2023届山西省运城市高三下学期第三次模拟调研测试理综物理试题

2023届山西省运城市高三下学期第三次模拟调研测试理综物理试题
一、单选题：本题共7小题，每小题4分，共28分 (共7题)
第(1)题
如图所示，甲、乙两辆玩具小汽车（可以视为质点）并排沿平直路面的相邻轨道向前行驶，两车都装有蓝牙设备，这两个蓝牙设备可以在以内实现通信。

时刻，甲、乙两车刚好位于图示位置，此时甲车的速度为，乙车的速度为，从该时刻起甲车以的加速度做匀减速运动直至停下，乙车保持原有速度做匀速直线运动。

忽略轨道间距和信号传递时间，则从
时刻起，两车能利用蓝牙通信的时间为（ ）
A．B．C．D．
第(2)题
在光电效应的实验结果中，与光的波动理论不矛盾的是(　)
A．光电效应是瞬时发生的
B．所有金属都存在极限频率
C．光电流随着入射光增强而变大
D．入射光频率越大，光电子最大初动能越大
第(3)题
碳14是一种放射性元素，碳14衰变后变成氮14，则（）
A．碳14发生的是衰变
B．碳14、氮14的比结合能相等
C．100个碳14原子核在经过一个半衰期后，一定还剩50个
D．当氮14数量是碳14数量的3倍时，碳14衰变所经历的时间为两个半衰期
第(4)题
如图甲所示为静电除尘设备的结构示意图，把高压电源的正极接在金属圆筒上，负极接到圆筒中心悬挂的金属线上，其横向截面图如图乙所示，虚线PQ是某带电粉尘的运动轨迹，则该粉尘（ ）
A．带正电荷
B．在P点的动量大小比在Q点的大
C．在P点的电势能比在Q点的高
D．会被吸附到金属线上
第(5)题
真空中存在着方向平行x轴的电场，x轴上各点的电势随位置x变化的关系如图所示。

一带正电粒子从处由静止释放，已知粒子的比荷为，不计重力。

则下列说法正确的是（ ）
A．该电场为匀强电场
B．粒子在区间内做简谐运动
C．粒子运动过程中的最大速率为
D．粒子沿x轴正方向运动过程中，电势能先变大后变小
第(6)题
2023年12月18日23时59分，甘肃临夏州积石山县发生6.2级地震。

一直升机悬停在距离地面100m的上空，一消防战士沿竖直绳
索从直升机下滑到地面救助受灾群众。

若消防战士下滑的最大速度为5m/s，到达地面的速度大小为1m/s，加速和减速的最大加速度大小均为a=1m/s2，则消防战士最快到达地面的时间为（ ）
A．15.1s B．24.1s C．23.1s D．22.1s
第(7)题
如图，绳下端挂一物体，用力F拉物体使悬线偏离竖直方向的夹角为，且保持其平衡。

保持60°不变，当拉力F有极小值时，F与水平方向的夹角应是（ ）
A．0B．90°C．60°D．45°
二、多选题：本题共3小题，每小题6分，共18分 (共3题)
第(1)题
如图所示，在竖直向下的匀强磁场中，水平U型导体框左端连接一阻值为R的电阻，质量为m、电阻为r的导体棒ab置于导体框上。

不计导体框的电阻、导体棒与框间的摩擦。

ab以水平向右的初速度开始运动，最终停在导体框上。

在此过程中（ ）
A．导体棒做匀减速直线运动
B．导体棒中感应电流的方向为b→a
C．电阻R消耗的总电能为
D
．导体棒克服安培力做的总功小于
第(2)题
如图所示，半径为R、质量为m的半圆轨道静止在光滑水平地面上，直径AB水平，半径OC竖直。

一可视为质点的质量为的小物块从A端由静止滑下。

已知小物块第一次经过C点时的速度大小为v，重力加速度为g，不计空气阻力。

下列判断正确的是（ ）
A．无论轨道ABC是否光滑，小物块都不能滑到B端
B
．若轨道ABC是粗糙的，小物块从A端第一次滑到C点的过程中系统因摩擦产生的总热量为
C．无论轨道ABC是否光滑，小物块从A端第一次滑到C点的过程中受到的合外力冲量大小均为
D
．无论轨道ABC是否光滑，小物块从A端第一次滑到C点的过程中水平位移大小均为
第(3)题
明代出版的《天工开物》中记录了祖先的劳动智慧，如图所示为“牛转翻车”，利用畜力转动不同半径齿轮来改变水车的转速，从而将水运送到高处。

祖先的智慧在今天也得到了继承和发扬。

我国自主研发的齿轮传动系统，打破了国外垄断，使中国高铁持续运行速度达到350km/h，中国高铁成为中国制造的一张“金名片”。

图中A、B是两个齿轮边缘点，齿轮半径比，在齿轮转动过程中（ ）
A．A、B的周期之比B．A、B的角速度之比的
C．A、B的线速度大小之比D．A、B的向心加速度大小之比
三、解答题：本题共4小题，每小题8分，共32分 (共4题)
第(1)题
如图所示，光滑平行导轨abc与d e f间距为L，固定在绝缘水平面上，之间接一定值电阻，均与导轨垂直，段长度均为L。

边界be右侧存在竖直向上、随时间按照某种规律变化的匀强磁场，b左侧存在竖直向上、磁感应强度大小为的匀强磁场。

现把某质量为m的导体棒放在af处，计时开始时，be右侧磁场的磁感应强度大小为，此时给导体棒一个水平向左、
与导体棒垂直的速度，导体棒匀速运动到be处，继续运动到cd处速度正好为0。

定值电阻阻值为R，其余电阻不计。

（1）求导体棒从be处运动到cd处过程中回路中产生的热量。

（2）求计时开始后，be右侧磁场的磁感应强度大小B随时间t变化的关系式。

（3）若导体棒从be处运动到cd处过程中，回路平均电流为，求导体棒从af处运动到cd处的运动时间及导体棒从af处运动
到cd处所受的安培力对时间的平均值。

第(2)题
如图所示，一可视为质点的铁块A在光滑1/4圆弧形劈尖B的正上方。

铁块静止释放后，恰能从劈尖的最高点紧贴着劈尖右侧下滑，劈尖始终不旋转，铁块在水平地面上运动一段时间后，必能无碰撞地滑上放置于水平地面上的木板C。

铁块滑离木板后不与发生碰撞，并最终落在水平地面的点上，铁块落地后速度立即为零。

已知铁块的质量为，劈尖的质量为
，木板的质量为，长度为，水平地面段光滑，水平地面段与木板间的动摩擦因数为0.1，水平地面段的长度为
，铁块到达点时的速度为，铁块与木板之间的动摩擦因数为0.4，水平地面与水平地面的竖直高度差为。

重力加速度大小取，不计空气阻力。

求：
（1）铁块释放前与水平地面的高度差；
（2）铁块滑离木板瞬间二者的速度大小；
（3）铁块落在点时木板右端与铁块间的水平距离。

（4）从铁块A开始运动到木板C停止运动的整个过程中系统由于摩擦而产生的总热量。

第(3)题
如图，固定于水平桌面上的光滑平行导轨宽为L，导轨的一端接有电阻，导轨上有与导轨垂直的金属棒，金属棒的质量
为m，它始终与导轨保持垂直且接触良好，金属棒连着轻质绝缘细绳，细绳的另一端与质量为的重物相连，细绳跨过无摩擦的滑轮，整个装置放在与导轨平面垂直的匀强磁场中；重物由图示位置从静止释放，导轨足够长，金属棒经过了时间t达到最大速度v，运动过程中通过电阻R的电荷量q与位移x的关系为（k为已知常数），不计导轨和金属棒的电阻，重力加速度为g，求：
（1）磁感应强度大小B；
（2）金属棒从静止到匀速时所经过的位移。

第(4)题
如图所示，在xOy坐标系的第Ⅳ象限内充满了沿y轴正方向的匀强电场和垂直纸面向外的匀强磁场。

一质量为m、电荷量为q的带正电小球，从y轴上的P（0，d）点以垂直于y轴的初速度进入第Ⅰ象限，一段时间后经过x轴上的Q点（图中未画出）进入第Ⅳ象限，且速度方向与x轴正方向成角。

若小球在第Ⅳ象限内做匀速圆周运动，且恰好没有进入第Ⅲ象限，重力加速度
为g。

求：
（1）带电小球从P点开始运动的初速度；
（2）匀强磁场的磁感应强度B的大小；
（3）小球从离开P点到第二次经过x轴所需的时间。

四、实验题：本题共2小题，每小题11分，共22分 (共2题)
第(1)题
某同学利用土豆制作电池，把锌片和铜片相隔适当距离插入同一颗土豆中，就制成了一个电池。

为了测量该电池的电动势和内阻，使用了以下实验器材：
电压表（0-1V，内阻约）电流表（0-3mA，内阻约）
电阻箱R（）导线若干
单刀单掷开关单刀双掷开关
（1）请根据图1中的实验电路，用笔画线代替导线，将图2中的实物电路连接起来___________。

（2）该同学按照正确的操作，多次改变电阻箱R接入电路的阻值，测得多组电压表示数U及对应电流表示数I，并作出图像，如图3所示，则该土豆电池的电动势E=______V，内阻r=______。

（3）根据实验结果，说明该同学在实验过程中应将单刀双掷开关接______（填“a”或“b”）接线柱。

第(2)题
某同学在探究弹力和弹簧伸长的关系实验中，把弹簧放置在水平桌面上，测出其自然长度，然后竖起悬挂让弹簧自然下垂，如图甲所示，在其下端挂上钩码．
（1）实验时逐渐增加弹簧下端钩码并记录所挂钩码的重力F与其对应弹簧的形变量x，作出的F-x图象如图乙所示．图线不过原点的原因是_________．
（2）该同学又找来与弹簧性质相同的橡皮筋，橡皮筋在弹性限度内弹力与伸长量成正比，即，查阅资料后发现式中值与橡皮筋的原长和横截面积有关．理论与实验都表明，其中是由材料本身决定的常数，在材料力学中称为杨
氏模量．
①杨氏模量的单位是___________．
A. B. C. D.
②若该橡皮筋的值与（1）中弹簧的劲度系数相同，该橡皮筋的原长为，横截面积为，则可知该橡皮筋的杨氏模量的大小为_________（结果保留两位有效数字）．。