2023届高考物理模拟卷02（全国通用）

试卷更新日期：2022-12-29 类型：高考模拟

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一、选择题（每小题6分，共48分）

1. 中俄核能合作项目——田湾核电站和徐大堡核电站于2021年5月举行开工仪式。下列有关核电站采用何种核变化及其对应核反应方程的说法，正确的是（）

A、 $β$ 衰变， $T_{90}^{234} h \to P_{91}^{234} a + e_{- 1}^{0}$ B、 $α$ 衰变， $U_{92}^{238} \to T_{90}^{234} h + H_{2}^{4} e$ C、核聚变， $H_{1}^{2} + H_{1}^{3} \to H_{2}^{4} e + n_{0}^{1}$ D、核裂变， $U_{92}^{235} + n_{0}^{1} \to B_{56}^{144} a + K_{36}^{89} r + 3 n_{0}^{1}$

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2. 车辆在行经无红绿灯的斑马线路段时，应减速慢行。若行人正在通过斑马线，司机应主动停车让行。小周驾车以 $8 m / s$ 的速度行驶时发现正前方 $12 m$ 处的斑马线上有行人，他以 $5 m / s^{2}$ 的加速度刹车礼让行人，汽车恰好停在斑马线前。此过程小周的反应时间为（）

A、 $0.1 s$ B、 $0.4 s$ C、 $0.7 s$ D、 $1.0 s$

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3. 2021年5月，基于“中国天眼”球面射电望远镜 $(F A S T)$ 的观测，首次研究发现脉冲星三维速度与自转轴共线的证据。如图，假设在太空中有恒星A、B双星系统绕点 $O$ 做顺时针匀速圆周运动，运动周期为T₁ ，它们的轨道半径分别为R_A、R_B ， R_A<R_B ， C为B的卫星，绕B做逆时针匀速圆周运动，周期为T₂ ，忽略A与C之间的引力，万有引力常量为 $G$ ，以下说法正确的是（）

A、若知道卫星C的轨道半径，则可求出卫星C的质量 B、恒星A的质量大于恒星B的质量 C、恒星A的质量为 $\frac{4 π^{2} （ R_{A} + R_{B} ）^{3}}{G T_{1}^{2}}$ D、A，B，C三星由图示位置到再次共线所需时间为 $\frac{T_{1} T_{2}}{T_{1} + T_{2}}$

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4. 质量为m₁的数学书和质量为m₂的物理书叠放在桌面上，数学书和桌面之间的动摩擦因数为μ₁ ，物理书和数学书之间的动摩擦因数为μ₂ ，欲将数学书从物理书下抽出，则要用的力至少为（）

A、（μ₁+μ₂）（m₁+m₂）g B、（m₁+m₂）g+μ₁m₂g C、（μ₁+μ₂）m₂g D、（μ₁m₁+μ₂m₂）g

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5. “雪如意”是我国首座国际标准跳台滑雪场地。跳台滑雪运动中，裁判员主要根据运动员在空中的飞行距离和动作姿态评分。运动员在进行跳台滑雪时大致经过四个阶段：①助滑阶段，运动员两腿尽量深蹲，顺着助滑道的倾斜面下滑；②起跳阶段，当进入起跳区时，运动员两腿猛蹬滑道快速伸直，同时上体向前伸展；③飞行阶段，在空中运动员保持身体与雪板基本平行、两臂伸直贴放于身体两侧的姿态；④着陆阶段，运动员落地时两腿屈膝，两臂左右平伸。下列说法正确的是（）

A、助滑阶段，运动员深蹲是为了减小与滑道之间的摩擦力 B、起跳阶段，运动员猛蹬滑道主要是为了增加向上的速度 C、飞行阶段，运动员所采取的姿态是为了增加水平方向速度 D、着陆阶段，运动员两腿屈膝是为了减少与地面的作用时间

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6. 为了测定某平行于纸面的匀强电场的场强，某同学进行了如下操作：取电场内某一位置O点为坐标原点建立x轴，选取x轴上到O点距离为r的P点，以O为圆心、r为半径作圆，如图甲所示；从P点起逆时针沿圆周测量圆上各点的电势φ和转过的角度θ；当半径r分别取r₀、2r₀、3r₀时，绘制φ-θ图线如图乙所示。乙图中曲线①、②、③均在θ=θ₀时达到最大值，最大值分别为4φ₀、3φ₀、2φ₀。下列说法正确的是（）

A、O点为电势零点 B、曲线①、②、③的交点M和N在同一等势线上 C、场强方向与x轴正方向的夹角为θ₀ D、场强的大小为 $\frac{φ_{0}}{r_{0}}$

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7. 如图所示，真空中，水平正对放置的平行金属板A、B间存在竖直方向的匀强电场，带电量为+Q的球P内含有一弹射装置，其质量为m₁（含其内部弹射装置），质量为m₂、不带电的小球置于球P内部的弹射装置中。开始时，球P恰好静止在距A板h的位置。某时刻，小球相对于金属板以速度v₀水平弹出，球P和小球同时到达金属板。若两球均可视为质点，球P运动过程中电荷量保持不变且不影响原电场分布，重力加速度为g，下列说法正确的是（）

A、从小球弹出至到达金属板，球P动量的变化量竖直向上 B、从小球弹出至到达金属板，球P的电势能增加 C、两金属板间的电势差 $U_{A B} = - \frac{g l (m_{1} + m_{2})^{2}}{m_{2} Q}$ D、两金属板长度至少为 $\frac{(m_{1} + m_{2}) v_{0} \sqrt{2 m_{1} m_{2} g h}}{m_{1} m_{2} g}$

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8. 如图所示，有一理想变压器，原、副线圈的匝数比为n∶1，原线圈两端接入正弦交流电源，电压为u=U₀cos100πtV，副线圈接有一个交流电流表和一个电动机。电动机线圈电阻为R，当开关S接通后，电流表读数为I，在磁感应强度为B的匀强磁场中，电动机带动一电阻为r、质量为m、长为l的金属杆在光滑的没有电阻的导轨上以速度v匀速上升，重力加速度为g。下列判断正确的是（）

A、电动机两端电压为IR，其消耗的电功率为I²R B、电动机的热功率为I²R，副线圈电压的有效值为 $\frac{U_{0}}{n}$ C、原线圈中的电流为nI，副线圈电流的频率为50Hz D、变压器的输入功率为 $I^{2} R + m g v + \frac{B^{2} l^{2} v^{2}}{r}$

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二、非选择题

9. 小梦同学自制了一个两挡位（“ $\times 1$ ”“ $\times 10$ ”）的欧姆表，其内部结构如图所示， $R_{0}$ 为调零电阻（最大阻值为 $R_{0 m}$ ）， $R_{s}$ 、 $R_{m}$ 、 $R_{n}$ 为定值电阻（ $R_{s} + R_{0 m} < R_{m} < R_{n}$ ），电流计 G 的内阻为 $R_{G} (R_{s} < < R_{G})$ 。用此欧姆表测量一待测电阻的阻值，回答下列问题：

(1)、短接①②，将单刀双掷开关 $S$ 与 $m$ 接通，电流计 G 示数为 $I_{m}$ ；保持电阻 $R_{0}$ 滑片位置不变，将单刀双掷开关 $S$ 与 $n$ 接通，电流计 G 示数变为 $I_{n}$ ，则 $I_{m}$ $I_{n}$ （填“大于”或“小于”）；

(2)、将单刀双掷开关S与n接通，此时欧姆表的挡位为（填“ $\times 1$ ”或“ $\times 10$ ”）；

(3)、若从“ $\times 1$ ”挡位换成“ $\times 10$ ”挡位，调整欧姆零点（欧姆零点在电流计 G 满偏刻度处）时，调零电阻 $R_{0}$ 的滑片应该调节（填“向上”或“向下”）；

(4)、在“ $\times 10$ ”挡位调整欧姆零点后，在①②间接入阻值为 $100 Ω$ 的定值电阻 $R_{1}$ ，稳定后电流计 G 的指针偏转到满偏刻度的 $\frac{2}{3}$ ；取走 $R_{1}$ ，在①②间接入待测电阻 $R_{x}$ ，稳定后电流计 G 的指针偏转到满偏刻度的 $\frac{1}{3}$ ，则 $R_{x} =$ Ω。

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10. 某研究性学习小组设计测量弹簧弹性势能 $E_{p}$ 的实验装置如图甲所示。实验器材有：上端带有挡板的斜面体、轻质弹簧。带有遮光片的滑块（总质量为m）、光电门、数字计时器、游标卡尺、毫米刻度尺。

实验步骤如下：

①用游标卡尺测得遮光片的宽度为d；

②弹簧上端固定在挡板P上，下端与滑块不拴接，当弹簧为原长时，遮光片中心线通过斜面上的M点；

③光电门固定在斜面上的N点，并与数字计时器相连；

④压缩弹簧，然后用销钉把滑块锁定，此时遮光片中心线通过斜面上的O点；

⑤用刻度尺分别测量出O、M两点间的距离x和M、N两点间的距离l；

⑥拔去锁定滑块的销钉，记录滑块经过光电门时数字计时器显示的时间 $Δ t$ ；

⑦保持x不变，移动光电门位置，多次重复步骤④⑤⑥。

根据实验数据做出的 $\frac{1}{{(Δ t)}^{2}} - l$ 图像为图乙所示的一条倾斜直线，求得图像的斜率为k、纵轴截距为b。

(1)、下列做法中，有利于减小实验误差的有____

A、选择宽度较小的遮光片 B、选择质量很大的滑块 C、减小斜面倾角 D、增大光电门和M点距离

(2)、滑块在MN段运动的加速度 $a =$ ，滑块在M点的动能 $E_{k} =$ ，弹簧的弹性势能 $E_{p} =$ 。（用“m、d、x、k、b”表示）

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11. 如图（a）所示，平行长直金属导轨水平放置，间距为 $L$ ，导轨右端接有阻值为 $R$ 的电阻，导体棒垂直放置在导轨上，且接触良好，导体棒及导轨的电阻均不计，导轨间圆形区域内有方向竖直向上的匀强磁场，直径 $a b$ 与导轨垂直，长度也为 $L$ ，从0时刻开始，磁感应强度 $B$ 的大小随时间 $t$ 变化如图（b）所示（ $t_{0}$ 和 $B_{0}$ 已知）； $t = 0$ 时刻，导体棒匀速向左恰好进入磁场，在 $t_{0}$ 时棒受到最大的安培力。棒在导轨上始终做匀速直线运动。答案可含 $π$ 。求：

(1)、棒在运动过程中受到最大的安培力 $F$ ；

(2)、棒在运动过程中的最大电流 $I_{m}$ 的大小。

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12. 如下图1所示，某光滑轨道由区域Ⅰ与区域Ⅱ两部分共同组成，轨道电阻不计（注： $b$ 棒只有以中心为对称点，距离对称点 $0.5 m$ 的部分有电阻， $a$ 棒电阻均匀分布）区域Ⅰ：一质量为 $m = 1 k g$ ，长度为 $L = 1 m$ 的金属棒 $a$ 从高度为 $h = 0.2 m$ 的地方静止下落后，进入轨道 $A B C D$ 区域中， $A B$ 处有一小段绝缘材料，在离边界 $A B$ 足够远的地方有一质量为 $m = 0.5 k g$ ，长度为 $L = 3 m$ 的金属棒 $b$ 。在轨道 $A B C D$ 区域内存在匀强磁场 $B_{1}$ ，磁感应强度为 $1 T$ ，轨道 $B C$ 与 $A D$ 距离为 $d = 1 m$ 。当金属棒 $a$ 进入轨道 $A B C D$ 上后，使 $b$ 加速，当 $b$ 棒速度稳定后，进入轨道 $C D$ 的右侧区域Ⅱ。金属棒 $a$ 与 $b$ 的电阻均为 $1 Ω$ ；
区域Ⅱ：如图2为区域Ⅱ的俯视图， $C D$ 边界的左侧有一段绝缘处，在区域Ⅱ的下侧与右侧有电阻 $R_{1}$ 与 $R_{2}$ 相连，当金属棒 $b$ 进入后，给予一外力 $F$ 使金属棒 $b$ 做匀速运动，当金属棒运动至 $E F$ 边界时从区域Ⅱ掉落结束运动。已知电阻 $R_{1} = R_{2} = 2 Ω$ ，竖直向下匀强磁场 $B_{2} = 2 T$ ，当 $b$ 棒运动 $2 m$ 后抵达 $E F$ 位置。

(1)、当 $a$ 棒刚好进入轨道区域Ⅰ时， $a b$ 棒两端的电势差 $U_{b a}$ ；

(2)、求 $b$ 棒进入区域Ⅱ时的速度及在区域Ⅰ中通过金属棒 $b$ 的电荷量；

(3)、计 $C D$ 处为0位移，求金属棒 $b$ 从 $C D$ 至 $E F$ 的过程中外力 $F$ 与位移 $x$ 的关系。

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三、选考题

13.

(1)、利用空调将热量从温度较低的室内传递到温度较高的室外环境，这个过程（选填“是”或“不是”）自发过程。该过程空调消耗了电能，空调排放到室外环境的热量（选填“大于”“等于”或“小于”）从室内吸收的热量。

(2)、玻璃瓶可作为测量水深的简易装置。如图所示，潜水员在水面上将 $80 mL$ 水装入容积为 $380 mL$ 的玻璃瓶中，拧紧瓶盖后代入水底，倒置瓶身，打开瓶盖，让水进入瓶中，稳定后测得瓶内水的体积为 $230 mL$ 。将瓶内气体视为理想气体，全程气体不泄漏且温度不变。大气压强 $p_{0}$ 取 $1.0 \times 10^{5} Pa$ ，重力加速度g取 $10 m / s^{2}$ ，水的密度ρ取 $1.0 \times 10^{3} kg / m^{3}$ 。求水底的压强p和水的深度h。

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14.

(1)、下端附着重物的粗细均匀木棒，竖直浮在河面，在重力和浮力作用下，沿竖直方向做频率为 $1Hz$ 的简谐运动：与此同时，木棒在水平方向上随河水做匀速直线运动，如图（a）所示。以木棒所受浮力F为纵轴，木棒水平位移x为横轴建立直角坐标系，浮力F随水平位移x的变化如图（b）所示。已知河水密度为ρ，木棒横截面积为S，重力加速度大小为g。下列说法正确的是________

A、x从 $0 .05m$ 到 $0 .15m$ 的过程中，木棒的动能先增大后减小 B、x从 $0 .21m$ 到 $0 .25m$ 的过程中，木棒加速度方向竖直向下，大小逐渐变小 C、 $x = 0 .35m$ 和 $x = 0 .45m$ 时，木棒的速度大小相等，方向相反 D、木棒在竖直方向做简谱运动的振幅为 $\frac{F_{1} - F_{2}}{2 ρ S g}$ E、木棒的运动为向x轴正方向传播的机械横波，波速为 $0 .4m/s$

(2)、如图，某种防窥屏由透明介质和对光完全吸收的屏障构成，其中屏障垂直于屏幕平行排列，可实现对像素单元可视角度 $θ$ 的控制（可视角度 $θ$ 定义为某像素单元发出的光在图示平面内折射到空气后最大折射角的2倍）。透明介质的折射率 $n = 2$ ，屏障间隙 $L = 0.8 mm$ 。发光像素单元紧贴屏下，位于相邻两屏障的正中间。不考虑光的衍射。

（i）若把发光像素单元视为点光源，要求可视角度 $θ$ 控制为60°，求屏障的高度d；

（ⅱ）若屏障高度 $d = 1. 0mm$ ，且发光像素单元的宽度不能忽略，求像素单元宽度x最小为多少时，其可视角度 $θ$ 刚好被扩为180°（只要看到像素单元的任意一点，即视为能看到该像素单元）。

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