2023届高考冲刺试卷物理试题(三)
一、选择题:本题共5小题,每小题6分,共30分。每小题给出的4个选项中只有一项是符合题意要求的。
1. 如图为氢原子的能级示意图,大量处于激发态的氢原子,在向低能级跃迁过程中辐射出种不同频率的光子,用这些光子照射逸出功为的金属钠,下列说法正确的是( )
A.
B. 其中从跃迁到所发出的光子频率最高
C. 种频率的光子中,共有种光子能使金属钠发生光电效应
D. 金属钠表面逸出的光电子最大初动能为
2. “天宫一号”目标飞行器运行在平均高度约千米的圆轨道上。在北京航天飞控中心监控下,已于月日时分左右再入大气层烧毁,完成使命。关于“天宫一号”,下列说法正确的是( )
A. 在轨运行的周期比月球绕地球的周期长 B. 在轨运行的加速度比地面重力加速度大
C. 在轨运行的速度比第一宇宙速度小 D. 进入大气层后,速度增大,机械能增大
3. 如图所示,一理想变压器的原、副线圈回路中分别接有阻值相同的电阻,原线圈一侧接在电压为的正弦交流电源上。理想电流表和的读数之比为,设副线圈回路中电阻两端的电压为,原、副线圈回路中电阻消耗的功率的比值为,则( )
A. , B. ,
C. , D. ,
4. 如图所示为一列沿轴正方向传播的简谐横波在时刻的波形图.已知该波的周期为,、、、为沿波传播方向上的四个质点,则下列说法中正确的是( )
A. 在时,质点的速度达到最大值
B. 在时,质点的加速度达到最大值
C. 从时刻起,质点比质点先回到平衡位置
D. 从时刻起,在一个周期内,、、、四个质点所通过的路程均为一个波长
5. 如图所示,小车在光滑的水平面上向左运动,木块水平向右在小车的水平车板上运动,且未滑出小车,下列说法中正确的是( )
A. 若小车的动量大于木块的动量,则木块先减速再加速后匀速
B. 若小车的动量小于木块的动量,则小车先加速再减速后匀速
C. 若小车的动量大于木块的动量,则木块先减速后匀速
D. 若小车的动量小于木块的动量,则小车先加速后匀速
二、选择题:本题共3小题,每小题6分,共18分。每小题给出的4个选项中有多项是符合题意要求的。选全对的得6分,不全对的得3分,有选错的得0分。6. 如图所示,真空中一椭圆的两焦点、处固定两个等量异种电荷、,为椭圈中心,、分别是椭圆长轴和短轴,、是椭圆上关于点对称的两个点。下列说法中正确的是( )
A. 、两点场强相同,电势也相同
B. 、两点场强相同,、两点场强也相同
C. 将一正电荷由点沿椭圆移到点,电场力做功为零
D. 将一电荷由点移到椭圆上任意一点时,电势能的变化量相同
7. 如图所示,一不计电阻的导体圆环,半径为、圆心在点,过圆心放置一长度为、电阻为的辐条,辐条与圆环接触良好,现将此装置放置于磁感应强度为、方向垂直纸面向里的有界匀强磁场中,磁场边界恰与圆环直径在同一直线上,现使辐条以角速度绕点逆时针转动,右侧电路通过电刷与圆环中心和环的边缘相接触,,处于闭合状态,不计其他电阻,则下列判断正确的是( )
A. 通过的电流方向为自下而上 B. 感应电动势大小为
C. 理想电压表的示数为 D. 理想电流表的示数为
8. 如图所示,为放在水平光滑桌面上的足够长的长木板,在它上面放有物块和。、、的质量分别为、、。、与之间的动摩擦因数均为,为轻滑轮,绕过轻滑轮连接和的轻细绳足够长且都处于水平位置。现用水平方向的恒定外力拉滑轮,使的加速度等于,为重力加速度。则此时( )
A. 外力的大小为 B. 外力的大小为
C. C、之间摩擦力大小为 D. B、之间摩擦力大小为
三、非选择题:本大题共5小题,共62分。
9. (6分)某同学先用图所示装置测弹簧的劲度系数,再用该弹簧以图所示装置测物块与长木板间的动摩擦因数,重力加速度取。
测劲度系数的实验步骤:
将轻弹簧悬挂在铁架台的横杆上,将刻度尺竖直固定在轻弹簧旁将刻度尺的零刻度与轻弹簧的上端对齐;
在弹簧下端依次挂上不同质量的钩码,记录每次钩码的总质量及对应指针所指刻度值;
在坐标系上描点作图,作出的图像如图所示。
由图像可知,弹簧的原长_______,弹簧的劲度系数_______。
用图所示装置测动摩擦因数,长木板放在水平面上,物块放在长木板上,并用问中轻弹簧将物块与竖直墙面连接,弹簧保持水平,用水平力拉长木板向左运动,保持静止,测得这时弹簧的长度为,已知物块的质量为,则物块与长木板间的动摩擦因数___________;实验中由于弹簧悬挂时的原长比平放时的自然长度长,因此实验测得的动摩擦因数比实际值偏___________填“大”或“小”。
10. (9分)某同学利用电流表和电压表测定一节干电池的电动势和内阻。现备有下列器材:
A.待测的干电池一节
B.电流表量程,内阻
C.电压表量程,内阻约
D.滑动变阻器
E.开关和若干导线
该同学考虑到电流表内阻已知,为了减小实验误差选择______图选填“甲”或“乙”作为实验电路。
图丙是该同学根据合理电路所绘出的图象、分别为电压表和电流表的示数。根据该图象可得被测电池的电动势______,内阻______保留一位小数
11. (12分) 如图所示,内壁光滑的气缸水平放置,厚度不计的活塞与气缸底部之间封闭了一定质量的理想气体,气体的初速度温度为,此时活塞与气缸底部之间的距离为,在活塞的左侧处有固定的卡环,大气压强,求:
要使活塞能缓慢达到卡环位置,封闭气体的温度至少升高到多少;
当封闭气体的温度缓慢升到时,封闭气体的压强为多少?
12. (14分)如图所示,在粗糙的水平路面上,一小车以的速度向右匀速行驶,与此同时,在小车后方相距处有一物体在水平向右的推力作用下,从静止开始做匀加速直线运动,当物体运动了撤去力。已知物体与地面之间的动摩擦因数,物体的质量,重力加速度取。求:
在推力作用下,物体运动的加速度的大小;
物体运动过程中与小车之间的最大距离;
物体刚停止运动时与小车的距离.
13. (20分)两根光滑且足够长的固定平行金属导轨、水平放置,导轨的间距为,两根导体棒和垂直导轨放置且与导轨接触良好,如图所示。导体棒的质量均为、电阻均为,其余电阻不计,磁感应强度为的匀强磁场方向垂直于导轨平面。开始时,棒静止,给棒一水平向右的初速度,设两导体棒在此后的运动过程中始终不接触,求:
开始瞬间棒的加速度多大;
两导体棒在运动中最终产生的焦耳热是多少?
在两棒整个的运动过程中,导体棒和在水平导轨间扫过的面积之差?
答案和解析
1.【答案】
【解析】A.大量氢原子向低能级跃迁时能辐射光子数,得条,故A错误;
B.辐射的种光子频率为、、、、、,其中从跃迁到所发出的光子频率最高,故B错误;
C.因为种光子中有种光子能量大于,所以种光子有中光子能使金属钠发生光电效应,故C正确;
D.由爱因斯坦光电效应方程得:金属钠表面逸出的光电子最大初动能为,故D错误。
故选C。
2.【答案】
【解析】根据万有引力提供向心力即:可得:,“天宫一号”目标飞行器运行在平均高度约千米的圆轨道上,地球同步卫星距地面的高度为万千米:
A.故周期小于天,而月球绕地球的周期为个月,故在轨运行的周期比月球绕地球的周期小,可了解下月球距离地球万千米故A错误;
B.半径越大,向心加速度越小,故在轨运行的加速度比地面重力加速度小,故B错误;
C.半径越大线速度越小,故在轨运行的速度比第一宇宙速度小,故C正确;
D.飞船进入大气层后,存在空气阻力做负功,机械能减小,故D错误。
故选:。
3.【答案】
【解析】
由题意知,副线圈的电流为:,则原线圈的电流为:,与原线圈串联的电阻的电压为:,由变压器的变比可知,原线圈的电压为,所以有:,解得:。原线圈回路中的电阻的功率为:,副线圈回路中的电阻的功率为:,所以,,故A正确,BCD错误。故选A。
4.【答案】
【解析】A、在时,质点到达波峰,速度为零,达到最小值.故A错误.
B、由图看出,此时刻波离点的距离等于波长,则波传到点需要周期的时间,传到后向下起振,在时,点振动了,点到达波峰,加速度达到最大值.故B正确.
C、简谐波沿轴正方向传播,时刻、两点的速度方向均向上,则从时刻起,质点比质点先回到平衡位置.故C错误.
D、从时刻起,在一个周期内,、、三个质点所通过的路程均为一个波长,而波还未传到点.故D错误.故选B。
5.【答案】
【解析】地面光滑,小车与木块组成的系统所受合外力为零,系统动量守恒,木块没有从小车上滑出,最终小车与木块的速度相等,木块与小车保持相对静止;
、若小车的动量大于木块的动量,则小车与木块组成系统的总动量与小车动量方向相同,系统动量方向水平向左,最终木块与小车一起向左匀速直线运动,则木块向向右减速运动,直到速度为零,然后向左加速运动,最后与小车一起向左做匀速运动,即木块先减速、后加速、最后匀速运动,故C错误,A正确;
、若小车的动量小于木块的动量,则小车与木块组成的系统总动量与木块动量方向相同,系统总动量方向向右,最终木块与小车一起向右做匀速直线运动,小车先向左做减速运动,然后向右做加速运动,最后向右做匀速运动,故BD错误。
6.【答案】
【解析】等量异种电荷的电场线分布如图所示
A.由于、两点处于中垂线上,且相对于对称,、两点场强大小相等,方向均与中垂线垂直向右,中垂线为等势线,所以、两点的电势也相同,A正确;
B.、两点相对于对称,根据对称性可知、两点场强大小相同,方向也相同,、两点相对于对称,根据对称性可知、两点场强大小相同,方向也相同,B正确;
C.由电场线分布可知,点电势高于点,将一正电荷由点沿椭圆移到点,电场力做正功,C错误;
D.将一电荷由点移到椭圆上任意一点时,由于椭圆不是等势面,故电势能的变化量不一定相同,D错误。故选AB。
7.【答案】
【解析】A.由右手定则可知辐条中心为电源的正极、圆环边缘为电源的负极,因此通过的电流方向为自下而上,故A正确;
B. 由题意可知,始终有长度为的辐条在转动切割磁场线,因此感应电动势大小为,故B错误;
C.由图可知,在磁场内部的半根辐条相当于电源,磁场外部的半根辐条与并联,外电阻为,因此理想电压表的示数为,故C正确;
D.由欧姆定律可得理想电流表的示数为,故D错误。
8.【答案】
【解析】C.分析可知,间最大静摩擦力大于间最大静摩擦力,则间先发生相对滑动,恰好要发生相对滑动时,整体有
对有
联立解得
当恰好发生相对滑动时,对有
解得
由于
则当的加速度等于时,相对静止,相对滑动,故 AC之间为滑动摩擦力,大小为,故C正确
对整体有:,代入可求得,因为为轻滑轮,故F,故A正确,B错误;
D.对有,代入求得,故D正确。
故选ACD。
9.【答案】;
;小
【解析】由图像可知,弹簧的原长即为图线的横轴截距.
由公式
弹簧的劲度系数为图线的斜率,.
分析物体的受力,可知解得
实验中由于弹簧悬挂时的原长比平放时的自然长度长,由此弹簧平放计算出来的形变量偏小,直接导致实验测得的动摩擦因数比实际值偏小。
故答案为:,;,小
10.【答案】乙
【解析】由于电流表内阻已知,故可以采用乙电路进行实验,实验时可以将电流表内阻等效为电源内阻从而可以减小实验误差;
根据闭合电路欧姆定律可知:
故图象与纵轴的交点表示电动势,故有:;
图象的斜率表示,故有:。
故答案为:乙;,。
11.【答案】解:活塞到达卡口前气体发生等压变化;气体的状态参量:,,,
气体发生等压变化,由盖吕萨克定律得:,
代入数据解得:;
气体的状态参量:,,,
气体发生等容变化,由查理定律得:,
即:,
解得:;
12.解:对物体,根据牛顿第二定律得
代入数据得;
当物体速度时,物体与小车间距离最大,即时,两者之间最大距离;
设推力作用的时间为,根据位移公式得,解得
速度
撤去后,物体运动的加速度为,经过时间停止,其位移为,
根据牛顿第二定律解得
由得
而
物体运动的总时间
则。
13.解:依题意,开始瞬间电路的电动势为
由闭合电路欧姆定律,
安培力,
联立得:
两棒在运动过程中系统的动量守恒,最终两棒共速,
得
由能量守恒,
得,得:
在棒加速过程中,由动量定理,
,而
得
对回路,根据法拉第电磁感应定律,
平均电动势为
所以平均电流
由于,得
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