黄金卷03-【赢在高考·黄金8卷】备战2023年高考物理模拟卷（全国卷专用）

【赢在高考·黄金8卷】备战2023年高考物理模拟卷（全国通用版）

黄金卷03

一、选择题：本题共8小题，每小题6分。在每小题给出的四个选项中，第1~4题只有一项符合题目要求，第5~8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）

1. 1. 硼中子俘获治疗（简称BNCT）是一种生物靶向放射治疗模式，其原理是利用超热中子束照射预先注射了含硼药物的肿瘤组织部位，与硼发生核反应生成锂， 并放出射线，利用射线杀灭癌细胞。超热中子束的来源之一是加速后的质子轰击铍产生的。下列正确的是（　　）

A. 射线是高速运动的电子流

B. 超热中子与硼发生的核反应属于衰变

C. 产生超热中子束的核反应方程是

D. 质子与铍发生的核反应属于轻核聚变

【答案】C

【解析】

【详解】A．射线是高速运动的氦核，故A项错误；

B．根据题意可知，其核反应方程为

由上述情况可知该反应属于人工转变，故B项错误；

CD．依题意可知，产生超热中子束的核反应方程是

超热中子束的来源之一是加速后的质子轰击铍产生的，则属于人工转变，故C项正确，D项错误。

故选C。

2. 中国军队于2020年9月21日至26日派员赴俄罗斯阿斯特拉罕州参加“高加索2020”战略演习，演习中某特种兵从空中静止的直升飞机上，抓住一根竖直悬绳由静止开始下滑，其运动的速度随时间变化的图像如图所示，时刻特种兵着地，关于该特种兵，下列说法正确的是（　　）

A. 时间内处于超重状态

B. 时间内所受阻力越来越大

C. 时间内的平均速度

D. 时间内合外力的冲量为零

【答案】B

【解析】

【分析】

【详解】A．时间内物体向下加速，所以加速度方向向下，属于失重状态，A错误。

B．时间内物体向下减速，根据牛二则有

图像斜率增加，加速度增加，阻力增加，B正确。

C．时间内不属于匀变速直线运动，所以无法使用

来求平均速度，C错误。

D．合外力的冲量等于物体动量的变化量，由于时间内速度的变化量不为0，所以动量的变化量也不为0，D错误。

故选B。

3.在如图所示的电路中，理想变压器原、副线圈的匝数比n1：n2 =2：1，原线圈通过定值电阻R1连接u=的交变电源，定值电阻R1= R2 = 10Ω，电压表为理想电表，则（　　）

A. 副线圈电流频率为25Hz B. 原线圈电流的最大值为0.4A

C. 电压表示数为5V D. 电阻 R1的功率为1.6W

【答案】D

【解析】变压器不改变交流电的频率，所以副线圈电流频率

故A错误；由

可知，输入电压的有效值为20V，则有

(其中U1、U2为原副线圈上的电压值，I1、I2为原副线圈上的电流值)，根据公式

且

联立可得

即电压表示数为8V，电流表的示数为0.4A，则原线圈电流的最大值为，故 BC 错误； R1的功率为故D正

4. 如图所示，将小球放在竖直放置的轻弹簧上，把小球往下按至A位置，松手后，弹簧弹出小球，小球升至最高位置C，途中经过位置B时弹簧正好处于自由状态，不计空气阻力，下列说法正确的是（   ）

A. 小球在上升过程中机械能守恒

B. 小球在位置B时速度最大

C. 从A到B过程中，小球动能和弹簧弹性势能之和先增大后减小

D. 小球在位置A的加速度大于重力加速度g

【答案】D

【解析】

【详解】A．小球从A到B的过程中，弹簧弹力对小球做正功，小球机械能增大，故A错误；

B．小球所受合力为零时速度最大，此时弹簧处于压缩状态，所以该位置在A、B之间，故B错误；

C．小球和弹簧组成的系统机械能守恒，从A到B的过程中，小球重力势能一直增大，所以小球动能和弹簧弹性势能之和一直减小，故C错误；

D．易知小球上升至B点时的速度不为零，设从A到B弹簧弹力对位移的平均值为，根据动能定理有

所以

根据胡克定律可知，从A到B，弹簧弹力与小球位移成线性关系，且小球在B点时弹簧弹力为零，所以

即

在A点，根据牛顿第二定律有

解得

故D正确

5. 量子通信卫星是一种传输高效的通信卫星，构建了天地一体化的量子保密通信与科学实验体系。假设量子卫星轨道在赤道平面，如图所示，已知量子卫星的轨道半径是地球半径的m倍，同步卫星的轨道半径是地球半径的n倍，图中P点是地球赤道上一点，下列说法正确的是（　　）

A. 同步卫星的运行周期大于量子卫星的运行周期

B. 同步卫星的线速度小于P点的线速度

C. 同步卫星与量子卫星的线速度大小之比为

D. 量子卫星与P点的线速度大小之比为

【答案】AC

【解析】

【详解】A．由题意可知，同步卫星轨道半径大于量子卫星轨道半径，可知同步卫星的运行周期大于量子卫星的运行周期，A正确；

B．地球赤道上一点P与同步卫星周期相同，而运动半径较小，因此同步卫星的线速度大于P点的线速度，B错误；

C．根据，可知

故同步卫星与量子卫星的线速度大小之比为，C正确；

D．由，得

则量子卫星与P点的速度之比为，D错误。

故选AC。

6. 如图甲所示，粗糙、绝缘的水平地面上，一质量m=2kg的带负电小滑块（可视为质点）在x=1m处以v0=1.5m/s的初速度沿x轴正方向运动，滑块与地面间的动摩擦因数=0.05。整个区域存在沿水平方向的电场，滑块在不同位置所具有的电势能Ep如图乙所示，P点是图线最低点，虚线AB是图像在x=1m处的切线，取g=10m/s2，下列说法正确的是（　　）

A. x=3m处的电势最低 B. 滑块向右运动过程中，速度始终减小

C. 滑块运动至x=3m处时，速度大小为 D. 滑块向右一定可以经过x=4m处的位置

【答案】BC

【解析】

【详解】A．滑块在x=3m处电势能最小，因为滑块带负电，所以x=3m处的电势最高，故A错误；

B．Ep-x图像斜率的绝对值表示滑块所受电场力的大小，所以滑块在x=1m处所受电场力大小为

滑块所受滑动摩擦力大小为

在1~3m区间内，滑块所受电场力与滑动摩擦力方向相反，且不断减小，则滑块所受合外力方向与速度方向相反；在x=3m之后，滑块所受电场力与滑动摩擦力同向，且不断增大，则滑块所受合外力方向也与速度方向相反。综上所述可知滑块向右运动过程中，在x=1m处速度最大，速度始终减小，故B正确；

C．滑块x=1m处所具有的机械能为

在1~3m区间内，摩擦力做功使机械能减小，则有

x=3m处的电势能等于1J，故此刻动能为1.25J。根据动能表达式可能此刻的速度为，C正确；

D．滑块在x=1m处的电势能与在x=4m处的电势能相等，根据能量守恒定律，若滑块能够经过x=4m处，则应满足

根据题中数据可知实际情况并不满足上式，所以滑块一定无法经过x=4m处的位置，故D错误。

故选BC。

7.如图所示，边长为L的正六边形abcdef区域内存在垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B，正六边形中心O处有一粒子源，可在纸面内向各个方向发射不同速率带正电的粒子，已知粒子质量均为m、电荷量均为q，不计粒子重力和粒子间的相互作用，下列说法正确的是（　　）

A. 可能有粒子从ab边中点处垂直ab边射出

B. 从a点垂直af离开正六边形区域的粒子在磁场中的运动时间为

C. 垂直cf向上发射的粒子要想离开正六边形区域，速率至少为

D. 要想离开正六边形区域，粒子的速率至少为

【答案】BC

【解析】

【详解】A．若粒子从ab边中点处垂直ab边射出，则圆心一定在在ab边上，设与ab边交点为g，则圆心在Og的中垂线上，而中垂线与ab边平行，不可能相交，故A错误；

B．同理做aO垂线出射速度垂线交于f点，即f为圆心，则对于圆心角为，所以粒子在磁场中的运动时间为

且

解得

故B正确；

C．垂直cf向上发射的粒子刚好与能离开磁场时，轨迹与边af相切，则由几何关系得

由 得

联立解得

故C正确；

D．因为O点距六边形的最近距离为

即此时对应刚好离开磁场的最小直径，所以最小半径为

又

所以最小速度为

故D错误。

8. 如图甲所示，轻弹簧下端固定在倾角为的光滑斜面底端，上端与物块B相连，物块B处于静止状态，现将物块A置于斜面上B的上方某位置处，取物块A的位置为原点O，沿斜面向下为正方向建立x轴坐标系，某时刻释放物块A，A与物块B碰撞后以共同速度沿斜面向下运动，碰撞时间极短，测得物块A的动能与其位置坐标x的关系如图乙所示，图像中之间为过原点的直线，其余部分为曲线，物块A、B均可视为质点，弹簧始终处于弹性限度内，不计空气阻力，重力加速度为g，则（　　）

A. 物块A、B的质量之比为 B. A与B碰撞后，A在位置处加速度最大

C. 位置处弹簧压缩量为 D. 弹簧的劲度系数为

【答案】BD

【解析】

【详解】A．由图乙可知，物块A与物块B碰撞前的动能

可得物块A与物块B碰撞前的速度为

物块A与物块B碰撞后的动能

解得物块A与物块B碰撞后的速度

物块A与物块B碰撞时间极短，根据动量守恒定律

解得

故A项错误；

B．根据动能定理有

由上述可知图像的斜率代表物体所受的合外力，由图乙可知，物块A与物块B碰撞后在位置处合外力最大，即加速度最大，B项正确；

C．由图乙可知，处是物块B静止的位置，此时弹簧处于压缩状态，并不是原长，故位置处弹簧压缩量大于，故C项错误；

D．弹簧上端与物块B相连，物块B处于静止状态，设此时弹簧的形变量为，结合图甲，根据平衡条件可知

由图乙可知，当物块A与物块B一起运动到时，速度最大，根据平衡条件

物块A从O点运动到位置的过程中，根据动能定理

联立解得

故D项正确

故选BD。

二、非选择题包括必考题和选考题两部分。第9~12题为必考题，每个试题考生都必须作答，第13~44题为选考题，考生根据要求作答。必考题共47分。

9. 某同学设计如图甲所示的实验装置来探究弹簧弹性势能与弹簧形变量的关系，弹射器固定放置在水平桌面上，右端与一带有窄片的物块接触，让物块被不同压缩状态的弹簧弹射出去，沿水平桌面上滑行，途中安装一光电门。

（1）为了减小实验误差，弹射器的内壁和桌面应尽可能光滑，同时弹射器出口端距离桌子右边光电门应该________（填“近些”或“远些”）。

（2）如图乙所示，用游标卡尺测得窄片的宽度L为___________mm。

（3）若物块质量为m，记下某次实验中带有窄片的物块通过光电门的时间∆t，则关于弹簧此次弹射物块过程中释放的弹性势能为___________（用m，L，∆t表示）。

【答案】    ①. 近些    ②. 5.20    ③.

【解析】

【分析】

【详解】(1)[1]弹射器出口端距离桌子右边光电门应该近些，减小桌面摩擦的影响。

(2)[2]窄片的宽度L为

5mm+4×0.05mm=5.20mm

(3)[3]据能量守恒可得弹簧释放的弹性势能为

10. 某实验小组欲将内阻、量程为1mA的电流计改装成欧姆表，可供选择的器材有：

A.干电池（，）

B.定值电阻（阻值1200）

C.滑动变阻器（最大阻值为100）

D.滑动变阻器（最大阻值为500）

E.电阻箱（0～99.99）

F.红、黑表笔各一只，开关、导线若干

回答下列问题：

（1）小组同学首先按照如图电路进行连接，其中a表笔是______（填“红表笔”或 “黑表笔”）；为了保证改装后欧姆表能正常使用，滑动变阻器选______（填“”或“”）。

（2）正确选择器材连接好电路后，将红、黑表笔短接进行调零，然后通过电阻测量对整个表盘进行电阻刻度记录，如图所示，表盘处的电流刻度为0.2，则对应的电阻刻度为______。

（3）利用改装后的欧姆表进行电阻测量，小组同学发现当被测电阻为几十欧姆时，电流计指针偏转角太大，不能进行读数，他们利用电阻箱和开关，对电路进行了改进，使中值电阻为，请在如图的方框中画出他们改进后的电路（      ），此时电阻箱阻值应调到______（结果保留到整数），若用该表测量一阻值为的电阻时，则电流计指针对应的电流是______mA。

【答案】    ①. 黑表笔    ②.     ③. 6000    ④.     ⑤. 13    ⑥. 0.25

【解析】

【详解】（1）[1]红表笔为电流的流入端，接内部电源负极，黑表笔为电流的流出端，接内部电源正极，所以a表笔是黑表笔。

[2]当电流计满偏时，所需滑动变阻器内阻为

所以滑动变阻器应选择。

（2）[3]进行调零后，由（1）可知此时欧姆表内阻即中值电阻为

所以当表盘处的电流刻度为0.2时，根据闭合电路欧姆定律有

解得

（3）[4]指针偏转角太大，所以将电阻箱与电流计并联，起到分流的作用，电路图如下。

[5]设此时电阻箱阻值为，则有

解得

[6]若用该表测量一阻值为的电阻时，干路电流为

所以此时电流计指针对应的电流为

11. 如图所示，倾角为37°的倾斜滑道AB与水平面成37°角，AB滑道长度为L1=4.5m，水平滑道BC长度为L2=4.0m，两滑道间平滑连接。一块质量为M=2kg，长度为L3=3.0m的木板，紧挨水平滑道的C端，木板上表面与水平滑道在同一水平面上，水平地面光滑。现有一质量为m=1kg的物块从倾斜滑道顶端由静止开始下滑，物块与滑道间的动摩擦因数为μ=0.25、物块与木板间的动摩擦因数为μ=0.20，物块可视为质点。（取sin37°=0.6，cos37°=0.8，重力加速度g=10m/s2）。

（1）求物块运动到倾斜滑道末端时速度的大小。

（2）试分析物块能否滑离木板，若不能滑离木板，求共速后物块距离木板左端的距离；若能滑离木板，求滑离时物块和木板的速度。

【答案】（1）6m/s；（2）不能滑离木板，

【解析】

【详解】（1）对物块，根据牛顿第二定律可得

mgsin37°-mgcos37°=m

根据运动学公式有

联立解得

=6m/s

（2）对物块，根据牛顿第二定律有

根据运动学公式有

联立并代入数据解得

=4m/s

当物块与木板速度相等时，对物块与木板组成的系统，由动量守恒定律和能量守恒定律有

联立解得

m<L3

则物块不能滑离木板，共速后距离木板左端的距离为

m

12.如图，MN、PQ为足够长平行光滑水平金属导轨，处于竖直向下的匀强磁场中，GH、JK为足够长倾斜粗糙平行金属导轨，处于垂直导轨平面向下的匀强磁场中，底端接C=1000μF的电容器。NQ端与GJ端高度差h=0.45m，水平距离x=1.2m。现将导体棒cd静置在水平分导轨固定小钉的右侧，导体棒ab以速度v0=9m/s从MP端滑入，一段时间后cd棒从NQ端抛出，恰能无碰撞从GJ端进入斜导轨。已知导轨间距均为1m，两磁场的磁感应强度均为2T，两棒质量均为1×10-3kg、接入电阻均为1Ω，导轨电阻不计，棒始终与导轨垂直且接触良好，棒与斜导轨的动摩擦因数μ=0.75，g取10m/s2。求：

（1）cd棒从NQ端抛出时的速度大小v1；

（2）cd棒抛出前瞬间ab棒所受安培力的功率P；

（3）最终电容器存储的电荷量Q。

【答案】  （1）4m/s；（2）10W；（3）2×10-3C

【解析】（1）cd棒从NQ端抛出后做平抛运动，设运动时间为t，有

解得

m/s

（2）设cd棒抛出时，ab棒速度大小为，由动量守恒定律可得

此时回路感应电动势为E、感应电流为I、安培力为F，有

解得

W

（3）cd棒运动到GJ端时速度为v，斜面与水平夹角为，由动能定理

又

解得

m/s，

cd棒沿倾斜轨道下滑时，由于，所以棒所受合力为安培力，设稳定时速度为，电容器带电量为Q，有

得

Q=2×10-3C

三、选考题：共15分。请考生从2道物理题中每科任选一题作答。如果多做，则每科按所做的第一题计分。

[物理——选修3-3]

13. 如图，一定质量的理想气体从a出发，经过等容过程ab到达状态b，再经过等温过程bc到达状态c，最后经等压过程ca回到状态a。在过程ab中气体_______________（选填“吸收”或“放出”）热量；在过程ca中，单位时间内碰撞器壁单位面积的分子数________________。（选填“增加”或“减少”）

【13题答案】

【答案】    ①. 吸收    ②. 增加

【解析】

【分析】

【详解】[1]从a到b气体的体积不变，外界对气体做功为零；压强增大，根据，气体的温度升高，内能增加，根据热力学第一定律，气体从外界吸收热量；

[2]在过程ca中气体的体积减小，则气体分子的密度增大，单位时间内碰撞器壁单位面积的分子数增加。

14. 新冠肺炎疫情防控期，转运新冠病人时需要使用负压救护车，其主要装置为车上的负压隔离舱，它不工作时为密闭状态，工作时通过负压排风净化装置使舱内气压低于外界大气压，空气在流动时只能由高压侧流向舱内低压侧，舱内的污染空气经过滤化和清洁后排到舱外避免传染性生物因子扩散，既为病人提供新鲜空气，同时又保护周围人员及周围环境不受病源体污染。隔离舱内负压（舱内外压强差）为20Pa~50Pa时效果比较理想。已知某负压舱容积为0.6m3，环境温度为t0=7°C，大气压强为，负压隔离舱停止工作且舱内温度为t=25°C时，隔离舱内负压为30Pa，气体均可视为理想气体，求∶（计算结果均保留两位有效数字）

（1）负压隔离舱停止工作且内部温度与外界相同时的内部气体的压强；

（2）已知温度为0°C、大气压强为时，空气的密度为1.29kg/m3，计算负压隔离舱停止工作且温度t=25°C时内部空气的质量。

【14题答案】

【答案】（1）；（2）0.71kg

【解析】

【分析】

【详解】（1）以负压隔离舱内部气体为研究对象，初状态T1=298K，p1=99970Pa；末状态T2=280K，根据查理定律得

代入数据得

（2）负压隔离舱内部气体初状态V1=0.6m3，T1=298K，p1=99970Pa。设其在T3=273K，没有束缚条件下的体积为V3，则

代人数据解得

V3≈0.55m3

所以其质量为

m=V3≈0.71kg

[物理——选修3-4]

15. 如图所示，在一条直线上两个振源A、B相距6m，振动频率相等．t=0时A、B开始振动，且都只振动一个周期，振幅相等，图甲为A的振动图象，图乙为B的振动图象．若A向右传播的波与B向左传播的波在t1=0.3s时相遇，则下列说法正确的是___________

A. 两列波在A、B间的传播速度大小均为10m/s

B. 两列波的波长都是4m

C. 在两列波相遇过程中，中点C为振动加强点

D. 在两列波相遇过程中，中点C为振动减弱点

E. t2=0.7s时刻B点经过平衡位置且振动方向向下

【15题答案】

【答案】ADE

【解析】

【详解】A、设AB间距离为S，两列波的速度为v，则由题，解得，故A正确；

B、由图可得振动周期0.2s，波长，故B错误；

CD、由振动图象知道A起振方向向上，B起振方向向下，在两列波相遇过程中，中点C是两列波的波峰和波谷相遇的点，振动减弱，故D正确，C错误；

E、时刻向右运动的波传到B，再经0.1s经过平衡位置且振动方向向下，故E正确；

故选ADE．

16. 如图所示，横截面为直角三角形的玻璃砖 ABC， AC 边长为 L， ∠B=30°，光线 P、 Q 同时由 AC 中点射入玻璃砖，其中光线 P 方向垂直 AC 边，光线 Q 方向与 AC 边夹角为 45°，发现光线 Q 第一次到达 BC 边后垂直 BC 边射出，真空中的光束为 c，求：

（1）玻璃砖的折射率；

（2）光线 P 从进入玻璃砖到第一次由 BC 边射出经历的时间。

【16题答案】

【答案】（1）；（2）

【解析】

【详解】（1）光线Q在AC边入射角

i=45°

由几何关系可知在AC边的折射角

r=30°

由折射定律得

（2）设临界角为C

解得

光线P在AB边发生全反射

P在玻璃砖内传播的速度

则所要求的时间为

由以上各式可得