黄金卷04-【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04

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. 两个轻核结合成质量较大的核称为核聚变，一个氘核和一个氚核的聚变方程为，已知几种常见原子核质量：氘、氚、氦、质子、中子，，光速，以下说法正确的是（　　）

A. X粒子带正电

B. 一次上述聚变反应亏损质量为

C. 一次上述聚变反应放出能量约为

D. 氘核的比结合能大于氦核的比结合能

【答案】C

【解析】

【详解】A．根据质量数与电荷数守恒，可知X的质量数与电荷数分别为

2+3-4=1，1+1-2=0

可知，X为中子，X不带电，A错误；

B．一次上述聚变反应亏损质量为

Δm=2.01410u+3.01605u-4.00260u-1.00867u=0.01888u

B错误；

C．根据上述可知，一次上述聚变反应放出能量约为

解得

C正确；

D．聚变过程释放出核能，说明氦核比氘核更加稳定，由于比结合能越大，原子核越稳定，可知，氘核的比结合能小于氦核的比结合能，D错误。

故选C。

２.  如图，两宇航员在空间站用绳子进行拔河比赛，两人同时发力，先到达空间站固定中线者获胜。可以判断获胜一方（　　）

A. 质量大 B. 拉绳子力大 C. 获得的动能大 D. 获得的动量大

【答案】C

【解析】

【详解】AB．根据牛顿第三定律可知，两人受到了等大反向的相互作用力，质量较小的一方将产生较大的加速度，根据

可知，质量较小的一方速度更快，位移更大，将先到达固定中线，所以获胜的一方是质量小的一方，故A、B错误；

C．从开始拉动到出现获胜者的这段过程中，获胜的一方位移更大，根据动能定理

可知，获胜一方获得的动能更大，故C正确；

D．从开始拉动到出现获胜者的这段过程中，两人受到的作用力等大反向，力的作用时间相等，所以两人获得的动量大小相等，故D错误。

故选C。

3. 在篮球课上，某同学先后两次投出同一个篮球，两次篮球均垂直打在篮板上，第二次打在篮板上的位置略低一点，假设两次篮球出手位置相同，打到篮板前均未碰到篮圈，不计空气阻力，则（　　）

A. 两次篮球打在篮板的速度大小相等

B. 第二次篮球在空中上升的时间较长

C. 两次投篮，该同学对篮球做的功可能相等

D. 两次篮球被抛出后瞬间，篮球重力的功率相等

【答案】C

【解析】

【详解】B．根据逆向思维，可以将篮球的运动看为逆方向的平抛运动，根据

解得

由于第二次打在篮板上的位置略低一点，则其竖直高度小一点，即第二次篮球在空中上升的时间较短，B错误；

A．篮球水平方向做匀速运动

根据

解得

根据上述可知，第二次篮球在空中上升的时间较短，则第二次篮球打在篮板的速度较大，A错误；

C．篮球出手时的速度

根据上述可知，第二次篮球在空中上升的时间较短，第二次篮球打在篮板的速度较大，则两次篮球出手时的速度可能大小相等，根据

可知，两次投篮，该同学对篮球做的功可能相等，C正确；

D．篮球被抛出后瞬间，篮球重力功率大小为

根据上述，第二次篮球在空中上升的时间较短，则第二次篮球被抛出后瞬间，篮球重力的功率较小，D错误。

故选C。

4. 如图所示，航天器A的正下方有一绳系卫星B，A、B用一长直金属绳连接，卫星C、A、B及金属绳均绕地球做匀速圆周运动，A、B、金属绳及地心始终在同一直线上，A、C在同一轨道上运行。A、B、C间的万有引力以及金属绳的质量、空气阻力均不计。下列说法正确的是（　　）

A. A中的航天员处于完全失重状态

B. A的向心加速度小于B的向心加速度

C. A的线速度小于B的线速度

D. A的角速度大于C的角速度

【答案】D

【解析】

【详解】A．因为A、B金属绳及地心始终在同一直线上，所以A、B的角速度相等，则有

、

解得

若航天员处于完全失重状态，则有

解得

显然，A错误；

B．由可得

B错误；

C．由可得

C错误；

D．C的角速度大小，可得

F>0

结合

解得

D正确。

5. 在如图甲所示的电路中，电动机的额定电压为4V，灯泡上标有“4V  4W”，定值电阻R的阻值为。当变压器原线圈接如图乙所示的交流电时，电动机和灯泡均正常工作，且电动机的输出功率为6W。下列说法正确的是（　　）

A. 变压器原、副线圈匝数比为55：1

B. 电动机的额定功率为8W

C. 电动机的内阻为

D. 若灯泡损坏导致断路，则电动机也会被烧杯

【答案】BC

【解析】

【详解】A．因为电动机和灯泡均正常工作，所以变压器副线圈两端的电压

根据题图乙可知变压器原线圈两端的电压

可得变压器原、副线圈匝数比

选项A错误；

B．当灯泡正常工作时，通过灯泡的电流

通过定值电阻的电流

可得通过电动机的电流

因此电动机的额定功率

选项B正确；

C．电动机的发热功率

解得

选项C正确；

D．若灯泡损坏导致断路，则副线圈消耗的功率减小，原线圈输入的功率减小，通过原线圈的电流减小，导致通过副线圈的电流减小，因此电动机的功率减小，不会被烧坏，选项D错误。

故选C。

6. 点电荷A、B分别固定在原点O和x＝6m处，仅在电场力的作用下，负点电荷M从x＝2m处以某一初速度沿轴正方向运动，其速度v随位置x变化的图像如图所示。下列说法正确的是（　　）

A. M过x＝4m处时受到的电场力最大

B. M从x＝2m处运动到x＝5m处的过程中电势能先增大后减小

C. A、B的电荷量之比为4：1

D. M过x＝3m处时与过x＝5m处时的加速度大小之比为25：63

【答案】BCD

【解析】

【详解】A．由题图可知，M过x＝4m处时的速度最小，说明M过x＝4m处时的加速度为零，故M过x＝4m处时不受电场力，选项A错误；

B．M从x＝2m处运动到x＝5m处的过程中速度先减小后增大，根据能量守恒定律可知，该过程中M的电势能先增大后减小，选项B正确；

C．M从x＝2m处运动到x＝5m处的过程中电场力先做负功后做正功，由于负电荷所受电场力的方向与电场强度的方向相反，在x＝2m处到x＝5m处的范围内电场的电场强度先沿x轴正方向后沿x轴负方向，故A、B均为正电荷，根据物体的平衡条件有

其中、，解得

选项C正确；

D．M过x＝3m处时的加速度大小

其中，M过x＝5m处时的加速度大小

其中、，解得

选项D正确。

故选BCD。

 7.如图所示，MN为半径为R、固定于竖直平面内的光滑圆管轨道，轨道上端切线水平，O为圆心，M、O、P三点在同一水平线上，M的下端与轨道相切处放置竖直向上的弹簧枪。现发射质量为m的小钢珠，小钢珠从M点离开弹簧枪，从N点飞出落到上距O点2R的Q点。不计空气阻力，重力加速度为g，则该次发射（　　）

A. 小钢珠在M点时，弹簧处于原长状态

B. 小钢珠经过N点时的速度大小为

C. 小钢珠到达N点时对上管壁的压力大小为

D. 小钢珠落到Q点时的速度方向与间的夹角为45°

【答案】ABD

【解析】

【详解】A．小钢珠从M点离开弹簧枪，说明小钢珠在M点时，弹簧处于原长状态，A正确；

B．钢珠离开N点后做平抛运动，水平位移

竖直方向

解得

故B正确；

B．小钢珠到达N点时由牛顿第二定律可得

解得

方向竖直向下，由牛顿第三定律可知，小钢珠到达N点时对上管壁的压力大小为，故C错误；

D．小钢珠落到Q点时的竖直方向的速度为

则速度与水平方向夹角

则小钢珠落到Q点时的速度方向与间的夹角为45°，故D正确

8. 某科技馆设计了一种磁力减速装置，简化为如题图所示模型。在小车下安装长为L、总电阻为R的正方形单匝线圈，小车和线圈总质量为m。小车从静止开始沿着光滑斜面下滑s后，下边框刚进入匀强磁场时，小车开始做匀速直线运动。已知斜面倾角为θ，磁场上下边界的距离为L，磁感应强度大小为B，方向垂直斜面向上，重力加速度为g，则（　　）

A. 线圈通过磁场过程中，感应电流方向先顺时针后逆时针方向（俯视）

B. 线框在穿过磁场过程中产生的焦耳热为

C. 线框刚进入磁场上边界时，感应电流的大小为

D. 小车和线圈的总质量为

【答案】AD

【解析】

【详解】A．线框刚进入磁场上边界时，根据楞次定律可得感应电流的方向为顺时针方向（从斜面上方俯视线框），穿出磁场时，根据楞次定律可得感应电流的方向为逆时针方向，故A正确；

BC．设线框进入磁场时的速度大小为v0，自由下滑过程中，根据动能定理可得

解得

v0=

根据闭合电路的欧姆定律可得

下边框刚进入匀强磁场时，小车开始做匀速直线运动。根据功能关系可得线框穿过磁场的过程中产生的焦耳热为

故BC错误；

D．根据平衡条件可得

解得

故D正确。

故选AD。

9. 在做“研究平抛物体的运动”的实验中，为了确定小球在不同时刻所通过的位置，实验时用如图所示的装置，先将斜槽轨道的末端调整水平，在一块平木板表面钉上复写纸和白纸，并将该木板竖直立于槽口附近处，使小球从斜槽上紧靠挡板处由静止释放，小球撞到木板并在白纸上留下痕迹A；将木板向远离槽口平移距离x，再使小球从斜槽上紧靠挡板处由静止释放，小球撞在木板上得到痕迹B；又将木板再向远离槽口平移距离x，小球再从斜槽上紧靠挡板处由静止释放，再得到痕迹C．若测得木板每次移动距离x=10.00cm，A、B间距离y1=4.78cm，B、C间距离y2=14.58cm．（g取9.80m/s2）

①根据以上直接测量的物理量得小球初速度为v0=______（用题中所给字母表示）

②小球初速度的测量值为______m/s．（保留两位有效数字）

【答案】    ①. x    ②. 1.0

【解析】【详解】①[1]竖直方向：小球做匀加速直线运动，根据推论△x=aT2得

y2-y1=gT2

得：T=

水平方向：小球做匀速直线运动x=v0T，则有

v0==x

②[2]x=10.00cm=0.1m，A、B间距离y1=4.78cm，B、C间距离y2=14.58cm；

将数据代入公式：

v0=x=0.1×m/s=1.0m/s

解得

v0=1.0m/s

10.（湖南长沙2022-2023学年高三上学期质量检测）如图甲所示为某电动车电池组的一片电池，探究小组设计实验测定该电池的电动势并测定某电流表内阻，查阅资料可知该型号电池内阻可忽略不计。可供选择的器材如下：

A.待测电池（电动势约为3.7V，内阻忽略不计）

B.待测电流表A（量程为0~3A，内阻待测）

C.电压表V（量程为0~3V，内阻）

D.定值电阻

E.定值电阻

F.滑动变阻器（）

H.滑动变阻器（）

I.导线若干、开关

为了精确地测定电源电动势和电流表内阻，探究小组设计了如图乙所示的实验方案。请完成下列问题：

（1）滑动变阻器应选择__________，②处应选择__________；（均填写器材前序号）

（2）电流表安装在__________处；（填①或③）

（3）探究小组通过实验测得多组（，）数据，绘制出如图丙所示的图线，则电源的电动势为_______V，电流表内阻为________（结果均保留2位有效数字），从实验原理上判断电动势的测量值与真实值相比__________（填“偏大”、“偏小”或“相等”）。

【答案】    ①. F  （1分）  ②. D （1分）   ③. ③  （1分）  ④. 3.6  （2分）  ⑤. 0.80    （2分）⑥. 相等（2分）

【解析】（1）因为电流表内阻较小，为了使电压表示数变化明显些，所以滑动变阻器R应选择，所以滑动变阻器应选择F；由于电源电动势约为3.7V，而电压表V量程为，因此需要扩大量程，由题意可知，应将电压表V与定值电阻R1串联，所以②处应选择D。

（2）电流表A量程为，将电流表安装在③处可以测量干路中的电流。

（3）由闭合电路的欧姆定律

代入数据，化简可得

结合图丙可知

解得，电流表内阻为

将，代入解析式中，解得电源的电动势为

由题意得

在此实验中，电流表“相对电源内接法”，且电流表内阻已测得，所以从实验原理上判断电动势的测量值与真实值相等。

11.（12分）半导体有着广泛的应用，人们通过离子注入的方式优化半导体以满足不同的需求。离子注入系统的原理简化如图所示。质量为m、电荷量为q的正离子经电场加速后从中点P垂直OE射入四分之一环形匀强磁场，环形磁场圆心为O，内环半径，外环半径，磁场方向垂直纸面向里。当磁感应强度为时，离子恰好垂直边界从中点Q射出。不考虑离子重力以及离子间的相互作用。求：

（1）加速电场M、N两板间的电压；

（2）为使离子能够到达面，环形区域内磁场的取值范围。

【答案】（1）；（2）

【解析】

【详解】（1）当磁感应强度为时，离子恰好垂直边界从中点Q射出，根据几何关系可知，圆周运动半径

且

解得

电场中

解得

（2）若磁感应强度为B1时，粒子恰好能打在G1位置，轨迹半径为r1，根据几何关系

解得

且

解得

若磁感应强度B2时，粒子恰好能打在G位置，轨迹半径为r2，根据几何关系

解得

同理解得

为使离子能够到达面，环形区域内磁场的取值范围

12.（20分） 如图所示，质量的长木板放置在倾角的足够长斜面上。质量可视为质点的物块放置在木板的右端。在木板右侧的斜面上方固定着一个与斜面垂直的弹性挡板，木板恰好可以无擦碰地穿过挡板与斜面间的缝隙。现使木板和物块均以的速度一起从挡板上方某高度处沿斜面向下滑动。此后，物块与挡板发生的每次碰撞时间都极短且无机械能损失，整个过程中物块不会从木板上滑落。已知物块与木板间的动摩擦因数，木板与斜面间的动摩擦因数，重力加速度。问：

（1）物块与挡板第一次碰撞后，物块离开挡板的最大距离多大？

（2） 物块与挡板第二次碰撞前，速度多大？

（3） 物块与挡板第一碰撞后瞬间至第二次碰撞前瞬间，木板滑行的距离及物块和木板间的相对位移各多大？

（4） 若整个过程中物块不会从长木板上滑落，长木板的长度L至少多大？

【答案】（1）；（2）；（3）；；（4）0.4m

【解析】（1）木板沿斜面向下滑动的过程中，以木板为研究对象，受力分析如图

则  （1分）

又∵

计算可得

木板和物块构成的系统，沿斜面方向  （2分）

所以，物块和木板一起匀速下滑，物块与挡板发生第一次弹性碰撞后的速度大小为仍为。接下来，物块沿斜面向上匀减速到速度为零的过程中，其沿斜面向上的位移的大小即为离开挡板的最大距离，以物块为研究对象

      ①（2分）

     ②（1分）

联立①②解得（1分）

（2）物块与挡板第一次碰撞后至第二次碰撞前过程中，系统动量守恒，取沿斜面向下为正方向，则

（2分）

可得

（1分）

（3）物块与挡板第一次碰撞后瞬间至第二次碰撞前瞬间，物块匀变速运动的时间

（2分）

这段时间，物块的对地位移

（1分）

方向沿斜面向上；

木板的位移

（1分）

方向沿斜面向下；

物块与木板间的相对位移

做出物块与挡板第一次碰撞后瞬间到第二次碰撞前瞬间的示意图如图

分析可知

（1分）

（4）物块相对于长木板要么沿斜面向上运动、要么无相对运动，最终物块停止在挡板处。若物块恰未滑落，长木板左端也会停在挡板处。研究第一次碰前瞬间到最后系统停下整个过程，物块与木板间的总相对位移△s与木板沿斜面下滑的距离s大小相等，即

（1分）

由系统能量守恒

（3分）

解得

即长木板的长度L至少为0.4m。（1分）

（二）选考题：共15分。请考生从给出的2道题中任选一题作答。如果多做，则按所做的第一题计分。

33.[物理——选修3-3]（15分）

（１） 一定质量的理想气体，由初始状态A开始，按图中箭头所示的方向进行了一系列状态变化，最后又回到初始状态A，即A→B→C→A(其中BC与纵轴平行，CA与横轴平行)，这一过程称为一个循环．在这一循环中，对于该气体，下列说法正确的有____

A. 从状态A变化到状态B，分子的平均动能增大

B. 从状态B变化到状态C，气体的内能减小

C. 从状态C变化到状态A，气体吸收热量

D. 从状态B变化到状态C，分子的平均动能逐渐减小

E. 从状态A变化到状态B，气体放出热量

【答案】ABD

【解析】

从状态A变化到状态B，气体的温度升高，则分子的平均动能增大，选项A正确；从状态B变化到状态C，气体的温度降低，因理想气体的内能只与温度有关，则内能减小，选项B正确；从状态C变化到状态A，气体温度减低，内能减小；体积减小，外界对气体做功，则气体放出热量，选项C错误；从状态B变化到状态C，气体的温度逐渐降低，则分子的平均动能逐渐减小，选项D正确；从状态A变化到状态B，气体温度升高，内能增大；气体体积变大，对外做功，则气体吸收热量，选项E错误；故选ABD.

故选ABD。

（2）“吊瓶”是常见的医疗手段，如图是医院常用的一种玻璃输液瓶。输液瓶刚从药房取出时，其内部气体体积为、压强为、温度为，输液前瓶内气体温度升高到环境温度。准备输液时，将进气口打开（输液调节器未打开），发现有气体进入瓶内，外界大气压强为，环境温度恒定。

（i）求瓶内气体状态稳定后，从进气口进入瓶内的空气与瓶内原有空气的质量之比；

（ii）输液时，若把空气柱输入体内，会造成空气栓塞，致使病人死亡。本次输液时若不慎将空气柱输入人体内，已知人的舒张压为，体温为，试计算空气柱到达心脏处时，在舒张压状态下，空气柱的体积是多少。

【答案】（i）；（ii）

【解析】（i）由查理定律  

其中     

解得 

开始输液，进入气室的气体在压强下的体积为则

解得 

则  （1分）

（ii）由气体状态方程

其中        

解得  （

34.[物理——选修3-4]（15分）

（1）（5分）（2023届江苏省徐州市高三上学期第一次调研测试改编）“战绳”是一种近年流行的健身器材，健身者把两根相同绳子的一端固定在一点，用双手分别握住绳子的另一端，上下抖动绳子使绳子振动起来（图甲）。以手的平衡位置为坐标原点，图乙是健身者右手在抖动绳子过程中某时刻的波形，若右手抖动的频率是0.5Hz，则该时刻P点的位移为__________；该时刻Q点的振动方向沿y轴负__________方向；从该时刻开始计时，质点Q的振动方程为_______________

【答案】  ①.   ②正   ③.

【解析】由题可知，振幅，频率，由图可知波的波长为，波向右传播，该时刻P点得振动方向沿y轴负方向，Q点的振动方向沿y轴正方向，故从该时刻开始计时P点的振动方程为

故时P点的位移为从该时刻开始计时，质点从平衡位置向上振动，故质点Q的振动方程为。

(2_如图所示，深度为2m的游泳池充满水，泳池底部A点有一单色光源，A点距游泳池壁的距离为1.5m，某人走向游泳池，距游泳池边缘B点为2m时恰好看到光源，已知人的眼睛到地面的高度为1.5m，光在真空中传播速度为3×108m/s，求：

①游泳池中水对该单色光的折射率；

②光从光源A发出到射入人的眼睛所用的时间（保留两位有效数字）。

【答案】①；②

【解析】

解：①光路如图所示，入射角α，折射角β

由折射定律

②该单色光在池水中传播速度为v

光从光源A发出到射入人的眼睛所用的时间