2023届广东省揭阳市惠来县第一中学高三下学期最后一模（临门一脚）物理试题（解析版）

2023年高考“临门一脚”测试

物理试卷

一、单选题（共7道，每道4分，共28分）

1. 2022年12月9日，我国具有自主知识产权的第四代核电项目华能石岛湾高温气冷堆示范工程1、2号反应堆达到初始满功率，实现了“两堆带一机”模式下的稳定运行。这为该堆型今后商业化运行打下了坚实的基础。已知该反应堆的工作原理是利用中子轰击核燃料释放核能来发电的，其中的一个反应过程生成和，并放出粒子X；具有放射性，衰变后会变成，并放出粒子Y。下列说法正确的是（　　）

A. X为氚核

B. 发生的是α衰变

C. 通过增大压强，可以使半衰期增大

D. 的比结合能大于的比结合能

【答案】D

【解析】

【详解】A．中子轰击的核反应方程为

X为中子，A错误。

B．发生衰变的核反应方程为

是β衰变，B错误。

C．放射性元素半衰期的长短与原子所处的物理状态（压强、温度等）、化学状态（单质或化合物）均无关，C错误。

D．裂变过程释放能量，生成的新原子核更稳定，则、的比结合能都比的大，D正确。

故选D。

2. 如图所示，装御工人利用斜面将一质量为m、可近似为光滑的油桶缓慢地推到汽车上。在油桶上移的过程中，人对油桶推力的方向由水平方向逐渐变为与水平方向成60°角斜向上，已知斜面的倾角为，重力加速度为g，则关于工人对油桶的推力大小，下列说法正确的是（　　）

A. 不变 B. 逐渐变小 C. 逐渐变大 D. 最小值为

【答案】D

【解析】

【详解】分析油桶的受力情况，油桶受重力、斜面的支持力和推力，因油桶缓慢地推到汽车上，处于动态平衡状态，由三角形定则作出力的动态变化过程，如图所示

当水平推力F由水平方向逐渐变为与水平方向成60°角斜向上的过程中，推力先变小后变大，最小时力F和支持力N垂直，即沿斜面方向，此时最小值为；

故选D。

3. 如图所示，取一条较长的软绳，用手握住O点连续上下抖动，在绳上形成一列简谐横波，某一时刻绳上a、b、c三个质点均处于平衡位置。已知O点完成一次全振动所用的时间为T。下列说法正确的是（　　）

A. a、b两质点间的距离等于波长 B. a、b两质点振动方向时刻相反

C. 再经，b质点将到达波峰位置 D. 再经，b质点将运动到c质点位置

【答案】B

【解析】

【详解】A．O点完成一次全振动所用的时间为T。在一个周期内振动传播的距离等于波长，即a、c两质点间的距离等于波长，a、b两质点间的距离等于半个波长，A错误；

B．由波的传播规律，a、b两质点间的距离等于半个波长，由上下坡特点可知，a、b两质点振动方向时刻相反，B正确；

C．由题意可知，该波沿水平向右方向传播，此时质点b从平衡位置向下振动，再经，b质点将到达波谷位置，C错误；

D．参与波传播的质点，只在各自的平衡位置附近振动，不会随波传播的方向移动，D错误。

故选B。

4. 自行车的发电花鼓装置可以在骑行时为车灯提供持续的电能，其原理可简化为图（甲）所示，图中N、S是可与摩擦小轮同轴转动的一对磁极，磁极周围固定一个与理想变压器相连的矩形线框，变压器的输出端与车灯相连。匀速骑行时，摩擦小轮在车轮的驱动下带动磁极旋转，变压器输出正弦型交变电流。某辆携带发电花鼓装置的自行车的部分结构如图（乙）所示，其中大齿轮与踏板相连，半径较小的小齿轮1和半径较大的小齿轮2与后轮同轴固定，骑行者可调节变速器使链条挂在不同的小齿轮上，骑行时摩擦小轮与车轮不打滑。下列说法正确的是（　　）

A. 骑行速度越快，车灯一定越亮

B. 骑行速度越快，交变电流的周期一定越大

C. 同样的骑行速度，链条挂在小齿轮1上相比挂在小齿轮2上，灯泡更亮

D. 同样的骑行速度，变压器原线圈的匝数越多，车灯越亮

【答案】A

【解析】

【详解】A．骑行速度越快，摩擦小轮转动越快，线圈的感应电动势越大，车灯的电流越大，车灯一定越亮，A正确；

B．骑行速度越快，摩擦小轮转动越快，摩擦小轮的角速度越大，根据 ，交变电流的周期一定越小，B错误；

C．同样的骑行速度，车轮的线速度线相同，摩擦小轮的线速度相同，摩擦小轮的角速度相同，无论链条挂在小齿轮1上还是挂在小齿轮2上，灯泡的亮度相同，C错误；

D．同样的骑行速度，车轮的线速度线相同，摩擦小轮的线速度相同，摩擦小轮的角速度相同，变压器原线圈的电压相同，根据 ，变压器原线圈的匝数越多，变压器副线圈两端电压越小，车灯越暗，D错误。

故选A。

5. 下列说法正确的是（　　）

A. 图甲表示声源远离观察者时，观察者接收到的声音频率增大

B. 图乙光导纤维利用光的全反射现象传递信息时外套的折射率比内芯的大

C. 图丙检验工件平整度的操作中，通过干涉条纹可推断出P为凸处、Q为凹处

D. 图丁为光照射到不透明圆盘上，在圆盘后得到的衍射图样

【答案】D

【解析】

【详解】A．图甲表示声源远离观察者时，根据多普勒效应可知观察者接收到的声音频率减小，故A错误；

B．图乙光导纤维利用光的全反射现象传递信息时外套的折射率比内芯的小，故B错误；

C．图丙检验工件平整度的操作中，明条纹处空气膜的厚度相同，从弯曲的条纹可知，P处检查平面左边处的空气膜厚度与后面的空气膜厚度相同，则P为凹处，同理可知Q为凸处，故C错误；

D．光照射到不透明圆盘上，后面会出现一亮斑，这亮斑称为泊松亮斑，图丁为在圆盘后得到的衍射图样，故D正确。

故选D。

6. 一质量为m、可视为质点的物块B静止于质量为M的木板C左端，木板静止于光滑水平面上，将质量为m的小球A用长为L的细绳悬挂于O点，静止时小球A与B等高且刚好接触，现对小球A施加一外力，使细绳恰好水平，如图所示，现将外力撤去，小球A与物块B发生弹性碰撞，已知B、C间动摩擦因数为μ，重力加速度为g，则下列说法正确的是（　　）

A. 小球A碰撞后做简谐运动

B. 碰撞后物块B的速度为

C. 若物块B未滑离木板C，则物块B与木板C之间的摩擦热小于

D. 若物块B会滑离木板C，则板长小于

【答案】D

【解析】

【详解】AB．小球A下落过程中机械能守恒，有

解得

小球A与物块B发生弹性碰撞，根据动量守恒和机械能守恒可得

解得碰后A、B的速度分别为

，

可知碰撞后A、B交换速度，小球A碰撞后静止，B的速度为，故AB错误；

C．对B、C组成的系统分析可知，水平方向不受外力，则动量守恒，有

解得

根据能量守恒可知，摩擦热为

故C错误；

D．摩擦热为

式中为板长，若B恰好滑离C，则有

解得

因此可知，若物块B会滑离木板C，则板长小于，故D正确。

故选D。

7. 将一小球竖直向上抛出，其动能随时间的变化如图。已知小球受到的空气阻力与速率成正比。已知小球的质量为m，最终小球的动能为，重力加速度为g，若不考虑小球会落地，则小球在整个运动过程中（　　）

A. 加速度先减小后增大

B. 合力的冲量大小为

C. 最大的加速度为

D. 从最高点下降至原位置所用时间小于

【答案】C

【解析】

【详解】A．小球受到的空气阻力与速率成正比，即，上升过程，由牛顿第二定律有

小球做加速度逐渐减小的减速直线运动，到最高点速度减为零，加速度减小为ｇ；

小球下降的过程，有

小球做加速度逐渐减小的加速直线运动，当加速度减为零后，小球向下做匀速直线运动，故全程加速度一直减小，故Ａ错误；

B．设小球的初速度为，满足

而小球的末速度为，有

取向下为正，根据动量定律有

故B错误；

C．小球刚抛出时阻力最大，其加速度最大，有

当小球向下匀速时，有

联立解得

故C正确；

D．小球上升和下降回到出发点的过程，由逆向思维有

因，则有

即从最高点下降至原位置所用时间大于，故D错误。

故选C。

二、多选题（共3道，每道6分，共18分，全部选对的得6分，选对但不全得3分，有选错的得0分）

8. 如图所示，空间有一正三棱P－ABC，D点是BC边上的中点，O点是底面ABC的中心，现在顶点P点固定一负的点电荷，则下列说法正确的是（    ）

A. 底面ABC为等势面

B. A、B、C三点的电场强度相同

C. 若B、C、D三点的电势为、、，则有

D. 将一正的试探电荷从B点沿直线BC经过D点移到C点，静电力对该试探电荷先做正功后做负功

【答案】CD

【解析】

【详解】A．点电荷的等势面是以点电荷为圆心的同心圆（球）面。O到P点距离比A、B、C三点到P点距离短，故电势比A、B、C三点电势低，又O点为底面ABC上的一点，故底面ABC不为等势面，故A错误；

B．点电荷电场强度大小为

A、B、C三点到P点距离相同，故三点电场强度大小相等，但方向不同，故A、B、C三点的电场强度不相同，故B错误；

C．B、C两点到P点距离相等，两点电势相等，则

故C正确；

D．B、C两点到P点距离相等，两点电势相等，D点到P点距离小于BP或CP两点距离，故D的电势低于B、C两点电势，故正试探电荷从B点沿直线BC经过D点移到C点，电势能先减小后增加，故静电力对该试探电荷先做正功后做负功，故D正确。

故选CD。

9. 观看科幻电影《流浪地球》后，某同学设想地球仅在木星引力作用下沿椭圆轨道通过木星的情景，如图所示，轨道上P点距木星最近（距木星表面的高度可忽略），则（　　）

A. 地球靠近木星的过程中运行加速度增大

B. 地球远离木星的过程中机械能减小

C. 地球远离木星的过程中动能减小

D. 地球在P点的运行速度等于木星第一宇宙速度

【答案】AC

【解析】

【分析】

【详解】A．地球在轨道上运行时，万有引力提供加速度，则有

地球靠近木星的过程中，r减小，所以加速度增大，故A正确；

B．地球远离木星的过程中，只有万有引力做负功，因此机械能守恒，故B错误；

C．地球绕木星做椭圆运动，根据开普勒第二定律可得，远木点的速度小，近木点的速度大，故地球远离木星的过程中，运行速度减小，动能减小，故C正确；

D．若地球在P点绕木星做匀速圆周运动，则速度等于木星的第一宇宙速度，即

而地球过P点后做离心运动，万有引力小于需要的向心力，则有

即

即地球在P点的运行速度大于木星的第一宇宙速度，故D错误；

故选AC。

10. 如图所示，磁流体发电机的通道是一长度为L的矩形管道，通道的左、右两侧壁是导电的，其高为h，间隔为a，而通道的上、下壁是绝缘的，所加匀强磁场的磁感应强度大小为B，方向与通道的上、下壁垂直且向上。等离子体以速度v沿如图所示的方向射入，已知等离子体的电阻率为ρ，负载电阻为R，不计等离子体的重力，不考虑离子间的相互作用力。下列说法不正确的是（　　）

A. 该发电机产生的电动势为Bva

B. 若增大负载电阻的阻值，电源的效率一定增大

C. 闭合开关后，流过负载R电流为

D. 为了保持等离子体恒定的速度v，通道两端需保持一定的压强差

【答案】D

【解析】

分析】

【详解】A．等离子体通过管道时，在洛伦兹力作用下，正负离子分别偏向右、左两壁，由此产生的电动势等效于金属棒切割磁感线产生的电动势，其值为

E=Bav

选项A正确，不符合题意；

B．电源的效率为

若增大负载电阻的阻值，电源的效率一定增大，选项B正确，不符合题意；

C．闭合开关后，流过负载R的电流为

选项C正确，不符合题意；

D．令气流进出管时的压强分别为p1、p2，则气流进出管时压力做功的功率分别为p1Sv和p2Sv，其功率损失为

p1Sv-p2Sv=△pSv

由能量守恒，此损失的功率完全转化为回路的电功率，即

将S=ha，代入上式中得

选项D错误，符合题意。

故选D。

三、实验题

11. 图（a）装置可以研究物体质量一定时，其加速度与合外力的关系。实验时，气垫导轨水平放置，右侧适当位置的上方固定光电门，调整定滑轮的高度，使滑块与滑轮间的细绳水平。

（1）测量前，力传感器________________调零（选填“需要”、“不需要”）

（2）在右侧吊篮中放入砝码，将滑块由静止释放，力传感器测得细绳中的拉力，光电门测得宽度为的挡光片的挡光时间。保持滑块质量不变，逐渐增加吊篮中砝码的个数，再将滑块由静止释放，测得多组拉力和对应的挡光时间。建立图（b）所示的坐标系，若希望从图像方便而又准确地得出加速度与合外力的关系，则每次滑块________________（选填“必须”、“不必”）从相同位置释放，挡光片宽度________________改变（选填“可以”、“不可以”）

（3）某同学依据采集的数据绘出图（b）所示的图线，并得出图线的斜率，从轨道标尺上读出滑块释放位置与光电门之间的距离，则滑块与挡光片的总质量________________（用、、表示）。

（4）为了提高实验的准确度，可以采取的措施有_________。

 A．选择宽度较小的挡光片    B．适当增大滑块释放位置与光电门之间的距离   C．增大滑块的质量

【答案】    ①. 需要    ②. 必须    ③. 不可以    ④.     ⑤. AB##BA

【解析】

【详解】（1）[1]测量前，力传感器需要调零。

（2）[2][3]设每次滑块释放位置与光电门的距离为，滑块的质量为，根据牛顿第二定律可得

滑块经过光电门的速度为

根据运动学公式可得

联立可得

为了使图像的斜率保持不变，则每次滑块必须从相同位置释放，挡光片宽度不可以改变。

（3）[4]根据

可知图像的斜率为

解得滑块与挡光片的总质量为

（4）[5]为了提高实验的准确度，可以采取的措施有：选择宽度较小的挡光片，适当增大滑块释放位置与光电门之间的距离。

12. 实验方案对实验测量的精度有直接影响，某学习小组对“测量电源的电动势和内阻”的实验方案进行探究，选用电动势约为4V、内阻约为5Ω的电源，现有下列实验器材：

A.电阻箱：阻值可调范围为0~999.9Ω；

B.滑动变阻器：阻值范围为0~15Ω；

C.滑动变阻器：阻值范围为0~100Ω；

D.表头G：量程为2、内阻为199.5Ω；

E.电压表：量程为3V、内阻约为5kΩ；

F.电压表：量程为15V、内阻约为15kΩ；

G.开关、导线若干。

（1）该小组设计了三个实验电路图，你认为最合理的是___________。

请说明理由：______________。

（2）若将表头G改装成量程为800的电流表，则电阻箱的阻值应该为___________Ω。

（3）为更好调节，滑动变阻器应该选用___________（填“”或“”），为使读数更准确，电压表应该选用___________（填“”或“”）。

【答案】    ①. 乙    ②. 表头的量程太小，需要用电阻箱进行改装，改装后的电流表内阻已知，采用乙图，可以避免系统误差    ③. 0.5    ④.     ⑤.

【解析】

【详解】（1）[1][2]通过估算，如果滑动变阻器接入电路的阻值最小时

表头的量程太小，需要用电阻箱进行改装，改装后的电流表内阻可以算出，采用乙图，可以消除电表引起的系统误差。

（2）[3]由

可得

。

（3）[4][5]通过估算，假设电流表内阻不计时，最大电流为

表头至少需要改装成量程为的电流表，需要并联电阻大小为，本实验滑动变阻器采用限流式接法，最大阻值最好比被测电阻大2~3倍调节效果好，所以滑动变阻器选用，当滑片处于最左端时

所以电压表选用。

四、解答题

13. 汽车胎压是指汽车轮胎内部的气压，是汽车行车安全及动力性能一个重要指标。如图所示，是一辆家用轿车在一次出行过程中仪表盘上显示的两次胎压值，其中图（a）表示刚出发时的显示值，图（b）表示到达目的地时的显示值，出发前胎内温度与环境温度相同。（可近似等于1个标准大气压，车胎内气体可视为理想气体且忽略体积变化）轿车仪表盘胎压实时监测

（1）此次出行过程中轿车的左前轮胎内气体温度升高了多少摄氏度；

（2）如果出发时就使轮胎气压恢复到正常胎压，需要充入一定量的同种气体，求左前轮胎内充入气体质量和该车胎内原有气体质量之比（忽略充气过程中轮胎体积和温度的变化）。

【答案】（1）；（2）

【解析】

【详解】（1）设标准大气压为，依题意，刚发出时，左前胎内气体的温度

气压

到达目的地时，左前胎内气体的温度设为，气压

由得

解得

左前轮胎内气体温度升高

（2）设左前轮胎体积为V，依题意，正常胎压

设打气并恢复到正常胎压时车胎内原有气体在压强为时的总体积为。由得

则

所以

14. 一游戏装置如图所示，该装置由圆锥摆、传送带两部分组成。质量不计长度为的细线一端被固定在架子上，另一端悬一个质量为的物体（可视为质点）。现使物体在水平面做匀速圆周运动，此时细线与竖直方向夹角为。一段时间后悬挂物体的细线断裂，物体沿水平方向飞出，恰好无碰撞地从传送带最上端（传送轮大小不计）沿传送方向进入传送带。倾角为的传送带以恒定的速率沿顺时针方向运行，物体在传送带上经过一段时间从传送带底部离开传送带。已知传送带长度为，物体和传送带之间的动摩擦因数为。重力加速度取（，）。

（1）求物体做水平匀速圆周运动的线速度大小和物体离开细绳瞬间距离传送带最上端的高度；

（2）求物体在传送带上运动过程中，物体对传送带摩擦力冲量和压力冲量；（答案可用根号表示）

【答案】（1），；（2），方向沿传送带向下；，方向垂直传送带向下

【解析】

【详解】（1）物体在水平面做匀速圆周运动，根据牛顿第二定律可得

可得

物体沿水平方向飞出，恰好无碰撞地从传送带最上端，则有

又

联立解得

（2）物体刚滑上传送带时的速度为

可知物体刚滑上传送带受到向下的滑动摩擦力，根据牛顿第二定律可知，物体的加速度大小为

物体刚滑上传送带到与传送带共速所用时间为

下滑的位移为

物体与传送带共速后，继续向下做匀加速运动，受到向上的滑动摩擦力，根据牛顿第二定律可知，物体的加速度大小为

设物体从共速到传送带底端所用时间为，根据运动学公式可得

解得

或（舍去）

根据牛顿第三定律可知，物体对传送带的摩擦力冲量方向沿传送带向下，大小为

物体对传送带的压力冲量方向垂直传送带向下，大小为

15. 如图（a）所示，一端封闭的两条平行光滑导轨相距L，距左端L处的中间一段被弯成  半径为H的四分之一圆弧，导轨左右两段处于高度相差H的水平面上。圆弧导轨所在区域无磁场，右段区域存在磁场B0，左段区域存在均匀分布但随时间线性变化的磁场B（t），如图（b）所示，两磁场方向均竖直向上。在圆弧顶端，放置一质量为m的金属棒ab，与导轨左段形成闭合回路，从金属棒下滑开始计时，经过时间t0滑到圆弧底端。设金属棒在回路中的电阻为R，导轨电阻不计，重力加速度为g。

（1）问金属棒在圆弧内滑动时，回路中感应电流的大小和方向是否发生改变？为什么？

（2）求0到时间t0内，回路中感应电流产生的焦耳热量。

（3）探讨在金属棒滑到圆弧底端进入匀强磁场B0的一瞬间，回路中感应电流的大小和方向。

【答案】（1）不发生改变，见解析；（2）；（3）见解析

【解析】

【详解】（1）感应电流大小和方向均不发生改变。因为金属棒滑到圆弧任意位置时，回路中磁通量的变化率相同。

（2）0~t0时间内，设回路中感应电动势大小为E0，感应电流为I，感应电流产生的焦耳热为Q，由法拉第电磁感应定律

根据闭合电路的欧姆定律

由焦耳定律

（3）设金属进入磁场B0的瞬间，速度为v，金属棒在圆弧区域下滑的过程中，机械能守恒

根据法拉第电磁感应定律，金属棒进入磁场B0区域瞬间产生的感应电动势大小为E，则

，方向为

而左端磁场的感应电动势为

方向为。

由闭合电路欧姆定律，求得感应电流

讨论：

I．当时，I=0；

II．当时

，方向为

III．当时

，方向为