黄金卷08【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08

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. 下列说法正确的是（　　）

A. 一个处于能级的氢原子向低能级跃迁时最多能发出10种不同频率的光子

B. 放射性元素无论以单质还是以化合物形式存在都具有放射性

C. 质子和中子间存在核力，质子和质子间存在相互排斥的电磁力不存在核力

D. 核反应方程属于原子核人工转变

【答案】B

【解析】

【详解】A．一个处于能级的氢原子向低能级跃迁时最多能发出4种不同频率的光子，选项A错误；

B．放射性元素无论以单质还是以化合物形式存在都具有放射性，选项B正确；

C．每个核子跟它邻近的核子间都存在核力，选项C错误；

D．是核聚变反应方程，选项D错误。

故选B。

2.如图所示，小明正在擦一块竖直放置的黑板，可吸附在黑板上的黑板擦质量，小明施加给黑板擦的黑板平面内的推力大小为，方向水平，黑板擦做匀速直线运动重力加速度g取，则关于黑板擦所受摩擦力的说法正确的是（    ）

A. 摩擦力大小为5N B. 摩擦力沿水平方向

C. 黑板擦所受摩擦力与推力大小成正比 D. 黑板擦吸附在黑板上静止时不受摩擦力

【答案】A

【解析】

【详解】ABC．摩擦力应该为推力和重力的合力，即

N

方向斜向左上方，为定值，但不与推力成正比，A正确，BC错误。

D．吸附静止时摩擦力向上，与重力平衡，D错误。

3.中国预计将在2028年实现载人登月计划，把月球作为登上更遥远行星的一个落脚点。如图所示是“嫦娥一号奔月”的示意图，“嫦娥一号”卫星发射后经多次变轨，进入地月转移轨道，最终被月球引力捕获，成为绕月卫星。关于“嫦娥一号”下列说法正确的是（　　）

A. 发射时的速度必须达到第三宇宙速度

B. 在绕地轨道中，公转半长轴的立方与公转周期的平方之比不变

C. 在轨道Ⅰ上运动时的速度小于轨道Ⅱ上任意位置的速度

D. 在不同的绕月轨道上，相同时间内卫星与月心连线扫过的面积相同

【答案】B

【解析】

【详解】A．第三宇宙速度是指发射物体能够脱离太阳系的最小发射速度，而“嫦娥一号”仍然没有脱离地球引力的范围，所以其发射速度小于第二宇宙速度，故A错误；

B．在绕地轨道中，根据开普勒第三定律

可知，同一中心天体，椭圆轨道半长轴的立方与周期的平方之比为定值，故B正确；

C．设轨道Ⅰ的速度为v1，轨道Ⅱ近地点速度为v2，轨道Ⅱ远地点速度为v3，在轨道Ⅱ的远月点建立一以月球为圆心的圆轨道，其速度为v4，则根据离月球的远近，再根据圆周运动加速离心原理，可得

v2>v1，v4>v3

结合万有引力提供向心力圆周运动知识，有

解得

可知，圆轨道半径越大，线速度越小，所以

v1>v4

因此

v2>v1>v4>v3

故在轨道Ⅰ上运动时的速度v1不是小于轨道Ⅱ上任意位置的速度，故C错误；

D．根据开普勒第二定律，可知在同一绕月轨道上，相同时间内卫星与月心连线扫过的面积相同，但是在不同的绕月轨道上不满足，故D错误。

故选B。

4.如图所示，某同学打水漂，从离水面处以的初速度水平掷出一枚石块。若石块每次与水面接触速率损失50%，弹跳速度与水面的夹角都是，当速度小于就会落水。已知，，不计空气阻力，假设石块始终在同一竖直面内运动，则下列说法错误的是（　　）

A. 第一次与水面接触后，弹跳速度为

B. 第一个接触点与第二个接触点之间距离为

C. 水面上一共出现5个接触点

D. 落水处离人掷出点的水平距离为

【答案】C

【解析】

【详解】A．从抛出点到第一次接触水面根据平抛运动则有

得

抛出点到第一个入水点的距离为

且

弹跳速度为

A正确，不符合题题；

B．从第一次接触水面到第二次接触水面所用时间为

第一个接触点与第二个接触点之间距离为

B正确，不符合题意；

C．从第二次接触水面到第三次接触水面所用时间为

第二个接触点与第三个接触点之间距离为

同理可得第三个接触点与第四个接触点之间距离为

第四次接触水面后弹跳速度为

由此可知，第四次接触后落入水中，因此一共出现4个接触点，C错误，与题意相符；

D.落水点离掷出点得水平距离

D正确，与题意不符。

故选C。

  5.如图甲所示的交流电路中，变压器为理想变压器，电流表、电压表均为理想电表。已知变压器原、副线圈的匝数比，电阻。当原线圈输入如图乙所示的交流电压，开关S断开时，通过的电流为，则（　　）

A. 通过的电流是 B. 图乙中x的值为60

C. 开关S断开时，原线圈输入功率为20W D. 开关S闭合时，通过的电流为

【答案】BC

【解析】

【详解】A．电流表、电压表读数皆为交流电的有效值，通过的电流的峰值

由乙图可知原线圈电压呈正弦规律变化，且周期

所以通过的电流瞬时值

 A错误；

B．对于理想变压器有

联立解得

B正确；

C．根据理想变压器，输入功率和输出功率相等

C正确；

D．开关S闭合，和并联后总阻值

又开关S断开时

开关S闭合后，通过的电流

D错误。

故选BC。

6. 如图所示，等腰梯形abcd区域（包含边界）存在匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向垂直纸面向里，边长，一质量为m、带电量为－q（q > 0）的粒子从a点沿着ad方向射入磁场中，粒子仅在洛伦兹力作用下运动，为使粒子不能经过bc边，粒子的速度可能为（  ）

A.  B.  C.  D.

【答案】AC

【解析】

【分析】找到临界条件，根据几何关系求解临界半径，在根据洛伦兹力提供向心力求解临界速度。

【详解】为使粒子不能经过边，则粒子可以从ab边或cd边出磁场，其临界点为b、c，其几何关系如图所示

当粒子过b点时，起做圆周运动的圆心在O1点，根据几何关系可知

则为使粒子从ab边出磁场，其运动半径应小于r1，根据牛顿第二定律可知

解得

当粒子过c点时，起做圆周运动的圆心在O2点，根据几何关系可知

则为使粒子从cd边出磁场，其运动半径应大于r2，根据牛顿第二定律可知

解得

故选AC。

7. 如图所示，两水平虚线间存在垂直于纸面方向的匀强磁场，磁感应强度大小为B，边长为h的正方形导体框由虚线1上方无初速度释放，在释放瞬间边与虚线1平行且相距。已知导体框的质量为m，总电阻为，重力加速度为边与两虚线重合时的速度大小均为，忽略空气阻力，导体框在运动过程中不会发生转动，则（　　）

A. 两虚线的距离为

B. 导体框在穿越磁场的过程中，产生的焦耳热为

C. 导体框的边与虚线1重合时，其克服安培力做功的功率大小为

D. 导体框从边与虚线1重合到边与虚线1重合时所用的时间为

【答案】AD

【解析】

【详解】A．由题意，根据导体框进出磁场过程中运动的对称性可知，边刚好进入磁场和刚好离开磁场时的速度大小均为，设两虚线之间的距离为H，导体框全部位于磁场中时下落的加速度大小为g，根据运动学公式有

解得

故A正确；

B．设导体框穿过磁场的过程中产生的焦耳热为Q，对导体框从开始下落到穿过磁场的过程，根据能量守恒定律有

解得

故B错误；

C．导体框的边与虚线1重合时的速度大小为

此时边产生的感应电动势大小为

导体框中的感应电流为

边所受的安培力大小为

导体框与虚线1重合时克服安培力做功的功率大小为

整理得

故C错误；

D．设导体框通过磁场上边界所用时间为t，线框中的平均感应电流为，则由动量定理可得

根据电流的定义可知t时间内通过线框某一截面的电荷量为

根据法拉第电磁感应定律、闭合电路欧姆定律综合分析可知

联立解得

故D正确。

故选AD。

8.如图所示，小球A的右侧通过长度为的轻杆与转轴O相连，小球A的左侧通过足够长的轻绳绕过定滑轮与小球B相连，用手托住小球A使轻杆水平时，AP段的轻绳也水平。已知小球A到定滑轮的距离为，小球A的质量为，小球B的质量为，重力加速度为，不计一切摩擦和定滑轮质量现将小球A由静止释放，下列说法正确的是（    ）

A. 小球B在竖直方向做简谐运动

B. 轻绳与轻杆夹角为时，A、B组成的系统动能有极大值

C. 轻绳与轻杆夹角为时，小球B的速度大小为

D. 轻绳与轻杆夹角为时，轻杆对小球A的弹力大小为

【答案】BC

【解析】

【详解】A．小球B受到重力和绳子拉力作用，由于绳子拉力不满足胡克定律，可知小球B在竖直方向不是做简谐运动，故A错误；

B．轻绳与轻杆夹角为时，如图所示

设轻杆转过的角度为，由图中几何关系可得

解得

此时A球重力沿绳子方向的分力为

可知此时A球重力沿绳子方向的分力等于B球的重力，A、B组成的系统动能有极大值，故B正确；

C．轻绳与轻杆夹角为时，A球速度刚好沿绳子方向，此时有

A、B组成系统满足机械能守恒，则有

联立解得

故C正确；

D．轻绳与轻杆夹角为时，设轻杆对小球A的弹力大小为，以A为对象，则有

解得

故D错误。

故选BC。

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.某兴趣小组要测量木块与木板间的动摩擦因数。由于手头没有打点计时器及电源，他们便利用小型注射器自制了一个“滴水计时器”，先在去掉活塞的注射器内注入适量清水，再滴入少许墨水，竖直固定注射器，观察滴水情况。用手机秒表记录，发现时滴下第1滴小水滴，时滴下第41粒小水滴。该小组用图甲所示装置测量动摩擦因数，将“滴水计时器”竖直固定在木块左侧，置于一端带滑轮的水平长木板上，释放木块，经过一段时间悬挂砝码会落到地面上，滴在长木板上的水滴便记录了木块的运动情况，图乙是部分水滴在木板上的分布。当地重力加速度，请回答下面问题：

（1）木块与木板间的动摩擦因数为___________（结果保留2位有效数字）；

（2）砝码落地前木块的加速度大小为___________（结果保留2位有效数字）；

（3）该小组经过讨论，认为有两个因素可能会影响动摩擦因数的测量精度：①木块及注射器总质量在变小②滴水时间间隔在变长。你认为___________会影响动摩擦因数的测量（选填①、②或①②），因该原因使测得的动摩擦因数比真实值___________（选填“偏大”、“偏小”、“相等”）。

【答案】    ①. 0.20    ②. 3.0    ③. ②    ④. 偏大

【解析】

【详解】（1）[1]滴水的时间间隔

砝码落到地面后，根据牛顿第二定律得

又

得

当砝码没落地时，木块做加速运动，砝码落地后，木块做减速运动，由题图可得E到I点木块做减速运动，根据逐差法得

则

（2）[2]根据逐差法得砝码落地前的加速度

（3）[3][4]由可知与木块及注射器总质量无关，故①不会影响的测量，由

可知若变大，则变小，则变小，可知真实值偏小，则测量值大于真实值

10.  晓宁利用如图甲所示的电路图测量某电源的电动势和内阻，其中定值电阻（阻值约为10Ω），电阻箱R的调节范围为0~99.9Ω，电压表、的量程分别为3V，6V，两电表的内阻很大。实验时晓宇完成了如下的操作：

（1）组装好实验器材后，将电阻箱的阻值调到最大，电键闭合，调节电阻箱使电压表的指针指到满偏，再增大电阻箱的阻值，读出两电压表、的示数、，反复调节记录多组实验数据。

（2）为了准确测量的阻值，晓宇利用（1）中的数据建立如图乙所示的坐标系并绘制图像，则图像与纵轴的交点应为___________；电路图甲中定值电阻的阻值___________Ω。（结果保留两位有效数字）

（3）晓宇又利用（1）中的数据建立如图丙所示的坐标系并绘制图像，由图像可知该电源的电动势为___________V，内阻为___________Ω；内阻r的测量值与真实值相比___________（填“偏大”“偏小”或“不变”）。（结果均保留两位有效数字）

【答案】    ① 1.0    ②. 8.0    ③. 6.0    ④. 4.0    ⑤. 偏小

【解析】

【详解】（2）[1][2]串联电路电流处处相等，由图甲所示电路图可知

则

当时

所以图像在纵轴的截距为1.0，则图像的斜率

解得

（3）[3][4]由图甲所示电路图可知

由可得

结合图像可知，电源电动势

电源内阻

[5]由于电压表分流的作用，实验等效外接伏安法测电源电动势和内阻，内阻r的测量值比真实值偏小。

11. 某课外小组制作了如图所示的轨道，数字“0”和“9”竖直轨道内部光滑且固定，水平直轨道粗糙，左侧固定水平弹射器，整个装置位于同一竖直平面。两小球可视为质点，小球1压缩弹射器并被锁定，小球2位于轨道“9”最底端处，质量均为，与水平轨道之间的动摩擦因数均为，小球接触即粘合在一起。轨道小圆弧半径，大圆弧半径为。圆弧轨道最低点与相靠但不相叠，小球能够无能量损失地通过。当弹射器释放的弹性势能为时，小球恰好能经过点。不计空气阻力，重力加速度取。

（1）求弹射器的弹性势能；

（2）弹射器释放的弹性势能为时，求两球碰后瞬间对圆弧轨道点压力大小；

（3）弹射器释放的弹性势能为时，两球碰后能经过点抛出，（假设抛出后与轨道没有碰撞），判断抛出后运动的最高点与点相比哪点高。

【答案】（1）0.22J；（2）0.45N；（3）D点高

【解析】

【详解】（1）小球1离开弹射器后到达点，根据功能关系可得

恰好能经过点，重力刚好提供向心力，则有

联立解得

（2）弹射器释放的弹性势能为时，碰前第小球1到达点瞬时速度为，根据功能关系可得

解得

两小球发生非弹性碰撞，设碰后瞬间速度为，根据动量守恒可得

解得

重力和支持力的合力提供向心力，则有

根据牛顿第三定律，碰后瞬间对圆弧轨道点压力大小为

联立解得

（3）设两小球经过点时速度大小为，由到，根据机械能守恒得

解得

到，根据机械能守恒得

在点水平方向速度分量为

联立解得

由于最高点的速度大于点速度，根据机械能守恒可知，抛出后运动的最高点与点相比，点高。

12. 竖直平面内存在范围足够大、大小和方向未知的匀强电场，平面内存在一个长方形区域，其中，，电场强度的方向与所在平面平行。质量为、电荷量为（）的带电粒子在Ａ点以一定的速度进入电场，粒子到达点的动能是初动能的9倍；若改变粒子速度方向，以相同的初动能仍从A点进入电场，到达点的动能为初动能的4倍。不计粒子重力，已知，。

（1）求匀强电场的大小和方向；

（2）若粒子进入电场时速度的大小可变，且当粒子进入电场时速度方向与电场垂直时，为使粒子穿出长方形区域的动能增量最多，求该粒子进入电场时的速度；

（3）若粒子进入电场时速度的大小可变，且当粒子进入电场时速度方向与电场垂直时，为使粒子第一次进入长方形区域时动量增量为，求该粒子进入电场时的速度。

【答案】（1）；方向与AB夹角指向右下方；（2）；（3）或

【解析】

【详解】设电场强度大小为，方向与的夹角为，粒子由A到有

粒子由A到有

解得

（2）粒子从点射出时，沿电场线方向的位移最大，动能增量最多，如图1

由几何关系可得

则

则沿电场方向移动的距离为

在垂直于电场的方向上

在沿若电场的方向上

解得

（3）动量的增量

其中

则

设粒子进入电场的速度大小为，沿电场方向的位移为，垂直于电场方向的位移为，则

如图2所示

若

则

若

则

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]

（1））一定质量的某种理想气体，在如图所示的坐标系中，先后分别发生两种状态变化过程，过程一：状态，气体从外界吸收热量为；过程二：状态，气体从外界吸收热量为。已知图线反向延长线通过坐标原点O，B、C两状态的温度相同。则从状态的过程，该气体的体积__________（选填“增大”“减小”或“不变”），内能的增量是__________J；从状态的过程，外界对该气体做的功__________J。

【答案】    ①. 不变    ②.     ③.

【解析】

【详解】[1][2][3]根据

可知，因为图线反向延长线通过坐标原点O，所以为等容线，则从状态的过程，该气体的体积不变。体积不变，不做功，内能的增量是

理想气体，内能只与温度有关，所以

从状态的过程

解得

(2). 如图所示，导热气缸上端开口，竖直固定在地面上，高度，质量均为的A、B两个活塞静止时将气缸容积均分为三等份，A、B之间为真空并压缩一根轻质弹簧，弹性系数，A、B与气缸间无摩擦，大气压。密封气体初始温度，重力加速度g取10m/s2，活塞面积，其厚度忽略不计

（ⅰ）求最初密封气体的压强为多少？

（ⅱ）若给电阻丝通电加热密封气体，当活塞B缓慢上升到离气缸底部时，求密封气体的温度为多少？

【答案】（ⅰ）；（ⅱ）

【解析】

【详解】（ⅰ）对AB整体

得

（ⅱ）给电阻丝通电加热密封气体，当活塞B缓慢上升，当A和气缸顶部接触前，即活塞B缓慢上升到离气缸底部距离为

整体分析可知，这段时间气体的压强不变，则气体发生等压升温的过程：状态1

状态2

由等压过程有

解得

之后B继续缓慢上升，B压缩弹簧。对B有

解得

对封闭气体

则

[物理——选修3-4]

16. （1））如图所示，实线是沿x轴传播的一列简谐横波在时刻的波形图，处的质点P恰在平衡位置，虚线是这列波在时刻的波形图。已知该波的波速是，则下列说法正确的是（　　）

A 这列波沿x轴负方向传播

B. 质点P在时刻速度方向沿y轴正方向

C. 质点P在时刻的位移为

D. 质点P在时间内经过的路程为

E. 质点P在时刻速度方向与加速度方向相同

【答案】BCE

【解析】

【详解】A．由图可知波长

若波沿x轴正向传播，则有

（n=0，1，2……）

解得

（n=0，1，2……）

若波沿x轴负向传播，则有

（n=0，1，2……）

解得

（n=0，1，2……）

已知该波波速是，则波只能沿x轴正向传播，选项A错误；

B．波沿x轴正向传播，根据带动法可判断质点P在时刻速度方向沿y轴正方向，选项B正确；

C．根据可得

在时波的方程为

当x=0.04m时有

质点P在时刻的位移为，选项C正确；

D．质点P在时间内经过，所以经过的路程为

选项D错误；

E．波沿x轴正向传播，周期T=0.12s，质点P在时刻在x轴上方，正向平衡位置运动，速度方向与加速度方向均指向平衡位置，选项E正确。

故选BCE。

（2））半径为R的玻璃半圆柱体，横截面如图所示，O点为圆心，为与底面垂直的半径。一束红光沿截面射向圆柱面，方向与底面垂直，入射点为B，。已知该玻璃对红光的折射率，光线经柱面折射后从底面上的C点（未画出）射出，求：

（ⅰ）光线从B点传播到C点所用时间。（真空中的光速为c）

ⅱ）光线仍从B点射入，当入射角为时，经柱面折射后的光线恰好在底面上的某点发生全反射，的值。

【答案】（ⅰ）；（2）（ⅱ）

【解析】

【详解】（ⅰ）光路图如图所示

由几何关系可得，光在面上的入射角

根据折射率

由几何关系得

根据折射率

从B点到C点用时

解得

（ⅱ）光路图如图所示

根据折射率

由几何关系得

由临界角得

解得

解得