2023届高三下学期4月高考物理考前冲刺训练（河北适用）（含解析）

2023年高考考前冲刺训练（河北适用）
物理
第Ⅰ卷（选择题）
一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28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．石头在倾斜的斜坡上，仅从物理角度分析这幅画，下列说法正确的是（　　）
A．人对石头的力大于石头的重力
B．石头可能只受3个作用力
C．斜坡对石头一定没有静摩擦力
D．如果人不推石头，石头一定滚下来
2．作用在飞机上的气动力和发动机推力的合力与飞机质量之比称为飞机的过载。则当飞机以g的加速度向上加速时，我们称飞机的过载为2g。现有一位飞行员所能承受的最大过载为9g，已知g取，声速约为340 m/s，当飞机在竖直面内以声速做圆周运动在经过最低点时对其半径的要求是（　　）
A．小于1284 m B．大于1284 m C．小于1445 m D．大于1445 m
3．《流浪地球2》影片中，太空电梯高耸入云，在地表与太空间高速穿梭。太空电梯上升到某高度时，质量为2.5 kg的物体重力为16 N。已知地球半径为6371 km，不考虑地球自转，则此时太空电梯距离地面的高度约为（　　）
A．1593 km B．3584 km C．7964 km D．9955 km
4．已知金属锌的逸出功为3.34 eV。如图所示为氢原子能级图，氢原子中的电子从n＝3能级跃迁到n＝1能级可产生a光，从n＝2能级跃迁到n＝1能级可产生b光。a光和b光的波长分别为λa和λb。现用a、b两光分别照射金属锌表面均可产生光电效应，遏止电压分别为Ua和Ub。下列说法正确的是（　　）
A．b光的光子能量为3.4 eV
B．λa＞λb
C．Ua＞Ub
D．a光照射金属锌表面产生的光电子的最大初动能为6.86 eV
5．如图所示，以点电荷－Q为球心画出两个球面1和2，半径分别为R1和R2，a点位于球面1上，b点位于球面2上。下列说法正确的是（　　）
A．a点电势高于b点电势
B．a、b两点场强比为R22∶R12
C．穿过球面l的电场线总条数比穿过球面2的多
D．将带正电的点电荷q从a移动到b电势能减小
6．如图甲所示，某同学在研究电磁感应现象时，将一线圈两端与电流传感器相连，强磁铁从长玻璃管上端由静止下落，电流传感器记录了强磁铁穿过线圈过程中电流随时间变化的图像，时刻电流为0，如图乙所示。下列说法正确的是（　　）
A．在时刻，穿过线圈的磁通量的变化率为0
B．在到时间内，强磁铁的加速度大于重力加速度
C．强磁铁穿过线圈的过程中，受到线圈的作用力先向上后向下
D．在到的时间内，强磁铁重力势能的减少量等于其动能的增加量
7．如图所示，理想变压器的原、副线圈匝数分别为n0＝100、n1＝200和n2＝300，两个副线圈分别接有电阻R1＝5 Ω、R2＝10 Ω和R3＝5 Ω。当原线圈中接入正弦交流电源时，理想电压表的示数为U＝5 V。不计线圈电阻，理想电流表的读数为（　　）
A．3 A B．A C．7 A D．A
二、多选选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，有多项是符合题目要求的。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有错选的得0分。
8．某跳水运动员在训练时，自离开跳台开始计时到完全落入水中，其速度随时间变化情况可简化如图所示，选向下为正方向，下列结论正确的是（　　）
A．0～t2为空中运动时间，该段时间内，速度始终向下
B．在t2～t3时间内，加速度大小逐渐减小
C．在0～t1内，平均速度
D．在t2～t3时间内，平均速度
9．如图，在边长为L的正方形abcd的区域内存在着方向垂直纸面的匀强磁场，d点处有一离子源，可以平行纸面向正方形abcd所在区域的任意方向发射质量为m，电荷量为q，速率均为v的正离子，入射速度方向与dc夹角为α的离子恰好在bc中点e且垂直bc射出，则下列说法正确的是（　　）
A．离子在正方形区域运动的轨迹半径为
B．磁场的磁感应强度大小为
C．自c点离开磁场的离子在d点射入时方向与cd夹角的正弦值为
D．速度方向恰当时，有离子可以自b点离开磁场
10．水平地面上有一足够长且足够宽的固定斜面，倾角为37°，小明站在斜面底端向斜面上投掷可视作质点的小石块。若石块出手时的初速度方向与水平方向成45°，出手高度为站立点正上方1.8 m，重力加速度。下列说法正确的是（　　）
A．若石块的飞行轨迹所在平面与斜面底边垂直，石块在斜面上的落点恰好与出手点等高，则石块出手时的初速度为
B．若石块的飞行轨迹所在平面与斜面底边垂直，石块在斜面上的落点恰好与出手点等高，则石块出手时的初速度为
C．若石块的初速度大小一定，当石块的飞行轨迹所在平面与斜面底边垂直时，石块飞行时间最短
D．若投出石块的最大初速度为8 m/s，则石块在斜面上与出手点等高的所有落点所组成的线段长度不会超过12 m
第Ⅱ卷（非选择题）
三、非选择题：共54分。第11～14题为必考题，每个试题考生都必须作答。第15～16题为选考题，考生根据要求作答。
（一）必考题：共42分
11．(6分)某实验小组利用如图甲所示的实验装置测量物体的质量：一根跨过轻质定滑轮的轻绳一端与质量为m的重物P相连，另一端与待测物块Q（Q的质量大于m）相连，重物P的下端与穿过打点计时器的纸带相连，已知当地重力加速度大小为g。
(1)某次实验中，先接通频率为50 Hz的交流电源，再由静止释放待测物块Q，得到如图乙所示的纸带，已知相邻计数点之间的时间间隔是，AB、BC、CD……FG之间的间距分别是x1、x2、x3……x6。则由纸带可知待测物块Q下落的加速度大小a＝________（用题目和图中已知字母表示）；
(2)在忽略阻力的情况下，待测物块Q的质量可表示为M＝________（用字母m、a、g表示）；
(3)若考虑空气阻力、纸带与打点计时器间的摩擦及定滑轮中的滚动摩擦，则待测物块Q质量的测量值会______填“偏大”或“偏小”)。
12．(10分) 如图所示，图甲为热敏电阻的R－t图像，图乙为用此热敏电阻和继电器组成的一简易温控开关，继电器的电阻为60 Ω。当继电器电流超过10 mA时，衔铁吸合，加热器停止加热，实现温控。为继电器线圈供电的电池E的内阻不计。图中的“电源”是恒温箱加热器的电源。
(1)提供以下实验器材：电源（3 V），电源（6 V），滑动变阻器R1（0～20 Ω），滑动变阻器R2（0～220 Ω）。为使该装置实现对20～60℃之间任意温度的控制，电源应选______（填“E1”或“E1”）；滑动变阻器应选______（填“R1”或“R2”）。
(2)为了实现恒温箱系统保持温度为40℃，实验时进行了以下操作：
①断开开关，将滑动变阻器的阻值调节至最大，将电阻箱调到一固定的阻值______Ω；
②将单刀双掷开关向c端闭合；
③缓慢调节滑动变阻器的阻值观察到继电器的衔铁恰好被吸合；
④保持滑动变阻器的位置不变，将单刀双掷开关向另一端闭合，恒温箱系统正常工作；
(3)若恒温箱系统要保持温度为40℃，则需把滑动变阻器调节到______Ω；若恒温箱系统要保持温度为35℃，则滑动变阻器正常工作时须向______（填“左”或“右”）移动滑动触头。
13．(11分)如图所示，真空中竖直放置的圆柱体底面圆半径R＝0.4 m，高h＝0.4 m，圆柱体上表面放有一个荧光屏，底面中心处有一点状放射源S，仅在底面圆所在平面内向各个方向均匀发射α粒子，所有α粒子的速率均为，已知α粒子的比荷为，α粒子重力忽略不计。
(1)现给圆柱体内只施加竖直向上的匀强磁场B，使所有α粒子恰好能束缚在圆柱体区域内，求匀强磁场的磁感应强度B的大小；
(2)现给圆柱体内只施加竖直向上的匀强电场E，使所有α粒子均能打到荧光屏上，则所加匀强电场至少需要多大？
14．(15分)跑酷不仅可以强健体质，也可使得自身反应能力更加迅速。现有一运动员在图示位置起跳，运动过程姿势不变且不发生转动，到达墙面时鞋底与墙面接触并恰好不发生滑动，通过鞋底与墙面间相互作用可以获得向上的升力。已知运动员起跳时速度为，与水平方向夹角为θ，到达墙壁时速度方向恰好与墙面垂直，运动员鞋底与墙面的动摩擦因数为μ（），最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g，全过程忽略空气阻力影响。
(1)求运动员起跳时的水平分速度与竖直分速度；
(2)运动员与墙发生相互作用的时间为t，蹬墙后速度竖直向上，不再与墙发生相互作用，求蹬墙后运动员上升的最大高度H；
(3)若运动员蹬墙后水平方向速度大小不变，方向相反，为了能够到达起跳位置的正上方，且距离地面高度不低于蹬墙结束时的高度，求运动员与墙发生相互作用的最长时间tm。
（二）选考题：共12分。请考生从2道题中任选一题作答。如果多做，则按所做的第一题计分。
15．[物理——选修3－3]（12分）
(1)(4分)如图所示，一定质量的理想气体的p－图像如图所示，图中ab线段的反向延长线过坐标原点，则a→b过程中，该理想气体对外界______（填“做正功”、“做负功”或“不做功”），理想气体的温度______（填“升高”“降低”或“不变”）。
(2)(8分)工业测量中，常用充气的方法较精确地测量特殊容器的容积和检测密封性能。为测量某空香水瓶的容积，将该瓶与一带活塞的气缸相连，气缸和香水瓶内气体压强均为p0，气缸内封闭气体体积为V0，推动活塞将气缸内所有气体缓慢推入瓶中，测得此时瓶中气体压强为p，香水瓶导热性良好，环境温度保持不变。
①求香水瓶容积V；
②若密封性能合格标准为：在测定时间内，漏气质量小于原密封质量的1%视为合格。将该空香水瓶封装并静置较长一段时间，发现瓶内气体温度从T升高到1.2T，其压强由p变为1.16p，通过计算判断该瓶密封性能是否合格。
16．[物理——选修3－4]（12分）
(1)(4分)利用图（a）所示的装置（示意图），观察蓝光的干涉、衍射现象，在光屏上得到如图（b）中甲和乙两种图样，则甲应是______（选填“干涉”或“衍射”）图样。若将蓝光换成红光，干涉图样中相邻两个亮条纹的中心间距______（选填“变长”“变短”或“不变”）。
(2)(8分)一列简谐横波沿x轴传播，图甲为t＝0时刻的波形图，图乙为质点P的振动图像。P是介质中x＝2 m处的质点，Q质点在t＝0时刻的位置坐标如图甲所示。求：
①该简谐波的传播方向及速度；
②Q质点的横坐标xQ和Q质点的振动方程。
物理答案
1．【答案】B
【解析】石头在斜坡上可能只受到重力和支持力以及摩擦力，不受人的作用力，也有可能受到重力、人对石头的作用力，不受斜坡的作用力，还有可能受到重力、斜坡的作用力以及人的作用力，所以人对石头的力与石头的重力的大小关系无法确定，A错误；石头可能受到2个力作用，也可能受到3个力作用，还有可能是4个力作用，B正确；当人对石头没有作用力时，石头处于静止状态，一定受到斜坡的支持力和摩擦力作用，C错误；当石头只受重力、斜坡对石头的支持力和静摩擦力处于平衡时，即使人不推石头，石头也不会滚下来，D错误。
2．【答案】D
【解析】飞机在竖直面内以声速做圆周运动在经过最低点时，根据牛顿第二定律可得，飞行员所能承受的最大过载为9g，则有，联立解得，故选D。
3．【答案】A
【解析】设地球的半径为R，地球质量为M，引力常量为G，地球表面重力加速度为g0，太空电梯离地高度为h，太空电梯所在位置的重力加速度为g′，根据万有引力公式有，，代入数据有，，解得太空梯距离地面高度为，故选A。
4．【答案】C
【解析】根据能级跃迁知识有，，a光光子的能量大于b光光子的能量，即a光光子的频率大于b光光子的频率，a光的波长小于b光的波长，故A错误，B错误；根据爱因斯坦光电效应方程有，a光照射金属锌表面产生的光电子的最大初动能，遏止电压，同理b光照射金属锌表面产生的光电子的最大初动能，遏止电压，，故C正确，D错误。
5．【答案】B
【解析】点电荷的电场线指向点电荷，电势沿电场线方向降低，则a点电势低于b点电势，故A错误；根据点电荷产生的电场公式，则a、b两点场强比为，故B正确；穿过任何一个球面的电场线总条数相同，故C错误；将带正电的点电荷q从a移动到b，电势升高，电势能增加，故D错误。
6．【答案】A
【解析】时刻电流为0，说明感应电动势为零，由可知穿过线圈的磁通量的变化率为0，故A正确；由“来拒去留”可知在到时间内，强磁铁受到线圈向上的作用力F，且初始阶段有F小于重力，由，可知初始阶段强磁铁的加速度小于重力加速度，故B错误；由“来拒去留”可知强磁铁穿过线圈的过程中，受到线圈的作用力始终向上，故C错误；在到的时间内，强磁铁重力势能的减少量等于其动能的增加量加上线圈的内能，故D错误。
7．【答案】C
【解析】设原线圈两端的电压为，副线圈两端的电压为，副线圈两端的电压为，由串并联电路特点可知副线圈两端的电压为，由理想变压器原理可得，由能量守恒定律得，解得，故选C。
8．【答案】BC
【解析】0～t2为空中运动时间内，速度先为负值，后为正值，则速度方向先向上，后向下，故A错误；v－t图像斜率的绝对值表示加速度大小，由图可以看出，在t2～t3时间内图线斜率逐渐减小，加速度大小逐渐减小，故B正确；在0～t1内，图线斜率不变，表示匀变速直线运动，则由匀变速直线运动推论，平均速度等于初、末速度和的一半，故C正确；v－t图像与坐标轴所围的面积表示位移，由图像可以看出，实际图线在t2～t3时间内围的面积小于虚线（匀减速到零）所围面积，平均速度等于位移与所用时间的比值，所以此段时间内的平均速度小于此段时间内匀减速到零的平均速度，故D错误。
9．【答案】AD
【解析】如图甲所示，设离子轨道半径为R，根据几何关系可得，解得，A正确；根据洛伦兹力提供向心力，可得，解得，B错误；如图可得，C错误；沿da方向入射的离子因为半径大于L，所以改变入射方向可以有离子自b点离开磁场，D正确。
10．【答案】ACD
【解析】石块出手时的初速度方向与水平方向成45°，则，可得，石块落在1.8m高的斜面上，则，则石块的水平位移，由石块斜向上运动时，，又，解得，所以石块出手时的初速度为，故A正确，B错误；若石块的初速度大小一定，当石块的飞行轨迹所在平面与斜面底边垂直时，石块在斜面上的落点最高，石块下落时间最短，石块飞行时间最短，故C正确；若投出石块的初速度为8m/s，则，石块在斜面上的落点恰好与出手点等高处，最大运动时间，最大水平位移为，石块在斜面上与出手点等高处与出手点最近点距离x＝2.4m，则石块在斜面上与出手点等高的最远点与最近点的距离，则石块在斜面上与出手点等高的所有落点所组成的线段长度不会超过，故D正确。
11．【答案】(1) (2) (3)偏小
【解析】(1)物体P和Q一起做匀加速运动，故对于相等时间间隔的相邻的两个点之间位移差有，所以。
(2)忽略阻力的情况下，根据牛顿第二定律有，整理得到。
(3)若考虑各种阻力，则测到的加速度偏小，故物体Q质量的测量值会偏小。
12．【答案】(1) (2)60 (3)180 左
【解析】(1)为使该装置实现对20～60℃之间任意温度的控制，滑动变阻器的最大阻值必定大于热敏电阻的电阻变化，故R＞110Ω，滑动变阻器选用；又有继电器电阻，电路中的电流，计算可知，若选用6V的电源，电路中的最小电流仍大于10mA，无法实现温控功能，而3V的电源可以满足实验要求，故选用电源。
(2)由题图甲可知40℃时热敏电阻对应阻值为60 Ω，因此需将电阻箱阻值调到60 Ω。
(3)当恒温箱内的温度保持40℃，应调节滑动变阻器R的阻值，使电流达到10 mA，由闭合电路欧姆定律得，即，即滑动变阻器R的阻值应调节为180 Ω；恒温箱系统要保持温度为35℃，热敏电阻阻值变大，滑动变阻器R的阻值须变小，向左移动滑动触头。
13．【解析】(1)所有α粒子恰好能束缚在圆柱体区域内，由几何关系可知，α粒子的轨道半径为
α粒子在磁场中做匀速圆周运动，由洛伦兹力提供向心力可得
解得。
(2)α粒子在电场力作用下做类平抛运动，使所有α粒子均能打到荧光屏上，水平运动距离最大为
则粒子在圆柱体内运动时间为
竖直方向有，
联立解得。
14．【解析】(1)水平方向分速度
竖直方向分速度。
(2)设墙对运动员平均弹力大小为N，平均最大静摩擦力为f，蹬墙后运动员获得竖直向上的速度为，人质量为m，设水平向右为正方向，由动量定理得
设竖直向上为正方向，由动量定理得
其中
联立得
运动员蹬墙结束后竖直方向做匀减速直线运动至速度为零，由
得。
(3)设墙对运动员平均弹力大小为，平均最大静摩擦力为，蹬墙后运动员获得竖直向上的速度为v，与墙发生相互作用的时间为，人的质量为m，设水平向右为正方向，由动量定理得
设竖直向上为正方向，由动量定理得
其中
联立得
设运动员起跳位置离墙面水平距离为x，到达墙面所需时间为，离墙后到达起跳位置正上方的运动时间为，起跳后水平方向做匀速直线运动，得，
运动员离墙后水平方向做匀速直线运动，竖直方向做初速度为v，加速度为g的匀变速直线运动，当竖直位移为0时，水平位移不小于x。根据上述分析，得，
联立式
作用的最长时间为。
15．(1)【答案】 做负功 不变
【解析】过程，气体的压强增大，体积减小，外界对气体做功，即气体对外界做负功；由图可知，p与成正比，根据理想气体状态方程可知气体的温度不变。
(2)【解析】①缓慢变化过程中，由玻意耳定律可得
解得。
②设温度由T变化为1.2T后，压强由p变为1.16p，体积变为，根据气体状态方程有
解得
可知漏气量占比为3.3％，故该香水瓶瓶盖密封性不合格。
16．(1)【答案】衍射 变长
【解析】干涉图样的条纹宽度相等，衍射图样的条纹宽度不等、中央最宽。故甲应是衍射图样，乙是干涉图样。干涉图样中相邻两个亮条纹的中心间距与波长成正比，若将蓝光换成红光，则波长变长，因此条纹间距也变长。
(2)【解析】①由图乙可知t＝0时刻质点P沿y轴正方向运动，根据质点的振动方向和波的传播方向的关系可判断出简谐波的传播方向沿x轴正方向传播
由图可知，＝4 m，T＝4 s
可得。
②由图像甲可知Q质点在t＝0时刻位移为y＝l cm，Q质点的横坐标为
由图甲可知Q质点在t＝0时刻沿y轴负方向振动，设Q质点的振动方程为
其中角速度
振幅A＝2 cm，则有
t＝0时，y＝l cm又因为波沿x轴正方向传播，所以只能有
则Q质点的振动方程为。