安徽省安庆市2023届高三下学期高考模拟（二模）理综物理试题（原卷+解析）

安徽省安庆市2023届高三下学期高考模拟（二模）理综物理试题

一、单选题

1．（2023·安徽·统考二模）“可控热核反应”是指在一定条件（超高温和高压）下使轻元素的原子核发生可控制的聚变反应而形成重元素原子核的过程。某种可控热核反应的原料是氚核（），氚核可以用中子轰击锂核（）获得。下列说法中正确的是（　　）

A．氚核（）中含有3个中子

B．中子轰击锂核（）发生了α衰变

C．中子轰击锂核（）反应方程为

D．氚核（）与氦核（）的质量比为

2．（2023·安徽·统考二模）家用燃气灶点火装置的电路原理图可简化为图甲所示，转换器是将左侧的直流电流转换为图乙所示的正弦交变电流，并加在一理想变压器的原线圈两端，图中电压表为理想交流电压表，当变压器副线圈输出电压的瞬时值超过时，就会在钢针和金属板间引发电火花进而点燃气体，设变压器原、副线圈的匝数比为k，开关闭合后，下列说法中正确的是（　　）

A．图甲中电压表的示数为

B．图乙所示的交流电的频率为

C．时，才能实现点火

D．时，钢针和金属板间在交流电每个周期内放电的时间为

3．（2023·安徽·统考二模）水平桌面上放置一质量为m的木块，木块与桌面间的动摩擦因数恒定，用一水平恒力F拉木块，木块在水平桌面上做匀速直线运动；若将此力方向改为与水平方向成角斜向上拉木块（F大小不变），木块仍在水平桌面上做匀速直线运动。那么当用的水平恒力拉木块，此时木块的加速度为（已知当地的重力加速度为g，）（　　）

A． B． C． D．

4．（2023·安徽·统考二模）2022年11月3日，随着空间站梦天实验舱顺利完成转位，中国空间站天和核心舱、问天实验舱与其相拥，标志着中国空间站“T”字基本构型在轨组装完成。已知空间站绕地球做匀速圆周运动周期为T，空间站中某宇航员质量为m，地球半径为R，地球表面重力加速度为g，引力常量为G，忽略地球自转的影响。下列说法中正确的是（　　）

A．宇航员在空间站中所受的重力大小为

B．空间站绕地球转动的线速度大小

C．空间站离地面的高度

D．地球的平均密度

二、多选题

5．（2023·安徽·统考二模）如图，是某种透明材料三棱镜的横截面，已知，一束仅含有红光和紫光的复色光垂直于AB边射入棱镜，已知该棱镜对红光的折射率，下列说法中正确的是（　　）

A．紫光的波长比红光长

B．紫光在BC边上没有发生全反射

C．红光在棱镜中的传播速度比紫光大

D．红光在AC边的出射光线方向与BC边平行

6．（2023·安徽·统考二模）图甲为一列简谐横波在时刻的波形图，P、Q分别为波上的两个质点，图乙为Q点的振动图像，下列说法中正确的是（　　）

A．时，质点P的速度比质点Q的大

B．时，质点Q的加速度达到最大

C．时，质点P的速度沿曲线的切线方向向上

D．到的时间内，质点P通过的路程比质点Q通过的路程大

7．（2023·安徽·统考二模）如图所示，正六边形的三个顶点A、C、E分别固定电荷量为、、的点电荷，O点为正六边形的中心，下列说法中正确的是（　　）

A．B点电势比O点电势高

B．O点电场强度为零

C．B、F两点处的电场强度大小相等，方向相反

D．将一正点电荷从D点沿直线移到O点的过程中，电场力先做正功后做负功

8．（2023·安徽·统考二模）如图所示，宽度为L的光滑平行金属导轨水平放置于方向竖直向下的匀强磁场中，金属导轨足够长且电阻不计，磁场的磁感应强度为B，导轨左端接一阻值为R的定值电阻和一电容为C的电容器，电阻不计的金属棒MN置于导轨上。某时刻在垂直于金属棒方向施加一水平恒力F，使金属棒由静止开始运动，运动过程中金属棒与导轨始终保持垂直且接触良好。下列说法正确的是（　　）

A．开关断开、闭合，金属棒最终做匀速直线运动，速度为

B．开关闭合、断开，金属棒做匀加速直线运动，加速度为

C．开关都闭合，金属棒最终做匀速直线运动，速度为

D．开关都闭合，金属棒做匀加速直线运动，加速度为

三、实验题

9．（2023·安徽·统考二模）如图是向心力演示仪的示意图，长槽4、短槽5和左右塔轮2和3分别固定在一起。匀速转动手柄1，通过皮带带动左右两个变速塔轮2和3随之匀速转动，放在长槽和短槽内小球将在水平面内做匀速圆周运动。图中横臂6对小球的弹力提供小球做圆周运动的向心力，同时由于横臂的弹力也使测力套筒7下降，从而露出标尺，标尺8上露出的红白相间等分格子的多少可以显示出两个球所受向心力的大小（标尺最多可以露出7格）。已知小球放在和B两个位置时，转动半径相同，放在和两个位置时，转动半径之比为，通过调节皮带的位置，可以给左右两个塔轮提供三个挡位：即转速比分别是、和。

（1）应使用__________（选填“等效替代法”、“控制变量法”、“类比法”）来探究影响向心力大小的因素。

（2）在探究向心力与质量的关系时，选用转速比挡位，两个不同质量的小球分别放在挡板B和挡板__________（选填“”、“”）处；

（3）在探究向心力与角速度的关系时，在选取转速比挡位时，由于标尺露出的格数有限，无法观察到的格数比。根据（2）问中探究得到的向心力与质量成正比的结果，可以选用质量比为的小球，这样当观察到标尺露出红白相间的等分格数之比为__________时，就可以说明向心力与角速度的平方成正比。

10．（2023·安徽·统考二模）某型号智能水表的核心部件是电磁流量传感器，它的工作原理是基于法拉第电磁感应定律。电磁流量传感器的测量管是一内衬绝缘材料的非导磁合金短管，两只电极沿管径方向穿通管壁固定在测量管上，其电极头与衬里内表面基本齐平，与测量管轴线垂直的方向上加匀强磁场，从而可以测量水流流量。其基本原理如图甲所示，某段监测的水管可视为规则的圆柱体模型，在水平管径a、b处固定两块竖直正对的金属电极板（未画出，电阻不计），匀强磁场方向竖直向下，当水中的正负离子随水一起从左至右水平流动时，在a、b电极间产生电势差。

（1）若a、b电极间的电势差为U，a、b电极板间的距离为d，匀强磁场磁感应强度大小为B，水管壁厚度不计，请用上述物理量表示水流速度的表达式为__________；

（2）为了测量水流流量（流量为单位时间内流过的流体体积），某研究性学习小组在a、b间设计了如图乙所示的测量电路。闭合开关S，调节电阻箱的阻值，读取多组灵敏电流计G的读数I和电阻箱的示数R，绘制出图像为一条倾斜的直线，已知该直线的斜率为k，纵截距为b，如图丙所示。

①与灵敏电流计G“+”接线柱相连的是图甲中的__________电极板（选填“a”或b”）。

②已知灵敏电流计G的内阻为，则a、b电极板间的电动势为__________，a、b电极板间的接入电路的电阻为__________，水流的流量为__________（用题中的字母k、b、、B、d表示）。

四、解答题

11．（2023·安徽·统考二模）压燃式四冲程柴油发动机具有动力大、油耗小、低排放等特点，被广泛应用于大型机车及各种汽车中，最早是由德国工程师R·狄塞尔于1892年设计，因此，其发动机工作过程也被称为“狄塞尔循环”，如图所示为理想的狄塞尔循环图像，其中为绝热压缩过程，为等压吸热过程，为绝热膨胀过程，为等容放热过程。现假定某气缸中封闭一定质量的理想气体，进行“狄塞尔循环”，在初始状态a时，气体的体积、压强、温度均为已知量，经过狄塞尔循环，由，气体在状态b时的体积、温度，气体在状态c时的体积。试求：

（1）气体在b状态时的压强和c状态的温度。

（2）若过程中外界对气体做功为，过程中气体吸热为Q，过程中气体对外界做功为，求被封闭气体在从状态过程中其内能变化量。

12．（2023·安徽·统考二模）如图所示，在竖直面内建立直角坐标系，第一象限内存在着方向垂直于纸面向外、磁感应强度大小为B的匀强磁场和竖直向上的匀强电场，第四象限存在沿x轴负方向的匀强电场，从y轴上坐标为的P点同时沿垂直于磁场方向向第一象限内射入带正电的微粒甲和乙（均视为点电荷），甲的速度方向与y轴正方向成角，乙的速度方向与y轴正方向成角，已知甲、乙两微粒均垂直通过x轴，然后通过y轴，甲、乙的质量均为m，带电荷量均为q，已知当地的重力加速度为g，第一、四象限内电场强度的大小，不计甲、乙之间的相互作用力。求：

（1）甲、乙通过x轴位置的横坐标。

（2）甲、乙从开始运动到通过y轴的时间差。

13．（2023·安徽·统考二模）某大型主题乐园拟设计一款户外游乐设施，设计团队用如图所示的装置进行模拟设计论证。该装置由模拟小人、固定弹射器、圆轨道和水平轨道组成。已知，模拟小人质量，弹射器的弹性势能可在间调节，圆轨道1为管状，半径，圆轨道2为环状，半径。两圆轨道间有长为的粗糙水平轨道，水平轨道与模拟小人之间的动摩擦因数。其余部分摩擦均不计。试求：

（1）游戏过程中模拟小人经过圆轨道1最高点时对轨道压力小于重力，弹射器发射时的弹性势能应满足的条件；

（2）游戏过程中模拟小人不脱离轨道且最终停在粗糙水平轨道上，弹射器发射时的弹性势能应满足的条件，并计算模拟小人停的位置范围。

（3）为确保游戏安全，在圆轨道2的右侧放置一质量为的缓冲橡胶块，橡胶块不固定，模拟小人与缓冲橡胶块碰撞为弹性碰撞且碰撞时间可近似为，游戏安全要求模拟小人不脱离轨道且与缓冲橡胶块的撞击力不超过。当弹射器以最大弹性势能发射时，通过计算说明游戏设计是否安全。

参考答案：

1．C

【详解】A．氚核（）中含有1个质子，2个中子，A错误；

B．α衰变是指原子核自发的放射出一个核，而转变为其它的原子核，B错误；

C．由核反应前后的质量数和电荷数守恒可知，中子轰击锂核（）的反应方程式为

C正确；    

D．氚核（）与氦核（）的核子数之比为，可质量之比不一定是，D错误。

故选C

2．D

【详解】A．电压表的示数为交流电的有效值，根据图乙可知该交流电的最大值为50V，有效值为

A错误；

B．根据图乙可知该交流电的周期为0.02s，所以频率为50Hz，B错误；

C．当变压器副线圈输出电压的瞬时值超过时，就会在钢针和金属板间引发电火花进而点燃气体；根据原副线圈匝数与电压的关系

所以要想点燃气体，，C错误；

D．当时，副线圈电压瞬时值表达式为：

当瞬时电压大于2500时会点燃气体，由表达式可知

所以半个周期内持续放电时间为

当电压在－2500V~－5000V时也会放电，所以钢针和金属板间在交流电每个周期内放电的时间为。D正确。

故选D。

3．A

【详解】水平桌面上放置一质量为m的木块，木块与桌面间的动摩擦因数恒定，用一水平恒力F拉木块，木块在水平桌面上做匀速直线运动

若将此力方向改为与水平方向成角斜向上拉木块（F大小不变），木块仍在水平桌面上做匀速直线运动

当用的水平恒力拉木块

解得

故选A。

4．B

【详解】A．地球表面重力加速度为g，对地球表面的物体，则有

已知空间站绕地球做匀速圆周运动周期为T，设空间站距离地球表面的高度为h，对空间站中的宇航员，由万有引力提供向心力，可得

则有宇航员在空间站中所受的重力大小为

A错误；

B．空间站绕地球转动的线速度大小为

B正确；

C．由

可得

C错误；

D．由

可得

地球的平均密度

D错误。

故选B。

5．CD

【详解】A．紫光的波长比红光短，选项A错误；

B．作出光路图如图：

棱镜对红光的折射率比紫光小，可知紫光在棱镜中发生全反射的临界角比红光小，而红光的临界角

所以

由几何关系可知

红光和紫光射到BC边的入射角均为60°，即红光和紫光在BC边上均发生了全反射，选项B错误；

C．棱镜对红光的折射率比紫光小，根据

可知红光在棱镜中的传播速度比紫光大，选项C正确；

D．红光从BC边全反射后射到AC边上的入射角为30°，由折射定律可知

解得

即红光经AC边折射后，其出射光线的折射角为60°，与AC边夹角为30°，与BC边平行，选项D正确。

故选CD。

6．BD

【详解】A．时，质点Q在平衡位置，速度最大，则质点P的速度比质点Q的小，选项A错误；

B．时，质点Q在波谷位置，则此时Q的加速度达到最大，选项B正确；

C．质点P总是沿y轴方向在竖直方向振动，则其速度方向不可能沿曲线的切线方向向上，选项C错误；

D．因在t=0时刻质点Q沿y轴正向振动，可知波沿x轴正向传播；因，则到的时间内，质点Q通过的路程为3A=30cm；因t=0时刻质点P沿y轴负向振动，可知则到的时间内，质点P通过的路程大于3A=30cm，选项D正确。

故选BD。

7．AD

【详解】A．A、C两点的电荷到B、O两点 距离相同，但O点到E点距离更近，电势更低，根据电势叠加原理可知，B点电势比O点电势高，故A正确；

B．根据等量同种电荷电场分布可知，C、E两点在O点形成场强水平向右，A点在O点形成场强也是水平向右，所以O点电场强度水平向右不为零，故B错误；

C．F点的场强看成是A、E两点的等量异种电荷的电场和C点的电荷产生电场的矢量和，B点的场强看成是A、C两点的等量异种电荷的电场和E点的电荷产生电场的矢量和，叠加后可知，B、F两点处的电场强度大小相等，方向不是相反的，故C错误；

D．将一正点电荷从D点沿直线移到O点的过程中，根据电场的矢量合成可知，两负电荷在D点产生的合电场向左，且大于正电荷在该点产生的电场，D点电场强度方向向左，同理O点电场强度向右，所以电场强度先向左后向右，电场力先向左后向右，电场力先做正功后做负功，故D正确。

故选AD。

8．ABC

【详解】A．开关断开、闭合，金属棒先加速运动，最终做匀速直线运动，此时安培力

又

解得

故A正确；

B．开关闭合、断开

解得

a=

故B正确；

CD．开关都闭合，电容器稳定后相当于断路，金属棒最终做匀速直线运动，速度为，故C正确，D错误。

故选ABC。

9．     控制变量法         

【详解】（1）[1]探究小球受到的向心力大小与质量的关系，需控制一些变量，即保持转动的角速度、转动的半径不变；探究小球受到的向心力大小与转动的半径的关系，需控制一些变量，即保持小球的质量、转动的角速度不变；该实验中应用了控制变量法；

（2）[2]由控制变量法可知，要探究向心力与质量的关系，应保证两球的角速度和运动半径相同，使两球的质量不同，所以两个不同质量的小球分别放在挡板B和挡板；

[3]根据题意可得

可得

10．          a              

【详解】（1）[1]达到平衡时有

解得

（2）①[2]由左手定则可知，a板电势高于b板，则与灵敏电流计G“+”接线柱相连的是图甲中的a电极板。

②[3][4]由电路可知

解得

由图像可知

解得a、b电极板间的电动势为

a、b电极板间的接入电路的电阻为

[5]因水流速度

水流的流量为

11．（1），9；（2）

【详解】（1）根据

得

根据

得

（2）过程中外界对气体做功为；过程中气体吸热为Q，气体对外界做功

过程中气体对外界做功为；则被封闭气体在从状态过程中其内能变化量

12．（1），；（2）

【详解】（1）由题意可知甲乙两粒子重力与所受电场力平衡，故在第一象限内都做匀速圆周运动，根据几何关系可知两粒子做圆周运动的半径为

则根据几何关系可得甲粒子通过轴的横坐标为

乙粒子通过轴的坐标为

（2）两粒子在磁场中运动的周期相同，都为

甲粒子做圆周运动的偏转角为，则甲粒子在第一象限运动的时间为

乙粒子做圆周运动的偏转角为，则乙粒子在第一象限运动的时间为

甲乙粒子在第四象限水平方向都做匀加速直线运动，加速度大小为

对甲粒子有

解得

对乙粒子有

解得

甲乙从开始运动到通过轴的时间差为

解得

13．（1）80J<Ep<120J；（2），人停的位置离轨道1最低点的距离4m<s≤5.2m；（3）游戏设计符合安全要求

【详解】（1）要使人经过轨道1最高点，由能量守恒得

在轨道1最高点对人受力分析有

因压力小于重力，报满足

由能量守恒得

解得

Ep<120J

所以弹射器发射时的弹性势能应满足80J<Ep<120J。

（2）人不脱离轨道且最终停在粗糙水平轨道上，需满足人通过轨道1且最多到达轨道2右侧与圆心等高处，设弹性势能为Ep1时通过轨道1，由（1）可知

Ep1>80J

设弹性势能为Ep2时恰能到达轨道2右侧与圆心等高处，由能量守恒有                        

解得

Ep2=86J

弹射器发射时的弹性势能应满足

若以80J发射，则由能量守恒得

解得

s1=16m

若以86J发射，则由能量守恒得

解得

s2=17.2m

人停的位置离轨道1最低点的距离为s，则有

4m<s≤5.2m

（3）设人与橡胶块碰前速度为v，由能量守恒得

人与橡胶块发生弹性碰撞，由动量守恒得

由能量守恒得

解得

碰撞过程中对m2分析，由动量定理得

解得

故碰撞符合安全要求。

碰后人向左运动，因

故人返回轨道2时不会脱离轨道，游戏设计符合安全要求。