2023年湖北沙市高考仿真模拟物理试卷含解析.pdf

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1、2023 学年高考物理模拟试卷 考生须知：1全卷分选择题和非选择题两部分，全部在答题纸上作答。选择题必须用 2B 铅笔填涂；非选择题的答案必须用黑色字迹的钢笔或答字笔写在“答题纸”相应位置上。2请用黑色字迹的钢笔或答字笔在“答题纸”上先填写姓名和准考证号。3保持卡面清洁，不要折叠，不要弄破、弄皱，在草稿纸、试题卷上答题无效。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、中国空间技术研究院空间科学与深空探测首席科学家叶培建近日透露，中国准备在 2020 年发射火星探测器，2021年探测器抵达火星，并有望实现一次“绕”、“落

2、”和“巡”的任务。火星绕太阳公转周期约为地球公转周期的 2 倍，火星的直径约为地球的一半，质量仅是地球的 0.1 倍。由以上信息可知（）A发射火星探测器需要的速度不能小于 16.7km/s B探测器在地球表面受到的引力比在火星表面的引力小 C火星绕太阳的轨道半径约为地球绕太阳的轨道半径的 4 倍 D在火星表面发射近地卫星的速度小于地球的第一宇宙速度 2、关于星系，下述正确的是 A星系是由宇宙中的恒星、气体和尘埃组成的 B银河系是一种不规则星系 C银河系中恒星只有少量的几颗 D太阳处于河外星系中 3、一个23892U核衰变为一个20682Pb核的过程中，发生了 m 次衰变和 n 次衰变，则 m、

3、n 的值分别为（）A8、6 B6、8 C4、8 D8、4 4、空间存在如图所示的静电场，图中实线 a、b、c、d、e 为静电场中的等势线，虚线为等势线的水平对称轴。一个带负电的粒子从 P 点以垂直于虚线向上的初速度 v0射入电场，开始一小段时间内的运动轨迹已在图中画出，粒子仅受电场力作用，则下列说法中正确的是（）A等势线 a 的电势最高 B带电粒子从 P 点射出后经过等势线 b 时，粒子的速率可能等于 v0 C若让粒子从 P 点由静止释放，在图示空间内，粒子将在虚线上做往复运动 D若让粒子从 P 点由静止释放，在图示空间内，粒子的加速度先增大后减小 5、如图所示，一根长为 L 的金属细杆通有电

4、流时，在竖直绝缘挡板作用下静止在倾角为的光滑绝缘固定斜面上。斜面处在磁感应强度大小为 B、方向竖直向上的匀强磁场中。若电流的方向和磁场的方向均保持不变，金属细杆的电流大小由 I 变为 0.5I，磁感应强度大小由 B 变为 4B，金属细杆仍然保持静止，则（）A金属细杆中电流方向一定垂直纸面向外 B金属细杆受到的安培力增大了2sinBIL C金属细杆对斜面的压力可能增大了 BIL D金属细杆对竖直挡板的压力可能增大了 BIL 6、一人站在滑板上以速度0v在冰面上滑行忽略滑板与冰面间的摩擦某时刻人沿水平方向向正前方距离滑板离开时人相对冰面的速度大小为02v。已知人与滑板的质量分别为,()M m Mm

5、，则人离开时滑板的速度大小为（）A0mvM B0mvmM C0Mmvm D0Mmvm 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、如图所示为带电粒子在某电场中沿 x 轴正方向运动时，其电势能随位移的变化规律，其中两段均为直线。则下列叙述正确的是（）A该粒子带正电 B2m4m 内电势逐渐升高 C0m2m 和 2m6m 的过程中粒子的加速度大小相等方向相反 D2m4m 电场力做的功和 4m6m 电场力对该粒子做的功相等 8、如图所示，质量为 M 的长木板静

6、止在光滑水平面上，上表面 OA 段光滑，AB 段粗糙且长为 l，左端 O 处固定轻质弹簧，右侧用不可伸长的轻绳连接于竖直墙上，轻绳所能承受的最大拉力为 F质量为 m 的小滑块以速度 v 从 A 点向左滑动压缩弹簧，弹簧的压缩量达最大时细绳恰好被拉断，再过一段时间后长木板停止运动，小滑块恰未掉落 则（）A细绳被拉断瞬间木板的加速度大小为FM B细绳被拉断瞬间弹簧的弹性势能为212mv C弹簧恢复原长时滑块的动能为212mv D滑块与木板 AB 间的动摩擦因数为22vgl 9、如图所示，小车质量为M，小车顶端为半径为R的四分之一光滑圆弧，质量为m的小球从圆弧顶端由静止释放，对此运动过程的分析，下列

7、说法中正确的是（g 为当地重力加速度）（）A若地面粗糙且小车能够静止不动，则地面对小车的静摩擦力最大为mg B若地面粗糙且小车能够静止不动，则地面对小车的静摩擦力最大为32mg C若地面光滑，当小球滑到圆弧最低点时，小车速度为2()gRmM Mm D若地面光滑，当小球滑到圆弧最低点时，小车速度为2()gRMm Mm 10、水面下深 h 处有一点光源，发出两种不同颜色的光 a 和 b，光在水面上形成了如图所示的一个有光线射出的圆形区域，该区域的中间为由 a、b 两种单色光所构成的复色光圆形区域，周围为 a 光构成的圆环。若 b 光的折射率为 n，下列说法正确的是 (选对 1 个得 2 分，选对

8、2 个得 4 分，选对 3 个得 5 分；每选错 1 个扣 3 分，最低得分为 0分）。A在水中，a 光的波长比 b 光小 B水对 a 光的折射率比 b 光小 C在水中，a 光的传播速度比 b 光大 D复色光圆形区域的面积为 E.用同一装置做双缝干涉实验，a 光的干涉条纹比 b 光窄 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）某实验小组用DIS来研究物体加速度与质量的关系，实验装置如图甲所示。其中小车和位移传感器的总质量为M，所挂钩码总质量为m，小车和定滑轮之间的绳子与轨道平面平行，不计轻绳与滑轮之间的摩擦及空气阻力，重力加速

9、度为g。(1)若已平衡摩擦力，在小车做匀加速直线运动过程中，绳子中的拉力大小TF=_（用题中所给已知物理量符号来表示）；当小车的总质量M和所挂钩码的质量m之间满足_时，才可以认为绳子对小车的拉力大小等于所挂钩码的重力；(2)保持钩码的质量不变，改变小车的质量，某同学根据实验数据画出1aM图线，如图乙所示，可知细线的拉力为_N（保留两位有效数字）。12（12 分）小宇同学利用如图甲所示的装置验证动能定理，遮光条的宽度 d 为图乙中的游标卡尺（游标有十个分度）所示，其中托盘的质量为 m=10g，每个砝码的质量均为 m=10g，小车和遮光条以及传感器的总质量为 M=100g，忽略绳子与滑轮之间的摩擦

10、。小宇做了如下的操作：滑块上不连接细绳，将长木板的右端适当垫高，以平衡摩擦力；取 5 个砝码放在小车上，让小车由静止释放，传感器的示数为 F，记录遮光条经过光电门时的挡光时间为 t；测出遮光条距离光电门的间距为 s，如图丙所示；从小车上取一个砝码放在托盘上，并将小车由同一位置释放，重复，直到将砝码全部放在托盘中；由以上操作分析下列问题：(1)遮光条的宽度 d 为_mm，遮光条到光电门的间距 s 为_m；(2)用以上的字母表示遮光条经过光电门时的速度的表达式为_；(3)在过程中细绳的拉力所做的功为_，所对应动能的变化量为_；（用字母表示）(4)在上述过程中如果将托盘及盘中砝码的总重力计为 F，则

11、 F所做的功为_，所对应系统的动能的变化量为_；（用字母表示）(5)如果以 F为纵轴，t 的_为横轴，该图线为直线，由题中的条件求出图线的斜率 k，其大小为_（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）如图所示，在直角坐标系 xoy 中，第象限存在沿 y 轴正方向、电场强度为 E 的匀强电场，第象限存在一个方向垂直于纸面、磁感应强度为 B 的圆形匀强磁场区域。一质量为 m，带电荷量为-q 的粒子，以某一速度从 A点垂直于 y 轴射入第象限，A 点坐标为（0，h），粒子飞出电场区域

12、后，沿与 x 轴正方向夹角为 60的 B 处进入第象限，经圆形磁场后，垂直射向 y 轴 C 处。不计粒子重力，求：(1)从 A 点射入的速度0v；(2)圆形磁场区域的最小面积；(3)证明粒子在最小圆形磁场中运动时间最长，并求出最长时间。14（16 分）如图所示，在竖直圆柱形绝热汽缸内，可移动的绝热活塞 a、b 密封了质量相同的 A、B 两部分同种气体，且处于平衡状态。已知活塞的横截面积之比 Sa：Sb=2：1，密封气体的长度之比 hA：hB=1：3，活塞厚度、质量和摩擦均不计。求 A、B 两部分气体的热力学温度 TA：TB的比值；若对 B 部分气体缓慢加热，同时在活塞 a 上逐渐增加细砂使活塞

13、 b 的位置不变，当 B 部分气体的温度为65BT时，活塞 a、b 间的距离 ha与 ha之比为 k：1，求此时 A 部分气体的绝对温度 TA与 TA的比值。15（12 分）如图所示，AB是重力为G的匀质细直杆，其中A端通过光滑铰链固定于竖直墙壁上，B端受一与细直杆夹角恒为60的拉力作用，使杆子由水平位置缓慢沿逆时针方向转到竖直位置。求：(1)当杆与墙壁的夹角为60时，杆A、B端受到的作用力的大小；(2)当杆与墙壁的夹角为30时，杆A、B端分别受到的作用力的大小。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

14、【解析】A火星探测器脱离地球，但没有脱离太阳系，其发射速度大于第二宇宙速度 11.2km/s 即可，故 A 错误；B根据引力2MmFGR，因为火星的直径约为地球的一半，质量仅是地球的 0.1 倍，所以火星表面的重力加速度和地球表面的重力加速度之比为 2：5。可得探测器在地球表面受到的引力比在火星表面的引力大，故 B 错误；C根据万有引力提供向心力，有 2224MmGmrrT 可得 2324GMTr 因火星绕太阳公转周期约为地球公转周期的 2 倍，所以火星绕太阳的轨道半径约为地球绕太阳的轨道半径的34倍，故 C 错误；D在火星表面发射近地卫星的速度即火星的第一宇宙速度，由 22MmvGmRR 得

15、第一宇宙速度公式 GMvR 可知火星的第一宇宙速度与地球的第一宇宙速度之比为 1：5，所以在火星表面发射近地卫星的速度小于地球的第一宇宙速度，故 D 正确。故选 D。2、A【解析】A星系是由宇宙中的恒星、气体和尘埃组成的系统，A 正确；B在误差范围内可以认为银河系是旋涡状星系，不属于不规则星系，B 错误；C银河系中恒星很多，C 错误；D太阳处在银河系中，不在河外星系，D 错误。故选 A。3、A【解析】在 衰变的过程中，电荷数少 2，质量数少 4，在 衰变的过程中，电荷数多 1，有 2m-n=10 4m=32 解得 m=8 n=6 故 A 正确，BCD 错误。故选 A。4、D【解析】A由图可知，

16、负电荷弯曲的方向向右，则受到的电场力得方向向右，由于负电荷受到的电场力得方向与电场强度的方向相反，所以电场强度的方向向左，等势线 a 电势最低。故 A 错误；B带电粒子从 P 点射出后经过等势线 b 时，电场力做正功，则粒子的动能增加，则其速率大于 v0，选项 B 错误；C让粒子在 P 点由静止释放，粒子受到的电场力得方向始终向右，所以将一直向右做加速运动。故 C 错误；D电场线的疏密代表电场的强弱，让粒子在 P 点由静止释放，粒子将沿虚线向右做加速运动，因电场线先密后疏，可知电场力先增后减，即加速度先增大后减小。故 D 正确。故选 D。5、D【解析】A金属细杆受到重力、斜面的支持力、挡板的支

17、持力和安培力作用，根据力的平衡条件可知，金属细杆中电流方向可能垂直纸面向外，也可能垂直纸面向里，故 A 错误；B由于磁场与电流方向垂直，开始安培力为1=F BIL，后来的安培力为 21=4=22FBILBIL 则金属细杆受到的安培力增大了=F BIL 故 B 错误；C金属细杆受到重力、斜面的支持力、挡板的支持力和安培力作用，根据力的平衡条件可知，将斜面的支持力分解成水平方向和竖直方向，则水平方向和竖直方向的合力均为零，由于金属细杆的重力不变，故斜面的支持力不变，由牛顿第三定律可知，金属细杆对斜面的压力不变，故 C 错误；D由于金属细杆受到斜面的支持力不变，故安培力的大小变化量与挡板的支持力的大

18、小变化量相等；如果金属细杆中电流方向垂直纸面向里，安培力方向水平向右，当安培力增大，则金属细杆对挡板的压力增大，由于安培力增大 BIL，所以金属细杆对竖直挡板的压力增大了 BIL；如果金属细杆中电流方向垂直纸面向外，安培力方向水平向左，当安培力增大 BIL，则金属细杆对挡板的压力减小 BIL，故金属细杆对竖直挡板的压力可能增大了 BIL，D 正确。故选 D。6、C【解析】规定初速度 v0的方向为正方向，根据动量守恒定律可知：00()2Mm vMvmv 解得 0Mmvvm 负号表示速度与正方向相反，大小为0Mmvm；故选 C。二、多项选择题：本题共 4 小题，每小题 5 分，共 20 分。在每小

19、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、CD【解析】AB由于电场的方向未知，因此粒子的电性不能确定，2m6m 的电势的高低也不能判断，AB 错误；C根据电势能与电势的关系 Ep=q 场强与电势的关系 Ex 得 P1EEqx 由数学知识可知 Epx 图像切线的斜率等于PEx，故斜率间接代表了场强大小，0m2m 和 2m6m 的斜率大小相等方向相反，因此电场强度的方向大小相等方向相反，则粒子的加速度大小相等方向相反，C 正确；D 2m4m两点间距与4m6m两点间距相等，电场强度也相等，因此由U=Ed可知，2m4m两点间的

20、电势差等于4m6m两点间的电势差，则 2m4m 电场力做的功和 4m6m 电场力做的功相等，D 正确。故选 CD。8、ABD【解析】A细绳被拉断瞬间，对木板分析，由于 OA 段光滑，没有摩擦力，在水平方向上只受到弹簧给的弹力，细绳被拉断瞬间弹簧的弹力等于 F，根据牛顿第二定律有：FMa 解得FaM，A 正确；B滑块以速度 v 从 A 点向左滑动压缩弹簧，到弹簧压缩量最大时速度为 0，由系统的机械能守恒得：细绳被拉断瞬间弹簧的弹性势能为212mv，B 正确；C弹簧恢复原长时木板获得的动能，所以滑块的动能小于212mv，C 错误；D由于细绳被拉断瞬间，木板速度为零，小滑块速度为零，所以小滑块的动能

21、全部转化为弹簧的弹性势能，即212pEmv，小滑块恰未掉落时滑到木板的右端，且速度与木板相同，设为v，取向左为正方向，由动量守恒定律和能量守恒定律得 0mM v 212pEmM vmgl 联立解得22vgl，D 正确。故选 ABD。9、BC【解析】AB若地面粗糙且小车能够静止不动，设圆弧半径为 R，当小球运动到半径与竖直方向的夹角为 时，速度为 v 根据机械能守恒定律有：12mv2=mgRcos 由牛顿第二定律有：N-mgcos=m2 vR 解得小球对小车的压力为：N=3mgcos 其水平分量为 Nx=3mgcossin=32mgsin2 根据平衡条件知，地面对小车的静摩擦力水平向右，大小为：

22、f=Nx=32mgsin2 可以看出：当 sin2=1，即=45时，地面对车的静摩擦力最大，其值为 fmax=32mg 故 A 错误，B 正确 CD若地面光滑，当小球滑到圆弧最低点时，小车的速度设为 v，小球的速度设为 v小球与小车组成的系统在水平方向动量守恒，以向右为正方向，由动量守恒定律得：mv-Mv=0；系统的机械能守恒，则得：mgR=12mv2+12Mv2，解得：v=2gRmM Mm 故 C 正确，D 错误 故选 BC【点睛】本题中地面光滑时，小车与小球组成的系统在水平方向所受合外力为零，系统在水平方向动量守恒，但系统的总动量并不守恒 10、BCD【解析】ABC 项：a 光在水面上形成

23、的圆形亮斑面积较大，知 a 光的临界角较大，根据，知 a 光的折射率较小，再由，可知，在水中，a 光的波长比 b 光大，故 A 错误 BC 正确；D 项：依据，结合几何关系，可知，而复色光圆形区域的面积为，故 D 正确；E 项：a 光的折射率小，波长长，根据双缝干涉条纹与波长成正比，可知相同条件下，a 光干涉条纹比 b 光宽，故 E错误。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、MmgMm Mm 0.20 【解析】(1)1平衡摩擦力后：TmgFma TFMa 解得：TMFmgMm；2当小车和位移传感器的总质量M和所挂钩码的质量m之间满

24、足Mm时，才可以认为绳子对小车的拉力大小等于所挂钩码的重力；(2)由牛顿第二定律知：1aFM 则1aM的图线的斜率是合外力，即绳子拉力F，则：2.0N0.20N10F。12、12.0 1.44 dt Fs 22(5)2Mm dt Fs 22(6)2Mm dt 倒数的二次方 7.91068.1106 【解析】(1)1该游标卡尺的读数为 12mm+00.1mm=12.0mm 2刻度尺要估读，读数为 s=1.44m。(2)3当时间间隔比较小时，平均速度约等于某一位置或某一时刻的瞬时速度，故由平均速度公式可得，经过光电门位置的速度 dvt(3)45传感器的示数为细绳的拉力，则其做功为 Fs，所对应动能

25、的变化量为 2221(5)(5)22kMm dEMm vt(4)67F所做的功为 Fs，所对应动能的变化量为 2221(6)(6)22kMm dEMm vt(5)89由动能定理 22(6)2Mm dF st 整理得 22(6)12Mm dFst 图像为直线的条件是横坐标为 t 倒数的二次方，该图线的斜率为 2(6)2Mm dks 代入数据得 k=8.0106 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)23qEhm；(2)22 mhEqB；(3)23mqB【解析】(1)粒子在电场中做类平抛运动，其加速度大小为

26、 FqEamm 竖直方向有 221122qEhattm 故 2mhtqE 在 B 处有 0tan603yxvatvv 因此，A 点射入的速度 0233atqEhvm(2)在 B 处，根据 0cos60vv 可得粒子进入磁场的速度为 000222cos603vqEhvvm 粒子在磁场中，由洛伦磁力提供向心力，即 2mvqvBR 故：粒子在磁场运动的轨道半径为 22E3mvmhRqBBq 由于粒子从 B 点射入，经磁场偏转后垂直射向 C 处，根据左手定则可知，圆形磁场的磁场是垂直于纸面向里。如图所示，延长 B 处速度方向与反向延长 C 处速度方向相交于 D 点，作BDC的角平分线，在角平分线上找出

27、点O，使它到 BD、CD 的距离为 ONOMR 则以 MN 为直径的圆的磁场区域面积最小，设圆形磁场区域的半径为 r，由几何关系可得 3cos302rRR 圆形磁场区域的最小面积 2min22SmhErqB(3)粒子在圆形磁场中运动的轨迹圆与圆形磁场关系如图所示，由第(2)问作图过程可知，MN 是圆形磁场的直径，也是粒子的射入点与射出点的连线，其所对应的弧长最长，故粒子在磁场中运动的时间最长。由几何知识可知，圆心角120 又因粒子在磁场中运动的周期 2 mTqB 故粒子在磁场中运动的时间最长 223mmtTqB 14、23ABTT；65k【解析】A、B 两部分气体质量相同且为同种气体，压强也相

28、同，根据盖吕萨克定律有：aAbBABS hS hTT 解得：23ABTT；对 B 部分气体，根据查理定律有：065BBppTT 对 A 部分气体，根据理想气体状态方程有：0aAaAAp S hpS hTT 而：AAhkh 可得：65AATkT。15、(1)2BGF，32AGF；(2)396AFG，36BFG【解析】(1)当杆与墙壁的夹角为60，对杆的受力分析如图所示：据平衡条件可得 sin302BGFG 3cos302AGFG(2)当杆与墙壁的夹角为30时，对杆的受力分析如图所示：由三力组成的矢量三角形与ACD相似，有 ABFFGADCDAC 设杆子长为0l，由几何关系知 04lCD 032ACl 0134ADl 解得 396AFG 36BFG