2023年重庆市普通高中学业水平选择性考试高考模拟调研物理试题(五) （解析版）

2023年重庆市普通高中学业水平选择性考试

高考模拟调研卷物理（五）

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. 日常生活中，人们会听见各种各样的声音，不同声音在同种均匀介质中传播时，相同的是（    ）

A. 波速 B. 波长 C. 频率 D. 振幅

【答案】A

【解析】

【详解】

不同声音在同种均匀介质中传播时速度相同，声音速度由介质决定；而波长、频率和振幅不一定相同，故A正确，BCD错误。

故选A。

2. 下列有关热学现象的说法，正确的是（　　）

A. 当分子间作用力表现为引力时，分子势能随分子间距离减小而增大

B. 所有晶体都具有各向异性的特征

C. 一切自然过程总是向着分子热运动无序性减小的方向进行

D. 高压气体突然快速膨胀会导致气体温度降低

【答案】D

【解析】

【详解】A．当分子间作用力表现为引力时，分子间距离减小，分子间作用力做正功，分子势能减小，故A错误；

B．只有单晶体才表现为各向异性，多晶体表现为各向同性，故B错误；

C．根据熵增加原理，一切自发过程总是沿着分子热运动的无序性增大的方向进行，故C错误；

D．高压气体突然快速膨胀对外做功，气体的内能减少，温度降低，故D正确。

故选D。

3. 图1为电影《流浪地球2》中的太空电梯，又称为“斯科拉门德快速电梯”，是一种可以在地球表面和太空间来回运输人员和物资的巨型结构。图2为其简易图，固定在空间站和地球间的刚性“绳索”与空间站一起和地球保持相对静止，电梯可沿“绳索”升降，则（    ）

A. 空间站绕地球运行的向心力小于地球对它的万有引力

B. 空间站绕地球运行的向心力等于地球对它的万有引力

C. 若连接空间站处的“绳索”断裂，空间站将落回地面

D. 若连接空间站处的“绳索”断裂，空间站做离心运动

【答案】D

【解析】

【详解】AB．同步卫星在轨道上运行时，由引力作为向心力，恰好相对地球静止，而空间站轨道高于同步卫星轨道，若仅由万有引力作为向心力，转动周期大于同步卫星，不可能相对地球静止，故空间站绕地球运行的向心力大于地球对它的万有引力，AB错误；

CD．若连接空间站处“绳索”断裂，引力不足以作为向心力，故空间站做离心运动，C错误，D正确。

故选D。

4. 我国在全球海上风电项目中占有绝对主导地位，发展新能源为减少碳排行动作出了杰出贡献。如图为某沿海区域的风速测速仪的简易图，其工作原理是：风吹动风杯，风杯通过转轴带动永磁铁转动，电流测量装置可监测感应线圈产生的电流变化，从而测量实时风速。由此可知（    ）

A. 可以通过监测电流的最大值来监测风速大小

B. 感应线圈匝数越少，越有利于监测到电流变化

C. 风速越大，电流测量装置显示的电流变化周期越大

D. 电流测量装置监测到的电流为大小不变、方向周期性变化的电流

【答案】A

【解析】

【详解】线圈在磁场中转动会产生交流电，根据运动的相对性可知，磁体相对线圈转动在线圈中也会产生交流电，转动的周期与产生的交流电的周期相同，风速越大，磁体转动的越快，产生的交流电的周期越小，线圈磁通量的变化率越大，由法拉第电磁感应定律可知产生的感应电动势就越大，感应电流也就越大，感应电动势的大小与线圈的匝数成正比，故匝数越多，产生的感应电流也越大。

故选A

5. 一点光源以150W的功率向周围所有方向均匀地辐射光波，该光波的波长约为，在空间中的传播速度为。在距离该点光源30m处，每秒垂直通过每平方米面积的光子数约为（普朗克常量h取）（　　）

A. 个 B. 个 C. 个 D. 个

【答案】A

【解析】

【详解】一个光子的能量为

为光的频率，光的波长与频率有以下关系

光源每秒发出的光子的个数为

P为光源的功率，光子以球面波的形式传播，那么以光源为原点的球面上的光子数相同，此时距光源的距离为30m，那么此处的球面的表面积为

S=4π×302m2

则

每秒垂直通过每平方米光子数为3×1012个。

故选A。

6. 如图所示电路中，直流电源内阻，、为定值电阻，滑动变阻器最大阻值为，。开关K闭合且电路稳定后，滑动变阻器的滑片P缓慢从b向a滑动过程中（    ）

A. 电流表示数变小 B. 电源的效率减小

C. 滑动变阻器消耗的功率一直减小 D. 通过的电流方向为从c到d

【答案】B

【解析】

【详解】A．滑动变阻器的滑片P缓慢从b向a滑动过程中，接入电路的电阻减小，电路的总电阻减小，根据闭合电路欧姆欧姆定律可知，电路的电流增大，电流表示数增大，故A错误；

B．电源的效率为

当滑动变阻器接入电路的电阻减小，电源效率减小，故B正确；

C．把R1看作电源的内阻，滑动变阻器接入电路的电阻减小，外电路的阻值靠近等效电源的内阻，等效电源的输出功率变大，滑动变阻器消耗的功率变大，故C错误；

D．根据闭合电路欧姆定律有

当滑动变阻器接入电路的电阻减小,电路的电流增大时，路端电压减小，电容器电压减小，根据电容器定义式

可知电荷量在减小，电容器在放电状态，所以通过的电流方向为从d到c，故D错误。

故选B。

7. 如图所示，水平面内间距为1m且足够长的两根平行光滑长直金属轨道，其左侧通过开关S与R=5Ω的电阻相连，整个空间内有垂直轨道平面向里、磁感应强度大小为2T的匀强磁场。一质量为2kg，长度为1m，电阻为5Ω的均匀长直金属棒PQ位于轨道平面内并垂直轨道放置，金属棒始终与轨道接触良好，不计轨道电阻及空气阻力。闭合开关S，对金属棒PQ施加一水平向右的力F，使其从静止开始做加速度大小为0.5m/s2的匀加速运动；4s后撤去力F。金属棒PQ从开始运动到最终静止的全过程中，力F的最大值Fm及金属棒运动的路程x为（    ）

A. ， B. ，

C. ， D. ，

【答案】C

【解析】

【详解】对金属棒有

由于金属棒做匀加速运动，则当感应电流最大时，F有最大值，又有

则当速度达到最大时，对应感应电流最大，则

vm=at

联立解得

Fm=1.8N

金属棒做匀加速直线运动，则前4s运动的位移为

从撤去外力到金属棒完全停止过程中由动量定理可得

设撤去外力后金属棒移动距离为x2，则有

联立解得

x2=10m

则总路程为

x=x1+x2=14m

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. 我国自主研发的“直8”消防灭火直升机，可在高原气候条件和其他各种复杂恶劣环境下飞行，执行空中运输、搜索救援、抢险救灾、医疗救护等多种任务。如图为“直8”执行某次灭火任务时沿水平方向匀速经过火场上空的情景，消防水桶与“直8”保持相对静止，消防水桶受到重力G、绳子拉力和空气作用力，下列关于此时消防水桶的受力分析示意图，可能正确的是（　　）

A.  B.  C.  D.

【答案】AC

【解析】

【详解】由题意可知消防水桶做匀速直线运动，故受力平衡，所以其所受三个力满足三力平衡条件，即任意两个力的合力与第三个力大小相等，方向相反。故A、C正确。

故选AC。

9. 如图所示，三条垂直纸面固定的长直导线a、b、c分别通以恒定电流、、，其中a、b两根导线中电流方向垂直纸面向外，且，。O点位于纸面内且到a、b、c三条导线距离相等，。设定长直导线周围磁场的磁感应强度大小（式中常量，I为导线中电流强度，r为到导线的距离）。现在O点放置一小段电流方向垂直纸面向里的通电直导线，该导线所受安培力F与竖直方向的夹角，，，下列说法正确的是（    ）

A. c中电流方向垂直纸面向外 B.

C. c中电流方向垂直纸面向里 D.

【答案】AD

【解析】

【详解】AC．根据电流间的相互作用的规律：同向电流相互吸引，反向电流相互排斥，根据O处的电流受力可知b导线中的电流对O处电流的作用力大于a处的导线中电流对O处电流的作用力；因为O处电流受到的安培力的合力方向为左下方，所以导线c中的电流对O处的电流作用力竖直向下，所以导线c中的电流方向垂直纸面向外，A正确，C错误；

BD．根据题意，设O处电流元的长度为，电流大小为，结合安培力的计算公式，可得b导线中的电流对O处电流的作用力与a处的导线中电流对O处电流的作用力矢量合为

导线c中的电流对O处电流的作用力为

根据力的合成，以及合力与竖直方向的夹角，有

可得

B错误，D正确。

故选AD。

10. 如图所示，平面直角坐标系中，三个点电荷a、b、c分别固定于、、处，a、b、c电荷量分别为、、。现有一电荷量为的点电荷d，在轴上从靠近坐标原点处由静止释放，不考虑重力及电荷d对原电场的影响，取无穷远处电势能为零，则在点电荷d的整个运动过程中，其瞬时速度v随时间t、电势能随位置x变化的关系图像可能为（　　）

A.  B.  C.  D.

【答案】BD

【解析】

【详解】AB．点电荷d的受力分析如图

由库仑定律

由牛顿第二定律

整理可得

易得随着电荷d向右移动，θ减小，cosθ逐渐增大，电荷d做加速度减小的加速运动，当时，它的速度达到最大值，然后电荷d做减速运动直至无穷远处，其速度为一定值，故A错误，B正确；

CD．由电荷d的受力分析可知，电荷d同时受到合引力和斥力的作用，当x<x1时，合力方向向右，故当电荷d从靠近原点处向右移动时，电场力做正功，其电势能减小；当x=x1时，合力为零，此时d的动能最大，电势能最小；当x>x1时，合力方向向左，故当电荷d继续向右移动时，电场力做负功，其电势能增加直至无穷远处电势能为0。故C错误，D正确。

故选BD。

三、非选择题：本题共5小题，共57分。

11. 某小组同学用如图所示实验装置验证牛顿第二定律。实验步骤如下：

①测量遮光条A的宽度d；

②调节气垫导轨使其水平，将滑块用一根不可伸长的细线绕过气垫导轨左端的定滑轮与力传感器相连，定滑轮与滑块间细线水平，力传感器下方悬挂适量钩码；

③测量遮光条A左边缘到光电门B中心的水平距离x；

④打开气源，将滑块和钩码同时由静止释放，记录力传感器的示数F和遮光条A通过光电门B的遮光时间；

⑤改变钩码个数，重复步骤③④。

根据以上实验步骤，回答下列问题：

（1）关于遮光条A宽度的选择，下列说法正确的是______（填选项前的字母）；

A.遮光条A宽度应选择适当小，其经过光电门的遮光时间就小，计算的滑块瞬时速度才精确

B.遮光条A宽度应选择适当大，其经过光电门的遮光时间就大，计算的滑块瞬时速度才精确

C.遮光条A宽度应选择适当小，其经过光电门的遮光时间就大，计算的滑块瞬时速度才精确

D.遮光条A宽度应选择适当大，其经过光电门的遮光时间就小，计算的滑块瞬时速度才精确

（2）根据上述步骤中测量或记录的物理量，写出滑块运动的加速度a的测量值表达式：______。

（3）多次实验后，作出图像，得出“质量不变时，加速度与合力成正比”的结论。该小组同学分析图像的斜率并通过计算得到滑块（包含遮光条A）的质量为m，考虑到滑块瞬时速度的测量方法，可知m的测量值______（选填“大于”“小于”“等于”）其真实值。

【答案】    ①. A    ②.     ③. 小于

【解析】

【详解】（1）[1]遮光条A宽度应选择适当小，其经过光电门的遮光时间就小，计算的滑块瞬时速度才精确。

故选A

（2）[2]滑块经过光电门的速度

根据运动学公式

联立可得

（3）[3]考虑到滑块瞬时速度的测量方法，将导致测量速度偏大，加速度偏大，图像的斜率偏大，质量的测量值小于其真实值。

12. 某兴趣小组查阅资料得知，在0~100℃范围内，金属铂电阻的电阻值与温度t的关系为：（其中为金属铂电阻在0℃时的电阻，t为摄氏温度，为一正值常数，称为金属铂电阻的温度系数）。该兴趣小组想利用这一原理制作一个简易的温度传感器。

（1）在0℃条件下，利用多用电表欧姆挡“”挡对进行测量，测量时多用电表指针如图1所示，则______Ω。

（2）采用如图2所示电路测量金属铂电阻的温度系数，其中定值电阻且远大于、。将金属铂电阻置于温度为t的环境中，调节滑动变阻器，测得干路电流为，则：

①图2中b、d两点间的电压______（用、、t和表示）；

②若精确测得，保持和不变，多次改变温度t，并测量b、d两点间对应的电压U，将测得的数据标在如图3所示的图像上______，由此可得______（保留两位有效数字）：

③若实验中没有保证、远大于、，将导致温度系数的测量值______（选填“偏大”“偏小”）。

【答案】    ①. 110    ②.     ③.     ④.     ⑤. 偏小

【解析】

【详解】（1）[1]多用电表读数为

（2）①[2]由于定值电阻且远大于、，可知两支路的电流相等，且均为，则b、d两点间的电压

②[3]若，保持和不变，则

[4]画出图像如图

由图像可知

解得

③[5]若实验中没有保证R1、R2远大于Rt、RP，因Rt>RP=R0，则通过R1的电流小于通过R2的电流，则

Ubc＜I0R0(1+αt)

Udc＞I0R0

则有

Ubd＜I0R0αt

故将导致温度系数α的测量值偏小。

13. 如题图所示，一半径为R、高为的圆柱形容器置于真空中，容器内装有一定量的某种透明均匀液体，一单色细光束从容器顶端处射向液面中心O，经液面折射后，恰好射到容器侧壁底端S处形成一小光斑。已知该液体对该光束的折射率，求：

（1）该液体的深度；

（2）若该光束仍从处沿原方向射入该液体，液面以速度v匀速下降，光斑移动的速度。

【答案】（1）（2）

【解析】

【详解】（1）设细光束在液面的入射角为α，在液体内的折射角为θ，透明均匀液体的深度为h，如图所示，则有

其中

联立解得

（2）设在t时间内液面下降的高度为h＇，可得

由几何关系可得光斑移动的距离

其中

因此光斑移动的速度

14. 如图所示，平面直角坐标系的第一象限充满沿y轴正方向的匀强电场；坐标原点O右侧有一个与y轴平行、足够长且厚度不计的荧光屏，荧光屏与x轴相交于Q点，且；y轴左侧充满垂直平面向里的匀强磁场。一重力可忽略不计、比荷大小为k的带负电粒子，以速度从y轴负半轴上的P点（）水平向左射入磁场。若匀强磁场的磁感应强度大小，匀强电场的电场强度大小，求：

（1）该粒子从P点入射到打在荧光屏上所经过的时间；

（2）若，该粒子打在荧光屏上的位置到Q点的距离。

【答案】（1）；（2）

【解析】

【详解】（1）比荷大小为k的带负电粒子，则

由图可知，粒子在磁场中运动时间为

在电场中运动时间为

故该粒子从P点入射到打在荧光屏上所经过的时间为

（2）粒子在磁场中做圆周运动，则

解得

在电场中沿y轴方向上，可得

由公式

解得

则该粒子打在荧光屏上的位置到Q点的距离为

15. 如图1所示，质量均为且可视为质点的两个相同小物块a、b停靠在竖直墙壁处，a、b之间由细线连接并夹着一根压缩的轻弹簧。虚线AB左侧粗糙水平地面与物块间的动摩擦因数处处相同，大小；虚线AB右侧粗糙水平地面对物块的摩擦力与物块速率成正比，满足（k为未知常数）。时刻，水平向右的恒力F作用在b上；时刻，b运动到虚线AB处，速度大小，此时a、b间细线突然断开，作用在b上的力F此后在时间内满足；时刻撤去力F。图2为b的速度随时间t变化的图像，最终a、b都停在虚线AB处并且恰好不发生碰撞。弹簧与a、b均未栓接，弹簧恢复原长后立即与a、b分离，若a与墙壁碰撞时没有机械能损失，弹簧长度、弹簧释放弹性势能的时间及空气阻力均忽略不计，重力加速度g取，求：

（1）时刻弹簧的弹性势能大小；

（2）时间内，恒力F的大小；

（3）的大小。

【答案】（1）1J；（2）；（3）

【解析】

【详解】（1）依题意，细线断开瞬间，弹簧弹力远大于外力F，a、b系统动量守恒，可得

解得

即二者分开后，a向左运动，速度大小为，由功能关系可得

解得

（2）物块a、b在恒力作用过程中，根据牛顿第二定律可知

由图像可知

二者分离后，a物块先向左减速，与墙壁碰撞后接着向右减速，恰好停在AB处，有

联立，解得

（3）b物块从过程，做匀变速运动，有

即

可知

设t3的速度为v，根据动能定理可得

t3之后的运动过程，根据动量定理有

有图像可知

联立，解得