广西桂林市2023届高三下学期模拟二调物理试卷(含答案)

这是一份广西桂林市2023届高三下学期模拟二调物理试卷(含答案)，共22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．据了解，CR300AF型复兴号动车组是拥有完全自主国产研发的中国标准动车组体系中的新车型。该车型设计时速为300千米每小时，外观呈淡蓝色，除此之外复兴号动车组全车覆盖免费wifi，且每两个座椅有一个插座。假设一列复兴号动车进站时从某时刻起做匀减速直线运动，分别用时3s、2s、1s连续通过三段位移后停下，则这三段位移的平均速度之比是( )
A.9:4:1B.27:8:1C.5:3:1D.3:2:1
2．氦原子被电离一个核外电子，形成类氢结构的氦离子。已知基态的氦离子能量为，氦离子能级的示意图如图所示。以下关于该基态的氦离子说法正确的是( )
A.该基态氦离子吸收光子跃迁后，核外电子的动能增大，电势能减小
B.用能量为18.6eV的电子轰击该基态氦离子能使其发生跃迁
C.一个该基态氦离子吸收能量为51.0eV的光子后，最多能辐射3种频率的光子
D.该基态氦离子吸收能量为50eV的光子后能发生电离
3．如图所示，竖直墙与水平地面交点为O，从竖直墙上的A、B两点分别搭两条光滑直轨道到M点，M点正上方与A等高处有一C点。现同时将完全相同的a、b、c三球分别从A、B、C三点由静止开始释放。则从开始释放至小球运动到M点的过程( )
A.a球的加速度小于b球的加速度B.c球最先到达M点
C.a、c两球所受重力的冲量相同D.a球到达M点的速度比c球的大
4．2023年2月10日，远在火星执行全球遥感科学探测任务的“天问一号”火星探测器，已经在火星“上岗”两年整。两年来，探测器“履职尽责”，获取一手探测数据，取得丰硕科研成果。“天问一号”作为我国首枚火星探测器其发射轨道可简化为如图所示，其中轨道Ⅰ为与第一宇宙速度9km/s对应的近地环绕圆轨道，轨道Ⅱ为椭圆轨道，轨道Ⅱ为与第二宇宙速度11.2km/s对应的脱离轨道，b、d两点为轨道Ⅱ的远地点和近地点，b、c点与地心的距离均为轨道Ⅰ半径的2倍( )
A.卫星从轨道Ⅰ变轨进入轨道Ⅱ需要在d点减速
B.卫星在轨道Ⅱ的运行周期为轨道Ⅰ周期的倍
C.质量相同的卫星在b点的机械能小于在c点的机械能
D.卫星在a点的加速度大小为在b点加速度大小的2倍
5．如图所示，在真空中水平放置一长方体高为2L，其上下两个面是边长为L的正方形，在顶点A、C处分别放置电荷量为的点电荷，在顶点F、H处分别放置电荷量为的点电荷，、分别是线段AC和线段FH的中点。下列说法正确的是( )
A.该长方体的几何中心处场强为零
B.B、D两点场强相同
C.沿竖直方向从到，电势先减小后增大
D.将一电子从B点移到E点，电场力做负功
二、多选题
6．核聚变具有高效率、原料丰富以及安全清洁等优势，中科院等离子体物理研究所设计制造了全超导非圆界面托卡马克实验装置(EAST)，这是我国科学家率先建成的世界上第一个全超导核聚变“人造太阳”实验装置。将原子核在约束磁场中的运动简化为带电粒子在匀强磁场中的运动，分布在整个立体空间中，所有粒子的质量均为m，某时刻甲、乙、丙三个粒子的速度如图所示，忽略粒子所受重力的影响( )
A.图示时刻甲粒子受到洛伦兹力大小为qvB，且方向水平向右
B.乙粒子受到洛伦兹力大小为零，做匀速直线运动
C.丙粒子做匀速圆周运动，运动轨迹半径为
D.所有粒子运动过程中速度大小不变
7．如图所示，带正电的小球穿在一根不可伸长的光滑绝缘轻绳上，可自由滑动，整个装置处于水平向右的匀强电场中，小球处于静止状态。保持A端位置不变（两杆间距合适，小球两侧绳子之间夹角始终小于180°）( )
A.将B端向上移动一小段距离到，再次稳定后绳子张力增大
B.将B端向下移动一小段距离到，再次稳定后绳子张力增大
C.将右边竖直杆向左移动一小段距离，再次稳定后绳子张力减小
D.将右边竖直杆向右移动一小段距离，再次稳定后绳子张力减小
8．如图所示，被锁定在墙边的压缩弹簧右端与质量为0.2kg、静止于A点的滑块P接触但不粘连，滑块P所在光滑水平轨道与半径为0.8m的光滑半圆轨道平滑连接于B点，压缩的弹簧储存的弹性势能为2.8J，重力加速度取，现将弹簧解除锁定，滑块P被弹簧弹出，脱离弹簧后冲上半圆轨道的过程中( )
A.可以到达半圆轨道最高点D
B.经过B点时对半圆轨道的压力大小为9N
C.不能到达最高点D，滑块P能到达的最大高度为1.35m
D.可以通过C点且在CD之间某位置脱离轨道，脱离时的速度大小为2.2m/s
9．一定质量的理想气体，在经历如图所示的的状态变化过程，下列描述正确的是( )
A.气体从状态A到状态B的过程是等容变化，温度升高，内能增大
B.气体从状态B到状态C的过程，温度升高，对外做功，内能增大
C.气体从状态C回到状态A的过程是等压变化，温度降低，对外做功
D.气体从状态C回到状态A的过程，内能减少，放出热量
E.气体从状态A再回到状态A的全过程，外界对气体做功，气体放出热量，内能增大
10．一列横波时刻的波形图如图所示，波沿着x轴的正方向传播，此时刚好传到图中P点，已知波速为，下列说法正确的是( )
A.波长为8cm，波的周期为0.1s
B.时刻质点P运动方向沿x轴正方向，经0.05秒刚好运动到Q点
C.时刻质点P刚好经过平衡位置向y轴负方向运动
D.从时刻开始经过0.1s，质点Q运动的路程为0.8cm
E.质点P的振动方程是
三、实验题
11．某同学设计出如图甲所示的实验装置来“验证机械能守恒定律”，让小铁球从A点自由下落，下落过程中经过A点正下方的光电门B时，已知小球的质量为m，直径为d。
(1)用游标卡尺测得的铁球直径如图丙所示，读数为________cm；
(2)若AB之间距离为h，则小球从A到B过程中，减少的重力势能为________，增加的动能为__________(用题中给出的字母表示)；
(3)调整AB之间距离h，记录下小球通过光电门B的时间t，多次重复上述过程随h的变化图像如图乙所示。若小球下落过程中机械能守恒，该直线斜率______。
12．在把电流表改装成电压表的实验中，要将量程为200μA的电流表G改装成量程为5V的电压表，电流表G的内阻约几百欧。提供的实验器材如下：
干电池(电动势E约为1.5V，内阻r约为10Ω)、电阻箱、 (均为0～99999.9Ω)、开关、导线若干。
(1)先利用如图甲所示的电路，测出电流表G的内电阻，有关实验测量的操作步骤如下：
①按照图甲连接好电路，电阻箱、阻值均调至最大，开关、均断开；
②只闭合，调节电阻箱使电流表G满偏，此时电阻箱的阻值为6990.0Ω；
③再闭合，调节电阻箱使电流表G半偏，此时电阻箱的阻值为470.0Ω，由此可得电流表G内阻的测量值为________Ω。
(2)测量电流表内阻时，为了减小测量误差，要求远大于 (比值越大，测量误差越小)，本实验中虽比大，但两者之比不是很大，因此导致的测量误差较大。通过分析可知，的测量值_________真实值(填“大于”或“小于”)。
(3)为减小的测量误差，可以通过补偿回路总电阻的方法，即把半偏时回路的总电阻的变化补回来。实际操作如下：在(1)后，再把先增加到________Ω(用第(1)问中的有关条件求得具体数值)，再闭合调节使电流表G半偏。用这时的读数表示的测量值，如此重复操作多次补偿即可使误差尽量减小。
(4)通过多次补偿测量，最终取，为完成上述改装，需要用一个_______Ω的电阻与电流表串联。用改装后的电压表，按图乙所示的电路测量未知电阻。若测量未知电阻时，电流表的读数为0.20A，而改装后的电压表的表头(刻度盘仍为原电流表的刻度如图丙所示)，那么的测量值为________Ω。
四、计算题
13．某智能家居品牌，因科技含量高、丰富的人性化设计深受年轻人的追捧，其中一款语音控制电动窗帘轨道盒的工作原理可简化成如图所示的示意图，电动机通过轻细绳拉动滑块A(正常使用时滑块A与窗帘布连接)，滑块B为防撞模块(它用一段柔软轻绳与左面墙连接)，从语音控制电动机接收到打开窗帘的指令开始计时，电动机以额定功率牵引滑块A(未连接窗帘布)，当滑块A以最大速度向左运动与滑块B发生碰撞，碰撞瞬间电动机自动切断电源停止对滑块A提供拉力，碰撞时间极短可忽略不计，到达墙面前速度刚好减为零。已知语音控制电动机在正常工作时的额定功率为0.16W，滑块A、B在轨道上滑动时所受阻力均为滑块重力的0.1倍，滑块A最初位置与滑块B相距4m。已知、。求：
(1)电动机牵引滑块A在轨道上运动能达到的最大速度；
(2)滑块A由静止出发到最后停在墙边共需要多少时间。
14．如图所示，和为在同一水平面内足够长的金属导轨，处在磁感应强度B为1T的匀强磁场中，磁场方向竖直向下。导轨的段与段相互平行，距离为；段与段也是平行的，距离为0.5m。质量m均为0.1kg的金属杆a、b垂直于导轨放置，一根不可伸长的绝缘轻绳一端固定在金属杆b上，重物c放置在地面上，绝缘轻绳的水平部分与平行且足够长(重物c始终不与滑轮相撞)，对a杆施加一水平向左大小为4N的恒力F使其从静止开始运动。已知两杆在运动过程中始终垂直于导轨并与导轨保持光滑接触，轨道足够长使b杆始终在宽度为0.5m的轨道部分运动，两杆与导轨构成的回路的总电阻始终为，重力加速度g取。
(1)若将重物c锁定在地面上，求a杆的最终速度的大小；
(2)若将重物c解除锁定，从a杆开始运动到重物c刚要离开地面时，共经历时间0.25s，求此过程回路产生的总焦耳热；
(3)若将重物c解除锁定，求a杆运动全过程中回路的最大电流(结果保留三位有效数字)。
15．如图甲所示，一竖直放置的玻璃管(导热良好)用水银柱封闭了一定质量的气体，封闭的气柱长度为10cm，玻璃管的总长度为38cm，将小活塞缓慢从管口向下推下，直到气柱长度变为8cm，环境温度不变，大气压强为76cmHg。求：
(1)气柱长度变为8cm时这段气柱的压强多大；
(2)小活塞从管口向下移动的距离。
16．如图所示，一个柱状光学元件的横截面由直角边边长为a的等腰直角三角形与半径为a的四分之一圆组成，一束平行光线垂直于PR边射入(A为PR的中点)的光线，在光学元件中经PQ边反射后恰好从图中B点射出，，求：
(1)光学元件的折射率；
(2)所有从PR边垂直入射的光线，经PQ边反射后到达QS边，只有部分光线能够从QS边射出，则不能从QS边射出的光线在PR边入射时的宽度是多少。
参考答案
1．答案：A
解析：可将动车减速过程看作初速度为0的匀加速过程，根据匀变速直线运动规律可知最后3s、2s、1s连续通过三段位移的比为27:8:1，根据平均速度的计算公式，可知这三段位移的平均速度之比是9:4:1，故A正确，BCD错误。
故选A。
2．答案：C
解析：A.该基态氦离子吸收光子跃迁后，半径变大，由库仑力提供向心力做圆周运动
核外电子的动能减小，故A错误；
B.能量为18.6eV的电子轰击后氦离子的能量
所以不能跃迁，B错误；
C.一个该基态氦离子吸收能量为51.0eV的光子后，能跃迁到第4能级，最多能辐射3种频率的光子，分别为4到3,3到2,2到1辐射的，C正确；
D.该基态氦离子吸收能量为54.4eV的光子后能发生电离，D错误。
故选C。
3．答案：B
解析：A.对a、b小球
a球所在斜面倾角较大，则a球的加速度大于b球的加速度，A错误；
B.设CM距离为R，则
解得
对于c小球有
解得
可见c球最先到达M点，B正确；
C.根据动量定理有
可见a球所受重力的冲量较大，C错误；
D.根据动能定理有
得
两球速度相等，D错误。
故选B。
4．答案：C
解析：A.根据变轨原理可知，卫星从轨道Ⅰ变轨进入轨道Ⅱ需要在d点点火加速，故A错误；
B.b点与地心的距离为2R，则Ⅱ轨道半长轴为，根据开普勒第三定律可得
解得
故B错误；
C.卫星从轨道Ⅱ变到轨道Ⅲ需要点火加速，因此在同一点加速动能增大也就是机械能增大，而同一轨道机械能守恒，因此b点的机械能小于在c点的机械能，故C正确；
D.根据牛顿第二定律可得
解得
由于
，
所以卫星在a点的加速度大小为在b点加速度大小的4倍。故D错误。
故选C。
5．答案：D
解析：A.由等量同种点电荷电场特点可知，A、C处放置的正电荷在长方体的几何中心处场强方向竖直向下，F、H处放置的负电荷在长方体的几何中心处场强方向竖直向下，则该长方体的几何中心处合场强竖直向下，大小不为零，故A错误；
B.B、D两点到两正电荷的距离相同，到两负电荷的距离相同，由矢量合成可知，B、D两点的场强大小相等，方向不同，故B错误；
C.沿竖直方向从到，所在位置距离正电荷越来越远，离负电荷越来越近，所以电势一直减小，故C错误；
D.B点离两正电荷更近，E点离两负电荷更近，则B点电势高于E点电势，将一电子从B点移到E点，电场力做负功，故D正确。
故选D。
6．答案：BD
解析：A.甲粒子速度方向与磁场方向垂直，则洛伦兹力大小为qvB，洛伦兹力方向垂直纸面向里，A错误；
B.乙粒子速度方向与磁场方向平行，则洛伦兹力大小为0，B正确；
C.丙粒子速度方向与磁场方向不垂直，不是做匀速圆周运动，C错误；
D.洛伦兹力不做功，根据动能定理可知，速度大小不变，D正确。
故选BD。
7．答案：AC
解析：对小球进行受力分析，如图所示，
将重力和电场力合并为恒力，两段绳子拉力等大且合力为。过A、B分别做平行于的直线为等效绝缘杆，直线间距为d，设两绳与夹角为θ，两绳长度分别为，则移至时，ab间距d增大，则θ变大，再次稳定后绳子张力增大，A正确；B移至时，d减小，θ减小，再次稳定后绳子张力减小，B错误；右杆左移，d减小，θ减小，再次稳定后绳子张力减小，C正确；右杆右移，d增大，θ增大，再次稳定后绳子张力增大，D错误。故选AC。
8．答案：BC
解析：A.设滑块P恰能通过最高点D，则有
解得
则滑块P从B点到D点，根据动能定理有
解得滑块在B点的动能为
所以滑块不能到达半圆轨道最高点D，故A错误；
B.滑块经过B点时的速度大小为，根据功能关系可得
在B点根据牛顿第二定律可得
联立解得
根据牛顿第三定律可知对半圆轨道的压力大小为9N，故B正确；
CD.滑块在C点的重力势能为
则滑块可以通过C点且在CD之间某位置脱离轨道，此时的速度大小为v
根据功能关系可得
根据牛顿第二定律可得
联立解得
，
滑块离开轨道后做斜上抛运动
根据功能关系可得
解得滑块P能到达的最大高度为
故C正确，D错误。
故选BC。
9．答案：ABD
解析：A.气体从状态A到状态B的过程，图线是过原点直线，所以
此过程等容变化，温度升高，内能增大；故A正确；
B.气体从状态B到状态C的过程，温度升高，内能增大
图线上的点与原点连线的斜率等于，可知减小，由理想气体状态方程，知气体体积V增大，气体对外做功；故B正确；
C.气体从状态C回到状态A的过程是等压变化，温度降低，由，可知气体体积V减小，外界对气体做功；故C错误；
D.气体从状态C回到状态A的过程，温度降低，内能减少
外界对气体做功
由热力学第一定律，可知
即放出热量；故D正确；
E.作出图像
根据图像与V轴所围的面积表示气体做功，可知气体从状态A再回到状态A的全过程，气体对外界做功
内能不变
由热力学第一定律，可知
所以气体吸收热量，故E错误。
故选ABD。
10．答案：ACD
解析：A.由图可知；波长为8cm，波速为，则周期
故A错误
B.根据平移法可知P点向下运动，P只能沿y轴方向运动，不能传到Q点，故B错误；
C.根据平移法可知时刻质点P刚好经过平衡位置向y轴负方向运动，故C正确；
D.波经
传到Q点，质点Q运动的路程为
故D正确；
E.P点向下运动，则质点P的振动方程是
故E错误；
故选ACD。
11．答案：(1)1.015
(2)mgh；
(3)
解析：(1)铁球直径为
(2)若AB之间距离为h，则小球从A到B过程中减少的重力势能为mgh，小球通过光电门的速度为
小球从A到B过程中，增加的动能为
(3)根据机械能守恒定律有
整理得
该直线斜率
12．答案：(1)470.0
(2)小于
(3)7225
(4)24500；15
解析：(1)电流表G半偏，则电流表的内阻与相等，为470.0Ω。
(2)当开关闭合时，电流表与的并联电阻小于电流表的内阻，电路中的总电阻变小，电路中的电流变大，当电流表半偏时，的电流大于半偏的电流，根据并联电路电阻与电流成反比，可知电流表内阻的测量值小于真实值。
(3)并联后
并联部分电阻减少了原来的一半，因此把先增加到，然后再次用半偏法测量；
(4)根据欧姆定律得
需要串联的电阻
丙图的读数为，通过待测电阻的电流
根据欧姆定律，待测电阻
13．答案：(1)0.8m/s；(2)5.42s
解析：(1)由题意可知
，，、，
当A达到最大速度时牵引力等于阻力，根据功率的计算公式可得
解得
(2)设A碰撞前运动时间为，根据动能定理可得
其中
代入数据解得
碰撞过程中，取向左为正方向，由动量守恒定律
解得碰撞后的速度大小为
设碰撞后到静止的时间为，取向左为正方向，对整体根据动量定理可得
解得
所以滑块A由静止出发到最后停在墙边共需要的时间为
14．答案：(1)2m/s；(2)1.75J；(3)3.78A
解析：(1)若将重物c锁定在地面上，则b杆静止不动，a杆产生感应电动势
感应电流
安培力
a杆加速运动，由牛顿第二定律
当加速度减小到零时，a杆做匀速直线运动，即
可得a杆稳定速度
(2)重物c刚要离开地面时，则有
则b杆所受安培力
ab两杆串联，电流相等，所以a杆安培力是b杆的4倍
由可知电路中电流
电动势
由可知此时a杆的速度
从a杆开始运动到重物c刚要离开地面过程，对a杆利用动量定理有
设a杆运动的位移为x，则
代入上式，可得
对a杆利用动能定理有
可得克服安培力做的功
此过程回路产生的总焦耳热
(3)重物c解除锁定后，设某时刻a、b两杆的速度分别为、，回路中产生的感应电动势
回路中总电流
a杆的加速度
b杆和重物c看作一个整体，则加速度
a、b两杆均加速运动，所以a杆加速快，可知，则电流i增大减小，增大，当与增加的一样快时，即
时，回路中电流达到稳定时的最大值；由，可知
代入数据，可得
15．答案：(1)100cmHg；(2)7cm
解析：(1)开始时，封闭的气体压强
该封闭气体初态的长度为，设玻璃管的横截面积为S，封闭气柱末态的长度为时，封闭的气体压强为，对封闭的气体，由玻意耳定律
解得
(2)开始时，管内上端气体的压强，气体柱长度为，当封闭气柱长度为时，管内上端封闭气体的压强变为
管内上端封闭气体，由玻意耳定律
解得
故小活塞从管口向下移动的距离
16．答案：(1)；(2)
解析：(1)画出光路图如图所示
由几何关系可得
可得光线在B点的入射角为30°，光学元件的折射率
(2)根据
临界角为
所有从PR边垂直入射的光线，经PQ边反射后到达QS边，设光线在QS上的C点刚好发生了全反射。则不能从QS边射出的光线在PR边入射时的宽度是