2023届全国高考物理仿真模拟测试练习卷（新教材）（含解析）

2023届全国高考物理仿真模拟测试练习卷（新教材）

学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________

一、单选题

1．2023年3月底受冷空气以及大风天气影响，全国各地均出现不同程度的沙尘天气，内蒙古、北京等中北部地区局部有强沙尘暴，甚至局部地区出现下“泥点”的恶劣天气，山东、河南、安徽、江苏等华东地区也都出现AQI（空气质量指数）爆表达到500的现象，AQI指数中一项重要指标就是大家熟知的指数，是指空气中直径小于或等于的悬浮颗粒物，漂浮在空中，很难自然沉降到地面。对于上述天气现象的解释中正确的是（　　）

A．中北部地区出现的沙尘暴中的沙尘颗粒所做的无规则运动是布朗运动

B．一团质量不变的沙尘暴从温度较低的地区吹到温度较高的地区，温度逐渐升高、风速逐渐减小，其内能逐渐减小

C．颗粒的尺寸与空气中氧气分子的尺寸数量级相当

D．在空气中的无规则运动是由于大量空气分子无规则运动对其撞击的不平衡性引起的

2．为了研究大量处于能级的氢原子跃迁时的发光特点，现利用氢原子跃迁时产生的三种单色光照射同一个光电管，如图甲所示，移动滑动变阻器的滑片调节光电管两端电压，分别得到三种光照射时光电流与光电管两端电压的关系，如图乙所示，则对于a、b、c三种光，下列说法正确的是（　　）

A．从同一点沿相同方向射入球形玻璃砖内，调节入射角的过程中，c光最容易发生全反射现象

B．a、b、c三种光从真空中进入同一介质后，在介质中的波长满足以下关系：

C．用a光照射时逸出的光电子初动能最小

D．通过同一个单缝装置进行单缝衍射实验，中央条纹宽度c光最宽

3．2023年大年初一上映的国产科幻电影《流浪地球2》近期引起热议，影片中的太空电梯、方舟空间站、行星发动机、量子计算机等满足了大家对未来科技发展的想象，其中太空电梯是人类长期以来想要建造的可以通向太空的电梯，如图甲所示。而且随着科学家们对碳纳米管材料研究的深入，使我们离成功建造太空电梯更进一步。若未来宇航员可以像电影中那样乘坐太空电梯到达不同高度处的空间站或者补给站，宇航员与太空电梯一起停在某高度处时的加速度与处于同一轨道高度处的地球卫星的加速度随距离地心距离r之间的关系如图乙所示，下列说法正确的是（　　）

A．图线B是地球卫星的加速度与距离地心距离r的关系图像

B．离地面越远，宇航员与太空电梯之间的弹力减小

C．宇航员跟随太空电梯到达不同位置时，均处于完全失重状态

D．太空电梯向上加速运行时，宇航员的合力方向不指向地心

4．如图所示，空间中有一处于竖直平面内的半径为R的光滑圆轨道，在圆心O处固定一个带正电的带电小球，另有一个质量为m、带负电的小球在圆轨道外侧沿着轨道做圆周运动，当小球以速率通过最低点B时，轨道对小球的弹力大小为2mg，两小球均可视为质点，重力加速度为g，则（　　）

A．小球在A点受到的弹力小于在B点受到的弹力

B．两小球之间的库仑力大小为6mg

C．小球能做完整的圆周运动时，在最高点受到的支持力始终比最低点受到的支持力大4mg

D．现将O点小球的电荷量增大一倍，若仍要使另一个小球做完整的圆周运动，小球通过最低点B的速度需要满足

二、多选题

5．如图所示的电路中，闭合开关，待电路稳定后，可看成质点的带电小球恰好静止在平行板电容器之间的M点，其中二极管可视为理想二极管，下列说法正确的是（　　）

A．向右移动的滑片，小球向下移动

B．向右移动的滑片，小球的电势能将减小

C．向下移动电容器的下极板，二极管右端电势高于左端电势

D．断开S后，紧贴电容器的上极板附近插入金属板，M点的电势将升高

6．如图所示，轻质弹簧一端固定在水平面上，竖直放置时另一端位于O点，现将绝缘不带电物块a和带正电的物块b叠放在弹簧上，系统稳定时弹簧上端位于P点。a、b的质量均为m，b的电荷量为q，在空间中加上竖直向上的匀强电场，下列说法正确的是（　　）

A．若场强大小为，a、b在OP之间某一位置分离

B．若场强大小为，a、b在OP之间某一位置分离

C．若场强大小为，a、b在O点恰好分离

D．若场强大小为，a、b在P点恰好分离

7．“抖空竹”是中国传统的体育活动之一，空竹在中国有悠久的历史，明代《帝京景物略》一书中就有空竹玩法和制作方法记述，明定陵亦有出土的文物为证，可见抖空竹在民间流行的历史至少在600年以上，并定为国家级非物质文化遗产之一、现将抖空竹中的一个变化过程简化成以下模型：轻质弹性绳（弹力特点类比于弹簧）系于两根轻杆的端点位置，左、右手分别握住两根轻杆的另一端，一定质量的空竹架在弹性绳上。开始时两手处于同一水平线上并保持轻杆水平，弹性绳的总长度为，接下来分别作出如下动作：保持弹性绳两个端点的距离不变，左手抬高使弹性绳两个端点的连线顺时针缓慢转过一个较小角度，此时弹性绳的总长度为；保持弹性绳两个端点的距离不变，右手抬高使弹性绳两个端点的连线逆时针缓慢转过相同角度，此时弹性绳的总长度为，不计一切摩擦，则关于弹性绳总长度的关系正确的是（　　）

A． B． C． D．

8．如图所示，挡板ad上方存在垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B，挡板中间存在一空隙bc，bc的间距为L，磁场中且处于空隙正上方的S处有一粒子源，S到b、c的距离也为L，粒子源向各个方向均匀发射速度大小相同的带正电粒子，若粒子打到挡板上会被吸收。某次调节粒子源的发射速度为(未知)，使挡板空隙中所有区域均有粒子射出，且能射出的粒子数目为某时刻发射粒子总数的，已知从b点射出的粒子速度方向与挡板垂直，粒子电荷量为q，质量为m，不考虑粒子重力和粒子间的相互作用，则（　　）

A．粒子源的发射速度为

B．两个挡板上能吸收到粒子的总长度为

C．调节粒子源的发射速度为，空隙中所有区域依然都有粒子射出

D．调节粒子源的发射速度为，射出粒子数目仍为发射粒子总数的

三、实验题

9．某同学在学习完单摆的相关知识后，想要在家利用手边的物品测量本地的重力加速度。用不规则的钥匙扣代替小球做成简易单摆装置，手机上的计时功能代替秒表，实验过程如下：

（1）用家中软尺测得悬挂点O到钥匙扣连接处M的长度为；

（2）拉开较小角度后将钥匙扣由静止释放，并在钥匙扣第1次通过最低点按下计时“开始”按钮，第次通过最低点停止计时，记录手机上的时间为，则单摆的周期为___________；

（3）若该同学改变细线长度后只做两次实验，得到两组长度和周期的数据：、；、，利用数据测得重力加速度为___________；

（4）若该同学多次改变细线长度得到多组数据，描点作出得到图像，得到的图像可能是___________；

A．               B．                C．

（5）钥匙扣的形状不规则，对上述实验测得的重力加速度___________（填“有”或者“无”）影响。

10．传感器的基本工作原理是将非电学量转换为电学量，更方便地进行测量和控制。商家对大宗货物的计量主要是利用电子地磅进行称重，电子地磅的原理如下：不放物体时滑动变阻器的滑片位于A端，放上重物后电路电流变大，电流表示数改变，所以可以通过与电流表的示数对应的重量值读出被称物体的重量。学校的物理实验小组在了解到电子地磅的原理后，想要利用这个简单的传感器装置原理图去测量由两节干电池串联的电池组内阻，设想如下：将干电池组接入和电子地磅原理相同的电路图中，两个弹簧的总弹力和弹簧的形变量成正比，且测得比例系数为k。已知一节干电池的电动势为E，滑动变阻器的最大阻值等于定值电阻的阻值，均为，在托盘上放置不同重量的砝码，读出对应电流表的示数。根据该小组的设想，分析如下问题：

（1）测得多组砝码的重力与电流表读数的数据后，若采用图像法进行数据处理，则应该画出G与______的图像；

（2）根据测得数据进行描点作图后测得图像的斜率为a，截距为b，则滑动变阻器上均匀缠绕的电阻丝沿缠绕方向的总长度L为______、待测电池组内阻r为______（用题目中所给物理量符号表示）；

（3）考虑电流表内阻引起的系统误差，电池组内阻的测量值和真实值相比______（填写“偏大”、“偏小”、“相等”）。

四、解答题

11．空气动力学是世界科学领域里最为活跃、最具有发展潜力的学科之一，为了研究各类高速运动的物体，如飞机、汽车等在实际运行过程中所受空气阻力的影响，可在实验室中构建出不同的风力环境进而模拟出实际环境。现利用能产生水平方向恒定风力的实验室研究小球的运动情况，如图所示，设定风力只存在于的区域内。将小球从原点O竖直向上抛出，在实验室中测得小球运动的最高点高度为，再次经过x轴的坐标为，已知小球质量为，重力加速度g取，求：

（1）实验室设定的风力大小为多少？

（2）再次经过x轴前的运动过程中速度的最大值和最小值分别为多少？

12．如图甲所示，在绝缘水平桌面上固定有间距为的光滑平行金属导轨，虚线MN左侧、PQ右侧（不包含边界）存在相同的匀强磁场，磁场方向竖直向下，磁感应强度，两个阻值均为的电阻接在导轨的左右两端。导轨上放置两个完全相同的导体棒ab与cd，导体棒的质量，长度，电阻，ab位于MN左侧，cd放在磁场边界PQ上，对ab施加向右的恒力后，ab的速度-时间图像如图乙所示（段为直线，其余段为曲线），时刻撤去外力F，时刻ab静止，已知时刻的速度大小为，过程图像围成的面积为2m。两个导体棒之间的碰撞为完全非弹性碰撞，导体棒与导轨始终接触良好，不计导轨电阻，求：

（1）两磁场边界MN、PQ之间的距离L；

（2）若时刻之后系统受到向左的变力作用，且，国际单位制下比例系数k大小为，已知施加后的内，导体棒运动位移为，此过程中导轨左侧接入的电阻R产生的焦耳热为，求施加后的内做的功。

13．如图所示，光滑水平面上放置一个水平长木板C和光滑圆弧轨道B的组合体，在组合体的左侧水平面上固定一个弹性挡板，挡板与组合体左端的距离为L，现将一质量的物块A从圆弧轨道的最高点由静止释放，已知长木板的质量，圆弧轨道的质量，半径，物块与长木板上表面的动摩擦因素为，重力加速度，不考虑物块A经过组合体连接处的能量损失，运动过程中所涉及到的碰撞均为弹性碰撞。

（1）先将B、C组合体通过中间的卡扣锁定在一起，求：物块A释放以后经过圆弧轨道最低点时，对轨道的压力大小为多少？

（2）现将圆弧轨道固定，并解除B、C组合体之间的锁定，在系统最终静止之前，长木板只与挡板发生了5次碰撞，物块始终未从长木板上滑离，求挡板与组合体左侧的初始距离L。

（3）若将圆弧轨道固定后，将木板C和物块A的质量互换（圆弧轨道质量不变），且已知，物块始终未从长木板上滑离，求从释放A开始到系统最终静止，求木板通过的总路程。

参考答案：

1．D

【详解】A．布朗运动是悬浮在液体或气体中的固体颗粒，受到液体或气体分子的无规则撞击所做的无规则运动，用肉眼无法观察到布朗运动，沙尘暴的运动是气流运动形成的，不是布朗运动，故A错误；

B．从低温到高温，内能增加，内能的宏观表现是温度，温度越高，内能越大，故B错误；

C．氧分子尺寸的数量级为，而是指空气中直径小于或等于，故C错误；

D．在空气中的运动是布朗运动，由空气中大量空气分子无规则运动对其撞击的不平衡性引起的，故D正确。

故选D。

2．C

【详解】A．根据光线在球形玻璃砖中的对称性，光线射入后都不会发生全反射现象，故A错误；

B．根据图乙可知，a、b、c三种光的遏止电压关系为

根据

可知

若这三种光是原子从能级跃迁到较低能级时发出的光，根据跃迁原理可得

整理得

进入同一种介质后，由于介质对三种光的折射率不一样，造成波长发生变化，所以不再满足上述关系，故B错误；

C．由B可知，a光的遏止电压最小，根据

可知，a光照射时逸出的光电子初动能最小，故C正确；

D．由B可知，根据

可知

因此a光更容易发生明显的衍射现象，单缝衍射时a光中央亮条纹最宽，故D错误。

故选C。

3．D

【详解】A．地球卫星的加速度

宇航员在电梯中的加速度

因此图线A为地球卫星的加速度与距离地心距离r的关系图像，图线B为宇航员在电梯中的加速度与距离地心距离r的关系图像，故A错误；

B．若电梯舱对航天员的弹力表现为支持力时，有

解得

角速度不变，随着r增大，航天员受到电梯舱的弹力减小；

若电梯舱对航天员的弹力表现为拉力时，有

解得

角速度不变，随着r增大，航天员受到电梯舱的弹力增大；故B错误；

C．电梯舱在处的站点时，航天员的加速度等于地球同步卫星的加速度，电梯舱对航天员的弹力等于零，航天员只受到万有引力，所以航天员处于完全失重状态，故C错误；

D．太空电梯向上加速运动时，宇航员距离地面的高度增加，所以宇航员随地球转动的线速度在增大，因此宇航员在圆周运动的切线方向有加速度，所以宇航员的合加速度方向不沿半径方向指向地心，即宇航员受到的合力方向不指向地心，故D正确。

故选D。

4．D

【详解】AB．设两小球之间的库仑力为F，小球在A点的弹力为，在B点受到的弹力为，在B点，由牛顿第二定律可得

代入数据得

从A到达B点过程，小球满足机械能守恒，故有

解得

当小球通过A点时，由牛顿第二定律可得

联立解得

即

故AB错误；

C．若小球能做完整的圆周运动，由机械能守恒定律可知小球在A、B两点的动能之差为

在A点由牛顿第二定律可得

在B点有

联立解得压力差

故C错误；

D．若O点小球的电荷量增大一倍，则库仑力增大为2F，则小球通过B点有最大速率时，小球与轨道间的弹力为零，由牛顿第二定律可得

解得小球通过B点的最大速率为

要使小球能做完整的圆周运动，到达A点时的最小速度为0，对应的B点最小速度应满足

解得

所以要使另一个小球做完整的圆周运动，小球通过最低点B的速度需要满足

故D正确。

故选D。

5．BC

【详解】A．向右移动的滑片，电容器两端电压不变，两极板之间的场强不变，因此小球仍静止不动，故A错误；

B．向右移动的滑片，两端电压增大，电容器两端电压增大，两极板之间的场强增大，小球受到的电场力增大，小球将向上运动，电场力做正功，小球的电势能减小，故B正确；

C．向下移动电容器的下极板，电容器极板间距增大，根据

，

可知电容减小，若不变时，将减小，但由于二极管的存在，电容器无法放电，所以不变，增大，二极管右端电势高于左端电势，故C正确；

D．断开S后，紧贴电容器的上极板附近插入金属板，电容器极板间距减小，根据

， ，

可知

可知极板间场强不变，M点到下极板间距不变，电势差不变，因此M点电势不变，故D错误。

故选BC。

6．BD

【详解】A．a、b两物体叠放在轻弹簧上，并处于静止时，此时弹簧弹力等于ab的重力，即

得到弹簧的压缩量

若

mg

系统做简谐振动，对a、b两物体整体进行分析，平衡位置时，弹簧的压缩量为，则

解得

此时振幅为

则最高点时的弹簧压缩量为

当两物体之间作用力为0时，可以求得

弹簧压缩量为

因为

所以ab物体不会分离，两物体将一起做简谐振动，故A错误；

B．若

mg

系统做简谐振动，对a、b两物体整体进行分析，平衡位置时，弹簧的压缩量为，则

解得

则此时的振幅为

则最高点时的弹簧压缩量为

当两物体之间作用力为0时，可以求得 时，弹簧压缩量为

因为

所以两物体在到达最高点之前就已经分离，不能完成完整的简谐振动，即a，b会在OP之间分离，B正确；

C．若

则a、b两物体要分离时，两者间的相互作用力为0，

对b物体，根据牛顿第二定律有

对a物体，根据牛顿第二定律有

解得

所以a，b不会在O点分离，C错误；

D．若

则a、b两物体要分离时，两者间的相互作用力为0，

对b物体，根据牛顿第二定律有

对a物体，根据牛顿第二定律有

解得

即a、b恰好在图示的初始位置P点分离，D正确。

故选BD。

7．ACD

【详解】构建基本模型如下，以空竹为研究对象进行受力分析，如图所示

设橡皮筋与水平方向的夹角分别为和，同一根橡皮筋拉力大小相等，即

则平衡时有

解得

所以两根橡皮筋与竖直方向的夹角相等，设为，根据平衡条件有

设弹性绳两个端点在水平方向上的距离为d，保持弹性绳两个端点之间的距离不变，无论弹性绳两个端点的连线如何转动，d均减小，则减小，增大，因此F1、F2均减小，根据胡克定律可得橡皮筋的长度减小；根据几何关系可知，弹性绳两个端点的连线沿顺时针方向与沿逆时针方向转过相同角度时，橡皮筋与竖直方向的夹角都相等，因此橡皮筋的拉力相同。综上所述可知

故选ACD。

8．AB

【详解】A．由题意可知，粒子运动情况如图所示

因为从b点射出的粒子速度方向与挡板垂直，根据几何关系可知，粒子的轨迹圆心在c点，则有：

粒子速率为

故A正确；

B．由题意可知，打到左侧挡板最远点的粒子，与S点的连线长度等于粒子的轨迹直径，

由几何关系可知左侧最远点到间隙中心的距离为

粒子能够到达右侧挡板最远点的位置应为粒子轨迹与右侧挡板的切点，由几何关系可知右侧最远点到间隙中心的距离为

解得

因此挡板上能吸收到粒子的总长度

故B正确；

C．由A知粒子发射速度

则轨迹半径

根据几何关系可知，粒子到达b点时，bS连线恰好等于轨迹直径，粒子运动情况如图所示，假设粒子轨迹与bc相切于N点，由几何关系，可求得切点N到间隙中心的距离为

即

说明右侧能够有粒子射出的最远位置还没有到达c点，故C错误；

D．根据图示可知，若粒子从b点射出磁场，其从S点出射时的速度方向与bS连线垂直斜向左上方；若粒子以与Sc垂直且斜向左下方的速度方向射出，根据粒子的运动规律可知，粒子运动轨迹将与bc相交与中间某点，此时两种情况下从S点出射的速度方向夹角为，所以运动轨迹与bc相切的粒子从S点出射速度方向与从b点射出的粒子从S点的的出射方向夹角大于，因此此时射出粒子数目大于发射粒子总数的，故D错误。

故选AB。

9．               B     无

【详解】（2）[1]钥匙扣第1次通过最低点按下计时“开始”按钮，第次通过最低点停止计时，记录手机上的时间为，则单摆的周期为

（3）[2]设摆线末端与钥匙扣重心间的距离为，根据单摆周期公式

可得

，

联立可得重力加速度为

（4）[3]根据

可得

故与为一次函数关系，且与纵轴正半轴有截距。

故选B。

（5）[4]由（3）（4）数据处理分析可知，钥匙扣的形状不规则虽导致重心位置无法测量，但对重力加速度的测量无影响。

10．                    偏大

【详解】（1）[1]由胡克定律可知

解得

此时滑动变阻器接入电阻为

由闭合电路欧姆定律可知

解得

可知：应该画图像。

（2）[2][3]根据分析可知

解得

（3）[4]考虑电流表引起的误差，内阻实际值为

因此测量值偏大。

11．（1）；（2）；

【详解】（1）由题意可知，小球在竖直方向做竖直上抛运动，最高点的竖直高度有

解得

小球抛出后在风洞范围内，竖直方向做匀减速直线运动，有

解得

水平方向有

冲出风洞时竖直方向的速度

水平方向的速度

小球从风洞区域冲出后的运动时间

小球在风洞外水平方向的位移大小

小球返回风洞后水平方向的位移

联立可知

又

解得

对小球，水平方向

代入数据得

（2）小球经过时的速度最大，水平速度为

此时速度为

解得

小球在风洞外的最小速度出现在轨迹的最高点，等于小球离开风洞时的水平速度，

即

在风洞内速度最小值出现在合外力方向速度减为零时，即速度方向与合力方向垂直时。

设小球所受合力方向与水平面夹角为。根据运动的分解，速度最小值为

又因为

所以

故小球的最小速度为。

12．（1）；（2）

【详解】（1）由图像可知：时刻ab到达MN，时刻ab与cd在PQ位置发生碰撞，对于两根导体棒碰后的过程，列动量定理，则有

任一导体棒接入电路的有效电阻

根据电路规律有

由

解得

联立可得

设两导体棒发生碰撞前瞬间ab棒的速度为，根据动量守恒定律可知

代入数据得

在MN到PQ的过程中，根据牛顿第二定律有

根据运动学公式

（2）设施加后的时两导体棒的速度为，对两根导体棒整体研究，根据动量定理有

根据满足的函数关系可知

结合

联立解得

根据电路规律可知，此过程中整个电路生成的热量为

根据能量守恒定律有

代入数据得

13．（1）；（2）；（3）

【详解】（1）根据题意可知，A、B、C组成的系统在水平方向上动量守恒，设A滑到圆弧轨道最低点时组合体的速度为，A的速度为，以水平向左为正方向，则有

由系统机械能守恒可得

联立可得

根据圆周运动规律可知

解得

由牛顿第三定律得

若圆弧轨道固定，设A下滑到圆弧轨道底端时的速度为v，根据机械能守恒定律可得

代入数据得

若木板与挡板只发生5次碰撞，即第5次碰撞前C与A的动量大小相等。根据牛顿第二定律可知，长木板与挡板碰撞前后只受摩擦力作用，所以对长木板有

解得

因为长木板与挡板的碰撞为弹性碰撞，碰撞前后速度大小相等，所以长木板再次停止时，左端与挡板的距离仍为L，且每次与挡板碰撞前的速度大小也相等，设为，即每次碰撞过程中挡板对C的冲量大小为

从A滑上C到最终静止过程，对A、C系统，根据动量定理有

联立解得

而

联立解得

若m，对木板C，根据牛顿第二定律有

与挡板碰撞前木板C的速度

解得

根据动量守恒定律

解得

碰后长木板向右匀减速到速度为零后反向匀加速，A一直向左匀减速直到二者速度再次相等。从第1次碰后到第2次碰前此过程长木板的路程

根据动量守恒定律有

可得

第2次碰撞到第3次碰前此过程长木板的路程

即

同理可得

第3次碰撞到第4次碰前此过程长木板的路程

即

依次类推

木板通过的路程为

当时