湖南省长沙市2023学年高考物理四模试卷含解析

2023学年高考物理模拟试卷注意事项1．考试结束后，请将本试卷和答题卡一并交回．2．答题前，请务必将自己的姓名、准考证号用0．5毫米黑色墨水的签字笔填写在试卷及答题卡的规定位置．3．请认真核对监考员在答题卡上所粘贴的条形码上的姓名、准考证号与本人是否相符．4．作答选择题，必须用2B铅笔将答题卡上对应选项的方框涂满、涂黑；如需改动，请用橡皮擦干净后，再选涂其他答案．作答非选择题，必须用05毫米黑色墨水的签字笔在答题卡上的指定位置作答，在其他位置作答一律无效．5．如需作图，须用2B铅笔绘、写清楚，线条、符号等须加黑、加粗．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、2018年11月中科院的等离子体研究所宣布我国的“人造太阳”装置的研究取得了突破性的进展，等离子体中心的温度已经可以达到1亿度。“人造太阳”实验中的可控热核反应的聚变方程是，反应原料氘（）富存于海水中，氚（）可以用中子轰击锂核（）得到。关于中子轰击锂核（）产生一个氚（）核和一个新核，下列说法正确的是（）A．该核反应方程为：B．在中子轰击锂核（）的反应中，系统动量守恒，能量不守恒C．核反应生成物中的粒子具有很强的电离本领，但穿透能力较弱D．核反应前后核子数相等，所以生成物的质量等于反应物的质量之和2、为探测地球表面某空间存在的匀强电场电场强度E的大小，某同学用绝缘细线将质量为m、带电量为+q的金属球悬于O点，如图所示，稳定后，细线与竖直方向的夹角θ=60°；再用另一完全相同的不带电金属球与该球接触后移开，再次稳定后，细线与竖直方向的夹角变为α=30°，重力加速度为g，则该匀强电场的电场强度E大小为（）A．E=mg B．E=mg C．E=mg D．E=3、下列说法正确的是（）A．物体从外界吸收热量，其内能一定增加B．物体对外界做功，其内能一定减少C．物体温度降低，其分子热运动的平均动能增大D．物体温度升高，其分子热运动的平均动能增大4、2020年3月15日中国散列中子源利（CSNS）利用中子成像技术帮助中国科技大学进行了考古方面的研究。散射中子源是研究中子特性、探测物质微观结构和运动的科研装置。CNSN是我国重点建设的大科学装置，将成为发展中国家拥有的第一台散裂中子源。下列关于中子研究的说法正确的是（）A．α粒子轰击，生成，并产生了中子B．经过4次α衰变，2次β衰变，新核与原来的原子核相比，中子数少了6个C．放射性β射线其实质是高速中子流，可用于医学的放射治疗D．核电站可通过控制中子数目来控制核反应剧烈程度5、图为氢原子的能级示意图。处于n=4能级的一群氢原子向低能级跃迁时，辐射出的光子再照射列逸出功为2.29eV的某金属板上，下列说法正确的是（）A．共有10种不同频率的光子辐射出来B．共有6种不同频率的光子能使该金属发生光电效应现象C．入射光子的频率越高，逸出光电子的最大初动能越大D．从金属板中逸出的光电子就是粒子6、医生做某些特殊手术时，利用电磁血流计来监测通过动脉的血流速度.电磁血流计由一对电极a和b以及一对磁极N和S构成，磁极间的磁场是均匀的.使用时，两电极a、b均与血管壁接触，两触点的连线、磁场方向和血流速度方向两两垂直，如图所示.由于血液中的正负离子随血流一起在磁场中运动，电极a、b之间会有微小电势差.在达到平衡时，血管内部的电场可看做是匀强电场，血液中的离子所受的电场力和磁场力的合力为零．在某次监测中，两触点间的距离为3.00mm，血管壁的厚度可忽略，两触点间的电势差为160pV，磁感应强度的大小0.040T.则血流的速度的近似值和电极a、b的正负为A．1.3m/s，a负、b正B．2.7m/s，a正、b负C．1.3m/s，a正、b负D．2.7m/s，a负、b正二、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、长为l直导线中通有恒定电流I，静置于绝缘水平桌面上，现在给导线所在空间加匀强磁场，调整磁场方向使得导线对桌面的压力最小，并测得此压力值为N1，保持其他条件不变，仅改变电流的方向，测得导线对桌面的压力变为N2。则通电导线的质量和匀强磁场的磁感应强度分别为（）A． B．C． D．8、在研究光电效应现象时，用到了下面的装置和图像。以下描述正确的是（）A．图甲中，弧光灯照射锌板，验电器的锡箔张开，由此说明锌板带正电B．图乙中，向右移动滑片，微安表读数变小，可以测量遏止电压C．图乙中，可以研究单位时间发射的光电子数与照射光的强度的关系D．图丙中，强、弱黄光的图像交于U轴同一点，说明光电子最大初动能与光的强度无关9、如图所示，在水平面上固定一个半圆弧轨道，轨道是光滑的，O点为半圆弧的圆心，一根轻绳跨过半圆弧的A点(O、A等高，不计A处摩擦)，轻绳一端系在竖直杆上的B点，另一端连接一个小球P。现将另一个小球Q用光滑轻质挂钩挂在轻绳上的AB之间，已知整个装置处于静止状态时，α＝30°，β＝45°则（）A．将绳的B端向上缓慢移动一小段距离时绳的张力不变B．将绳的B端向上缓慢移动一小段距离时半圆弧中的小球P位置下移C．静止时剪断A处轻绳瞬间，小球P的加速度为gD．小球P与小球Q的质量之比为10、如图所示，竖直放置的两块很大的平行金属板a、b，相距为d，a、b间的电场强度为E，今有一带正电的微粒从a板下边缘以初速度v0竖直向上射入电场，当它飞到b板时，速度大小不变，而方向变为水平方向，且刚好从高度也为d的狭缝穿过b板进入bc区域，bc区域的宽度也为d，所加电场的场强大小为E，方向竖直向上，磁感应强度方向垂直纸面向里，磁场磁感应强度大小等于，重力加速度为g，则下列关于微粒运动的说法正确的A．微粒在ab区域的运动时间为B．微粒在bc区域中做匀速圆周运动，圆周半径r＝dC．微粒在bc区域中做匀速圆周运动，运动时间为D．微粒在ab、bc区域中运动的总时间为三、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）某同学用图中所给器材进行与安培力有关的实验。两根金属导轨ab和a1b1，固定在同一水平面内且相互平行，足够大的电磁铁（未画出）的N极位于两导轨的正上方，S极位于两导轨的正下方，一金属棒置于导轨上且与两导轨垂直。（不计金属导轨的电阻和摩擦）(1)在开关闭合后，金属棒向_________（选填“左侧”或“右侧”）移动。(2)为使金属棒在离开导轨时具有更大的速度，有人提出以下建议：A．适当增加两导轨间的距离B．保持两个导轨间距不变，换一根更长的金属棒C．将滑动变阻器滑片向左移动D．把磁铁换成磁性更强的足够大的钕铁硼磁铁其中正确的是_________（填入正确选项前的字母）。(3)如果将电路中电流方向反向，磁场也反向，金属棒将会向_____（选填“左侧"或“右侧”）移动。12．（12分）用如图所示装置可验证机械能守恒定律，轻绳两端系着质量相等的物体A、B，物体B上放一金属片C，铁架台上固定一金属圆环，圆环处在物体B的正下方，金属片C与圆环间的高度差为h，将A、B、C组成的系统由静止释放．当物体B穿过圆环时，金属片C被搁置在圆环上，两个固定在铁架台P1、P2处的光电门，通过电子计时器可测出物体B通过P1、P2这段距离的时间．(1)若测得P1、P2之间的距离为d，物体B通过这段距离的时间为t，则物体B刚穿过圆环后的速度v＝________．(2)若物体A、B的质量均用M表示，金属片C的质量用m表示，重力加速度为g，该实验中验证了等式____________成立，即可验证机械能守恒定律．(3)本实验中的测量仪器除刻度尺、光电门、电子计时器外，还需要________．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）如图所示，在xOy坐标平面的第一象限内有沿y轴正方向的匀强电场，在第四象限内有垂直于纸面向外的匀强磁场。有一质量为m，电荷量为q，带负电的粒子（重力不计）从坐标原点O射入磁场，其入射方向与y轴负方向成45°角。当粒子第一次进入电场到达P点时速度大小为v0，方向与x轴正方向相同，P点坐标为（4L，L）。求：（1）粒子从O点射入磁场时速度v的大小；（2）磁感应强度B的大小；（3）粒子从O点运动到P点所用的时间。14．（16分）如图所示，在竖直向下的恒定匀强磁场B=2T中有一光滑绝缘的四分之一圆轨道，一质量m=3kg的金属导体MN长度为L=0.5m，垂直于轨道横截面水平放置，在导体中通入电流I，使导体在安培力的作用下以恒定的速率v=1m/s从A点运动到C点，g=10m/s2求：(1)电流方向；(2)当金属导体所在位置的轨道半径与竖直方向的夹角为θ=时，求电流的大小；(3)当金属导体所在位置的轨道半径与竖直方向的夹角为θ=时，求安培力的瞬时功率P。15．（12分）如图所示，光滑绝缘的半圆形轨道ABC固定在竖直面内，圆心为O，轨道半径为R，B为轨道最低点。该装置右侧的圆弧置于水平向右的足够大的匀强电场中。某一时刻一个带电小球从A点由静止开始运动，到达B点时，小球的动能为E0，进入电场后继续沿轨道运动，到达C点时小球的电势能减少量为2E0，试求：（1）小球所受重力和电场力的大小；（2）小球脱离轨道后到达最高点时的动能。

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、C【解析】

A．中子轰击锂核，核反应方程式应为，A错误；B．核反应过程系统动量守恒，能量也守恒，B错误；C．粒子具有很强的电离本领，穿透能力较弱，C正确；D．核反应前后核子数相等，核反应中释放的核能源于核反应过程中的质量亏损，D错误。故选C。2、D【解析】

设电场方向与竖直方向夹角为α，则开始时，水平方向竖直方向当用另一完全相同的不带电金属球与该球接触后移开，再次稳定后电量减半，则水平方向竖直方向联立解得qE=mgα=60°即故选D。3、D【解析】

A．如果物体从外界吸收热量时，再对外做功，则内能可能减小，可能不变，可能增加，A错误；B．如果物体对外界做功的同时，再从外界吸收热量，则其内能可能减小，可能不变，可能增加，B错误；CD．温度是分子平均动能大小的标志，温度升高，物体内大量分子热运动的平均动能增大，C错误D正确。故选D。4、D【解析】

A．α粒子轰击，生成，并产生了质子，选项A错误；B．经过4次α衰变，2次β衰变，新核质量数为222，电荷数为86，中子数为136，原来的原子核中子数为238-92=146，则与原来的原子核相比，中子数少了10个，选项B错误；C．放射性β射线其实质是高速电子流，选项C错误；D．核电站可通过控制中子数目来控制核反应剧烈程度，选项D正确。故选D。5、C【解析】

A.共有种不同频率的光子辐射出来，选项A错误；B.其中能级差大于2.29eV的跃迁有：4→1、3→1、2→1、4→2，即共有4种不同频率的光子能使该金属发生光电效应现象，选项B错误；C.根据光电效应规律可知，入射光子的频率越高，逸出光电子的最大初动能越大，选项C正确；D.从金属板中逸出的光电子是，不是粒子，选项D错误。故选C。6、C【解析】血液中正负离子流动时，根据左手定则，正离子受到向上的洛伦兹力，负离子受到向下的洛伦兹力，所以正离子向上偏，负离子向下偏，则a带正电，b带负电．最终血液中的离子所受的电场力和磁场力的合力为零，则有：，代入数据解得：v=1.3m/s，故C正确，ABD错误．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、BC【解析】

对导线受力分析，可知导线受重力、支持力和安培力作用，当安培力方向竖直向上时，支持力最小，则导线对桌面的压力最小，根据平衡条件有当仅改变电流方向时，安培力方向向下，根据平衡有联立解得，故BC正确，AD错误。故选BC。8、BD【解析】

A．弧光灯照射锌板，验电器的锡箔张开，仅仅能说明验电器带电，无法判断电性，故A错误；B．滑动变阻器滑片向右移动时，光电管所加反向电压变大，光电流变小，可测量遏止电压，故B正确；C．光电管加反向电压，无法判定光电子数与光的强度关系，故C错误；D．图丙中，强黄光和弱黄光的图像交于U轴同一点，说明遏止电压与光的强度无关，根据因此也说明光电子最大初动能与光的强度无关，故D正确。故选BD。9、ACD【解析】

A．绳子B端向上移动一小段距离，根据受力分析可知P球没有发生位移，因此AQP变成了晾衣架问题，绳长不会变化，A到右边板的距离不变，因此角度不会发生变化，即绳子的张力也不会变化；选项A正确。B．如果P向下移动一段距离，绳子AP拉力变小，绳长AP变长，而AB之间的绳子长度变短，则角度变大，绳子AB之间的张力变大，AP的张力也变大，产生矛盾；B错误。C．剪断A处细绳，拉力突变为零，小球P只受重力的分力，所以加速度为；C正确。D．根据受力分析，分别对两个小球做受力分析，因为是活结所以绳子的张力都是相同，则,又由于.由两式可得；故D正确。故选ACD。10、AD【解析】

将粒子在电场中的运动沿水平和竖直方向正交分解，水平分运动为初速度为零的匀加速运动，竖直分运动为末速度为零的匀减速运动，根据运动学公式，有：水平方向：v0=at，；竖直方向：0=v0-gt；解得a=g①②，故A正确；粒子在复合场中运动时，由于电场力与重力平衡，故粒子做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力解得：③，由①②③得到r=2d，故B错误；由于r=2d，画出轨迹，如图，由几何关系，得到回旋角度为30°，故在复合场中的运动时间为，故C错误；粒子在电场中运动时间为：，故粒子在ab、bc区域中运动的总时间为：，故D正确；故选AD．【点睛】本题关键是将粒子在电场中的运动正交分解为直线运动来研究，而粒子在复合场中运动时，重力和电场力平衡，洛仑兹力提供向心力，粒子做匀速圆周运动．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、左侧ACD左侧【解析】

(1)[1]根据题意可知，磁场方向竖直向下，电流方向垂直纸面向里。所以根据左手定则可得安培力方向为水平向左，故导体棒向左侧运动。(2)[2]ACD．根据公式可得，适当增加导轨间的距离或者增大电流或者增大磁场磁感应强度，可增大金属棒受到的安培力，根据动能定理得则金属棒离开导轨时的动能变大，即离开导轨时的速度变大，ACD正确；

B．若换用一根更长的金属棒，但金属棒切割磁感线的有效长度即导轨间的宽度不变，安培力F不变，棒的质量变大，由可知速度变小，故B错误。故选ACD。(3)[3]都反向后，电流垂直纸面向外，磁场方向竖直向上，根据左手定则可得安培力方向仍向左，故导体棒仍向左侧移动。12、d/t天平【解析】(1)由于A、B两物体的质量相等，当物体B通过圆环，金属片C被搁置在圆环上后，A、B系统做匀速直线运动，故物体B刚穿过圆环后的速度．(2)A、B、C系统由初态至金属片C被搁置在贺环上的教程中，系统减少的重力势能为，系统增加的动能．若，则可验证机械能守恒定律．(3)从表达式可得：本实验中的测量仪器除刻度尺、光电门、电子计时器外，还需要天平来测量物体及金属片的质量．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、