2023届湖南省长沙市五校联考高三下学期二模物理试卷及答案

姓 名
绝密★启用前 准考证号
市二 模 2023年普通高等学校招生考试全仿真模拟试卷物 理
注意事项:
1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在本试卷和答题卡上。

2．回答选择题时，选出每小题答案后，用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。

回答非选择题时，将答案写在答题卡上。

写在本试卷上无效。

3．考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。

第Ⅰ卷 选择题（共49分）
一、单项选择题：本题共6小题，每小题4分，共24分，每题的四个选项中只有一个选项符
合题目要求的。

1．太阳目前处于主序星阶段，氢燃烧殆尽后将发生氦闪，进入红巨星阶段，电影《流浪地球》
就是在此背景下展开，“氦闪”是氦（24He ）的聚变变成碳的过程，→22448He Be ，48Be 极不
稳定，短时间再结合一个氦+→4824612
Be He C 变成碳的过程，已知原子核的比结合能-质量数
的图像如图，2
4He 的纵坐标为7.08，612C 的纵坐标为7.69，下列说法中正确的是（ ）
A. 原子核的结合能越大，原子核就越稳定
B. 一次氦闪放出的核能为7.32Mev
C. 氦4的核子平均质量小于碳12的核子平均质量
D. 氦4的结合能为7.08Mev
2．图像法、微元累积法是常用的物理研究方法。

如图所示某质点沿直线运动，运动速率的倒数
v
1与位移x 的关系(OA 与AA ′距离相等)，关于质点的运动，下列
说法正确的是（ ）
A. 质点做匀变速直线运动
B.
v 1–x 图线斜率等于质点运动的加速度 C. v 1–x 图线与轴围成的面积没有实际的物理意义 D. 质点从C 运动到C ′所用的运动时间是从O 运动到C 所用时间的3倍
3．如图甲所示，用瓦片做屋顶是我国建筑的特色之一。

铺设瓦片时，屋顶结构可简化为图乙所示，建筑工人
将瓦片轻放在两根相互平行的檩条正中间，若瓦片能
静止在檩条上。

已知檩条间距离为d ，以下说法正确
的是（ ）
A. 减小檩条间的距离d 时，瓦片可能会下滑
B. 减小檩条的倾斜角度θ时，瓦片与檩条间的弹力
变小
C. 增大檩条间的距离d 时，瓦片与檩条间的摩擦力变大
D. 增大檩条间的距离d 时，瓦片与檩条间的弹力变小
4．人体的细胞膜模型图如图a 所示，由磷脂双分子层组成，双分子层之间存在电压（医学上
称为膜电位），现研究某小块均匀的细胞膜，厚度为d ，膜内的电场可看作匀强电场，简化模型如图b 所示，初速度可视为零的一价
正钾离子仅在电场力的作用下，从图中的A
点运动到B 点，下列说法正确的是（ ）
A. 钾离子的电势能增大
B. A 点电势等于B 点电势
C. 若膜电位增加，则钾离子进人细胞内的速度更大
D. 若膜电位不变，膜的厚度越大，则钾离子进入细胞内的速度越大
5．如图所示为一斜边镀银的等腰直角棱镜的截面图。

一细黄
光束从直角边AB 以角度θ入射，依次经AC 和BC 两次
反射，从直角边AC 出射。

出射光线相对于入射光线偏转
了α角，则α（ ）
A ．等于90°
B ．大于90°
C ．小于90°
D ．与棱镜的折射率有关
6．如图甲所示，曲面为四分之一圆弧、质量为M 的滑块静止在光滑水平地面上，一光滑小
球以某一速度水平冲上滑块的圆弧面，且没有从滑块上端冲出去，若测得在水平方向上小球与滑块的速度大小分别为1v 、2v ，作出图像如图乙所示，重力加速度为g ，不考虑任何阻力，则下列说法不正
．．确．
的是（ ） A. 小球的质量为b M a
B. 小球运动到最高点时的速度为ab a b
+ C. 小球能够上升的最大高度为()2
2a a b g
+ D. 若b a >，小球在与圆弧滑块分离后向左做平抛运动
二、多项选择题：本题共5小题，每小题5分，共25分，在每小题给出的四个选项中，有多
项符合题目要求。

全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。

8．如图所示，理想变压器原、副线圈匝数比为2∶1，三只完全相同的灯泡L 1、L 2、L 3连接
如图。

当开关 S 闭合时，L 2、L 3均能正常发光。

保持电源电
压不变，断开开关 S ，则 （ ）
A. L 2、L 3仍能正常发光
B. 三只灯泡的亮度相同
C. 电源的输出功率变大
D. 电源的输出功率变小
9．如图甲所示，在同一均匀介质中波源1S 、2S 相距5m ，在0=t 时，同时向外发出两列相干波，
波源处的质点的振动图像均如图乙所示。

在以1S 、2S 连线为直径、
O 为圆心的圆周上有A 、B 两点，且13m AS =，B 点在1S 、2S 连线中垂线上，两列波在介质中传播速度大小均为2.5m /s 。

则下列判断正确的有（ ）
A. 甲、乙两列波在介质中的波长为0.5m
B. 在135s t =.
时，A 处质点处于波谷 C. A 点为振动加强点，振幅为1cm
D. 在整个圆周上（除1S 、2S 之外）一共有10个振动加强点
10．蹦极是一项非常刺激的户外休闲活动.图甲为蹦极的场景,一游客从蹦极台下落的速度－位
移图象如图乙所示.已知弹性轻绳的弹力与伸长量的关系符合胡克定律，游客及携带装备的总质量为50 kg ，弹性轻绳原长为10 m ，若空气阻力恒定，游客下落至5m 处时速度大小为 103 m/s ，重力加速度g 取10 m/s 2.下列正确的是( )
A. 整个下落过程中，游客先处于失重后处于超重状态
B. 游客及携带装备从静止开始下落15 m的过程中重力的冲量为750 N·s
C. 游客在最低点时，弹性势能最大为13 000 J
D. 弹性绳长为20 m时，游客的加速度大小为9 m/s2
11．如图，两根相同“Y”形等高光滑金属导轨竖直放置，顶端水平，间距为d，中间跨接一电容为C不带电的电容器，初态开关S为断开状态，a棒水平静止于顶端，b棒被水平锁定在电容器的下方，两棒与导轨接触良好，都处在磁感应强度大小为B方向相反的有界匀强磁场中，虚线为两磁场的分界线(磁场未画出，其方向均垂直纸面)，b棒初始位置离导轨末端高度为h1，现解除锁定让b棒由静止下落，刚脱离轨道末端瞬间立即闭合开关S，再经时间△t 秒后a棒跳离导轨顶端，上升最大高度为h2，已知两棒质量均为m，重力加速度为g，不计一切摩擦阻力及电阻，则（）
A. 如果h1足够大，解除锁定后b棒将在导轨后段做匀速运动
B. b棒离开导轨时速度大小为v=
C. 跳离过程中电容器两端电压变化U
∆=
D. 跳离后电容器所带电量可能为零
第Ⅱ卷非选择题（共51分）
三、填空题：本题共2小题，共16分。

12.（6分）某实验小组利用如图甲所示的装置验证机械能守恒定律，在动滑轮的下方悬挂重
物A、定滑轮的下方悬挂重物B，重物B上固定一遮光条，遮光条的
宽度为d，已知重物B与遮光条的质量是重物A的2倍，悬挂滑轮的
轻质细线始终保持竖直，滑轮的质量忽略不计。

（1）开始时，绳绷直，重物A、B处于静止状态。

释放后，A、B开始
运动，测出遮光条通过光电门的时间t，则重物B经过光电门时
的速度为v=_______（用题中所给的字母表示）。

（2）用游标卡尺测得遮光条的宽度如图乙所示，则遮光条的宽度
d=________cm。

（3）测得开始释放时遮光条中心到光电门中心之间的高度为h，测得遮光时间为t。

如果系统的机械能守恒，应满足的关系式为___________（已知当地重力加速度大小为g，用实验中所测得的物理量的字母表示）。

13.（10分）我国清洁能源设备生产规模居世界首位。

太阳能电池板在有光照时，可以将光能
转化为电能，在没有光照时，可以视为一个电学器件。

某实验小组根据测绘小灯泡伏安特性曲线的实验方法，探究一个太阳能电池板在没有光照时（没有储存电能）的I﹣U特性。

所用的器材包括：太阳能电池板，电源E，电流表A，电压表V，滑动变阻器R，开关S 及导线若干。

该实验小组根据实验得到的数据，描点绘出了如图乙的I﹣U图象。

（1）为了达到上述目的，实验电路应选用图甲中的图（填“a”或“b”）。

（2）已知电压表的量程为3V、内阻为30kΩ，若要将该电压表改装成量程为4V的电压表，该电表需串联一个kΩ的电阻。

（3）当有光照射时，太阳能电池板作为电源，其路端电压与总电流的关系如图丙所示，若把它与阻值为2kΩ的电阻连接构成一个闭合电路，在有光照射情况下，该电池板的效率是%．（结果保留两位有效数字）
（4）由图乙可知，太阳能电池板在没有光照时（没有储存电能）的伏安特性曲线，太阳能
电池板没有光照时（没有储存电能）用符号S R 表示，将两个这样同规格的电池板接入电路如丁图所示，已知电源电动势E =3.5V ，内阻r =100Ω，定值电阻R 1=400Ω,可得每个电池板消耗的功率 mW （保留三位有效数字）， 若考虑测伏安曲线过程电压表分流，该功率测量值 真实值（填“大于”、“等于”或“小于”）。

四、计算题：本题共3小题，其中第14题9分，第15题12分，第16题14分，共35分。

写出必要的推理过程，仅有结果不得分。

14.（9分）压燃式四冲程柴油发动机具有动力大、油耗小、低排放等特点，被广泛应用于大
型机车及各种汽车中，表中所示的是某柴油机的部分参数。

柴油发动机最早是由德国工程师R·狄塞尔于1892年设计，因此，其发动机工作过程也被称为“狄塞尔循环”，如图所示为理想的狄塞尔循环p V -图像，其中a b →为绝热压缩过程，b c →为等压吸热过程，c d →为绝热膨胀过程，d a →为等容放热过程，现假定某气缸中封闭一定质量的理想气体，进行“狄塞尔循环”，在初始状态a 时，气体的体积0V 、压强0p 、温度 =27℃为已知量，经过狄塞尔循环，由a b c d a →→→→，气体在状态b 时的体积 、气体在状态c 时的体积
2015
V V =。

试求： （1）
“压缩比”就是指发动机混合气体被压缩的程度,用压缩前的气体体积与压缩后的气体体积之比。

a b →过程，“压缩比”为15:1。

气体在b 状态时柴油恰好自燃，求b 状态的压强1p 。

（2）若a b →过程中外界对气体做功为1W ，b c →过程中气体吸热为Q ，c d →过程中气体
对外界做功为2W ，求b c →过程中气体对外界做功，并求出a b c d →→→过程中封闭气体内能变化量U ∆。

15.（12分）现有一对半圆柱体回旋加速器置于真空中，如图所示，其半径为R，高度为H，
两金属盒半圆柱体间狭缝宽度为d，有垂直于盒面向下、磁感应强度大小为B的匀强磁场和垂直于盒面向下、电场强度大小为E的匀强电场，磁场仅存在于两盒内，而电场存在于整个装置，两盒间接有电压为U的交流电。

加速器上表面圆心A处有一粒子发射器，现有一电荷量为q 、质量为m的粒子从A点飘入狭缝中，初速度可以视为零。

不考虑相对论效应和重力作用，若粒子能从加速器下表面边缘离开，求：
E；
（1）若U未知，粒子从A点到离开加速器下表面边缘所用时间t及动能
k （2）粒子在狹缝中被加速的次数n；
（3）若H未知，粒子在狭缝中被加速的时间与在磁场中运动的时间的比值。

16.（14分）从纳米海绵到nm 7芯片，纳米技术正在极大改善我们的生活。

纳米技术中需要移
动操控原子，必须使在不停做热运动的原子几乎静止下来，为此发明的激光制冷技术与下述力学缓冲模型类似。

图甲中轻弹簧下端固定在倾角为030=θ的足够长光滑斜面底端，上端与质量为m 2的物块B 相连，物块B 处于静止状态，现将质量为m 的物块A 置于斜面上B 的上方某位置处，AB 可以看作质点，相距9d ，B 与斜面之间有智能涂层材料，可对B 施加大小可调节的阻力，当B 的速度为零时涂层对其不施加作用力。

在某次性能测试中，光滑物块A 从斜面顶端被静止释放，之后与B 发生正碰,碰撞后B 向下运动2d 时速度减为零并立即被智能涂层锁住，此过程中B 受到涂层的阻力大小f 与下移距离s 之间的关系如图乙中的图像。

已知B 静止在弹簧上时，弹簧压缩量为d ，重力加速度为g ，弹簧始终处于弹性限度范围内。

求：
（1）AB 碰后瞬间各自的速度，通过计算判断是否为弹性碰撞；
（2）在B 第一次向下运动过程中，当A 的动能为mgd 128
1时B 的速度大小； （3）若撤除弹簧，将B 锁定在原位置，AB 碰撞前瞬间自动解除锁定，B 受到涂层的阻力
大小f 与下移距离s 之间的关系为s d
mg mg f 2+=，写出B 碰后到第一次达到最低点过程位移S 与时间t 的关系式。

高考全仿真模拟考试
物理参考答案
选择题答案：
题号
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 答案 B D A C A C BD BD AC AD BCD 一、选择题：本题共6小题，每小题4分，共24分，每题的四个选项中只有一个选项符合题目要求的。

1、答案：B
2、答案：D
3、【答案】A
【详解】A ．檩条对瓦片的两个弹力等大，合力等于cos mg θ，当减小檩条间的距离d 时，两弹力夹角减小，则弹力减小，最大静摩擦力减小，瓦片可能会下滑，A 正确； B ．减小檩条的倾斜角度θ时，则cos mg θ增大，瓦片与檩条间的弹力变大，B 错误； CD ．增大檩条间的距离d 时，两弹力夹角增大，则弹力增大，但摩擦力等于sin mg θ不变，CD 错误。

故选A 。

4、【答案】C
【解析】钾离子运动中电场力做正功，所以钾离子的电势能减小，A 错误；初速度可视为零的一价正钾离子仅在电场力的作用下，从图中的A 点运动到B 点，则电场线从A 到B ，沿电场线电势降低，所以A 点电势大于B 点电势，B 错误；由动能定理可知212
qU mv = 若膜电位不变时，即电压U 不变时，钠钾子进入细胞内的速度不变；电压U 增加时，速度增大，C 正确D 错误，。

5、答案：A 。

解：题图已经画出此过程中光的传播路径，通过BC 作出△ABC 的对称图形，如图所示：
根据对称性可知，从CD 边射出的光线与法线的夹角也为θ，所以光线从AC 射出时与法
线的夹角也为θ；
由于垂直于AB 的法线与垂直于AC 的法线相互垂直，根据数学知识（一个角的两边与另一个角的两边相互垂直，这两个角相等或互补）可知，从AC 边射出的光线与入射光线相互垂直，故出射光线相对于入射光线偏转角为α＝90°，故A 正确、BCD 错误。

6、答案：C 。

【详解】A ．设小球的质量为m ，初速度为0v ，在水平方向上由动量守恒定律得
12mv mv Mv =+ 02
1mv m v v M M
=− 结合图乙可得 b m a M
= 0a v =
则小球的质量
b m M a
=
A 正确； D ．若a b =，小球与滑块质量相等，小球在与圆弧滑块分离时，由水平方向上动量守恒定律知两者交换速度。

小球速度为零，小球在与圆弧滑块分离后做自由落体运动，D 正确。

B ．小球运动到最高点时，竖直方向速度为零，在水平方向上与滑块具有相同的速度v 共，在水平方向上由动量守恒定律得
()mv m M v =+共 解得
0mv v m M
=
+共 由A 项化简得 ab v a b =
+共 B 正确；
C ．小球从开始运动到最高点的过程中，由机械能守恒定律得
22011()22
mv m M v mgh =++共
解得
20
2()Mv h m M g
=
+ 由A 项化简得
3
2()a h a b g
=
+ C 错误。

本题选不正确项，故选C 。

二、选择题：本题共5小题，每小题5分，共25分，在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。

全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。

8、答案BD
【解析】】理想变压器原、副线圈匝数比为2∶1，则灯泡额定电压1
2
L U U = ，根据变压器电流与匝数成反比可知
1
2231
2
L L I I I I === 故流过3个灯泡电流相同，则亮度相同，原线圈两端电压减小，则副线圈电压变小，小于额
定电压，则L 2、L 3不能正常发光，设额定电流为0I ，闭合时，原线圈电流
10'I I =
断开后，副线圈电流减小，则原线圈电流减小，电源的输出功率1P I U = ，变小，故BD 正确AC 错误。

故选BD 。

10.【答案】AD
【解析】 由题图乙可知游客从蹦极台下落过程先加速后减速，即先有向下的加速度后有向上的加速度，所以游客先处于失重后处于超重状态，选项A 正确；以游客及携带装备为研究对象，从静止开始下落15 m 的过程中，由动量定理得I 合=I G －I F －I f ＝mv ＝50×15 N·s ＝750 N·s ，故重力的冲量大于750N·s ，选项B 错误； 游客在前5m 做匀加速直线，2
112
1(mv h f mg =
−）得f=50N ，从下落至最低点过程中能量
守恒：fh E mgh m P +=得E PM =500×26-50×26=11700J ，选项C 错误
游客下落15m 时合力为0时速度最大，此时弹性绳的弹力和阻力等于游客及携带装备的总重力，即f +k Δx ＝mg ，解得k ＝
x
f
mg ∆−＝90 N/m ，弹性绳长为20 m 时，弹性绳的弹力F ＝k Δx ′＝90×(20－10) N ＝900 N ，根据牛顿第二定律得F+f －mg ＝ma ，则a ＝9 m/s 2，选项D 正确.
11、参考答案：BCD 三、非选择题：共51分。

12.（6分）【答案】 （1）
d t
（2）1.020 （3） ggℎ=3dd 2
4tt 2
13.（10分）答案：（1）a （2）10 （3）80（78-82均给分）（4）2.62（2.55-2.70均给分）、大于
解析：（1）特性曲线，电压电流能从零开始变化，滑动变阻器用分压式接法，故选用a 图。

（2）由串联分压可知，Ω=Ω
−=
K K V V
R 10303)34(。

（3）作图可得：808
.225
.2≈==E U η%
（填写78-82均给分）
（4）丁图等效内阻为Ω=Ω+×=
80100400100
400,
r
等效电动势为V
V E 8.25.3==，
设每个S R 两端的电压为U ，每个S R 电流为I ， 由闭合电路欧姆定律可得,
,2Ir E U −= 代入数据得I U 1608.2−=
作图可得，每个电池板消耗的功率约为2.62mW
（填写2.55-2.70均给分）
甲图a 由于电压表分流，电流测量值偏大， 测量值比真实值交点上移，可得功率计算值偏大。

14（9分）答案：．（1）30PP 0；（2）WW 1+QQ −4PP 0VV 0−WW 2
丙
乙
【详解】（1）根据001101
p V pV
T T = （2分） 得 PP 1=30PP 0 （2分）
（2）a b →过程中外界对气体做功为1W ；
b c →过程中气体吸热为Q ，气体对外界做功
WW 0=PP 1(VV 2−VV 1)=4PP 0VV 0 （2分）
c d →过程中气体对外界做功为2W ；则被封闭气体在从状态a b c d →→→过程中其内能变
化量 ∆UU =WW 1+QQ −4PP 0VV 0−WW 2 （3分）
15.（12分）答案（1
222
2q B R qEH m
+；（2）222qB R mU ；（3）
2πd R 【详解】（1）粒子从A 点到离开加速器下表面边缘的过程中，竖直方向在电场力作用下做匀加速直线运动，由牛顿第二定律有qE ma =，2
12
H at =
（1分） 解得
t =
（1分） 粒子从加速器下表面边缘出去时在水平方向上的速度x v 取决于加速器金属盒的半径，由洛伦兹力提供向心力，有
2x
x mv qv B R
= （1分） 竖直方向上的速度
y
v at ==（1分） 则离开时的动能
()222222
k 11222x y q B R E mv m v v qEH m
==+=+
（1分） （2）由（1）分析可知
k E nqU qEH =+ （2分） 解得
22
2qB R n mU
=
（1分）
（3）设粒子在狭缝中被加速的时间为1t ，在磁场运动的时间为2t ，有
2112x nd a t =
，x qU ma d
= （1分） 解得
1BRd
t U
=
（1分） 粒子在磁场中运动的周期
2πm
T qB
=
已知粒子每经过一次狭缝，就会在磁场运动半个周期，则
221
π22BR t nT
U
== （1分） 则
122πt d t R
= （1分）
16.（14分）
【解答】（1）（6分）对A 下滑过程：2
02
1sin 9mv d mg =θ （1分） 解得：gd v 30=
对AB
2102mv mv mv += （1分）
碰后对B 下滑过程：
2
2
22
10222223sin 22mv d mg d d k kd d mg −=−+−
θ （1分） B 静止在弹簧上时有：
θsin 2mg kd = （1分）
可解得：B 碰后速度gd v 22=，方向沿斜面向下
A 碰后速度gd v −=1，方向沿斜面向上 （1分） 如果是弹性碰撞，还满足
2
2
212022
12121mv mv mv += 联立解得结果一致，故AB 为弹性碰撞 （1分）
（2）（5分）当A 动能为
mgd 128
1
时有： mgd mv A 128
1212= 得gd v A 8
1
±= （1分）
g
d g gd
gd t 47sin 81=
−=
θ或g d g gd
gd t 49sin 81
=
+
=θ
（1分） 对B 下滑过程：沿斜面向上为正方向：
ma mg s d
mg
mg s d k mg F 22222)(sin 2==−
+++−=θ合 （1分） 故B 下滑过程为匀减速直线运动，且g a = （1分） 故此时gt v v B −=2，代入可解gd v B 4
1
=或gd v B 41−=，说明此时B 已减速到0被涂层锁住，故B 速度大小为0或
gd 4
1
（1分） （3）（3分）依题，B 碰后瞬间：θsin 2mg mg f ==，是平衡位置，此后，以沿斜面向下为正方向，s d
mg
f m
g F 2sin 2−
=−=θ合，故该过程是简谐运动，类比弹簧振子模型有： （1分）
t T
A s π2sin =，22
2210220mv A A d mg
−⋅+
−，可解d A 4= （1分） 位移表达式对时间求导得：t T
T A v ππ
2cos 2=，平衡位置处速度
gd v T
A v m 222===π
可解
d g T 212=π，故t d
g d s 21sin 4= （1分）。