北京科技大学2023学年高考考前模拟物理试题含解析

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、如图所示，理想变压器原、副线圈匝数比为2:3，两端共接有六只相同的小灯泡L1、L2、L3、L4、L5和L6（电阻恒定不变），变压器的原线圈接有输出电压U恒定的交流电源，六只小灯泡均发光．下列说法正确的是（）A．L1、L2、L3三只灯泡亮度一定相同B．小灯泡L2一定比L4亮C．交流电源输出电压U是小灯泡L4两端电压的4.5倍D．L1消耗的功率是L2消耗灯泡的2.25倍2、原子核有天然放射性，能发生一系列衰变，可能的衰变过程如图所示。下列说法中正确的是（）A．过程①的衰变方程为B．过程①的衰变方程为C．过程②的衰变方程为D．过程②的衰变方程为3、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ω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4、如图所示，将硬导线中间一段折成不封闭的正方形，每边长为l，它在磁感应强度为B、方向如图所示的匀强磁场中匀速转动，转速为n，导线在a、b两处通过电刷与外电路连接，外电路有额定功率为P的小灯泡并正常发光，电路中除灯泡外，其余部分的电阻不计，灯泡的电阻应为()A．(2πl2nB)2PB．5、A、B两小车在同一直线上运动，它们运动的位移s随时间t变化的关系如图所示，已知A车的s-t图象为抛物线的一部分，第7s末图象处于最高点，B车的图象为直线，则下列说法正确的是（）A．A车的初速度为7m/sB．A车的加速度大小为2m/s2C．A车减速过程运动的位移大小为50mD．10s末两车相遇时，B车的速度较大6、甲乙两车在水平地面上的同一位置同时出发，沿一条直线运动，两车均可看做质点，甲乙两车的速度时间图像如图所示，下列说法中正确的是（）A．t=1s时甲车加速度为零B．前4s内两车间距一直增大C．t=4s时两车相遇D．两车在前4s内的最大距离为5m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、一列简谐横波，在t=1s时刻的波形如图甲所示，图乙为波中质点的振动图象，则根据甲、乙两图可以判断：___________A．该波沿x轴正方向传播B．该波的传播速度为6m/sC．从t=0时刻起经过时间△t=3s，质点通过路程为6mD．在振动过程中P1、P2的位移总是相同E.质点P2做简谐运动的表达式为y=2sin(t－)m8、在大型物流货场，广泛的应用着传送带搬运货物。如图甲所示，与水平面倾斜的传送带以恒定速率运动，皮带始终是绷紧的，将m=1kg的货物放在传送带上的A处，经过1.2s到达传送带的B端。用速度传感器测得货物与传送带的速度v随时间t变化图象如图乙所示，已知重力加速度g=10m/s2。由v﹣t图可知（）A．货物与传送带的摩擦因数为0.5B．A、B两点的距离为2.4mC．货物从A运动到B过程中，传送带对货物做功为-11.2JD．货物从A运动到B过程中，货物与传送带摩擦产生的热量为19.2J9、如图所示，AC、BD为圆的两条互相垂直的直径，圆心为O，半径为R，将等电量的两正点电荷Q放在圆周上，它们的位置关于AC对称，与O点的连线和OC间夹角为30°，下列说法正确的是（）A．电荷q从A点运动到C点，电场力做功为零B．电荷q从B点运动到D点，电场力做功为零C．O点的场强大小为D．O点的场强大小为10、a、b两束单色光从水中射向空气发生全反射时，a光的临界角大于b光的临界角，下列说法正确的是（）A．以相同的入射角从空气斜射入水中，a光的折射角小B．分别通过同一双缝干涉装置，a光形成的相邻亮条纹间距大C．若a光照射某金属表面能发生光电效应，b光也一定能D．通过同一玻璃三棱镜，a光的偏折程度大E.分别通过同一单缝衍射装置，b光形成的中央亮条纹窄三、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）某同学用图甲电路测量一电源的电动势和内阻，其中电流表A的量程为0.6A，虚线框内为用电流计G改装的电压表。(1)已知电流计G的满偏电流Ig=300μA，内阻Rg=100Ω，改装后的电压表量程为3V，则可计算出电阻R1=____Ω。(2)某次测量时，电流计G的示数如图乙，则此时电源两端的电压为___V。(3)移动滑动变阻器R的滑片，得到多组电流表A的读数I1和电流计G的读数I2，作出I1-I2图像如图丙。由图可得电源的电动势E=____V，内阻r=____Ω。(4)若电阻R1的实际阻值大于计算值，则电源内阻r的测量值____实际值（填“小于”“等于”或“大于”）。12．（12分）某实验小组的同学利用如图甲所示的实验装置验证了动能定理，实验时该小组的同学将小车由光电门1的左侧静止释放，通过细绳在砝码的牵引下开始运动，先后经过光电门1、2，并通过计算机记录了挡光时间。经测量可知小车和挡光片的总质量为M，砝码盘及砝码的总质量为m。根据所学的知识回答下列问题：(1)摩擦力的影响会对该实验带来一定的误差，为了平衡摩擦力，实验时应________（填“取下”或“挂上”）砝码盘，并适当地垫高长木板的________（填“左”或“右”）端；(2)在(1)的前提下，为了使细绳的拉力大小近似等于砝码盘及盘中砝码的总重力，应使小车和挡光片的总质量为M________（填“远大于”“大于”“等于”“小于”或“远小于”）砝码盘及盘中砝码的总质量；(3)实验小组的同学用游标卡尺对挡光片的宽度进行了测量，读数如图乙所示，则挡光片的宽度d=________cm；(4)计算机记录小车通过光电门1、2的时间分别为、，且两光电门之间的距离为L，重力加速度用g表示，则验证动能定理的关系式应为________（用以上相关物理量的字母表示）。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）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（r≥r0），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ρ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vm．14．（16分）在光滑绝缘水平面上，存在着有界匀强磁场，边界为PO、MN，磁感应强度大小为B0，方向垂直水平南向下，磁场的宽度为，俯视图如图所示。在磁场的上方固定半径的四分之一光滑绝缘圆弧细杆，杆两端恰好落在磁场边缘的A、B两点。现有带孔的小球a、b（视为质点）被强力绝緣装置固定穿在杆上同一点A，球a质量为2m、电量为－q；球b质量为m、电量为q；某瞬时绝缘裝置解锁，a、b被弹开，装置释放出3E0的能量全部转为球a和球b的动能，a、b沿环的切线方向运动。求：（解锁前后小球质量、电量、电性均不变，不计带电小球间的相互作用）(1)解锁后两球速度的大小va、vb分别为多少；(2)球a在磁场中运动的时间；(3)若MN另一侧有平行于水平面的匀强电场，球a进人电场后做直线运动，球b进入电场后与a相遇；求电场强度E的大小和方向。15．（12分）1932年美国物理学家劳伦斯发明了回旋加速器，巧妙地利用带电粒子在磁场中运动特点，解决了粒子的加速问题。现在回旋加速器被广泛应用于科学研究和恢学设备中。回旋加速器的工作原理如图甲所，置于真空中的D形金属盒半径为R，两盒间的狭缝很小，带电粒子穿过的时间可以忽略不计。磁感应强度为B的匀强磁场与盒面垂直，加速器按一定频率的高频交流电源，保证粒子每次经过电场都被加速，加速电压为U。D形金属盒中心粒子源产生的粒子，初速度不计，在加速器中被加速，加速过程中不考虑相对论效应和重力作用。(1)求把质量为m、电荷量为q的静止粒子加速到最大动能所需时间；(2)若此回旋加速器原来加速质量为2m，带电荷量为q的α粒子（），获得的最大动能为Ekm，现改为加速氘核（），它获得的最大动能为多少？要想使氘核获得与α粒子相同的动能，请你通过分析，提出一种简单可行的办法；(3)已知两D形盒间的交变电压如图乙所示，设α粒子在此回旋加速器中运行的周期为T，若存在一种带电荷量为q′、质量为m′的粒子，在时进入加速电场，该粒子在加速器中能获得的最大动能？（在此过程中，粒子未飞出D形盒）

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】

设小灯泡L4两端电压为，则有副线圈的输出电压为，根据电压与匝数成正比，原线圈的输入电压为，L2、L3两只灯泡串联后的总电压为；设通过小灯泡L4电流为，根据电流与匝数成反比，则有原线圈电流为，根据欧姆定律可得通过L2、L3两只灯泡的电流为，根据并联分流可得通过L1灯泡的电流为，小灯泡L1两端电压为，根据串联分压可知交流电源输出电压，根据电功率公式可知，故C正确，A、B、D错误；2、D【解析】

AB．由核反应过程中质量数守恒和电荷数守恒得，过程①的衰变方程为故AB错误；CD．由核反应过程中质量数守恒和电荷数守恒得，过程①的衰变方程为故C错误，D正确。故选D。3、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。4、B【解析】单匝正方形线圈绕垂直于磁场方向的轴匀速转动，将产生正弦式电流，则电动势的最大值Em＝Bl2ω＝2πnBl2，其有效值E＝Em2＝2πnBlR＝E2P＝5、B【解析】

AB．A车做匀变速直线运动，设A车的初速度为，加速度大小为，由图可知时，速度为零，由运动学公式可得：根据图象和运动学公式可知时的位移为：联立解得，，故选项B正确，A错误；C．A车减速过程运动的位移大小为，故选项C错误；D．位移时间图象的斜率等于速度，10s末两车相遇时B车的速度大小为：A车的速度为：两车的速度大小相等，故选项D错误。故选B。6、C【解析】

A．由可知，甲车一直做匀加速直线运动，故A错误；B．在时两车速度相等，且乙车在甲车前，2s到4s由于甲车速度大于乙车速度，所以两车间距离减小，故B错误；C．由图像与坐标轴所围面积表示位移可知，4s内乙车的位移为由图可知，甲车的加速度为由于甲车前2s的位移为0，由后2s的位移故两车相遇，故C正确；D．在时两车速度相等，距离最大即为故D错误。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、BCE【解析】

由图乙可知，在t=1s时刻质点向轴负方向振动，则根据质点振动方向与波的传播方向可知，该波沿x轴负方向传播，故A错误；由图甲可知波长为，由图乙可知周期为，则波速为，故B正确；由于，则质点通过路程为，故C正确；由于P1、P2之间的距离为，在振动过程中P1、P2的位移不一定总是相同，故D错误；由于，则，则图乙可知质点P2做简谐运动的表达式为：，故E正确．故选BCE8、AC【解析】

A.由图象可以看出货物做两段均做匀加速直线运动，根据牛顿第二定律有：由图象得到：代入解得：选项A正确；B.货物的位移就是AB两点的距离，求出货物的v-t图象与坐标轴围成的面积即为AB两点的距离。所以有：选项B错误；C.传送带对货物做的功即为两段运动中摩擦力做的功：选项C正确；D.货物与传送带摩擦产生的热量：选项D错误。故选AC。9、BD【解析】

电荷q从A点运动到C点，所受电场力竖直向上，电场力做负功，A错，根据对称性B正确，O点的场强大小为，C错，D正确．10、BCE【解析】

A．由题知a光的临界角大于b光的临界角，根据可知a光的折射率较小，波长较大，光以相同的入射角从空气斜射入水中，根据可知a光的折射角较大，故A错误；B．根据双缝干涉条纹间距公式因a光的波长较大，所以a光形成的相邻亮条纹间距大，故B正确；C．a光的频率小，照射某金属表面能发生光电效应，所以b光频率大，也一定能发生光电效应，故C正确；D．a光的折射率较小，通过玻璃三棱镜后，偏折程度小，故D错误；E．a光的频率小，波长长，通过单缝发生衍射，中央亮条纹宽，故E正确。故选BCE。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、99002.402.901.0小于【解析】

(1)[1]．由改装原理可知，要串联的电阻(2)[2]．电流计G的示数为240μA，则此时电源两端的电压为240μA×10-6×10000V=2.40V；(3)[3][4]．由图像可知，纵轴截距为290μA，则对应的电压值为2.90V，即电源电动势为E=2.90V；内阻(4)[5]．若电阻R1的实际阻值大于计算值，则通过电流计G的电流会偏小，则图像I2-I1的斜率会偏小，则电源内阻r的测量值小于实际值。12、取下左远大于0.555【解析】

(1)[1][2]本实验为了使细绳拉力为小车的合力，即拉力的功等于合力对小车所做的功，实验前取下砝码盘，并将长木板左端略微抬高，平衡小车的摩擦力。(2)[3]只有当M远大于m时，砝码盘和盘中砝码的重力才等于绳子的拉力，即满足M远大于m时可以用砝码盘和盘中砝码的重力做的功代替小车合力做的功。(3)[4]由游标卡尺的读数规则可知，主尺示数为5mm，游标尺示数为11×0.05mm=0.55mm则挡光片的宽度d=5mm+0.55mm=5.55mm即为0.555cm。(4)[5]由实验原理可知，小车的合外力做功近似等于砝码盘和盘中砝码受到的重力做功，即W=mgL小车通过光电门1时的速度小车通过光电门2时的速度小车通过两光电门的过程中动能的变化量验证动能定理的关系式应为四、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、（1）（2）做简谐运动（3）【解析】

解：（1）根据题意可知，小球距离地心