2023年高考物理统一考试仿真卷（一）

统一考试仿真卷〔一〕第一卷二、选择题：此题共8小题，每题6分，在每题给出的四个选项中，第14～18题只有一个选项符合题目要求。第19～21题有多项选择项题目要求。全部答对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。14．在物理学开展史上，许多科学家通过恰当地运用科学研究方法，超越了当时研究条件的局限性，取得了辉煌的研究成果。以下表述符合物理学史事实的是A．牛顿由斜面实验通过逻辑推理得出了自由落体运动的规律B．库仑利用库仑扭秤巧妙地实现了对电荷间的作用力与电荷量的关系研究C．法拉第发现载流导线对小磁针的作用，揭示了电现象与磁现象之间存在的联系D．安培用电场线和磁感线形象地描述电场和磁场，促进了电磁现象的研究【解析】伽利略通过斜面实验发现了自由落体运动的规律，故A项错；库仑利用库仑扭秤实验实现了对电荷间的作用力与电荷量的关系的研究，故B项正确；奥斯特发现了载流导线对小磁针的作用，揭示了电现象与磁现象之间存在的联系，故C项错；电场线和磁感线都是法拉第引入的，故D项错。【答案】B15．甲、乙两辆汽车在一条平直的单行道上同向行驶，乙在前，甲在后。t＝0时刻，两车同时刹车，结果发生了碰撞。如下图为两车刹车后不会相撞的v­t图像，以下说法正确的选项是A．两车刹车时的距离一定小于90mB．两车刹车时的距离一定等于112.5mC．两车一定是在t＝20s之前的某时刻发生相撞的D．两车一定是在t＝20s之后的某时刻发生相撞的【解析】当两车速度相同时相距最小，由v­t图像可知最小距离为eq\f(1,2)×(25－15)×20m＝100m，由于两车相撞，所以刹车时的距离小于100m，故A、B项错误；两车速度相同时相距最小，假设此时不相撞那以后也不会相撞，所以两车一定是在20s之前的某时刻发生相撞的，故C项正确，D项错误。【答案】C16．如下图，质量为m的小球用细线拴住放在光滑斜面上，斜面足够长，倾角为α的斜面体置于光滑水平面上，用水平力F推斜面体使斜面体缓慢地向左移动，小球沿斜面缓慢升高。当线拉力最小时，推力F等于A．mgsinαB.eq\f(1,2)mgsinαC．mgsin2αD.eq\f(1,2)mgsin2α【解析】隔离小球受力分析，画出受力动态矢量图，如下图。当细线与斜面平行时，细线拉力最小，对小球和斜面体整体分析受力，在水平面内由平衡条件可得：F＝FTcosα＝mgsinα·cosα＝eq\f(1,2)mgsin2α，D项正确。【答案】D17．为了实现人类登陆火星的梦想，我国宇航员王跃和俄罗斯宇航员一起进行了“模拟登火星〞的实验活动，假设火星半径与地球半径之比为1∶2，火星质量与地球质量之比为1∶9。地球外表的重力加速度为g，地球半径为R，万有引力常量为G，忽略自转的影响，那么A．火星外表与地球外表的重力加速度之比为2∶9B．火星的第一宇宙速度与地球的第一宇宙速度之比为eq\r(2)∶3C．火星的密度为eq\f(g,3πGR)D．假设王跃以相同初速度在火星外表与地球外表能竖直跳起的最大高度之比为9∶2【解析】由eq\f(GMm,R2)＝mg可得：g＝eq\f(GM,R2)，由于火星半径与地球半径之比为1∶2，火星质量与地球质量之比为1∶9，那么火星外表的重力加速度是地球外表重力加速度的eq\f(4,9)，即为eq\f(4,9)g，故A项错；由eq\f(GMm,R2)＝meq\f(v2,R)得：v＝eq\r(\f(GM,R))，那么火星的第一宇宙速度是地球第一宇宙速度的eq\f(\r(2),3)倍，故B项正确；设火星质量为M′，由万有引力等于重力可得：eq\f(GM′m,R′2)＝mg′，解得：M′＝eq\f(gR2,9G)，密度为：ρ＝eq\f(M′,V′)＝eq\f(2g,3πGR)，故C项错；王跃以v0在地球上起跳时，根据竖直上抛的运动规律可知跳起的最大高度是：h＝eq\f(v02,2g)，由于火星外表的重力加速度是eq\f(4,9)g，王跃以相同的初速度在火星上起跳时，可跳的最大高度h′＝eq\f(9,4)h，故D项错。【答案】B18．如图，水平桌面上固定有一半径为R的光滑金属细圆环，环面水平，圆环总电阻为r；空间有一匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向竖直向下；一长度为2R、电阻可忽略的导体棒AC置于圆环左侧并与环相切，切点为棒的中点。一拉力作用于棒中点使其以恒定加速度a从静止开始向右运动，运动过程中棒与圆环接触良好。以下说法正确的选项是A．棒运动过程中产生的感应电流在棒中由A流向CB．棒通过整个圆环所用的时间为eq\r(\f(2R,a))C．棒经过环心时流过棒的电流为eq\f(4BR\r(2aR),r)D．棒经过环心时所受安培力的大小为eq\f(16B2R2\r(2aR),r)【解析】导体棒AC切割磁感线产生的感应电流的方向由右手定那么可知由C流向A，故A项错；由于棒以恒定加速度a从静止开始向右运动，那么有2R＝eq\f(1,2)at2，解得t＝2eq\r(\f(R,a))，故B项错；棒经过环心时的速度v＝eq\r(2aR)，有效切割长度L＝2R，回路中总电阻R＝eq\f(r,4)，由I＝eq\f(U,R)及U＝BLv，得此时棒中的电流为eq\f(8BR\r(2aR),r)，故C项错；棒经过环心时所受安培力的大小F＝BIL＝eq\f(16B2R2\r(2aR),r)，故D项正确。【答案】D19．如下图的阴极射线管，无偏转电场时，电子束加速后打到荧屏中央形成亮斑。如果只逐渐增大M1、M2之间的电势差，那么A．在荧屏上的亮斑向上移动B．在荧屏上的亮斑向下移动C．偏转电场对电子做的功增大D．偏转电场的电场强度减小【解析】由于电子带负电，在偏转电场中受到电场力的作用向正极板偏转，故A项正确误，B项错误；电子在偏转电场中向正极板偏转的过程中，电场力做正功，且随着偏转电压的增大电场力做功增大，故C项正确，D项错误。【答案】AC20．无限长通电直导线在周围某一点产生的磁场的磁感应强度B的大小与电流成正比，与导线到这一点的距离成反比，即B＝eq\f(kI,r)(式中k为常数)。如下图，两根相距L的无限长直导线分别通有电流I和3I。在两根导线的连线上有a、b两点，a点为两根直导线连线的中点，b点距导线I的距离为L。以下说法正确的选项是A．a点和b点的磁感应强度方向相同B．a点和b点的磁感应强度方向相反C．a点和b点的磁感应强度大小之比为8∶1D．a点和b点的磁感应强度大小之比为16∶1【解析】a点与b点的磁感应强度应为两条通电直导线分别在两点产生磁场的磁感应强度的合成，由安培定那么及公式B＝eq\f(kI,r)可得，Ba＝eq\f(8kI,L)，方向竖直向下，Bb＝eq\f(kI,2L)，方向竖直向下，所以a点与b点的磁感应强度大小之比为16∶1，综上可知，A、D项正确。【答案】AD21．如下图，边长为L、匝数为N，电阻不计的正方形线圈abcd在磁感应强度为B的匀强磁场中绕转轴OO′转动，轴OO′垂直于磁感线，在线圈外接一含有理想变压器的电路，变压器原、副线圈的匝数分别为n1和n2。保持线圈以恒定角速度ω转动，以下判断正确的选项是A．在图示位置时线框中磁通量为零，感应电动势最大B．当可变电阻R的滑片P向上滑动时，电压表V2的示数变大C．电压表V1示数等于NBωL2D．变压器的输入与输出功率之比为1∶1【解析】在题图所示位置时线圈与磁感线平行，线框中磁通量为零，感应电动势最大，故A项正确；此时感应电动势的最大值为NBωL2，有效值为eq\f(NBωL2,\r(2))，即电压表V1示数等于eq\f(NBωL2,\r(2))，故C项错；当可变电阻R的滑片P向上滑动时，R的有效阻值增大，但由于副线圈的电压不变，内阻不计，所以电压表V2的示数不变，故C项错；由于变压器是理想的，所以输入与输出功率之比为1∶1，故D项正确。【答案】AD第II卷三、非选择题：本卷包括必考题和选考题两局部。第22-32题为必考题，每个试题考生都必须作答。第33-38题为选考题，考生根据要求作答。〔一〕必考题〔共129分〕22．(6分)某同学用探究动能定理的装置测滑块的质量M。如图甲所示，在水平气垫导轨上靠近定滑轮处固定一个光电门。让一带有遮光片的滑块自某一位置由静止释放，计时器可以显示出遮光片通过光电门的时间t(t非常小)，同时用米尺测出释放点到光电门的距离s。(1)该同学用螺旋测微器测出遮光片的宽度d，如图乙所示，那么d＝________mm。(2)实验中屡次改变释放点，测出多组数据，描点连线，做出的图像为一条倾斜直线，如图丙所示。图像的纵坐标s表示释放点到光电门的距离，那么横坐标表示的是______。A．t B．t2C．eq\f(1,t)D．eq\f(1,t2)(3)钩码的质量为m，图丙中图线的斜率为k，重力加速度为g。根据实验测得的数据，写出滑块质量的表达式M＝____________________。(用字母表示)【解析】(1)螺旋测微器的固定刻度读数为1.5mm，可动刻度读数为0.01×38.0mm＝0.380mm，那么最终读数为1.880mm。(2)滑块通过光电门的瞬时速度v＝eq\f(d,t)，根据动能定理得，mgs＝eq\f(1,2)(M＋m)v2＝eq\f(1,2)(M＋m)eq\f(d2,t2)，那么s＝eq\f(M＋md2,2mg)·eq\f(1,t2)，因为图线为线性关系图线，可知横坐标表示eq\f(1,t2)。应选D。(3)由s＝eq\f(M＋md2,2mg)·eq\f(1,t2)知，图线的斜率k＝eq\f(M＋md2,2mg)，解得滑块质量M＝eq\f(2kmg,d2)－m。【答案】(1)1.880(2)D(3)eq\f(2kmg,d2)－m23．(9分)物理实验小组的同学们拆下一报废摩托车的指示灯L1(12V,3W)和转向灯L2(12V,24W)、L3(12V,24W)，并进行研究。(1)某同学将欧姆表的选择开关调至“×1”挡，测指示灯L1的电阻，指针指示如图甲所示，可知指示灯的电阻为________Ω。(2)根据指示灯的参数，可计算指示灯的电阻R＝eq\f(U2,P)＝48Ω。计算结果与(1)中的测量结果相差比拟大，请分析原因：_____________________________________________________。(3)实验小组的同学想描绘出转向灯L2的伏安特性曲线，现给出器材：蓄电池E(电动势为12V，内阻不计)；电流表A(量程0.6A，内阻约为1Ω；量程3.0A，内阻约为0.2Ω);电压表V(量程3.0V，内阻约为30kΩ；量程15V，内阻约为60kΩ)；滑动变阻器R(0～15Ω)；开关、导线假设干。如图乙所示是已连好的局部电路。请用笔画线代替导线，将实物电路图补充完整。【解析】(1)由图可知，指针示数为30，挡位为×1挡，故读数为：30×1Ω＝30Ω。(2)由题意可知，灯泡电阻在工作时较大，原因是指示灯正常工作时，温度比拟高，金属丝的电阻率大，故电阻要比不工作时大得多。(3)要描绘小灯泡的伏安特性曲线应采用滑动变阻器分压接法；灯泡的额定电压为12V，那么电压表量程应选择15V量程；由于转向灯L2的电阻R＝eq\f(U2,P)＝6Ω，eq\f(R,RA)＝eq\f(6,0.2)＝30;eq\f(RV,R)＝eq\f(60000,6)＝10000;因此eq\f(R,RA)＜eq\f(RV,R)；故说明应采用电流表外接法；故连接的实物图如下图。【答案】(1)30(2)指示灯正常工作时，温度比拟高，金属丝的电阻率大，故电阻要比不工作时大得多(3)见解析图24．(12分)光滑矩形斜面GHNM的倾角为α，在其上放置一矩形金属线框ABCD，AB边的边长为l1，BC边的边长为l2，线框的电阻为R，质量为m，斜面上矩形OPHG区域内存在匀强磁场，方向垂直于斜面向上，磁感应强度为B0，如果线框在恒力F作用下从静止开始运动(开始时刻，CD与NM重合)，线框进入磁场最初一段时间是匀速的，且线框的AB边始终平行于MN，重力加速度为g，求：(1)线框进入磁场前的加速度大小；(2)线框进入磁场时匀速运动的速度大小；(3)线框进入磁场过程中产生的焦耳热。【解析】(1)对进入磁场前的线框受力分析，根据牛顿第二定律得F－mgsinα＝ma解得线框进入磁场前的加速度大小a＝eq\f(F－mgsinα,m)。(2)由题意知，线框进入磁场最初一段时间内的合力为零，那么F＝mgsinα＋eq\f(B02l12v,R)解得线框进入磁场时匀速运动的速度大小为v＝eq\f(F－mgsinαR,B02l12)。(3)线框进入磁场过程中产生的焦耳热Q＝I2Rt＝eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(B0l1v,R)))2R·eq\f(l2,v)＝(F－mgsinα)l2。【答案】(1)eq\f(F－mgsinα,m)(2)eq\f(F－mgsinαR,B02l12)(3)(F－mgsinα)l225．(20分)如图甲所示，一电动遥控小车停在水平地面上，水平车板离地高度为h＝0.2m，小车质量M＝3kg，质量m＝1kg的小物块(可视为质点)静置于车板上某处A，物块与车板间的动摩擦因数μ＝0.1。现使小车由静止开始向右行驶，当运动时间t1＝1.6s时物块从车板上滑落。小车的速度v随时间t变化的规律如图乙所示，小车受到地面的摩擦阻力是小车对地面压力的eq\f(1,10)，不计空气阻力，取重力加速度g＝10m/s2。求：(1)物块从离开车尾B到落地过程所用的时间Δt以及物块滑落前受到的滑动摩擦力的功率最大值P；(2)物块落地时落地点到车尾B的水平距离s0；(3)0～2s时间内小车的牵引力做的功W。【解析】(1)物块从车板上滑落后做平抛运动，那么有h＝eq\f(1,2)g(Δt)2得Δt＝eq\r(\f(2h,g))＝0.2s物块滑落前受到的滑动摩擦力大小f＝μmg＝1N根据牛顿第二定律得物块的加速度大小a1＝eq\f(f,m)＝1m/s2当运动时间t1＝1.6s时物块的速度v1＝a1t1得v1＝1.6m/s由于v1＜2m/s，所以物块在车板上受到滑动摩擦力而一直加速，物块滑落前受到的滑动摩擦力的功率最大值P＝fv1得P＝1.6W。(2)物块滑落后前进的距离s1＝v1Δt由题图乙得t＝1.6s时小车的速率v2＝2m/s物块滑落后小车前进的距离s＝v2Δt落地点到车尾B的水平距离s0＝s－s1得s0＝0.08m。(3)0～1s时间内，由题图乙得小车的加速度大小为a2＝eq\f(2,1)m/s2＝2m/s2根据牛顿第二定律得F1－f－k(M＋m)g＝Ma2，其中k＝eq\f(1,10)解得F1＝11N小车的位移大小s2＝eq\f(1,2)×2×1m＝1m1～1.6s时间内，牵引力F2＝k(M＋m)g＋f＝5N由题图乙得小车的位移大小s2′＝2×0.6m＝1.2m1．6～2s时间内，牵引力F3＝kMg＝3N由题图乙得小车的位移大小s2″＝2×0.4m＝0.8m0～2s时间内小车的牵引力做的功为W＝F1s2＋F2s2′＋F3s2″＝19.4J。【答案】(1)0.2s1.6W(2)0.08m(3)19.4J〔二〕选考题：共45分。请考生从2道物理题、2道化学题、2道生物题中每科任选一题作答。如果多做，那么每科按所做的第一题计分。33．[物理——选修3–3]〔15分〕(1)(5分)以下说法正确的选项是________。A．液体外表层中分子间的距离比液体内局部子间的距离大B．当分子间的距离减小时，分子间作用力的合力也减小，分子势能增大C．布朗运动就是液体分子的无规那么运动D．热量可以从低温物体传到高温物体E．一定质量的理想气体，如果压强不变，体积增大，那么它一定从外界吸热(2)(10分)如下图，用一个绝热活塞将绝热容器平均分成A、B两局部，用控制阀K固定活塞，开始时A、B两局部气体的温度都是20℃，压强都是1.0×105Pa，保持A体积不变，给电热丝通电，使气体A的温度升高到60℃，求：(ⅰ)气体A的压强是多少？(ⅱ)保持气体A的温度不变，拔出控制阀K，活塞将向右移动压缩气体B，平衡后气体B的体积被压缩0.05倍，气体B的温度是多少？【解析】(1)外表张力产生的原因是由于外表层中分子间的距离比液体内局部子间的距离大，故A正确；当分子间的距离减小时，分子间作用力可能先增大后减小，故B错误；布朗运动是悬浮在液体中的固体小颗粒的无规那么运动，是液体分子热运动的表达，故C错误；热量不可能自发地从低温物体传到高温物体，在特定条件下热量会由低温物体传递给高温物体，如电冰箱中热量会由低温物体传递给高温物体，故D正确；一定质量的理想气体，如果压强不变，体积增大，由eq\f(pV,T)＝C可知温度升高，那么内能增加，根据热力学第一定律得知气体一定吸热，故E正确；应选A、D、E。(2)(ⅰ)对A局部气体，在加热的过程中发生等容变化，根据查理定律可得：eq\f(p0,T0)＝eq\f(p1,T1)解得：p1＝eq\f(p0T1,T0)＝eq\f(1.0×105×273＋60,273＋20)≈1.14×105Pa。(ⅱ)拔出控制阀K，活塞将向右移动压缩气体B。平衡后，气体A发生等温变化，根据玻意耳定律有：p1V＝p2(V＋0.05V)气体B的压缩过程，根据理想气体状态方程有：eq\f(p0V,T0)＝eq\f(p2′V－0.05V,T2)根据活塞受力平衡有p2＝p2′代入数据联立解得：T2＝302.2K，即t2＝T2－273＝29.2℃【答案】(1)ADE(2)(ⅰ)1.14×105Pa(ⅱ)29.234．[物理——选修3–4]〔15分〕(1)(5分)一列沿x轴正方向传播的简谐横波在t＝0时刻的波形如下图，质点P的x坐标为3m。任意振动质点连续2次经过平衡位置的时间间隔为0.4s。以下说法正确的选项是________。A．波速为1m/sB．波的频率为1.25HzC．x坐标为15m的质点在t＝0.6s时恰好位于波峰D．x坐标为22m的质点在t＝0.2s时恰好位于波峰E．当质点P位于波峰时，x坐标为17m的质点恰好位于波谷(2)(10分)如下图，一束截面为圆形(半径R＝1m)的平行紫光垂直射向一半径也为R的玻璃半球的平面，经折射后在屏幕S上形成一个圆形亮区。屏幕S至球心距离为D＝(eq\r(2)＋1)m，不考虑光的干预和衍射，试问：(ⅰ)假设玻璃半球对紫色光的折射率为n＝eq\r(2)，请你求出圆形亮区的半径；(ⅱ)假设将题干中紫光改为白光，在屏幕S上形成的圆形亮区的边缘是什么颜色？【解析】(1)任意振动质点连续2次经过平衡位置的时间间隔为0.4s，那么该波的周期为T＝2×0.4s＝0.8s。由题图可知，该波的波长是λ＝4m，所以波速：v＝eq\f(λ,T)＝eq\f(4,0.8)s＝5m/s，故