陕西咸阳中学2022-2023学年全国新课标II卷高考物理试题最后一模

这是一份陕西咸阳中学2022-2023学年全国新课标II卷高考物理试题最后一模，共15页。试卷主要包含了进入电场并直接从O点离开电场等内容，欢迎下载使用。
陕西咸阳中学2022-2023学年全国新课标II卷高考物理试题最后一模
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、下列关于原子物理知识的叙述正确的是（　　）
A．衰变的实质是核内的中子转化为一个质子和一个电子
B．结合能越大，原子核内核子结合得越牢固，原子核越稳定
C．两个轻核结合成一个中等质量的核，核子数不变质量不亏损
D．对于一个特定的氡原子，知道了半衰期，就能准确的预言它在何时衰变
2、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
3、氚核发生β衰变除了产生β粒子和新核外，还会产生质量数和电荷数都是0的反中微子Ve。若氚核在云室中发生β衰变后，产生的反中微子和β粒子的运动方向在同一条直线上，设反中微子的动量为P1，β粒子动量为P2，则。
A．上述核反应方程为
B．β粒子在云室中穿过会留下清晰的路径，此体现了粒子的波动性
C．氚核内部某个中子转变为质子时，会向外发射粒子
D．新核的动量为
4、下列说法正确的是（　　）
A．所有的核反应都具有质量亏损
B．光子既具有能量，又具有动量
C．高速飞行的子弹不具有波动性
D．β衰变本质是原子核中一个质子释放一个电子而转变成一个中子
5、如图，一个重为10 N的大砝码，用细线悬挂在O点，现在用力F拉砝码，使悬线偏离竖直方向θ=60°时处于静止状态，此时所用拉力F的值不可能为

A．5.0 N
B．N
C．N
D．10.0N
6、在实验室观察到如下的核反应。处于静止状态的铝原子核，受到一个运动粒子撞击后，合在一起成为一个处于激发态的硅原子核。对此核反应下列表述正确的是（ ）
A．核反应方程为 B．该核反应是核聚变反应
C．新生成的与是同位素 D．新生成的处于静止状态
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、一简谐横波沿x轴正方向传播，在t=时刻，该波的波形图如图(a)所示，P、Q是介质中的两个质点。图(b)表示介质中某质点的振动图像。下列说法正确的是

A．质点Q的振动图像与图(b)相同
B．在t=0时刻，质点P的速率比质点Q的大
C．在t=0时刻，质点P的加速度的大小比质点Q的大
D．平衡位置在坐标原点的质点的振动图像如图(b)所示
8、如图所示，在光滑绝缘水平面上，A、B和C为等边三角形ABC的顶点，A、B固定正点电荷+Q，C固定负点电荷－Q，D、E是A、B连线上的两点，且AD=DE=EB。则（　　）

A．D点和E点的电场强度大小相等
B．D点和E点的电场强度方向相同
C．D点和E点的电势相等
D．将负电荷从D点移到E点，电势能增加
9、质谱仪又称质谱计，是根据带电粒子在电磁场中能够偏转的原理，按物质原子、分子或分子碎片的质量差异进行分离和检测物质组成的一类仪器。如图所示为某品牌质谱仪的原理示意图，初速度为零的粒子在加速电场中，经电压U加速后，经小孔P沿垂直极板方向进入垂直纸面的磁感应强度大小为B的匀强磁场中，旋转半周后打在荧光屏上形成亮点。但受加速场实际结构的影响，从小孔P处射出的粒子方向会有相对极板垂线左右相等的微小角度的发散（其他方向的忽略不计），光屏上会出现亮线，若粒子电量均为q，其中质量分别为m1、m2（m2> m1 ）的两种粒子在屏上形成的亮线部分重合，粒子重力忽略不计，则下列判断正确的是（　　）

A．小孔P处粒子速度方向相对极板垂线最大发散角θ满足cos θ=
B．小孔P处粒子速度方向相对极板垂线最大发散角θ满足sinθ=
C．两种粒子形成亮线的最大总长度为
D．两种粒子形成亮线的最大总长度为
10、在如图所示的电路中，灯泡L的电阻小于电源的内阻r，闭合电键S，将滑动变阻器滑片P向左移动一段距离后，下列结论正确的是（ ）

A．灯泡L变亮
B．电流表读书变小，电压表读数变大
C．电源的输出功率变小
D．电容器C上电荷量增多
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）在“DIS描绘电场等势线”的实验中，
(1)给出下列器材，ab处的电源应选用_______，传感器应选用_______（用字母表示）。
A．6V的交流电源
B．6V的直流电源
C．100V的直流电源
D．电压传感器
E．电流传感器
F．力传感器
(2)该实验装置如图所示，如果以c、d两个电极的连线为x轴，以c、d连线的中垂线为y轴，并将一个探针固定置于y轴上的某一点，合上开关S，而将另一探针由O点左侧沿x轴正方向移到O点右侧的过程中，则传感器示数的绝对值变化情况是__
A．逐渐增大 B．逐渐减小 C．先变大后变小 D．先变小后变大

12．（12分）某同学利用下图所示的实验装置测定滑块与木板间的动摩擦因数µ。置于水平桌面的长木板上固定两个光电门1、2。滑块上端装有宽度为d的挡光条，滑块和挡光条的总质量为M，右端通过不可伸长的细线与钩码m相连，光电门1、2中心间的距离为x。开始时直线处于张紧状态，用手托住m，实验时使其由静止开始下落，滑块M经过光电门1、2所用的时间分别为t1、t2。

(1)该同学认为钩码的重力等于滑块所受到的拉力，那么他应注意__________________。
(2)如果满足(1)中的条件，该同学得出滑块与木板间的动摩擦因数=___________。
(3)若该同学想利用该装置来验证机械能守恒定律，他只需___________就可以完成实验。
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）受控核聚变是当前研究的热点。我国的“东方超环”世界领先，将氘氚燃料用特殊的加热方法加热到聚变反应温区（即1亿度以上）以点燃氘氚反应[一个氘核（）和一个氚核（）发生聚变核反应，生成一个氦核（），放出一个中子]，利用特殊设计的“笼子”将它们稳定地约束在该真空容器内。使聚变反应能够稳定进行，其中一种方法是磁约束，围绕这种"磁笼子"的设计和建道，人类已经走过了半个多世纪艰苦的历程。某校的研究小组进行了以下的设计，如图所示，矩形abcd的ab边长为2L，ab与ac夹角为，矩形对角线ac上下方分别分布着磁感应强度大小为B的匀强磁场，一个氚核（）从ab边中点P处以某一速度垂直ab边进入下方磁场恰好不从对角线ac边射出，一个氘核（）从c点以某一速度水平向左进入上方磁场并与氚核（）在对角线ac上相遇并发生聚变反应，生成一个氦核（），放出一个中子，生成的氢核（）速度方向竖直向下。已知一个核子的质量为m，质子的电量为q，求：
（1）氘核（）与氚核（）射入磁场时的速度大小之比；
（2）先后释放氚核（）与氘核（）的时间差；
（3）生成的氢核（）速度v应满足的条件。使之偏转后恰好到达矩形的a点。

14．（16分）水平折叠式串列加速器是用来产生高能离子的装置,如图是其主体原理侧视图．图中为一级真空加速管,中部处有很高的正电势，、两端口均有电极接地(电势为零)；、左边为方向垂直纸面向里的匀强磁场； 为二级真空加速管,其中处有很低的负电势,、两端口均有电极接地(电势为零)．有一离子源持续不断地向端口释放质量为m、电荷量为e的负一价离子,离子初速度为零,均匀分布在端口圆面上．离子从静止开始加速到达处时可被设在该处的特殊装置将其电子剥离,成为正二价离子(电子被剥离过程中离子速度大小不变)；这些正二价离子从端口垂直磁场方向进入匀强磁场，全部返回端口继续加速到达处时可被设在该处的特殊装置对其添加电子，成为负一价离子(电子添加过程中离子速度大小不变)，接着继续加速获得更高能量的离子．已知端口、端口、端口、端口直径均为L,与相距为2L,不考虑离子运动过程中受到的重力,不考虑离子在剥离电子和添加电子过程中质量的变化,，，求：

(1)离子到达端口的速度大小v；
(2)磁感应强度度大小B；
(3)在保证(2)问中的B不变的情况下,若端口有两种质量分别为、，电荷量均为e的的负一价离子,离子从静止开始加速,求从端口射出时含有m1、m2混合离子束的截面积为多少．
15．（12分）如图所示，第一象限内有沿x轴正向的匀强电场，第二象限内有垂直纸面向里的匀强磁场。一质量为m、电荷量为q的带负电的粒子以速度v0从P（-3L，0）沿与x轴负方向成37°角射入磁场，粒子从Q（0，4L）进入电场并直接从O点离开电场。不计空气阻力及粒子的重力，sin37°=0.6，cos37°=0.8，求∶
(1)磁感应强度B的大小；
(2)电场强度E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、A
【解析】
A．β衰变所释放的电子，是原子核内的中子转化成质子和电子所产生的，故A正确；
B．比结合能越大，原子核中核子结合得越牢固，原子核越稳定，结合能大，原子核不一定越稳定，故B错误；
C．两个轻核结合成一个中等质量的核，会释放一定的能量，根据爱因斯坦质能方程可知存在质量亏损，故C错误；
D．半衰期是统计规律，对于一个特定的衰变原子，我们只知道它发生衰变的概率，并不知道它将何时发生衰变，发生多少衰变，故D错误。
故选A。
2、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。
3、C
【解析】
A．氚核在云室中发生β衰变，没有中子参与，故核反应方程为，故A错误；
B．β粒子在云室中穿过会留下清晰的路径，此体现了粒子的粒子性，故B错误；
C．氚核内部某个中子转变为质子时，会发射电子，即射线，故C正确；
D．由于不知道氚核的初始动量，故由动量守恒无法求出新核的动量，故D错误；
故选C。
4、B
【解析】
A．由结合能图象可知，只有较重的原子核裂变成中等质量的原子核或较轻的原子核聚变为中等质量的原子核时才有能量释放，具有质量亏损，故A错误；
B．光电效应和康普顿效应深入揭示了光的粒子性，前者表明光子具有能量，后者表明光子具有动量，故B正确；
C．无论是宏观粒子还是微观粒子，都同时具有粒子性和波动性，故C错误；
D．β衰变本质是原子核中一个中子释放一个电子而转变质子，故D错误。
故选B。
5、A
【解析】
ABCD．以物体为研究对象，根据图解法可知，当拉力F与细线垂直时最小．

根据平衡条件得F的最小值为：
Fmin=Gsin60°=N，
当拉力水平向右时，拉力
F=Gtan60°=N；
所用拉力F的值不可能为A，B、C、D都有可能，故A正确，BCD错误.
6、C
【解析】
A．该反应过程的质量数和电荷数均守恒，但反应物错误，应为，故A错误；
B．该反应的类型为人工转变，不是核聚变反应，故B错误；
C．与的电荷数相同，属于同一种元素，二者为同位素，故C正确；
D．核反应过程中遵守动量守恒，反应前静止，则生成的硅原子核应与反应前撞击粒子的速度方向相同，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、CD
【解析】
A.简谐机械波沿x轴正方向传播，在时刻，质点Q的振动方向向上，而在振动图象上在时刻质点的振动方向向下，所以图(b)不是质点Q的振动图象，故A错误；
B.在t=0时刻，质点P位于波谷，速度为零，质点Q位于平衡位置，则质点P的速率比质点Q的小，故B错误；
C.在t=0时刻，质点P的位移比质点Q的大，由公式，则质点P的加速度的大小比质点Q的大，故C正确；
D.在时刻，平衡位置在坐标原点的质点振动方向向下，与振动图象相符，所以平衡位置在坐标原点的质点的振动图象如图(b)所示，故D正确。
8、AC
【解析】
AB．D、E两点电场，是A、B两正点电荷的电场与C点的负点电荷的电场的叠加。A、B两正点电荷在D点和E点的合场强大小相等，方向相反，C点的负点电荷在D点和E点的场强大小相等，方向不同，所以，D点和E点的合场强大小相等，方向不同，A正确，B错误；
C．D点和E点在的等势面上，同时关于两正点电荷对称，所以D点和E点的电势相等，C正确；
D．根据电势能的计算公式

可知负电荷在D点和E点的电势能相同，D错误。
故选AC。
9、AD
【解析】
由题意知


解得

同理

设左右最大发射角均为时，粒子光斑的右边缘恰好与粒子光斑的左边缘重合，如图所示（图中虚线为半圆轨迹和向左发散角轨迹，实线为半圆轨迹和向左发散轨迹），则

联立解得

此时两种粒子光斑总宽度为

解得


故选AD。
10、BD
【解析】
AB．将滑动变阻器滑片P向左移动一段距离后，滑动变阻器的电阻变大，根据串反并同，灯泡L中电流减小，电流表读数变小，电压表读数变大，灯泡L变暗，选项A错误，B正确；
C．当外电路的总电阻等于电源的内阻时，电源的输出功率最大。虽然灯泡L的电阻小于电源的内阻r，但外电路的总电阻与电源的内阻大小不确定，故电源的输出功率变化情况不确定，故选项C错误；
D．将滑动变阻器滑片P向左移动一段距离后，电容器C上电压增大，电容器C上电荷量增多，选项D正确。
故选BD。

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、B D D
【解析】
(1)解答本题应抓住：本实验利用恒定电流场模拟静电场，要描绘电场等势线，需要电源与电压表．电源要分正负即为直流电源，确保电势的高低；需要电压传感器；
(2)根据顺着电场线，电势逐渐降低，分析感器示数的绝对值变化情况。
【详解】
(1)[1]本实验利用恒定电流场模拟静电场，要描绘电场等势线，需要6V的直流电源，故选B；
[2]要描绘电场等势线，要寻找等势点，即电势差为零的点，而电势差就是电压，所以传感器应选用电压传感器，故选D；
(2)[3]从一个电极沿x轴到另一电极，电势逐渐升高或降低，则将一个探针固定置于y轴上的某一点，另一探针从一个电极沿连线逐渐移动到另一电极的过程中，两探针处的电势差先变小后变大，则传感器示数的绝对值先变小后变大，故D正确，ABC错误；
故选D。
【点睛】
本题关键理解并掌握实验的原理，懂得根据实验原理选择实验器材。
12、M远大于m 将木板左端抬高，平衡摩擦力
【解析】
(1)[1]实际上滑块所受到的拉力小于钩码的重力，对滑块应用牛顿第二定律

对钩码

两式相加解得加速度

而如果满足题中条件，同理解得加速度为

若想

M必须远大于m。
(2)[2]对于滑块通过光电门时的速度


由动能定理得：

解得

(3)[3]验证机械能守恒，需要将摩擦力平衡掉，所以该同学需将木板左端抬高，平衡摩擦力。

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）；（3）
【解析】
（1）从P点射入的氚核（）轨迹如图甲所示
由几何关系知圆心在b处，轨迹半径

从c点射入的氘核（），轨迹半径


解得


（2）从P点射入的氟核（），运动周期

从c点射入的氘核（），运动周期



（3）氘核（）和氚核（）在e点相遇有
氦核的运动轨迹如图乙所示



解得

14、 (1) (2) (3)
【解析】
（1）对离子加速全过程由动能定理得到：
解得：
（2）进入磁场中，
，
解得：
（3），，
，

15、（1）；（2）
【解析】
(1)由几何知识得带点粒子在磁场中做圆周运动的半径

由牛顿第二定律得

解得

(2)由牛顿第二定律得

粒子在竖直方向

粒子在水平方向

解得