2023届湖南省邵阳市武冈市高三下学期5月模拟综合测试物理试题
注意事项：
1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。
2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑，如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其它答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上，写在本试卷上无效。
3．考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。
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、关于一定质量的理想气体，下列说法正确的是（ ）
A．气体的体积是所有气体分子的体积之和
B．气体的压强是由气体分子重力产生的
C．气体压强不变时，气体的分子平均动能可能变大
D．气体膨胀时，气体的内能一定减小
2、电磁流量计广泛应用于测量可导电流体（如污水）在管中的流量（在单位时间内通过管内横截面的流体的体积）。为了简化，假设流量计是如图所示的横截面为长方形的一段管道，其中空部分的长、宽、高分别为图中的a、b、c．流量计的两端与输送流体的管道相连接（图中虚线）。图中流量计的上下两面是金属材料，前后两面是绝缘材料。现于流量计所在处加磁感应强度为B的匀强磁场，磁场方向垂直于前后两面。当导电流体稳定地流经流量计时，在管外将流量计上、下两表面分别与一电压表（内阻很大）的两端连接，U表示测得的电压值。则可求得流量为（ ）
A． B． C． D．
3、如图所示，由粗细均匀的金属导线围成的一个正六边形线框abcdef，它的六个顶点均位于一个半径为R的圆形区域的边界上，be为圆形区域的一条直径，be上方和下方分别存在大小均为B且方向相反的匀强磁场，磁场方向垂直于圆形区域。现给线框接入从a点流入、从f点流出的大小为I的恒定电流，则金属线框受到的安培力的大小为
A． B． C．BIR D．0
4、氢原子的能级示意图如图所示，锌的逸出功是，那么对氢原子在能级跃迁过程中发射或吸收光子的特征，下列说法正确的是（ ）
A．大量氢原子从高能级向能级跃迁时发出的光可以使锌发生光电效应
B．大量氢原子从能级向低能级跃迁时，最多发出两种不同频率的光
C．大量氢原子从能级向低能级跃迁时，用其发出的光照射锌板，有两种光能使锌板发生光电效应
D．若入射光子的能量为，不能使能级的氢原子电离
5、图甲中的变压器为理想变压器，原线圈匝数与副线圈匝数之比为10：1，变压器的原线圈接如图乙所示的正弦交流电，电阻，与电容器连接成如图所示的电路，其中电容器的击穿电压为8V，电表均为理想交流电表，开关S处于断电状态，则（ ）
A．电压表的读数为10V
B．电流表的读数为0.05A
C．电阻上消耗的功率为2.5W
D．若闭合开关S，电容器会被击穿
6、如图所示，绝缘水平地面上固定一个光滑绝缘斜面，斜面与水平面的夹角θ=30°．一根轻质绝缘细线的一端固定在斜面顶端，另一端系有一个带电小球A，细线与斜面平行，且小球A正好静止在斜面中点．在小球A的正下方地面处固定放置一带电小球B，两球相距为d．已知两球的质量均为m、电荷量均为+q，静电力常量为k，重力加速度为g，两球均可视为点电荷．则下列说法不正确的是（ ）
A．两球之间的库仑力F=k
B．当时，斜面对小球A的支持力为
C．当时，细线上拉力为0
D．将小球B移到斜面底面左端C点，当时，斜面对小球A的支持力为0
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，在电阻不计的边长为L的正方形金属框abcd的cd边上接 两个相同的电阻，平行金属板e和f通过导线与金属框相连，金属框内两虚线之间有垂直于纸面向里的磁场，同一时刻各点的磁感应强度B大小相等，B随时间t均匀增加，已知 ，磁场区域面积是金属框面积的二分之一，金属板长为L，板间距离为L．质量为m，电荷量为q的粒子从两板中间沿中线方向以某一初速度射入，刚好从f 板右边缘射出．不计粒子重力，忽略边缘效应．则
A．金属框中感应电流方向为abcda
B．粒子带正电
C．粒子初速度为
D．粒子在e、f间运动增加的动能为
8、下列有关光学现象的说法正确的是________。
A．光从光密介质射入光疏介质，若入射角大于临界角，则一定发生全反射
B．光从光密介质射人光疏介质，其频率不变，传播速度变小
C．光的干涉，衍射现象证明了光具有波动性
D．做双缝干涉实验时，用红光替代紫光，相邻明条纹间距变小
E.频率相同、相位差恒定的两列波相遇后能产生稳定的干涉条纹
9、在某空间建立如图所示的平面直角坐标系，该空间有垂直纸面向外、磁感应强度大小为B的匀强磁场和沿某个方向的匀强电场（图中均未画出）。一质量为m，带电荷量为的粒子（不计重力）从坐标原点O以初速度v沿x轴正方向射入该空间，粒子恰好能做匀速直线运动。下列说法正确的是（ ）
A．匀强电场的电场强度大小为vB
B．电场强度方向沿y轴负方向
C．若磁场的方向沿x轴负方向，粒子也能做匀速直线运动
D．若只改变磁场的方向，粒子不可能做匀变速直线运动
10、如图，电源内阻不能忽略，电流表和电压表均为理想电表，R1=R2＜R3＜R4，下列说法中正确的是（ ）
A．若R2短路，电流表示数变小，电压表示数变小
B．若R2断路，电流表示数变大，电压表示数为零
C．若R1短路，电流表示数变小，电压表示数为零
D．若R4断路，电流表示数变小，电压表示数变大
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．（6分）某同学设计了如图所示的装置来探究加速度与力的关系。弹簧秤固定在一合适的木板上，桌面的右边缘固定一支表面光滑的铅笔以代替定滑轮，细绳的两端分别与弹簧秤的挂钩和矿泉水瓶连接。在桌面上画出两条平行线MN 、PQ，并测出间距d。开始时让木板置于MN处，现缓慢向瓶中加水，直到木板刚刚开始运动为止，记下弹簧秤的示数F0 ，以此表示滑动摩擦力的大小。再将木板放回原处并按住，继续向瓶中加水后，记下弹簧秤的示数F1，然后释放木板，并用秒表记下木板运动到P Q处的时间t。则：
(1)木板的加速度可以用d、t表示为a＝_______ 。
(2)改变瓶中水的质量重复实验，确定加速度a与弹簧秤示数F1的关系。下列图像能表示该同学实验结果的是________ 。
(3)用加水的方法改变拉力的大小与挂钩码的方法相比，它的优点是_______。
A．可以改变滑动摩擦力的大小
B．可以更方便地获取多组实验数据
C．可以比较精确地测出滑动摩擦力的大小
D．可以获得更大的加速度以提高实验精度
12．（12分）在“探究物体质量一定时加速度与力的关系”实验中，小明同学做了如图甲所示的实验改进，在调节桌面水平后，添加了用力传感器来测细线中的拉力．
(1)关于该实验的操作，下列说法正确的是________．
A．必须用天平测出砂和砂桶的质量
B．一定要保证砂和砂桶的总质量远小于小车的质量
C．应当先释放小车，再接通电源
D．需要改变砂和砂桶的总质量，打出多条纸带
E.实验中需要将小车轨道适当倾斜以平衡摩擦力
F.实验中小车应从靠近打点计时器位置静止释放
(2)实验得到如图乙所示的纸带，已知打点计时器使用的交流电源的频率为50Hz，相邻两计数点之间还有四个点未画出，由图中的数据可知，打下B点时，小车运动的速率是_____m/s．小车运动的加速度大小是______m/s2.（计算结果保留三位有效数字）
(3)由实验得到小车的加速度a与力传感器示数F的关系如图丙所示．则小车与轨道的滑动摩擦力Ff=____N.
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）我们可以借鉴研究静电场的方法来研究地球周围空间的引力场，如用“引力场强度”、“引力势”的概念描述引力场。已知地球质量为M，半径为R，万有引力常量为G，将地球视为均质球体，且忽略自转。
(1)类比电场强度的定义方法，写出地球引力场的“引力场强度E”的定义式，并结合万有引力定律，推导距离地心为r（r>R）处的引力场强度的表达式；
(2)设地面处和距离地面高为h处的引力场强度分别为和，如果它们满足，则该空间就可以近似为匀强场，也就是我们常说的重力场。请估算地球重力场可视为匀强场的高度h（取地球半径R=6400km）；
(3)某同学查阅资料知道:地球引力场的“引力势”的表达式为（以无穷远处引力势为0）。请你设定物理情景，简要叙述推导该表达式的主要步骤。
14．（16分）如图所示，ACB是一条足够长的绝缘水平轨道，轨道CB处在方向水平向右、大小E1.0 106 N/C的匀强电场中，一质量m0.25kg、电荷量q2.0106C的可视为质点的小物体，从距离C点L06.0m的A点处，在拉力F4.0N的作用下由静止开始向右运动，当小物体到达C点时撤去拉力，小物体滑入电场中。已知小物体与轨道间的动摩擦因数0.4，g取10m/s2。求：
(1)小物体到达C点时的速度大小；
(2)小物体在电场中运动的时间。
15．（12分）壁厚不计的圆筒形薄壁玻璃容器的侧视图如图所示。圆形底面的直径为，圆筒的高度为R。
(1)若容器内盛满甲液体，在容器中心放置一个点光源，在侧壁以外所有位置均能看到该点光源，求甲液体的折射率；
(2)若容器内装满乙液体，在容器下底面以外有若干个光源，却不能通过侧壁在筒外看到所有的光源，求乙液体的折射率。
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．气体的体积是气体分子所能充满的整个空间，不是所有气体分子的体积之和，故A错误；
B．大量做无规则热运动的分子对器壁频繁、持续地碰撞产生了气体的压强，与气体重力无关，故B错误；
C．气体压强不变时，体积增大，气体温度升高，则分子的平均动能增大，故C正确；
D．气体膨胀时，气体对外做功，由热力学第一定律可知，气体对外做功同时可能吸收更多的热量，内能可以增加，故D错误。
故选C。
2、A
【解析】
将流量计上、下两表面分别与一电压表（内阻很大）的两端连接，U表示测得的电压值，
那么电动势E＝U；根据粒子平衡得， 联立两式解得，。则流量Q＝vS＝vbc＝ ．故A正确，BCD错误。
3、A
【解析】
根据串并联电路的特点可知线框流过af边的电流：
流过abcdef边的电流：
de、ab边受到的安培力等大同向，斜向左下方，同理bc、ef边受到的安培力等大同向，斜向右下方，则de、ab、bc、ef边所受的安培力合力为：
方向向下；cd边受到的安培力：
方向向下，；af边受到的安培力：
方向向上，所以线框受到的合力：
A正确，BCD错误。
故选A。
4、C
【解析】
A．氢原子从高能级向n=3能级跃迁时发出的光，其光子的能量值最大为1.51eV，小于3.34eV ，不能使锌发生光电效应，故A错误。
B．一群处于n=3能级的氢原子向基态跃迁时，辐射光子种类数目为3种，故B错误。
C．一群处于n=3能级的氢原子向基态跃迁时，辐射光子种类数目为3种，其中有2种大于3.34ev能使锌板发生光电效应，故C正确。
D．当氢原子吸收的光子能量刚好等于能级差时，氢原子会跃迁到对应的高能级上去。若入射光子的能量为1.6eV，能使n=3能级的氢原子电离，故D错误。
故选C。
5、C
【解析】
A．开关断开时，副线圈为R1和R2串联，电压表测量R2的电压，由图可知原线圈电压为100V，所以副线圈电压为10V，则电压表的读数是R2的电压为5V≈7.07V，故A错误；
B．由A的分析可知，副线圈电流为
所以原线圈电流为
故B错误；
C．电阻R1、R2上消耗的功率为
故C正确；
D．当开关闭合时，R1与R3并联后和R2串联，电容器的电压为并联部分的电压，并联部分电阻为R并=10Ω，所以并联部分的电压为
最大值为，所以电容器不会被击穿，故D错误。
故选C。
6、C
【解析】
A. 依据库仑定律，则两球之间的库仑力大小为F= k，故A正确；
BC、当时,则有k= mg，
对球受力分析，如图所示：
根据矢量的合成法则，依据三角知识，则斜面对小球A的支持力为N= mg；
T= mg，故B正确，C错误；
D. 当小球B移到斜面底面左端C点，对球受力分析，如图所示：
依据几何关系可知，T与F的夹角为120 ，当时，即有k=mg，根据矢量的合成法则，则有电场力沿垂直斜面方向的分力与重力沿垂直斜面方向的分力等值反向，那么斜面对小球A的支持力为N=0，故D正确；
本题选择错误的答案，故选C.
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、AC
【解析】
A．因为磁场垂直纸面向里均匀增大，故根据楞次定律可得金属框中感应电流方向为abcda，e板带负电，f板带正电，A正确；
B．因为粒子刚好从f板右边缘射出，所以粒子受到向下的电场力，而电场方向向上，所以粒子带负电，B错误；
C．粒子在电场中做类平抛运动，在水平方向上有
在竖直方向上有
而电容器两极板间的电压等于R两端的电压，故
联立解得
C正确；
D．根据动能定理可得粒子增加的动能为
D错误．
故选AC。
8、ACE
【解析】
A．发生全发射的条件是，光从光密介质射入光疏介质，且入射角大于或等于临界角，故A正确；
B．光从光密介质射到光疏介质，频率不变，根据可知，折射率减小，所以速度增大，故B错误；
C．光的衍射和干涉是波独有的现象，所以可以说明光具有波动性，故C正确；
D．红光的波长大于紫光，根据条纹间距公式可知
红光的条纹间距大于紫光，故D错误；
E．两列波发生稳定的干涉现象的条件是频率相同，相位差恒定，故E正确。
故选ACE。
9、AD
【解析】
AB．粒子恰好能沿x轴正向做匀速直线运动，可知受电场力和洛伦兹力平衡，因洛伦兹力沿y轴负向，可知电场力沿y轴正向，且
qE=qvB
则
E=Bv
且方向沿y轴正方向，选项A正确，B错误；
C．若磁场的方向沿x轴负方向，则粒子不受洛伦兹力作用，粒子只在沿y轴正方向的电场力作用下不可能做匀速直线运动，选项C错误；
D．若只改变磁场的方向，则洛伦兹力与电场力不再平衡，则粒子将做变速曲线运动，不可能做匀变速直线运动，选项D正确；
故选AD.
10、BC
【解析】
由图可知电路结构，则由各电阻的变化可知电路中总电阻的变化，由闭合电路欧姆定律可知电流的变化、内电压及路端电压的变化，再分析局部电路可得出电流有及电压表的示数的变化。
【详解】
A．若R2短路，则总电阻减小，电路中电流增大，内电压增大，路端电压减小，而外电路并联，故流过A中的电流减小，电流表示数减小；电压表由测R1两端的电压变为测R3两端的电压，由题意可知，电压表的示数变大，故A错误；
B．若R2断路，则总电阻增大，则电路中电流减小，内电压减小，路端电压增大，电流表示数增大；因右侧电路断路，故电压表示数变为零，故B正确；
C．若R1短路，则总电阻减小，电路中电流增大，内电压增大，路端电压减小，而外电路并联，故流过A中的电流减小，电流表示数减小；电压表测R1两端的电压，R1短路，电压为零，所以电压表示数为零，故C正确；
D．若R4断路，则总电阻增大，总电流减小，故路端电压增大，因右侧并联电路没有变化，故电流表示数增大；电压表示数增大，故D错误。
故选BC。
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、 C BC
【解析】
(1)[1]木板做初速度为零的匀加速直线运动，根据得
解得
即木板的加速度为。
(2)[2]AB．由于摩擦力的存在，所以当时，木板才产生加速度，即图线不过原点，与横轴有交点，AB错误；
CD．据题意，木板受到的滑动摩擦力为，对木板和矿泉水瓶组成的系统根据牛顿第二定律应有
联立解得
其中m为矿泉水瓶的质量，M为木板的质量根据函数斜率和截距的概念可知，当时，近似不变，即图像的斜率不变，当矿泉水的质量逐渐增大到一定量后变小，即图像向下弯曲，C正确D错误。
故选C。
(3)[3]A．木板与桌面间的正压力以及动摩擦因数不变，所以加水的方法不改变滑动摩擦力的大小，A错误；
BC．缓慢向瓶中加水，拉力是连续增大，而挂钩码时拉力不是连续增大的，所以可以更方便地获取多组实验数据，比较精确地测出摩擦力的大小，BC正确；
D．由于加速度越大需要水的质量越大，而水的质量越大时图象的斜率越小，实验的精确度会越小，D错误。
故选BC。
12、DEF 0.721 2.40 1.0
【解析】
(1)[1] AB．对小车的拉力是通过力传感器得到的，故无需测量沙和沙桶的质量，也不需要满足沙和沙桶的总质量远小于小车的质量，故AB错误；
C．使用打点计时器，应先接通电源，在释放小车，故C错误；
D．探究物体质量一定时加速度与力的关系，要改变沙和沙桶的总质量，打出多条纸带，故D正确；
E．由于实验要求研究小车的合外力与加速度的关系，需要排除与轨道的滑动摩擦力的影响，所以实验中需要将长木板倾斜，以平衡摩擦力，故E正确；
F．在释放小车前，小车应尽量靠近打点计时器，以能在纸带上打出更多的点，有利于实验数据的处理和误差的减小，故F正确；
(2)[2]相邻两计数点之间还有四个点未画出，相邻两计数点间的时间间隔为，根据匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度，打下点时，小车运动的速率是：
[3]根据可得：
(3)[4]根据牛顿第二定律可知：
解得：
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)引力场强度定义式，推导见解析；(2)h=64976m；(3)推导见解析.
【解析】
(1)引力场强度定义式
联立得
(2)根据题意
解得
h=64976m
(3)定义式引力势，式中为某位置的引力势能
把某物体从无穷远移动到某点引力做的功
即
则当质量为m的物体自无穷远处移动到距离地球r处时，引力做功为
通过计算得
所以
14、 (1)；(2)
【解析】
(1)对小物体在拉力F的作用下由静止开始从A点运动到C点过程，应用动能定理得
解得：小物体到达C点时的速度大小
(2)小物体进入电场向右减速的过程中，加速度大小
小物体向右减速的时间
小物体在电场中向右运动的距离
由于，所以小物体减速至0后反向向左加速，直到滑出电场，小物体向左加速的加速度大小
小物体在电场中向左加速的时间
小物体在电场中运动的时间
15、 (1)；(2)
【解析】
(1)盛满甲液体，如图甲所示，P点刚好全反射时为最小折射率，有
由几何关系知
解得
则甲液体的折射率应为
(2)盛满乙液体，如图乙所示，与底边平行的光线刚好射入液体时对应液体的最小折射率，
A点
由几何关系得
B点恰好全反射有
解各式得
则乙液体的折射率应为
