福建省2023高三物理模拟试题(含答案解析)

福建省2023学年高三物理模拟试题
注意事项:
1．答题前，考生先将自己的姓名、准考证号码填写清楚，将条形码准确粘贴在条形码区域内。
2．答题时请按要求用笔。
3．请按照题号顺序在答题卡各题目的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效；在草稿纸、试卷上答题无效。
4．作图可先使用铅笔画出，确定后必须用黑色字迹的签字笔描黑。
5．保持卡面清洁，不要折暴、不要弄破、弄皱，不准使用涂改液、修正带、刮纸刀。
一、单项选择题：本题共6小题，每小题4分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。
1、静止在水平地面上的木块，受到小锤斜向下瞬间敲击后，只获得水平方向初速度，沿地面滑行一段距离后停下。若已知木块的质最和初速度，敲击瞬间忽略地面摩擦力的作用，由此可求得（　　）
A．木块滑行的时间 B．木块滑行的距离
C．小锤对木块做的功 D．小锤对木块的冲量
2、如图所示，在粗糙的水平面上放一质量为2kg的物体，现用F=8N的力，斜向下推物体，力F与水平面成角，物体与水平面之间的滑动摩擦系数为μ=0.5，则
A．物体对地面的压力为24N
B．物体所受的摩擦力为12N
C．物体加速度为
D．物体将向右匀速运动
3、目前，我国在人工智能和无人驾驶技术方面已取得较大突破．为早日实现无人驾驶，某公司对汽车性能进行了一项测试，让质量为m的汽车沿一山坡直线行驶．测试中发现，下坡时若关掉油门，则汽车的速度保持不变；若以恒定的功率P上坡，则从静止启动做加速运动，发生位移s时速度刚好达到最大值vm．设汽车在上坡和下坡过程中所受阻力的大小分别保持不变，下列说法正确的是
A．关掉油门后的下坡过程，汽车的机械能守恒
B．关掉油门后的下坡过程，坡面对汽车的支持力的冲量为零
C．上坡过程中，汽车速度由增至，所用的时间可能等于
D．上坡过程中，汽车从静止启动到刚好达到最大速度vm，所用时间一定小于
4、如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为，a、b两点间的电压为 ，R为可变电阻，P为额定电流1A、用铅锑合金制成的保险丝．为使保险丝中的电流不超过1A，可变电阻R连入电路的最小阻值是（ ）
A．2.2Ω B．Ω C．22Ω D．Ω
5、小球从某一高度处自由下落着地后反弹，然后又落下，每次与地面碰后动能变为碰撞前的。以刚开始下落时为计时起点，小球的v－t图像如图所示，不计空气阻力，下列说法正确的是（ ）
A．图像中选取竖直向下为正方向
B．每个阶段的图线并不相互平行
C．每次与地面相碰后能够上升的最大高度是前一次下落高度的一半
D．每次与地面相碰后上升到最大高度所需的时间是前一次下落时间的一半
6、两车在平直的公路上沿同一方向行驶，两车运动的图象如图所示。在时刻，车在车前方处，在时间内，车的位移为，则（　　）
A．若在时刻相遇，则
B．若在时刻相遇，则
C．若在时刻相遇，则下次相遇时刻为
D．若在时刻相遇，则下次相遇时车速度为
二、多项选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有多个选项是符合题目要求的。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
7、如图所示，边长为L的等边三角形abc为两个匀强磁场的理想边界，三角形内的磁场方向垂直纸面向外，磁感应强度大小为B，三角形外的磁场范围足够大、方向垂直纸面向里，磁感应强度大小也为B。顶点a处的粒子源沿∠a的角平分线发射质量为m、电荷量为q的带负电粒子，其初速度大小v0=，不计粒子重力，下列说法正确的是（　　 ）
A．粒子第一次返回a点所用的时间是
B．粒子第一次返回a点所用的时间是
C．粒子在两个有界磁场中运动的周期是
D．粒子在两个有界磁场中运动的周期是
8、下列关于热学现象的说法，正确的是 。
A．在水中撒入适量花椒粉，加热发现花椒粉在翻滚，说明温度越高，布朗运动越剧烈
B．为了把地下的水分引上来，采用磙子将地面压紧，是利用了毛细现象
C．将与水面接触的干净玻璃板提离水面，实验时发现拉力大于玻璃板重力，主要原因是玻璃板受大气压力
D．密闭容器内的液体经很长时间液面也不会降低，但容器内仍有液体分子飞离液面
E.同等温度下，干湿泡湿度计温度差越大，表明该环境相对湿度越小
9、如图（甲）所示，两根足够长的平行光滑金属导轨固定在水平面内，导轨间距为1.0m，左端连接阻值R=4.0Ω的电阻，匀强磁场磁感应强度B=0.5T、方向垂直导轨所在平面向下。质量m=0.2kg、长度l=1.0m、电阻r=1.0Ω的金属杆置于导轨上，向右运动并与导轨始终保持垂直且接触良好，t=0时对杆施加一平行于导轨方向的外力F，杆运动的v－t图像如图（乙）所示，其余电阻不计、则（　　）
A．t=0时刻，外力F水平向右，大小为0.7N
B．3s内，流过R的电荷量为3.6C
C．从t=0开始，金属杆运动距离为5m时电阻R两端的电压为1.6V
D．在0~3.0s内，外力F大小随时间t变化的关系式是F=0.1+0.1t（N）
10、如图为一种改进后的回旋加速器示意图，其中盒缝间的加速电场场强大小恒定，且被限制在AC板间，虚线中间不需加电场，如图所示，带电粒子从P0处以速度v0沿电场线方向射入加速电场，经加速后再进入D形盒中的匀强磁场做匀速圆周运动，对这种改进后的回旋加速器，下列说法正确的是( 　)
A．加速粒子的最大速度与D形盒的尺寸无关
B．带电粒子每运动一周被加速一次
C．带电粒子每运动一周P1P2等于P2P3
D．加速电场方向不需要做周期性的变化
三、实验题：本题共2小题，共18分。把答案写在答题卡中指定的答题处，不要求写出演算过程。
11．（6分）实验小组采用如图甲所示实验装置测量木块与木板间动摩擦因数μ，提供的器材有：带定滑轮的长木板，有凹槽的木块，质量为20 g的钩码若干，打点计时器，电源，纸带，细线等．实验中将部分钩码悬挂在细线下，剩余的钩码放在木块的凹槽中，保持长木板水平，利用打出的纸带测量木块的加速度．
(1) 正确进行实验操作，得到一条纸带，从某个清晰的打点开始，依次标注0、1、2、3、4、5、6，分别测出位置0到位置3、位置6间的距离，如图乙所示．已知打点周期T＝0.02 s，则木块的加速度a＝________m/s2.
(2) 将木块凹槽中的钩码逐个添加到细线下端，改变悬挂钩码的总质量m，测得相应的加速度a，作出a－m图象如图丙所示．已知当地重力加速度g＝9.8 m/s2，则木块与木板间动摩擦因数μ＝________(保留两位有效数字)；μ的测量值________(选填“大于”“小于”或“等于”)真实值，原因是________________________(写出一个即可)．
(3) 实验中________(选填“需要”或“不需要”)满足悬挂钩码总质量远小于木块和槽中钩码总质量．
12．（12分）学习了“测量电源的电动势和内阻”后，物理课外活动小组设计了如图甲所示的实验电路，电路中电源电动势用E，内阻用r表示。
(1)若闭合电键S1，将单刀双掷电键S2掷向a，改变电阻箱R的阻值得到一系列的电压表的读数U，处理数据得到图像如图乙所示，写出关系式 ___。（不考虑电表内阻的影响）
(2)若断开S1，将单刀双掷电键S2掷向b，改变电阻箱R的阻值得到一系列的电流表的读数I，处理数据得到图像如图丙所示，写出关系式 ___。（不考虑电表内阻的影响）
(3)课外小组的同学们对图像进行了误差分析，发现将两个图像综合起来利用，完全可以避免由于电压表分流和电流表分压带来的系统误差。 已知图像乙和丙纵轴截距分别为b1、b2，斜率分别为k1、k2。 则电源的电动势E=____，内阻r=____。
(4)不同小组的同学用不同的电池组（均由同一规格的两节干电池串联而成），按照(1)中操作完成了上述的实验后，发现不同组的电池组的电动势基本相同，只是内电阻差异较大。 同学们选择了内电阻差异较大的甲、乙两个电池组继续进一步探究，对电池组的输出功率P随外电阻R变化的关系，以及电池组的输出功率P随路端电压U变化的关系进行了猜想，并分别画出了如图丁所示的P—R和P—U图像。若已知甲电池组的内电阻较大，则下列各图中可能正确的是____（选填选项的字母）。
A．B．C．D．
四、计算题：本题共2小题，共26分。把答案写在答题卡中指定的答题处，要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。
13．（10分）一轻质细绳一端系一质量为m=0.05kg的小球A，另一端挂在光滑水平轴O上，O到小球的距离为L=0.1m，小球跟水平面接触，但无相互作用，在球的两侧等距离处分别固定一个光滑的斜面和一个挡板，如图所示，水平距离s=2m，动摩擦因数为μ=0.1．现有一滑块B，质量也为m，从斜面上滑下，与小球发生弹性正碰，与挡板碰撞时不损失机械能．若不计空气阻力，并将滑块和小球都视为质点，g取10m/s2，试问：
（1）若滑块B从斜面某一高度h处滑下与小球第一次碰撞后，使小球恰好在竖直平
面内做圆周运动，求此高度h．
（2）若滑块B从h=5m处滑下，求滑块B与小球第一次碰后瞬间绳子对小球的拉力．
（3）若滑块B从h=5m处下滑与小球碰撞后，小球在竖直平面内做圆周运动，求小
球做完整圆周运动的次数．
14．（16分）平面直角坐标系xOy中，第Ⅰ象限存在垂直于平面向里的匀强磁场，第Ⅲ象限存在沿y轴负方向的匀强电场，如图所示．一带负电的粒子从电场中的Q点以速度v0沿x轴正方向开始运动，Q点到y轴的距离为到x轴距离的2倍．粒子从坐标原点O离开电场进入磁场，最终从x轴上的P点射出磁场，P点到y轴距离与Q点到y轴距离相等．不计粒子重力，问：
(1)粒子到达O点时速度的大小和方向；
(2)电场强度和磁感应强度的大小之比．
15．（12分）如图所示，一个圆筒形导热汽缸开口向上竖直放置，内有活塞，其横截面积为S=1×10－4m2，质量为m=1kg，活塞上放有一个质量M=2kg的物块，活塞与汽缸之间无摩擦且不漏气，其内密封有一定质量的理想气体，气柱高度h=0.2m。已知大气压强p0=1.0×105Pa，重力加速度g=10m/s2。
(1)如果拿掉活塞上的物块，气柱高度将变为原来的多少倍；
(2)如果缓慢降低环境温度，使活塞恢复到原高度，此过程中气体放出热量5J，求气体内能的增量ΔU。
参考答案
一、单项选择题：本题共6小题，每小题4分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。
1、C
【解析】
A．木块运动过程中，由动量定理
物块所受的摩擦力f未知，则不能求解木块的运动时间，故A错误，不符合题意；
B．由动能定理
物块所受的摩擦力f未知，则不能求解木块滑行的距离，故B错误，不符合题意；
C．小锤对木块做的功等于木块得到的动能，即
故C正确，符合题意；
D．只能求解小锤对木块冲量的水平分量
故D错误，不符合题意。
故选C。
2、A
【解析】
受力分析如图所示，在竖直方向上，由平衡条件得，物体与水平地面间最大静摩擦力，水平方向上 ，由于，物体将静止不动，故物体所受的摩擦力为静摩擦力，综上分析，正确答案为A．
3、D
【解析】
A、关掉油门后的下坡过程，汽车的速度不变、动能不变，重力势能减小，则汽车的机械能减小，故A错误；
B、关掉油门后的下坡过程，坡面对汽车的支持力大小不为零，时间不为零，则冲量不为零，故B错误；
C、上坡过程中，汽车速度由增至，所用的时间为t，根据动能定理可得：，解得，故C错误；
D、上坡过程中，汽车从静止启动到刚好达到最大速度，功率不变，则速度增大、加速度减小，所用时间为，则，解得，故D正确．
4、A
【解析】
原线圈输入电压
根据电压与匝数成正比
代入数据解得：
原线圈的最大输入功率为
输出功率等于输入功率
由公式：
解得：
故应选A．
5、D
【解析】
A．由于小球从某一高度处自由下落，根据速度时间图线知选取竖直向上为正方向，故A错误；
B．不计空气阻力，下落过程和上升过程中只受重力，根据牛顿第二定律可得下落过程和上升过程中的加速度为重力加速度，速度时间图线的斜率表示加速度，所以每个阶段的图线相互平行，故B错误；
C．与地面相碰后能够上升的最大高度是前一次下落过程，根据动能定理可得
与地面相碰后上升过程中，根据动能定理可得
根据题意有
解得
故C错误；
D．根据运动学公式可得与地面相碰后上升的时间
与地面相碰后上升到最大高度所需的时间是前一次下落时间的
解得
故D正确；
故选D。
6、B
【解析】
A．根据题述，在时刻，车在车前方处，在时间内，车的位移为，若在时刻相遇，根据图线与坐标轴所围图形的面积表示位移，则有
解得，故A错误；
B．若在时刻相遇，根据图线与坐标轴所围图形的面积表示位移，则有
解得，故B正确；
C．若在时刻相遇，则下次相遇的时刻为关于对称的时刻，故C错误；
D．若在时刻相遇，则下次相遇时刻为，下次相遇时车速度
故D错误。
故选B。
二、多项选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有多个选项是符合题目要求的。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
7、AD
【解析】
AB．若v0＝，带电粒子垂直进入磁场，做匀速圆周运动，则由牛顿第二定律可得：
qvB＝m，T＝
将速度代入可得：
r＝L
由左手定则可知 粒子在三角形内的区域内偏转的方向向左，从a射出粒子第一次通过圆弧从a点到达c点的运动轨迹如下图所示，可得：
tac＝＝
粒子从c到b的时间：
tcb＝
带电粒子从b点到达a点的时间也是，所以粒子第一次返回a点所用的时间是
t1＝tac+tcb+tba＝＝
故A正确，B错误；
CD．粒子第一次到达a点后沿与初速度方向相反的方向向上运动，依次推理，粒子在一个周期内的运动；可知粒子运动一个周期的时间是3个圆周运动的周期的时间，即：
故C错误，D正确；
故选AD。
8、BDE
【解析】
A．在加热时发现花椒粉在翻滚，该运动是由水的翻滚引起的，不是布朗运动，故A错误；
B．为了把地下的水分引上来，采用磙子将地面压紧，是利用了毛细现象，故B正确；
C．将与水面接触的干净玻璃板提离水面，实验时发现拉力大于玻璃板重力，主要原因是因为玻璃板受到水分子的分子引力，故C错误；
D．密闭容器内的液体经很长时间液面也不会降低，但容器内仍有液体分子飞离液面，只是飞离液面的分子数与进入液面的分子数相等，故D正确；
E．干泡温度计和湿泡温度计组成，由于蒸发吸热，湿泡所示的温度 小于干泡所示的温度。干湿泡温度计温差的大小与空气湿度有关，温度相差越大，表明该环境相对湿度越小，空气越干燥。故E正确。
故选BDE。
9、CD
【解析】
A．根据v－t图象可以知道金属杆做匀减速直线运动，加速度为
当t=0时刻，设向右为正方向，根据牛顿第二定律有
根据闭合电路欧姆定律和法拉第电磁感应定律有
联立以上各式代入数据可得，负号表示方向水平向左，故A错误；
B．根据
联立可得
又因为v－t图象与坐标轴围成的面积表示通过的位移，所以有
故代入数据可解得
q=0.9C
故B错误；
C．设杆运动了5m时速度为v1，则有
此时金属杆产生的感应电动势
回路中产生的电流
电阻R两端的电压
联立以上几式结合A选项分析可得，故C正确；
D．由A选项分析可知t=0时刻外力F的方向与v0反向，由牛顿第二定律有
设在t时刻金属杆的速度为v，杆的电动势为E，回路电流为I，则有
联立以上几式可得
N
负号表示方向水平向左，即大小关系为
N
故D正确。
故选CD。
10、BD
【解析】
AD、带电粒子只有经过AC板间时被加速,即带电粒子每运动一周被加速一次.电场的方向没有改变,则在AC间加速.故A正确；D错误.
B、根据 知
所以 故B错误；
C、当粒子从D形盒中出来时,速度最大,根据知加速粒子的最大速度与D形盒的半径有关.所以C选项是正确的.
故选AC
【点睛】
带电粒子经加速电场加速后,进入磁场发生偏转,电场被限制在A、C板间,只有经过AC板间时被加速,所以运动一周加速一次,电场的方向不需改变.当带电粒子离开回旋加速器时,速度最大.
三、实验题：本题共2小题，共18分。把答案写在答题卡中指定的答题处，不要求写出演算过程。
11、 (1) 3.33 (2) 0.32～0.36 大于 滑轮与轴承、细线间有摩擦，纸带与打点计时器间有摩擦等 (3) 不需要
【解析】
（1）已知打点周期T＝0.02 s，根据逐差法可得木块的加速度为：．
（2）设木块的质量为M，根据牛顿第二定律有，，，联立可解得加速度为：，由丙图可知，当m=0时，a==3.3 ，则木块与木板间动摩擦因数μ＝0.34 ，因滑轮与轴承、细线间有摩擦，纸带与打点计时器间有摩擦，所以测量值大于真实值．
（3）实验中没有采用细线拉力等于重力，所以不需要满足悬挂钩码总质量远小于木块和槽中钩码总质量．
12、 BC
【解析】
（1）[1]若闭合电键S1，将单刀双掷电键S2掷向a，改变电阻箱R的阻值得到一系列的电压 表的读数U， 根据闭合电路欧姆定律可知
则
（2）[2] 根据闭合电路欧姆定律
变形得到与R的关系式，
（3）[3][4] 由题图所示电路图可知，利用伏阻法时，由于电压表的分流作用，通过电源的电流大于，这是造成系统误差的原因。若考虑通过电压表的电流，则表达式为
则
则
利用安阻法时，考虑电流表内阻，可得
则图丙中图像的斜率的倒数等于电源的电动势E。那么根据
，
可得
，
（4）[5]AB．根据电源的输出规律可知，当内外电阻相等时输出功率最大，当外电阻大于内电阻时，随着外电阻的增大，输出功率将越来越小，又由
可知，电动势相同，内阻越小，最大输出功率越大，甲的电阻大于乙的电阻，所以乙的最大功率大于甲的最大功率，故A错误，B正确。
CD．当内、外电阻相等时，输出功率最大，此时输出电压为电动势的一半，且电池组乙的输出功率比甲的大，而当外电路断开时，路端电压等于电源的电动势，此时输出功率为零，故C正确，D错误。
故选BC。
四、计算题：本题共2小题，共26分。把答案写在答题卡中指定的答题处，要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。
13、（1）0.5m（2）48N（3）10次。
【解析】
（1）小球刚能完成一次完整的圆周运动，它到最高点的速度为v0，在最高点，仅有重力充当向心力，则有
①
在小球从最低点运动到最高点的过程中，机械能守恒，并设小球在最低点速度为v，则又有
②
解①②有
m/s
滑块从h高处运动到将与小球碰撞时速度为v2，对滑块由能的转化及守恒定律有
因弹性碰撞后速度交换
m/s
解上式有
h=0.5m
（2）若滑块从h=5m处下滑到将要与小球碰撞时速度为u，同理有
③
解得
滑块与小球碰后的瞬间，同理滑块静止，小球以的速度开始作圆周运动，绳的拉力T和重力的合力充当向心力，则有
④
解④式得
T=48N
（3）滑块和小球最后一次碰撞时速度为
滑块最后停在水平面上，它通过的路程为s′，
同理有
⑤
小球做完整圆周运动的次数为
⑥
解⑤、⑥得
n=10次
14、 (1),与x轴正方向成45°角斜向上　(2)
【解析】
(1)粒子运动轨迹如图：
粒子在电场中由Q到O做类平抛运动，设O点速度v与x方向夹角为，Q点到x轴的距离为L，到y轴的距离为2L，粒子的加速度为a，运动时间为t，根据平抛运动的规律有：
x方向：
y方向：
粒子到达O点时沿y轴方向的分速度：
，
又
，
解得，即，
粒子到达O点时的夹角为450解斜向上，粒子到达O点时的速度大小为
；
(2)设电场强度为E，粒子电荷量为q，质量为m，粒子在电场中受到的电场力为F，粒子在电场中运动的加速度：
，
设磁感应强度大小为B，粒子做匀速圆周运动的半径为R，洛伦兹力提供向心力，有：
，
根据几何关系可知：
解得：
15、 (1)2倍；(2)-1J
【解析】
(1)拿掉活塞上的物块，气体做等温变化
初态：，
末态：，
由气体状态方程得
整理得
故
(2)在降温过程中，气体做等压变化，外界对气体作功为
由热力学第一定律
可得

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