2023年东北三省四市教研联合体高考物理模拟试卷(一)+答案解析(附后)

2023年东北三省四市教研联合体高考物理模拟试卷（一）1. 2022年10月12日下午，“天宫课堂”第三课开讲，神舟十四号飞行乘组航天员陈冬、刘洋、蔡旭哲面向广大青少年进行太空授课。

已知航天员所在的中国空间站离地面高度约为400km，设其绕地球的运动可视为匀速圆周运动，则( )
A. 空间站运动的速度大于第一宇宙速度
B. 空间站运动的周期小于地球同步卫星的周期
C. 空间站运动的角速度小于地球自转角速度
D. 空间站运动的加速度小于地球同步卫星的加速度
2. 如图所示，半径为R的光滑圆环竖直固定，原长为的轻质弹
簧一端固定在圆环的最高点A，另一端与套在环上的质量为m的小球相
连。

小球静止在B点时，弹簧与竖直方向夹角，已知重力加速度
大小为g，则( )
A. 小球对圆环的弹力方向背离圆心
B. 圆环对小球的弹力大小为
C. 弹簧的劲度系数为
D. 若换用原长相同，劲度系数更大的轻质弹簧，小球将在B点下方达到受力平衡
3. 用能量为的光照射某金属时，其遏止电压为，若改
用一群处于能级的氢原子向基态跃迁时发出的光照射该金属
氢原子能级示意图如图，则能够使该金属发生光电效应的光子种类有
( )
A. 2种
B. 3种
C. 4种
D. 5种
4. 气压式升降椅通过气缸上下运动来控制椅子升降，其简易结构如图所示，圆往形气缸与椅面固定连接，柱状气动杆与底座固定连接。

可自由移动的气缸与气动杆之间封闭一定质量的气体，气缸气密性、导热性能良好，忽略摩擦力，气体可视为理想气体。

设气体的初始状态为A，接着某人虚坐在指面上，开始时此人的脚在地上，后逐渐减少对地面的压力直
至脚完全离开地面，此过程中温度不变椅子缓慢下降一段距离后，气体达到稳定状态B。

然后打开空调降低室温，一段时间后，室内温度缓慢降低到设定温度，稳定后气体状态为C。

最后人将脚缓慢放在地面上并逐渐增大对地面的压力直至人离开椅面，气体最终达到另一个
稳定状态该过程中气体的压强和体积倒数的关系如图所示，已知气缸的横截面积为S，重力加速度大小为g，外界大气压强不变，则( )
A. 由图数据可算得人的质量为
B. 与状态B相比，气体处于状态C时单位时间内碰撞单位面积容器壁的分子数较多
C. 由图数据可算得从状态C到状态D气体对外界做的功大小为
D. 从状态A到状态D，气体向外放出的热量小于外界对气体做的功
5. 如图所示，竖直的圆环置于水平向左的匀强电场中，三个完全相同的
带正电的绝缘小球未画出分别套在固定于AB、AC、AD的三根光滑
细杆上，其中AB与竖直方向夹角为，AC经过圆心，AD竖直。

现将
小球无初速度地从A端释放，小球分别沿AB、AC、AD下滑到B、C、D
三点。

已知小球所受电场力大小与重力大小之比为，则小球在三根细杆上运动的时间关系为( )
A. B. C.
D. 无法确定
6. 如图所示，正六边形顶点各固定一个点电荷，其中A、B、C
处所放均为，D、F、G所放均为，M、N分别为AC和AB
两边的中点，则( )
A. 中心O处的电势为0
B. 中心O处的场强为0
C. 将一正试探电荷由O点沿直线移动到M，其所受电场力对其做正功
D. 将一正试探电荷由O点沿直线移动到N，其所受电场力对其做负功
7. 如图所示，P、Q为一列简谐横波上平衡位置之间相距
6m的两个质点，两底点的振动图像如图所示，实线为P质
点的振动回像，虚线为Q质点的振动图像。

已知两质点平衡位置之间的距离不小于一个波长。

关于该筒谐波，则( )
A. P、Q两质点的振动频率都是4Hz
B. 若波从P传向Q，波长最大值为24m
C. 若波长最大值为，则波从Q传向P
D. 若波速为，则波从P传向Q
8. 如图所示，两条足够长的平行光滑长直导轨MN、PQ固定于同一水平面内，它们之间
的距离为l；ab和cd是两根质量皆为m的金属细杆，杆与导轨垂直，且与导轨良好接触。

两杆的电阻皆为R。

cd的中点系一轻绳，绳的另一端绕过定滑轮悬挂一质量为M的重物，
滑轮与杆cd之间的轻绳处于水平伸直状态并与导轨平行。

不计滑轮与转轴、细绳之间的摩擦，不计导轨的电阻。

导轨和金属细杆都处于匀强磁场中，磁感应强度大小为B，方向竖直
向上。

现将两杆及重物同时由静止释放，下列说法正确的是( )
A. 释放重物瞬间，其加速度大小为
B. 最终回路中的电流为
C. 最终ab杆所受安培力的大小为
D. 最终ab和cd两杆的速度差恒为
9. 如图所示为验证机械能守恒定律的实验装置，轻绳跨过光滑轻质的定滑轮，其两端系着质量均为M的重物含挡光片、B，物块B上放一质量为m的金属片C，系统由静
止释放。

用游标卡尺测量挡光片的宽度d，如图所示，则______ mm。

为验证机械能守恒定律，多次改变物块A的初始位置，进行实验，使物块A从不同的位
置由静止释放，记录每次挡光片到光电门的竖直距离h以及挡光片穿过光电门的时间。

通过描点作图，为了得到一条过原点的直线，则应该绘制的图像是______ 选填“”，
“”，该直线的斜率______ 用字母m、g、M、d表示。

10. 请同学设计一个测量电阻的电路，待测电阻阻值约为。

要求用图像来处
理数据，滑动变阻器可在较大范围调节。

可供选则的器材如下：
A.电流表，量程100mA，内阻；
B.
电流表，量程2mA，内阻；
C.电压表，量程10V，内阻；
D.电压表，量程3V，内阻；
E.保护电阻约；
F.滑动变阻器R，总阻值，额定电流为1A；
G.电池组，电动势12V，内阻很小；
H.开关及导线若干。

电流表应选______ ，电压表应选______ 填器材前面的字母序号。

设计电路时，电流表应采用______ 选填“内接”或“外接”法，滑动变阻器应采用______
选填“分压”或“限流”接法。

根据你所设计的实验电路，用笔画线代替导线连接实物图。

若在所测量数据中选一组数据U、I及已知量计算，则其表达式为______ 用字
母表示。

11. 2022年2月23日，黑龙江省逊克县上空出现三日同辉的情景如图，这是大气
中一种特殊的光学现象。

当气温较低时，高空中可出现均匀分布的正六边形板状冰品图
为其截面图。

若此时太阳处于地平线附近，光线从冰晶侧面射入图为从AB中点射入
，由冰晶的另一侧面射出，当最后的出射角等于最初的入射角时，偏向角光线经过
冰晶折射偏转的角度最小，为，这时出射光线若到达人的眼睛，人们能够在相对太阳中
心观察角度约为的两侧观察到好似太阳的两个亮点。

已知，
，正六边形边长为L，真空中的光速为c，试求
冰晶的折射率n；
从AB中点射入的光线在冰晶内的传播时间不考虑反射。

12. 如图所示，在足够大的光滑水平地面上有一质量为的长木板，其左端放置一个质量为的小物块，二者间的动摩擦因数为，在长木板左端正上方悬点O
用长为，不可伸长的轻绳悬挂一质量为的小球，现将小球拉至与O点等高位置，由静止释放，小球摆至最低点时恰好与小物块发生弹性正碰碰撞时间极短，只碰一次，碰后小物块在长木板上滑行，恰好到右端与长木板相对静止，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，小物块和小球均可视为质点，B取。

小球与小物块碰撞前后轻绳对小球的拉力大小和的比值；
长木板的长度L。

13.
如图所示，在的区域内存在垂直于xOy平面向里，大小为B的匀强磁场，
的区域内存在沿y轴正方向的匀强电场图中未画出。

质量为m、电荷量为的粒
子不计重力自y轴上的点P以初速度沿x轴正方向射出，经点进入磁场，且速度与x轴正方向的夹角为，经磁场偏转后从x正半轴上的点N离开磁场。

求匀强电场的场强大小E以及点P的坐标；
求MN两点间距d以及粒子在磁场中运动的时间；
若粒子运动到点N瞬间，将的区域的电场撤去，改为垂直于xOy平面向里，大小
为的匀强磁场，结果使得粒子的轨迹在之后的运动中能够与y轴相切，试求的可能取值。

答案和解析
1.【答案】B
【解析】解：A、第一宇宙速度是最大的环绕速度，可知空间站运动的速度小于第一宇宙速度，故A错误；
BCD、空间站绕地球做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力，得
，得，，
因为空间站的轨道半径小于地球同步卫星的轨道半径，由，知空间站运动的周期小于地球同步卫星的周期。

由，知空间站运动的角速度大于地球同步卫星的角速度，即
大于地球自转角速度。

由，得空间站运动的加速度大于地球同步卫星的加速度，故B正确，CD错误。

故选：B。

第一宇宙速度是卫星环绕地球的最大运行速度。

根据万有引力提供向心力列式，得到周期、角速度、加速度与轨道半径的关系，再分析各个量的大小。

本题考查万有引力定律在航天中的应用，能够根据万有引力提供向心力列式分析解答。

2.【答案】C
【解析】解：ABC、弹簧长度大于原长，处于拉伸状态，则弹簧弹力斜向左上，结合平衡条件对B 球受力分析，如图：
由平衡条件得，小球对圆环的弹力方向背离圆心，由相似三角形得：
代入数据解得：圆环对小球的弹力大小为
弹簧弹力大小为
故AB错误；
C、弹簧的长度为
弹簧的形变量为
由胡克定律得：
代入数据解得：
故C正确；
D、换用劲度系数更大的某轻质弹簧，若拉伸到同样的长度，小球将上移，则小球将在B点上方达到受力平衡，故D错误。

故选：C。

根据平衡条件分析圆环对小球的作用力的方向；通过三角形相似求解弹簧的弹力，并分析换弹簧后各力的变化。

本题考查了共点力平衡条件的应用，解决此题的难点在于力的合成中的三角形为斜三角形，不能用直角三角形的边角关系去求解问题，三角形相似是处理此类问题的方法之一。

3.【答案】C
【解析】解：根据光电效应方程，解得
一群处于能级的氢原子向基态跃迁时，辐射光子种类数目为6种，释放的能量分别为：
；
；
；
；
；
；
其中有4种大于，则有4种不同频率的光能使该金属发生光电效应。

故ABD错误，C正确；
故选：C。

根据光电效应解得金属的逸出功，结合跃迁释放的能量判断能使金属发生光电效应的条数。

解决本题的关键知道光电效应方程，以及能级的跃迁满足
4.【答案】B
【解析】解：A、设外界大气压强为，对椅面和气缸分析，初始时根据平衡条件可得：
，人坐上椅面脚全部离开地面时，根据平衡条件可得：，解得人的质量为：，故A错误；
B 、因，而，故单位时间内碰撞单位面积容器壁的分子数增多，故B正确；
C、C到D为等温过程，故该过程做功小于，故C错误；
D 、由知，，斜率越大，温度越高，故，所以气体的内能减少，而
，外界对气体做功，由热力学第一定律知，气体向外放热，且放出的热量大于外界对气
体做的功，故D错误。

故选：B。

对椅面和气缸分析，初始时根据平衡条件列方程；人坐上椅面脚全部离开地面时，根据平衡条件列方程解得人的质量；根据压强的微观实质确定单位时间内碰撞单位面积容器壁的分子数；C到
D为等温过程，由此分析做的功；根据一定质量的理想气体状态方程、热力学第一定律进行分析。

本题主要是考查一定质量理想气体的状态方程之图象问题，关键是弄清楚图象表示的物理意义、知道图象的斜率、图象与坐标轴围成的面积表示的物理意义，根据一定质量的理想气体状态方程结合热力学第一定律进行分析。

5.【答案】B
【解析】解：对小球受力分析，根据牛顿第二定律有
解得：
则球在相等时间t内的位移为
由于AB与AD间夹角，则
其它都比要小，则，故ACD错误，B正确；
故选：B。

通过圆环做匀加速直线运动及几何关系，根据牛顿第二定律分析加速度，结合运动学公式比较时间关系。

本题解题关键是通过牛顿第二定律及几何关系，结合运动学公式可比较时间关系。

6.【答案】AD
【解析】解：A、AG两点的点电荷、BF两点的点电荷、CD两点的点电荷均为等量异种电荷，O
点在三组等量异种点电荷连线的中垂面上，该中垂面延伸到无限远处，则中心O处的电势为0，故A正确；
B、三组等量异种点电荷在O点的电场方向均水平向右，则O点处的合场强水平向右，电场强度不为0，故B错误；
C、O点和M点在同一等势面上，将一正试探电荷由O点沿直线移动到M，电势不变，试探电荷所受电场力不做功，故C错误；
D、N点离正电荷更近，电势比O点电势更高，将一正试探电荷由O点沿直线移动到N，电荷的电势能增大，电场力做负功，故C正确。

故选：AD。

根据点电荷场强公式的矢量运算法则可以分析O点的场强方向；根据点电荷电场的特点分析O点的电势，等量异种电荷的中垂面是一个等势面且电势为零，沿等势面移动点电荷，电场力不做功；离正电荷越近，电势越高，正试探电荷的电势能越大，据此分析电场力做功。

本题考查的是电场的叠加原理，即电场中的某点的合场强等于各个电场单独存在时的场强的矢量和，在运算的时候符合平行四边形定则。

7.【答案】CD
【解析】解：A、由图可知波的周期，则频率，故A错误；
BCD、若该波从Q传向P，则有：，由于两质点平衡位置之间的距离不小
于一个波长即，故，2，3…，则时，此时最大为；
若该波从P传到Q，则有：，由于两质点平衡位置之间的距离不小于一个
波长即，故，2，3…，则时，此时最大为；
若波从P传向Q，则波速
解得…
当时，
故B错误，CD正确；
故选：CD。

频率，分两种情况讨论，根据题意得出每种情况波长的最大值，取较大的波长值，再根据波速公式求波速的表达式，从而分析波的传播方向。

本题的关键是分两种情况讨论求波长的最大值，牢记波速公式。

8.【答案】ACD
【解析】解：A、释放重物瞬间，对cd杆和重物整体，由牛顿第二定律得：，可得加速度大小为，故A正确；
BCD、最终ab杆及cd杆的加速度相同，设其为a，速度差为，由牛顿第二定律可知
对ab杆有：
对cd杆和重物整体，有
联立解得：，
最终ab杆所受安培力的大小为
则回路总的感应电动势为，又有，联立解得：，故B
错误，CD正确。

故选：ACD。

释放重物瞬间，对cd杆和重物整体，运用牛顿第二定律求解加速度大小。

最终ab杆、cd杆和
重物M具有相同大小的加速度，具有稳定的速度差，列出牛顿第二定律及法拉第电磁感应定律可求稳定时速度差，再求出感应电动势以及感应电流。

由求最终ab杆所受安培力的大小。

解答本题的关键要明确两杆的运动情况，知道最终ab杆及cd杆的加速度相同，要灵活选择研究对象，采用隔离法和整体法相结合求解加速度和安培力，比较简洁。

9.【答案】；；
【解析】解：游标卡尺的精度为，主尺读数为10mm，游标尺读数为
，则；
金属片搁在圆环上后重物做匀速直线运动，重物B过圆环瞬时速度大小
从释放重物到金属片落到圆环上过程，由机械能守恒定律得：
整理得：
M、m、g、d是常数，h与成正比，为得到过原点的直线，应绘制图象；
图象的斜率
故答案为：；；
根据游标卡尺的精度可读得数据；
根据实验原理及机械能守恒定律解答。

本题主要考查了机械能守恒定律的验证实验，根据实验原理掌握正确的实验操作，结合机械能守恒定律和图象完成分析，同时要熟练掌握运动学公式的应用。

10.【答案】A D 内接分压
【解析】解：电流表B的量程太小，因此电流表选择A；
根据欧姆定律，加在待测电阻和电流表两端的电压
因此电压表选择D；
因电流表内阻已知，因此电流表采用“内接法”；
由于滑动变阻器的阻值较小，为了得到更多的实验数据，滑动变阻器要采用分压式接法；
由于电压表的量程较小，保护电阻要串联在干路上，起分压限流作用；
根据以上分析，连接的实物图如图所示：
根据欧姆定律
因此待测电阻
故答案为：；D；内接；分压；连接的实物图见解析；。

电流表B的量程太小，据此选择电流表；根据欧姆定律求解加在待测电阻和电流表两端的电压，然后选择电压表；
由于电流表内阻已知，电流表采用内接法可以消除系统误差；由于滑动变阻器的阻值较小且便于多次测量，据此分析滑动变阻器的连接方式；
保护电阻要串联在干路上，根据以上分析连接实物图；
根据欧姆定律求待测电阻。

注意：电池阻的电动势较大，因此保护电阻要串联在干路上，起分压限流作用；电流表的量程较
小，因此所需电压表的量程也较小，为了变化电表安全，滑动变阻器要采用分压式接法。

11.【答案】解：如图所示，由折射定律有
由最后的出射角等于最初的入射角，知
，
根据几何知识有
联立解得
光在冰品中的传播路程
太阳光在冰品中传播的速度为
则在冰品中传播的时间为
联立解得
答：冰晶的折射率为；
从AB中点射入的光线在冰晶内的传播时间为。

【解析】根据题意作出光路图，根据折射定律结合几何关系作答：
根据几何关系解得光程结合光速的公式解得传播时间。

解决该题的关键是正确作出光在介质中传播的光路图，掌握折射定律求解入射角，能正确分析出射光线与入射光线的偏转角度。

12.【答案】解：设小球摆动到最低点时速度为，小球由静止摆至最低点过程，由机械能守
恒定律得：，代入数据解得
在最低点，由牛顿第二定律得，解得
设碰后瞬间小球、小物块的速度分别为、，规定向右为正方向，根据动量守恒定律有
根据机械能守恒定律有
代入数据解得，
再次对小球在最低点应用牛顿第二定律得
代入数据解得
则
设小物块滑到长木板的最右端时共同速度为v，对小物块和长木板组成的系统，取水平向右为
正方向，由动量守恒定律得
由能量守恒定律得
联立解得
答：小球与小物块碰撞前后轻绳对小球的拉力大小和的比值为；
长木板的长度L为。

【解析】小球下摆过程机械能守恒，应用机械能守恒定律可以求出小球到达最低点时的速度，在最低点，对小球应用牛顿第二定律可以求出细线的拉力，小球与小物块发生碰撞的过程中，根据动量守恒定律和系统机械能守恒定律求出小球的碰后速度，根据牛顿第二定律求出在最低点绳子对小球的拉力，进而求出二者的比值。

小物块恰好滑动长木板的右端，根据系统动量守恒定律、能量守恒定律可以求出长木板的长度。

本题考查了动量守恒定律的应用，根据题意分析器清楚小球的运动过程是解题的前提与关键，应
用机械能守恒定律、动量守恒定律与能量守恒定律可以解题。

13.【答案】解：粒子进入磁场的方向如图所示
A点为粒子水平位移的中点，AB的长度为，
则：，解得，所以P点坐标为
带电粒子在竖直方向的速度为，又
电粒子在水平方向做匀速直线运动，则：，联立解得
由题意得：
，联立解得
带电粒子在电场中运动的回旋角为240度，所以，，解得
设带电粒子在的磁场里面做圆周运动的半径为小r，则，解得，
带电粒子在两个磁场区域里运动为一个周期的话，那么带电粒子每经过一个周期沿x负方向位置变换为，
带电粒子与y轴相切的情形如上图：根据几何关系可得
解得：
答：求匀强电场的场强大小为，P的坐标为
两点间距d为，粒子在磁场中运动的时间为
若粒子运动到点N瞬间，将的区域的电场撤去，改为垂直于xOy平面向里，大小为
的匀强磁场，结果使得粒子的轨迹在之后的运动中能够与y轴相切，为
【解析】带电粒子在电场当中做类平抛运动，由类平抛运动的规律即可求解，
带电粒子在磁场中做匀速圆周运动，根据几何关系即可求解；
带电粒子在的区域做圆周运动与y小于0的区域做圆周运动。

根据几何关系，寻找规律即可求解。

本题考查带电粒子在组合场中的运动。

解题的关键是要知道类平抛运动的规律以及是几何关系的确定。

本题有一定难度。