2023届江苏省南京汉开书院高中部高三下学期高考物理仿真模拟训练物理试题（含解析）

这是一份2023届江苏省南京汉开书院高中部高三下学期高考物理仿真模拟训练物理试题（含解析），共19页。试卷主要包含了单选题，实验题，解答题等内容，欢迎下载使用。

一、单选题
1．将两端开口的玻璃管竖直插在水中，现象如图所示，则（ ）
A．水不浸润玻璃
B．现象与液体的表面张力无关
C．换成直径更小的玻璃管，管内外液面的高度差将变小
D．水与玻璃的相互作用比水分子之间的相关作用强
2．在以下四种情景中，线圈中产生的电流与其正下方所示的图线相对应的是（ ）

A．图甲B．图乙C．图丙D．图丁
3．如图所示，一高考倒计时牌通过一根轻绳悬挂在定滑轮上。挂上后发现倒计时牌是倾斜的，已知∠AOB=90°，计时牌的重力大小为G。不计一切摩擦，则平衡时绳OB中的张力大小为（ ）
A．B．C．D．G
4．医学影像诊断设备PET/CT是借助于示踪剂可以聚集到病变部位的特点来发现疾病。示踪剂常利用同位素，作示踪原子标记，其半衰期仅为。由小型回旋加速器输出的高速质子轰击获得，则下列说法正确的是（ ）
A．用高速质子轰击，生成的同时释放出中子
B．用高速质子轰击，生成的同时释放出粒子
C．的经后，剩余的质量为
D．将置于回旋加速器加速时，其半衰期可能会发生变化
5．由于大气层的存在，太阳光线在大气中折射，使得太阳“落山”后我们仍然能看见它。某同学为研究这一现象，建立了简化模型。将折射率很小的不均匀大气等效成折射率为的均匀大气，并将大气层的厚度等效为地球半径R。根据此模型，一个住在赤道上的人一天中能看到太阳的时长为（ ）
A．12小时B．13小时C．14小时D．15小时
6．交警使用的某型号酒精测试仪如图甲，其工作原理如图乙所示，传感器电阻R的电阻值随酒精气体浓度的增大而减小，电源的电动势为E，内阻为r，电路中的电表均为理想电表。当一位酒驾驾驶员对着测试仪吹气时，下列说法中正确的是（ ）
A．电压表的示数变大，电流表的示数变小
B．电压表的示数变小，电流表的示数变小
C．酒精气体浓度越大，电源的输出功率越大
D．电压表示数变化量与电流表示数变化量的绝对值之比保持不变
7．如图所示，A、B是两个面积不等的活塞，可以在水平固定的两端开口的气缸内无摩擦地滑动，缸内气体为理想气体。随着温度降低，描述气体状态变化的图像可能正确的是（ ）

A． B．
C． D．
8．物理老师为考察学生对物理公式、数学与物理学科交叉的理解，将一个做直线运动的物体的数据进行了处理，以瞬时速度的平方的倒数为纵坐标，位移的倒数为横坐标，描绘出如图所示的图像，已知该图像中直线与横轴之间的夹角为45°，关于该物体的运动，以下说法正确的是（ ）
A．该物体做初速度为2m/s的匀加速直线运动
B．该物体的加速度为0.5m/s2
C．图像中的直线与横轴的夹角为45°，斜率应该是1，该图像画错了
D．该物体在10s内的位移为100m
9．范德格拉夫静电加速器结构如图所示，其工作原理是先通过传送带将正电荷传送到金属球壳（电荷在金属球壳均匀分布），使金属球与地面间产生几百万伏的高压，然后利用高压给绝缘管中的带电粒子加速。在加速管顶端A点无初速度释放一带电粒子，粒子经过B、C两点到达管底（B为中点）。不计粒子重力，仅考虑球壳产生电场的影响，下列说法正确的是（ ）

A．B点电势比C点电势低
B．粒子从B点到C点的过程中电势能增大
C．粒子在B点的加速度小于在C点的加速度
D．粒子在与间的动能变化量不同
10．图1是一辆正以速度v做匀速直线运动的自行车的车轮简化示意图，车轮边缘某点P（图中未画出）离水平地面高度h随自行车运动位移x的变化关系如图2所示，图中的L为已知量，则（ ）
A．该车轮的直径为
B．该车轮的转速为（转/每秒）
C．在位置，相对地面的速度为零
D．在位置，相对地面的速度为
二、实验题
11．某学习小组利用砷化镓霍尔元件（载流子为电子）测量磁感应强度B，实验原理如1图所示，匀强磁场垂直于元件的工作面，工作电源为霍尔元件提供霍尔电流I，I通过1、3测脚时，2、4测脚间将产生霍尔电压U。

（1）2、4测脚中电势高的是___________（选填“2”或“4”）测脚。
（2）某次实验中，利用螺旋测微器测量元件厚度d（如2图），其读数为___________ mm，调节工作电压，改变霍尔电流，测出霍尔电压，实验数据如下表所示：
根据实验数据在如3图所示的坐标纸上作出U与I的关系图像；___________
（3）设该元件单位体积中自由电子的个数为n，元件厚度为d，磁感应强度为B，电子电荷量为e，则U与I的关系式为___________。
（4） 为提高测量灵敏度，请提出制作霍尔元件的建议___________。
三、解答题
12．如图所示，一列在x轴上传播的简谐横波，实线表示时刻的波形图，虚线是这列波在时刻的波形图。已知该波的波速为，试求
（1）该波的波长和传播方向；
（2）平衡位置在处质点的振动方程。
13．微观世界中动量和能量守恒是普遍适用的规律。极紫外线是光刻机用来制造先进芯片的光源，其波长λ在121nm到10nm之间。已知电子的质量m=9.0×10-31kg，普朗克常量h=6.6×10-34Js，真空中光速h=3×108m/s，1nm=10-9m。（计算结果保留1位有效数字）。
（1）若用波长为10nm的极紫外线照射锌板，已知能使锌板产生光电效应的极限波长为3.7×10-7m，求逸出光电子的最大初动能Ek；
（2）波长为10nm的极紫外线光子与静止的电子发生相互作用，电子获得能量，光子波长变为121nm，求被碰后电子的速度v。
14．某装置利用磁场控制带电粒子的运动。如图所示，矩形区域ABCD边长分别为、，O、为AB、CD边的中点；ABCD内存在多层紧邻且强弱相同的匀强磁场，每层的高度均为d，磁感应强度大小可调，方向垂直纸面沿竖直方向交替变化；质量为m、电荷量为+q的粒子从O点射入磁场，初速度大小为，方向与夹角为，粒子在纸面内运动，不计粒子重力及粒子间的相互作用。
（1）若粒子从O开始沿图示轨迹运动且恰好到达，求所加磁场的磁感应强度的大小。
（2）若粒子从CD边离开磁场时与轴线的距离小于d，求磁感应强度B的取值范围。
（3）若磁感应强度，求能从CD边出射的粒子初速度方向与夹角θ的范围。

15．有一游戏装置，在光滑水平面AC上安装一弹簧发射架，已知AB为弹簧原长，弹力做功W与压缩量的关系为，弹簧劲度系数，压缩量可调，斜面CD的倾角为，长为。质量的物块P被弹簧弹出，经过C点时速度大小不变，物块P与斜面CD间的动摩擦因数。斜面在D点处与半径的光滑圆形轨道相切连接，圆轨道的最低点E与水平轨道EF相切连接，EF轨道与CD斜面略错开。质量为的物块Q放在距离E点的G点处，两物块与水平轨道EF的动摩擦因数均为，紧靠F点右侧下方有一距EF为的平台，平台足够长。物块P与物块Q碰撞后粘在一起向前运动，整个运动过程中两物块均可看成质点。
（1）若压缩量，求物块P第一次到达C点时的速度大小；
（2）若物块P恰好能过圆轨道最高点，则物块P通过圆轨道最低点E时对轨道的压力；
（3）若物块P不脱离轨道且能够撞上物块Q，至少为多少？
（4）若物块P恰好能过圆轨道最高点，G点右侧轨道长度S可调，则S多大时两物块在平台上的落点与E点水平距离最远？水平最远距离为多少？
实验次数
1
2
3
4
5
0.50
1.00
1.50
2.00
2.50
41.5
83.1
124.8
166.4
208.1
参考答案：
1．D
【详解】A．毛细作用，是液体表面对固体表面的吸引力，当毛细管插入浸润液体中，管内液面上升，高于管外，可知，水浸润玻璃，故A错误；
B．水可以浸润玻璃，说明附着层内分子间的作用表现为斥力，现象与液体的表面张力有关，故B错误；
C．换成直径更小的玻璃管，毛细作用更明显，管内外液面的高度差将变大，故C错误；
D．水能浸润玻璃，是因为水分子之间的相互作用弱于玻璃与水分子之间的相互作用，故D正确。
故选D。
2．A
【详解】A．线圈中产生的电流大小为
故A正确；
B．线圈中产生的电流大小为
故B错误；
C．线圈中磁通量恒定不变，产生的电流大小为，故C错误；
D．线圈中产生的电流大小为
故D错误。
故选A。
3．A
【详解】将重力沿OB、OA绳的方向分解，如图所示
因不计一切摩擦，则

则
故选A。
4．B
【详解】AB．根据质量数和电荷数守恒，写出用高速质子轰击生成的核反应方程式为
可知同时释放出粒子，A错误，B正确；
C．的半衰期为，的经后，剩余的质量为，C错误；
D．放射性物质的半衰期是物质本身的属性，与外界物理环境或化学环境无关，故将置于回旋加速器加速时，其半衰期不会发生变化，D错误。
故选B。
5．C
【详解】太阳光是平行光，临界光路图如图所示
由几何关系可得临界光线的折射角满足
可知临界光线的折射角为30°，根据折射定律可得
解得
由几何关系可知，地球多转角度便看不见太阳了，有
一个住在赤道上的人在太阳“落山”后还能看到太阳的时间为
同理可知，在太阳升起时也能提早一小时看到太阳，则一个住在赤道上的人一天中能看到太阳的时长为14h。
故选C。
6．D
【详解】AB．当一位酒驾驾驶员对着测试仪吹气时，传感器的电阻减小，电路的总电阻减小，根据闭合电路欧姆定律
可知总电流变大，电流表的示数变大，电阻R0以及内阻r上的电压变大，则R上的电压减小，可知电压表示数变小，故AB错误；
C．电源的输出功率为
酒精气体浓度越大，传感器电阻越小，当，电源的输出功率增大；当，电源的输出功率最大，当，电源的输出功率减小。故C错误；
D．根据闭合电路欧姆定律有
则有
可知电压表示数变化量与电流表示数变化量的绝对值之比保持不变，故D正确。
故选D。
7．A
【详解】随着温度降低，气体先做等压变化，由于温度的降低，气体的体积减小。当活塞A运动至最右端时，气体体积达到最小。之后气体做等容变化，随着温度的降低，气体的压强逐渐减小，故A正确，BCD错误。
故选A。
8．D
【详解】AB．根据题意，设图像的斜率为，则有
即有
由运动学公式有
可得
对比可得
，
解得
，
则物体做初速度为零，加速度为的匀加速直线运动，故AB错误；
C．运动学中图像的斜率与数学中图像的斜率所表示的物理意义不同，运动学中图像的斜率表示纵坐标截距与对应的横坐标截距之比，而不是角的正切值，故C错误；
D．由运动学公式可得，该物体在10s内的位移为
故D正确。
故选D。
9．D
【详解】AB．根据题意可知电场线方向沿着ABC的方向，沿着电场线方向电势逐渐降低，所以B点电势比C点电势高，粒子在加速过程中，动能增大，电势能减小，故AB错误；
C．电场线的疏密程度表示场强的大小，从A到C的过程中电场线逐渐稀疏，所以B点的场强大于C点的场强，根据牛顿第二定律
可知，粒子在B点的加速度大于在C点的加速度，故C错误；
D．因为从A到C的过程中场强逐渐减小，根据公式可知，AB两点间的电势差大于BC两点间的电势差，所以粒子在AB间的动能变化量大于在BC间的动能变化量，故D正确；
故选D。
10．B
【详解】A．根据题意可知，自行车运动位移L时，车轮转动一周，则直径为
故A错误；
B．车轮转动一周用时为
则转速为
故B正确；
C．在位置，P在最高点，速度恰好水平，相对地面速度为2v，故C错误；
D．在位置，P处于与圆心等高处，此时其有水平方向的速度v，和竖直方向的速度v，根据平行四边形定则可知，相对地面的速度为，故D错误。
故选B。
11． 2 2.000 ①减小厚度d，②选用单位体积中自由电子的个数更多的材料制作霍尔元件
【详解】（1）[1]根据左手定则可知，电子受到的洛伦兹力向4测脚方向，电子带负电，故2测脚中电势高；
（2）[2] 螺旋测微器的读数
[3]将表格中的数据在图中描点连线，其图像如图所示

（3）[4] 霍尔元件中电子受到的洛伦兹力等于电场力，有
电流微观表达式
设霍尔元件的宽度为，霍尔元件的电压
霍尔元件的截面面积
解得
（4）[5] 由可知，减小厚度d或选用单位体积中自由电子的个数更多的材料制作霍尔元件可以提高测量灵敏度。
12．（1），沿x轴负方向传播；（2）
【详解】（1）由图可知，该波的波长，若波沿x轴负方向传播，则
由已知，波速，则，故波沿x轴负方向传播。
（2）设平衡位置在处质点的振动方程为
由图可知，振幅，当时，有，因波沿x轴负方向传播，则，且
故
故
13．（1）；（2）
【详解】（1）设波长为10nm的极紫外线的波长为λ，锌板的极限波长为，逸出功为W，根据光电效应方程得
解得
（2）光子与电子作用，能量守恒，则
解得
14．（1）；（2）；（3）+到-之间
【详解】（1）由几何关系得
根据牛顿第二定律
解得
（2）若粒子从CD边离开磁场时与轴线的距离小于d，则粒子在离开磁场前不能进入第二层磁场，临界情况为轨迹与第一、二层磁场边界相切。设轨迹半径为，由几何关系得
根据牛顿第二定律
联立解得
即当时满足要求。

（3）当，由
得
先考虑临界情况：设粒子恰好到达D点，由几何关系及运动对称性可得，v0与竖直正方向夹角为，即与OD夹角为时符合题设要求，粒子经过第一层磁场过程中沿OD方向前进了d，之后经过各层磁场与经过第一层磁场类似，最终到达D点。考虑运动的对称性，与竖直负方向夹角为时的情况与上一种情况类似，最终到达C点。经分析可知发射角在+到-之间的粒子均可从CD边射出。

15．（1）；（2）；方向竖直向下；（3）；（4），
【详解】（1）由B到C，根据能量守恒可知
解得
（2）物块P恰好能过圆轨道最高点，重力提供向心力
得
从最高点到E点，根据动能定理
可得
在E点由牛顿第二定律知
解得
由牛顿第三定律得
方向竖直向下
（3）当恰好过圆周运动最高点的情况下
解得
能撞上物块Q
根据能量守恒
解得
（4）从E点到Q点，由动能定理
可得
根据动量守恒
可得
则从G点到轨道右侧
可得
由平抛公式
得
所以水平距离
所以当时