安徽省淮南市2023届高三物理二模试题（Word版附解析）

淮南市2023届高三第二次模拟考试理科综合试题考生注意：1.本试卷分第I卷（选择题）和第II卷（非选择题）两部分，共300分。考试时间150分钟。2.请将各题答案填写在答题卡上。一、选择题：本大题共8小题，每小题6分，共48分。在每小题给出的四个选项中，第1~5题只有一项符合题目要求，第6~8题有多项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。1.彩虹是太阳光射入球形水珠经过折射、全反射、折射形成的，在雨后立即出太阳的情况下最容易出现，如图为一束复色光进入水珠后传播路径的示意图，下列关于a光和b光的说法正确的是（　　）A.在真空中，b光传播速率比a光大B.在水中，b光波长比a光大C.在水中，b光频率比a光大D.b光全反射的临界角大于a光全反射的临界角【答案】C【解析】【详解】A．在真空中，b光传播速率与a光传播速率相等，均为光速，A错误；C．由图可知，b光折射率比a光大，则b光频率比a光大，C正确；B．根据可知在水中，光的速度大，根据结合B选项分析可知a光波长比b光大，B错误；D．根据可知b光全反射的临界角小于a光全反射的临界角，D错误。故选C。2.如图所示，理想变压器原线圈接在变化频率为50Hz的正弦交变电源上，副线圈接有的负载电阻，原、副线圈匝数之比为，电流表、电压表均为理想电表，电流表示数为2A ，下列说法正确的是（　　）A.电压表的示数为220VB.原线圈的输入功率为960WC.原线圈输入电压是D.副线圈输出交流电的频率为12.5Hz【答案】B【解析】【详解】A．据得副线圈中电流电压表的示数为A错误；B．根据得原线圈两端电压的有效值原线圈的输入功率B正确；C．原线圈的输入电压的最大值原线圈的输入电压 C错误；D．变压器不改变交流电的频率，副线圈输出交流电的频率为50Hz，D正确。故选B。3.如图所示，倾角为的粗糙斜面上有4个完全相同的物块，在与斜面平行的拉力F作用下恰好沿斜面向上做匀速直线运动，运动中连接各木块间的细绳均与斜面平行，此时第1、2物块间细绳的张力大小为，某时刻连接第3、4物块间的细绳突然断了，其余3个物块仍在力F的作用下沿斜面向上运动，此时第1、2物块间细绳的张力大小为，则等于（　　）A.B.C.D.1：1【答案】B【解析】【详解】匀速运动时，设每一个物块所受的摩擦力为，质量为，根据平衡条件可得对2、3、4物块由平衡条件可得可得连接第3、4物块间的细绳突然断了，对1、2、3根据牛顿第二定律可得对2、3物块根据牛顿第二定律可得可得可得 故选B。4.2022年11月3日中国空间站全面建成，我国航天事业进入了新的阶段，人类的一些航天愿望也有望变成现实。如若用目前世界上已知强度极高的材料石墨烯制作“太空电梯”缆线，人类进入太空就将成为可能。如图所示，假设在赤道上O点和其正上方地球同步轨道上的太空站A之间，固定着由石墨烯材料做成的太空电梯缆线，这样人类就可乘坐电梯仓往返于地球和太空站之间了。当电梯仓某次停在OA的中间位置P点时，下列说法正确的是（　　）A.电梯仓里的货物处于平衡状态B.电梯仓里的货物处于完全失重状态C.电梯仓的线速度一定小于第一宇宙速度D.电梯仓的线速度与太空站A的线速度之比为【答案】CD【解析】【详解】A．电梯仓里的货物随电梯一起做匀速圆周运动，处于非平衡状态，A错误；B．电梯仓里的货物，受万有引力与电梯仓的支持力，不是完全失重状态，B错误；D．电梯仓的线速度与太空站A角速度相等线速度与半径成正比。电梯仓停在中间位置，梯仓的线速度与太空站A的线速度之比为，D正确；C．第一宇宙速度是最大的环绕速度，由万有引力提供向心力所以太空站A的线速度小于第一宇宙速度，由上述分析，电梯仓速度小于空间站速度，所以电梯仓的线速度一定小于第一宇宙速度，C正确。故选CD。5.如图甲所示，有一粗糙斜面，下端固定一轻质弹簧，初始时弹簧处于自然伸长。一小物块在由斜面顶点静止释放后的一段时间内，物块的动能随位移x变化的图像如图乙所示。弹簧始终在弹性限度之内。则以下说法中正确的是（　　） A.小物块最大动能为0.2J，最大位移为0.4mB.小物块最大动能为0.2J，最大位移为0.45mC.小物块最大动能为0.25J，最大位移为0.4mD.小物块最大动能为0.25J，最大位移为0.45m【答案】B【解析】【详解】小物块匀加速的下滑过程，由动能定理动能达到最大时与弹簧接触到动能最大的过程中，由动能定理联立得小物块的最大动能为小物块减速下滑过程联立得最大位移为故选B。6.某介质中由一波源产生的一列横波在时刻的波形如图所示，其中波源位于坐标原点， 时刻介质中质点Q才开始振动。则下列说法正确的是（　　）A.此波的周期B.时，质点Q的速度沿x轴正方向，大小为1m/sC.时，质点P的速度与质点Q的速度大小相同，方向相反D.当质点Q运动路程达到9cm时，质点P的运动路程达到25cm【答案】AD【解析】【详解】A．波的传播速度为由图像可知波长为波的周期为故A正确；B．根据“同侧法”可知0.2m位置的质点振动方向向下，则时，质点Q的速度沿x轴负方向，大小未知，故B错误；C．时，质点P位于平衡位置，速度向下，与质点Q的速度大小相同，方向相同，故C错误；D．波从P位置传播到Q位置时间为此段时间P经过的路程为此后质点Q的运动路程达到9cm时，质点P的运动路程也达到9cm，则质点P的总运动路程为故D正确。 故选AD。7.如图所示，两根足够长的光滑平行金属导轨固定放置在足够高的水平台面上，导轨间距。质量，电阻的直导体棒放在导轨上，且始终与导轨垂直，导体棒通过一根轻质细绳绕过定滑轮与一质量也为的重物相连。导轨左端与阻值的电阻相连，导轨电阻不计，整个装置放在竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度。在时刻，由静止释放导体棒和重物，直导体棒由静止开始向右做直线运动（导轨足够长，轻质细绳始终与导轨共面且平行），。下列说法中正确的是（　　）A.重物向下做加速度减小的加速运动，最终做匀速直线运动B.当导体棒速度时，导体棒加速度C.导体棒最终做匀速直线运动的速度为D.导体棒最终做匀速直线运动速度为【答案】AC【解析】【详解】A．重物和导体棒整体受力分析有根据闭合电路欧姆定律有可知随着速度的增大，重物的加速度减小，所以重物向下做加速度减小的加速运动，最终做匀速直线运动，故A正确；B．当导体棒速度时，根据A项可知解得故B错误；CD．导体棒最终做匀速直线运动时有 解得故C正确，D错误；故选AC。8.如图甲所示，粗糙绝缘的水平桌面上，虚线左、右两侧空间均存在与桌面垂直的匀强磁场，右侧匀强磁场的方向垂直桌面向下，磁感应强度大小恒为；左侧匀强磁场的磁感应强度B随时间t变化的规律如图乙所示，规定垂直桌面向上为磁场的正方向。由硬质细导线绕成的边长为L的正方形线框放在桌面上，对角线MN正好与虚线重合，导线材料的电阻率为、横截面积为，左侧磁场变化时线框始终处于静止状态。在0~的时间内，以下说法正确的是（　　）A.在0~线框受到的摩擦力一直向右B.在时刻，线框受到的安培力大小为C.在T0时刻，线框受到的摩擦力为0D.在0~内，通过线框的电荷量【答案】BD【解析】【详解】A．根据楞次定律，在0~电流方向为顺时针方向，磁场力向右，线框受到的摩擦力一直向左，故A错误；B．感应电动势 电流PMN受到的安培力方向向左，MQN受到的安培力方向向右，所以线框受到的安培力大小为故B正确；C．在T0时刻，PMN受到的安培力为0，MQN受到的安培力不为0，故C错误；D．在0~内，通过线框的电荷量故D正确。故选BD。第II卷（非选择题共174分）二、非选择题：本题共14小题（物理：9~13题，62分；）。9.为了探究加速度与力的关系，某实验小组使用如图所示的装置进行实验。其中两个光电门A、B分别与两个数字计时器相连。力传感器可以测出上端绳子上的拉力，平衡好摩擦力后，在沙桶中逐次添加沙子，测得多组数据。 （1）下列说法中正确的是___________A.平衡摩擦力时，在沙桶中逐渐添加沙子，直至物块通过两光电门的时间相等；B．实验中，不需要让物块每次都从同一位置释放；C．实验中，应保证沙和沙桶的质量远小于物块和遮光片的质量。（2）一次测量中，记录下物块通过光电门的遮光时间分别为、，以及在两个光电门之间的运动时间t，用游标卡尺测得遮光片的宽度为d，则物块运动的加速度为___________（用、、、d表示）；（3）测得多组数据后绘制出如图乙所示的图像，图像不过原点的原因是___________。【答案】①.B②.③.平衡摩擦力时，斜面倾角过大【解析】【详解】（1）[1]A．先拿下沙桶，然后将带滑轮的长木板右端垫高，直至物块通过两光电门的时间相等以平衡摩擦力，故A错误；B．实验中，不需要让物块每次都从同一位置释放；C．实验中，力传感器可以测出物块所受拉力，不需要沙和沙桶的质量远小于物块和遮光片的质量，C错误。故选B。（2）[2]物块经过光电门A、B的速度分别为 根据运动学公式联立可得（3）[3]由图可知，当绳子拉力为零时，加速度不为零，可知图像不过原点的原因是平衡摩擦力时，斜面倾角过大。10.为了测量某种圆柱形材料的电阻率，一同学利用以下器材设计了如下实验，已知该圆柱形材料电阻约为150ΩA.电阻箱R（0~999.9Ω）B.量程为30mA、内阻为50Ω的电流表C.量程为30mA、内阻约为50Ω的电流表D.最大阻值为300Ω、最大允许电流为0.5A的滑动变阻器E.电动势、内阻未知的直流电源F.开关S一个，导线若干具体实验步骤如下：①连接好实验电路，闭合开关S；②调节滑动变阻器和电阻箱R，使示数为，记下此时电阻箱阻值R和示数；③重复步骤2，且保持示数不变，测量多组R和值；④将实验测得的数据处理后，最后作出了如图丁所示的图像。（1）用螺旋测微器测出圆柱形材料电阻的直径如图乙所示，该读数为___________mm；用游标卡尺测出其长度如图丙所示，该读数为___________cm。（2）电流表选择___________（填写器材前字母代号）；（3）由丁图数据可得序号为C的电流表内阻为___________Ω；（4）该材料的电阻率为___________（保留2位有效数字）。 【答案】①.1.704②.3.970③.C④.48.0⑤.【解析】【详解】（1）[1]螺旋测微器的读数为[2]游标卡尺的读数为（2）[3]由图甲根据欧姆定律有整理可得由此可知，要求得Rx的值，除了需要求出图乙所示图像的斜率，还需要知道A2的内阻，所以A2的内阻应该确定，故A1应选用C。（3）[4]根据（2）分析可知为C的电流表内阻等于图像的纵轴截距的绝对值为；（4）[5]根据（2）分析可知解得该材料的电阻率又代入数据解得11.如图，一导热良好且上端开口、下端封闭的细长玻璃管竖直放置在温度为℃的环境中。玻璃管内由水银柱A、B分别封有空气柱C、D，已知水银柱A、B的长度均为5cm，空气柱C的长度为20cm，空气柱D的长度为25cm，水银柱B上表面到管口的距离为10cm，大气压强恒为 ，不计一切摩擦。（1）若环境温度保持不变，把玻璃管缓慢转至水平，求空气柱D的长度变为多少？（2）若玻璃管保持竖直放置，环境温度由C缓慢上升到，请通过计算说明管顶是否有水银溢出。【答案】（1）；（2）见解析【解析】【详解】（1）研究D气体，根据玻-马定律解得：转至水平后D长度为同理研究C气体，根据玻-马定律解得：转至水平后C长度为空气柱伸长的总长度管口没有有水银溢出故转至水平后D长度（2）研究C气体，根据盖。吕萨克定律 解得：末状态C的长度为空气柱C伸长了研究D气体，根据盖·吕萨克定律解得：末状态C的长度为空气柱C伸长了空气柱伸长的总长度管顶没有有水银溢出。12.如图所示，在平面直角坐标系xOy第四象限内存在沿y轴正方向的匀强电场，电场强度大小为E，第一象限有一直角三角形区域OPQ，其中，OP=a，∆OPQ区域内（含OQ）有方向垂直于纸面向外的匀强磁场，一质量为m，电荷量为q（）的带正电粒子从坐标原点O以速度v0沿y轴正方向射入磁场，不计带电粒子的重力。（1）若该带电粒子经磁场偏转后能进入电场区域，求这种情况下磁感应强度大小的最小值；（2）如果磁感应强度大小取（1）中的，求该带电粒子在电、磁场中运动的总时间。 【答案】（1）；（2）【解析】【详解】（1）经分析可知：当磁感应强度大小为时，粒子在磁场中的运动轨迹恰好与PQ相切，如图所示，圆心在x轴上的点，从x轴上M点进入电场，粒子在磁场中的圆轨道半径设为R，由几何关系知即由洛伦兹力提供向心力，可得联立解得 （2）粒子从O点运动到M点的时间设为，则有粒子进入电场后，沿电场线方向减速至N点，速度是零，设这段时间为，则有解得由运动对称性可知：粒子从N点运动到M点的时间也为，且从M点再次进入磁场的速度仍为，即再次进入磁场做匀速圆周运动的半径仍为，由图中几何知识可知，，因此P点即为粒子再次做圆周运动的圆心，也即粒子将垂直于PQ边离开磁场。设粒子第2次在磁场中运动的时间为，则有因此粒子在电磁场中运动的总时间t为13.如图所示，有一个光滑圆环MDN固定在竖直平面内，半径为，圆心在O点，N、O、D为竖直直径上的三点，O、M、B、C四点在同一个水平面上，在N点正下方接近N点处固定一个非常小的光滑水平支架，支架上放置一个可视为质点的小物块b，另一个可视为质点的小球a在M点的正上方。传送带顺时针匀速转动，速度大小为，左端点B距圆心O的水平距离为，BC长为，已知球a的质量，物块b的质量，，不计空气阻力。（1）若将物块b拿走，球a从M点正上方的某处由静止释放后，恰好能从圆轨道最高点N 水平飞出，且击中传送带上的B点，求OB的距离；（2）将物块b放在支架上，球a从M点正上方距离M点高度为处由静止释放，则球a能不能与物块b相碰？若能，求碰后两者的速度大小；若不能，求球a与圆轨道脱离的位置与圆心O的高度差；（3）调整球a从M点正上方释放点的高度，使a、b两物体发生弹性碰撞后，球a能原轨道返回，物块b做平抛运动后落在传送带上，且物块b落在传送带上时竖直分速度全部损失，只保留水平方向分速度。当物块b落在传送带上距离B点最近时，物块b在传送带上会一直向右加速运动，到C点时恰好与传送带速度相等，求物块b与传送带间的动摩擦因数μ。【答案】（1），（2），（3）【解析】【详解】（1）a球恰好从最高点飞出故有平抛运动击中B点有联立以上公式，代入数据得（2）a球释放高度小于R，故不能到达圆弧最高点；设在圆弧上K点脱离，K点与圆心在水平方向的夹角为，由机械能守恒定律可知 在K点有代入数据可得故脱离轨道时距O高度为（3）a球释放点距M点的距离h处自由释放，运动到N点有两物体碰撞时动量守恒，机械能守恒解得方向向左方向向右a球原路返回要求有得到此时b物块对应水平位移故能落在传送带上距B点为m，且为最近点。时，由上式可得b物块从N点射出时速度 因竖直分速度损失，故落在传送带时水平速度也为水平位移与C点距离一直加速故有解得