求：
(1)AB棒刚进入磁场时所受安培力的大小；
(2)整个过程中AB棒上产生的焦耳热Q；
(3)若水平轨道光滑，则从AB棒开始运动到最终处于稳定状态的过程中，通过AB棒的电荷量q为多少？
参考答案
1．答案：C
解析：根据光电效应方程可知，同种频率的光照射同一种金属，从金属中逸出的所有光电子最大初动能都相同，但初动能可能不同；W表示逸出功，是每个电子从这种金属中飞出过程中，克服金属中正电荷引力所做的功的最小值；当最大初动能为零时，入射频率即为极限频率，则有；根据光电效应方程可知，最大初动能与入射光的频率成一次函数关系，不是正比关系.综上分析，C正确.
2．答案：D
解析：A.分析可知开始时物块受到静摩擦力作用，后长木板与物块间发生相对滑动，此时物块受到的是滑动摩擦力，大小与是否匀速运动无关，A错误；
B.当长木板相对物块滑动前，根据平衡条件可知拉力随时间的变化关系和图乙相同，但相对滑动后，拉力的大小与物块受到的摩擦力大小无关，B错误；
C.根据乙图可知，物块受到的最大静摩擦力约为，滑动摩擦力约为，C错误；
D.根据滑动摩擦力公式有
，
解得
D正确。
故选D。
3．答案：C
解析：A.在d点，由万有引力提供向心力，则有
解得
所以在d点加速度等于，A错误；
B.若返回舱在与d点相切的圆轨道上做匀速圆周运动，由万有引力提供向心力，则有
解得
而在d点时，由于返回舱做近心运动，则万有引力大于所需的向心力，所以线速度小于，B错误；
CD.从a到c过程由于空气阻力做负功，动能减小，c到e过程，没有空气阻力，只有引力做功，机械能守恒，所以a、b、c点的速度大小关系有
C正确，D错误。
故选C。
4．答案：D
解析：从P点射入的粒子与磁场边界的最远交点为Q，最远的点是轨迹上直径与磁场边界圆的交点，相应的弧长变为圆周长的，如图所示：
所以；结合几何关系，有：，洛仑兹力充当向心力，根据牛顿第二定律，有：，联立可得：，故D正确，ABC错误.
5．答案：AB
解析：因为的延长线通过原点,所以是等容线,即气体体积在过程中保持不变,故B正确;是等温线,压强减小,则体积增大,故A正确;是等压线,温度降低,则体积减小,故C错误;连接交于e,则是等容线,即,因为,所以,所以过程中体积不是保持不变的,故D错误。
6．答案：AC
解析：AB.设入射角为θ，折射角为r，光线到达上界面的入射角为α，全反射的临界角为C，如图所示
由折射定律得
由几何关系有
所以
由题意知，入射角增大到时，时，折射率最小，因为
所以
联立可得折射率至少为
A正确，B错误；
CD.光在玻璃介质中的传播速度
如图所示
由几何关系可知光在光纤中传播的路程为
当入射角时，折射角r最大，α角最小，光在光纤中通过的路程s最长，传播的时间越长，若光导纤维相对该光的折射率为1.5，则有
解得
可得
光从一端传播到另一端的最长时间为
C正确，D错误。
故选AC。
7．答案：BD
解析：AB.由于ac两点电势相等，故ac为一条等势线，电场方向与等势线垂直，且由高电势指向低电势可知，电场方向垂直ac，且指向斜上方，故电场强度的大小为
故A错误，B正确；
C.电子从a点移动到b点，电场力做功为
故C错误；
D.电子从c点移动到b点，电场力做功为
电场力做多少负功，电势能增加多少，故D正确。
故选BD。
8．答案：BCD
解析：A.甲波传到P点，乙波传到Q点，由图像可知，P点此时的振动方向是沿y轴正方向，Q点此时的振动方向也是沿y轴正方向，所以两列波的波源起振方向均沿y轴正方向，故A错误；
B.甲、乙两列波波长相同，波速相同，频率为
所以频率相同，两列波相遇时会发生干涉，故B正确；
C.两列波的周期为
甲波传到处需要时间为
6s后处的质点应该在平衡位置向下振动，乙波传播到处需要时间为
4s后处的质点在平衡位置向上振动，所以甲、乙两列波在处叠加后的位移为0，故C正确；
D.两列波的周期为4s，甲波传到处需要时间为
，2s后的质点应该在平衡位置向下振动；乙波传播到需要时间
2s后的质点在平衡位置向下振动，所以甲、乙两列波在叠加后，质点在平衡位置向下振动，故D正确。
故选BCD。
9．答案：(1)9.7/9.8
(2)D
(3)
(4)9.8；D
解析：(1)用游标卡尺测量小钢球直径读数为
(2)固定摆线时要用铁夹夹住固定，防止摆球摆动时摆长变化；摆球要用质量大体积相对较小的铁球，以减小相对阻力；摆线要用无弹力的细丝线；故选D。
(3)单摆周期为
(4)根据
可得
则
解得
由可知图像在纵轴上有正截距，可能是计算摆长时忘记加上了小球的半径，即计算摆长时只算了绳长；若是计算摆长时加了小球的直径，则图像在纵轴出现负截距；而摆角大小对周期无影响；而开始计时时小球在最高点，可能会造成测量周期的误差，则对图像的斜率有影响，从而影响重力加速度的测量值，综上所述，选项D正确，ABC错误。
故选D。
10．答案：(1)见解析
(2)de之间断路或滑动变阻器断路
(3)见解析；//；//
解析：(1)实物图如下
(2)电流表的示数为零，电压表的示数不为零，说明有断路位置，且断路位置在adec之间，该同学用多用电表的电压挡检查电路，把两个表笔分别接在b、c和c、e及a、d时，示数均为零；接在d、e时，示数与电压表示数相同，说明de之间断路。
(3)图像如图所示
由全电路欧姆定律
由图像
则
，
解得
11．答案：(1)2m/s；(2)0.2m；(3)30N
解析：(1)由题意可知，小球滑到滑槽的最低点时速度最大，小球和滑槽组成系统在水平方向动量守恒，且机械能守恒，因此有
联立解得
(2)由“人船模型”可得
由于，所以有
小球滑到左侧最高点时，位移最大，则有
解得
(3)当小球滑到滑槽的最低点时小球对滑槽压力最大，此时小球和滑槽的相对速度最大，由牛顿第二定律，则有
解得
由牛顿第三定律，可得滑槽对地面的最大压力
12．答案：(1)30°，；(2)
解析：(1)根据电场方向和小球受力分析可知小球带正电。根据等效重力场观点，利用运动的对称性，当细线和竖直方向偏角为时，球速最大；小球由A点释放到速度等于零，由动能定理有
解得
(2)如图所示，将小球的重力和电场力的合力作为小球的等效重力，则
方向与竖直方向夹角为偏向右下。
若小球恰能做完整的圆周运动，在等效最高点
小球从A点以初速度运动，由动能定理知
联立解得
13．答案：(1)；(2)；(3)
解析：(1)AB棒下滑到处，根据机械能守恒得
此时
由闭合电路欧姆定律可得
由安培力公式可得
联立解得
(2)AB棒进入磁场后，根据动能定理得
回路中产生的焦耳热
又因两导体棒电流相同，则AB棒上产生的焦耳热
联立解得
(3)若水平导轨光滑，根据系统动量守恒定律得
对AB棒，由动量定理可得
而
联立解得
U/V
1.20
1.10
1.00
0.80
0.70
0.60
I/A
0.10
0.14
0.17
0.23
0.27
0.30