2023届北京市西城区41中全国卷Ⅰ物理试题高考模拟题

这是一份2023届北京市西城区41中全国卷Ⅰ物理试题高考模拟题，共16页。试卷主要包含了考生要认真填写考场号和座位序号等内容，欢迎下载使用。
2023届北京市西城区41中全国卷Ⅰ物理试题高考模拟题
注意事项
1．考生要认真填写考场号和座位序号。
2．试题所有答案必须填涂或书写在答题卡上，在试卷上作答无效。第一部分必须用2B 铅笔作答；第二部分必须用黑色字迹的签字笔作答。
3．考试结束后，考生须将试卷和答题卡放在桌面上，待监考员收回。

一、单项选择题：本题共6小题，每小题4分，共24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、如图所示，一轻弹簣竖直固定在地面上，一个小球从弹簧正上方某位置由静止释放，则小球从释放到运动至最低点的过程中（弹簧始终处于弹性限度范围内），动能随下降高度的变化规律正确的是（ ）

A． B．
C． D．
2、如图所示，纸面为竖直面，MN为竖直线段，空间存在平行于纸面的足够宽广的水平方向匀强电场，其大小和方向未知，图中未画出，一带正电的小球从M点在纸面内以 的速度水平向左开始运动，以后恰好以大小为 的速度通过N点．已知重力加速度g,不计空气阻力．则下列正确的是（ ）

A．小球从M到N的过程经历的时间
B．可以判断出电场强度的方向水平向左
C．从M点到N点的过程中小球的机械能先增大后减小
D．从M到N的运动过程中速度大小一直增大
3、如图所示，物体 A、B 用细绳连接后跨过滑轮，A 静止在倾角为 45°的斜面上，B 悬挂着．已知质量 mA＝2mB，不计滑轮摩擦，现将斜面倾角由45°增大到60°，但物体仍保持静止，下列说法正确的是

A．绳子的张力增大
B．物体A对斜面的压力将增大
C．物体A受到的静摩擦力增大
D．滑轮受到绳子的作用力保持不变
4、据科学家推算，六亿两千万年前，一天只有21个小时，而现在已经被延长到24小时，假设若干年后，一天会减慢延长到25小时，则若干年后的地球同步卫星与现在的相比，下列说法正确的是（　　）
A．可以经过地球北极上空
B．轨道半径将变小
C．加速度将变大
D．线速度将变小
5、在一大雾天，一辆小汽车以30m/s的速度行驶在高速公路上，突然发现正前方30m处有一辆大卡车以10m/s的速度同方向匀速行驶，小汽车紧急刹车，刹车过程中刹车失灵。如图所示a、b分别为小汽车和大卡车的v－t图像，以下说法正确的是（　　）

A．因刹车失灵前小汽车已减速，不会追尾
B．在t＝5s时追尾
C．在t＝2s时追尾
D．若刹车不失灵不会追尾
6、如图甲所示，虚线右侧有一方向垂直纸面的有界匀强磁场，磁场的磁感应强度口随时间t变化关系如图乙所示（取磁场垂直纸面向里的方向为正方向），固定的闭合导线框一部分在磁场内。从t=0时刻开始，下列关于线框中感应电流i、线框ab边受到的安培力F随时间t变化图象中，可能正确的是（取线框中逆时针方向的电流为正，安培力向右为正方向）（ ）

A． B． C． D．
二、多项选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有多个选项是符合题目要求的。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
7、如图所示，正三角形abc的三个顶点处分别放置三个等量点电荷，af垂直bc，e点为三角形的中心。若b、c两点处的电荷产生的电场在a点处的合场强大小为E，则（　　）

A．a、c两点处的电荷产生的电场在b点处的合场强大小也为E
B．a、b、c三点处的电荷产生的电场在e点处的合场强大小为3E
C．e点的电势高于f点的电势
D．将负电荷从e点移到f点，电势能减小
8、在一静止点电荷的电场中，任一点的电势φ与该点到点电荷的距离r的关系如图所示．电场中四个点a、b、c和d的电场强度大小分别Ea、Eb、Ec和Ed，点a到点电荷的距离ra与点a的电势φa已在图中用坐标（ra，φa）标出，其余类推．现将一带正电的试探电荷由a点依次经b、c点移动到d点，在相邻两点间移动的过程中，电场力所做的功分别为Wab、Wbc和Wcd．下列选项正确的是（　　）
​
A．Ea：Eb=4：1
B．Ec：Ed=2：1
C．Wab：Wbc=3：1
D．Wbc：Wcd=1：3
9、质量均为的相同物块P、Q静止于同一水平面上，它们与水平面间的动摩擦因数均为0.5。现分別给两物块施加等大的作用力F，方向如图所示。设最大静摩擦力与滑动摩擦力相等，重力加速度大小为，下列说法正确的是（　　）

A．若，则P受到的摩擦力比Q受到的摩擦力小
B．若，则P受到的摩擦力与Q受到的摩擦力大小相等
C．若，则P受到的摩擦力比Q受到的摩擦力小
D．若，则P受到的摩擦力与Q受到的摩擦力大相等
10、某同学在实验室中研究远距离输电的相关规律，由于输电线太长，他将每100米导线卷成一卷，共有8卷代替输电线路（忽略输电线的自感作用）．第一次试验采用如图甲所示的电路图，将输电线与学生电源和用电器直接相连，测得输电线上损失的功率为，损失的电压为；第二次试验采用如图乙所示的电路图，其中理想变压器与学生电源相连，其原副线圈的匝数比，理想变压器与用电器相连，测得输电线上损失的功率为，损失的电压为，两次实验中学生电源的输出电压与电功率均相同，下列正确的是

A． B．
C． D．
三、实验题：本题共2小题，共18分。把答案写在答题卡中指定的答题处，不要求写出演算过程。
11．（6分）某同学在《探究弹力和弹簧伸长关系》的实验中，用完全相同的弹簧A和B并联后上端固定，下端与长木板相连，长木板带挂钩和指针总重2N，右边有一米尺，零刻度与弹簧上端对齐，现在在挂钩上挂不同个数的够吗，测得数据如下表：
钩码重力
0N
1N
2N
3N
指针对齐刻度
11cm
12cm
13cm
14cm
（1）每根弹簧的原长为_________cm，每根弹簧的劲度系数为______N/m；
（2）若将A、B弹簧串联起来使用，它们整体的劲度系数为______。
A．25N/m B．100N/m C．50N/m D．200N/m
12．（12分）如图甲所示是一个多用电表的简化电路图。请完成下列问题。

(1)测量直流电流、直流电压和电阻各有两个量程。当选择开关S旋到位置5、6时，电表用来测量____________（选填“直流电流”、“直流电压”或“电阻”）。
(2)某同学用此多用表测量某电学元件的电阻，选用“×l0”倍率的欧姆挡测量，发现多用表指针偏转很小，因此需选择____________（填“×l”或“×l00”）倍率的欧姆挡。
(3)某实验小组利用下列器材研究欧姆挡不同倍率的原理，组装如图乙、丙所示的简易欧姆表。实验器材如下：
A．干电池（电动势E为3.0V，内阻r不计）；
B．电流计G（量程300μA，内阻99Ω）；
C．可变电阻器R；
D．定值电阻R0=4Ω；
E．导线若干，红黑表笔各一只。
①如图乙所示，表盘上100μA刻度线对应的电阻刻度值是____________Ω；
②如果将R0与电流计并联，如图丙所示，这相当于欧姆表换挡，换挡前、后倍率之比为____________。
四、计算题：本题共2小题，共26分。把答案写在答题卡中指定的答题处，要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。
13．（10分）如图所示，AC为光滑的水平桌面，轻弹簧的一端固定在A端的竖直墙壁上质量的小物块将弹簧的另一端压缩到B点，之后由静止释放，离开弹簧后从C点水平飞出，恰好从D点以的速度沿切线方向进入竖直面内的光滑圆弧轨道小物体与轨道间无碰撞为圆弧轨道的圆心，E为圆弧轨道的最低点，圆弧轨道的半径，，小物块运动到F点后，冲上足够长的斜面FG，斜面FG与圆轨道相切于F点，小物体与斜面间的动摩擦因数，，取不计空气阻力求：
（1）弹簧最初具有的弹性势能；
（2）小物块第一次到达圆弧轨道的E点时对圆弧轨道的压力大小；
（3）判断小物块沿斜面FG第一次返回圆弧轨道后能否回到圆弧轨道的D点？若能，求解小物块回到D点的速度；若不能，求解经过足够长的时间后小物块通过圆弧轨道最低点E的速度大小．

14．（16分）如图所示金属小球A和B固定在弯成直角的绝缘轻杆两端，A球质量为2m，不带电，B球质量为m，带正电，电量为q，OA=2L，OB=L，轻杆可绕过O点且与纸面垂直的水平轴无摩擦转动，在过O点的竖直虚线右侧区域存在着水平向左的匀强电场，此时轻杆处于静止状态，且OA与竖直方向夹角为37°，重力加速度为g。
（1）求匀强电场的电场强度大小E；
（2）若不改变场强大小，将方向变为竖直向上，则由图示位置无初速释放轻杆后，求A球刚进入电场时的速度大小v。

15．（12分）如图，体积为V、内壁光滑的圆柱形导热气缸顶部有一质量和厚度均可忽略的活塞；气缸内密封有温度为2.4T0、压强为1.2p0的理想气体．p0和T0分别为大气的压强和温度．已知：气体内能U与温度T的关系为U＝αT，α为正的常量；容器内气体的所有变化过程都是缓慢的．求

①气缸内气体与大气达到平衡时的体积V1；
②在活塞下降过程中，气缸内气体放出的热量Q.



参考答案

一、单项选择题：本题共6小题，每小题4分，共24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、D
【解析】
小球在下落的过程中，动能先增大后减小，当弹簧弹力与重力大小相等时速度最大，动能最大，由动能定理

得

因此图象的切线斜率为合外力，整个下降过程中，合外力先向下不变，后向下减小，再向上增大，选项D正确，ABC错误。
故选D。
2、A
【解析】
小球受水平方向的电场力作用向左先减速后反向加速，竖直方向做自由落体运动，结合运动公式和动能定理解答.
【详解】
水平方向，小球受水平方向的电场力作用向左先减速后反向加速，到达N点时，水平速度仍为v0，则竖直速度；因小球竖直方向在重力作用下做自由落体运动，则由vy=gt可知小球从M到N的过程经历的时间，选项A正确；带正电的小球所受的电场力水平向右，可以判断出电场强度的方向水平向右，选项B错误；从M点到N点的过程中，电场力先做负功后做正功，可知小球的机械能先减小后增大，选项C错误；因电场力水平向右，重力竖直向下，可知电场力和重力的合力方向斜向右下方，则从M到N的运动过程中，合力先做负功，后做正功，则动能先减小后增加，即速度先减小后增加，选项D错误；故选A.
3、C
【解析】
物体B受竖直向下的重力mg和竖直向上的绳子拉力T，由二力平衡得到：
T=mg；
以物体A为研究对象，物体A受力如下图所示：

A静止，处于平衡状态，由平衡条件得：
f+T-2mgsin45°=0
N-2mgcos45°=0
解得：
f=2mgsin45°-T=2mgsin45°-mg
N=2mgcos45°
当由45°增大到60°时，f不断变大，N不断变小；
A．绳子张力T=mg保持不变，故A错误；
B．物体A对斜面的压力N′=N=2mgcosθ将变小，故B错误；
C．摩擦力变大，故C正确；
D．绳子的拉力不变，但是滑轮两边绳子的夹角减小，则滑轮受到绳子的作用力变大，选项D错误．
4、D
【解析】
AB．由万有引力提供向心力得

解得

当周期变大时，轨道半径将变大，但依然与地球同步，故轨道平面必与赤道共面，故A、B错误；
C．由万有引力提供向心力得

可得

轨道半径变大，则加速度减小，故C错误；
D．由万有引力提供向心力得

可得

轨道半径变大，则线速度将变小，故D正确；
故选D。
5、D
【解析】
ABC．根据速度-时间图像所时间轴所围“面积”大小等于位移，由图知，t=3s时，b车的位移为

a车的位移为

则

所以在t=3s时追尾，故ABC错误；
D．若刹车不失灵，由图线可知在t=2s时两车速度相等，小汽车相对于大卡车的位移

所以刹车不失灵，不会发生追尾，故D正确。
故选D。
6、B
【解析】
AB．由图可知，在内线圈中磁感应强度的变化率相同，故内电流的方向相同，由楞次定律可知，电路中电流方向为逆时针，即电流为正方向；在内内线圈中磁感应强度的变化率相同，故内电流的方向相同，由楞次定律可知，电路中电流方向为顺时针，即电流为负方向；根据法拉第电磁感应定律有

则感应电流为

由图可知两段时间内的磁感应强度大小相等，故两段时间内的感应电流大小相等，故A错误，B正确；
CD．由上分析可知，一个周期内电路的电流大小恒定不变，根据

可知F与B成正比，则在内磁场垂直纸面向外减小，电流方向由b到a，根据左手定则可知，线框ab边受到的安培力F方向向右，为正方向，大小随B均匀减小；在内磁场垂直纸面向里增大，电流方向由b到a，根据左手定则可知，线框ab边受到的安培力F方向向左，为负方向，大小随B均匀增大；在内磁场垂直纸面向里减小，电流方向由a到b，根据左手定则可知，线框ab边受到的安培力F方向向右，为正方向，大小随B均匀减小；在内磁场垂直纸面向外增大，电流方向由a到b，根据左手定则可知，线框ab边受到的安培力F方向向左，为负方向，大小随B均匀增大，故CD错误。
故选B。

二、多项选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有多个选项是符合题目要求的。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
7、AC
【解析】
A．设点电荷的电量为q，三角形的边长为L，已知b、c两点处的电荷产生的电场在a点处的合场强大小为E，b、c两点处的电荷在a点处产生的场强大小相等，夹角为，故b、c两点处的电荷在a点处产生的场强大小都是E，故有

同理可得a、c两点处的电荷产生的电场在b点处的合场强大小也为E，故A正确；
B．a、b、c三点处的电荷在e点产生的场强大小都是

由平行四边形定则可知e点处的电场强度大小为

故B错误；
C．相对b、c两点处的电荷来说，af是一根等势线，因此比较e、f两点的电势只需考虑a点处电荷产生的电场，由此可得e点的电势高于f点的电势，故C正确；
D．负电荷在电势高点电能低，故将负电荷从e点移到f点，电势能将增加，故D错误。
故选AC。
8、AC
【解析】
由点电荷场强公式：，可得：，故A正确；由点电荷场强公式：，可得：，故B错误；从a到b电场力做功为：Wab=qUab=q（φa-φb）=q（6-3）=3q，从b到c电场力做功为：Wbc=qUbc=q（φb-φc）=q（3-2）=q，所以有：Wab：Wbc=3：1，故C正确；从c到d电场力做功为：Wcd=qUcd=q（φc-φd）=q（2-1）=q，所以Wbc：Wcd=1：1，故D错误。所以AC正确，BD错误。
9、BD
【解析】
施加作用力后，、在水平方向上分力相等，由于P与地面间的最大静摩擦力小于Q与地面间的最大静摩擦力，所以，若P静止，Q一定静止。P静止时满足关系式

解得

因和均小于，故当和时，P、Q均静止，P、Q受到的摩擦力均为静摩擦力，且大小都等于，BD正确。
故选BD。
10、BC
【解析】
设学生电源提供的电压为U，输出功率为P，输电线的总电阻为r，则第一次实验中的电流为，故，；第二次试验中，根据变压器电流反比线圈匝数可知，输电线中的电流为，故，，所以，，BC正确．
【点睛】
对于远距离输电这一块：
（1）输电电流I：输电电压为U，输电功率为P，则输电电流；
（2）电压损失：，输电线始端电压U与输电线末端电压的差值；
（3）功率损失：远距离输电时，输电线有电阻，电流的热效应引起功率损失，损失的功率①，②，③．

三、实验题：本题共2小题，共18分。把答案写在答题卡中指定的答题处，不要求写出演算过程。
11、9cm 50 N/m A
【解析】
(1)[1][2]根据力的平衡，有

把G=2N时，L=11cm与G=3N时，L=12cm代入解得
L0=9cm
k=50 N/m
(2)[3]将A、B弹簧串联起来使用，当拉力为F时，每个弹簧的形变量为x，整体形变量为2x，由F=kx,可得整体的劲度系数

故填A。
12、直流电源 ×100 20000 100：1
【解析】
(1)[1]由图所示可知，当转换开关旋到位置5、6时，表头与电阻串联，此时可用来测量直流电压。
(2)[2]测量某电学元件的电阻，选用“”倍率的电阻挡测量，发现多用表指针偏转很小，待测阻值较大，说明所选挡位太小，为准确测量电阻阻值，需选择“”倍率的电阻挡，重新欧姆调零后再测量。
(3)①[3]欧姆表中值电阻等于欧姆档内部电阻，则中间刻度值对应示数为

有


解得

所以表盘上100μA刻度线对应的电阻刻度值是。
②[4]当电流计满偏时：流过的电流

电流计内阻为，给电流计并联的电阻，根据并联分流的规律可知电流表量程扩大100倍，用该电流表改装成欧姆表，同一刻度对应的电阻值变为原来的，欧姆表换挡前、后倍率之比等于。

四、计算题：本题共2小题，共26分。把答案写在答题卡中指定的答题处，要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。
13、； 30N； 2．
【解析】
（1）设小物块在C点的速度为，则在D点有：
设弹簧最初具有的弹性势能为，则：
代入数据联立解得：；
设小物块在E点的速度为，则从D到E的过程中有：

设在E点，圆轨道对小物块的支持力为N，则有：
代入数据解得：，
由牛顿第三定律可知，小物块到达圆轨道的E点时对圆轨道的压力为30 
设小物体沿斜面FG上滑的最大距离为x，从E到最大距离的过程中有：
      
小物体第一次沿斜面上滑并返回F的过程克服摩擦力做的功为，则
                          
小物体在D点的动能为，则：
代入数据解得：，，
因为，故小物体不能返回D点 
小物体最终将在F点与关于过圆轨道圆心的竖直线对称的点之间做往复运动，小物体的机械能守恒，设最终在最低点的速度为，则有：
                       
代入数据解得：
答：弹簧最初具有的弹性势能为；
小物块第一次到达圆弧轨道的E点时对圆弧轨道的压力大小是30 N；
小物块沿斜面FG第一次返回圆弧轨道后不能回到圆弧轨道的D点经过足够长的时间后小物块通过圆弧轨道最低点E的速度大小为2 ．
【点睛】
（1）物块离开C点后做平抛运动，由D点沿圆轨道切线方向进入圆轨道，知道了到达D点的速度方向，将D点的速度分解为水平方向和竖直方向，根据角度关系求出水平分速度，即离开C点时的速度，再研究弹簧释放的过程，由机械能守恒定律求弹簧最初具有的弹性势能；
物块从D到E，运用机械能守恒定律求出通过E点的速度，在E点，由牛顿定律和向心力知识结合求物块对轨道的压力；
假设物块能回到D点，对物块从A到返回D点的整个过程，运用动能定理求出D点的速度，再作出判断，最后由机械能守恒定律求出最低点的速度．
14、（1）；（2）。
【解析】
（1）轻杆处于静止状态时，根据力矩平衡M逆=M顺，有
mAg2Lsin37°=qELcos53°+mBgLsin53°
其中mA=2m，mB=m，匀强电场的电场强度大小
E=
（2）A、B球角速度相等，根据v=r，A球线速度是B球线速度的2倍，A球线速度为v，B球线速度为，无初速释放轻杆后，直至A球刚进入电场过程中，系统根据动能定理，有
mA g2L（1﹣cos37°）+（qE﹣mB g）Lsin37°=+
其中vA=v，vB=，解得A球刚进入电场时的速度大小
v=
答：（1）匀强电场的电场强度大小E为；（2）若不改变场强大小，将方向变为竖直向上，则由图示位置无初速释放轻杆后，A球刚进入电场时的速度大小v为。
15、 (1) (2)
【解析】
①由理想气体状态方程得
解得：V1=V
②在活塞下降过程中，活塞对气体做的功为W=P0（V﹣V1）
活塞刚要下降时,由理想气体状态方程得
解得：T1=2T0；
在这一过程中，气体内能的变化量为△U=α（T0﹣T1）
由热力学第一定律得，△U=W+Q
解得：Q=p0V+αT0