2023届新高考模拟预热卷 物理（湖北卷 含解析）

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2023届新高考模拟预热卷 物理（湖北卷 含解析）一、选择题∶本题共11小题，每小题4分，共44分。在每小题给出的四个选项中，第1-7题只有一项符合题目要求，第8-11题有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。1.2022年6月23日，东北首座核电站辽宁红沿河核电站全面投产，成为国内在运的最大核电站。在该核电站的核反应堆中，中子轰击重核铀发生裂变反应，释放出大量核能。已知一个裂变时能释放200 MeV的能量，阿伏加德罗常数，则1 kg的铀完全裂变释放的能量(   )A. B. C. D.2.如图所示的变压器，原、副线圈的匝数比为4：1，原线圈输入端的间串接有一个阻值为的电阻和一个理想电流表，副线圈与一个阻值为R的电阻串联，原线圈的中间位置有一个抽头d。当输入端的交流电压加到两端时，电流表的读数为，当输入端的交流电压加到两端时，电流表的读数为，则为(   )A.1：2 B.2：1 C.1：3 D.3：13.一定质量的理想气体从状态A开始依次经过状态B再到状态C再回到状态A，其图像如图所示，其中CA曲线为双曲线的一部分。下列说法正确的是(   )A.从B到C的过程中，气体放出热量B.从B到C的过程中，气体吸收热量，内能增加C.从C到A的过程中，气体的压强不变，内能增加D.从C到A的过程中，气体在单位时间、单位面积上与器壁碰撞的分子数变少，且单个气体分子的撞击力变小4.某跳伞运动员从悬停在空中的直升机上由静止自由下落（空气阻力不计），下落一段距离后打开降落伞，从打开降落伞开始计时，运动员的速度随时间变化的图像如图所示，重力加速度g取，下列说法中正确的是(   )A.运动员自由下落的距离为10 mB.在0~5 s时间内，运动员运动的位移大小为62.5 mC.在0~5 s时间内，运动员所受阻力随时间减小D.在5~8 s时间内，运动员的机械能不变5.电梯由静止从大楼的1层运动至30层，共用时间；第二次电梯由静止从大楼的1层运动至30层的过程中在16层停顿一小会儿（忽略在16层停留的时间），共用时间t，若电梯每次从静止开始运动到停止的过程中都经过匀加速、匀速、匀减速。电梯匀速运动时速度都一样，每次匀变速用时均为，则t与的差值为(   )A. B. C. D.6.“天宫一号”空间实验室以速度绕地球做匀速圆周运动。太阳帆板两端的连线与空间实验室速度方向垂直，间的距离，当空间实验室穿过垂直纸面向里的大小约为的匀强磁场时，将太阳帆板视为导体。地球半径，忽略地球自转的影响。则(   )A.M端电势低于N端电势B.间感应电动势的大小C.“天宫一号”绕地球运行的周期D.“天宫一号”距离地球表面的高度约7.如图所示，某同学手持黑板擦沿着水平方向向右匀速擦黑板。已知黑板擦的质量为0.1 kg，所受滑动摩擦力大小为3 N，黑板擦与黑板间的动摩擦因数为0.3，g取，则黑板擦运动过程中该同学对黑板擦的作用力大小约为(   )A.3 N B.1 N C.10.5 N D.10 N8.如图所示，位于A点处的波源从时刻开始振动，其振动方程为。已知该波源产生的简谐横波沿着x轴负方向传播，当质点O开始振动时，质点A刚好位于波谷，下列说法正确的是(   )A.该简谐横波的最大波长是16 mB.该简谐横波的周期是0.2 sC.B开始振动后，质点B与质点A的振动方向始终相反D.当波速为32 m/s时，质点B在0~0.55 s时间内的振动路程为0.12 m9.如图所示，半径为L的导体环固定在水平面上，导体环的总电阻为，整个空间存在垂直导体环平面向下的匀强磁场，磁感应强度大小为B。一长为、阻值可忽略的导体棒MN可绕导体环上的M点在水平面内转动，时刻导体棒由与导体环相切的位置，在外力的控制下沿逆时针的方向以恒定的角速度ω转动。导体棒与导体环接触良好，接触点用O表示，导体棒转过30°时为状态①，导体棒转过90°时为状态②。下列说法正确的是(   )A.状态①，MO两端的电压为B.状态②，MO两端的电压为C.状态①与状态②流过导体棒的电流之比为9：20D.状态①与状态②，导体棒所受的安培力之比为9：2010.如图所示，将一根光滑的硬质金属导线制成四分之一圆弧轨道AB后固定在竖直平面内，为轨道的圆心，水平。质量为m的细圆环P套在轨道上，足够长的轻质细绳绕过光滑的细小定滑轮分别连接圆环P与另一质量也为m的小球为一边长为R的正方形。若将细圆环P从圆弧轨道的最高点A由静止释放，圆环P在细绳拉动下将沿轨道运动。已知重力加速度为g，空气阻力忽略不计，则细圆环P下滑至B点的过程中，下列说法正确的是(   )A.小球Q的机械能先增加后减少B.细圆环P的机械能先减少后增加C.小球Q的速度为零时，细圆环P的速度大小为D.细圆环P运动到B点时，圆弧轨道对圆环P的弹力大小为11.如图所示的xOy坐标系中，y轴的左侧存在垂直纸面向外、磁感应强度大小未知的匀强磁场，y轴右侧的匀强磁场垂直纸面方向且大小未知，一带正电的粒子由y轴上（0，）处沿与y轴正方向成30°角的方向以速度v射入磁场，已知粒子的比荷为k，粒子在y轴右侧的轨道半径为L，最终粒子经过O点，粒子重力不计。下列说法正确的是(   )A.若y轴右侧的磁场垂直纸面向里，则y轴右侧的磁感应强度大小为B.若y轴右侧的磁场垂直纸面向里，则粒子从射入到运动至O点的时间为0C.若y轴右侧的磁场垂直纸面向外，则粒子从射入到运动至O点的时间可能为D.若y轴右侧的磁场垂直纸面向外，则粒子从射入到运动至O点的时间可能为二、非选择题:本题共5小题。共56分。12.（7分）为了探究加速度与力、质量的关系，某物理兴趣小组设计了如图甲所示的实验装置。表面粗糙、一端装有定滑轮的长木板固定在水平实验台上，木板左端固定有打点计时器，滑块右侧固定一个轻质小滑轮。钩码和拉力传感器通过绕在滑轮上的轻细绳相连，细绳与长木板平行。先接通电源，计时器开始打点，再静止释放滑块，滑块在钩码的作用下开始在长木板上运动（忽略滑轮与细绳间的摩擦，重力加速度g取）。（1）某次实验时，小组成员将打点计时器接到频率为50 Hz的交流电源上，实验中，拉力传感器显示的示数为5.7 N，得到一条纸带，打出的部分计数点如图乙所示（每相邻两个计数点间还有4个点，图中未画出），其中，则滑块的加速度_______，此次实验中悬挂钩码的质量_______kg。（结果均保留2位有效数字）（2）小组成员在实验中保持滑块质量M不变，通过增减悬挂钩码的数目进行多次实验，通过分析纸带求出相应实验时滑块的加速度，得到多组拉力传感器示数F和滑块加速度a的数据，作出如图丙所示的图像。由图像可求得滑块的质量________kg，滑块与长木板间的动摩擦因数________。（结果均保留2位有效数字）13.（9分）某实验小组为测量一节干电池的电动势和内阻，实验室提供了如下器材。A.电流表（量程0~10 mA，内阻约）B.电流表（量程0~3 mA，内阻为）C.电阻箱R（最大阻值为）D.定值电阻E.开关S一个，导线若干（1）为了测量结果的准确性、测量范围尽可能大和操作方便，电流表应选______（填器材前面的序号）。（2）请根据所选的实验器材，在虚线框内画出电路图。（3）该实验小组的实验过程如下：①按设计的电路图连接实物电路；②将电阻箱的阻值调到_______（填“最大”或“最小”）；③闭合开关S，将电阻箱的阻值调至某一值R，读出电流表的示数I，记录数据；④改变电阻箱的阻值，得到多组数据；⑤在实验数据处理环节，小组成员一致认为采用图象法进行实验数据处理可以减小误差，但是在用图象法处理数据时，小组成员有两种观，点，一部分成员认为需要形象、直观地观察电流I随R变化的规律，可以以______（填“I”“”或“”）为纵轴，以为横轴作图画出一条直线；⑥有同学以为纵轴，以R为横轴，用计算机拟合出了如图所示的关系图线，其中为图线的渐近线，A点为图线上的一点，则_______，________。（结果保留2位小数）14.（9分）如图所示，柱状半圆形透明介质的横截面MON竖直放置，半圆面的半径为R、圆心为O，一束单色光以入射角射到整个直径MN上，介质对该单色光的折射率为。已知光在真空中传播速度为c，不考虑圆弧面上的反射光。求：（1）光在介质中的最长传播时间；（2）圆弧面上有光射出区域的长度。    15.（15分）如图所示，质量的长木板A的左端a处固定有一宽度不计的轻质竖直挡板为长木板的右端点。质量的可视为质点的小物块B放在长木板上的c位置，且，小物块B与长木板A均静置于水平地面上。在长木板左侧，质量也为m、与长木板A等高的小物块Q正以某一速度水平向右运动，时刻，小物块Q以速度与长木板A发生弹性碰撞，碰撞时间极短，经历一段时间，小物块B与挡板P亦发生弹性碰撞，碰撞时间也极短，碰撞之后，小物块B恰好到达长木板A的右端点b处。已知小物块Q与水平地面间的动摩擦因数，小物块B与长木板A之间的动摩擦因数，长木板A与水平地面间的动摩擦因数，重力加速度g取，求：（1）小物块Q停止运动时的位置与长木板A开始运动前左端a点之间的距离；（2）长木板A上c位置到右端b点之间的距离（结果保留3位有效数字）。      16.（16分）一根质量、长为电阻不计的导体棒静止在足够长的光滑的U形导轨上，导轨平面存在垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B.导轨左侧有两个开关与一个定值电阻串联，阻值与一个电容器串联，电容，如图甲所示.现将闭合，断开，且用拉力F拉着导体棒开始向右做匀加速直线运动，图乙为导体棒所受拉力F随时间t的变化图像，则：（1）磁感应强度B的大小为多少?（2）已知在内外力F做功，则电阻R产生的焦耳热为多少?（3）当时，将断开，闭合，同时撤去外力F，则电容器最终所带电荷量为多少?


 
答案以及解析1.答案：C解析：1 kg的含有的原子数目，故1 kg铀完全裂变释放的能量，C正确。2.答案：C解析：当输入端的交流电压加到两端时，把原线圈所接电阻和变压器及副线圈所连电阻视为一个电阻，则等效总电阻，当输入端的交流电压加到两端时，等效总电阻，所以在输入电压相同的情况下可得，故C正确。3.答案：B解析：从B到C的过程中，V不变，则增大，则，内能增加，根据热力学第一定律可得，即气体吸收热量，A错误，B正确；从C到A的过程中，根据理想气体状态方程可得，由于CA曲线为双曲线的一部分，因此从C到A的过程中，气体压强不变，V减小，T减小，内能减少，C错误；从C到A的过程中，p不变，V减小，因此气体在单位时间、单位面积上与器壁碰撞的分子数变多而单个气体分子撞击力变小，D错误。4.答案：C解析：由题图可知打开降落伞时，运动员的速度大小为20 m/s，在运动员自由下落的过程中，有，解得，A错误；图像中图线与横轴所围图形的面积表示位移，由题图知在0~5 s时间内，运动员运动的位移小于62.5 m，B错误；根据图像中图线的斜率表示加速度，可知在0~5 s时间内运动员的加速度a减小，由牛顿第二定律得，知运动员所受阻力f随时间减小，C正确；在5~8 s时间内由题图可知运动员的速度不变，其动能不变，但重力势能减少，故机械能减少，D错误。5.答案：B解析：设电梯匀速运动的速度为v，第一次上升过程有，第二次上升过程有，解得，B正确。6.答案：D解析：磁场竖直向下穿过太阳帆板，根据右手定则可知，M端电势高于N端电势，A错误；由可知，间感应电动势的大小，B错误；由万有引力提供“天宫一号”做圆周运动的向心力，有，忽略地球自转的影响，设地球表面的某一物体的质量为，则有，联立解得，代入数据可知“天宫一号”距离地球表面的高度，“天宫一号”绕地球运行的周期，C错误，D正确。7.答案：C解析：由滑动摩擦力公式，可得手对黑板擦垂直黑板的压力，同时手对黑板擦竖直向上的作用力。因为黑板擦做匀速直线运动，可知手对黑板擦的作用力有三个分力，分别是平衡摩擦力的力、平衡重力的力和垂直黑板的压力，三个力两两垂直，根据勾股定理，可知，C正确。8.答案：ACD解析：由题意知，则波长，当时，波长有最大值，最大值为16 m，A正确；该简谐横波的周期，B错误；因为，所以质点B与质点A的振动方向始终相反，C正确；当波速为32 m/s时，波从A点传到B点所用的时间，0~0.55 s时间内质点B的振动时间，所以质点B的振动路程，D正确。9.答案：BC解析：导体棒转过30°（状态①）时，两点之间的距离为点的速度，则MO两端的电压，A错误。导体棒转过90°（状态②）时，两点之间的距离为点的速度，则MO两端的电压，B正确。状态①时，电路的总电阻，流过导体棒的电流，导体棒所受的安培力大小；状态②时，电路的总电阻，流过导体棒的电流，导体棒所受的安培力大小；状态①与状态②流过导体棒的电流之比为9：20，状态①与状态②导体棒所受的安培力大小之比为9：40，C正确，D错误。10.答案：CD解析：分析可知，小球Q先向下运动，后向上运动，细绳拉力对Q先做负功后做正功，因此小球Q的机械能先减少后增加，A错误；细绳拉力对细圆环P先做正功后做负功，因此细圆环P的机械能先增加后减少，B错误；根据速度的合成与分解可知，细圆环P的速度沿细绳方向的分量大小等于Q的速度大小，当小球Q的速度为零时，细圆环P的速度方向与细绳垂直，根据几何关系可知，此时细绳与水平方向的夹角为45°，根据机械能守恒定律有，解得，C正确；细圆环P运动到B点时，的速度大小相等，设为v，根据机械能守恒定律可得，在B点，对细圆环P有，解得圆弧轨道对圆环P的弹力大小，D正确。11.答案：AD解析：若y轴右侧的磁场垂直纸面向里，由题意作出粒子的运动轨迹，如图甲所示，则由得，由几何关系可知，则，由几何关系可知粒子在y轴右侧偏转的角度为60°，则粒子从射入到运动至O点的时间，又，解得，A正确，B错误。若y轴右侧的磁场垂直纸面向外，粒子可能在y轴左右两侧各偏转一次经过O点，如图乙所示，由几何关系可知粒子在y轴左侧的轨道半径，则y轴左侧磁场的磁感应强度大小，粒子运动的时间，又，解得；若y轴右侧的磁场垂直纸面向外，粒子可能在y轴的左侧偏转一次、在y轴的右侧偏转两次经过O点，如图丙所示，由几何关系可知粒子在y轴左侧的轨道半径，则y轴左侧磁场的磁感应强度大小，粒子运动的时间，又，解得，C错误，D正确。12.答案：（1）0.80；0.68（2）0.29；0.14解析：（1）由题意可知，相邻两计数点间的时间间隔，根据逐差法可得，，钩码的加速度大小为滑块加速度的2倍，对钩码进行受力分析，由牛顿第二定律有，解得；（2）对滑块进行受力分析，由牛顿第二定律有，解得，结合题图丙可知，解得。13.答案：（1）B（2）如图所示（3）②最大⑤⑥1.45 V；解析：（1）根据实验器材，要完成电源电动势和内阻的测量，需将电流表改装成电压表，电流表应选B。（3）②为了保证安全，闭合开关前，需将电阻箱阻值调至最大。⑤根据闭合电路欧姆定律得，变形得，以为纵轴，以为横轴作图得到的图线是直线。⑥当时，，当时，，解得。14.答案：（1）（2）解析：（1）设折射角为r，根据光的折射定律有，解得由几何关系得，光在圆弧面上的射出点与圆心等高时，该光在介质中的传播路径最长，为该光在介质中传播速度为则最长传播时间为（2）如图所示，能从圆弧面射出的光线就是从AB之间入射的光线由，解得临界角由几何知识得圆弧面上有光射出区域对应的圆心角故圆弧面上有光射出区域的长度15.答案：（1）18 m（2）3.14 m解析：（1）小物块Q与长木板A发生弹性碰撞，由动量守恒定律与机械能守恒定律有解得，碰后，小物块Q反向做匀减速直线运动，有解得（2）小物块Q与长木板A发生碰撞后，分别对小物块B与长木板A进行受力分析，设其加速度大小分别为，由牛顿第二定律有小物块B与挡板P发生碰撞前，小物块B向右做匀加速直线运动，长木板A向右做匀减速直线运动，且长木板A的速度始终大于小物块B的速度，由运动学公式有解得或（舍去），设小物块B与P碰前瞬间速度为，由运动学公式有设长木板A与小物块B碰前瞬间速度为，由运动学公式有小物块B与挡板P发生弹性碰撞，设碰后瞬间长木板A的速度为，小物块B的速度为，由动量守恒定律与机械能守恒定律有解得，小物块B与挡板P碰撞后，两者均向右做匀减速直线运动，小物块B的加速度大小仍为，设长木板A的加速度大小为，由牛顿第二定律有由分析可知，长木板A停止运动后，小物块B继续以加速度大小做匀减速直线运动，直到运动至长木板A的右端点b处停止。由运动学公式有解得16.答案：（1）2 T（2）（3）4 C解析：解：（1）导体棒在外力F拉动开始做匀加速直线运动，由法拉第电磁感应定律有通过导体棒的电流导体棒所受安培力对导体棒，由牛顿第二定律有导体棒做匀加速直线运动的速度联立以上各式可得由题图乙可得，斜率，纵截距联立解得（2）当时，导体棒的速度对导体棒，由动能定理有电阻R产生的焦耳热联立解得（3）将断开，闭合，导体棒给电容器充电，电容器两端电压增大，导体棒受到向左的安培力，做减速运动，导体棒两端电压减小，当二者电压相等时，导体棒匀速运动，电容器所带电荷量稳定.设稳定时，导体棒的速度为，则电容器两端电压电容对导体棒由动量定理有通过导体棒的电荷量联立以上各式解得