2023學年甘肅省蘭州名校高三下學期二模（4月）物理試題

2023學年甘肅省蘭州名校高三下學期二模（4月）物理試題考生請注意：1．答題前請將考場、試室號、座位號、考生號、姓名寫在試卷密封線內(nèi)，不得在試卷上作任何標記。2．第一部分選擇題每小題選出答案后，需將答案寫在試卷指定的括號內(nèi)，第二部分非選擇題答案寫在試卷題目指定的位置上。3．考生必須保證答題卡的整潔?？荚嚱Y束后，請將本試卷和答題卡一并交回。一、單項選擇題：本題共6小題，每小題4分，共24分。在每小題給出的四個選項中，只有一項是符合題目要求的。1、如圖所示，圖甲是旋轉(zhuǎn)磁極式交流發(fā)電機簡化圖，其矩形線圈在勻強磁場中不動，線圈匝數(shù)為10匝，內(nèi)阻不可忽略。產(chǎn)生勻強磁場的磁極繞垂直于磁場方向的固定軸OO′（O′O沿水平方向）勻速轉(zhuǎn)動，線圈中的磁通量隨時間按如圖乙所示正弦規(guī)律變化。線圈的兩端連接理想變壓器，理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比n1∶n2=2∶1，電阻R1=R2=8Ω。電流表示數(shù)為1A。則下列說法不正確的是（）A．a(chǎn)bcd線圈在圖甲所在的面為非中性面B．發(fā)電機產(chǎn)生的電動勢的最大值為10VC．電壓表的示數(shù)為10VD．發(fā)電機線圈的電阻為4Ω2、我國第一顆人造地球衛(wèi)星因可以模擬演奏《東方紅》樂曲并讓地球上從電波中接收到這段音樂而命名為“東方紅一號”。該衛(wèi)星至今仍沿橢圓軌道繞地球運動。如圖所示，設衛(wèi)星在近地點、遠地點的角速度分別為，，在近地點、遠地點的速度分別為，，則（）A． B． C． D．3、如圖所示，一定質(zhì)量的物體通過輕繩懸掛，結點為O．人沿水平方向拉著OB繩，物體和人均處于靜止狀態(tài)．若人的拉力方向不變，緩慢向左移動一小段距離，下列說法正確的是（）A．OA繩中的拉力先減小后增大B．OB繩中的拉力不變C．人對地面的壓力逐漸減小D．地面給人的摩擦力逐漸增大4、下列說法正確的是（）A．物體從外界吸收熱量，其內(nèi)能一定增加B．物體對外界做功，其內(nèi)能一定減少C．物體溫度降低，其分子熱運動的平均動能增大D．物體溫度升高，其分子熱運動的平均動能增大5、仰臥起坐是《國家學生體質(zhì)健康標準》中規(guī)定的女生測試項目之一。根據(jù)該標準高三女生一分鐘內(nèi)完成55個以上仰臥起坐記為滿分。若某女生一分鐘內(nèi)做了50個仰臥起坐，其質(zhì)量為50kg，上半身質(zhì)量為總質(zhì)量的0.6倍，仰臥起坐時下半身重心位置不變，g取10m/s2。則測試過程中該女生克服重力做功的平均功率約為（）A．10W B．40W C．100W D．200W6、如圖所示，一光滑半圓形軌道固定在水平地面上，圓心為O、半徑為R，一根輕橡皮筋一端連在可視為質(zhì)點的小球上。另一端連在距離O點正上方R處的P點。小球放在與O點等高的軌道上A點時，輕橡皮筋處于原長?，F(xiàn)將小球從A點由靜止釋放，小球沿圓軌道向下運動，通過最低點B時對圓軌道的壓力恰好為零。已知小球的質(zhì)量為m，重力加速度為g，則小球從A點運動到B點的過程中下列說法正確的是（）A．小球通過最低點時，橡皮筋的彈力等于mgB．橡皮筋彈力做功的功率逐漸變大C．小球運動過程中，橡皮筋彈力所做的功等于小球動能增加量D．小球運動過程中，機械能的減少量等于橡皮筋彈性勢能的增加量二、多項選擇題：本題共4小題，每小題5分，共20分。在每小題給出的四個選項中，有多個選項是符合題目要求的。全部選對的得5分，選對但不全的得3分，有選錯的得0分。7、如圖所示是宇宙空間中某處孤立天體系統(tǒng)的示意圖，位于點的一個中心天體有兩顆環(huán)繞衛(wèi)星，衛(wèi)星質(zhì)量遠遠小于中心天體質(zhì)量，且不考慮兩衛(wèi)星間的萬有引力。甲衛(wèi)星繞點做半徑為的勻速圓周運動，乙衛(wèi)星繞點的運動軌跡為橢圓，半長軸為、半短軸為，甲、乙均沿順時針方向運轉(zhuǎn)。兩衛(wèi)星的運動軌跡共面且交于兩點。某時刻甲衛(wèi)星在處，乙衛(wèi)星在處。下列說法正確的是（）A．甲、乙兩衛(wèi)星的周期相等B．甲、乙兩衛(wèi)星各自經(jīng)過處時的加速度大小相等C．乙衛(wèi)星經(jīng)過處時速度相同D．甲、乙各自從點運動到點所需時間之比為1：38、下列說法正確的是（）A．由于液體表面層分子間的距離大于液體內(nèi)部分子間的距離，故液體表面存在張力B．把金片兒和鉛片壓在一起，經(jīng)過足夠長時間后，可發(fā)現(xiàn)金會擴散到鉛中，但鉛不會擴散到金中C．物體的溫度升高，物體內(nèi)分子的平均動能增大D．熱力學第二定律表明，不可能通過有限的過程，把一個物體冷卻到絕對零度E.一切自發(fā)過程總是沿著分子熱運動的無序性增大的方向進行9、有一堆砂子在水平面上堆成圓錐形，穩(wěn)定時底角為α，如圖所示．如果視每粒砂子完全相同，砂子與砂子之間，砂子與地面之間的動摩擦因數(shù)均為μ，砂子之間的最大靜摩擦力可近似認為與滑動摩擦力相等，以下說法正確的是（）A．砂堆穩(wěn)定時，砂堆底面受到地面的摩擦力一定為零B．砂堆穩(wěn)定時，只有形成嚴格規(guī)則的圓錐，底面受到地面的摩擦力才為零C．砂堆穩(wěn)定時形成的圓錐的底角最大值滿足tanαmax＝μD．砂堆穩(wěn)定時形成的圓錐的底角最大值滿足cosαmax＝μ10、我國探月工程分“繞、落、回”三步走，近期將發(fā)射“嫦娥五號”探測器執(zhí)行月面采樣返回任務。圖為探測器繞月運行的示意圖，O為月球球心。已知環(huán)月圓軌道I和橢圓軌道II相切于P點，且I軌道半徑為II軌道半長軸的1.25倍。則探測器分別在I、II兩軌道上穩(wěn)定運行時（）A．周期T1:T2=5:4B．機械能EI=EIIC．經(jīng)過P點的速度vI>vIID．經(jīng)過P點的加速度aI=aII三、實驗題：本題共2小題，共18分。把答案寫在答題卡中指定的答題處，不要求寫出演算過程。11．（6分）如圖甲，是“探究功與速度變化的關系”的實驗裝置，當質(zhì)量為的小車，在1條橡皮筋作用下彈出時，橡皮筋對小車做的功記為；當用2條、3條完全相同的橡皮筋進行第2次、第3次實驗時，由于每次實驗中橡皮筋的拉伸長度相同，因此第2次、第3次實驗中，橡皮筋對小車做的功分別為、，每次實驗中小車獲得的最大速度可由打點計時器所打出的紙帶求出。則：（1）關于該實驗，下列說法中正確的是__（填選項序號字母）。A．必須平衡摩擦力B．打點計時器可以用干電池供電C．每次實驗，小車必須從同一位置由靜止釋放D．可以選用規(guī)格不相同的橡皮筋（2）圖乙為某次用1條橡皮筋實驗打出的紙帶，測得、、、、相鄰兩點間的距離分別為，，，，則小車獲得的最大速度為__。如果用2條橡皮筋做實驗，那么，在理論上，小車獲得的最大動能為__（結果保留兩位有效數(shù)字）。12．（12分）為了探究質(zhì)量一定時加速度與力的關系，一同學設計了如圖所示的實驗裝置。其中M為帶滑輪的小車的質(zhì)量，m為砂和砂桶的質(zhì)量。(滑輪質(zhì)量不計)(1)實驗時，一定要進行的操作是______。A．用天平測出砂和砂桶的質(zhì)量B．將帶滑輪的長木板右端墊高，以平衡摩擦力C．小車靠近打點計時器，先接通電源，再釋放小車，打出一條紙帶，同時記錄彈簧測力計的示數(shù)D．改變砂和砂桶的質(zhì)量，打出幾條紙帶E．為減小誤差，實驗中一定要保證砂和砂桶的質(zhì)量m遠小于小車的質(zhì)量M(2)該同學在實驗中得到如圖所示的一條紙帶(兩相鄰計數(shù)點間還有兩個點沒有畫出)，已知打點計時器采用的是頻率為50Hz的交流電，根據(jù)紙帶可求出小車的加速度為______m/s2(結果保留兩位有效數(shù)字)。(3)以彈簧測力計的示數(shù)F為橫坐標，加速度為縱坐標，畫出的a-F圖象是一條直線，圖線與橫坐標的夾角為θ，求得圖線的斜率為k，則小車的質(zhì)量為______。A．B．C．kD．四、計算題：本題共2小題，共26分。把答案寫在答題卡中指定的答題處，要求寫出必要的文字說明、方程式和演算步驟。13．（10分）如圖，間距為L的光滑金屬導軌，半徑為r的圓弧部分豎直放置、直的部分固定于水平地面，MNQP范圍內(nèi)有磁感應強度大小為B、方向豎直向下的勻強磁場．金屬棒ab和cd垂直導軌放置且接觸良好，cd靜止在磁場中，ab從圓弧導軌的頂端由靜止釋放，進入磁場后與cd在運動中始終不接觸．已知兩根導體棒的質(zhì)量均為m、電阻均為R．金屬導軌電阻不計，重力加速度為g．求（1）ab棒到達圓弧底端時對軌道壓力的大?。海?）當ab棒速度為時，cd棒加速度的大?。ù藭r兩棒均未離開磁場）（3）若cd棒以離開磁場，已知從cd棒開始運動到其離開磁場一段時間后，通過cd棒的電荷量為q．求此過程系統(tǒng)產(chǎn)生的焦耳熱是多少．（此過程ab棒始終在磁場中運動）14．（16分）如圖甲所示，粒子源靠近水平極板M、N的M板，N板下方有一對長為L，間距為d=1.5L的豎直極板P、Q，再下方區(qū)域存在著垂直于紙面的勻強磁場，磁場上邊界的部分放有感光膠片．水平極板M、N中間開有小孔，兩小孔的連線為豎直極板P、Q的中線，與磁場上邊界的交點為O．水平極板M、N之間的電壓為U0；豎直極板P、Q之間的電壓UPQ隨時間t變化的圖象如圖乙所示；磁場的磁感強度B=．粒子源連續(xù)釋放初速不計、質(zhì)量為m、帶電量為+q的粒子，這些粒子經(jīng)加速電場獲得速度進入豎直極板P、Q之間的電場后再進入磁場區(qū)域，都會打到感光膠片上．已知粒子在偏轉(zhuǎn)電場中運動的時間遠小于電場變化的周期，粒子重力不計．求：（1）帶電粒子進入偏轉(zhuǎn)電場時的動能EK；（2）磁場上、下邊界區(qū)域的最小寬度x；（3）帶電粒子打到磁場上邊界感光膠片的落點范圍．15．（12分）如圖所示，

PQ為一豎直放置的熒光屏，一半徑為R的圓形磁場區(qū)域與熒光屏相切于O點，磁場的方向垂直紙面向里且磁感應強度大小為B,圖中的虛線與磁場區(qū)域相切，在虛線的上方存在水平向左的勻強電場，電場強度大小為E,在O點放置一粒子發(fā)射源，能向右側180°角的范圍發(fā)射一系列的帶正電的粒子，粒子的質(zhì)量為m、電荷量為q,經(jīng)測可知粒子在磁場中的軌道半徑為R，忽略粒子的重力及粒子間的相互作用．求：(1)如圖，當粒子的發(fā)射速度方向與熒光屏成60°角時，該帶電粒子從發(fā)射到達到熒光屏上所用的時間為多少?粒子到達熒光屏的位置距O點的距離為多大?

(2)從粒子源發(fā)射出的帶電粒子到達熒光屏時，距離發(fā)射源的最遠距離應為多少?

參考答案一、單項選擇題：本題共6小題，每小題4分，共24分。在每小題給出的四個選項中，只有一項是符合題目要求的。1、C【解題分析】

A.線圈位于中性面時，磁通量最大，由圖甲可知，此時的磁通量最小，為峰值面，故A正確不符合題意；B.由圖乙知，角速度為電動勢的最大值故B正確不符合題意；C.根據(jù)歐姆定律以及變壓器原副線圈電壓關系的，解得U1=8V，故C錯誤符合題意；D.由閉合電路的歐姆定律得解得r=4Ω故D正確不符合題意。故選C。2、C【解題分析】

根據(jù)開普勒第二定律可知，從遠地點到近地點衛(wèi)星做加速運動，而近地點到遠地點，衛(wèi)星做減速運動，所以近地點的速度大于遠地點的即根據(jù)可知，因為近地點到地心的距離小于遠地點到地心的距離，即則有故選C。3、D【解題分析】解：將重物的重力進行分解，當人的拉力方向不變，緩慢向左移動一小段距離，則OA與豎直方向夾角變大，OA的拉力由圖中1位置變到2位置，可見OA繩子拉力變大，OB繩拉力逐漸變大；OA拉力變大，則繩子拉力水平方向分力變大，根據(jù)平衡條件知地面給人的摩擦力逐漸增大；人對地面的壓力始終等于人的重力，保持不變；故選D．【點評】本題考查了動態(tài)平衡問題，用圖解法比較直觀，還可以用函數(shù)法．4、D【解題分析】

A．如果物體從外界吸收熱量時，再對外做功，則內(nèi)能可能減小，可能不變，可能增加，A錯誤；B．如果物體對外界做功的同時，再從外界吸收熱量，則其內(nèi)能可能減小，可能不變，可能增加，B錯誤；CD．溫度是分子平均動能大小的標志，溫度升高，物體內(nèi)大量分子熱運動的平均動能增大，C錯誤D正確。故選D。5、C【解題分析】

該同學身高約1.6m，則每次上半身重心上升的距離約為×1.6m=0.4m，則她每一次克服重力做的功W=0.6mgh=0.6×50×10×0.4=120J1min內(nèi)她克服重力所做的總功W總=50W=50×120=6000J她克服重力做功的平均功率為故C正確，ABD錯誤。

故選C。6、D【解題分析】

小球運動到最低點時，根據(jù)牛頓第二定律可得F-mg=m，橡皮筋的彈力F=mg+m，故F大于mg，故A錯誤；根據(jù)P=Fvcosα可知，開始時v=1，則橡皮筋彈力做功的功率P=1．在最低點速度方向與F方向垂直，α=91°，則橡皮筋彈力做功的功率P=1，故橡皮筋彈力做功的功率先變大后變小，故B錯誤；小球運動過程中，根據(jù)動能定理知，重力做功和橡皮筋彈力所做的功之和等于小球動能增加量，故C錯誤。小球和彈簧組成的系統(tǒng)機械能守恒，知小球運動過程中，機械能的減少量等于橡皮筋彈性勢能的增加量，故D正確。二、多項選擇題：本題共4小題，每小題5分，共20分。在每小題給出的四個選項中，有多個選項是符合題目要求的。全部選對的得5分，選對但不全的得3分，有選錯的得0分。7、AB【解題分析】

A．橢圓的半長軸與圓軌道的半徑相等，根據(jù)開普勒第三定律知，兩顆衛(wèi)星的運動周期相等，故A正確；B．甲、乙在點都是由萬有引力產(chǎn)生加速度，則有故加速度大小相等，故B正確；C．乙衛(wèi)星在兩點的速度方向不同，故C錯誤；D．甲衛(wèi)星從到，根據(jù)幾何關系可知，經(jīng)歷，而乙衛(wèi)星從到經(jīng)過遠地點，根據(jù)開普勒行星運動定律，可知衛(wèi)星在遠地點運行慢，近地點運行快，故可知乙衛(wèi)星從到運行時間大于，而從到運行時間小于，故甲、乙各自從點運動到點的時間之比不是1：3，故D錯誤。故選AB。8、ACE【解題分析】

A．液體表面層分子間距離大于液體內(nèi)部分子間距離，故液體表面存在張力，故A正確；B．一切物質(zhì)的分子處于永不停息的無規(guī)則運動之中，當鉛片與金片接觸時，會有一些鉛的分子進入金片，同時，金的分子也會進入鉛片，故B錯誤；C．溫度是分子平均動能的標志，則溫度升高，物體內(nèi)分子平均動能增大，故C正確；D．根據(jù)熱力學第三定律知，絕對零度只能接近，不可能達到，故D錯誤；E．根據(jù)熱力學第二定律可知，一切自發(fā)過程總是沿著分子熱運動的無序性增大的方向進行，故E正確。故選ACE。9、AC【解題分析】

AB、把所有沙子看成一個整體，對整體受力分析，由水平方向合力為零可得，砂子穩(wěn)定時，砂堆底面受到地面的摩擦力一定為零，與形狀無關，故A正確，B錯誤；C、取斜面上的一粒質(zhì)量為m的沙子，若沙子恰好平衡，傾角最大，沙子受力平衡，對沙子受力分析，根據(jù)平衡條件得：mgsinα=μmgcosα解得：tanα=μ所以αmax=arctanμ，故C正確，D錯誤．故選AC．10、CD【解題分析】

A．根據(jù)開普勒第三定律可知故A錯誤；BC．從P點由軌道II進入軌道I要點火加速，即vI>vII，則在軌道I上的機械能大于軌道II上的機械能，故B錯誤，C正確；D．經(jīng)過P點時探測器受到月球的引力相同，根據(jù)牛頓第二定律可知加速度aI=aII，故D正確。故選CD。三、實驗題：本題共2小題，共18分。把答案寫在答題卡中指定的答題處，不要求寫出演算過程。11、AC0.820.067【解題分析】

（1）[1]．A．為了保證小車的動能都是橡皮筋做功的結果，必須平衡摩擦力，長木板要適當?shù)膬A斜，故A正確。

B．打點計時器使用的是低壓交流電源。故B錯誤；

C．根據(jù)實驗原理可知，每次實驗，小車必須從同一位置由靜止彈出。故C正確。

D．根據(jù)實驗原理可知，橡皮筋必須是相同的，故D錯誤。

故選AC（2）[2][3]．要測量最大速度，應該選用點跡恒定的部分。即應選用紙帶的C、D、E部分進行測量，時間間隔為0.02s，最大速度：如果用2條橡皮筋做實驗，那么在理論上，小車獲得的最大動能為12、BCD1.3D【解題分析】

(1)[1]AE．本題拉力可以由彈簧測力計測出，不需要用天平測出砂和砂桶的質(zhì)量，也就不需要使小桶（包括砂）的質(zhì)量遠小于車的總質(zhì)量，AE錯誤；B．該題是彈簧測力計測出拉力，從而表示小車受到的合外力，將帶滑輪的長木板右端墊高，以平衡摩擦力，B正確；C．打點計時器運用時，都是先接通電源，待打點穩(wěn)定后再釋放紙帶，該實驗探究加速度與力和質(zhì)量的關系，要記錄彈簧測力計的示數(shù)，C正確；D．改變砂和砂桶質(zhì)量，即改變拉力的大小，打出幾條紙帶，研究加速度隨F變化關系，D正確；故選：BCD。(2)[2]相鄰計數(shù)點間的時間間隔為，連續(xù)相等時間內(nèi)的位移之差：，根據(jù)得：；(3)[3]對a-F圖來說，圖象的斜率表示小車質(zhì)量的倒數(shù)，此題，彈簧測力計的示數(shù)：，即，a-F圖線的斜率為k，則，故小車質(zhì)量為：，故D正確。故選D。四、計算題：本題共2小題，共26分。把答案寫在答題卡中指定的答題處，要求寫出必要的文字說明、方程式和演算步驟。13、（1）3mg．（2）．（3）BLq-mgr-．

【解題分析】

（1）ab下滑過程機械能守恒，由機械能守恒定律得：mgr=，

解得：v0=，

ab運動到底端時，由牛頓第二定律得：F-mg=m，

解得：F=3mg，

由牛頓第三定律知：ab對軌道壓力大?。篎′=F=3mg；

（2）兩棒組成的系統(tǒng)動量守恒，以向右為正方向，

由動量守恒定律：mv0=mvab+mv′，

解得：v′=，

ab棒產(chǎn)生的電動勢：Eab=BLvab，

cd棒產(chǎn)生的感應電動勢：Ecd=BLv′，

回路中電流：I=，

解得：I=，

此時cd棒所受安培力：F=BIL，

此時cd棒加速度：a=，

解得：a=；

（3）由題意可知，cd棒以離開磁場后向右勻速運動，

且從cd棒開始運動到通過其電荷量為q的時間內(nèi)，通過ab棒電荷量也為q．

對ab棒，由動量定理可知：-BLt=mvab-mv0，

其中：q=t，

解得：vab=-，

此過程，由能量守恒定律得：mgr=+Q，

解得：Q=BLq-mgr-；14、（1）U0q．（2）L．（3）．【解題分析】（1）帶電粒子進入偏轉(zhuǎn)電場時的動能，即為MN間的電場力做的功

EK=WMN=U0q

（2）設帶電粒子以速度υ進入磁場，且與磁場邊界之間的夾角為α時

向下偏移的距離：△y=R-Rcosα=R（1-cosα）

而

R＝

υ1=υsinα

△y＝

當α=90o時，△y有最大值．

即加速后的帶電粒子以υ1的速度進入豎直極板P、Q之間的電場不發(fā)生偏轉(zhuǎn)，沿中心線進入磁場．

磁場上、下邊界區(qū)域的最小寬度即為此時的帶電粒子運動軌道半徑．

U0q＝mυ12

所以

△ymax＝x＝＝L

（3）粒子運動軌跡如圖所示，若t=0時進入偏轉(zhuǎn)電場，在電場中勻速直線運動進入磁場時R=L，打在感光膠片上距離中心