卷子答案网-一个不只有答案的网站陕西省西安市西咸新区2023届高三下学期第一次模拟考试理综物理试题
一、单选题
1．（2023·陕西·统考一模）地球、火星的公转轨道可近似为如图所示的圆，“天问一号”火星探测器脱离地球引力束缚后通过霍曼转移轨道飞往火星，霍曼转移轨道为椭圆轨道的一部分，其近日点、远日点分别与地球、火星轨道相切。若仅考虑太阳引力的影响，则“天问一号”在飞往火星的过程中（ ）
A．速度变大 B．万有引力变大 C．加速度变小 D．机械能变小
2．（2023·陕西·统考一模）如图所示，物理研究小组正在测量桥面某处到水面的高度。一同学将两个相同的铁球1、2用长的细线连接。用手抓住球2使其与桥面等高，让球1悬挂在正下方，然后由静止释放，桥面处的接收器测得两球落到水面的时间差，，则桥面该处到水面的高度为（ ）
A．22m B．20m C．18m D．16m
3．（2023·陕西·统考一模）2021年5月28日，我国“人造太阳”打破世界纪录，成功实现1.2亿摄氏度运行101秒。其结构如图所示，在“人造太阳”周围，距“人造太阳”中心L处有半径均为r的球面形状（可近似为圆形）能量接收装置，“人造太阳”内部发生的氘-氚聚变的核反应方程为，释放出的能量都转化为原子核的动能，最终被能量接收装置吸收并输出，经时间t测得反应物的质量减少了，记光速为c。则下列说法正确的是（ ）
A．的比结合能比的小
B．方程中未知量满足
C．一次氘-氚聚变释放的能量为
D．单个接收装置对外输出功率
4．（2023·陕西·统考一模）如图甲所示，车辕是马车车身上伸出的两根直木，它是驾在马上拉车的把手。如图乙为马拉车时的简化模型，车辕前端距车轴的高度H大约为，马拉车的力可视为沿车辕方向，马车的车轮与地面间的摩擦力大小是其对地面压力的倍，若想让马拉车在水平面上匀速前进且尽可能省力，则车辕的长度大约为（ ）
A． B． C． D．
5．（2023·陕西·统考一模）如图，空间存在方向垂直纸面（竖直面）向里的足够大的磁场，以竖直向下为z轴正方向，磁感应强度的大小为，式中、k为常量，纸面内一质量为m、边长为a、总电阻为R的正方形导线框在磁场中由静止开始下落，初始时导线框底边水平，最终线框将匀速下落，重力加速度大小为g，则线框匀速下落时的速度大小为（ ）
A． B． C． D．
二、多选题
6．（2023·陕西·统考一模）有研究表明，当兴奋情绪传播时，在人体的体表可以测出与之对应的电势变化。某一瞬间人体表面的电势分布图如图所示，图中实线为等差等势面，标在等势面上的数值分别表示该等势面的电势，、、、为等势面上的点，、为两电荷连线上对称的两点，、为两电荷连线中垂线上对称的两点。该电场可等效为两等最异种电荷产生的电场、下列说法正确的是（ ）
A．、两点的电场强度相同
B．点的电势大于点的电势
C．将带正电的试探电荷从点移到点，其电势能增加
D．负电荷在点的电势能小于在点的电势能
7．（2023·陕西·统考一模）我国完全自主设计建造的首艘电磁弹射型航空母舰“福建舰”采用平直通长飞行甲板，满载排水量8万余吨。电磁弹射器的主要部件是一套直线感应电动机，利用强大电流通过线圈产生的磁场推动飞机托架高速前进，带动飞机起飞，原理简图如图所示。电动机初级线圈固定在甲板下方，弹射时，旋转电刷极短时间内从触点1高速旋转到触点14，依次在线圈A、B、C、D、E、···、M、N中产生强大的磁场，在磁场从线圈高速变化到线圈的过程中，直线感应电机的次级线圈（飞机托架）中就会产生强大的感应电流，飞机托架会在安培力的推动下带动飞机高速前进。已知整个加速系统长约90余米，弹射时在内可以将质量为的飞机由静止加速到的离舰速度。若弹射过程安培力恒定，不计阻力，飞机托架的质量可忽略，线圈电阻不计，重力加速度为，下列说法正确的是（ ）
A．弹射过程中，飞机运动的速度总是小于磁场变化的速度
B．弹射该架飞机，安培力做的功约为
C．弹射过程中，直线感应电机的最大输出功率约为
D．弹射过程中，飞机沿水平方向运动，质量为的飞行员需要承受座舱的水平作用力的大小约为
8．（2023·陕西·统考一模）某同学利用如图所示电路模拟远距离输电．图中交流电源电压为，定值电阻，小灯泡、的规格均为“ ”，理想变压器、原副线圈的匝数比分别为1∶3和3∶1．分别接通电路Ⅰ和电路Ⅱ，两电路都稳定工作时，（ ）
A．与一样亮 B．比更亮
C．上消耗的功率比的大 D．上消耗的功率比的小
9．（2023·陕西·统考一模）下列五幅图对应的说法中正确的有（ ）
A．图甲是玻璃管插入某液体中的情形，表明该液体能够浸润玻璃
B．图乙中玻璃管锋利的断口在烧熔后变钝，原因是玻璃是非晶体，加热后变成晶体
C．图丙中液体表面层的分子间距离大于液体内部分子间距离，这是液体表面张力形成的原因
D．图丁说明气体速率分布随温度变化，且
E．图戊中分子间距离为时，分子间斥力和引力的合力为零，分子势能最小
10．（2023·陕西·统考一模）图甲为超声波悬浮仪，上方圆柱体中，高频电信号（由图乙电路产生）通过压电陶瓷转换成同频率的高频声信号，发出超声波，下方圆柱体将接收到的超声波信号反射回去．两列超声波信号叠加后，会出现振幅几乎为零的点—节点，小水珠能在节点处附近保持悬浮状态，图丙为某时刻两列超声波的波形图，点、点分别为两列波的波前，已知声波传播的速度为340m/s。则下列说法正确的是（ ）
A．该超声波悬浮仪所发出的超声波信号频率为34000Hz
B．两列波充分叠加后，小水珠能悬浮在点附近
C．小水珠悬浮时，受到的声波压力竖直向上
D．经过点M沿x轴正方向移动3.4cm
E．拔出图乙线圈中的铁芯，可以增加悬浮仪中的节点个数
三、实验题
11．（2023·陕西·统考一模）图甲为某种管口出水方向可调的瓶装水电动取水器，某实验小组利用平抛运动规律测量该取水器取水时的流量（单位时间内流出水的体积）。实验方案如下：
（1）利用游标卡尺测量取水器出水管内径d，如图乙所示，应利用游标卡尺________部分进行测量（选填图乙中的字母代号），读数为________mm；
（2）调节取水器管口方向，使取水器启动后水从管口O点水平射出，如图丙所示；
（3）待水在空中形成稳定的弯曲水柱后，紧贴水柱后方放置白底方格板（已知每个正方格的边长为L），并利用手机正对水柱拍摄照片，取水柱上的三个点a、b、c，如图丙所示；
（4）已知当地重力加速度大小为g，根据图丙可以计算水从管口O点喷出时的初速度________（用L、g进行表示）；
（5）由上述信息可计算得出取水器取水时的流量________（用L、g、d进行表示）。
12．（2023·陕西·统考一模）某实验小组在拆解智能手机的内部结构时，发现其内部使用的电池是一块扁平电池，如图甲所示，外壳上标有电动势为4.50V，为了测定该电池的实际电动势和内阻，小组成员想利用身边有限的仪器，设计方案对其进行测量。
A．待测手机电池
B．电压表（量程0~3.00V，内阻约4000Ω）
C．电流表（量程0~100mA，内阻为1Ω）
D．电阻箱（阻值范围0~99.99Ω）
E．电阻箱（阻值范围0~999.9Ω）
F．电阻箱（阻值范围0~9999Ω）
G．滑动变阻器（阻值范围0~10Ω，额定电流0.2A）
H．滑动变阻器（阻值范围0~50Ω，额定电流0.2A）
I．滑动变阻器（阻值范围0~1000Ω，额定电流0.2A）
J．开关、导线若干
（1）实验室所提供的电表的量程都不够大，需要进行改装才能使用。
①如果将电流表量程扩大5倍，则应并联一个阻值为________Ω的电阻，将改装后的电流表记为A。
②为满足测量电动势的需要，需要将电压表的量程扩大为0~4.50V，小组成员采用了以下的操作：按图乙连接好实验器材，检查电路无误后，将接b，将的滑片移至最上端，将电阻箱调为零，闭合，断开，适当移动的滑片，使电压表示数为3.00V；保持接入电路中的阻值不变，改变电阻箱的阻值，当电压表示数为________V时，完成扩大量程，断开。
③小组成员按图乙所示的实验电路完成了该实验，滑动变阻器应选________，电阻箱应选________。（均填写器材前面字母标号）
（2）用改装好的电表测该电池的电动势和内阻，步骤如下：保持电阻箱的阻值不变，开关接a，闭合、，从下到上移动的滑片，读出电压表（量程0~3.00V，内阻约4000Ω）的读数U和电流表（改装后的电流表A）的读数I，并作出图像如图丙所示，可得该电池的电动势为________V，内阻为________Ω。（结果均保留三位有效数字）
四、解答题
13．（2023·陕西·统考一模）云霄飞车玩具（如图a所示）是儿童最为喜爱的益智类玩具之一，玩具组装原件多，主要考查儿童的思维能力和动手能力。玩具的一小部分结构被简化如图b所示，钢制粗糙水平面长度为，A端连接一倾角为的光滑斜面，斜面长度为，B端点固定一半径的竖直光滑圆弧轨道。从斜面顶端由静止释放一质量的小球甲，运动到A点时与另一质量的静止小滑块乙发生弹性碰撞（斜面与水平轨道连接处能量损失可忽略不计）。碰后小滑块乙在水平面上运动到B点后进入圆弧轨道，取。
（1）求甲、乙碰撞过程中，甲球对小滑块乙的冲量？
（2）若小滑块乙能进入圆轨道并在进入后的运动过程中不脱离轨道，请在下表数据中为小滑块选择合适的材料满足上述的运动条件，写出相应的判断依据。
小滑块材料 水平面材料 滑动摩擦因数
钢 钢 0.25
木 钢 0.2
聚氯乙烯 钢 0.4
聚异戊二烯 钢 0.65
14．（2023·陕西·统考一模）如图甲中M、N之间有一电子束的加速电场，虚线框内为偏转元件的匀强偏转场来控制电子的运动。经调节后电子从静止开始沿带箭头的实线所示的方向前进，打到水平圆形靶台上的中心点P。已知电子的质量为m，带电荷量为e，MN两端电压为U0，MN中电子束距离靶台竖直高度为H，忽略电子的重力影响，不考虑电子间的相互作用及电子进入加速电场时的初速度，不计空气阻力。
（1）求电子刚进入偏转场时的速度大小；
（2）若偏转场S为垂直纸面的匀强磁场，且磁场区域为一个圆柱形磁场，直径为L0。从加速场出来的电子正对圆形磁场的圆心射入，要实现电子束射出偏转场S时速度方向与水平方向夹角为θ，求匀强磁场的磁感应强度B的大小和方向；
（3）若偏转场S为一矩形竖直向上的匀强电场，区域水平宽度为L0，竖直高度足够长，当偏转电场强度为E时电子恰好能击中靶台P点。靶台为一圆形区域，直径为d。而仪器实际工作时，电压U0会随时间小幅波动，即加速电压为。电子通过加速电场时电场可以认为是恒定的。在此情况下，为使电子均能击中靶台，求电压的波动。
15．（2023·陕西·统考一模）某同学设计了一款火灾报警器，如图，导热良好的金属气缸A放置在容易发生火灾的危险处，平时A中储存有体积为、压强为、温度为室温的理想气体，A与另一导热良好的气缸B通过很长的细管连接，细管上安有一阀门K，平时阀门K关闭，只有发生火灾时阀门才会打开，触发报警装置。气缸B通过轻质活塞c也封闭了体积为、温度为室温的理想气体，活塞的横截面积为S，活塞上方为空气，不计活塞与气缸壁间的摩擦力，大气压强为，室温始终不变，不计细管中的气体体积。
（1）该同学查得火焰的平均温度约为时，阀门刚好打开，求阀门K打开前的瞬间，左右两侧气体的压强差；
（2）阀门K打开后，A中气体向B中移动，A中气体温度保持为，当A中理想气体的压强变为时，阀门自动关闭，经过较长时间稳定后，求活塞上升的距离。
16．（2023·陕西·统考一模）近年来，对具有负折射率人工材料的光学性质及应用的研究备受关注，该材料折射率为负值。如图甲所示，光从真空射入负折射率材料时，入射角和折射角的大小关系仍然遵从折射定律，但折射角取负值，即折射线和入射线位于界面法线同侧。如图乙所示，在真空中对称放置两个完全相同的负折射率材料制作的直角三棱镜A、B，顶角为，A、B两棱镜斜面相互平行放置，两斜面间的距离为d。一束包含有两种频率光的激光，从A棱镜上的P点垂直入射，它们在棱镜中的折射率分别为，，在B棱镜下方有一平行于下表面的光屏，点为P点在光屏上的投影。
（1）为使两种频率的光都能从棱镜A斜面射出，求的取值范围；
（2）若，求两种频率的光通过两棱镜后，打在光屏上的点距点的距离分别多大？
参考答案：
1．C
【详解】A．由开普勒第二定律可知，“天问一号”在飞往火星的过程中，从近日点到远日点速度减小，故A错误；
B．由万有引力公式
知，“天问一号”在飞往火星的过程中与太阳之间的距离增大所受万有引力变小，故B错误；
C．由
知，随着“天问一号”与太阳之间的距离增大，加速度减小，故C正确；
D．“天问一号”在飞往火星的过程中，只有万有引力做功，机械能不变，故D错误。
故选C。
2．B
【详解】设桥面高度为h，根据自由落体运动位移公式，对铁球2有
对铁球1有
又
解得
故选B。
3．D
【详解】A．该核反应释放能量，生成的更稳定，因此的比结合能比的大，故A错误；
B．结合核反应过程中电荷数守恒可得
即
故B错误；
CD．由质能方程得t时间内“人造太阳”释放的能量为
并非一次聚变释放的能量，以“人造太阳”的中心为球心，L为半径的球面上，单位面积接收到的能量为
单个接收装置接收到的能量为
则单个接收装置的功率为
故C错误，D正确。
故选D。
4．C
【详解】依题意，车匀速运动，则受力平衡，设马拉车的力为F，车辕与水平面夹角为，可得
根据牛顿第三定律，可知车对地面的压力大小等于车所受支持力，即
又
联立，解得
当时，有
可得
车辕的长度为
故选C。
5．B
【详解】线框中电动势为
由题意可得
根据
联立可得
当线框匀速下落时有
解得
6．AC
【详解】A．该电势分布图可等效为等量异种电荷产生的，、为两电荷连线上对称的两点，所以、两点的电场强度大小、方向相同，故A正确；
B．、两点在等量异种电荷连线的中垂线上，该中垂线为一等势线，则点的电势等于点的电势，故B错误；
C．正电荷在电势高的地方电势能大，所以将带正电的试探电荷从点移到点，其电势能增加，故C正确；
D．负电荷在电势低的地方电势能大，所以负电荷在点的电势能大于在点的电势能，故D错误。
故选AC。
7．AD
【详解】A．根据楞次定律，次级线圈（飞机托架）的运动一定落后于磁场的变化（运动），故弹射过程中飞机的运动速度总是小于磁场的变化速度，故A正确；
B．根据动能定理可求安培力做的功为
故B错误；
C．弹射过程飞机的加速度为
根据牛顿第二定律可求安培力为
根据功率关系可求最大功率为
故C错误；
D．飞机在水平方向加速运动的加速度为
对飞行员，根据牛顿第二定律可求飞行员承受座舱的水平作用力大小约为
故D正确。
故选AD。
8．BC
【详解】若开关接cd端，则若电源电压为，理想变压器、的匝数比为
用户电阻为，输电线电阻为，由变压器工作原理和欧姆定律。升压变压器次级电压
降压变压器初级电压
降压变压器次级电压
可得输电功率为
输电线上损耗的电功率为
用户得到的电功率为
若开关接ab端，则负载得到的功率
输电线上损耗的电功率为
将， ，k=3带入可知
可得
即比更亮；
上消耗的功率比的大。
故选BC。
9．ACE
【详解】A．图甲中液体在玻璃管中上升，说明该液体能够浸润玻璃，故A正确；
B．玻璃为非晶体，熔化再凝固仍为非晶体，熔化后液体的表面张力使玻璃管断口变钝，故B错误；
C．液体表面张力形成的原因是液体表面层的分子间距离大于液体内部分子间的距离，表面层内分子之间的作用力表现为引力效果，故C正确；
D．图丁中温度越高，分子热运动越剧烈，各速率区间的分子数占总分子数的百分比的最大值向速度大的方向迁移，可知，故D错误。
E．图戊中当分子间距离为时，分子间斥力和引力大小相等，方向相反，二者的合力为零，此时分子势能最小，但不一定为零，故E正确。
故选ACE。
10．ACE
【详解】A．根据频率、波速、波长的关系有
故A正确；
B．PQ看作两个波源，波源的振动步调相反，M点与两波源的波程差为2.5cm，即2.5个波长，则该点为加强点，小水珠不能悬浮在点附近，故B错误；
C．根据小水珠受力可知，小水珠悬浮时，受到的声波压力竖直向上，故C正确；
D．质点只能沿y轴方向运动，不会随波传播方向迁移，故D错误；
E．拔出铁芯，自感线圈的自感系数L减小，LC振荡电路的周期减小，频率变大，超声波频率变大，波长变短，相同空间距离内节点个数变多，故E正确。
故选ACE。
11． A 5.5
【详解】（1）[1]测量取水器出水管内径，使用游标卡尺内径抓测量，故选A部分测量。
[2]游标卡尺读数是主尺读数（mm的整数倍）加上游标尺的读数（mm的小数位），由图可读出为
（4）[3]根据水柱上的三个点a、b、c，水平距离相等可知每两个点间的时间间隔相等，根据逐差法可知时间间隔为
故水从管口O点喷出时的初速度
（5）[4]取水器取水时的流量
12． 0.25 2.00 H F 4.20 1.90
【详解】（1）[1] 电流表量程增加4倍，则量程变为，由改装电表知识可知
解得
[2] 由图乙可知，接b，电压表支路与上端并联，接通电路前要保证其分压为0，故滑片应移至最上端；电压表示数为且保持接入电路中的阻值不变时，电压表和电压之和可认为始终等于，当电压表示数为时，说明两端电压为，由串联电路电压分配原理可得，此时的电阻为电压表内阻的一半，电压表的量程被扩大为1.5倍，即。
[3]滑动变阻器阻值过大，不方便调节，G滑动变阻器即使取最大阻值接入电路，也会超过其额定电流，故选H。
[4]由实验步骤可知电压表要扩大量程为，则串联的电阻箱的阻值应调节为电压表内阻的，即电阻箱的阻值要能够调到，故选择F。
（2）[5] [6]根据闭合电路欧姆定律可知
其中
整理得
对照图像可得
解得
13．（1）；（2）见解析
【详解】(1)甲球在下滑过程中，设甲球最低点的速度大小为。根据机械能守恒定律得
代入数据解得
设甲、乙碰撞后速度分别为和。取向右为正方向，由动量守恒定律得
根据动能守恒得
联立并代入数据解得
根据动量定理得
方向水平向右，即甲球对小滑块乙的冲量大小为方向水平向右。
(2)小滑块恰能进入圆轨道有
有
小滑块乙进入圆轨道后恰能到圆心等高处有
有
小滑块乙进入圆轨道后的运动过程中恰能通过圆弧轨道的最高点
根据动能定理有
解得
所以的取值范围为和，查看表格可知：若小滑块可以运动到最高点，材料可以为钢、木；若小滑块运动可以运动到圆心等高处以下，材料可以为聚异戊二烯。
14．（1）；（2）；（3）
【详解】（1）电子在加速电场中，由动能定理
解得电子离开加速电场进入偏转场时的速度大小
（2）若偏转场S为垂直纸面的匀强磁场，电子进入磁场后要向下偏转，由左手定则可知，磁场方向垂直纸面向里，电子在磁场中的运动轨迹如图
由几何知识可得
再根据牛顿第二定律
解得匀强磁场的磁感应强度B的大小为
（3）电子在竖直向上的匀强电场中做类平抛运动，由推论，其出电场时的瞬时速度的反向延长线一定通过场区水平宽度的中点A点；若由于加速电场电压变化，电子离开偏转电场的速度不同，但其反向延长线也必然通过场区水平宽度的中点A点，如图所示
当加速电场电压为U0时，电子刚好打在P点，即
再由电子在匀强电场中偏转的运动规律
代入得
解得
当加速电场电压为时，电子刚好能打在靶台右边缘，即
解得
当加速电场电压为时，电子刚好能打在靶台左边缘，即
同样可解得
15．（1）；（2）
【详解】（1）发生火灾前，以活塞为研究对象，根据平衡条件有
发生火灾时，以A中理想气体为研究对象，根据查理定律有
解得
阀门K打开前的瞬间，左右两侧气体的压强差
（2）阀门K打开后，A中气体向B中移动，以A中气体为研究对象，根据玻意耳定律有
解得
则进入到B中的气体：体积为
压强为、温度为，以B中原气体和进入到B中的气体为研究对象，根据理想气体状态方程有
解得
活塞上升的距离为
16．（1）；（2），
【详解】（1）分析可知两光线的入射角等于棱镜的顶角，若两光线能从棱镜A斜面射出，应小于两光线最小的临界角，由
得
所以的取值范围为
（2）两束光传播的光路图如图所示
由折射定律可知
由几何关系可知
得
试卷第1页，共3页
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