2023届福建省龙岩市重点中学高三下学期5月模拟物理试题
一、单项选择题（本题共4小题，每小题4分，共16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．某运动员在200米（单程50米）蝶泳比赛中，成绩是2分03秒86。则下列说法正确的是（ ）
A．若运动员夺冠，则该运动员平均速度最大
B．200m是路程，2分03秒86是时间间隔
C．研究运动员技术动作时，运动员可被视为质点
D．运动员向后划水加速时，水对运动员的作用力大于运动员对水的作用力
2．如图所示，质量为的三根完全相同的导体棒垂直于纸面放置，其中、两导体棒放置在粗糙的水平面上，导体棒被竖立的轻质弹簧悬挂，三根导体棒中均通入垂直纸面向里、大小相等的恒定电流后，呈等边三角形排列，且保持稳定。重力加速度为，下列说法正确的是（ ）
A．弹簧的弹力大于导体棒的重力
B．弹簧的弹力小于导体棒的重力
C．水平面对导体棒的摩擦力可能为零
D．若在地面上对称地缓慢增大、导体棒间的距离，弹簧长度将增大
3．避险车道是指在长陡下坡路段行车道外侧增设的供速度失控（刹车失灵）车辆驶离正线安全减速的专用车道，如图所示。一辆质量为m的失控载重卡车以速度v冲上避险车道，直线行驶位移x后安全停下。查阅公路设计资料得知，该避险车道的路面与水平路面的夹角为θ。若将载重卡车视为做匀变速直线运动的质点，当地重力加速度为g，关于载重卡车在避险车道上的运动，下列说法正确的是（ ）
A．加速度大小为 B．加速度大小为
C．运动时间为 D．损失的机械能为
4．2019年1月3日，嫦娥四号探测器登陆月球，实现人类探测器首次月球背面软着陆，为给嫦娥四号探测器提供通信支持，我国早在2018年5月21日就成功发射嫦娥四号中继星“鹊桥号”，如图所示，“鹊桥号”中继星一边绕拉格朗日L2点做圆周运动，一边随月球同步绕地球做圆周运动且其绕点的半径远小于点与地球间的距离。(已知位于地、月拉格朗日L1、L2点处的小物体能够在地、月的引力作用下，几乎不消耗燃料，便可与月球同步绕地球做圆周运动。则下列说法正确的是( )
A．“鹊桥号”的发射速度大于11.2km/s
B．“鹊桥号”绕地球运动的周期约等于月球绕地球运动的周期
C．同一卫星在L1点受地、月引力的合力与其在L2点受地、月引力的合力相等
D．若技术允许，使“鹊桥号”刚好位于L1点，能够更好地为嫦娥四号探测器提供通信支持
二、多项选择题（本题共4小题，每小题6分，共24分。每小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。）
5．汽车使用的电磁制动原理示意图如图所示，当导体在固定通电线圈产生的磁场中运动时，会产生涡流，使导体受到阻碍运动的制动力。下列说法正确的是（ ）
A．制动过程中，导体不会发热
B．导体运动的速度越大，制动力越大
C．改变线圈中的电流方向，导体就可获得动力
D．制动过程中导体获得的制动力逐渐减小
6．如图1所示，水平地面上固定一轻质弹簧，弹簧竖直放置，其上端连接一轻质薄板。时刻，一可视为质点的物块从弹簧正上方某处由静止下落，落至薄板上后和薄板始终粘连，其位置随时间变化的图像（图像）如图2所示，其中时物块刚接触薄板。
弹簧形变始终在弹性限度内，空气阻力不计，以竖直向下
为正方向，则（ ）
A．，物块的加速度逐渐增大
B．后物块做简谐运动
C．，物块的加速度先减小后增大 D．，物块的加速度先增大后减小
7．如图所示，ABC为正三角形，AB和AC边上放有带等量异种电荷的绝缘细棒，O为BC边中点，D为BC中垂线上O点右侧的一点，P为BC上的一点，选无穷远处电势为0，则下列说法正确的是（ ）
A．O点和D点场强可能大小相等，方向相同
B．D点的电势一定高于P点
C．将一正检验电荷沿直线从O点运动到D点，电势能不变
D．将一正检验电荷沿直线从O点运动到P点，电场力做负功
8．如图所示，a、b是直线上间距为的两点，也是半圆直径的两个端点，c位于上，且，直线上方存在着磁感应强度大小为B、垂直于半圆平面的匀强磁场（未画出），其中半圆内部没有磁场．一群比荷为k的同种带电粒子从之间以相同的速率垂直于射入圆弧区域，所有粒子都能通过b点，不计粒子间的相互作用和粒子的重力，则（ ）
A．粒子的速率为
B．粒子的速率为
C．从c点射入的粒子在磁场中运动的时间为
D．从c点射入的粒子在磁场中运动的时间为
三、非选择题：共60分，其中9、10题为填空题，11、12为实验题，13～15题为计算题。
9．（4分）如图所示，将薄金属筒开口向下，从水面开始缓慢压入水中至图示位置。不计水温以及大气压强的变化。该过程中，金属筒内空气（视为理想气体）的内能_______（选填“增加”、“减少”或“不变”），金属筒内空气_______（选填“吸热”或“放热”）。
（4分）我国自主研发制造的热核聚变核心部件在国际上率先通过权威机构认证，这是我国对国际热核聚变项目的重大贡献。核聚变的一种反应方程为，其中粒子X是______，He的比结合能______（选填“大于”、“等于”或“小于”）的比结合能。
11．（6分，每空2分）某同学用如图甲所示装置做探究向心力大小与角速度大小关系的实验。水平直杆随竖直转轴一起转动，滑块套在水平直杆上，用细线将滑块与固定在竖直转轴上的力传感器连接，细绳处于水平伸直状态，当滑块随水平直杆一起匀速转动时，拉力的大小可以通过力传感器测得，滑块转动的角速度可以通过角速度传感器测得。
（1）滑块和角速度传感器的总质量为20g，保持滑块到竖直转轴的距离不变，多次仅改变竖直转轴转动的快慢，测得多组力传感器的示数F及角速度传感器的示数ω，根据实验数据得到的图像如图乙所示，图像没有过坐标原点的原因是___________，滑块到竖直转轴的距离为___________m。（计算结果保留三位有效数字）
（2）若去掉细线，仍保持滑块到竖直转轴的距离不变，则转轴转动的最大角速度为___________。
12．（6分，每空1分）某实验小组做“测量某一均匀新材料制成的金属丝的电阻率”实验。
（1）先用螺旋测微器测量电阻丝的直径d，示数如图甲所示，其直径d=______mm；用图乙的毫米刻度尺测出电阻丝的长度；
再用多用电表粗测的电阻，当用
“”挡时发现指针偏转角度过大，应该换
用______（选填“”或“”）挡，
进行一列正确操作后，指针静止时位置如图丙
所示，其读数为______；
为了能比较精确地测量的阻值，
实验小组设计电路图如图丁所示，实验室
提供了如下的实验器材，电流表应选用______，
定值电阻应选用______；为了滑动变阻器调节方便，并让电压变化范围尽量大一些，滑动变阻器应选用______；（均填仪器前的字母代号）
A．直流电源（电动势，内阻可忽略不计）；
B．电流表（量程为30mA，内阻）；
C．电流表（量程为3A，内阻）；
D．电压表（量程为6V，内阻）；
E．定值电阻（）；
F．定值电阻（）；
G．滑动变阻器（最大阻值为，允许通过的最大电流为2A）；
H．滑动变阻器（最大阻值为，允许通过的最大电流为0.5A）；
I．开关一个，导线若干。
13．（12分）如图所示，直角三角形为棱镜的横截面，，，边长为L。一束单色光垂直边进入棱镜，恰好不能从边射出棱镜。已知光在真空中的传播速度为c。
（1）求此棱镜对该单色光的折射率n；
（2）现在让此单色光从边中点D垂直边进入棱镜，并求此单色光在棱镜中的传播时间。
14．（12分）水平地面上方足够大区域内有沿水平方向、相互垂直的匀强电场和匀强磁场。如图所示，纸面为该区域内的某一竖直平面，磁场垂直纸面向里，电场强度大小为E，方向水平向左。绝缘细线一端固定在该竖直平面内的O点，另一端悬挂一质量为m的带正电小球Q，静止时小球Q位于A点，细线与竖直方向的夹角。现让另一质量为3m的不带电小球P从该竖直平面内的某点C（图中未画出）以初速度水平抛出，正好与处于A点的小球Q发生弹性正碰，碰撞瞬间剪断细线，同时将电场强度大小变为3E，碰后小球Q恰好沿直线运动。两球碰撞过程中各自电荷量均保持不变，碰撞时间极短，重力加速度为g，小球大小不计，求：
（1）小球Q的电荷量q；
（2）匀强磁场的磁感应强度大小B；
15．（16分）如图所示，倾角为的粗糙斜面上放置一质量为的带挡板P的木板B，木板P端距斜面底端的距离为，木板上表面光滑，下表面与斜面间的动摩擦因数为。木板上质量为的小滑块A与挡板P的距离为，某时刻小滑块A和木板B同时瞬间获得的沿斜面向下的速度，已知滑块与挡板P间的碰撞都是弹性碰撞且碰撞时间极短，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，整个过程中滑块A始终在木板B上运动，重力加速度为，，，求：
（1）从开始运动到滑块与挡板P发生第1次碰撞的时间；
（2）木板B的最小长度；
（3）木板P端到达斜面底端时滑块与挡板P发生碰撞的次数。
2023届福建省龙岩市重点中学高三下学期5月模拟参考答案
1．【答案】B【详解】A．由于200米蝶泳比赛是50米往返两次，因此整个过程位移为零，平均速度为零，故A错误；B．200m是路程，03秒86是时间间隔，故B正确；C．研究运动员技术动作时，运动员的大小形状不可忽略，不能视为质点，故C错误；D．运动员向后划水加速时，水对运动员的作用力与运动员对水的作用力是一对相互作用力，大小相等方向相反，故D错误。故选B。
2．【答案】A【详解】AB．三根导体棒的电流方向相同，根据同向电流相吸，反向电流相斥可知，导体棒a和导体棒b对c导体棒都是吸引力，作用力的合力方向竖直向下，故弹簧的弹力大于c导体棒的重力，故A正确，B错误；C．b、c导体棒对a导体棒的合力方向垂直bc向上，在水平方向的分力不为零，而a导体棒处于静止状态，根据受力平衡可知，水平面对a导体棒的摩擦力一定不为零，故C错误；D．若对称地缓慢增大ab导体棒间的距离，a导体棒和b导体棒对c导体棒的作用力都在减小，且二力的夹角增大，故二力的合力减小，则弹簧弹力减小，弹簧的伸长量减小，弹簧长度减小，故D错误。故选B。
3．D 【详解】A．依题意，可知卡车在避险车道上做匀减速直线运动，根据位移速度关系可得，得卡车在避险车道上的加速度大小为，故A错误；B．由于避险车道的路面对卡车有摩擦力的作用，根据牛顿第二定律可得加速度大小为，故B错误；C．依题意，根据，可得卡车在避险车道上运动时间为，故C错误；D．依题意，可得卡车损失的机械能为，故D正确。故选D。
4．【答案】B【解析】A．11.2km/s是卫星脱离地球的引力的第二宇宙速度，所以鹊桥的发射速度应小于11.2km/s，故A错误；B．根据题意可知，鹊桥绕地球转动的周期与月球绕地球转动的周期相同，故B正确；C．鹊桥在L2点是距离地球较远的拉格朗日点，在两个拉格朗日点的角速度相等，由可知，在L2点受月球和地球引力的合力比在L1点要大，故C错误；D．嫦娥四号需要再月球背面软着陆，若鹊桥好位于L1点，通讯范围较小，会被月球挡住，并不能更好地为嫦娥四号推测器提供通信支持，故D错误。故选B。
5．【答案】 BD【详解】A．由于导体中产生了涡流，根据可知，制动过程中，导体会发热，A错误；B．导体运动速度越大，穿过导体中回路的磁通量的变化率越大，产生的涡流越大，则所受安培力，即制动力越大，即制动力的大小与导体运动的速度有关，B正确；C．根据楞次定律，可知，原磁场对涡流的安培力总是要阻碍导体的相对运动，即改变线圈中的电流方向，导体受到的安培力仍然为阻力，C错误；D．制动过程中，导体的速度逐渐减小，穿过导体中回路的磁通量的变化率变小，产生的涡流变小，则所受安培力，即制动力变小，D正确。故选D。
6．【答案】 BC【详解】A．由题知，物块做自由落体运动，加速度恒定，A错误；B．从图像看后的图像为正弦函数，物块做简谐运动，B正确；CD．，物块受到的弹簧弹力一直增大，力先小于重力后大于重力，由牛顿第二定律，物块的加速度先减小后增大，C正确，D错误。故选BC。
7．【答案】BC 【详解】A．将带电体看成无数对等量异种点电荷，等量异种点电荷中垂线AD上的电场方向垂直AD向下，由于D点比O点距离等量异种电荷较远，因此场强较小，故A错误；B．由等量异种点电荷周围的等势面分布可知，O点和D点处于同一等势面上，O点的电势高于P点的电势，因此D点的电势一定高于P点电势，故B正确；C．由于O点和D点处于同一等势面上，将一正检验电荷沿直线从O点运动到D点，电场力不做功，因此电势能保持不变，故C正确；D．由于O点电势高于P点电势，将一正检验电荷沿直线从O点运动到P点，电场力做正功，故D错误。
8．【答案】AD 【详解】AB．画出粒子的运动轨迹如图，由几何关系可知，四边形dO1bO为菱形，可知粒子运动的轨道半径为R=2d，根据，可得粒子的速率为v=2dBk，选项A正确，B错误；CD．从c点射入的粒子，由几何关系可知，粒子运动的轨迹圆心正好在圆周ab上，可知粒子在磁场中转过的额角度为240°，则运动时间，选项C错误，D正确。故选AD。
9．【答案】 不变 放热
【详解】[1]该过程中，水的温度不变，金属筒内空气的温度不变，筒内空气的内能不变。[2]该过程中，水对筒内空气产生的压强增大，根据玻意耳定律，，筒内空气的体积减小，外界对筒内空气做功，结合热力学第一定律可知，筒内空气放热。
10．【答案】 中子 大于
【详解】[1]根据质量数守恒和电荷数守恒可知X的电荷数为零，质量数为1，则X为中子；[2]核反应方程式中，生成物比反应物稳定，则He的比结合能大于的比结合能。
11．【答案】 水平杆不光滑 0.257 5
【详解】（1）[1]若水平杆不光滑，则滑块转动过程中当角速度较小时只有静摩擦力提供向心力，随着角速度增大摩擦力逐渐增大，当摩擦力达到最大值时继续增大转速绳子开始出现拉力，
则有，则有，图像不过坐标原点。
[2]由图像可知斜率为，解得
（2）[3]由图像可知，当时，，则转轴转动的最大角速度为，解得
12．【答案】 0.400 “” 10.0或10 B E G
【详解】（1）[1]螺旋测微器的精确值为0.01mm，由图甲可知电阻丝的直径为
（2）[2]用“×10”挡时发现指针偏转角度过大，示数较小，说明倍率挡选择过高，他应该换用“×1”挡；
[3]挡位为“×1”，故图乙读数为10.0×1Ω=10.0Ω
（3）[4][5]由电压表的量程值6V与待测电阻粗测值10Ω的比值可知，待测电流的最大值约为0.6A，因此两个电流表均不能直接选用，可将量程为30mA的电流表与定值电阻并联，改装成量程为0.6A的电流表，此时接入定值电阻阻值为故电流表选B，定值电阻选E；
待测电阻阻值较小，为了滑动变阻器调节方便，并让电压变化范围尽量大一些，滑动变阻器应选用阻值较小的G。
13．（12分）【答案】（1）；（2）
【详解】（1）由题意知，若单色光垂直边射入棱镜后在面上发生全反射，由几何关系可知临界角，由（2分），解得 （2分）
（2）单色光垂直边从D点垂直射入棱镜，由几何知识可知，单色光在面上的入射角
即单色光在边上发生全反射，单色光在边上的入射角
发生全反射，最后反向光线传到边上时垂直边射出。单色光在棱镜中传播的光路图如图所示
根据几何知识可知，， （2分）
可知光在介质中的传播速度 （2分）
光在棱镜中传播时间 （2分）
解得 （2分）
（12分）【答案】（1）；（2）；
【详解】（1）小球Q静止时，受力如图，由平衡条件可知，细线对小球Q的拉力T、电场力的合力与小球Q受的重力大小相等，方向相反，可得 （2分）
代入数据得 （2分）
（2）要两球碰后小球Q能沿直线运动，电场力F、重力mg沿两球运动方向的分力应大小相等、方向相反，合力为零。洛伦兹力与电场力、重力沿垂直速度方向的分力之和平衡。
设两球碰撞前后速度与竖直方向的夹角为，
由P物体平抛可知 （1分）
（1分）
（1分）
设P、Q两球碰前P的速度为v，碰后P、Q的速度分别为、，两球碰撞过程，由动量守恒、能量守恒有
（1分）
（1分）
由洛伦兹力公式有 （1分）
联立解得 （2分）
15.（16分）【答案】（1）；（3）；（4）
【详解】（1）根据牛顿第二定律 （1分）
小滑块A的加速度
根据, （1分）
（1分） 解得 （1分）
木板B恰好停下， 得 故从开始运动到A、P第一次碰撞时间为1s （1分）
（2）A与挡板P第一次碰撞 （1分）
弹性碰撞过程，根据动量守恒定律可得 （1分）
根据能量守恒定律可得 （1分）
联立解得，
当滑块A与木板B共速时，A与挡板P之间的距离最大
， 解得 （1分）
（1分）
解得木板B的最小长度 （1分）
当木板B再一次减速到零时 （1分）
（1分）
此时A和B恰好再一次相遇 （1分）
以后重复第一次碰撞及后续过程，从第二次碰撞开始，碰后到下一次碰撞前长木板B运动的位移为4m，第一次碰撞前B运动的位移为 （1分）
所以碰撞次数为 （1分）
