2023届高三物理冲刺卷物理试题（五）（有解析）

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2023届高三物理冲刺卷物理试题（五）
一、单选题（本大题共5小题，共30分）
1. 一群处于第能级的氢原子向低能级跃迁过程中能发出种不同频率的光，将这些光分别照射到图甲电路阴极的金属上，只能测得条电流随电压变化的图像如图乙所示，已知氢原子的能级图如图丙所示，则下列说法不正确的是( )
A. 图乙中的光是氢原子由第能级向基态跃迁发出的
B. 图乙中的光光子能量为
C. 动能为的电子不能使处于第能级的氢原子电离
D. 阴极金属的逸出功可能为
2. 中国北斗卫星导航系统英文名称：，简称是中国自行研制的全球卫星导航系统，也是继、之后的第三个成熟的卫星导航系统。北斗卫星导航系统和美国、俄罗斯、欧盟，是联合国卫星导航委员会已认定的供应商。年再发射颗卫星后，北斗全球系统建设将全面完成。同步卫星是北斗卫星导航系统非常重要的组成部分，在抗新冠状病毒疫情期间，科学家们在克服各种困难的情况下又成功发射一枚导航卫星。如图为地球某同步卫星的转换轨道示意图，其中Ⅰ为近地轨道，Ⅱ为转换轨道，Ⅲ为同步轨道，下列说法正确的是（ ）
A. 赤道上静止物体加速度为，Ⅰ轨道上卫星的加速度为，Ⅲ轨道上卫星的加速度为，则加速度的大小关系为
B. 在Ⅱ轨道上，从到的过程中机械能增加
C. 在点，Ⅱ轨道的线速度大于Ⅰ轨道的线速度
D. Ⅱ轨道的运行周期大于Ⅲ轨道的运行周期
3. 真空中有一带负电的电荷绕固定的点电荷运动，其运动轨迹为椭圆，如图所示．已知、、、为椭圆的四个顶点，处在椭圆的一个焦点上，则下列说法正确的是( )
A. 产生的电场中、两点的电场强度相同
B. 负电荷在点的速度大于在点的速度
C. 负电荷在点电势能大于在点电势能
D. 负电荷在运动过程中电场力始终不做功
4. 如图所示，光滑细杆和构成直角三角形，其中杆竖直，杆和杆间的夹角，两根细杆上分别套有质量相等的可视为质点的小球、。现将两个小球分别从杆和的顶点由静止释放，不计空气阻力，，则、两个小球由静止释放后到运动至点的过程中，下列说法正确的是( )
A. 运动时间之比为： B. 重力的冲量之比：
C. 合力的冲量之比为： D. 合力的功之比为：
5. 如图甲所示，用一根导线做成一个半径为的圆环，其单位长度的电阻为，将圆环的右半部分置于变化的匀强磁场中，设磁场方向垂直纸面向里为正，磁感应强度大小随时间做周期性变化，如图乙所示，则( )
A. 在时刻，圆环中无感应电流
B. 在时间内圆环受到的安培力大小、方向均不变
C. 在时间内通过圆环横截面的电荷量为
D. 圆环在一个周期内的发热量为
二、多选题（本大题共3小题，共18分）
6. 如图所示，两束不同的单色光和，分别沿半径射入截面为半圆形的玻璃砖中后，都由圆心沿方向射出，下列说法正确的是( )
A. 在玻璃中光传播的速度较小
B. 光的光子能量较小
C. 若分别用这两种单色光做双缝干涉实验，且保持其他实验条件不变，则光在屏上形成的明条纹宽度较小
D. 若用光照射某金属板能产生光电效应，则用光照射该金属板也一定能产生光电效应
7. 如图，由形管和细管连接的玻璃泡、和浸泡在温度均为的水槽中，的容积是的倍。阀门将和两部分隔开。内为真空，和内都充有气体。形管内左边水银柱比右边的低，打开阀门，整个系统稳定后，形管内左右水银柱高度相等。假设形管和细管中的气体体积远小于玻璃泡的容积。下列说法正确的是( )
A. 打开阀门前，气泡中气体压强为
B. 气泡中气体压强为
C. 为使左右水银柱高度差又为，可将右侧水的温度加热到
D. 为使左右水银柱高度差又为，可将右侧水的温度降低到
8. 如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为，在原、副线圈中接有三个相同的电阻、、，原线圈一侧接在电压的交流电源上，下列说法正确的是( )
A. 流过电阻、的电流之比为
B. 理想电压表示数为
C. 电阻与的功率之比为
D. 原、副线圈中磁通量的变化率之比为
三、实验题（本大题共2小题，共15分）
9. 图为探究动能定理的实验装置示意图，实验步骤如下：
长木板适当倾斜，以平衡小车运动过程中受到的阻力；
用天平测量小车和遮光片的总质量，重物的质量；用游标卡尺测量遮光片的宽度；用米尺测小车与光电门之间的距离小于重物离地高度；
调整光滑轻滑轮，使细线与长木板平行；
让小车由静止释放，用数字毫秒计测出遮光片经过光电门所用的时间，求出小车速度；
改变小车与光电门之间的距离，重复步骤。
回答下列问题：
小车经过光电门时的速度大小用和表示，________；测量时，游标卡尺的示数如图所示，其读数为________；
对于重物和小车组成的系统，下列关于探究结论的说法最恰当的一项是________。
A.重物重力做的功等于小车增加的动能
B.重物重力做的功等于重物和小车增加的动能
C.重物重力做的功和小车重力做的功的代数和等于重物和小车增加的动能
D.重物重力做的功和摩擦力对小车做的功的代数和等于重物和小车增加的动能
10. 要测绘一个标有“、”小灯泡的伏安特性曲线，灯泡两端的电压需要由零逐渐增加到．
实验的电路图应选用下图中的______ 填字母代号
实验得到小灯泡的伏安特性曲线如图所示，当小灯泡的电压为，其电阻为______ ，由图可得，当电压后，小灯泡电阻随温度的升高而______ 填“增大”或“减小”．
某次实验中，当电流表的示数为时，电压表的指针如图所示，正确操作后，做出如图的曲线，则此时电压为______ ，此时小灯泡的功率是______
四、计算题（本大题共3小题，共47分）
11. 一列简谐波沿轴正方向传播，该波在时的图象如图甲所示，介质中质点的振动图象如图乙所示。求：
该列简谐波的波速
质点开始振动的时刻与振动方向
质点在时间内的路程。
12. 如图，质量的木板长，静止在光滑的水平地面上，其水平上表面左端静置一个质量的小滑块可视为质点，小滑块与板间的动摩擦因数从某时刻开始，用水平力一直向右拉滑块，直至滑块从木板上滑出．取求：
滑块加速度的大小；
滑块离开木板时速度的大小；
若在的情况下，能使小滑块恰好能从木板上掉下来，求此力作用的最短时间．
13. 如图所示，在平面内，第三象限内的直线是电场与磁场的边界，与轴负方向成角。在且的左侧空间存在着沿轴负方向的匀强电场，场强大小为，在且的右侧空间存在着垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为一不计重力的带负电的粒子，从坐标原点沿轴负方向以的初速度进入磁场，已知粒子的带电量为，质量为，求：
带电粒子第一次经过磁场边界的位置坐标；
带电粒子在磁场区域运动的总时间结果保留三位有效数字；
带电粒子最终离开电、磁场区域进入第一象限时的位置坐标。
答案和解析
1.【答案】
【解析】
【分析】根据爱因斯坦光电效应方程、光电效应规律和氢原子跃迁知识联系分析即可，难度一般。
【解答】A.由乙图可知，光的遏止电压最大，据，可知，频率最高，是由第能级向基态跃迁发出的，A正确；
B.光是由第能级向基态跃迁发出的，其能量值为，B正确；
C.由图丙可知，第能级的能量值为，电离能为，由玻尔理论可知，动能为的电子不能使处于第能级的氢原子电离，C正确；
D.由第能级向基态跃迁辐射的光子能量为，辐射能量第大的光子能量为，由于只测得条电流随电压变化的图像，故阴极金属的逸出功介于之间，不可能是，D错误。
本题要选不正确的，故选D。
2.【答案】
【解析】
【分析】本题主要考查卫星的变轨问题，解题的关键是正确理解卫星的变轨方式。同步卫星与赤道上静止的物体具有相同的角速度；卫星变轨道时做近心或离心运动；根据开普勒第三定律，所有地球的卫星，无论轨道是圆还是椭圆，它们运动的周期的平方和半长轴的三次方的之比是定值，圆形轨道的半长轴就是圆的半径。
【解答】A.赤道上的物体与地球同步卫星具有相同的角速度，由知：。卫星在Ⅰ轨道和Ⅲ轨道上，有：，可知：。综上：，故A错误。
B.在Ⅱ轨道上，从到的过程中，只有万有引力做功，故机械能守恒，B错误。
C.卫星在Ⅰ轨道做圆周运动，万有引力恰好提供向心力；卫星在Ⅱ轨道做离心运动，万有引力小于所需的向心力，由可知，卫星在Ⅱ轨道的点速度大于在Ⅰ轨道的点速度，故C正确。
D.因为Ⅱ轨道的半长轴小于Ⅲ轨道的半径，由开普勒第三定律知，Ⅲ轨道的运行周期大于Ⅱ轨道的运行周期。故D错误。
3.【答案】
【解析】
【分析】该题主要考查点电荷电场强度、电场力做功与电势能关系等相关知识。熟知点电荷电场特点是解决本题的关键。
由点电荷电场强度特点分析、两点的电场强度是否相同；根据电场力做功，判断电势能和速度变化情况；根据所受电场力情况判断电场力做功。
【解答】A.、两点的电场强度方向不同，故A错误；
负电荷由运动到的过程中，电场力做负功，电势能增加，动能减小，所以负电荷在点的速度大于在点速度，负电荷在点的电势能小于在点的电势能，故B正确，C错误；
D.若负电荷逆时针转动，则负电荷由经运动到的过程中，电场力先做负功再做正功，故D错误．故选B。
4.【答案】
【解析】
【分析】由牛顿第二定律求出两球的加速度，再由位移公式求滑行时间之比；根据冲量的定义求解重力的冲量；根据动量定理求解合力的冲量，根据动能定理求合力做的功。
本题运用牛顿第二定律和运动学公式结合求解匀加速运动的时间，掌握冲量定义，学会运用动量定理与动能定理。
【解答】设长度为，则长度为，
球沿杆下滑的加速度为：，球沿杆下滑的加速度为：，对球：，对球
联立得：，即、两球从各自点下滑到点的时间相同。
、两球下滑到点时的速度分别为：，。
由分析知两球下滑时间相同，球重力的冲量，球重力的冲量，故、两球重力冲量之比为，故AB错误；
C.根据动量定理可得，，，故、两球合力冲量之比为，故C正确；
D.根据动能定理可得：，所以合力做功之比为：，故D错误。
故选C。
5.【答案】
【解析】
【分析】根据楞次定律得出感应电流的方向；根据法拉第电磁感应定律得出感应电动势，再结合闭合电路欧姆定律得出感应电流，根据安培力公式和焦耳热公式得出安培力大小和焦耳热，并结合电流的定义式得出电荷量。
本题考查电磁感应，目的是考查学生的分析综合能力。
【解答】A.由楞次定律可以判断，时刻，圆环中有顺时针方向的感应电流，故A错误；
B.在时间内，圆环中的磁通量向里正在增大，感应电流为逆时针方向，故此时圆环受到的安培力方向水平向左不变，其中回路电阻、，，，安培力大小，磁感应强度变化，所以安培力大小变化，故B错误；
C.同理，在时间内，电流大小为不变，通过圆环某一横截面的电荷量，故C错误；
D.圆环在一个周期内的焦耳热，其中，解得，故D正确。
故选D。
6.【答案】
【解析】
【分析】根据光的偏折程度比较、两束光的折射率大小，从而比较出频率的大小，在介质中的速度大小，波长的大小，根据双缝干涉条纹的间距公式比较条纹的间距大小．
解决本题的关键通过光的偏折程度比较出光的折射率的大小，以及知道折射率、频率、波长、在介质中的速度大小等大小关系．
【解答】A、由题中的图可知，光的偏折程度大于光，则光的折射率大，光的折射率小，根据得，光在玻璃中传播速度较小，故A正确；
B、光的折射率小，则频率小，根据，知光的光子能量较小，故B正确；
C、光的频率小，则波长大，根据，光在屏上形成的条纹间距较大故C错误；
D、由于光频率小于光频率，若用光照射某金属板能产生光电效应，用光照射金属，不一定能够发生光电效应，故D错误．
故选：。
7.【答案】
【解析】
【分析】以内封闭气体为研究对象，做等温变化，根据玻意耳定律求出内的压强，然后求出内压强；以中封闭气体为研究对象，根据等容变化列方程求解。
本题考查了理想气体状态方程的应用，解决本题的关键是正确分析中气体压强的关系。
【解答】加热前中压强始终不变，内封闭气体初状态：打开阀门后有：由题意得：，由玻意尔定律有：得：，故A错误，B正确；
．内封闭气体做等容变化，加热后，若左高右低，压强为：，有：，即为：，得：，加热后，若右高左低，压强为：，有：，即为：，得，故CD正确。
故选BCD。
8.【答案】
【解析】
【分析】本题主要考查变压器的基本关系。
理想变压器、，电压表测的电压的有效值，功率，变压器原、副线圈中磁通量的变化率相等。
【解答】A、根据理想变压器的电流关系可得，因为，且，所以，而，即流过电阻、的电流之比为，故A错误；
B、因为流过电阻、的电流之比为，则，因为，，因为原线圈一侧接在电压，则电压有效值为，则有，可得，所以理想电压表示数为，故B正确；
C、根据功率，可得电阻与的功率之比为，故C正确；
D、原、副线圈中磁通量的变化率之比为，故D错误。
9.【答案】；；

【解析】
【分析】本题考查了探究动能定理；解题的关键是常用仪器的读数要掌握，这是物理实验的基础；处理实验时一定要找出实验原理，根据实验原理我们可以寻找需要测量的物理量和需要注意的事项。
因为遮光条通过光电门的时间极短，可以用平均速度表示瞬时速度；
游标卡尺的读数等于主尺读数加上游标读数，不需估读；
根据动能定理分析。
【解答】数字计时器记录通过光电门的时间，由速度公式计算出物体通过光电门的平均速度，
用该平均速度代替物体的瞬时速度，故在遮光条经过光电门时滑块的瞬间速度为：
游标卡尺的主尺读数为，游标读数为，
所以最终读数为：；
实验前已经平衡摩擦力，故重物的重力相当于系统受到的合外力，根据动能定理则重物重力做的功等于重物和小车增加的动能，故B正确；故选B。
故答案为：；；。
10.【答案】；，增大；，．
【解析】
【分析】根据实验原理及要求明确实验电路图；知道当要求从零开始时要采用分压接法；
根据图象可明确时的电流值，利用欧姆定律可求得电阻值；根据图象的斜率可明确电阻的变化．
根据图象可明确电流为时的电压，则由可求得功率．
本题考查描绘灯泡的伏安特性曲线的实验，要注意明确当实验中要求电流从零开始时，要采用滑动变阻器分压接法；同时注意灯泡内阻一般较小，故一般采用电流表外接法．
【解答】测量灯泡的伏安特性曲线应采用分压接法，同时因灯泡内阻较小，故电流表采用外接法；故电路图应选择；
由图可知，当电压为时，电流为；则由欧姆定律可知：；
图象的斜率表示电阻的倒数；由图可知，图象的斜率越来越小，说明电阻在增大；
由图可知，当电流为时，电压为；此时功率；
故答案为：；，增大；，．
11.【答案】解：由题图甲得波长为由题图乙得周期为，
波速为；
该波由质点传播到质点所需时间为，
从开始振动，所以点起振时刻，
起振方向沿着轴负方向；
所以在时间内质点振动了，
因为，
路程为。
【解析】由图甲得到波长，由图乙得到周期，即可求得波速；
根据波速得到质点开始振动的时间，从而根据起振方向得到路程。
机械振动问题中，一般根据振动图或质点振动得到周期、质点振动方向；再根据波形图得到波长和波的传播方向，从而得到波速及质点振动，进而根据周期得到路程。
12.【答案】解：由牛顿第二定律知滑块为：；
木板的加速度为：
滑块离开木板时，它们的位移关系为
解得；
滑块速度为，方向水平向右；
设滑块经过时间 撤掉 ，又经过时间 恰好滑到木板的右端获得共速，由牛顿第二定律知滑块撤掉 时的加速度大小为
，
它们的速度关系为，
它们的位移关系为
代入数据联立解得 。
【解析】解决本题的关键理清滑块和木板的运动情况，抓住位移关系和速度关系，结合牛顿第二定律和运动学公式灵活求解。
对滑块，运用牛顿第二定律可求得其加速度；
根据牛顿第二定律求出木板的加速度，结合位移关系求出运动的时间，从而得出滑块离开木板时速度的大小；
根据牛顿第二定律求出撤去拉力后的加速度，抓住滑块滑到木板右端与木板共速，结合速度公式和位移公式求出作用的时间。
13.【答案】解：带电粒子从点射入磁场运动轨迹如图所示，
由
得
由题意及几何关系可知带电粒子的运动轨迹在磁场中偏转的圆心角为，则带电粒子第一次经过磁场边界的位置点位置坐标为
设带点粒子在磁场中做圆周运动的周期为，则
由图可知粒子在磁场中运动时间
设粒子从点沿轴正方向进入电场，做类平抛运动，
则
代入数据得：
竖直方向：
所以坐标
带电粒子离开电磁场时的位置坐标为
答：带电微粒第一次经过磁场边界的位置坐标为
带电微粒由坐标原点释放到最终离开电、磁场区域所用的时间为
带电微粒最终离开电、磁场区域的位置坐标为．
【解析】根据微粒在电场和磁场中的运动性质，可得出微粒运动的过程迹，则可画出粒子在磁场中的轨迹．由洛仑兹力充当向心力可得出粒子在转动半径，再由几何关系可得出微粒第一次经过磁场边界时的位置坐标；
根据粒子的运动过程，分别求得电场和磁场中的时间，则可求得总时间．
粒子进入电场后做类平抛运动，根据类平抛的规律可得出最终离开时的坐标；
本题考查带电粒子在电磁场中的运动，注意在磁场中的运动要注意几何关系的应用，在电场中注意由类平抛运动的规律求解．