2023年高考物理（全国甲卷）模拟试卷05（学生版+解析版）

2023年高考（全国甲卷）

物理模拟试卷（五）

注意事项：

i.本试卷分第I卷（选择题）和第n卷（非选择题）两部分。答卷前，考生务必将自己的姓名、准考

证号填写在答题卡上。

2.回答第I卷时，选出每小题答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，

用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。写在本试卷上无效。

3.回答第n卷时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。

4.考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。

第I卷

二、选择题：本题共8小题，每小题6分。在每小题给出的四个选项中，第14~18题只有一项符合题目要

求，第19~21题有多项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错或不答的得0

分。

14.如图所示，扇形铜框在绝缘细杆作用下绕点。在同一水平面内快速逆时针转动，虚线把圆环分成八等

份，其中虚线为匀强磁场的理想边界，扇形铜框恰好可以与其中一份重合。下列线框停止最快的是（）

15.新冠病毒疫情防控工作中，体温枪在医院、车站、小区、学校等地方被广泛使用，成为重要的防疫装

备之一。某一种体温枪的工作原理是：任何物体温度高于绝对零度（一273团）时都会向外发出红外线，红

外线照射到体温枪的温度传感器，发生光电效应，将光信号转化为电信号，从而显示出物体的温度。已知

人的体温正常时能辐射波长为10//m的红外线，如图甲所示，用该红外光线照射光电管的阴极K时，电路

中有光电流产生，光电流随电压变化的图像如图乙所示，已知/t=6.63x1034J”，e=1.6X1019C,则（）

甲乙

A.波长10/zm的红外线在真空中的频率为3x1016Hz

B.将图甲中的电源正负极反接，将一定不会产生电信号

C.由图乙可知，该光电管的阴极金属逸出功为O.leV

D.若人体温度升高，辐射红外线的强度增大，电子逸出最大初动能增加

16.2021年6月17日.神舟十二号载人飞船与天和核心舱完成对接，航天员聂海胜、刘伯明、汤洪波进入

天和核心舱，标志着中国人首次进入了自己的空间站。对接过程如图所示，天和核心舱处于半径为小的圆

轨道即神舟十二号飞船沿着半径为。的圆轨道I运动到。点时，通过一系列变轨操作，沿椭圆轨道团运动

到尸点与天和核心舱对接。已知神舟十二号飞船沿圆轨道I运行周期为刀，则下列说法正确的是（）

A.神舟十二号飞船沿轨道I运行的周期大于天和核心舱沿轨道回运行的周期

B.神舟十二号飞船在轨道I的。点需要加速才能进入轨道13

C.神舟十二号飞船沿轨道团运动到对接点P点的过程中，其速度不断增大

17Y

D.神舟十二号飞船沿轨道自从。到P运动时间为r=也

17.为了测定某平行于纸面的匀强电场的场强，某同学进行了如下操作：取电场内某一位置为坐标原点0

建立x轴，选取x轴上到。点距离为，的P点，以0为圆心、r为半径作圆，如图甲所示。DIS电压传感器

的一个黑表笔保持与基准点接触，红表笔从P点起沿圆周逆时针逐点测量圆上各点的电势W并记录相应转过

的角度。，再用此数据绘制处，图。当半径/•分别取为、2%、3%时，分别绘制出如图乙中所示的三条曲线，

三条曲线均在9。时达到最大值，最大值分别为例、2%、3例，下列说法正确的是（）

甲乙

A.曲线①对应的r取值为小

B.对应。=4处的电场强度为0

C.电场强度的大小为区

%

D.半径为心的圆周上，电势为0的位置有且只有一处

18.如图所示，一个质量为〃?的箱子（可看作质点）在水平推力尸的作用下恰好静止在倾角为〃的斜面顶

端，斜面底边长度为心重力加速度为g。下列说法正确的是（）

A.若斜面光滑，则〃八F、。之间的关系式为尸=罟

tan<9

B.若斜面光滑，撤去F后，箱子滑到底端时重力的功率£=mgJ2g，tan6

C.若斜面光滑，保持斜面的底边长度L不变，改变斜面的倾角，，当6=45。时，箱子从斜面顶端自由下滑

到底端所用的时间最短

D.若箱子与斜面之间的摩擦因数为〃，撤去F后，箱子沿斜面下滑的加速度。与箱子的质量〃?有关

19.如图，一个装满水的空心球总质量为小左侧紧靠在竖直墙面上，右侧由方形物块顶在其右下方的4

点，使球处于静止状态。空心球的圆心为。，半径为R,A点距离圆心。的竖直距离为与，重力加速度为g。

则（）

A.方块物体对空心球的弹力大小为2〃吆

B.仅将方块物体向右移动一小许，墙面对空心球的弹力将不变

C.仅当空心球里的水放掉一小部分，方形物块对球的弹力将变小

D.仅当空心球里的水放掉一小部分，方形物块对球的弹力与水平方向的夹角将变小

20.1个原线圈、2个副线圈的理想变压器外部结构如图甲所示，其内部结构对应电路图如图乙所示，原线

圈的回路中接有阻值未知的定值电阻凡，理想电流表的示数/°=1A,正弦交流电源输出的电压的有效值

t/=100V,原线圈的匝数％=10,第1个副线圈的匝数4=20,第2个副线圈的匝数%=30,定值电阻

4=36000,定值电阻&的阻值未知，通过&的电流人与通过尾的电流L之比为6：1,凡的功率与"的

功率之和为91Wo下列说法正确的是（）

甲

A.通过8的电流为0.05AB.定值电阻凡的阻值为100Q

C.4的阻值为90CD.凡的功率与4的功率之和为19W

21.如图所示，在竖直平面内有一可视为质点的光滑小球在圆筒最低点，内壁光滑、半径为R的圆筒固定

在小车上。小车与小球一起以速度卬向右匀速运动，当小车遇到墙壁时突然停止运动，后一直保持静止，

要使小球不脱离圆桶运动，初速度必应满足（半径R=0.4m,小球的半径比R小很多，不计空气阻力，g=10

m/s2）（）

A.v>2m/sB.vo>4m/sC.vo<3y/2m/sD.vo<2V2m/s

第n卷

三、非选择题：本卷包括必考题和选考题两部分。第22~25题为必考题，每个试题考生都必须作答。第33~34

题为选考题，考生根据要求作答。

（-）必考题（共47分）

22.某兴趣小组的同学计划"验证机械能守恒定律”。装置如图甲所示,水平桌面上放有倾角为。的气垫导轨，

气垫导轨上安装有连接数字计时器的光电门，气垫导轨左端固定一原长为的弹簧，通过细线与带有遮光

条的滑块相连。

设计了以下步骤进行实验：

A.测出气垫导轨的倾角为8、弹簧劲度系数底弹簧原长机滑块质量山、遮光条宽度4、重力加速度g,

按照图甲所示组装好实验装置；

B.将滑块拉至气垫导轨某一位置固定，要求从此位置释放滑块，可使小车运动到光电门时细线已经弯曲.

测出此时滑块到光电门的距离x以及弹簧长度/；

C.由静止释放滑块，滑块在拉力作用下运动，测出滑块上遮光条通过光电门的时间为小；

D.将滑块拉至不同的位置，重复8、C步骤多次，并记录每次对应实验数据。

滑块

根据所测物理量可以得到每次实验中滑块重力势能、弹性势能、动能之间的关系，从而

验证机械能守恒。

（1）根据实验中测出的物理量，可得到滑块从静止释放运动到光电门过程中重力势能减小量为«

（2）根据实验中测出的物理量也可得到滑块到达光电门时的动能，若“在弹性限度内，劲度系数为k的弹簧，

形变量为/X时弹性势能为综=3^（右）2〃的说法正确，不考虑空气阻力影响，要说明整个运动过程系统机械

能守恒，需满足的关系式为。

（3）若考虑到空气阻力影响，实验过程中得到的小车重力势能减小量与弹簧弹性势能减小量总和（填

"大于"、"小于"、"等于"）小车动能增量。

23.实验室备有以下器材：电压传感器、电流传感器、滑动变阻器R/（阻值变化范围。〜20C）、滑动变阻

器R2（阻值变化范围。〜1000C）、电动势适当的电源、小灯泡（4V,2W）、开关、导线若干。

（1）要完整地描绘小灯泡的u一/曲线,请在方框中画出实验电路图，并标出所用滑动变阻器的符号。

)

甲

（2）实验中描绘出的小灯泡［/一/曲线如图甲所示，由图可知，小灯泡灯丝电阻随温度升高而（选

填"增大""减小"或"不变"）。

（3）如果用上述器材测量所给电源的电动势和内电阻，实验电路如图乙所示，图中R。是阻值为9.0。的保

护电阻，实验中测得多组数据记录在下表中，试在同一坐标系中画出等效电源的u—/图象,由图

象可求出电源自身内阻约为Q»

序号123456

UN4.003.402.802.001.500.80

//A0.200.260.330.400.460.52

等效电源等效电源

乙丙

（4）若将上述小灯泡直接与电源和保护电阻组成串联电路，如图丙所示，此时小灯泡消耗的电功率约为

W（保留两位有效数字）。

24.如图（甲）所示，在直角坐标系04x4L区域内有沿x轴正方向的匀强电场，右侧有一个圆心在x轴上、

半径为L的圆形区域，圆形区域与x轴的交点分别为M、N。现有一质量为，"，带电量为e的正电子（重力

忽略不计），从y轴上的A点以速度"沿y轴负方向射入电场，飞出电场后从M点进入圆形区域，速度方向

与x轴夹角为30。。此时在圆形区域加如图（乙）所示周期性变化的磁场，以垂直于纸面向里为磁场正方向，

最后正电子运动一段时间后从N点飞出，速度方向与进入磁场时的速度方向相同。求：

（1）04x4〃区域内匀强电场场强E的大小;

（2）写出圆形磁场区域磁感应强度瓦的大小应满足的表达式。

O

T27^

—B。

甲乙

25."再生制动”是一些汽电混动车辆的常用制动方式。所谓"再生制动”就是车辆靠惯性滑行时带动发电机发

电，将部分动能转化为电能储存在电池中。假设一辆汽电混动汽车的质量为如该汽车设定为前阶段在速

度大于%时选择再生制动，后阶段速度小于等于％时选择机械制动。当它以速度〃%（〃>1）在平直路面上做

匀速行驶时，某一时刻开始刹车，前阶段阻力的大小与速度的大小成正比，即/=公，后阶段阻力恒为车重

的〃倍，汽车做匀减速运动，重力加速度为g。求：

（1）如果此次刹车的过程中汽电混动汽车动能减小量的？倍被转化为电能，那么此次刹车储存多少电能；

（2）汽电混动汽车从刹车到停止的位移多大；

（3）在一次性能检测中，检测机构让汽电混动汽车在平直的路面上匀速行驶（速度小于%）一段距离后关

闭发动机，测绘了汽车只开启"机械制动"和"机械制动""再生制动"同时开启两种设定下汽车的动能与位移关

系的图线①和②，如图密所示。若检测时忽略测试路面的阻力差异和空气阻力，求"机械制动""再生制动"

同时开启测试中汽车被回收的动能是多少？

（-）选考题：共15分。请考生从2道物理题中任选一题作答。如果多做，则按所做的第一题计分。

33.［物理——选修3-刃（15分）

（1）（6分）如图，在气缸内活塞左边封闭一定质量的空气（可视为理想气体），压强和大气压相同。把气

缸和活塞固定，使气缸内空气升高一定的温度，空气吸收的热量为。/，此时汽缸内单位时间内撞击活塞的

空气分子数（填"增加""减少""不变"），容器壁单位面积单位时间受到气体分子的总冲量_______（填

"增大""减小""不变"）；若让活塞可以自由滑动（活塞与气缸间无摩擦，不漏气），也使气缸内空气温度升高

相同温度，其吸收的热量为。2,贝IJQ2Qi（填“大于""等于""小于

（2）（9分）如图所示，水平地面上一竖直放置的气缸开口向下，气缸内有间距为1的卡环或b,。距离上

端缸底和下端开口的距离均为力，厚度可忽略不计的两活塞A、B分别封闭一定质量的理想气体团和回。A活

塞只能在必间移动。已知两活塞的质量均为加，气缸的质量为3m,面积为S,活塞和气缸侧壁均绝热，气

缸上端缸底导热，不计一切摩擦。开始时回、回气体压强均为％,温度均为"，活塞静止在。处。已知大气

压强为P。，气缸外环境温度为4,且保持不变，重力加速度为g。现缓慢加热气体回，求

（回）A活塞刚好到达b处时，气体团的压强；

（0）继续加热，直至气缸刚要离开地面，此时气体面的温度。

////////7////////////////Z///7/7/////

34.[物理——选修3-4]（15分）

（1）（6分）如图，有一列简谐横波沿x轴正方向传播，振幅为A,波速为lm/s。M、N是平衡位置相

距2机的两个质点，在/=0时，M通过其平衡位置沿V轴正方向运动，N位于其平衡位置上方最大位移处。

已知该波的周期大于2s。则该波的波长为m,经过£s,N走过的路程为（用含有

A的式子表示），在，=乎2到』s,N点正在（填〃靠近〃或〃远离〃）平衡位置。

八y/m

-O-MN~~^/m

（2）（9分）一圆柱形透明介质放在水平地面上，其横截面如图所示，。点为圆心，半径为R,直径BC竖

直，右侧半圆面镀银。一光线从离地高度为的A点水平向右射入介质，在镀银处发生一次反射后

2

射出介质，且射出时光线水平向左，已知光在真空中的传播速度为c。

（1）画出光在介质中传播的光路图并求介质的折射率〃；

（2）求光在介质中传播的时间f。

C

2023年高考（全国甲卷）

物理模拟试卷（五）

注意事项：

i.本试卷分第I卷（选择题）和第n卷（非选择题）两部分。答卷前，考生务必将自己的姓名、准考

证号填写在答题卡上。

2.回答第I卷时，选出每小题答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，

用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。写在本试卷上无效。

3.回答第n卷时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。

4.考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。

第I卷

二、选择题：本题共8小题，每小题6分。在每小题给出的四个选项中，第14~18题只有一项符合题目要

求，第19~21题有多项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错或不答的得0

分。

14.如图所示，扇形铜框在绝缘细杆作用下绕点。在同一水平面内快速逆时针转动，虚线把圆环分成八等

份，其中虚线为匀强磁场的理想边界，扇形铜框恰好可以与其中一份重合。下列线框停止最快的是（）

【答案】D

【详解】当线框转动时，如果穿过线框的磁通量发生变化，则线框中产生感应电流，线框就会受到安培力

的阻碍作用，磁通量变化越快，阻碍作用越大，越容易停下来

AB.由选项AB图可知，线框转动时，磁通量不变，没有感应电流产生，无阻碍作用，不会停下来，故AB

错误；

CD.由选项CD图可知，线框转动时，D项的磁通量变化快，阻碍作用大，更容易停下来，故C错误D正确。

故选D„

15.新冠病毒疫情防控工作中，体温枪在医院、车站、小区、学校等地方被广泛使用，成为重要的防疫装

备之一。某一种体温枪的工作原理是：任何物体温度高于绝对零度（—273℃）时都会向外发出红外线，红

外线照射到体温枪的温度传感器，发生光电效应，将光信号转化为电信号，从而显示出物体的温度。已知

人的体温正常时能辐射波长为10〃m的红外线，如图甲所示，用该红外光线照射光电管的阴极K时，电路

中有光电流产生，光电流随电压变化的图像如图乙所示，已知〃=6.63xl0”J・s,=1,6x1019C,则（）

A.波长10//m的红外线在真空中的频率为3x1016Hz

B.将图甲中的电源正负极反接，将一定不会产生电信号

C.由图乙可知，该光电管的阴极金属逸出功为O.leV

D.若人体温度升高，辐射红外线的强度增大，电子逸出最大初动能增加

【答案】C

【详解】A.波长2=10〃a=lxl（r5m的红外光在真空中的频率为/=q=3xl0"Hz故A错误;

A

B.将图甲中的电源反接，根据乙图，反向电压低于遏止电压，即低于0.02V时，电流表的示数不为零，故

B错误；

C.由乙图可知遏止电压为，.=2x10-V,根据eUc=Ek=hv-W0代入数据解解得叱,=0.leV故C正确；

D.若人体温度升高，则辐射红外线的强度增大，单位时间逸出的光电子的个数增加，光电流增大，但红外

线的频率不变，由耳=加-%得电子逸出最大初动能不变，故D错误。故选C。

16.2021年6月17日.神舟十二号载人飞船与天和核心舱完成对接，航天员聂海胜、刘伯明、汤洪波进入

天和核心舱，标志着中国人首次进入了自己的空间站。对接过程如图所示，天和核心舱处于半径为门的圆

轨道HI,神舟十二号飞船沿着半径为〃的圆轨道I运动到Q点时，通过一系列变轨操作，沿椭圆轨道II运

动到P点与天和核心舱对接。已知神舟十二号飞船沿圆轨道I运行周期为T,,则下列说法正确的是（）

A.神舟十二号飞船沿轨道I运行的周期大于天和核心舱沿轨道HI运行的周期

B.神舟十二号飞船在轨道I的。点需要加速才能进入轨道II

C.神舟十二号飞船沿轨道II运动到对接点P点的过程中，其速度不断增大

D.神舟十二号飞船沿轨道H从。到P运动时间为.=7；

【答案】B

【详解】A.根据开普勒第三定律，轨道I的轨道半径小于轨道HI的轨道半径，则沿轨道I运行的周期小于

天和核心舱沿轨道HI运行的周期，故A错误；

B.由低轨道进入高轨道，即由轨道I进入轨道n需要加速做离心运动，故B正确;

c.神舟十二号载人匕船沿轨道n运动到对接点尸过程中，根据开普勒第二定律，速度越来越小，故c错

误；

（』＞

3’也?|从。到p运动时间为"三=工

D.根据开普勒第三定律｛2）解得71=1

甲n2I2/J22

故D错误。故选B。

17.为了测定某平行于纸面的匀强电场的场强，某同学进行了如下操作：取电场内某一位置为坐标原点。

建立x轴，选取x轴上到。点距离为r的尸点，以。为圆心、，•为半径作圆，如图甲所示。DIS电压传感器

的一个黑表笔保持与基准点接触，红表笔从P点起沿圆周逆时针逐点测量圆上各点的电势。并记录相应转过

的角度凡再用此数据绘制夕。图。当半径/"分别取小、2%、3小时，分别绘制出如图乙中所示的三条曲线，

三条曲线均在时达到最大值，最大值分别为外、2%、3%，下列说法正确的是（）

0

①

②

③

甲乙

A.曲线①对应的r取值为外

B.对应。=4处的电场强度为0

C.电场强度的大小为"

%

D.半径为外的圆周上，电势为0的位置有且只有一处

【答案】C

【详解】AC.当。最大时，红、黑表笔间电势差最大，即红、黑表笔连线与电场强度方向在同一直线上,

根据u=&/可知此时红、黑表笔之间距离最大，所以曲线①对应的r取值为％,且电场强度大小为石=殁

石

故A错误，C正确；

B.根据前面分析可知对应。=4处电场强度与匀强电场的场强相等，不为零，故B错误；

D.半径为石的圆周上，电势为0的位置有且有两处，这两个位置的连线恰好与电场强度方向垂直，故D错

误。故选Co

is.如图所示，一个质量为，”的箱子（可看作质点）在水平推力F的作用下恰好静止在倾角为e的斜面顶

端，斜面底边长度为乙重力加速度为以下列说法正确的是（）

A.若斜面光滑，则〃八F、e之间的关系式为尸=华

tan。

B.若斜面光滑，撤去F后，箱子滑到底端时重力的功率£=〃际，2年-tan。

C.若斜面光滑，保持斜面的底边长度心不变，改变斜面的倾角。，当。=45。时，箱子从斜面顶端自由下滑

到底端所用的时间最短

D.若箱子与斜面之间的摩擦因数为〃，撤去尸后，箱子沿斜面下滑的加速度。与箱子的质量机有关

【答案】C

【详解】A.若斜面光滑，箱子受到竖直向下的重力，水平向右的推力和垂直于斜面向上的支持力，则由三角

形定则可得tan0=二解得F=mgtan。，A错误；

mg

B.若斜面光滑，撤去尸后，箱子受到竖直向下的重力垂直于斜面向上的支持力，由动能定理可得

mgsin0-；机/_（）箱子滑到底端时重力的功率为兄=w^vsin0联立解得PG=mgsin仇12gL.tan。

B错误;

C.若斜面光滑，保持斜面的底边长度L不变，撤去F后，箱子受到竖直向下的重力和垂直于斜面向上的支

L_laf27=I4L

持力，由牛顿第二定律可得叫5皿0=5由匀变速直线运动规律可得砒一5”联立解得[gsin2。改

变斜面的倾角巴当sinM=l即6=45。时，箱了•从斜面顶端自由下滑到底端所用的时间最短，C正确;

D.若箱子与斜面之间的摩擦因数为〃，撤去F后，箱子受到竖直向下的重力、平行于斜面向上的摩擦力和

垂直于斜面向上的支持力，由牛顿第二定律可得席sin6-川相cos6=解得a=gsin°-Mgcos°因此箱子

沿斜面下滑的加速度a与箱子的质量m无关，D错误。故选C。

19.如图，一个装满水的空心球总质量为，小左侧紧靠在竖直墙面上，右侧由方形物块顶在其右下方的A

点，使球处于静止状态。空心球的圆心为0,半径为凡A点距离圆心。的竖直距离为。，重力加速度为g。

则（）

A.方块物体对空心球的弹力大小为2〃吆

B.仅将方块物体向右移动一小许，墙面对空心球的弹力将不变

C.仅当空心球里的水放掉一小部分，方形物块对球的弹力将变小

D.仅当空心球里的水放掉一小部分，方形物块对球的弹力与水平方向的夹角将变小

【答案】AC

【详解】A.对空心球整体为研究对象，受力分析如图，因平衡受三力构成矢量三角形，由几何关系可知图

中sin6»=4=g故方块物体对空心球的弹力大小为2mg,A正确；

B.仅将方块物体向右移动一小许，6变小，墙面对空心球的弹力将变大，B错误;

C.仅当空心球里的水放掉-小部分，重力变小，但虽然重心下降，但方形物块对空心球的弹力方向仍然指

向圆心，方向不变，所以方体物块对球的弹力将变小，方体物块对球的弹力与水平方向的夹角。不变，C正

确，D错误。故选AC。

20.1个原线圈、2个副线圈的理想变压器外部结构如图甲所示，其内部结构对应电路图如图乙所示，原线

圈的回路中接有阻值未知的定值电阻凡，理想电流表的示数/°=1A,正弦交流电源输出的电压的有效值

U=100V,原线圈的匝数%=10,第1个副线圈的匝数吗=20,第2个副线圈的匝数%=30,定值电阻

凡=3600。，定值电阻&的阻值未知，通过&的电流人与通过局的电流乙之比为6：1,&的功率与&的

功率之和为91W。下列说法正确的是（）

A.通过用的电流为0.05AB.定值电阻凡的阻值为100。

C.4的阻值为90。D.%的功率与4的功率之和为19W

【答案】AD

【详解】A.设凡、&的功率分别为鸟、6，与两端的电压为G，由能量守恒定律有3。=《+鸟+4人

由欧姆定律可得通过定值电阻用的电流为L=/；4+6=91W联立解得a=180v,L=0.05A故A正确；

Ki

B.对原线圈的回路，由欧姆定律有原线圈两端的电压4=。-/。9由理想变压器的变压比有*=*

其中“0=10,%=20,ZO=1A,U=100V,q=180v,解得q=l（）c,U0=90v故B错误；

nU

C.设此两端的电压为U，，由理想变压器的变压比有」an其中《0=10、”,=30、U°=9OV,解得4=270

n,U2

由题意知八=6/,=0.3A由欧姆定律有用=户900c故C错误：

*2

D.凡的功率《=/024=i0w,R|的功率勺=/|2弋=9w可得％的功率与凡的功率之和不+4=19W

故D正确。故选AD。

21.如图所示，在竖直平面内有一可视为质点的光滑小球在圆筒最低点，内壁光滑、半径为R的圆筒固定

在小车上。小车与小球一起以速度卬向右匀速运动，当小车遇到墙壁时突然停止运动，后一直保持静止，

要使小球不脱离圆桶运动，初速度即应满足（半径R=0.4m,小球的半径比R小很多，不计空气阻力，g=10

m/s2）（）

A.v>2>/5m/sB.vo>4m/sC.vo<3V2m/sD.vo<2>/2m/s

【答案】AD

【详解】"小球不脱离圆筒运动”所包含的两种情况：（1）小球通过最高点并完成圆周运动；（2）小球没有通

过最高点，但小球没有脱离圆轨道。

AB.对于第（1）种情况，当%较大时，小球能够通过最高点，这时小球在最高点处需要满足的条件是

mg„驾乂根据机械能守恒定律有"+2mgR=弊可求得%..26n/s故选项A正确，B错误；

CD.对于第（2）种情况，当%较小时，小球不能通过最高点，这时对应的临界条件是小球上升到与圆心等

高位置处，速度恰好减为零，根据机械能守恒定律有=苧可求得％,2&m/s故选项C错误，D正确;

故选AD.

第n卷

三、非选择题：本卷包括必考题和选考题两部分。第22~25题为必考题，每个试题考生都必须作答。第33~34

题为选考题，考生根据要求作答。

（-）必考题（共47分）

22.某兴趣小组的同学计划"验证机械能守恒定律”。装置如图甲所示，水平桌面上放有倾角为。的气垫导轨，

气垫导轨上安装有连接数字计时器的光电门，气垫导轨左端固定一原长为人的弹簧，通过细线与带有遮光

条的滑块相连。

设计了以下步骤进行实验：

A.测出气垫导轨的倾角为仇弹簧劲度系数左、弹簧原长/,,、滑块质量切、遮光条宽度d、重力加速度g,

按照图甲所示组装好实验装置；

B.将滑块拉至气垫导轨某一位置固定，要求从此位置释放滑块，可使小车运动到光电门时细线已经弯曲。

测出此时滑块到光电门的距离x以及弹簧长度/;

C.由静止释放滑块，滑块在拉力作用下运动，测出滑块上遮光条通过光电门的时间为血；

D.将滑块拉至不同的位置，重复B、C步骤多次，并记录每次对应实验数据。

滑块

根据所测物理量可以得到每次实验中滑块重力势能、弹性势能、动能之间的关系，从而

验证机械能守恒。

（1）根据实验中测出的物理量，可得到滑块从静止释放运动到光电门过程中重力势能减小量为。

（2）根据实验中测出的物理量也可得到滑块到达光电门时的动能，若“在弹性限度内，劲度系数为k的弹簧，

形变量为/x时弹性势能为综=g口心）2"的说法正确，不考虑空气阻力影响，要说明整个运动过程系统机械

能守恒，需满足的关系式为。

（3）若考虑到空气阻力影响，实验过程中得到的小车重力势能减小量与弹簧弹性势能减小量总和（填

"大于"、"小于"、"等于"）小车动能增量。

22

【答案】mgxsin，mg（xsin0）+^-k（l-10）=-m（—）大于

22Ar

【详解】（1）[1]滑块从静止释放运动到光电门过程中重力势能减小量△耳=〃皿=mgxsine

（2）[2]要说明整个运动过程系统机械能守恒，需满足g%（Ax）2+mg/2=；mu2

即/«g（xsin-/。尸=；，吟）2

（3）⑶若考虑到空气阻力影响，实验过程中会有部分机械能转化为内能小车重力势能减小量与弹簧弹性

势能减小量总会大于小车获得的动能即大于小车动能增量。

23.实验室备有以下器材.：电压传感器、电流传感器、滑动变阻器R/（阻值变化范围。〜20Q）、滑动变阻

器R2（阻值变化范围0〜1000C）、电动势适当的电源、小灯泡（4V,2W）、开关、导线若干。

（1）要完整地描绘小灯泡的U—/曲线，请在方框中画出实验电路图，并标出所用滑动变阻器的符号。

AU/V

电压传感器电流传感器

60.\0.20.30.40.5O.677A

甲

（2）实验中描绘出的小灯泡U—/曲线如图甲所示，由图可知，小灯泡灯丝电阻随温度升高而（选

填"增大""减小"或"不变

（3）如果用上述器材测量所给电源的电动势和内电阻，实验电路如图乙所示，图中R。是阻值为9Q。的保

护电阻，实验中测得多组数据记录在下表中，试在同一坐标系中画出等效电源的u-/图象，由图

象可求出电源自身内阻约为Q。

序号123456

UN4.003.402.802.001.500.80

//A0.200.260.330.400.460.52

、r--电流传感器

^R-<3^-------（g>-

电压传感器

—<V）——

THI_1—~E

一尊效由滤

乙丙

（4）若将上述小灯泡直接与电源和保护电阻组成串联电路，如图丙所示，此时小灯泡消耗的电功率约为

W（保留两位有效数字）。

【答案】增大1.0Q0.82

【详解】（1）[1]要描绘小灯泡的。一/曲线，电压与电流应从0开始变化，则滑动变阻器要采用分压式接

法。由于小灯泡阻值较小，电流传感器应用外接法，电路如下图所示

（2）[2]由题中。一/图象可知，随电压的增大，灯丝电阻增大。由此可知，小灯泡灯丝电阻随温度升高增

大。

（3）[3][4]根据表中实验数据作出等效电源的。一/图象如下图所示。

由图的斜率可知，电源内阻为，=—=--9.0Q=1.0Q

M”0.6

（4）[5]由上图中等效电源的U—/图象与小灯泡的U—/图象的交点可知，此时小灯泡两端的电压为2.1V,

电流为0.39A,则小灯泡的电功率为P="=2.rVxO.39A“Q82W

24.如图（甲）所示，在直角坐标系04X4L区域内有沿x轴正方向的匀强电场，右侧有一个圆心在x轴上、

半径为L的圆形区域，圆形区域与x轴的交点分别为M、N。现有一质量为机，带电量为e的正电子（重力

忽略不计），从y轴上的A点以速度皿沿y轴负方向射入电场，飞出电场后从M点进入圆形区域，速度方向

与x轴夹角为30。。此时在圆形区域加如图（乙）所示周期性变化的磁场，以垂直于纸面向里为磁场正方向，

最后正电子运动一段时间后从N点飞出，速度方向与进入磁场时的速度方向相同•求：

（1）04x4乙区域内匀强电场场强E的大小;

（2）写出圆形磁场区域磁感应强度Bo的大小应满足的表达式。

【答案】⑴警；⑵B=警,2、3...）

【详解】⑴由速度关系得匕一焉=炳在竖直方向〃=小片=2或解得八警

（2）粒了离开电场时的速度为丫=—^=2%在磁场变化的半个周期内粒子的偏转角为60。,根据几何知识,

sin30

在磁场变化的半个周期内，粒子在x轴方向上的位移恰好等于轨迹半径木粒子到达N点而且速度符合要求

„mv

的空间条件是〃・2R=2L,式中〃=1,2,3,...正电子在磁场做圆周运动的轨道半径为氏=方

eB,、

2mnv

解得线=Q5=1、2、3...)

eL

(1)(2)

25.“再生制动"是一些汽电混动车辆的常用制动方式。所谓"再生制动”就是车辆靠惯性滑行时带动发电机发

电，将部分动能转化为电能储存在电池中。假设一辆汽电混动汽车的质量为机，该汽车设定为前阶段在速

度大于％时选择再生制动，后阶段速度小于等于％时选择机械制动。当它以速度〃％（〃>1）在平直路面上做

匀速行驶时，某一时刻开始刹车，前阶段阻力的大小与速度的大小成正比，即/=公，后阶段阻力恒为车重

的〃倍，汽车做匀减速运动，重力加速度为g。求：

（1）如果此次刹车的过程中汽电混动汽车动能减小量的？倍被转化为电能，那么此次刹车储存多少电能；

（2）汽电混动汽车从刹车到停止的位移多大；

（3）在一次性能检测中，检测机构让汽电混动汽车在平直的路面上匀速行驶（速度小于％）一段距离后关

闭发动机，测绘了汽车只开启"机械制动"和"机械制动""再生制动"同时开启两种设定下汽车的动能与位移关

系的图线①和②，如图密所示。若检测时忽略测试路面的阻力差异和空气阻力，求"机械制动""再生制动"

同时开启测试中汽车被回收的动能是多少？

；(3)5X105J

【详解】（1）设汽电混动汽车在刹车的过程中储存的电能为E,依题意

E="（3〃苏片_;，〃诏）=3〃?哈7（n2-\

得E=(根曲(r-I)

（2）设汽电混动汽车再生制动阶段运动的位移为A,由动量定理得=乂f=h

即-初4=所以在再生制动阶段有-3=，"%-，〃〃%解得玉=竺迎_二!1

k

在机械制动阶段，汽电混动汽车做匀减速运动，由牛顿第二定律可得了=m•乂/=〃侬解得a="g

设匀减速运动的位移为演，由运动学得一片=2（-a）苍解得％=/乙

24g

所以汽电混动汽车从刹车到停止的位移为X=%+X,=叫1）+4

k2Mg

bE

（3）对于减速过程，因斜线率的绝对值表示阻力的大小，由图线①得代入得

f=（：：；），N=2000N由图线②,设汽车的位移为巧，回收的动能为

阳=8xlO5J-2OOOx（8.5-7）xlO2J=5xlO5J

（-）选考题：共15分。请考生从2道物理题中任选一题作答。如果多做，则按所做的第一题计分。

33.[物理——选修3-3]（15分）

（1）（6分）如图，在气缸内活塞左边封闭一定质量的空气（可视为理想气体），压强和大气压相同。把气

缸和活塞固定，使气缸内空气升高一定的温度，空气吸收的热量为。/,此时汽缸内单位时间内撞击活塞的

空气分子数（填"增加""减少""不变"），容器壁单位面积单位时间受到气体分子的总冲量_______（填

"增大""减小""不变"）；若让活塞可以自由滑动（活塞与气缸间无摩擦，不漏气），也使气缸内空气温度升高

相同温度，其吸收的热量为02,则QQ（填"大于""等于""小于"）。

【答案】增加增大大于

【详解】

⑴活塞不动时，空气的体积不变，温度升高，压强增大，封闭空气的平均动能增大，平均速率增大，由于

分子数密度一定，根据压强的微观意义可知，汽缸内单位时间内撞击活塞的空气分子数增加；

[2]气体的压强即容器壁单位面积单位时间受到气体分子的总冲量，温度升高，体积不变，气体压强增大，

容器壁单位面积单位时间受到气体分子的总冲量增大；

⑶根据题意可知，两种情形封闭气体增加的内能相同，活塞固定时，有