2023年高考物理模拟卷（河北新高考版）（解析版）

【赢在高考・黄金8卷】备战2023年高考物理模拟卷（河北新高考版）

黄金卷01

（本卷共15小题，满分100分）

一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28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。

1.2020年10月20日消息，好奇号火星车又有新发现：火星也曾有“绿洲”，或有生命

存在，好奇号火星车是首辆使用核能提供能量的火星车，它的核能电池系统主要包括两个组

成部分：一个装填杯（2；：Pu）二氧化物的热源和一组固体热电偶，将杯238产生的热能转

化为电能，这一系统设计使用寿命为14年，杯238的半衰期为88年，原来静止的一个杯

238衰变时放出a射线和7光子，生成原子核X，已知杯238,a粒子、X的质量分别为

犯、加2、加3,普朗克常量为〃，真空中的光速为下列说法正确的是（）

A.X的中子数为92

B.钵238放在高压容器里，其半衰期可能变为90年

C.该核反应中的质量亏损为和+叫一班

h

D.7光子的波长大于7------------

（m,—m,—my）c

【答案】D

【解析】A.根据质量数守恒与电荷数守恒可知，X的质量数为A=238—4=234,电

荷数为Z=94—2=92,所以中子数〃=234—92=142,故A错误：B.半衰期是由放射

性元素本身决定的，与原子所处的物理状态无关、与化学状态无关，故B错误；C.该核反

应中的质量亏损为=g-咫一/n；,故C错误；D.杯238衰变时动量守恒，能量守恒，

总动量为零，衰变后射线动能不为零，因此释放的核能只有一部分以/光子的形式辐射出

去，则有〃丫＜（叫一机，一切3）。2又〃=一因此几＞7----------1

丸（仍—）c

故D正确。故选D。

2.一列简谐横波在均匀介质中沿x轴传播，仁4s时的波形图如图甲所示，只0是介质

中的两个质点。质点尸的振动图像如图乙所示，下列说法正确的是（）

A.该简谐横波沿x轴正方向传播

B.该简谐横波的波速大小为1.5m/s

C.质点。的平衡位置坐标为=10.5m

D.Z=6s时质点尸将运动到A=6m处

【答案】B

【解析】A.根据题图乙知，片4s时〃向y轴负方向振动，所以该简谐横波沿x轴负方

向传播，A错误；B.根据题图甲知，该简谐横波的波长为12m,根据题图乙知，该简谐横波

的周期为8s,则该简谐横波的波速大小为v=-=—m/s=1.5m/sB正确：C.对质点0,

T8

有sin6=^=1解得e=J质点。的平衡位置坐标,_6mm，C错误；D.质点

426无0=—4十=1uni

2万

只在平衡位置上下振动，不随波的传播而传播，D错误。故选B。

3.2022年6月5日，神舟十四号载人飞船发射升空后，经过多次自主变轨顺利实现与

天宫空间站天和核心舱对接.已知核心舱绕地球运行近似为匀速圆周运动，周期为90min,

离地球表面的距离为400km,地球半径约为6400km,引力常量G=6.67x1。-"N-m2/kg2,

下列说法正确的是（）。

A.核心舱绕地球运行的线速度大于地球第一宇宙速度

B.核心舱的向心加速度大于地球表面重力加速度

C.由题中所给条件可以求出地球的质量

D.载人飞船应先变轨到空间站所在的圆轨道，再加速追上空间站实现对接

【答案】C

【解析】A.由地球引力提供向心力，可得G粤=〃?止；v=、理由上式可知，卫星

rrVr

的轨道半径越大，线速度越小，地球第一宇宙速度是卫星在地球表面附近绕地球做匀速圆周

运动最小速度，核心舱绕地球运行的轨道半径大于地球半径，因此核心舱绕地球运行的线速

度小于地球第一宇宙速度,A错误;B.由牛顿第二定律,对核心舱可得G等Mm二〃〃i；〃=G=

rr

「Mtn厂M

对地球表面物体可得G袤-=Mg；g=G”由此可知，轨道半径越大，向心加速度越小,

八地代地

力R城，因此核心舱的向心加速度小于地球表面重力加速度，B错误；C.由地球引力提供向

心力,可得叫J卑可得人票由题中所给条件可以求出地球的质量，C正确;

D,若载人飞船先变轨到空间站所在的圆轨道，再加速，则载人飞船会做离心运动，运动到

比空间站所在的圆轨道半径大的轨道上，不会与空间站实现对接，D错误。故选C。

4.光程是光学中的概念，定义为光在介质中经过的几何路程与该介质折射率的乘积。当

两束相干光的光程差为波长的整数倍时，在屏幕上出现亮条纹。瑞利干涉仪就是利用这个原

理测量气体的折射率。如图中所示，两束光的光程差为零时,屏幕上。点为零级干涉亮条纹。

将长度为/、装有待测气体的透明薄管放在S,后面，如图乙所示，零级亮条纹移至屏幕上的

。点，。点为第4级干涉亮条纹。己知空气的折射率为"。，所用光的波长为2,待测气体的

折射率为（）

【答案】B

【解析】乙图中两束光到。点的光程差为4,=%%根据题意得

△$=（〃-%）/联立可得”=华+“°故选及

5.中国环流器二号M装置（HL-2M）在成都建成并实现首次放电，该装置通过磁场将粒

子约束在小范围内实现核聚变。其简化模型如图所示，半径为彳和夜R两个同心圆之间的

环形区域存在与环面垂直的匀强磁场，核聚变原料笈核（：H）和笊核（：H）均以相同的速

度从圆心。沿半径方向射出，全部被约束在大圆形区域内。则气核在磁场中运动的半径最大

A.—RB.—C.—RD.C5/2-l）R

842

【答案】A

2mv

qvB=m—vr=

【解析】依题意，笈核、笊核全部被约束在大圆形区域内，根据r得qB.

由于二者速度相同，根据半径与比荷的关系，可知笈核，笊核在磁场中的轨迹半径之比为1：

2。当笊核在磁场中运动轨迹刚好与磁场外边界相切时，笊核运动轨迹半径最大，由几何知

识得（血欠一加x）2=心+2求得笊核的最大半径为**一7"所以，气核在磁场中运动的最

,_1_V2„

大半径为28故选A。

6.小宁同学仿照法拉第发现电磁感应现象的装置，在铁环上用漆包线（铜丝，表面刷有

绝缘漆）绕制了两个线圈4=100匝、%（匝数没有记录），线圈々与开关S「干电池用、

交流电源七构成电路，交流电源£的电动势e=6sinl00m（V）,线圈”与开关S?、电

流计G、交流电压表V构成电路。当S1置于2、S?置于4时，电压表V的示数为12V,J5

取1.4。下列说法正确的是（）

A.由实验数据可算得，线圈色的匝数为200匝

B.由实验数据可估计，线圈2的匝数超过280匝

C.S?置于3,当科从0扳到1时，G中不会有电流

D.&置于3,当&从0扳到1时，G中电流慢慢增大并稳定到某一值

【答案】B

【解析】AB.伤的有效值为3应V，根据告*解得%=*=羌、100匝=200a匝，

如果夜取1.4,匝数为280匝，实际上、历大丁T.4,所以匝数大于280匝，故A错误，B

正确；CD.&置于3,当与从0扳到1时，开关闭合瞬间，副线圈中磁通量发生了变化，则

G中有电流；原线圈电流稳定后，副线圈中磁通量不发生变化，则没有感应电流，G中不会

有电流，故CD错误；故选B。

7.如图所示为一游戏弹射装置，足够长的竖直细杆上有一高度可调节的弹珠发射器产（可

视为质点），细杆和有特定靶位4、4、A、、A,…的足够长的斜面固定在同一水平底座上，

细杆下端。与斜面底端重合，0、4、&、&、44…相邻两点间距离均相等。设弹珠水平

发射后垂直击中斜面上的靶位才算有效击中。先调节产的位置和水平发射速度最终以动能后卜

有效击中靶位&,则在另一次游戏中弹珠有效击中靶位A3时的动能为（）

C.3EkD.4.5Ek

【答案】A

【解析】假设斜面倾角为，，从发射器P以初速度％发射垂直击中斜面位置离底端。的

距离为s,发射后的弹珠做平抛运动，水平方向做匀速立线运动，则有$cosO=%f,竖立方

向做臼由落体运动，设垂直击中斜面时的竖直分速度为v,,则有％=/又3夕=金联立解

得%=而标，弹珠垂直击'I'斜面时的速度为V=C=、匡可得弹珠垂直击中斜面时

sin0Ysin6

的动能为《机/=:空=85,假设相邻靶位距离为L,则弹珠有效击中靶位4时的动能与

22sme

E：3L3

弹珠有效击中靶位4时的动能之比为骨=寸=不可得弹珠有效击中靶位A3时的动能为

1.5月,A正确，BCD错误;故选Ao

二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中,

有多项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得。分。

8.图甲是电动公交车无线充电装置，供电线圈埋在地下，受电线圈和电池系统置于车内。

工作原理图如图乙所示，供电线路中导线的等效电阻庐3Q,当输入端数接入380V正弦交

流电，电池系统cd两端的电压为600V,通过电池系统的电流为20A。若不计其他电阻，忽

略线圈中的能量损失，下列说法正确的是（）

电

池

系

统

供电线圈

甲乙

A.无线充电技术与变压器的工作原理相同

B.若输入端/接380V直流电，也能进行充电

C.供电线圈和受电线圈匝数比为19：30

D.ab端的输入功率大于12kW

【答案】AD

【解析】A.无线充电技术是利用变化的电流产生变化的磁场，使受电线圈中的磁通量变

化，从而在受电线圈中产生变化的电流，即与变压器的工作原理相同，故A正确；B.若输

入端仍接380V直流电，由于电流产生的磁场不变，则受电线圈中不会产生电流，即不能进

行充电，故B错误；C.设供电线圈和受电线圈匝数比为则?="=k即，=4=¥山

，％kk

找可知38O-?x3…解得或(故c错误;口.副线圈的功率为P=&/2=12kW

忽略线圈中的能量损失，则劭端的输入功率大于12kW,故D正确。故选AD。

9.2022年冬奥会将在北京举行，冰壶是冬奥会的传统比赛项目。在冰壶动中运动员可

以通过冰壶刷摩擦冰面来控制冰壶的运动。在某次训练中，力壶与静止的3壶发生对心碰撞,

碰后运动员用冰壶刷摩擦B壶运动前方的冰面。碰撞前后两壶运动的V-t图线如图中实线

所示，已知EF与G”平行，且两冰壶质量相等，由图像可得()

A.碰后8壶的加速度大小为20.5m/s2

B.碰后至停止的过程中，A3两壶的运动时间之比为1:4

C.碰后至停止的过程中，A、3两壶所受摩擦力的冲量大小之比为1:3

D.两冰壶发生的碰撞为弹性碰撞

【答案】BC

【解析】A.由y一/图象可知，碰撞/壶的速度%=4m/s,碰撞后瞬间8壶的速度

%=3m/s,两冰壶质量相等，设冰壶质量为加，以原来/壶的速度方向为正方向，两冰

壶碰撞过程系统动量守恒，设碰撞后/的速度为匕，由动量守恒定律得加％=小匕+加为代

入数据解得匕=lm/s由V7图象可知，碰撞前、后A壶的加速度大小

Av5-4->■>v.-04—03—(),c

a=——=----m/s-=:1.0m/s-a-----------,B壶的加速度/m/s-=0.75m/s-A错

\t1t2-\t2-l-4

误；B.根据匕=lm/s可以求出y-f图象中的％=2s,»2=5S。于是碰撞后4壶停上的时

间“=(Zj-l)=(2-l)s=ls3壶停止运动需要的时间勿=Q2-DS=(5-1)S=4S,月、B两壶的

运动时间之比为1:4,B正确；C.由动量定理得，碰撞后对A壶一，=0一根耳，对8壶

-/8=。一旭匕则人、3两壶从碰后至停止运动过程中，所受摩擦力的冲量的大小之比

〃：A=1：3C正确；D.两壶碰撞过程损失的机械能然彗痴-2皿42-3-2)HO

碰撞为非弹性碰撞，D错误;

故选BCo

10.如图所示，足够长水平传送带以大小为%的速度顺时针匀速转动，将一质量为卬的

小物块（可视为质点）静止放置在传送带的左端，同时对小物块施加竖直向上的力汽，力的

大小满足尸=如，r为小物块的水平速度，小物块与传送带间的动摩擦因数为〃，重力加速

度为g,下列所画出的小物块的水平速度F随时间变化的图象（图中办=2，％=半）可

能正确的是（）

【答案】BC

【解析】D.小物块由静止开始向右做加速运动，开始运动后受到重力叫、竖直向上的

力F、支持力N=mg-F、水平向右的滑动摩擦力/=〃N,若kvo<>ng,根据牛顿第二定

律可知，小物块运动的加速度大小。=以”二她可见随着速度「的增大，小物块做加速度

m

逐渐减小的加速运动。故D错误；A.当v=0时，a=〃g=F，所以图线在。点的切线应过

点&，%）。故A错误；B.当，=时，a=0,对应速度%,=等，当％<%时，小物块

K

加速到%时，支持力N=0,摩擦力为零，小物块脱离传送带做匀速运动。故B正确；C.当

%%，小物块加速到％时，小物块与传送带共速，摩擦力为零，小物块随传送带一起向右

做匀速运动。故C正确。故选BC。

三、非选择题：本题共5小题，共54分

11.（7分）为了探究加速度与合外力之间的关系，我校研究性学习小组设计了如图（a）

所示的实验装置。长木板固定在水平桌面上，力传感器固定在竖直的墙上，光电计时器的光

电门固定在竖直支架上，绕过动滑轮的两段绳处于水平（两滑轮光滑且滑轮和绳质量不计），

悬挂的重物上固定一窄遮光条。滑块质量为M,重物和遮光条的总质量为小。现将滑块拉

到某一位置，静止释放滑块，重物牵引滑块向左运动，测量并记录释放时遮光条中心到光电

门之间的距离x以及遮光条通过光电门时的遮光时间加和力传感器示数F。多次改变重物

和遮光条的质量加，重复上述操作，并记录多组相应的传感器示数f和值。已知重力加

速度为g。

图(a)

（1）用20分度的游标卡尺测量出遮光条的宽度d如图（b）所示，d=_mm；

02cm

IIIIIIIIIIIIIIIIII1IIII

llll|11IIIIII|llllJ

01020

图（b）

（2）为完成本次实验目的，保证重物质量加远远小于滑块质量M（填“需要”

或“不需要”）；

（3）平衡摩擦力时悬挂合适重物，让滑块恰好匀速直线运动，记录力传感器示数为6，

则滑块和桌面间的摩擦力f=;

（4）改变重物和遮光条质量，多次重复实验，记录力传感器示数尸和遮光时间加，以工

为横坐标，以尸为纵坐标画出图像，直线斜率为攵，如图所示，则滑块质量（用

【答案】2.40不需要2F>

na

【解析】（1）20分度的游标卡尺的精确值为0.05mm,由图中示数可得

<1=2mm+8x0.05mm=2.40mm

（2）本次实验绳子拉力可以用力传感器测得，不需要保证重物质量m远远小于滑块质

量M；

（3）平衡摩擦力时悬挂合适重物，让滑块恰好匀速直线运动，记录力传感器示数为用,

根据受力平衡可得7=2外

（4）以滑块为对象,根据牛顿第二定律可得2八人.可得叫号=竺常重

物经过光电门时的速度为暗=《可知此时滑块的速度为够=3%=3滑块的位移为

/：对滑块，根据运动学公式可得2%=琮-0联立可得尸=空•（工）2+综可知

28xAr

尸--!图像的斜率为&=竺二解得滑块的质量为M=竽

12.（9分）国标（GB/T）规定自来水在15℃时电阻率应大于13Q•m,某同学利用图

（a）电路测量15℃自来水的电阻率，其中内径均匀的圆柱形玻璃管侧壁连接一细管，细

管上加有阀门K以控制管内自来水的水量，玻璃管两端接有导电活塞（活塞电阻可忽略），

右侧活塞固定，左侧活塞可自由移动，实验器材还有：

电源（电动势约为3V,内阻可忽略）

电压表4（量程为0、3V,内阻很大）

电压表Vz（量程为0~3V,内阻很大）

定值电阻此（阻值4kQ）

定值电阻兄，（阻值2kC）

电阻箱尸最大阻值9999.9Q

单刀双掷开关S,导线若干，游标卡尺，刻度尺。

图(a)

实验步骤如下:

A.用游标卡尺测量并记录玻璃管的内径d；

B.向玻璃管内注满自来水，确保无气泡，用刻度尺测量并记录水柱长度/；

C.把S拨到1位置，记录电压表%示数；

D.把S拨到2位置，调整电阻箱阻值，使电压表”示数与电压表％示数相同，记录电

阻箱的阻值R；

E.改变玻璃管内水柱长度，重复实验步骤C、D,记录每一次水柱的长度工和电阻箱的阻

值,

F.断开S,整理好器材。

（1）测玻璃管内径d时游标卡尺示数如图（6）所示，则d=mm。

23cm

0510

图（b）

（2）玻璃管内水柱电阻放的表达式为加=（用他见、7?表示）。

（3）利用记录的多组水柱长度工和对应的电阻箱阻值"的数据，绘制出如图（c）所示

的公一：图像。可求出自来水的电阻率Q-m（结果保留三位有效数字）。

（4）本实验若电压表明内阻不是很大，则自来水电阻率测量结果将（选填“偏

大”“偏小”或“不变”）。

【答案】20.0警12.6偏大

【解析】（1）游标卡尺的主尺读数为2.0cm=20mm,游标尺上第0个刻度和主尺上刻

度对齐，游标卡尺分度值为0/，所以最终读数为20.0mm。

UUR

（2）设把S拨到1位置时，电压表V小数为则电路电流为F，总电压〃。=优+

〃当把S拨到2位置，调整电阻箱阻值，使电压表”示数与电压表1示数相同，也为〃，则

此时电路中的电流为与，总电压入'=与兄•+〃由于两次总电压相等，都等于电源电动势

AA

£,可得。■=与解得Rx="手

NRR

（3）从图（c）中可知，4=1X10：'Q时L=5.0nT’此时玻璃管内水柱的电阻危=2■

LR

=8000Q

水柱横截面积S=n（'）'=3.14X10-'nf由电阻定律詹=0一得夕=9*=8000X3.14X

2SL

10~4X5.0。•m^l2.6Q•m

UUU

（4）若电压表匕内阻不是很大，则把S拨到1位置时，电路电流大于丁，

、抬R

得到欣〉华所以测量的而将偏大，因此自来水电阻率测量结果将偏大。

A

13.（9分）如图所示为一种演示气体实验定律的仪器一一哈勃瓶，它是一个底部开有圆

孔，瓶颈很短的导热大烧瓶。瓶内塞有一个气球，气球的吹气口反扣在瓶口上，瓶底的圆孔

上配有一个橡皮塞。在一次实验中，初始时瓶内由气球和橡皮塞封闭一定质量的气体，瓶内

气体体积是气球中气体体积的两倍，气体的压强都为大气压强P。，向气球中缓慢充气，当

瓶内外压强差2%时，橡皮塞会被弹出。此时气球中气体的压强等于球外瓶中气体压

强的两倍。温度保持恒定，当橡皮塞刚好被弹出时，求：

（1）瓶内气球外气体体积变为初始时的多少；

（2）气球中气体质量与初始时气体质量的比值。

【解析】（1）橡皮塞刚好被弹出时瓶内气体的压强为口=%+瓯|=3%

瓶内气体发生等温变化，由玻意耳定律有P°V°=P'V'

y=及1

解得3,故瓶内气球外气体体积变为初始时的3。

（2）对气球中的气体，初始时压强和体积分别为处和与；橡皮塞刚好被弹出时，气球

中气体的压强为Pz=2“=6%：体积为匕吟+苧

m2_pX2

叫工

此时气球中气体质量与初始时气球中气体质量的比值为/"°"2

久=14

解得叫

故气球中气体质量与初始时气体质量的比值为14。

14.(12分)冰壶比赛是在水平冰面上进行的体育项目，比赛的场地如图甲所示。冰道

的左端有一个发球区，运动员在投掷线版V将冰壶掷出，使冰壶沿着冰道滑行，冰道的右端

有一圆形的营垒。比赛时，运动员可以用毛刷擦冰壶运行前方的冰面使冰壶滑行得更远。已

知冰壶的质量为〃尸20kg,营垒的半径为r=1.8m,投掷线中点与营垒区中心之间距离为

x=30m。设冰壶与冰面间的动摩擦因数小=0.008,用毛刷擦冰面后动摩擦因数减小至〃z

=0.004。在某次比赛中，运动员将冰壶A在投掷线中点处以h=2.0m/s的速度沿中心线

心掷出。设冰壶之间的碰撞时间极短，且无机械能损失，不计冰壶自身的大小,g取10m/s)

(1)若不用毛刷擦冰面，则冰壶停止的位置距离营垒圆心。点多远？

(2)如果在中心线。。上已经静止着一个与冰壶A完全相同的冰壶B,如图乙所示，冰壶B

距圆心。的距离为，=0.9m,若仅对冰壶A前擦冰面，要使A能够沿中心线尸。将B撞出营

垒区，则运动员用毛刷擦冰面的长度至少为多少？

【答案】(1)5m(2)13.6m

【解析】⑴对冰壶A由动能定理得一小侬小=0一；加―

冰壶停止位置距营垒圆心〃的距离AX—X—X\

解得Ax=5mo

(2)冰壶A、B碰撞过程中有勿%=勿以1+勿小，/i+；勿点1

当冰壶B碰后恰好停在营垒区边界时，运动员擦冰面的长度最小，设为十,

对B碰后减速过程有一〃1〃罟("+?、)=0-；〃/血

对A从离开投掷线到与B碰撞过程中有一u、mg（x—d—x'）—口ztngx'=|加一方』

解得x'=13.6m。

15.（16分）如图甲所示，空间存在两边界为同轴圆柱面的电磁场区域I、n,区域n

位于区域1外侧，圆柱面的轴线沿空间直角坐标系阳Z的X轴方向。半径R=0.05m的足够

长水平圆柱形区域I内分布着沿x轴正方向的匀强磁场，磁感应强度大小8=4x10”；沿x

轴正方向观察电磁场分布如图乙，宽度d=0.05m的区域II同时存在电、磁场，电场强度

E=40N/C的匀强电场沿x轴正方向，磁场的磁感应强度大小也为8=4x10-^、磁感线与

圆弧边界平行且顺时针