2023年河北省唐山市普通高中高考物理一模试卷（选考）（含答案解析）

2023年河北省唐山市普通高中高考物理一模试卷（选考）

1.  在很多矿物质中，都不同程度地含有放射性元素，下列说法正确的是(    )

A. 射线、射线和射线都是电磁波
B. 在、、三种射线中，射线的穿透能力最强
C. 放射性元素发生衰变时所释放的电子是原子核外的电子
D. 氡的半衰期为天，矿物中氡原子核经过天后全部消失

2.  在某静电场中建立Ox轴，x轴上各点的电势随坐标x变化的关系图像如图所示。现将一电荷从处沿x轴负方向以一定速度射出，恰好到达坐标原点O，不计电荷重力。下列说法正确的是(    )

A. 从到原点O过程中电荷的电势能逐渐减小
B. 从到原点O过程中电荷的加速度先增大后减小
C. 从到原点O过程中电荷做匀减速直线运动
D. 电荷的电性为正电荷
 

3.  机械波在深度不同的A、B两部分水中传播某时刻的波形如图所示，图中明亮区域中间位置为波峰，A部分中相邻波峰间距是B部分中相邻波峰间距的2倍，已知B部分中波速为。则该机械波(    )

A. 在B部分中更容易发生衍射现象
B. 在A部分中的波速为
C. 由A部分进入B部分频率变大
D. 在两部分交界面发生了折射现象

4.  A、B两物体同时同地向同一方向运动，其速度与位移变化关系图像如图所示，A物体做匀速直线运动、速度大小为。B物体的速度与位移关系图像为过原点开口向右的抛物线。两图像交点坐标为、，下列说法正确的是(    )

A. 出发后，A、B两物体相遇时B物体的速度大小为
B. A、B两物体在距坐标原点处相遇
C. B物体在处的加速度
D. B物体做加速度减小的加速运动
 

5.  将物体以一定初速度在某行星表面竖直上抛，从抛出开始计时，落回抛出点前，物体第1s内和第4s内通过的位移大小相等。已知该行星半径和地球半径相同的，地球表面的重力加速度为，不计空气阻力，则下列说法正确的是(    )

A. 地球的平均密度和该行星的平均密度之比为1：5
B. 该行星和地球的第一宇宙速度之比为
C. 将物体在地球表面以相同的初速度竖直抛出后上升的最大高度
D. 该行星表面的自由落体加速度大小为

6.  一含有理想变压器的电路如图所示，图中电阻、和的阻值分别为、和，U为正弦交流恒压电源。当开关S断开和S闭合时，连接在副线圈的负载电阻消耗的电功率相等。该变压器原、副线圈匝数比为(    )

A. 1：2 B. 1：3 C. 1：4 D. 1：5

7.  如图所示，两条光滑的轨道下端固定在P点，上端分别固定在竖直墙面上的A、B两点，现使一小滑块分别从轨道顶端由静止释放，到达P点所用时间相同，则(    )

A. 由A、B滑到P的过程中合力的冲量相等
B. 由A、B滑到P时重力的功率相等
C. 两次下滑过程中的高度乘积是一定值
D. 下落过程所用时间与两次下滑过程中的高度之和成正比
 

8.  如图所示，一复色光沿平行于直径AB的方向由C点从真空射入半径为R的圆形玻璃砖，入射光线与直径AB的距离为，在同一圆内分为a、b两束，a光刚好射到B点，b光射到D点，D点到直径AB的距离为，O为圆心。已知真空中的光速为c。下列判断正确的是(    )

A. a光的折射率为 B. b光的折射率为
C. a光在圆形玻璃砖中的传播时间 D. b光在圆形玻璃砖中的传播时间

9.  在光滑水平桌面上质量为m的物体A以某一速度与质量为3m等大物体B发生正碰，碰撞前物体B处于静止状态。已知碰撞后物体B的动能为E，则碰撞之前物体A的动能可能为(    )

A. E B. 3E C. 5E D. 7E

10.  如图所示，两根光滑足够长且电阻不计的平行金属导轨MNPQ和，固定水在平面上，MN与距离为2l，PQ与距离为l。金属棒a和b的质量分别为2m和m、长度分别为2l与l，金属棒a、b分别垂直放在导轨和上，静止在导轨上。整个装置处于竖直向下的、磁感强度为B的匀强磁场中。现a棒获得水平向右初速度，两棒运动时始终保持平行且a总在上运动，b总在上运动，经过足够长时间后，下列说法正确的(    )

A. 金属棒a流过的电荷量是
B. 金属棒a和b均做加速度相同的匀加速直线运动
C. 金属棒a和b均做速度相等的匀速直线运动
D. 回路感应电动势为零

11.  某同学要研究一辆电动遥控玩具车启动过程的加速度。实验时，该同学通过遥控器控制按钮启动玩具车，玩具车拖动纸带运动，打点计时器在纸带上打出一系列的点迹，打点计时器打点频率是50Hz。经多次实验，该同学选出了一条点迹清晰的纸带，在纸带上选取7个点作为计数点相邻两计数点之间还有4个点，并测量出了相邻两计数点之间的距离，如图所示。

由图中数据可以判别电动遥控玩具车做匀变速直线运动，请说明理由______ ；
利用图中纸带的数据计算打点计时器打下计数点3时玩具车的速度为______ ；结果保留3位有效数字
由图可以计算出玩具车启动阶段运动的加速度为______ 。结果保留2位有效数字

12.  某同学要测量电压表内阻，可利用的实验器材有：电源电动势8V，内阻很小，标准电压表量程6V，内阻约，待测电压表量程3V，内阻待测，约为，滑动变阻器最大阻值，定值电阻阻值，开关S，导线若干。
在答题卡上根据实验电路原理图图补全实物连线图；


经过多次测量，得出标准电压表读数和待测电压表读数的函数图像，如图3所示，可得到待测电压表的内阻______ 。结果保留2位有效数字。

把待测电压表改装成量程为90V的电压表需要串联的定值电阻阻值为______ 结果保留3位有效数字。
改装的电压表跟标准电表进行核对，发现改装后的电压表读数总是比标准电压表小，说明改装后的电压表串联的电阻阻值______ 填写“偏大”或者“偏小”。

13.  如图所示，一光滑圆弧轨道ABC固定在竖直平面内，半径，圆弧轨道的圆心O在圆弧最低点B的正上方，其中。圆弧轨道左侧有一顺时针方向匀速转动的水平传送带，传送带上表面与圆弧轨道的圆心O在同一高度。现将可视为质点的物块P从传送带左端M由静止释放，离开传送带右端N时恰好与传送带共速，从A点沿切线方向进入圆弧轨道。已知物块P的质量，重力加速度g取，求：
传送带的速度；
物块到达轨道最低的B时，小物块P对轨道的压力。

14.  竖直放置的导热薄壁汽缸由两个粗细不同的圆柱形筒组成，汽缸中活塞Ⅰ和活塞Ⅱ之间封闭有一定量的理想气体，两活塞用一轻杆连接，活塞Ⅰ、Ⅱ的质量均为m，面积分别为S、2S。初始时活塞Ⅰ上面放置质量为2m的物块M，系统处于平衡状态，活塞Ⅰ到汽缸连接处的距离为h、活塞Ⅱ到汽缸连接处的距离为2h，如图所示。已知活塞外大气压强为，活塞外温度恒定，忽略活塞与缸壁间的摩擦，汽缸无漏气，不计轻杆的体积。若，求：
气缸内理想气体的压强与大气压强的比值；
轻轻拿走活塞Ⅰ上面放置的物块，待系统稳定时活塞Ⅰ到汽缸连接处的距离。

15.  如图所示，xOy为平面直角坐标系，在的空间Ⅰ内存在沿x轴正方向的匀强电场。在的空间Ⅱ内存在沿y轴正方向的匀强电场和垂直于纸面向外的匀强磁场，电场强度大小与空间Ⅰ中的相同，磁感应强度大小为，在的空间Ⅲ存在与y轴正方向成的匀强电场，电场强度的大小为。现将一带正电的小球从y轴上的点由静止释放，经空间Ⅰ区域到达点进入空间并从x轴上的D点进入空间Ⅲ，D点未画出。已知粒子的电荷量大小为q，质量为m，重力加速度取g，，。求：
小球到达C点时的速度大小；
小球在空间Ⅱ内运动的时间；
小球进入空间Ⅲ后，经偏转到达y轴上F点点未画出，则DF两点间电势差。

答案和解析

1.【答案】B 

【解析】解：A、射线是电磁波，射线是氦核流，射线的实质是电子流，都不是电磁波，故A错误；
B、在、、三种射线中，射线穿透能力最若，射线的穿透能力最强，故B正确；
C、放射性元素发生衰变时所释放的电子是原子核内的中子转化为质子时放出的电子，故C错误；
D、氡的半衰期为天，矿物中氡原子核经过天，即经过2个半衰期后还有的氡没有衰变，故D错误。
故选：B。
射线是氦核流，射线的实质是电子流，射线的实质是电磁波；射线的穿透能力最强，而射线电离能力最强；衰变的电子来自原子核中的中子转化为质子时产生的．根据半衰期的意义判断。
解决本题的关键知道电磁波的组成，注意、、三种射线电离能力与穿透能力的强弱，并知道半衰期的适用条件，同时掌握衰变中电子的由来．
 

2.【答案】B 

【解析】解：电荷从处到达坐标原点O，根据动能定理可知，电场力做负功；根据电场力做功与电势能变化的关系可知，电势能增加；根据电场力做功公式可知，电荷带负电，故AD错误；
B.因图像的斜率等于场强，则从到原点O过程中场强先增加后减小，根据电场力公式可知，电荷受电场力先增加后减小，根据牛顿第二定律可知，电荷的加速度先增大后减小；由于电荷加速度不是恒定的，电荷不是做匀减速直线运动，故B正确，C错误。
故选：B。
根据动能定理判断电场力做功的正负，根据电场力做功与电势能变化的关系判断电势能的增减，根据电场力做功公式判断电荷的正负；
根据图像的斜率的含义判断场强的变化，根据电场力公式判断电场力的大小变化，再根据牛顿第二定律判断加速度的情况，最后再判断电荷的运动情况。
本题考查了电场力做功与电势能变化的关系、动能定理、电场力做功公式和牛顿第二定律；明确图像的斜率的含义是解题的关键。
 

3.【答案】D 

【解析】解：A、因A部分中相邻波峰间距是B部分中相邻波峰间距的2倍，可知波在A部分中的波长等于B部分的波长的2倍，又因为发生明显衍射的条件是障碍物或小孔的尺寸与波的波长接近或远小于波长，所以在A部分中更容易发生衍射现象，故A错误；
BC、波的频率由波源决定，所以在两部分中传播时周期和频率不变，则，；在A部分中的波速为，故BC错误；
D、波在两种介质中的传播速度不相等，则在两部分交界面发生了折射现象，故D正确。
故选：D。
根据波峰间距关系可以判断处两部分波的波长关系，根据发生明显衍射的条件判断在哪部分介质中传播更容易发生衍射；再根据波速由介质决定，频率由波源决定，结合波长关系可以得出波在两部分介质中传播的波速；根据波在两种介质中传播的速度不同，判断是否发生了折射。
本题考查了机械波的相关知识，熟练掌握衍射的明显条件、波长与波速以及频率之间的关系是解决本题的关键。
 

4.【答案】A 

【解析】解：D、因B物体的速度与位移关系图像为过原点开口向右的抛物线，可知满足，因此B物体做匀加速直线运动，故D错误；
AC、图像经过、点，则解得B物体的加速度。两物体相遇时，有，解得，此时B物体的速度大小为，故A正确，C错误；
B、A、B两物体相遇时距坐标原点的距离，故B错误。
故选：A。
B物体的速度与位移关系图像为过原点开口向右的抛物线，B物体做匀加速直线运动，图像经过、点，由速度-位移公式求出B物体的加速度，根据相遇时两个物体位移相等列式，求解运动时间，再求两物体相遇时B物体的速度大小。
解答本题的关键要掌握速度-位移公式，分析B物体的运动性质，根据两个物体相遇时位移相等求解运动运动时间。
 

5.【答案】B 

【解析】解：设该星球表面的重力加速度为
物体在1s末的速度为
物体在第1s内的位移
物体在3s末的速度为
物体在4s末的速度为
第4s内的位移
根据题意
代入数据解得
根据
则
地球的平均密度和该行星的平均密度之比为，故AD错误；
B.根据
解得第一宇宙速度
该行星和地球的第一宇宙速度之比为，故B正确；
C.根据匀变速运动公式
物体在星球表面上升的最大高度
将物体在地球表面以相同的初速度竖直抛出后上升的最大高度，故C错误；
故选：B。
物体在行星表面做竖直上抛运动，根据运动学公式求解星球表面重力加速度；在行星表面，万有引力等于重力，再根据密度公式分别求地球和行星的平均密度之比；
B.设卫星绕地球或行星表面附近做匀速圆周运动的速度为v，根据牛顿第二定律求第一宇宙速度，然后再求第一宇宙速度之比；
C.根据竖直上抛运动的规律求解最大高度。
解决本题的关键是根据“物体第1s内和第4s内通过的位移大小相等”这个条件，利用运动学公式求解行星表面的重力加速度。
 

6.【答案】B 

【解析】解：设变压器原、副线圈匝数比为k，次级电阻为R，则

解得：
副线圈回路的负载电阻消耗的电功率
由题意可知当开关S断开和S闭合时，连接在副线圈的负载电阻消耗的电功率相等，即当与当时次级消耗功率相等，则
解得：
故B正确，ACD错误。
故选：B。
变压器原副线圈电压比等于匝数比，电流比等于匝数的反比，结合串并联规律和欧姆定律求解即可。
本题考查变压器，解题关键是知道变压器原副线圈电压比等于匝数比，电流比等于匝数的反比，结合串并联规律和欧姆定律求解即可。
 

7.【答案】C 

【解析】解：设，木板倾角为，根据运动学公式，物体下滑时间
两次到达P点时间相同，则
可得
即
两次下滑过程高度之和

带入消掉，解得
即下落过程所用时间平方与两次下滑过程中高度之和成正比，故D错误；
C.两次下滑过程中高度乘积
故C正确；
B.根据运动学公式，滑到P点时速度
重力瞬时功率
因与不一定相等，则由A、B滑到P时重力功率不一定相等，故B错误；
A.根据动量定理，由A、B滑到P的过程中动量变化的方向不同，动量变化的大小
也不相同，则合力冲量不相等，故A错误。
故选：C。
根据运动学公式，求物体下滑时间，根据几何关系，确定两次下滑过程高度之和，分析下落过程所用时间平方与两次下滑过程中高度之和成正比；
根据运动学公式，求滑到P点时速度，再根据瞬时功率计算式，求瞬时功率；
根据动量定理，分析合力冲量。
本题考查学生对运动学公式、动量定理、瞬时功率计算式的掌握，是一道基础题。
 

8.【答案】BCD 

【解析】解：A、入射光线与直径AB的距离为，则光线a的入射角的正弦值
即
由几何关系得，，则折射角
折射率
故A错误；

B、D点到直径AB的距离为，则，

则
为等腰直角三角形，b光的折射角
则b光的折射率
故B正确；
C、a光在圆形玻璃砖中的传播时间
故C正确；
D、b光在圆形玻璃砖中的传播时间
故D正确。
故选：BCD。
根据几何关系求解两光线的入射角和折射角，根据折射定律求解两光的折射率；根据折射率求解两光在玻璃砖中运动的速度，由几何关系求解光在玻璃砖中传播的距离，进而求解在圆形玻璃砖中的传播时间。
本题考查光的折射，解题关键是根据几何关系求解光的入射角和折射角，结合折射定律求解即可。
 

9.【答案】BC 

【解析】解：设物体A碰前速度，若两物体发生非弹性碰撞，取碰撞前A的速度方向为正方向，由动量守恒定律得
此时碰撞后物体B的动能
解得碰撞之前物体A的动能；
若两物体发生弹性碰撞，由动量守恒定律得
由机械能守恒定律得
解得，
此时碰撞后物体B的动能
解得碰撞之前物体A的动能
所以碰撞之前物体A的动能范围为，可能为3E和5E，故AD错误，BC正确。
故选：BC。
若两物体发生非弹性碰撞，碰撞过程系统动量守恒，由动量守恒定律求出碰撞之前A的速度，从而得到碰撞之前A的动能。若两物体发生弹性碰撞，碰撞过程系统动量守恒、机械能守恒，应用动量守恒定律与机械能守恒定律可以求出碰撞之前A的动能，从而得到碰撞之前物体A的动能范围，即可确定动能的特殊值。
解答本题时，要把握碰撞的基本规律：动量守恒定律，知道弹性碰撞还遵守机械能守恒定律。
 

10.【答案】AD 

【解析】解：金属棒a向右运动，由左手定则可知，金属棒a受安培力向左，做减速运动，金属棒b受安培力向右，做加速运动，则经过一段时间后，两棒稳定时均做匀速运动，此时回路的感应电流为零，感应电动势为零，则
即，故C错误，D正确；
B.根据牛顿第二定律可得


金属棒a做匀减速直线运动，b做匀加速直线运动，两者加速度大小相等，方向相反，故B错误；
A.设初速度方向为正方向，对a、b列动量定理方程


解得，故A正确。
故选：AD。
对a、b整体分析，整体受恒定拉力作用，经过足够长时间后最终达到稳定状态，此时回路中的感应电动势为零，回路中的电流为零，两金属棒均做匀速直线运动；根据安培力表达式确定加速度之比。由动量定理可求得金属棒a流过的电荷量。
解决本题的关键要正确分析两棒的受力情况，判断稳定时两棒的速度关系。由于两棒加速度不同，所以应用牛顿第二定律可采用隔离法。
 

11.【答案】在误差允许的范围内，连续相等时间内位移差相等   

【解析】解：




由数据得，在误差允许的范围内，连续相等时间内位移差几乎相等，可判断电动遥控玩具车做匀变速直线运动；
根据题意可知，纸带上相邻计数点时间间隔为
在匀变速直线运动中，中间时刻的速度等于该过程中的平均速度，则

根据逐差法可知玩具车的加速度为：

故答案为：在误差允许的范围内，连续相等时间内位移差相等；；。
根据匀变速直线运动中相邻时间段的位移差的关系结合题意完成分析；
匀变速直线运动中，中间时刻的瞬时速度等于该过程的平均速度，结合平均速度的计算公式得出玩具车在计数点3时的速度；
利用逐差法计算出玩具车的加速度。
本题考查了打点计时器测量速度和加速度的实验，理解匀变速直线运动的特点，结合逐差法计算出加速度，在计算过程中要注意单位的换算。
 

12.【答案】偏大 

【解析】解：滑动变阻器采用分压式接法，电压表测电压表和定值电阻两端的总电压，根据实验电路图，实物连线如图所受：

根据欧姆定律及并联电路的电压特点，可得
图像的斜率
结合函数可知，
联立解得
把待测电压表改装成量程为90V的电压表需要串联的定值电阻阻值为
改装的电压表跟标准电表进行核对，两表是并联连接，发现改装后的电压表读数总是比标准电压表小，说明改装后的电压表通过的电流偏小，根据并联电路电流的分配与电阻成反比可知，改装表串联的电阻阻值偏大。
故答案为：连接的实验电路见解析；；；偏大。
根据实验电路图，补全实物连线图；
根据欧姆定律及并联电路的电压特点求解函数，结合图像斜率求电压表内阻；
串联电阻有分压作用，根据改装电表的内阻及量程求解需要串联的电阻；
改装电压表的校对是与标准表并联，改装表的示数小，说明流过改装表的电流小；由于并联电路电流的分配与电阻成反比，因此改装表串联的电阻偏大。
本题主要考查了电压表内阻的测定、电压表的改装和校对以及误差分析，通过误差分析可以很好地培养学生的实验能力。
 

13.【答案】解：设传送带的速度，物块P离开传送带后做平抛运动，在A点时，有
竖直方向有
可得：
代入数据解得：
物块P从A运动到B的过程中，由机械能守恒定律有
 
其中
在B点时
解得
根据牛顿第三定律可知小物块P对轨道的压力，方向竖直向下。
答：传送带的速度为；
物块到达轨道最低的B时，小物块P对轨道的压力为100N，方向竖直向下。 

【解析】物块P离开传送带右端N时恰好与传送带共速，之后物块P做平抛运动，根据分运动的规律求出物块P到达A点时的竖直分速度，由几何关系求出物块P平抛运动的初速度即等于传送带的速度。
物块P从A运动到B的过程中，由机械能守恒定律求出物块P到达B点时的速度大小。在B点，由重力和支持力的合力提供向心力，由牛顿第二定律计算轨道对物块P的支持力，从而得到物块P对轨道的压力。
解答本题时，要理清物块的运动情况，抓住“从A点沿切线方向进入圆弧轨道”，利用速度分解法计算平抛运动的初速度是关键。
 

14.【答案】解：设气缸内理想气体的压强为，对系统整体由平衡条件可得：
解得：
解得：
结合：
可得：
轻轻拿走塞Ⅰ上面放置的物块，设稳定时，气缸内气体的压强为，根据平衡条件可得：
解得：
根据玻意耳定律：
解得：
根据题意可得：
则：
设活塞Ⅰ到汽缸连接处的距离为L，根据几何知识：
解得：
答：气缸内理想气体的压强与大气压强的比值为；
轻轻拿走活塞Ⅰ上面放置的物块，待系统稳定时活塞Ⅰ到汽缸连接处的距离为。 

【解析】以两活塞及细杆整体为研究对象，分析受力情况，由平衡条件求解缸内封闭气体的压强，然后求出气缸内理想气体的压强与大气压强的比值；
现拿走活塞Ⅰ上面放置的物块，由受力平衡求出压强，封闭气体先发生等温变化，根据玻意耳定律求出体积，然后结合几何关系判断。
对于活塞封闭的气体，常常以与气体接触的活塞为研究对象，根据平衡条件求封闭气体的压强。本题的关键要明确封闭气体的状态变化情况，准确选择气体实验定律。
 

15.【答案】解：小球在A点由静止释放，受到竖直向下的重力与水平向右的恒定的电场力作用而做匀加速直线运动，运动方向沿AC方向，易知达到C点的速度方向与x轴正方向夹角为，在竖直方向上做自由落体运动，根据，可得达到C点时竖直分速度为：

则小球到达C点时的速度大小为：

由的分析可知在空间Ⅰ中，重力与电场力合力方向沿AC方向，即二者合力方向与x轴正方向夹角为，可得：
则粒子进入区域Ⅱ内重力与电场力平衡，小球所受合力等于洛伦兹力，故小球做匀速圆周运动，由洛伦兹力提供向心力得：

已知：
解得小球运动半径为：
在磁场中运动周期为：
小球运动轨迹如下图所示：

由几何关系可得，圆周运动的轨迹的圆心恰好在原点O，粒子垂直x轴进入空间Ⅲ，圆弧轨迹的圆心角为，则球在空间Ⅱ内运动时间为：

进入空间Ⅲ后，因电场力竖直向上的分力大小为，故小球在竖直方向上向下做匀速运动，水平方向向左做匀加速运动，则有：


解得：
FO两点间电势差：
DO两点间电势差
DF两点的电势差
答：小球到达C点时的速度大小为；
小球在空间Ⅱ内运动的时间为；
两点间电势差为。 

【解析】小球在A点由静止释放，受到恒定的合力而做匀加速直线运动，运动方向沿AC方向，在竖直方向上做自由落体运动，可求得到C点时竖直分速度，再由运动的合成求得到达C点时的速度大小；
粒子进入区域Ⅱ内重力与电场力平衡，由洛伦兹力提供向心力，小球做匀速圆周运动，求得运动半径和周期，根据轨迹圆心角结合周期求得时间；
进入空间Ⅲ后判断小球运动形式，根据运动合成与分解求解求得F点的位置，根据电势差与电场强度的关系求解。
本题是典型的复合场带电粒子运动模型，运动形式的考查全面，直线、曲线抛物线、圆周都涉及到，各类运动如何求解要了如指掌，进行总结。力与运动处理方法无外乎牛顿定律配合运动学公式，动能定理配合功能关系，动量定理加动量守恒定律三大原理。