2023年广东省大湾区普通高中高考物理一模试卷（含答案解析）

2023年广东省大湾区普通高中高考物理一模试卷

1.  如图甲所示，在问天实验舱中的变重力科学实验柜，可为科学实验提供零重力到两倍重力范围的高精度模拟重力环境，用以研究不同重力环境下的科学现象。变重力科学实验柜的主要装置是如图乙所示的两套离心机。离心机旋转过程中，由于惯性作用，实验载荷会有沿着旋转半径向外飞出的趋势，可以等效为物体在圆周运动中受到一个与向心力等大反向的“离心力”，而这个“离心力”就可以用来模拟物体受到的重力。某次实验中，需要给距离圆心450mm的实验载荷模拟2g的重力环境取，则离心机的转速最接近以下哪个值(    )

A.  B.  C.  D.

2.  美丽的彩虹是由于太阳光照射在众多微小的“水球”而发生的反射和折射现象。如图所示是某一均匀介质球的截面图，AB、CD是该介质球的两条直径，，一束激光以平行于AB的方向从C点射入介质球，经过一次折射打到B点。设光在空气中的传播速度为c，则(    )

A. 该介质球的折射率为
B. 光在该球中的速度为
C. 光线在B点离开介质球的方向与直线AB夹角为
D. 光线经介质球反射和折射后，可能沿平行于AB的方向射出

3.  水面救生无人船已经成为水面救援的重要科技装备。在某次测试中，一质量为20kg的无人船在平静水面上沿直线直奔目标地点。无人船先从静止出发，做匀加速运动10s后达到最大速度，接着立即做匀减速运动，匀减速运动了16m的距离后速度变为零。已知无人船运行过程中受到水的阻力恒定且大小为4N，不计空气阻力，g取。求：
在匀加速过程中，无人船发动机提供的动力的大小；
在匀减速过程中，无人船发动机提供的阻力的大小；
无人船在上述测试中，运动的总时间t及总位移大小x。

4.  室内蹦床运动是近年来热门的娱乐项目。蹦床运动情境可建立为如图所示的物理模型：竖直放置的两个完全相同的轻弹簧，一端固定于地面，另一端与质量为的物体B固定在一起，质量为的物体A置于B中央位置的正上方H处。现让A由静止开始自由下落，随后和B发生碰撞，碰撞时间极短，碰撞后两物体粘在一起。已知A与B结合后经过时间t下降至最低点，A、B始终在同一竖直平面内运动，弹簧始终处于弹性限度内，不计空气阻力，重力加速度为g，求：
与B碰后瞬间的速度大小v；
结合体从结合后至返回到碰撞点过程中的运动时间以及该过程中弹簧对物体B冲量的大小。

5.  如图所示，一个质量为，电荷量的带电微粒，从静止开始经电压加速后，水平进入两平行金属板间的偏转电场，离开偏转电场又立即进入左右有界、上下无界的匀强磁场。已知偏转电场的金属板长，两板间距；该微粒射出偏转电场时速度方向与水平方向的夹角，不计微粒的重力，求：
微粒进入偏转电场时的速度大小；
偏转电场的电压；
已知该有界匀强磁场的宽度也为D，若该微粒刚好不从磁场右边射出，求磁感应强度B的大小以及该微粒在磁场中运动的时间t。

答案和解析

1.【答案】B 

【解析】解：根据向心加速度公式有：
代入数据解得：，接近；
故ACD错误，B正确；
故选：B。
理解题意，根据向心加速度的公式解答。
本题考查向心加速度的运用，解题关键掌握基本公式的应用。
 

2.【答案】ACD 

【解析】解：A、由几何关系可得，入射角为，折射角为，根据折射定律可得该介质球的折射率为，故A正确；
B、由，可得光在该球中的速度为，故B错误；
C.由光路可逆得，光线在B点离开介质球的方向与直线AB夹角为，故C正确；
D.由光路可逆得，从B点平行于CD方向入射，沿平行于AB的方向射出，故D正确。
故选：ACD。
根据几何关系找出入射角和折射角，再根据折射定律求出折射率；再根据光速与折射率的关系求出光在球中的传播速度；根据光路可逆判断光离开介质球的方向。
本题考查光的折射，解决本题的关键是理解折射定律，熟练画出光路图。
 

3.【答案】匀加速过程，由速度-时间公式得：
代入数据解得，匀加速阶段的加速度
对无人船受力分析，由牛顿第二定律得：
代入数据解得：
匀减速阶段，设加速度大小为，由位移-速度公式得：
代入数据解得：
由牛顿第二定律得：
代入数据解得：
匀减速过程的时间
运动的总时间
匀加速过程的位移为
总位移大小
答：在匀加速过程中，无人船发动机提供的动力的大小为12N；
在匀减速过程中，无人船发动机提供的阻力的大小为6N；
无人船在上述测试中，运动的总时间t为18s，总位移大小x为36m。 

【解析】由加速阶段的运动情况求出无人船的加速度，再利用牛顿第二定律求发动机提供的动力；
利用减速阶段的运动规律求出减速阶段的加速度，再利用牛顿第二定律求出发动机提供的阻力；
求出加速阶段的位移与减速阶段的时间，再把两个阶段位移与时间相加即可。
本题考查动力学问题，解题关键是分析好无人船的运动情况和受力情况，利用运动学公式求解加速度，再利用牛顿第二定律求解受力。
 

4.【答案】解：设A和B碰前瞬间的速度大小为，A和B碰后瞬间的速度大小为v。
A自由下落过程，由机械能守恒定律得
 
解得：
A与B碰撞过程，取竖直向下为正方向，由动量守恒定律有

联立解得：
从碰后至返回到碰撞点的过程中，AB结合体做简谐运动。根据简谐运动的对称性，可得运动时间：

回到碰撞点时速度大小为，方向竖直向上。
取向上为正方向，由动量定理得
  
解得：
答：与B碰后瞬间的速度大小v为；
结合体从结合后至返回到碰撞点过程中的运动时间为2t，该过程中弹簧对物体B冲量的大小为。 

【解析】自由下落的过程，应用机械能守恒定律求出A与B碰撞前的速度，由动量守恒定律求出碰撞后A、B的共同速度v。
从碰后至返回到碰撞点的过程中，AB结合体做简谐运动。根据简谐运动的对称性求解AB结合体从结合后至返回到碰撞点过程中的运动时间。对AB整体，由动量定理求出弹簧对物体B的冲量大小。
本题要分析清楚物体的运动过程，把握每个过程的物理规律，应用机械能守恒定律与动量守恒定律、动量定理即可正确解题，解题时注意正方向的选择。
 

5.【答案】解：在偏转电场中，根据动能定理可得：

代入数据解得：
微粒在偏转电场中做类平抛运动，根据牛顿第二定律可得：

根据运动学公式可得：

根据几何关系可得：

其中，
联立解得：
微粒进入磁场刚好不从右边界射出的轨迹如图所示

根据几何关系可得：
在磁场中，洛伦兹力提供向心力，则

其中，
解得：
粒子在磁场中的运动时间为

代入数据解得：
答：微粒进入偏转电场时的速度为；
偏转电场的电压为；
磁感应强度B的大小为2T，该微粒在磁场中运动的时间为。 

【解析】根据动能定理计算出微粒进入偏转电场时的速度；
根据类平抛运动的特点，结合几何关系和运动学公式得出偏转电压的大小；
根据几何关系得出半径的大小，结合牛顿第二定律得出磁感应强度的大小，再根据运动学公式得出对应的时间。
本题主要考查了带电粒子在电场和磁场中的运动，熟悉粒子的受力分析，结合几何关系和运动学公式即可完成解答。