必刷卷02——【高考三轮冲刺】2023年高考物理考前20天冲刺必刷卷（河北新高考专用）（原卷版+解析版）

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绝密★启用前2023年高考物理考前信息必刷卷02河北高考地区专用河北高考地区考试题型为（7单选题）（4分/题）+（3多选题）（6分/题）＋2（填空题）（15分）＋3（解答题）（39分），其中将原高考选考试题改为必考试题是河北地区新改的题型，主要涉及机械振动和机械波、光学、热学三大模块，以选择题、解答题的方式进行考查。机械振动和机械波、热学及光学试题，设置的题目一般是两道选择题和一道解答题。另外，高考会加大试题的开放性和探究性。  预测2023年河北高考地区学科命题整体有难度降低的可能，但不确定，综合题的思维难度、计算难度有进一步提升的可能，另外，预测河北新高考可能会在新实验出题，比如：验证动量守恒定律，应该是实验题的第一题，难度中等偏下，例如本卷第11题。2023年新高考地区对于实验的考查还会依然沿用旧高考的两个实验的形式，一个力学实验和一个电学实验，对实验部分的两点要求：①学生以真实做过实验为基础；②突出实验的探究性。但是力学和电学实验考查的方式，相较于旧高考，开放性更高，仪器的使用、读数和选择，数据处理、误差分析是考查的重点。同时应特别注意以物理文化为背景的新情景问题，此类试题蕴含浓厚的物理文化气息，再有连续两年压轴题都是带电粒子在复合场的运动，今年预测力学综合应用，如第15题，还有原高考的经典模型还会在高考中再现，如第3题和第4题，将数学知识、方法等融为一体，能有效考查学生在新情景下对知识的理解以及迁移到不同情境中的能力，考查学生发现问题、分析问题和解决问题的能力。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. 宇宙射线进入地球大气层与大气作用会产生中子，中子与大气中的氮14会产生以下核反应：，产生的能自发进行衰变，其半衰期为5730年，利用碳14的衰变规律可推断古木的年代．下列说法正确的是（　　） 发生衰变的产物是   B. 衰变辐射出的电子来自于碳原子的核外电子C. 近年来由于地球的温室效应，引起的半衰期发生微小变化D. 若测得一古木样品的含量为活体植物的，则该古木距今约为11460年【答案】D【解析】A．根据即发生衰变的产物是，选项A错误； 衰变辐射出的电子来自于原子核内的中子转化为质子时放出的电子，选项B错误；半衰期是核反应，与外界环境无关，选项C错误； 若测得一古木样品的含量为活体植物的，可知经过了2个半衰期，则该古木距今约为5730×2年=11460年，选项D正确。故选D。2．如图所示为某一时刻波源S1、S2在水槽中形成的水波，其中一条线表示波峰，另一条虚线表示波谷，已知两列波的频率相同，振幅相同，则下列说法不正确的是（　　）A．这两列波的波长相同，在两波相遇的区域中会产生干涉B．从此刻再经过四分之一个周期，a、b、c、d四点的位移均为零C．a、c、d三点的振动始终加强，b点的振动始终减弱D．a、c、d三点位移始终最大，等于两列波的振幅之和【答案】D【解析】在同一介质中波速相同，因为两列波的频率相同，所以波长一定相同，在两波相遇的区域会发生干涉，故A错误；从此刻再经过四分之一个周期，a、b、c、d四点的位移均为零，此时刻四点处于平衡位置，故B错误；此刻a、c、d三点位移最大，等于两列波的振幅之和，在这些点两列波引起的振动总是相互加强的，质点的振幅最大，但位移是时刻在变化，在b点是两列波波峰和波谷相遇点，两列波引起的振动总是相互减弱的，质点的振幅最小，振动始终减弱，故C错误，D正确。故选D。3．固定于竖直平面内的光滑大圆环上套有一个小圆环，小环从大环顶端P点由静止开始自由下滑，当小环与大环间的相互作用力为零时，小环转过的圆心角在以下哪个范围内（　　）A． B． C． D．【答案】C【解析】如图假设小球运动到A点时，小环与大环间的相互作用力为零时，则P点到A点，由动能定理得联立解得，显然即，故ABD错误，C正确。故选C。4. 2021年5月15日，天问一号探测器着陆火星取得成功，迈出了我国星际探测征程的重要一步，在火星上首次留下中国人的印迹。探测器调整轨道过程中，绕火星的运动均视为匀速圆周运动，分别对其运行周期T和对应的轨道半径r取对数，得到图像如图所示，其中a为已知量，引力常量为G，则火星的质量为（　　）A.  B.  C.  D. 【答案】A【解析】探测器调整轨道过程中，绕火星的运动均视为匀速圆周运动，则则，两边取对数可得整理可知：设图像在纵轴的截距为，则：且解得：故选A。5.如图所示,一定质量的理想气体从状态A开始,经历两个状态变化过程,先后到达状态B和C。已知从状态A变化到状态B的过程中,气体吸收了100 J的热量,则下列说法中错误的是(　　)    A.气体在状态B时的温度大于在状态A时的温度B.从状态B变化到状态C的过程中气体分子的平均动能增大C.气体从状态A变化到状态B的过程中内能增加了40 JD.气体从状态B变化到状态C的过程中放出了40 J的热量【答案】B【解析】气体从状态A到状态B为等压变化,由等压变化可知,由于从A到B体积变大,则温度升高,即气体在状态B时的温度大于在状态A时的温度,故A正确;从状态B变化到状态C的过程为等容变化,由等容变化可知,压强减小,则温度降低,所以气体分子的平均动能减小,故B错误;气体从状态A变化到状态B的过程中对外做功为W=-0.6×105×1×10-3J=-60J,由热力学第一定律得ΔU=Q+W=(100-60)J=40J,故C正确;由理想气体状态方程可知,状态A与状态C的温度相同即内能相同,由于B到C为等容变化,则气体不对外做功,外界也不对气体做功,则放出了40J的热量,故D正确。故选B6.如图所示，圆形区域内有垂直于纸面向里的匀强磁场，一个带电粒子以速度v从A点沿直径AOB方向射入磁场，经过△t时间从C点射出磁场，OC与OB成60°角。现将带电粒子的速度变为v/3，仍从A点沿原方向射入磁场，不计重力，则粒子在磁场中的运动时间变为A. △t      B.2△t        C.△t       D.3△t【答案】B【解析】由牛顿第二定律及匀速圆周运动得：；。作出粒子的运动轨迹图，由图可得以速度v从A点沿直径AOB方向射入磁场经过Δt=T/6从C点射出磁场，轨道半径；速度变为v/3时，运动半径是r/3=，由几何关系可得在磁场中运动转过的圆心角为1200，运动时间为T/3,即2Δt。A、C、D项错误； B项正确。7.在平行于纸面内的匀强电场中,有一电荷量为q的带正电粒子,仅在电场力作用下,粒子从电场中A点运动到B点,速度大小由2v0变为v0,粒子的初、末速度与AB连线的夹角均为30°,如图所示,已知A、B两点间的距离为d,则该匀强电场的电场强度为(　　)   A.,方向竖直向上         B.,方向斜向左下方C.,方向竖直向上          D.,方向斜向左下方【答案】D【解析】以向右为x轴正方向、向下为y轴正方向建立直角坐标系,x轴方向的速度由2v0减为v0cos60°,故Ex向左,y轴方向的速度由0增加到v0sin60°,故Ey向下,故电场强度方向斜向左下方。利用v2-v02=2ax以及牛顿第二定律,有(v0cos60°)2-(2v0)2=-2Exq/mdcos30°;(v0sin60°)2=2Eyq/mdsin30°电场强度E=  解得E=,故ABC错误,D正确。二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分．在每小题给出的选项中，有两个或两个以上选项符合题目要求，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分．8. 如图，足球场上，某运动员进行“边路突破”训练，沿边线将足球向前踢出，为控制足球，又向前追赶足球，下列和图像能大致反映此过程的是（　　）A. B. C. D. 【答案】AC【解析】AB．运动员将足球向前踢出，由于地面有阻力作用，足球做匀减速运动，运动员向前追赶做加速运动，故A正确，B错误；CD．图像的斜率表示速度，足球做减速运动，运动员做加速运动，且踢球时两者在同一位置，故C正确，D错误。故选AC。9．北京冬奥会报道中利用“AI+8K”技术，把全新的“时间切片”特技效果首次运用在8K直播中，更精准清晰地抓拍运动员比赛精彩瞬间，给观众带来全新的视觉体验。“时间切片”是一种类似于多次“曝光”的呈现手法。如图所示为我国运动员谷爱凌在自由式滑雪女子大跳台比赛中第三跳的“时间切片”特技图。忽略空气阻力，将运动员看做质点，其轨迹abc段为抛物线。已知起跳点a的速度大小为v，起跳点a与最高点b之间的高度差为h，重力加速度大小为g，下列说法正确的是（　　）A．“时间切片”特技每次“曝光”的时间间隔均相同B．运动员从a到b的时间为C．运动员到达最高点时速度的大小为D．运动员从a到b的过程中速度变化的大小为【答案】BCD【解析】A．运动员做斜抛运动，从最高点到等高位置时间相等，a、c两点到b点的竖直高度不同，因此时间不同，选项A错误；B．根据解得运动员从a到b的时间选项B正确；C．从a到b根据动能定理得解得选项C正确；D．从a到b速度变化量选项D正确。故选BCD。10．如图所示，abcd是一个均质正方形导线框，其边长为l、质量为m、电阻为R。在的范围内存在大小为B0，方向垂直于纸面向里的匀强磁场I，在的范围内存在大小为，方向垂直于纸面向外的匀强磁场II，在范围内无磁场。线框以某一初速度从图示位置在光滑水平面上沿x轴向右运动，cd边刚好不能进入右侧磁场，边界含磁场，导线框始终垂直于磁场。则下列说法正确的是（　　）   A．线框穿出磁场I的过程中和进入磁场II的过程中，线框中产生的感应电流方向反B．线框ab边刚穿出磁场I时，ab两点间的电势差为C．线框恰好有一半进入磁场II时，ab边受到的安培力大小为D．线框穿出磁场I的过程中与进入磁场II的过程中产生的焦耳热之比为9:16【答案】BD【解析】A．线框穿出磁场I的过程中垂直纸面向里的磁通量减小，根据楞次定律可知感应电流为顺时针方向，线框进入磁场II的过程中，垂直纸面向外的磁通量增大，根据楞次定律可知感应电流为顺时针，两个过程感应电流方向相同，A错误；B．对全过程，根据动量定理可得又,  联立解得线框ab边刚穿出磁场I时的速度线框ab边刚穿出磁场I时，边切割磁感线，边相当于电源，则ab两点间的电势差为B正确；C．设线框恰好有一半进入磁场II时，线框的速度为，根据动量定理可得又联立解得此时切割磁感线，感应电动势的大小此时感应电流ab边受到的安培力大小为联立可得,C错误；D．根据动量定理:解得根据能量守恒定律可得线框穿出磁场I的过程中产生的焦耳热:线框穿出磁场II的过程中产生的焦耳热:联立可得:,D正确。故选BD。  三、非选择题：本题共5小题，共54分．11.（6分）某研究性学习小组的同学制作了一个弹簧弹射装置，轻弹簧两端各放一个金属小球（小球与弹簧不连接），压缩弹簧并锁定，然后将锁定的弹簧两个小球组成的系统放在内壁光滑的金属管中（管径略大于两球直径），金属管水平固定在离地面一定高度处，在金属管两端各放置一个长度相同木板，在长木板上放有白纸和复写纸，可以记录小球在木板上落点的位置，如图所示。解除弹簧锁定，则这两个金属小球可以同时沿同一直线向相反方向弹射。现要探究弹射过程所遵循的规律，实验小组配有足够的基本测量工具，并按下述步骤进行实验：已知重力加速度为g。（1）用天平测出两球质量分别为、；（2）解除弹簧锁定弹出两球，记录下两球在木板上的落点M、N；（3）两球落地点M、N到木板上端的距离、。根据研究性学习小组同学的实验，回答下列问题：①用测得的物理量来表示，如果满足关系式__________，则说明弹射过程中系统动量守恒。②要测定弹射装置在弹射时所具有的弹性势能，还需要测量的物理量有_________，根据测量结果，可得弹性势能的表达式为________。【答案】  斜面的倾角  【解析】（3）①[1]根据题意，设两球飞出时的速度分别为、，若弹射过程动量守恒，则有两球飞出后做平抛运动，且均落在斜面上，则有，解得，同理可得整理可得即满足，则说明弹射过程中系统动量守恒。②[2][3]根据题意可知，弹簧弹出两小球过程中，弹簧和两个小球组成的系统机械能守恒，则有整理可得可知，还需测量斜面的倾角。 12.（9分） 如图（a）是一种双量程电流表内部各元件的连接图。（1）这种电流表“3A”量程内阻________（选填“大于”“小于”）；（2）某同学用多用电表的欧姆挡检测这种电流表，选择“”挡，欧姆调零后将红、黑表笔分别接到电流表的“﹣”“0.6A”接线柱，指针指示如图（b），示数为________，保持黑表笔不动，将红表笔从“﹣”接线柱移到“3A”接线柱，示数几乎与图（b）相同，由此可知电流表内部阻值为的电阻发生________故障（选填“断路”“短路”）；（3）由于的故障电阻阻值较小，该同学设想用如图（c）的电路测得一段阻值为的电阻丝，再将它分成等长的5段，用其中一段替代。实验时移动小金属夹P到电阻丝的某位置时，电流表和电压表的示数分别为0.50A和1.30V，接下来应将P向________（选填“左”“右”）移动。（4）用电阻丝替代故障电阻后，若电阻丝实际接入电路的阻值略小于标准值，则会导致用该电流表“0.6A”量程测电流时的测量值________（选填“偏大”“偏小”）。【答案】    ①. 小于    ②. 140    ③. 断路    ④. 右    ⑤. 偏小【解析】（1）[1]电流表接“3A”的量程时，根据并联电路的总电阻小于分支电阻，由图（a）可知此时电流表的内阻为电路的总电阻，小于分支的电阻；（2）[2]欧姆表表盘10~15之间有5格，每小格代表，据读数规则，要读到下一位，且倍率为“”，故读数为[3]根据欧姆表电流流向“红进黑出”，由图（a）可知，为接线柱中间两电阻、之和，说明此时、两电阻并未与，两电阻并联；保持黑表笔不动，将红表笔从“﹣”接线柱移到“3A”接线柱，示数几乎与图（b）相同，说明更换接线柱后，电流表总电阻的阻值几乎未发生变化，故可推知电流表内部、与串联，阻值为的电阻发生断路，若短路则欧姆表示数应为0；（3）[4]由示数，，可得，要增大电阻，接下来应将P向右滑。（4）[5]设，，，，用电阻丝替代故障电阻后，若电阻丝实际接入电路的阻值略小于标准值，电阻丝实际接入电路的阻值为；接0.6A量程时，设某次测电流时，流过表头的电流为，则电流测量值为电流的真实值为由于可得，会导致用该电流表“0.6A”量程测电流时的测量值偏小。13.（10分）如图，一潜水员在距海岸A点45 m的B点竖直下潜，B点和灯塔之间停着一条长4 m的皮划艇。皮划艇右端距B点4 m，灯塔顶端的指示灯与皮划艇两端的连线与竖直方向的夹角分别为α和β，水的折射率为，皮划艇高度可忽略。(1)潜水员在水下看到水面上的所有景物都出现在一个倒立的圆锥里。若海岸上A点恰好处在倒立圆锥的边缘上，求潜水员下潜的深度；(2)求潜水员竖直下潜过程中看不到灯塔指示灯的深度范围。【答案】(1)15 m　(2)～ m【解析】(1)水的折射率为n＝，则光在水中发生全反射的临界角C满足sinC＝＝，设潜水员下潜深度为h，海岸上A点恰好处在倒立圆锥的边缘上，则＝sinC代入数据解得：h＝15 m(2)设入射角为α的光线的折射角为α′，入射角为β的光线的折射角为β′，则＝，＝根据几何关系可知sinα′＝，  sinβ′＝，解得：h1＝ m，h2＝ m故潜水员竖直下潜过程中看不到灯塔指示灯的深度范围为～ m。14. （12分）如图是微波信号放大器的结构简图，其工作原理简化如下：均匀电子束以一定的初速度进入Ⅰ区（输入腔）被ab间交变电压（微波信号）加速或减速，当时，电子被减速到速度为，当时，电子被加速到速度为，接着电子进入Ⅱ区（漂移管）做匀速直线运动。某时刻速度为的电子进入Ⅱ区，t时间（小于交变电压的周期）后速度为的电子进入Ⅱ区，恰好在漂移管末端追上速度为的电子，形成电子“群聚块”，接着“群聚块”进入Ⅲ区（输出腔），达到信号放大的作用。忽略电子间的相互作用。求：（1）电子进入Ⅰ区初速度大小和电子的比荷；（2）漂移管的长度L。【答案】（1），；（2）【解析】（1）在Ⅰ区，由动能定理得，联立解得：,    （2）在Ⅱ区，设电子运动时间为，则  ;   联立解得:15.（17分） 如图所示，半径为的光滑圆弧槽C固定在光滑水平面上，质量为的木板B紧靠槽C静止于水平面上，圆弧槽末端水平且与木板B上表面高度相同，木板B右侧有一质量为的木板D，木板B右端与木板D左端相距。某时刻，一个质量为的小物块A（可视为质点）从圆弧槽的顶端由静止滑下，物块A与木板B间动摩擦因数为。物块A最终恰好不会从木板B的右端滑出，木板B、D间的碰撞均为弹性碰撞，重力加速度，求：（1）物块A滑至槽C末端时槽C对物块A支持力的大小；（2）木板B、D第一次碰后木板B、D速度的大小；（3）木板D最终速度的大小；（4）木板B的长度。【答案】（1）FN=；（2），；（3）；（4）【解析】（1）物块A滑至槽C末端时，根据机械能守恒有：在槽C末端，根据牛顿第二定律有：联立解得：（2）假设木板B、D第一次碰前物块A、B未共速，对A，根据牛顿第二定律有：解得：对B，根据牛顿第二定律有：解得：根据运动学公式有：解得：对A，根据运动学公式有：解得：对B，根据运动学公式有：解得：由于所以假设成立，根据动量守恒：根据能量守恒：联立解得：，（3）假设木板B、D第二次碰前物块A、B未共速，则有：解得：对B，根据运动学公式有：解得：对A，根据运动学公式有：解得：由于，所以假设不成立，故物块A、B共速后与D发生第二次碰撞，根据动量守恒有解得：对B、D碰撞过程，根据动量守恒和能量守恒有联立解得：，物块A、B第二次共速，则有：解得：则共同速度为：由于，故A、B第二次共速后无法追上板D，此后不会发生第三次碰撞，板D的最终速度为（4）根据能量守恒：，解得：