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2023届重庆市高考模拟卷（五）物理试题（解析版）
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这是一份2023届重庆市高考模拟卷（五）物理试题（解析版），共32页。试卷主要包含了如图所示，一滑块，75mB等内容，欢迎下载使用。
备战2023年高考物理模拟卷（重庆版）
卷05
本试卷满分100分，考试用时75分钟。
注意事项：
1.作答前，考生务必将自己的姓名、考场号、座位号填写在试卷的规定位置上。
2.作答时，务必将答案写在答题卡上，写在试卷及草稿纸上无效。
3.考试结束后，将答题卡、试卷、草稿纸一并交回。
一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。
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
2. 图（a）为酒店常用的安全窗户，竖直窗框部分安装有滑轨与滑块，两者之间的弹性摩擦块固定在滑块上，截面如图（b）所示；滑块与窗户通过一金属轻杆相连，轻杆两端可绕固定点A、B自由转动，其推拉结构可简化为图（c），C为窗户下边缘一点；轻杆长L，B点到转轴的距离为2L，则（ ）
A. 开窗过程中A、B两点速度始终相等
B. 开窗过程中B、C两点的角速度不相等
C. 开窗状态下滑块受3个力作用
D. 该窗户能打开的最大角度为30°
3. 如图甲，2022北京冬奥会主场馆“雪如意”美轮美奂，充分展示了中国元素。“雪如意”的旁边修建着世界上运行长度最大的变角度斜行电梯。斜行电梯在同一竖直平面内运行，箱内地板始终保持水平。电梯轨道的上段是倾角为22.56°的斜直轨道，下段是倾角为39.56°的斜直轨道，中间通过一段圆弧形轨道平滑连接，如图乙所示。当运动员站立在电梯内随着电梯一起运动时，下列说法正确的是（ ）
A. 电梯沿斜直轨道匀速下行时，运动员处于失重状态
B. 电梯刚启动时，运动员受两个力作用
C. 电梯匀速率下行时运动员在上段斜直轨道受到的支持力小于在下段受到的支持力
D. 电梯匀速率上行通过圆弧轨道的过程中，运动员受到地板的弹力小于他的重力
4. 2022年10月31日，搭载空间站梦天实验舱的长征五号B遥四运载火箭，在我国文昌航天发射场发射成功，顺利将梦天实验舱送入预定轨道。11月1日04时27分，梦天实验舱与天和核心舱组合体完成交会对接。后续转位后，使得其与之前的二舱（天和核心舱、问天实验舱）形成平衡对称的T字构型，如图所示为中国空间站T字基本构型。对于梦天实验舱的发射、对接这两个环节，以下说法正确的是（ ）
A. 发射过程中，梦天实验舱的重力略有减小
B. 对接前，梦天实验舱与核心舱组合体绕地运行的方向相反
C. 对接时，梦天实验舱相对核心舱组合体的速度很大
D. 对接后，实验舱处于完全失重，不受地球引力作用
5.如图所示，一滑块（可视为质点）从斜面轨道AB的A点由静止滑下后，进入与斜面轨道在B点相切的、半径R=0.5m的光滑圆弧轨道，且O为圆弧轨道的圆心，C点为圆弧轨道的最低点，滑块运动到D点时对轨道的压力为28N。已知OD与OC、OB与OC的夹角分别为53°和37°，滑块质量m=0.5kg，与轨道AB间的动摩擦因数μ=0.5，重力加速度g取10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8。则轨道AB的长度为（ ）
A. 6.75m B. 6.25m C. 6.5m D. 6.0m
6.如图甲，在某电场中O点先后无初速度释放两个正点电荷I和II，电荷仅在电场力的作用下沿直线向A运动，两电荷的动能E1随位移x变化的关系如图乙。若I的电荷量为q，则可知（ ）
A. 电荷II的电荷量为
B. 电荷II受到的电场力大小为
C. 此电场一定为匀强电场且场强大小
D. 选O点为电势零点，A点的电势为
7. 现代都市高楼林立，高楼出现火情需要一种高架水炮消防车。如图所示，某楼房的65m高处出现火情，高架水炮消防车正紧急灭火中。已知水炮炮口与楼房间距为15m，与地面距离为60m，水炮的出水量为3m3/min，水柱刚好垂直打入受灾房间窗户。则（ ）
A. 地面对消防车作用力方向竖直向上
B. 水炮炮口的水流速度为10m/s
C. 水泵对水做功的功率约为 3.8×104W
D. 若水流垂直冲击到窗户玻璃后向四周流散，则冲力约为1500N
二、多项选择题：本题共3小题，每小题5分，共15分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
8. 如图所示匝数为N的矩形导线框，以角速度ω在磁感应强度为B的匀强磁场中绕垂直磁场方向的轴OO′匀速转动，线框面积为S且与理想变压器原线圈相连，原、副线圈匝数比为1：4，图示时刻线框平面与磁感线垂直并以此时刻为计时起点，R1、R2为定值电阻，R为滑动变阻器，电流表和电压表均为理想电表，电流表A1、A2的示数分别为I1、I2；电压表V1、V2的示数分别为U1、U2。不计线框电阻，正确的是（ ）
A. 矩形导线框从图示位置转过90°时，其磁通量的变化率为BSω
B. 交流电压表V2的示数为2NBSω
C. 若只将滑动变阻器的滑片向c端滑动，则电流表A1、A2的示数均变大
D. 若只将滑动变阻器的滑片向d端滑动，则不变
9.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°
10.如图，与水平面成45°角的平面MN将空间分成Ⅰ和Ⅱ两个区域。氕核和氘核分别以相同的初动能 从平面MN上的P点水平向右射入Ⅰ区。Ⅰ区存在匀强电场，电场强度大小为E，方向竖直向下；Ⅱ区存在匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向垂直于纸面向里。已知氕核、氘核的质量分别为m、2m，电荷量均为＋q，不计氕核和氘核的重力。下列说法正确的是（ ）
A. 氕核和氘核第一次进入Ⅱ区时的速度方向相同
B. 氘核第一次进入Ⅱ区时的速度大小为
C. 氕核在Ⅱ区做匀速圆周运动的半径为
D. 氕核和氘核第一次刚出Ⅱ区时的位置相距
第Ⅱ卷
三、非选择题：共54分，第11~14题为必考题，考生都必须作答．第15~16题为选考题，考生根据要求作答．
（一）必考题：共42分．
11. 实验小组做“探究在质量不变的情况下物体的加速度与所受合外力关系”的实验。如图甲所示为实验装置示意图。
（1）该实验中______（选填“需要”或“不需要”）保证砂和砂桶的总质量m远小于小车质量M。
（2）如图乙是实验中选择的一条合适的纸带（纸带上相邻的两个计数点之间还有4个计时点没有画出），相关的测量数据已标在纸带上，已知打点计时器的打点频率为50Hz，则小车的加速度______（结果保留两位有效数字）。
（3）保持小车的质量不变，改变砂桶中砂的质量，记录多组传感器的读数F和对应纸带的加速度a的数值，并根据这些数据，绘制出如图所示的图像，分析此图像不过原点原因可能是______，实验用小车的质量为______kg（结果保留两位有效数字）。
12. 实验小组成员要测量一节未知电池的电动势和内阻。
（1）先用多用电表2.5V量程粗测该电池的电动势，将多用电表的红表笔与电源的___________（填“正”或“负”）极相连，黑表笔与电池的另一电极相连，多用电表的示数如图1所示，则粗测电源电动势为_________V。
（2）要精确测量电源电动势和内阻，小组成员设计了如图2所示的电路。闭合电键S，调节滑动变阻器滑片，测得多组电压表和电流表的示数、，在坐标系中作出如图3所示的图像，图像反映电压变化范围比较小，出现这种现象的主要原因是________________。
（3）为了解决电压变化范围小的问题，实验小组成员找来了两个实验器材：阻值为的定值电阻，内阻为、量程为0~0.6A的电流表。请选用合适的器材，将原电路改装，将改装后的电路画在图4的方框内（标明选用的器材）____。根据改装的电路进行实验，实验测得多组电压、电流的值，仍在坐标系中描点作图，如图5所示，由此测得电源的电动势___________V，电源的内阻___________（小数点后均保留两位）。
14. 风洞实验室中可产生方向、大小都可以调节控制的各种风力。如图所示为某风洞里模拟做实验的示意图。一质量为的小球套在一根固定的直杆上，直杆与水平面夹角，现小球在的竖直向上的风力作用下，从A点静止出发沿直杆向上运动，已知杆与球间的动摩擦因数，。求：
（1）小球运动的加速度；
（2）若风力F作用1.2s后撤去，求撤去风力后小球的加速度及小球上滑过程中距A点的最大距离。
12. 如图所示，平行金属导轨MN、M′N′和平行金属导轨PQR、P′Q′R′固定在高度差为h(数值未知)的两水平台面上。导轨MN、M′N′左端接有电源，MN与M′N′的间距为L＝0.10m，线框空间存在竖直向上的匀强磁场、磁感应强度B1＝0.20T；平行导轨PQR与P′Q′R′的间距为L＝0.10m，其中PQ与P′Q′是圆心角为60°、半径为r＝0.50m的圆弧形导轨，QR与Q′R′是水平长直导轨，QQ′右侧有方向竖直向上的匀强磁场，磁感应强度B2＝0.40T。导体棒a质量m1＝0.02kg，接在电路中的电阻R1＝2.0Ω，放置在导轨MN、M′N′右侧N′N边缘处；导体棒b质量m2＝0.04kg，接在电路中的电阻R2＝4.0Ω，放置在水平导轨某处。闭合开关K后，导体棒a从NN′水平抛出，恰能无碰撞地从PP′处以速度v1＝2m/s滑入平行导轨，且始终没有与棒b相碰。重力加速度g＝10m/s2，不计一切摩擦及空气阻力。求：
（1）导体棒b的最大加速度；
（2）导体棒a在QQ′右侧磁场中产生的焦耳热；
（3）闭合开关K后，通过电源的电荷量q。
（二）选考题：共12分．请考生从2道题中任选一题作答．如果多做，则按所做的第一题计分．
15．[选修3–3]（12分）
（1）一定质量的理想气体，从外界吸收热量500J，同时对外做功100J，则气体（ ）
A. 温度一定升高 B. 内能可能不变
C. 压强一定变大 D. 压强一定变小
（2）如图，刚经过高温消毒的茶杯和杯盖，从消毒碗柜里取出后，立刻盖上杯盖，茶杯内密封的空气温度为87℃、压强等于外界大气压强。一段时间后，茶杯内空气降至室温27℃。已知，将空气视为理想气体，求此时：
①茶杯内空气的压强；
②打开杯盖，茶杯内的空气质量与原来的空气质量之比。
16.[选修3-4]（12分）
（1）在水面上建立如图所示的直角坐标系。同一振动片上的两个振针分别位于x轴上和处。振动片振动稳定后，振针处为波源，产生波长为14 cm的简谐波，在水面上形成干涉现象。下列说法正确的是（ ）
A. 坐标原点处的质点一直位于最高点
B. x轴上，x=7cm和x=-7cm处均为振动加强点
C. y轴上，y=5cm和y=16cm处质点振动方向始终相同
D. x轴上与y轴上的振动加强点的振动频率相同
（2）2021年12月9日，王亚平在太空实验授课中，进行了水球光学实验。在空间站中的微重力环境下有一个水球，如果在水球中心注入空气，形成球形气泡，内外两球面球心均在O点，如图所示。一束单色光从外球面上的点以与连线成角度射入球中。已知水的折射率为，内球面半径为，外球面半径为，光速为c，。求：
①光在水中传播速度；
②能使光在内球表面上发生全反射的入射角的取值范围。（不考虑球内多次反射）
备战2023年高考物理模拟卷（重庆版）
卷05
本试卷满分100分，考试用时75分钟。
注意事项：
1.作答前，考生务必将自己的姓名、考场号、座位号填写在试卷的规定位置上。
2.作答时，务必将答案写在答题卡上，写在试卷及草稿纸上无效。
3.考试结束后，将答题卡、试卷、草稿纸一并交回。
一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。
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. 图（a）为酒店常用的安全窗户，竖直窗框部分安装有滑轨与滑块，两者之间的弹性摩擦块固定在滑块上，截面如图（b）所示；滑块与窗户通过一金属轻杆相连，轻杆两端可绕固定点A、B自由转动，其推拉结构可简化为图（c），C为窗户下边缘一点；轻杆长L，B点到转轴的距离为2L，则（ ）
A. 开窗过程中A、B两点速度始终相等
B. 开窗过程中B、C两点的角速度不相等
C. 开窗状态下滑块受3个力作用
D. 该窗户能打开的最大角度为30°
【答案】D
【解析】
【详解】A．开窗过程中，滑块A和B点速度方向如图所示，因为两速度沿杆方向的分速度始终相等，故在开窗过程中A、B两点的速度不会始终相等，A错误；
B．开窗过程中B、C两点都绕一个固定轴旋转，因此角速度始终相等，B错误；
C．开窗状态下滑块受重力、压力、支持力和摩擦力4个力作用，C错误；
D．由于A可以滑动，当轻杆垂直于竖直窗框时，B点到窗框距离最远，此时张角最大，设张角为q，则有
所以最大张角为30o，D正确。
故选D。
3. 如图甲，2022北京冬奥会主场馆“雪如意”美轮美奂，充分展示了中国元素。“雪如意”的旁边修建着世界上运行长度最大的变角度斜行电梯。斜行电梯在同一竖直平面内运行，箱内地板始终保持水平。电梯轨道的上段是倾角为22.56°的斜直轨道，下段是倾角为39.56°的斜直轨道，中间通过一段圆弧形轨道平滑连接，如图乙所示。当运动员站立在电梯内随着电梯一起运动时，下列说法正确的是（ ）
A. 电梯沿斜直轨道匀速下行时，运动员处于失重状态
B. 电梯刚启动时，运动员受两个力作用
C. 电梯匀速率下行时运动员在上段斜直轨道受到的支持力小于在下段受到的支持力
D. 电梯匀速率上行通过圆弧轨道的过程中，运动员受到地板的弹力小于他的重力
【答案】D
【解析】
【详解】A．电梯沿斜直轨道匀速下行时，运动员处于平衡状态，故运动员不是处于失重状态，A错误；
B．刚启动时，有斜向下的加速度，那合力方向斜向下，而只有重力和支持力时，合力只可能在竖直方向，故必有摩擦力存在，故电梯刚启动时，运动员不止受两个力作用，B错误；
C．电梯匀速率下行时，斜直轨道上，人受力平衡，重力等于支持力，C错误；
D．通过圆弧轨道时，由牛顿第二定律可得
故可得运动员受到地板的弹力小于他的重力，D正确。
故选D。
4. 2022年10月31日，搭载空间站梦天实验舱的长征五号B遥四运载火箭，在我国文昌航天发射场发射成功，顺利将梦天实验舱送入预定轨道。11月1日04时27分，梦天实验舱与天和核心舱组合体完成交会对接。后续转位后，使得其与之前的二舱（天和核心舱、问天实验舱）形成平衡对称的T字构型，如图所示为中国空间站T字基本构型。对于梦天实验舱的发射、对接这两个环节，以下说法正确的是（ ）
A. 发射过程中，梦天实验舱的重力略有减小
B. 对接前，梦天实验舱与核心舱组合体绕地运行的方向相反
C. 对接时，梦天实验舱相对核心舱组合体的速度很大
D. 对接后，实验舱处于完全失重，不受地球引力作用
【答案】A
【解析】
【详解】A．发射过程中，燃料的消耗以及距离地心变远，导致梦天实验舱的重力略有减小，故A正确；
B．对接前，梦天实验舱与核心舱组合体绕地运行的方向相同，故B错误；
C．对接时，在同一轨道，梦天实验舱和核心舱组合体的速度相同，故C错误；
D．对接后，实验舱处于完全失重，仍受地球引力作用，故D错误。
故选A。
5.如图所示，一滑块（可视为质点）从斜面轨道AB的A点由静止滑下后，进入与斜面轨道在B点相切的、半径R=0.5m的光滑圆弧轨道，且O为圆弧轨道的圆心，C点为圆弧轨道的最低点，滑块运动到D点时对轨道的压力为28N。已知OD与OC、OB与OC的夹角分别为53°和37°，滑块质量m=0.5kg，与轨道AB间的动摩擦因数μ=0.5，重力加速度g取10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8。则轨道AB的长度为（ ）
A. 6.75m B. 6.25m C. 6.5m D. 6.0m
【答案】A
【解析】
【详解】根据牛顿第三定律可知滑块运动到D点时所受轨道的支持力大小为
①
设滑块运动到D点时的速度大小为vD，根据牛顿第二定律有
②
对滑块从A点到D点的运动过程，根据动能定理有
③
联立①②③并代入数据解得轨道AB的长度为
④
故选A
6.如图甲，在某电场中O点先后无初速度释放两个正点电荷I和II，电荷仅在电场力的作用下沿直线向A运动，两电荷的动能E1随位移x变化的关系如图乙。若I的电荷量为q，则可知（ ）
A. 电荷II的电荷量为
B. 电荷II受到的电场力大小为
C. 此电场一定为匀强电场且场强大小
D. 选O点为电势零点，A点的电势为
【答案】C
【解析】
B．由动能定理可知，电荷的动能随位移的变化图线的斜率表示该电荷所受的电场力，故电荷I和II所受的电场力分别为
故B错误；
C．由图可知，电场力为恒力，则电场强度大小方向均不变，为匀强电场，根据
可知，匀强电场的电场大小
故C正确；
A．又
所以电荷II的电荷量为，故A错误；
D．电荷I由O到A的过程中，有
解得
选O点为电势零点，A点的电势
故D错误。
故选C。
7. 现代都市高楼林立，高楼出现火情需要一种高架水炮消防车。如图所示，某楼房的65m高处出现火情，高架水炮消防车正紧急灭火中。已知水炮炮口与楼房间距为15m，与地面距离为60m，水炮的出水量为3m3/min，水柱刚好垂直打入受灾房间窗户。则（ ）
A. 地面对消防车作用力方向竖直向上
B. 水炮炮口的水流速度为10m/s
C. 水泵对水做功的功率约为 3.8×104W
D. 若水流垂直冲击到窗户玻璃后向四周流散，则冲力约为1500N
【答案】C
【解析】
【详解】A．消防车受到地面的支持力和摩擦力，合力斜向上，作用力斜向上，A错误；
B．水流高度差5m，竖直方向反向看成自由落体运动
解得
t=1s
根据
解得
vy=10m/s
又1s时间内的水平位移为15m，有
解得
vx=15m/s
则合速度为
解得
v=
B错误；
C．水泵对水做功的功率
C正确；
D．根据动量定理
故D错误
故选C。
二、多项选择题：本题共3小题，每小题5分，共15分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
8. 如图所示匝数为N的矩形导线框，以角速度ω在磁感应强度为B的匀强磁场中绕垂直磁场方向的轴OO′匀速转动，线框面积为S且与理想变压器原线圈相连，原、副线圈匝数比为1：4，图示时刻线框平面与磁感线垂直并以此时刻为计时起点，R1、R2为定值电阻，R为滑动变阻器，电流表和电压表均为理想电表，电流表A1、A2的示数分别为I1、I2；电压表V1、V2的示数分别为U1、U2。不计线框电阻，正确的是（ ）
A. 矩形导线框从图示位置转过90°时，其磁通量的变化率为BSω
B. 交流电压表V2的示数为2NBSω
C. 若只将滑动变阻器的滑片向c端滑动，则电流表A1、A2的示数均变大
D. 若只将滑动变阻器的滑片向d端滑动，则不变
【答案】AD
【解析】
【详解】A．矩形导线框从图示位置转过90°时，穿过线框平面的磁通量为0，磁通量变化率最大，感应电动势最大
则磁通量的变化率为，A正确；
B．线框产生的感应电动势最大值为
Em= NBSω
根据正弦交流电有效值与最大值的关系，其有效值为
由于不计线框内阻，所以变压器原线圈两端电压U1= E，根据理想变压器电压与匝数比的关系，副线圈两端电压
由于电压表测得的电压为有效值，即交流电压表V2的示数为，B错误；
C．将滑动变阻器的滑片向c端滑动，滑动变阻器接入电路阻值变大，副线圈回路总阻值变大，则电流表A2的示数变小，电流表A1的示数也变小，C错误；
D．将滑动变阻器的滑片向d端滑动，副线圈阻值发生变化，但导线框输出电压不变，所以U1不变，则U2也不变，电压比不变，D正确。
故选AD。
9.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
10.如图，与水平面成45°角的平面MN将空间分成Ⅰ和Ⅱ两个区域。氕核和氘核分别以相同的初动能 从平面MN上的P点水平向右射入Ⅰ区。Ⅰ区存在匀强电场，电场强度大小为E，方向竖直向下；Ⅱ区存在匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向垂直于纸面向里。已知氕核、氘核的质量分别为m、2m，电荷量均为＋q，不计氕核和氘核的重力。下列说法正确的是（ ）
A. 氕核和氘核第一次进入Ⅱ区时的速度方向相同
B. 氘核第一次进入Ⅱ区时的速度大小为
C. 氕核在Ⅱ区做匀速圆周运动的半径为
D. 氕核和氘核第一次刚出Ⅱ区时的位置相距
【答案】AD
【解析】
A. 第一次在电场中，水平方向有
竖直方向有
联立解得
氕核、氘核具有相同的初动能和相同的电荷量，氕核、氘核在电场中的轨迹相同，即氕核和氘核第一次进入Ⅱ区时的速度方向相同，A正确；
B. 氘核在电场中做类平抛。则
， ，
氘核第一次进入Ⅱ区时的速度大小
联立解得
B错误；
C. 由B选项分析，同理可得氕核第一次进入Ⅱ区时的速度大小为，根据
解得
C错误；
D. 粒子在进入磁场速度方向与水平方向夹角相同，设为，则有
粒子在进入磁场速度方向与MN的夹角为，则
可得
粒子从进入磁场到再次回到MN时与进入磁场位置的距离
氘核在磁场中的半径
则氕核和氘核第一次刚出Ⅱ区时位置相距
D正确；
故选AD。
第Ⅱ卷
三、非选择题：共54分，第11~14题为必考题，考生都必须作答．第15~16题为选考题，考生根据要求作答．
（一）必考题：共42分．
11. 实验小组做“探究在质量不变的情况下物体的加速度与所受合外力关系”的实验。如图甲所示为实验装置示意图。
（1）该实验中______（选填“需要”或“不需要”）保证砂和砂桶的总质量m远小于小车质量M。
（2）如图乙是实验中选择的一条合适的纸带（纸带上相邻的两个计数点之间还有4个计时点没有画出），相关的测量数据已标在纸带上，已知打点计时器的打点频率为50Hz，则小车的加速度______（结果保留两位有效数字）。
（3）保持小车的质量不变，改变砂桶中砂的质量，记录多组传感器的读数F和对应纸带的加速度a的数值，并根据这些数据，绘制出如图所示的图像，分析此图像不过原点原因可能是______，实验用小车的质量为______kg（结果保留两位有效数字）。
【答案】 ①. 不需要 ②. 0.75 ③. 未补偿阻力或补偿阻力不足 ④. 1.0
【解析】
【详解】（1）［1］由于实验装置中有拉力传感器，可以测出绳中的拉力大小，故不需要保证砂与砂桶的总质量m远小于小车的质量M。
（2）［2］根据逐差公式有
由于相邻两个计数点之间有4个计时点未画出，故
解得
（3）［3］图表示F增大到一定值时，小车才有加速度，故原因是未补偿阻力或补偿阻力不足；
［4］根据实验原理图，受力分析易得
可推出
故图线的斜率k
由图可知
解得
12. 实验小组成员要测量一节未知电池的电动势和内阻。
（1）先用多用电表2.5V量程粗测该电池的电动势，将多用电表的红表笔与电源的___________（填“正”或“负”）极相连，黑表笔与电池的另一电极相连，多用电表的示数如图1所示，则粗测电源电动势为_________V。
（2）要精确测量电源电动势和内阻，小组成员设计了如图2所示的电路。闭合电键S，调节滑动变阻器滑片，测得多组电压表和电流表的示数、，在坐标系中作出如图3所示的图像，图像反映电压变化范围比较小，出现这种现象的主要原因是________________。
（3）为了解决电压变化范围小的问题，实验小组成员找来了两个实验器材：阻值为的定值电阻，内阻为、量程为0~0.6A的电流表。请选用合适的器材，将原电路改装，将改装后的电路画在图4的方框内（标明选用的器材）____。根据改装的电路进行实验，实验测得多组电压、电流的值，仍在坐标系中描点作图，如图5所示，由此测得电源的电动势___________V，电源的内阻___________（小数点后均保留两位）。
【答案】 ①. 正 ②. 1.30 ③. 电源内阻太小 ④. ⑤. 1.44##1.45##1.46 ⑥. 0.40##0.41##0.42##0.43
【解析】
【详解】（1）[1]用多用电表粗测电源电动势时，红表笔应与正极相连；
[2]由图可知，粗测电源电动势为1.30V；
（2）[3]图像中电压变化范围比较小的主要原因是电源内阻太小路端电压变化不明显；
（3）[4]由于电流表内阻已知，则将电流表相对于电源采用内接法即可解决电源内阻太小路端电压变化不明显的问题，则改装后的电路图如下图所示
[5]由图可知电源的电动势为1.45V；
[6]电源的内阻为
14. 风洞实验室中可产生方向、大小都可以调节控制的各种风力。如图所示为某风洞里模拟做实验的示意图。一质量为的小球套在一根固定的直杆上，直杆与水平面夹角，现小球在的竖直向上的风力作用下，从A点静止出发沿直杆向上运动，已知杆与球间的动摩擦因数，。求：
（1）小球运动的加速度；
（2）若风力F作用1.2s后撤去，求撤去风力后小球的加速度及小球上滑过程中距A点的最大距离。
【答案】（1）；（2）2.4m
【解析】
【详解】（1）在力F作用时，沿杆的方向，小球受到风力F的分力、重力的分力以及摩擦力，所以根据牛顿第二定律有
解得
（2）撤去力F后，根据牛顿第二定律可得
解得
刚撤去F时，小球的速度为
根据匀变速直线运动位移公式可得小球的位移为
撤去力F后，小球做匀减速直线运动，则根据匀变速运动位移公式可得上滑位移为
则小球上滑的最大距离为
12. 如图所示，平行金属导轨MN、M′N′和平行金属导轨PQR、P′Q′R′固定在高度差为h(数值未知)的两水平台面上。导轨MN、M′N′左端接有电源，MN与M′N′的间距为L＝0.10m，线框空间存在竖直向上的匀强磁场、磁感应强度B1＝0.20T；平行导轨PQR与P′Q′R′的间距为L＝0.10m，其中PQ与P′Q′是圆心角为60°、半径为r＝0.50m的圆弧形导轨，QR与Q′R′是水平长直导轨，QQ′右侧有方向竖直向上的匀强磁场，磁感应强度B2＝0.40T。导体棒a质量m1＝0.02kg，接在电路中的电阻R1＝2.0Ω，放置在导轨MN、M′N′右侧N′N边缘处；导体棒b质量m2＝0.04kg，接在电路中的电阻R2＝4.0Ω，放置在水平导轨某处。闭合开关K后，导体棒a从NN′水平抛出，恰能无碰撞地从PP′处以速度v1＝2m/s滑入平行导轨，且始终没有与棒b相碰。重力加速度g＝10m/s2，不计一切摩擦及空气阻力。求：
（1）导体棒b的最大加速度；
（2）导体棒a在QQ′右侧磁场中产生的焦耳热；
（3）闭合开关K后，通过电源的电荷量q。
【答案】（1）0.02m/s2；（2）0.02J；（3）1C
【解析】
【详解】(1)设a棒滑到水平导轨上时的速度大小为v2，则从PP′到QQ′，由动能定理得
m1g(r-rcos60°)＝m1v-m1v
解得
v2＝3m/s
因为a棒刚进磁场时，a、b棒中的电流最大，b棒受力最大，加速度最大，所以
E＝B2Lv2＝0.12V
I＝＝0.02A
由牛顿第二定律有
B2IL＝m2amax
则导体棒b的最大加速度
amax＝0.02m/s2
(2)两个导体棒在运动过程中，动量守恒且能量守恒，当两棒的速度相等时回路中的电流为零，此后两棒做匀速运动，两棒不再产生焦耳热。
所以由动量守恒定律有
m1v2＝(m1＋m2)v3
设a棒在此过程中产生的焦耳热为Qa，b棒产生的焦耳热为Qb。由能量守恒定律有
m1v＝(m1＋m2)v+Qa+Qb
由于a、b棒串联在一起，所以有
联立解得
Qa=0.02J
(3)设闭合开关后，a棒以速度v0水平抛出，则有
v0＝v1cos60°＝1m/s
对a棒冲出过程由动量定理得
∑B1ILΔt＝m1v0
即
B1Lq＝m1v0
解得
q＝1C
（二）选考题：共12分．请考生从2道题中任选一题作答．如果多做，则按所做的第一题计分．
15．[选修3–3]（12分）
（1）一定质量的理想气体，从外界吸收热量500J，同时对外做功100J，则气体（ ）
A. 温度一定升高 B. 内能可能不变
C. 压强一定变大 D. 压强一定变小
【答案】A
【解析】
【详解】由热力学第一定律，代入数据可得
可见该过程中，内能增大，又因为理想气体内能是温度的单值函数，所以温度升高。对外做功，体积增大，又根据理想气体状态方程可得，在体积和温度均增大的情况下，压强如何变化无法判断。
故选A。
（2）如图，刚经过高温消毒的茶杯和杯盖，从消毒碗柜里取出后，立刻盖上杯盖，茶杯内密封的空气温度为87℃、压强等于外界大气压强。一段时间后，茶杯内空气降至室温27℃。已知，将空气视为理想气体，求此时：
①茶杯内空气的压强；
②打开杯盖，茶杯内的空气质量与原来的空气质量之比。
【答案】①（1）；（2）
【解析】
【详解】①由于初、末状态气体体积不变，则有
解得
②由
可得原来空气物质的量
打开盖后空气物质的量
打开杯盖，茶杯内的空气质量与原来的空气质量之比为
16.[选修3-4]（12分）
（1）在水面上建立如图所示的直角坐标系。同一振动片上的两个振针分别位于x轴上和处。振动片振动稳定后，振针处为波源，产生波长为14 cm的简谐波，在水面上形成干涉现象。下列说法正确的是（ ）
A. 坐标原点处的质点一直位于最高点
B. x轴上，x=7cm和x=-7cm处均为振动加强点
C. y轴上，y=5cm和y=16cm处质点振动方向始终相同
D. x轴上与y轴上的振动加强点的振动频率相同
【答案】BD
【解析】
【详解】A．坐标原点处为振动加强点，该处质点在上下振动，不是一直位于最高点，A错误；
B．x轴上和处的两质点到两波源的波程差为14 cm，等于一个波长，为振动加强点，B正确；
C．y轴上，和处两质点到两波源的距离分别为13 cm和20 cm，差值为7 cm，恰为半个波长，对于每个波源单独引起的振动，两处的振动方向始终相反，两个波源引起的振动叠加后，两处的振动方向还是始终相反，C错误；
D．x轴上与y轴上的振动加强点，它们的振动频率均等于振动片振动的频率，D正确。
故选B。
（2）2021年12月9日，王亚平在太空实验授课中，进行了水球光学实验。在空间站中的微重力环境下有一个水球，如果在水球中心注入空气，形成球形气泡，内外两球面球心均在O点，如图所示。一束单色光从外球面上的点以与连线成角度射入球中。已知水的折射率为，内球面半径为，外球面半径为，光速为c，。求：
①光在水中传播速度；
②能使光在内球表面上发生全反射的入射角的取值范围。（不考虑球内多次反射）
【答案】①；②
【解析】
【详解】①根据题意，由公式，可得光在水中的传播速度
②根据题意，光在内球面上恰好发生全反射时的光路如图所示
则有
则有
对由正弦定理可得
解得
光在外球面根据折射定律有，故有
解得
当折射光线与内球面相切时，入射角取最大值，光在外球面的折射角最大为，光路如图所示
由几何关系得
根据折射定律有，解得
故能使光在内球表面上发生全反射的入射角的取值范围为
备战2023年高考物理模拟卷（重庆版）
卷05
本试卷满分100分，考试用时75分钟。
注意事项：
1.作答前，考生务必将自己的姓名、考场号、座位号填写在试卷的规定位置上。
2.作答时，务必将答案写在答题卡上，写在试卷及草稿纸上无效。
3.考试结束后，将答题卡、试卷、草稿纸一并交回。
一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。
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
2. 图（a）为酒店常用的安全窗户，竖直窗框部分安装有滑轨与滑块，两者之间的弹性摩擦块固定在滑块上，截面如图（b）所示；滑块与窗户通过一金属轻杆相连，轻杆两端可绕固定点A、B自由转动，其推拉结构可简化为图（c），C为窗户下边缘一点；轻杆长L，B点到转轴的距离为2L，则（ ）
A. 开窗过程中A、B两点速度始终相等
B. 开窗过程中B、C两点的角速度不相等
C. 开窗状态下滑块受3个力作用
D. 该窗户能打开的最大角度为30°
3. 如图甲，2022北京冬奥会主场馆“雪如意”美轮美奂，充分展示了中国元素。“雪如意”的旁边修建着世界上运行长度最大的变角度斜行电梯。斜行电梯在同一竖直平面内运行，箱内地板始终保持水平。电梯轨道的上段是倾角为22.56°的斜直轨道，下段是倾角为39.56°的斜直轨道，中间通过一段圆弧形轨道平滑连接，如图乙所示。当运动员站立在电梯内随着电梯一起运动时，下列说法正确的是（ ）
A. 电梯沿斜直轨道匀速下行时，运动员处于失重状态
B. 电梯刚启动时，运动员受两个力作用
C. 电梯匀速率下行时运动员在上段斜直轨道受到的支持力小于在下段受到的支持力
D. 电梯匀速率上行通过圆弧轨道的过程中，运动员受到地板的弹力小于他的重力
4. 2022年10月31日，搭载空间站梦天实验舱的长征五号B遥四运载火箭，在我国文昌航天发射场发射成功，顺利将梦天实验舱送入预定轨道。11月1日04时27分，梦天实验舱与天和核心舱组合体完成交会对接。后续转位后，使得其与之前的二舱（天和核心舱、问天实验舱）形成平衡对称的T字构型，如图所示为中国空间站T字基本构型。对于梦天实验舱的发射、对接这两个环节，以下说法正确的是（ ）
A. 发射过程中，梦天实验舱的重力略有减小
B. 对接前，梦天实验舱与核心舱组合体绕地运行的方向相反
C. 对接时，梦天实验舱相对核心舱组合体的速度很大
D. 对接后，实验舱处于完全失重，不受地球引力作用
5.如图所示，一滑块（可视为质点）从斜面轨道AB的A点由静止滑下后，进入与斜面轨道在B点相切的、半径R=0.5m的光滑圆弧轨道，且O为圆弧轨道的圆心，C点为圆弧轨道的最低点，滑块运动到D点时对轨道的压力为28N。已知OD与OC、OB与OC的夹角分别为53°和37°，滑块质量m=0.5kg，与轨道AB间的动摩擦因数μ=0.5，重力加速度g取10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8。则轨道AB的长度为（ ）
A. 6.75m B. 6.25m C. 6.5m D. 6.0m
6.如图甲，在某电场中O点先后无初速度释放两个正点电荷I和II，电荷仅在电场力的作用下沿直线向A运动，两电荷的动能E1随位移x变化的关系如图乙。若I的电荷量为q，则可知（ ）
A. 电荷II的电荷量为
B. 电荷II受到的电场力大小为
C. 此电场一定为匀强电场且场强大小
D. 选O点为电势零点，A点的电势为
7. 现代都市高楼林立，高楼出现火情需要一种高架水炮消防车。如图所示，某楼房的65m高处出现火情，高架水炮消防车正紧急灭火中。已知水炮炮口与楼房间距为15m，与地面距离为60m，水炮的出水量为3m3/min，水柱刚好垂直打入受灾房间窗户。则（ ）
A. 地面对消防车作用力方向竖直向上
B. 水炮炮口的水流速度为10m/s
C. 水泵对水做功的功率约为 3.8×104W
D. 若水流垂直冲击到窗户玻璃后向四周流散，则冲力约为1500N
二、多项选择题：本题共3小题，每小题5分，共15分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
8. 如图所示匝数为N的矩形导线框，以角速度ω在磁感应强度为B的匀强磁场中绕垂直磁场方向的轴OO′匀速转动，线框面积为S且与理想变压器原线圈相连，原、副线圈匝数比为1：4，图示时刻线框平面与磁感线垂直并以此时刻为计时起点，R1、R2为定值电阻，R为滑动变阻器，电流表和电压表均为理想电表，电流表A1、A2的示数分别为I1、I2；电压表V1、V2的示数分别为U1、U2。不计线框电阻，正确的是（ ）
A. 矩形导线框从图示位置转过90°时，其磁通量的变化率为BSω
B. 交流电压表V2的示数为2NBSω
C. 若只将滑动变阻器的滑片向c端滑动，则电流表A1、A2的示数均变大
D. 若只将滑动变阻器的滑片向d端滑动，则不变
9.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°
10.如图，与水平面成45°角的平面MN将空间分成Ⅰ和Ⅱ两个区域。氕核和氘核分别以相同的初动能 从平面MN上的P点水平向右射入Ⅰ区。Ⅰ区存在匀强电场，电场强度大小为E，方向竖直向下；Ⅱ区存在匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向垂直于纸面向里。已知氕核、氘核的质量分别为m、2m，电荷量均为＋q，不计氕核和氘核的重力。下列说法正确的是（ ）
A. 氕核和氘核第一次进入Ⅱ区时的速度方向相同
B. 氘核第一次进入Ⅱ区时的速度大小为
C. 氕核在Ⅱ区做匀速圆周运动的半径为
D. 氕核和氘核第一次刚出Ⅱ区时的位置相距
第Ⅱ卷
三、非选择题：共54分，第11~14题为必考题，考生都必须作答．第15~16题为选考题，考生根据要求作答．
（一）必考题：共42分．
11. 实验小组做“探究在质量不变的情况下物体的加速度与所受合外力关系”的实验。如图甲所示为实验装置示意图。
（1）该实验中______（选填“需要”或“不需要”）保证砂和砂桶的总质量m远小于小车质量M。
（2）如图乙是实验中选择的一条合适的纸带（纸带上相邻的两个计数点之间还有4个计时点没有画出），相关的测量数据已标在纸带上，已知打点计时器的打点频率为50Hz，则小车的加速度______（结果保留两位有效数字）。
（3）保持小车的质量不变，改变砂桶中砂的质量，记录多组传感器的读数F和对应纸带的加速度a的数值，并根据这些数据，绘制出如图所示的图像，分析此图像不过原点原因可能是______，实验用小车的质量为______kg（结果保留两位有效数字）。
12. 实验小组成员要测量一节未知电池的电动势和内阻。
（1）先用多用电表2.5V量程粗测该电池的电动势，将多用电表的红表笔与电源的___________（填“正”或“负”）极相连，黑表笔与电池的另一电极相连，多用电表的示数如图1所示，则粗测电源电动势为_________V。
（2）要精确测量电源电动势和内阻，小组成员设计了如图2所示的电路。闭合电键S，调节滑动变阻器滑片，测得多组电压表和电流表的示数、，在坐标系中作出如图3所示的图像，图像反映电压变化范围比较小，出现这种现象的主要原因是________________。
（3）为了解决电压变化范围小的问题，实验小组成员找来了两个实验器材：阻值为的定值电阻，内阻为、量程为0~0.6A的电流表。请选用合适的器材，将原电路改装，将改装后的电路画在图4的方框内（标明选用的器材）____。根据改装的电路进行实验，实验测得多组电压、电流的值，仍在坐标系中描点作图，如图5所示，由此测得电源的电动势___________V，电源的内阻___________（小数点后均保留两位）。
14. 风洞实验室中可产生方向、大小都可以调节控制的各种风力。如图所示为某风洞里模拟做实验的示意图。一质量为的小球套在一根固定的直杆上，直杆与水平面夹角，现小球在的竖直向上的风力作用下，从A点静止出发沿直杆向上运动，已知杆与球间的动摩擦因数，。求：
（1）小球运动的加速度；
（2）若风力F作用1.2s后撤去，求撤去风力后小球的加速度及小球上滑过程中距A点的最大距离。
12. 如图所示，平行金属导轨MN、M′N′和平行金属导轨PQR、P′Q′R′固定在高度差为h(数值未知)的两水平台面上。导轨MN、M′N′左端接有电源，MN与M′N′的间距为L＝0.10m，线框空间存在竖直向上的匀强磁场、磁感应强度B1＝0.20T；平行导轨PQR与P′Q′R′的间距为L＝0.10m，其中PQ与P′Q′是圆心角为60°、半径为r＝0.50m的圆弧形导轨，QR与Q′R′是水平长直导轨，QQ′右侧有方向竖直向上的匀强磁场，磁感应强度B2＝0.40T。导体棒a质量m1＝0.02kg，接在电路中的电阻R1＝2.0Ω，放置在导轨MN、M′N′右侧N′N边缘处；导体棒b质量m2＝0.04kg，接在电路中的电阻R2＝4.0Ω，放置在水平导轨某处。闭合开关K后，导体棒a从NN′水平抛出，恰能无碰撞地从PP′处以速度v1＝2m/s滑入平行导轨，且始终没有与棒b相碰。重力加速度g＝10m/s2，不计一切摩擦及空气阻力。求：
（1）导体棒b的最大加速度；
（2）导体棒a在QQ′右侧磁场中产生的焦耳热；
（3）闭合开关K后，通过电源的电荷量q。
（二）选考题：共12分．请考生从2道题中任选一题作答．如果多做，则按所做的第一题计分．
15．[选修3–3]（12分）
（1）一定质量的理想气体，从外界吸收热量500J，同时对外做功100J，则气体（ ）
A. 温度一定升高 B. 内能可能不变
C. 压强一定变大 D. 压强一定变小
（2）如图，刚经过高温消毒的茶杯和杯盖，从消毒碗柜里取出后，立刻盖上杯盖，茶杯内密封的空气温度为87℃、压强等于外界大气压强。一段时间后，茶杯内空气降至室温27℃。已知，将空气视为理想气体，求此时：
①茶杯内空气的压强；
②打开杯盖，茶杯内的空气质量与原来的空气质量之比。
16.[选修3-4]（12分）
（1）在水面上建立如图所示的直角坐标系。同一振动片上的两个振针分别位于x轴上和处。振动片振动稳定后，振针处为波源，产生波长为14 cm的简谐波，在水面上形成干涉现象。下列说法正确的是（ ）
A. 坐标原点处的质点一直位于最高点
B. x轴上，x=7cm和x=-7cm处均为振动加强点
C. y轴上，y=5cm和y=16cm处质点振动方向始终相同
D. x轴上与y轴上的振动加强点的振动频率相同
（2）2021年12月9日，王亚平在太空实验授课中，进行了水球光学实验。在空间站中的微重力环境下有一个水球，如果在水球中心注入空气，形成球形气泡，内外两球面球心均在O点，如图所示。一束单色光从外球面上的点以与连线成角度射入球中。已知水的折射率为，内球面半径为，外球面半径为，光速为c，。求：
①光在水中传播速度；
②能使光在内球表面上发生全反射的入射角的取值范围。（不考虑球内多次反射）
备战2023年高考物理模拟卷（重庆版）
卷05
本试卷满分100分，考试用时75分钟。
注意事项：
1.作答前，考生务必将自己的姓名、考场号、座位号填写在试卷的规定位置上。
2.作答时，务必将答案写在答题卡上，写在试卷及草稿纸上无效。
3.考试结束后，将答题卡、试卷、草稿纸一并交回。
一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。
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. 图（a）为酒店常用的安全窗户，竖直窗框部分安装有滑轨与滑块，两者之间的弹性摩擦块固定在滑块上，截面如图（b）所示；滑块与窗户通过一金属轻杆相连，轻杆两端可绕固定点A、B自由转动，其推拉结构可简化为图（c），C为窗户下边缘一点；轻杆长L，B点到转轴的距离为2L，则（ ）
A. 开窗过程中A、B两点速度始终相等
B. 开窗过程中B、C两点的角速度不相等
C. 开窗状态下滑块受3个力作用
D. 该窗户能打开的最大角度为30°
【答案】D
【解析】
【详解】A．开窗过程中，滑块A和B点速度方向如图所示，因为两速度沿杆方向的分速度始终相等，故在开窗过程中A、B两点的速度不会始终相等，A错误；
B．开窗过程中B、C两点都绕一个固定轴旋转，因此角速度始终相等，B错误；
C．开窗状态下滑块受重力、压力、支持力和摩擦力4个力作用，C错误；
D．由于A可以滑动，当轻杆垂直于竖直窗框时，B点到窗框距离最远，此时张角最大，设张角为q，则有
所以最大张角为30o，D正确。
故选D。
3. 如图甲，2022北京冬奥会主场馆“雪如意”美轮美奂，充分展示了中国元素。“雪如意”的旁边修建着世界上运行长度最大的变角度斜行电梯。斜行电梯在同一竖直平面内运行，箱内地板始终保持水平。电梯轨道的上段是倾角为22.56°的斜直轨道，下段是倾角为39.56°的斜直轨道，中间通过一段圆弧形轨道平滑连接，如图乙所示。当运动员站立在电梯内随着电梯一起运动时，下列说法正确的是（ ）
A. 电梯沿斜直轨道匀速下行时，运动员处于失重状态
B. 电梯刚启动时，运动员受两个力作用
C. 电梯匀速率下行时运动员在上段斜直轨道受到的支持力小于在下段受到的支持力
D. 电梯匀速率上行通过圆弧轨道的过程中，运动员受到地板的弹力小于他的重力
【答案】D
【解析】
【详解】A．电梯沿斜直轨道匀速下行时，运动员处于平衡状态，故运动员不是处于失重状态，A错误；
B．刚启动时，有斜向下的加速度，那合力方向斜向下，而只有重力和支持力时，合力只可能在竖直方向，故必有摩擦力存在，故电梯刚启动时，运动员不止受两个力作用，B错误；
C．电梯匀速率下行时，斜直轨道上，人受力平衡，重力等于支持力，C错误；
D．通过圆弧轨道时，由牛顿第二定律可得
故可得运动员受到地板的弹力小于他的重力，D正确。
故选D。
4. 2022年10月31日，搭载空间站梦天实验舱的长征五号B遥四运载火箭，在我国文昌航天发射场发射成功，顺利将梦天实验舱送入预定轨道。11月1日04时27分，梦天实验舱与天和核心舱组合体完成交会对接。后续转位后，使得其与之前的二舱（天和核心舱、问天实验舱）形成平衡对称的T字构型，如图所示为中国空间站T字基本构型。对于梦天实验舱的发射、对接这两个环节，以下说法正确的是（ ）
A. 发射过程中，梦天实验舱的重力略有减小
B. 对接前，梦天实验舱与核心舱组合体绕地运行的方向相反
C. 对接时，梦天实验舱相对核心舱组合体的速度很大
D. 对接后，实验舱处于完全失重，不受地球引力作用
【答案】A
【解析】
【详解】A．发射过程中，燃料的消耗以及距离地心变远，导致梦天实验舱的重力略有减小，故A正确；
B．对接前，梦天实验舱与核心舱组合体绕地运行的方向相同，故B错误；
C．对接时，在同一轨道，梦天实验舱和核心舱组合体的速度相同，故C错误；
D．对接后，实验舱处于完全失重，仍受地球引力作用，故D错误。
故选A。
5.如图所示，一滑块（可视为质点）从斜面轨道AB的A点由静止滑下后，进入与斜面轨道在B点相切的、半径R=0.5m的光滑圆弧轨道，且O为圆弧轨道的圆心，C点为圆弧轨道的最低点，滑块运动到D点时对轨道的压力为28N。已知OD与OC、OB与OC的夹角分别为53°和37°，滑块质量m=0.5kg，与轨道AB间的动摩擦因数μ=0.5，重力加速度g取10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8。则轨道AB的长度为（ ）
A. 6.75m B. 6.25m C. 6.5m D. 6.0m
【答案】A
【解析】
【详解】根据牛顿第三定律可知滑块运动到D点时所受轨道的支持力大小为
①
设滑块运动到D点时的速度大小为vD，根据牛顿第二定律有
②
对滑块从A点到D点的运动过程，根据动能定理有
③
联立①②③并代入数据解得轨道AB的长度为
④
故选A
6.如图甲，在某电场中O点先后无初速度释放两个正点电荷I和II，电荷仅在电场力的作用下沿直线向A运动，两电荷的动能E1随位移x变化的关系如图乙。若I的电荷量为q，则可知（ ）
A. 电荷II的电荷量为
B. 电荷II受到的电场力大小为
C. 此电场一定为匀强电场且场强大小
D. 选O点为电势零点，A点的电势为
【答案】C
【解析】
B．由动能定理可知，电荷的动能随位移的变化图线的斜率表示该电荷所受的电场力，故电荷I和II所受的电场力分别为
故B错误；
C．由图可知，电场力为恒力，则电场强度大小方向均不变，为匀强电场，根据
可知，匀强电场的电场大小
故C正确；
A．又
所以电荷II的电荷量为，故A错误；
D．电荷I由O到A的过程中，有
解得
选O点为电势零点，A点的电势
故D错误。
故选C。
7. 现代都市高楼林立，高楼出现火情需要一种高架水炮消防车。如图所示，某楼房的65m高处出现火情，高架水炮消防车正紧急灭火中。已知水炮炮口与楼房间距为15m，与地面距离为60m，水炮的出水量为3m3/min，水柱刚好垂直打入受灾房间窗户。则（ ）
A. 地面对消防车作用力方向竖直向上
B. 水炮炮口的水流速度为10m/s
C. 水泵对水做功的功率约为 3.8×104W
D. 若水流垂直冲击到窗户玻璃后向四周流散，则冲力约为1500N
【答案】C
【解析】
【详解】A．消防车受到地面的支持力和摩擦力，合力斜向上，作用力斜向上，A错误；
B．水流高度差5m，竖直方向反向看成自由落体运动
解得
t=1s
根据
解得
vy=10m/s
又1s时间内的水平位移为15m，有
解得
vx=15m/s
则合速度为
解得
v=
B错误；
C．水泵对水做功的功率
C正确；
D．根据动量定理
故D错误
故选C。
二、多项选择题：本题共3小题，每小题5分，共15分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
8. 如图所示匝数为N的矩形导线框，以角速度ω在磁感应强度为B的匀强磁场中绕垂直磁场方向的轴OO′匀速转动，线框面积为S且与理想变压器原线圈相连，原、副线圈匝数比为1：4，图示时刻线框平面与磁感线垂直并以此时刻为计时起点，R1、R2为定值电阻，R为滑动变阻器，电流表和电压表均为理想电表，电流表A1、A2的示数分别为I1、I2；电压表V1、V2的示数分别为U1、U2。不计线框电阻，正确的是（ ）
A. 矩形导线框从图示位置转过90°时，其磁通量的变化率为BSω
B. 交流电压表V2的示数为2NBSω
C. 若只将滑动变阻器的滑片向c端滑动，则电流表A1、A2的示数均变大
D. 若只将滑动变阻器的滑片向d端滑动，则不变
【答案】AD
【解析】
【详解】A．矩形导线框从图示位置转过90°时，穿过线框平面的磁通量为0，磁通量变化率最大，感应电动势最大
则磁通量的变化率为，A正确；
B．线框产生的感应电动势最大值为
Em= NBSω
根据正弦交流电有效值与最大值的关系，其有效值为
由于不计线框内阻，所以变压器原线圈两端电压U1= E，根据理想变压器电压与匝数比的关系，副线圈两端电压
由于电压表测得的电压为有效值，即交流电压表V2的示数为，B错误；
C．将滑动变阻器的滑片向c端滑动，滑动变阻器接入电路阻值变大，副线圈回路总阻值变大，则电流表A2的示数变小，电流表A1的示数也变小，C错误；
D．将滑动变阻器的滑片向d端滑动，副线圈阻值发生变化，但导线框输出电压不变，所以U1不变，则U2也不变，电压比不变，D正确。
故选AD。
9.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
10.如图，与水平面成45°角的平面MN将空间分成Ⅰ和Ⅱ两个区域。氕核和氘核分别以相同的初动能 从平面MN上的P点水平向右射入Ⅰ区。Ⅰ区存在匀强电场，电场强度大小为E，方向竖直向下；Ⅱ区存在匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向垂直于纸面向里。已知氕核、氘核的质量分别为m、2m，电荷量均为＋q，不计氕核和氘核的重力。下列说法正确的是（ ）
A. 氕核和氘核第一次进入Ⅱ区时的速度方向相同
B. 氘核第一次进入Ⅱ区时的速度大小为
C. 氕核在Ⅱ区做匀速圆周运动的半径为
D. 氕核和氘核第一次刚出Ⅱ区时的位置相距
【答案】AD
【解析】
A. 第一次在电场中，水平方向有
竖直方向有
联立解得
氕核、氘核具有相同的初动能和相同的电荷量，氕核、氘核在电场中的轨迹相同，即氕核和氘核第一次进入Ⅱ区时的速度方向相同，A正确；
B. 氘核在电场中做类平抛。则
， ，
氘核第一次进入Ⅱ区时的速度大小
联立解得
B错误；
C. 由B选项分析，同理可得氕核第一次进入Ⅱ区时的速度大小为，根据
解得
C错误；
D. 粒子在进入磁场速度方向与水平方向夹角相同，设为，则有
粒子在进入磁场速度方向与MN的夹角为，则
可得
粒子从进入磁场到再次回到MN时与进入磁场位置的距离
氘核在磁场中的半径
则氕核和氘核第一次刚出Ⅱ区时位置相距
D正确；
故选AD。
第Ⅱ卷
三、非选择题：共54分，第11~14题为必考题，考生都必须作答．第15~16题为选考题，考生根据要求作答．
（一）必考题：共42分．
11. 实验小组做“探究在质量不变的情况下物体的加速度与所受合外力关系”的实验。如图甲所示为实验装置示意图。
（1）该实验中______（选填“需要”或“不需要”）保证砂和砂桶的总质量m远小于小车质量M。
（2）如图乙是实验中选择的一条合适的纸带（纸带上相邻的两个计数点之间还有4个计时点没有画出），相关的测量数据已标在纸带上，已知打点计时器的打点频率为50Hz，则小车的加速度______（结果保留两位有效数字）。
（3）保持小车的质量不变，改变砂桶中砂的质量，记录多组传感器的读数F和对应纸带的加速度a的数值，并根据这些数据，绘制出如图所示的图像，分析此图像不过原点原因可能是______，实验用小车的质量为______kg（结果保留两位有效数字）。
【答案】 ①. 不需要 ②. 0.75 ③. 未补偿阻力或补偿阻力不足 ④. 1.0
【解析】
【详解】（1）［1］由于实验装置中有拉力传感器，可以测出绳中的拉力大小，故不需要保证砂与砂桶的总质量m远小于小车的质量M。
（2）［2］根据逐差公式有
由于相邻两个计数点之间有4个计时点未画出，故
解得
（3）［3］图表示F增大到一定值时，小车才有加速度，故原因是未补偿阻力或补偿阻力不足；
［4］根据实验原理图，受力分析易得
可推出
故图线的斜率k
由图可知
解得
12. 实验小组成员要测量一节未知电池的电动势和内阻。
（1）先用多用电表2.5V量程粗测该电池的电动势，将多用电表的红表笔与电源的___________（填“正”或“负”）极相连，黑表笔与电池的另一电极相连，多用电表的示数如图1所示，则粗测电源电动势为_________V。
（2）要精确测量电源电动势和内阻，小组成员设计了如图2所示的电路。闭合电键S，调节滑动变阻器滑片，测得多组电压表和电流表的示数、，在坐标系中作出如图3所示的图像，图像反映电压变化范围比较小，出现这种现象的主要原因是________________。
（3）为了解决电压变化范围小的问题，实验小组成员找来了两个实验器材：阻值为的定值电阻，内阻为、量程为0~0.6A的电流表。请选用合适的器材，将原电路改装，将改装后的电路画在图4的方框内（标明选用的器材）____。根据改装的电路进行实验，实验测得多组电压、电流的值，仍在坐标系中描点作图，如图5所示，由此测得电源的电动势___________V，电源的内阻___________（小数点后均保留两位）。
【答案】 ①. 正 ②. 1.30 ③. 电源内阻太小 ④. ⑤. 1.44##1.45##1.46 ⑥. 0.40##0.41##0.42##0.43
【解析】
【详解】（1）[1]用多用电表粗测电源电动势时，红表笔应与正极相连；
[2]由图可知，粗测电源电动势为1.30V；
（2）[3]图像中电压变化范围比较小的主要原因是电源内阻太小路端电压变化不明显；
（3）[4]由于电流表内阻已知，则将电流表相对于电源采用内接法即可解决电源内阻太小路端电压变化不明显的问题，则改装后的电路图如下图所示
[5]由图可知电源的电动势为1.45V；
[6]电源的内阻为
14. 风洞实验室中可产生方向、大小都可以调节控制的各种风力。如图所示为某风洞里模拟做实验的示意图。一质量为的小球套在一根固定的直杆上，直杆与水平面夹角，现小球在的竖直向上的风力作用下，从A点静止出发沿直杆向上运动，已知杆与球间的动摩擦因数，。求：
（1）小球运动的加速度；
（2）若风力F作用1.2s后撤去，求撤去风力后小球的加速度及小球上滑过程中距A点的最大距离。
【答案】（1）；（2）2.4m
【解析】
【详解】（1）在力F作用时，沿杆的方向，小球受到风力F的分力、重力的分力以及摩擦力，所以根据牛顿第二定律有
解得
（2）撤去力F后，根据牛顿第二定律可得
解得
刚撤去F时，小球的速度为
根据匀变速直线运动位移公式可得小球的位移为
撤去力F后，小球做匀减速直线运动，则根据匀变速运动位移公式可得上滑位移为
则小球上滑的最大距离为
12. 如图所示，平行金属导轨MN、M′N′和平行金属导轨PQR、P′Q′R′固定在高度差为h(数值未知)的两水平台面上。导轨MN、M′N′左端接有电源，MN与M′N′的间距为L＝0.10m，线框空间存在竖直向上的匀强磁场、磁感应强度B1＝0.20T；平行导轨PQR与P′Q′R′的间距为L＝0.10m，其中PQ与P′Q′是圆心角为60°、半径为r＝0.50m的圆弧形导轨，QR与Q′R′是水平长直导轨，QQ′右侧有方向竖直向上的匀强磁场，磁感应强度B2＝0.40T。导体棒a质量m1＝0.02kg，接在电路中的电阻R1＝2.0Ω，放置在导轨MN、M′N′右侧N′N边缘处；导体棒b质量m2＝0.04kg，接在电路中的电阻R2＝4.0Ω，放置在水平导轨某处。闭合开关K后，导体棒a从NN′水平抛出，恰能无碰撞地从PP′处以速度v1＝2m/s滑入平行导轨，且始终没有与棒b相碰。重力加速度g＝10m/s2，不计一切摩擦及空气阻力。求：
（1）导体棒b的最大加速度；
（2）导体棒a在QQ′右侧磁场中产生的焦耳热；
（3）闭合开关K后，通过电源的电荷量q。
【答案】（1）0.02m/s2；（2）0.02J；（3）1C
【解析】
【详解】(1)设a棒滑到水平导轨上时的速度大小为v2，则从PP′到QQ′，由动能定理得
m1g(r-rcos60°)＝m1v-m1v
解得
v2＝3m/s
因为a棒刚进磁场时，a、b棒中的电流最大，b棒受力最大，加速度最大，所以
E＝B2Lv2＝0.12V
I＝＝0.02A
由牛顿第二定律有
B2IL＝m2amax
则导体棒b的最大加速度
amax＝0.02m/s2
(2)两个导体棒在运动过程中，动量守恒且能量守恒，当两棒的速度相等时回路中的电流为零，此后两棒做匀速运动，两棒不再产生焦耳热。
所以由动量守恒定律有
m1v2＝(m1＋m2)v3
设a棒在此过程中产生的焦耳热为Qa，b棒产生的焦耳热为Qb。由能量守恒定律有
m1v＝(m1＋m2)v+Qa+Qb
由于a、b棒串联在一起，所以有
联立解得
Qa=0.02J
(3)设闭合开关后，a棒以速度v0水平抛出，则有
v0＝v1cos60°＝1m/s
对a棒冲出过程由动量定理得
∑B1ILΔt＝m1v0
即
B1Lq＝m1v0
解得
q＝1C
（二）选考题：共12分．请考生从2道题中任选一题作答．如果多做，则按所做的第一题计分．
15．[选修3–3]（12分）
（1）一定质量的理想气体，从外界吸收热量500J，同时对外做功100J，则气体（ ）
A. 温度一定升高 B. 内能可能不变
C. 压强一定变大 D. 压强一定变小
【答案】A
【解析】
【详解】由热力学第一定律，代入数据可得
可见该过程中，内能增大，又因为理想气体内能是温度的单值函数，所以温度升高。对外做功，体积增大，又根据理想气体状态方程可得，在体积和温度均增大的情况下，压强如何变化无法判断。
故选A。
（2）如图，刚经过高温消毒的茶杯和杯盖，从消毒碗柜里取出后，立刻盖上杯盖，茶杯内密封的空气温度为87℃、压强等于外界大气压强。一段时间后，茶杯内空气降至室温27℃。已知，将空气视为理想气体，求此时：
①茶杯内空气的压强；
②打开杯盖，茶杯内的空气质量与原来的空气质量之比。
【答案】①（1）；（2）
【解析】
【详解】①由于初、末状态气体体积不变，则有
解得
②由
可得原来空气物质的量
打开盖后空气物质的量
打开杯盖，茶杯内的空气质量与原来的空气质量之比为
16.[选修3-4]（12分）
（1）在水面上建立如图所示的直角坐标系。同一振动片上的两个振针分别位于x轴上和处。振动片振动稳定后，振针处为波源，产生波长为14 cm的简谐波，在水面上形成干涉现象。下列说法正确的是（ ）
A. 坐标原点处的质点一直位于最高点
B. x轴上，x=7cm和x=-7cm处均为振动加强点
C. y轴上，y=5cm和y=16cm处质点振动方向始终相同
D. x轴上与y轴上的振动加强点的振动频率相同
【答案】BD
【解析】
【详解】A．坐标原点处为振动加强点，该处质点在上下振动，不是一直位于最高点，A错误；
B．x轴上和处的两质点到两波源的波程差为14 cm，等于一个波长，为振动加强点，B正确；
C．y轴上，和处两质点到两波源的距离分别为13 cm和20 cm，差值为7 cm，恰为半个波长，对于每个波源单独引起的振动，两处的振动方向始终相反，两个波源引起的振动叠加后，两处的振动方向还是始终相反，C错误；
D．x轴上与y轴上的振动加强点，它们的振动频率均等于振动片振动的频率，D正确。
故选B。
（2）2021年12月9日，王亚平在太空实验授课中，进行了水球光学实验。在空间站中的微重力环境下有一个水球，如果在水球中心注入空气，形成球形气泡，内外两球面球心均在O点，如图所示。一束单色光从外球面上的点以与连线成角度射入球中。已知水的折射率为，内球面半径为，外球面半径为，光速为c，。求：
①光在水中传播速度；
②能使光在内球表面上发生全反射的入射角的取值范围。（不考虑球内多次反射）
【答案】①；②
【解析】
【详解】①根据题意，由公式，可得光在水中的传播速度
②根据题意，光在内球面上恰好发生全反射时的光路如图所示
则有
则有
对由正弦定理可得
解得
光在外球面根据折射定律有，故有
解得
当折射光线与内球面相切时，入射角取最大值，光在外球面的折射角最大为，光路如图所示
由几何关系得
根据折射定律有，解得
故能使光在内球表面上发生全反射的入射角的取值范围为
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