北京十四中2023届高考压轴卷物理试卷含解析.doc

2023年高考物理模拟试卷考生请注意：1答题前请将考场、试室号、座位号、考生号、姓名写在试卷密封线内，不得在试卷上作任何标记。2第一部分选择题每小题选出答案后，需将答案写在试卷指定的括号内，第二部分非选择题答案写在试卷题目指定的位置上。3考生必须保证答题卡的整洁。考试结束后，请将本试卷和答题卡一并交回。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、如图所示为某住宅区的应急供电系统，由交流发电机和副线圈匝数可调的理想降压变压器组成。发电机中矩形线圈所围的面积为S，匝数为N，电阻不计，它可绕水平轴OO/在磁感应强度为B的水平匀强磁场中以角速度匀速转动。矩形线圈通过滑环连接降压变压器，滑动触头P上下移动时可改变输出电压，R0表示输电线的电阻。以线圈平面在中性面为计时起点，下列判断正确的是（）A若发电机线圈某时刻处于图示位置，变压器原线圈的电流瞬时值为零B发电机线圈感应电动势的瞬时值表达式为 C当滑动触头P向下移动时，变压器原线圈两端的电压不变D当用户数目增多时，电路中的电流变小，用户得到的电压变小2、已知火星的半径是地球的a倍，质量是地球的b倍，现分别在地球和火星的表面上以相同的速度竖直上抛小球，不计大气的阻力。则小球在地球上上升的最大高度与在火星上上升的最大高度之比为( )Ab/aBb2/aCa / bDb/a23、一列简谐横波沿轴正方向传播，速度为0.5m/s，周期为4s。t=1s时波形如图甲所示，是波上的四个质点。如图乙所示是波上某一质点的振动图像。下列说法正确的是（ ）A这列波的波长为1 mBt=0s时质点a的速度与质点b的速度相等Ct=1s质点a的加速度大小比质点b的加速度大D如图乙表示的是质点b的振动图像4、分别用频率为和2的甲、乙两种单色光照射某金属，逸出光电子的最大初动能之比为13，已知普朗克常量为h，真空中光速为c，电子电量为e。下列说法正确的是（）A用频率为2的单色光照射该金属，单位时间内逸出的光电子数目一定较多B用频率为的单色光照射该金属不能发生光电效应C甲、乙两种单色光照射该金属，对应光电流的遏止电压相同D该金属的逸出功为5、如图，半径为R的半球形容器固定在水平转台上，转台绕过容器球心O的竖直轴线以角速度匀速转动。质量相等的小物块A、B随容器转动且相对器壁静止。A、B和球心O点连线与竖直方向的夹角分别为、，>，则下列说法正确的是（）AA的向心力小于B的向心力B容器对A的支持力一定小于容器对B的支持力C若缓慢增大，则A、B受到的摩擦力一定都增大D若A不受摩擦力，则B受沿容器壁向下的摩擦力6、将两个负电荷A、B（带电量QA=20C和QB=40C）分别从无穷远处移到某一固定负点电荷C产生的电场不同位置M和N，克服电场力做功相同，则将这两电荷位置互换后（即将电荷A移至位置N，电荷B移至位置M，规定无穷远处为零势面，且忽略电荷A、B对点电荷C的电场分布影响），此时电荷A、B分别具有的电势能EA和EB关系描述正确的是（）AEAEBBEA=EBCEAEBD无法确定二、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、美国物理学家阿瑟·阿什金因利用光的力量来操纵细胞获得2018年诺贝尔物理学奖，原来光在接触物体后，会对其产生力的作用，这个来自光的微小作用可以让微小的物体（如细胞）发生无损移动，这就是光镊技术在光镊系统中，光路的精细控制非常重要。对此下列说法正确的是（ ）A光镊技术利用光的粒子性B光镊技术利用光的波动性C红色激光光子能量大于绿色激光光子能量D红色激光光子能量小于绿色激光光子能量8、下列说法正确的（）A晶体在熔化过程中吸收热量内能增加，温度保持不变B给篮球打气时越来越费劲，说明分子间存在斥力作用C能源危机是指能量的过度消耗，导致自然界的能量不断减少D由于液体表面分子间距离大于液体内部分子间的距离，使得液面存在表面张力E.空气相对湿度越大时，空气中水蒸气压强越接近同温度下水的饱和气压，水蒸发得越慢9、 “嫦娥四号”探测器在2017年自动完成月面样品采集，并从月球起飞，返回地球。若已知月球半径为R，“嫦娥五号”在距月球表面高度为R的圆轨道上飞行，周期为T，万有引力常量为G，下列说法正确的是（）A月球表面重力加速度为B月球质量为C月球第一宇宙速度为D月球密度为10、如图所示是导轨式电磁炮的原理结构示意图。两根平行长直金属导轨沿水平方向固定，其间安放炮弹。炮弹可沿导轨无摩擦滑行，且始终与导轨保持良好接触。内阻为r可控电源提供的强大恒定电流从一根导轨流入，经过炮弹，再从另一导轨流回电源，炮弹被导轨中的电流形成的磁场推动而发射。在发射过程中，该磁场在炮弹所在位置始终可以简化为磁感应强度为B的垂直平行轨道匀强磁场。已知两导轨内侧间距L，炮弹的质量m，炮弹在导轨间的电阻为R，若炮弹滑行s后获得的发射速度为v。不计空气阻力，下列说法正确的是（）Aa为电源负极B电磁炮受到的安培力大小为C可控电源的电动势是D这一过程中系统消耗的总能量是+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）某同学利用螺旋测微器测量一金属板的厚度如图甲所示，用游标卡尺测一金属块的长度如图乙所示。图甲所示读数为_，图乙所示读数为_。 12（12分）某实验小组利用如下器材设计电路先测量未知电阻阻值，再测量电源的电动势及内阻。实验电路图如甲图所示，实验室提供的器材有：电源E（电动势约4.5V，内阻为r）电流表A1（量程015mA，内阻为r1=10）电流表A2（量程0100mA，内阻为r2=1.5）定值电阻R1（阻值R1=90）定值电阻R2（阻值R2=190）滑动变阻器R3（阻值范围030）电阻箱R4（阻值范围099.99）待测电阻Rx（电阻约55）开关S，导线若干（1）图甲中电阻A应选_，电阻B应选_（填符号）；（2）实验小组通过处理实验数据，作出了两电流表示数之间的关系，如图乙所示，则待测电阻电阻Rx的阻值为_；（3）测电源电动势和内阻时，某实验小组通过处理实验数据，作出了电阻B阻值R与电流表A2电流倒数之间的关系，如图丙所示，则待测电源的电动势为_，内阻为_（结果保留两位有效数字）。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）图示为一光导纤维(可简化为一长玻璃丝)的示意图，玻璃丝长为L，折射率为n，AB代表端面已知光在真空中的传播速度为c.(1)为使光线能从玻璃丝的AB端面传播到另一端面，求光线在端面AB上的入射角应满足的条件；(2)求光线从玻璃丝的AB端面传播到另一端面所需的最长时间14（16分）我们已经学过了关于两个质点之间万有引力的大小是：F=但是，在某些特殊情况下，非质点之间的万有引力计算及其应用的问题，我们可以利用下面两个已经被严格证明是正确的结论，而获得快速有效地解决：a若质点m放置在质量分布均匀的大球壳M（球壳的厚度也均匀）的空腔之内，那么m和M之间的万有引力总是为零b若质点m放置在质量分布均匀的大球体M之外（rr0），那么它们之间的万有引力为：F=，式中的r为质点m到球心之间的距离; r0为大球体的半径假设地球可视为一个质量分布均匀且密度为的球体，通过地球的南北两极之间能够打通一个如图所示的真空小洞若地球的半径为R，万有引力常数为G，把一个质量为m的小球从北极的洞口由静止状态释放后，小球能够在洞内运动（1）求：小球运动到距地心为0.5R处的加速度大小a；（2）证明：小球在洞内做简谐运动；（3）求：小球在运动过程中的最大速度vm15（12分）一组同学设计了如图所示的玩具轨道，轨道光滑且固定在竖直面内，由竖直部分AB和半径为R的圆弧BCD组成，B与圆心O等高，C为最低点，OD与OC的夹角为。让质量为m的小球（可视为质点）从A点由静止开始运动，运动过程中始终受到大小为mg的水平向左的恒力作用。小球经D点时对轨道的压力大小为2mg。求（1）A、B间的距离h；（2）小球离开D点后再经过多长时间才能再回到轨道上？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、C【解析】A当线圈与磁场平行时，感应电流最大，故A错误；B从中性面开始计时，发电机线圈感应电动势的瞬时值表达式为故B错误；C当滑动触头P向下移动时，输出电压变小，但变压器原线圈两端的电压将不变，故C正确；D当用户数目增多时，电路总电阻变小，电路中的电流变大，则输电线上电阻的电压增大，用户得到的电压变小，故D错误。故选C。2、D【解析】根据在星球表面重力与万有引力相等，有：，可得：，故；竖直上抛运动的最大高度，所以有；故A，B，C错误；D正确；故选D.3、C【解析】A由题可知，速度为0.5m/s，周期为4s ，则波长mA错误；Bt=0s时质点a在波峰处，速度为零，质点b在平衡位置，速度最大，B错误；C因为周期T=4s，所以当t=1s时经历了，此时质点a在平衡位置，位移为零，加速度为零，质点b在波峰处，位移最大，加速度最大，C正确；D由乙图可知，当t=1s时该质点在波谷处，与此相符合的质点是质点c，D错误。故选C。4、B【解析】A单位时间内逸出的光电子数目与光的强度有关，由于光的强度关系未知，故A错误；BD光子能量分别为和根据爱因斯坦光电效应方程可知光电子的最大初动能为，逸出光电子的最大初动能之比为1：3，联立解得用频率为的单色光照射该金属不能发生光电效应，故B正确，D错误；C两种光的频率不同，光电子的最大初动能不同，由动能定理可知，题目对应的遏止电压是不同的，故C错误。故选B。5、D【解析】A根据向心力公式知，质量和角速度相等，A、B和球心O点连线与竖直方向的夹角分别为、，所以A的向心力大于B的向心力，故A错误；B根据径向力知，若物块受到的摩擦力恰好为零，靠重力和支持力的合力提供向心力，则由受力情况根据牛顿第二定律得解得若角速度大于，则会有沿切线向下的摩擦力，若小于，则会有沿切线向上的摩擦力，故容器对A的支持力不一定小于容器对B的支持力，故B错误；C若缓慢增大，则A、B受到的摩擦力方向会发生变化，故摩擦力数值不一定都增大，故C错误；D因A受的静摩擦力为零，则B有沿容器壁向上滑动的趋势，即B受沿容器壁向下的摩擦力，故D正确。故选D。6、A【解析】两个电荷未换之前，分别从无穷远处移到某一固定负点电荷C产生的电场不同位置M和N，克服电场力做功相同，有：QA（0M）=QB（0N）即QAM=QBN由于2QA=QB，所以得：M=2N；将这两电荷位置互换后，电荷A、B分别具有的电势能EA和EB为：EA=QAN=20NEB=QBM=402N=80N由于N0，所以EAEB，故A正确，BCD错误。故选A。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、AD【解析】AB光在接触物体后，会对其产生力的作用，则光镊技术利用光的粒子性，选项A正确，B错误；CD红光的频率小于绿光，根据可知，红色激光光子能量小于绿色激光光子能量，选项C错误，D正确。故选AD。8、ADE【解析】A. 晶体在熔化过程中吸收热量内能增加，温度保持不变，故A正确；B. 给篮球打气时越来越费劲，这是气体压强作用的缘故，与分子间的作用力无关，故B错误；C. 能源危机是指能量的过度消耗，导致自然界中可利用的能源不断减少，故C错误；D. 由于液体表面分子间距离大于液体内部分子间的距离，使得液面存在表面张力，故D正确；E. 空气相对湿度越大时，空气中水蒸气压强越接近同温度下水的饱和气压，水蒸发得越慢，故E正确。故选ADE。9、BD【解析】B对探测器，万有引力提供向心力，根据牛顿第二定律，有解得故B选项正确；A月球表面的重力加速度为则A选项错误；C月球的第一宇宙速度为月球表面的环绕速度，根据牛顿第二定律，有解得故C选项错误；D月球的密度故D选项正确。故选BD。10、AD【解析】A若电源a、b分别为负极、正极，根据左手定则可知，受到的安培力向右，则导体滑块可在磁场中向右加速；故A正确；B因安培力F=BIL，根据动能定理所以选项B错误；C由匀加速运动公式由安培力公式和牛顿第二定律，有F=BIL=ma根据闭合电路欧姆定律根据闭合电路欧姆定律联立以上三式解得选项C错误；D因这一过程中的时间为所以系统产生的内能为Q=I2（R+r）t联立解得炮弹的动能为由能的转化与守恒定律得这一过程中系统消耗的总能量为所以D正确。故选AD。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、6.869（6.8686870均可） 9.60 【解析】1螺旋测微器固定刻度部分读数为，可动刻度部分读数为，所以金属板厚度测量值为，由于误差6.868mm6870mm均可2游标卡尺主尺部分读数为，游标尺部分读数为，所以金属块长度测量值为12、 50 4.2 0.50 【解析】(1)12因待测电源的电动势为4.5V，则电流表A1与电阻R2串联，相当于量程为的电压表，可知图甲中电阻A应选R2；电阻B应选阻值能改变且能够读数的电阻箱R4；(2)3由图可知，当I1=12mA时I2=60mA，可得 (3)45由电路图可知，电流表A1，电阻A以及Rx三部分的等效电阻为R=40，由闭合电路的欧姆定律 即 由图像可知 解得r=0.5四、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、 (1)(2)【解析】()设光线在端面AB上C点(见图)的入射角为i，折射角为r，由折射定律，有设该光线射向玻璃丝内壁D点的入射角为，为了使该光线可在此光导纤中传播，应有式中，是光线在玻璃丝内发生全反射时的临界角，它满足由几何关系得由式通过三角变换得()光在玻璃丝中传播速度的大小为光速在玻璃丝轴线方向的分量为光线从玻璃丝端面AB传播到其另一端面所需时间为光线在玻璃丝中传播，在刚好发生全反射时，光线从端面AB传播到其另一 端面所需的时间最长，由式得14、（1） （2） 做简谐运动（3）【解析】解：（1）根据题意可知，小球距离地心为r=0.5R处万有引力大小又由牛顿第二定律可知三式联立可得：（2）假设小球相对于球心的位移是x，则有：又两式联立可得： 考虑万有引力F的方向总是指向地心，即F的方向和小球相对于地心的位移x的方向总是方向相反的， 若令 ：则有： 结论：小球在洞内做简谐振动（3） 由可知，从洞口到地心，小球的万有引力大小F是随着做功的距离线性减少的所以所以15、（1）2R（2）2【解析】(1)小球经过D点时，受到水平力mg与重力mg的合力，方向沿D点的切线方向。轨道对小球的支持力提供向心力：小球从A到D过程，根据动能定理：解得：h=2R(2)小球离开D点后，做匀变速直线运动。根据牛顿第二定律：根据匀变速直线运动规律，小球再次回到D点经历的时间：可得：