2023年河北省石家庄市裕华区高考物理模拟试卷（5月份）

这是一份2023年河北省石家庄市裕华区高考物理模拟试卷（5月份），共17页。试卷主要包含了单选题，多选题，实验题，简答题，计算题等内容，欢迎下载使用。
2023年河北省石家庄市裕华区高考物理模拟试卷（5月份）一、单选题（本大题共5小题，共30.0分）1.  下列说法正确的是(    )A. 太阳辐射的能量主要来自太阳内部的热核反应
B. 只要光子能量大于氢原子能级差，就能使氢原子跃迁
C. 光电效应中光电子的最大初动能与入射光的频率成正比
D. 是衰变方程2.  肩扛式反坦克导弹发射后，喷射气体产生推力，一段时间内导弹在竖直面内沿下列图中虚线向前运动，其中导弹飞行姿势可能正确的是(    )A.  B.
C.  D. 3.  如图甲所示，在某电场中建立坐标轴，、为轴上的两点，、分别为、两点在轴上的坐标值。一电子仅在电场力作用下沿轴运动，该电子的电势能随其坐标变化的关系如图乙所示，和分别表示电子在、两点时的电势能。则下列说法中正确的是(    )
A. 该电场可能是孤立的点电荷形成的电场
B. 该电场方向可能从指向
C. 电子由点运动到点的过程中电场力对其所做的功
D. 电子在点的动能大于在点的动能4.  如图所示，某极地轨道卫星的运行轨道平面通过地球的南北两极，已知卫星从北纬的正上方按图示方向第一次运行到南纬的正上方时所用时间为，则下列说法正确的是(    )

 A. 该卫星的运行速度一定大于
B. 该卫星与同步卫星的运行角速度之比为：
C. 该卫星与同步卫星的运行半径之比为：
D. 该卫星的机械能一定大于同步卫星的机械能5.  如图所示，、两物体质量分别为和，与水平地面之间的动摩擦因数分别为和，开始时两物体之间有一压缩的轻弹簧不拴接，并用细线将两物体拴接在一起放在水平地面上。现将细线剪断，则两物体将被弹簧弹开，最后两物体都停在水平地面上。下列判断正确的是(    )

 A. 在弹簧弹开两物体以及脱离弹簧后两物体的运动过程中，两物体组成的系统动量不守恒
B. 在弹簧弹开两物体以及脱离弹簧后两物体的运动过程中，整个系统的机械能守恒
C. 在两物体被弹开的过程中，、两物体的机械能一直增大
D. 两物体一定同时停在地面上二、多选题（本大题共4小题，共23.0分）6.  如图，将手摇交流发电机与一理想变压器的原线圈相连，副线圈电路中接有三个定值电阻、开关、灯泡及一个压敏电阻。压敏电阻具有这样的特点：只有加在它两端的电压大于某一值时，才会有电流通过。现将手摇发电机的手柄匀速转动，小灯泡周期性的闪亮，闭合开关后，小灯泡不再闪亮。下列说法正确的是(    )
A. 将滑动头向上滑动，可能使灯泡继续闪亮，且闪亮频率不变
B. 将滑动头向上滑动，可能使灯泡继续闪亮，但闪亮频率变大
C. 增大发电机手柄的转速，可能使灯泡继续闪亮，但闪亮频率变大
D. 增大发电机手柄的转速，可能使灯泡继续闪亮，但闪亮频率不变7.  如图所示，固定在竖直平面内光滑的圆轨道半径，从最低点有一质量为的小球开始运动，初速度方向水平向右，重力加速度取，下列说法正确的是(    )A. 若初速度，则运动过程中，小球不会脱离圆轨道
B. 若初速度，则运动过程中，小球不会脱离圆轨道
C. 小球能到达最高点的条件是
D. 若小球能通过圆轨道最高点，则小球初速度越大，在最高点时对轨道的压力一定越大
 8.  如图所示，一个半径为、粗细均匀、阻值为的圆形导线框，竖直放置在磁感应强度为的水平匀强磁场中，线框平面与磁场方向垂直．现有一根质量为、电阻不计的导体棒，自圆形线框最高点由静止释放，棒在下落过程中始终与线框保持良好接触．已知下落距离为时棒的速度大小为，下落到圆心时棒的速度大小为，忽略摩擦及空气阻力，下列说法正确的是(    )A. 导体棒下落距离为时，棒中感应电流的方向向右
B. 导体棒下落距离为时，棒的加速度的大小为
C. 导体棒下落到圆心时，圆形导线框的发热功率为
D. 导体棒从开始下落到经过圆心的过程中，圆形导线框产生的热量为9.  一列简谐横波沿轴正方向传播，周期为在时的波形如图所示，波上有、两点，其纵坐标分别为，，下列说法正确的是(    )A. 点的速度正在增大
B. 点的振动形式传到点需要
C. 、在振动过程中，位移的大小总相等
D. 在内，点通过的路程为
E. 经过，点回到平衡位置三、实验题（本大题共2小题，共15.0分）10.  如图甲所示装置可以用来“探究加速度与合外力、质量的关系”，也可以用来“探究功与速度变化的关系”和“验证机械能守恒定律”等。

某同学用此装置探究小车在拉力作用下的加速度。用游标卡尺测量遮光条的宽度，其示数如图乙所示，则______测出小车静止时遮光条到光电门的距离为，光电计时器读出遮光条通过光电门的时间是，则小车的加速度是______。用测量的符号表示
该同学继续用此装置做“探究功与速度变化的关系”的实验，他通过使小车释放点到光电门的距离成倍增加进行多次实验，每次实验时要求小车都由静止释放。
如果每次实验时遮光条通过光电门的时间为，通过描点作出线性图象来反映合力做功与的关系，则如图中符合实验事实的是______。
下列实验操作中必要的是______。
A.调整轨道的倾角，在未挂重物时使小车能在轨道上匀速运动
B.必须满足重物的质量远小于小车的质量
C.必须保证小车由静止状态开始释放
D.保持小车包括遮光条和重物的质量不变11.  测量电流表的内阻的电路如图甲所示。供选择的仪器如下：
A.待测电流表，内阻约为；
B.电流表，内阻约为；
C.定值电阻；
D.定值电阻；
E.滑动变阻器；
F.滑动变阻器；
G.干电池；
H.开关及导线若干。
定值电阻应选______，滑动变器应选______。均填器材前对应的字母序号
补全实验步骤：
按电路图连接电路，______；
闭合开关，移动滑动触头至某一位置，记录、的读数、；
多次移动滑动触头，记录相应的、的读数、；
以为纵坐标，为横坐标，在图乙中作出相应图线。
根据图线的斜率及定值电阻，写出待测电流表内阻的表达式：______用题中所给字母表示。
四、简答题（本大题共2小题，共32.0分）12.  如图所示为一种质谱仪的工作原理示意图，静电分析器通道中心线半径为，通道内有均匀辐射电场，在中心线处的电场强度大小为；磁分析器中分布着方向垂直于纸面向外的匀强磁场，其左边界与静电分析器的右边界平行。由离子源发出一个质量为、电荷量为的正离子初速度为零，重力不计，经加速电场加速后进入静电分析器，沿中心线做匀速圆周运动，而后由点进入磁分析器中，最终经过点以垂直虚线的方向进入收集器。求：
加速电场中的加速电压；
匀强磁场的磁感应强度。
13.  一长木板置于粗糙水平地面上，木板左端放置一物块，在木板右方有一物块，木板右端与物块的距离为，如图所示。时刻开始，小物块与木板一起以的共同初速度向右运动，直至时木板与物块碰撞，碰撞时间极短，碰后以反弹。碰后运动过程中小物块始终未离开木板已知物块与木板间动摩擦因数为，木板的质量是小物块质量的倍，物块的质量是小物块质量的倍，重力加速度大小取求：
木板与地面间的动摩擦因数；
木板与物块碰后物块的速度；
木板的最小长度。
五、计算题（本大题共1小题，共10.0分）14.  如图所示，一个足够大的容器中盛满了某种透明液体，为该液体与空气的水平分界面，其上有一以点为圆心、半径为的圆形不透光薄片。已知分界面上点正下方深处有一点光源，该点光源发出的光线经不透光薄片的边缘点处射入空气时，其折射光线与反射光线恰好垂直。
求该透明液体对该光的折射率；
计算点光源在分界面上照亮区域的面积取。
答案和解析 1.【答案】 【解析】解：、太阳辐射的能量主要来自太阳内部的核聚变反应，故A正确；
B、根据跃迁公式可知，只有光子能量等于氢原子能级差，才能使氢原子跃迁，故B错误；
C、根据光电效应方程式可知，光电子的最大初动能与入射光的频率为线性关系，不成正比例，故C错误；
D、该反应为人工核反应，故D错误。
故选：。
太阳辐射的能量来源于其内部核聚变；
光子能量必须等于能级差时，才能使氢原子跃迁；
光电子的最大初动能与入射光的频率为线性关系；
根据核反应方程式确定反应种类；
本题考查了核聚变、能级跃迁、光电效应等基础知识点，难度不大，关键要熟悉教材，牢记这些基础知识点。
 2.【答案】 【解析】解：、图中导弹发射后受到喷射气体产生沿水平方向的推力和竖直向下的重力，合力的方向与图中运动的方向不在同一条直线上，所以不能做直线运动，故A错误；
B、图中导弹发射后受到喷射气体产生的斜向上的推力和竖直向下的重力，该图中合力的方向与运动的方向可以在同一条直线上，所以可以沿斜向上的方向做直线运动，故B正确；
C、图中导弹发射后受到喷射气体产生的斜向下的推力和竖直向下的重力，该图中合力的方向与运动的方向不在同一条直线上，所以不能做直线运动，故C错误；
D、图中推力的方向沿轨迹的切线方向，而重力的方向竖直向下，合力的方向沿轨迹切线方向向外，所以导弹不可能向上弯曲，故D错误。
故选：。
从动力学角度看导弹发射后，受到喷射气体产生推力和竖直向下的重力，根据矢量合成的方法求出合力，然后根据受力的情况结合运动分析即可。
本题主要考查了运动的合成和分解、物体做直线运动的条件。抓住曲线运动的条件是解决问题的关键。
 3.【答案】 【解析】解：、根据功能关系知，，，得：，即有，根据数学知识可知，图线的斜率，则知保持不变，说明电场强度不变，所以该电场一定是匀强电场，一定不是孤立点电荷形成的电场，
从到过程，电势能增加，说明电场力做负功，所以电场力方向从指向，场强方向由指向，故AB错误；
C、电子由点运动到点的过程中，由功能关系可得，电场力对其所做的功故C错误；
D、根据能量守恒定律得知，电子从到电势能增大，动能减小。即电子在点的动能大于在点的动能，故D正确。
故选：。
根据功能关系知，，，得：，分析图象的斜率与场强的关系，判断场强的变化。电子只受电场力，则电场力做功等于动能的增加量，分析各图中图象与位移的关系可判断电场强度如何变化，结合功能关系分析即可。
本题要求学生能从图象中判断出物理量的变化规律。关键要掌握电势能与电势的关系，场强与电势差的关系，还要把握常见电场中的场强的分布特点及坐标中图象的意义。
 4.【答案】 【解析】解：、是卫星环绕地球做匀速圆周运动最大的运行速度，所以该卫星的运行速度一定小于。故A错误；
B、卫星从北纬的正上方，按图示方向第一次运行到南纬的正上方时，偏转的角度是，刚好为运动周期的，所以卫星运行的周期为，同步卫星的周期是，该卫星与同步卫星的运行周期之比为：，由知，该卫星与同步卫星的运行角速度之比为：，故B错误；
C、该卫星与同步卫星的运行周期之比为：，由开普勒第三定律得该卫星与同步卫星的运行半径之比为：故C正确；
D、由于不知道卫星的质量关系，所以不能比较机械能的关系。故D错误。
故选：。
第一宇宙速度是卫星绕地球做圆周运动最大的运行速度。根据图示情景求出该卫星的运行周期，与地球同步卫星的周期比较，从而确定出两者的角速度之比、半径之比，结合质量关系分析机械能的关系。
该题考查人造卫星与同步卫星的关系，关键是知道地球同步卫星的周期是，灵活运用开普勒定律分析半径关系。也可以根据万有引力提供圆周运动的向心力列式，来分析半径关系。
 5.【答案】 【解析】【分析】
分析两物体组成的系统所受的外力情况，当合外力为零时，系统的动量守恒。由于系统克服摩擦力做功，整个系统的机械能减小。在两物体被弹开的过程中，、两物体先加速后减速，机械能先增大后减小。根据动量定理研究两物体运动的时间。
此题考查了动量守恒定律的相关知识，解题的关键是理解动量守恒的条件：合外力为零，来判断系统的动量是否守恒，根据是否只有重力和弹簧的弹力做功判断机械能是否守恒。

【解答】
A、在弹簧弹开两物体以及脱离弹簧后两物体的运动过程中，物体所受的滑动摩擦力大小为，方向水平向右；物体所受的滑动摩擦力大小为，方向水平向左，可知两物体组成的系统合外力为零，故两物体组成的系统动量守恒，故A错误。
B、在弹簧弹开两物体以及脱离弹簧后两物体的运动过程中，整个系统克服摩擦力做功，机械能减小转化为内能，故B错误。
C、在两物体被弹开的过程中，弹簧的弹力先大于摩擦力，后小于摩擦力，故物体先做加速运动后做减速运动，机械能先增大后减小，故C错误。
D、对任一物体，根据动量定理得：，得物体运动的时间为，由上分析可知，两个物体的动量的大小相等，所受的摩擦力大小相等，故滑行时间相等，应同时停止运动，故D正确。
故选：。  6.【答案】 【解析】【分析】
根据变压器原理结合滑动变阻器的移动情况确定输出电压的变化情况。
根据发动机输出电压最大值的表达式分析转速增大时产生的交流电的频率和电压的变化，由此分析灯泡亮度的变化。
此题考查了变压器的构造和原理，解答本题的关键是知道变压器的电压之比等于匝数之比，在只有一个副线圈的情况下的电流之比等于匝数的反比；知道理想变压器的输出功率决定输入功率且相等。原线圈的电压决定副线圈的电压；理想变压器在改变电压和电流的同时，不改变功率和频率。
【解答】
解：
将滑动头向上滑动，副线圈匝数增加，根据变压比可知，副线圈输出电压增大，可能使灯泡继续闪亮，变压器变压不变频，所以灯泡闪亮频率不变，故A正确，B错误；
增大发电机手柄的转速，则交流电的频率增大，根据正弦式交变电流产生规律可知，最大值：，可知交流电最大值变大，则有效值变大，发电机输出电压变大，原线圈输入电压变大，根据变压器原理可知，副线圈两端电压增大，可能使灯泡继续闪亮，但闪亮频率变大，故C正确，D错误。
故选：。  7.【答案】 【解析】解：、小球不脱离轨道，可能存在两种情况，第一种就是小球最高到达的中点位置，根据动能定理可知有，则小球在轨道下部分来回运动，一定不会离开轨道，第二种情况是小球能通过最高点，到达最高点的速度为，解得
从最低点到最高点，根据动能定理可得，解得小球会脱离圆轨道，故AC错误，B正确；
D、根据牛顿第二定律可知，，解得，当初速度越大时，到达点的速度越大，则轨道对小球的支持力越大，根据牛顿第三定律可知对轨道的压力越大，故D正确；
故选：。
小球不脱离轨道，可能存在两种情况，第一种最高到达的中点位置，第二种是能通过最高点做圆周运动，根据动能定理求得速度范围，利用牛顿第二定律求得相互作用力。
本题主要考查了向心力公式、动能定理的直接应用，知道小球不脱离轨道的条件即可。
 8.【答案】 【解析】解：、导体棒下落距离为，根据右手定则知棒中感应电流方向向左，故A错误；
B、接入电路中的导体棒产生的感应电动势：，此时电路的总电阻：，
电流：，金属棒上的安培力：，由牛顿第二定律得：，解得：，故B正确；
C、导体棒下落到圆心时，金属棒上的安培力：，
线框的发热功率：，故C错误；
D、从开始下落到经过圆心的过程中，棒的重力势能减小转化为棒的动能和内能，根据能量守恒定律得：

解得：，故D正确；
故选：
棒下落距离为时，棒切割磁感线产生感应电动势，由右手定则判断感应电流的方向，根据几何知识求出棒的有效切割长度，即可求出感应电动势，由欧姆定律求出电流；
由欧姆定律和安培力公式结合求出安培力，根据求解热功率，根据牛顿第二定律可求得加速度．
从开始下落到经过圆心的过程中线框中，棒的重力势能减小转化为棒的动能和内能，根据能量守恒定律求出热量．
对于电磁感应问题，常常从两个角度研究：一是力的角度，关键是安培力的分析和计算；二是能量的角度，根据能量守恒定律研究．
 9.【答案】 【解析】解：、由波传播方向和质点振动方向间的关系可知质点正向最大位移处振动，故速度正在减小，故A错误。
B、两点平衡位置间的距离，故点的振动形式传到点需要，故B正确。
C、两点平衡位置间的距离，是半波长的奇数倍，所以它们的振动情况总是相反，在振动过程中，它们的位移大小总是相等，方向相反，故C正确。
D、若图示时刻在平衡位置或最大位移处，在内，点通过的路程为：，而实际图示时刻，点不在平衡位置和最大位移处，所以在内，点通过的路程不是，故D错误。
E、根据质点的位移和振动方向可得：振动方程，故经过，点位移为，故此时点回到平衡位置，故E正确。
故选：。
、两点平衡位置间的距离等于半个波长，振动形式从传到需要半个周期，这两点的振动情况总是相反。根据时间与周期的关系，分析的位置，求解路程。得到点的振动方程，把时间代入即可求得位移。
解决本题的关键是理解振动与波动的关系，两质点平衡位置间的距离等于半个波长的奇数倍时，这两点的振动情况总是相反。质点做简谐运动时，在一个周期内通过的路程是四个振幅。注意质点的运动是变速运动。
 10.【答案】      【解析】解：游标卡尺的主尺读数为，游标读数为，则。
小车通过光电门的瞬时速度，根据速度位移公式得，小车的加速度。
小车动能的增加量，则合力做功与的关系为：，可知，故D正确，ABC错误。
故选：。
、实验中保持小车所受的合力不变，改变小车运动的距离，则不需要平衡摩擦力以及不需要测量满足重物的重力等于拉力，故AB错误。
、实验中必须保证小车从静止开始运动，以及保持小车和重物的质量不变，故CD正确。
故选：。
故答案为：；；；。
游标卡尺的读数等于主尺读数加上游标读数，不需估读。根据极短时间内的平均速度等于瞬时速度求出小车通过光电门的瞬时速度，结合速度位移公式求出小车的加速度。
根据合力做功等于动能的变化量得出与的关系式，从而确定正确的图线。
根据实验的原理和注意事项确定必要的操作步骤。
解决本题的关键掌握实验的原理，知道极短时间内的平均速度等于瞬时速度，注意本实验中保证小车所受的合力不变，不需要平衡摩擦力，以及不需要测量拉力的大小。
 11.【答案】    将滑动变阻器滑动触头移到最左端   【解析】解：待测电流表量程为，内阻阻约为，电流表量程为，内阻约为，
为保护电表安全定值电阻应选择；滑动变阻器采用分压接法，为方便实验操作，滑动变阻器应选F。
为保护电流表，闭合开关前，应将滑片置于输出电压最小处，即将滑动变阻器滑动触头移到最左端；
由图示电路图可知，电路电流：
整理得：
由图示图象可知，斜率：
解得：
故答案为：；；将滑动变阻器滑动触头移到最左端；
根据实验器材与图示电路图选择定值电阻；滑动变阻器采用的分压式接法，为方便实验操作应选择最大阻值较小的滑动变阻器。
滑动变阻器采用分压接法时闭合开关前滑片应置于分压电路分压为零的位置。
根据实验原理和串并联特点，写出与的函数表达式，然后根据斜率的物理意义即可求解。
本题考查了测电流表内阻实验，考查了实验器材的选择与实验数据处理，分析清楚电路图知道实验原理是解题的前提，要掌握实验器材的选择原则，根据图示电路图求出图象的函数表达式可以解题。
 12.【答案】解：离子在加速电场中加速的过程中，由动能定理可得：
离子在静电分析器中做匀速圆周运动，据牛顿第二定律有
联立解得：；
离子在磁分析器中做匀速圆周运动，由牛顿第二定律有
据几何知识有
联立解得：；
答：
加速电场中的加速电压为；
匀强磁场的磁感应强度为； 【解析】离子在静电分析器中做匀速圆周运动，电场力提供向心力，应用牛顿第二定律求出离子的速度，离子在加速电场中加速，应用动能定理可以求出加速电场电压；
粒子在磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，应用牛顿第二定律结合几何知识，求出磁感应强度。
解决该题的关键是明确知道离子在个部分区域的运动情况，知道离子在静电分析器中做匀速圆周运动，其向心力由电场力提供。
 13.【答案】解：木板与碰撞前，与一起向右做匀减速运动，设加速度大小为，对和，由牛顿第二定律有：

式中为与地面间的动摩擦因数
由运动学公式得：
联立式得，
由运动学公式得：
解得
依题意可知，与碰的过程遵从动量守恒、机械能守恒，取向右为正方向，则

由于
解得：；
与碰后对，由牛顿第二定律得
式中为与间的动摩擦因数，为的加速度大小
解得 
对有：
式中为向左做匀减速运动的加速度大小
解得
向右减速至 ，用时
向左减速至 ，用时
可知，且可知，先停止运动，直至停下；
设为向右减速运动的位移，为向左减速运动的位移


则木板的最小长度。
答：木板与地面间的动摩擦因数为；
木板与物块碰后物块的速度为；
木板的最小长度为。 【解析】木板与碰撞前，与一起向右做匀减速运动，由牛顿第二定律求得两者的加速度表达式，根据内位移为求得加速度，即可求得木板与地面间的动摩擦因数；
由速度公式求与碰前与的速度，与碰的过程遵从动量守恒、机械能守恒，由此求得碰后瞬间两者的速度；
根据牛顿第二定律和运动学公式求出和相对位移，即可求得木板的最小长度。
本题涉及多个物体多个过程，要分析清楚每个过程物体的运动情况，把握每个过程的物理规律。同时要找出各个物体的位移关系、速度关系。
 14.【答案】解：令光在点的入射角为，则根据题意可知，其折射角为，
根据几何知识可知：，
所以，
根据折射定律有：；
当光在分界面上恰好发生全反射时，其光路图如图所示：，
因为，
液面上被照亮的区域的半径为：，
所以点光源在分界面上照亮区域的面积为：。
答：该透明液体对该光的折射率为；
点光源在分界面上照亮区域的面积为。 【解析】根据几何知识分析光在点的入射角和折射角，根据折射定律求透明液体对该光的折射率；
分界面上被照亮的区域的边界是光恰好发生全反射的位置，根据几何知识求出被照亮的圆形区域的半径，即可求得面积。
解决该题的关键是能根据几何知识求解光在点的折射角和入射角，熟记折射定律的表达式，知道光在液面被照亮的区域的边界恰好发生全反射。