2023届新高考物理考前冲刺练习卷 【湖北专版】（有解析）

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2023届新高考物理考前冲刺练习卷
【湖北专版】
一、选择题∶本题共11小题，每小题4分，共44分。在每小题给出的四个选项中，第1-7题只有一项符合题目要求，第8-11题有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。
1.用能量为E的激光照射大量处于基态的氢原子，氢原子能够辐射出6种频率的光子，已知氢原子激发态能量（氢原子基态能量），6种光子中最长波长和最短波长之比为( )
A.16:1 B.135:7 C.144:7 D.128:3
2.一列简谐横波沿x轴正方向传播，已知平衡位置在处的质点振动图像如图所示，下列选项中可能为时的波形图的是( )
A. B.
C. D.
3.如图所示，两块木板构成夹角为60°的“V”形角架ABC，其间放置一圆球，圆球质量为m，整体竖直放置在水平桌面上绕B点为转轴缓慢顺时针转动角架，不计一切摩擦，重力加速度为g，以下说法正确的是( )
A.板AB受到的弹力减小 B.板AB受到的弹力先减小后增大
C.板BC受到的弹力逐渐增大 D.两板受到的最大弹力均为
4.2022年11月1日4时27分，中国空间站主体三舱中最后一个舱段——梦天实验舱与天和核心舱顺利实现交会对接。由梦天实验舱、问天实验舱、天和核心舱组成的中国空间站三舱主体结构就此组装完成。中国空间站围绕地球飞行的轨道可视为圆轨道，轨道离地面的高度为地球半径的。设地球同步卫星轨道高度为地球半径的6倍，同步卫星的运行周期为T，地球表面重力加速度为g，地球半径为R，以下说法正确的是( )
A.中国空间站在轨道上运行的周期为
B.中国空间站在轨运行时所受万有引力为在地面时的
C.中国空间站运行速度大小为
D.航天员出舱作业时将一颗伴飞小卫星沿空间站飞行方向释放出去，其飞行高度小于空间站的高度
5.如图所示，真空中有三个等量点电荷分别固定在三处，O处点电荷与两处点电荷异号，且O为AB连线中点，在该三点电荷所形成的电场中，以O为几何中心的正方形abcd平面与AB连线共面，且分别在的中垂线上，则下列说法正确的是( )
A.四点场强相同
B.c点电势大于d点的电势
C.将一试探电荷由a点沿ab方向移动，电场力始终不做功
D.将一试探电荷由a点移到正方形任意一点时，电势能的变化量都相同
6.在清澈透明宽大而平静的水池底部有两个点光源，夜晚，当它们发光时，在水面上的人看到A光照亮的区域大于B光照亮的区域，若让它们用同一装置分别进行双缝干涉实验，实验中双缝间距、光屏与双缝的距离一定，可观察到光的干涉条纹。下列说法正确的是( )
A.A光发生全发射的临界角小于B光发生全反射的临界角
B.水对A光的折射率大于水对B光的折射率
C.A光在水中的传播速度小于B光在水中的传播速度
D.观察到A光的干涉条纹间距大于B光的干涉条纹间距
7.如图所示，理想变压器所接的交变电压，原线圈匝数为匝，绕过铁芯的单匝线圈接有一理想电压表，开关S断开时理想电压表的示数为、副线圈所在电路中理想电流表的示数为。则开关S闭合后电流表的示数为( )
A. B. C. D.
8.一质点在恒力F的作用下做直线运动，前一半路程从静止开始在粗糙水平面上运动，后一半路程进入光滑水平面继续运动，两阶段末速度分别为，所用时间分别为，恒力F的冲量分别为，恒力F做的功分别为，则( )
A. B. C. D.
9.半径为R的光滑圆环竖直放置，环上套有两个质量分别为m和的小球A和B。两球之间用一长为的轻杆相连，如图所示。开始时，两球都静止，且A球在圆环的最高点，现将两球由静止释放，则下列说法正确的是( )
A.和轻杆组成的系统在运动过程中机械能守恒
B.B球到达最低点时的速度大小为
C.B球到达最低点的过程中，杆对A球做负功
D.B球在圆环右侧区域内能达到的最高点位置高于圆环圆心
10.如图甲所示，足够长的轨道固定在水平桌面上，一条跨过光滑定滑轮的轻质细绳两端分别连接物块P和Q。改变物块P的质量，可以得到物块Q运动的加速度a和绳中拉力F的关系图像如图乙所示。关于此运动的分析，下列说法正确的是( )
A.绳中拉力大小等于物块P的重力大小 B.轨道不可能是水平的
C.物块Q的质量为0.5 kg D.物块Q受到轨道的摩擦力大小为1 N
11.如图所示，MN和PQ是两根相互平行竖直放置的光滑金属导轨，间距为L，导轨足够长，PM由导线连接，且导轨与导线电阻不计。折线金属杆abcdef与导轨在同一平面内，杆与导轨垂直，且始终与导轨接触良好，边长在同一直线上，金属杆abcdef的质量为m，电阻为R。整个装置处于磁感应强度大小为B、方向垂直于纸面向里的匀强磁场中，开始时，让金属杆由静止自由下落，当cd边刚进入磁场时，金属杆恰好匀速运动，运动后，水平边进入磁场，下落时间后，金属杆再次匀速，重力加速度为g，则( )
A.开始时，cd边到磁场的上边缘距离为
B.水平边进入磁场时，金属杆abcdef的加速度大小为
C.水平边进入磁场，下落时间，下落高度为
D.下落时间内，金属杆产生的焦耳热大于金属杆重力势能的减少量
二、非选择题:本题共5小题。共56分。
12.（7分）为测量金属丝的电阻率，实验小组从实验室中找到合适的器材后，按照如下的步骤进行操作：
（1）用刻度尺测量金属丝的长度L，用螺旋测微器测量金属丝的直径d（如图甲所示），则______mm。
（2）分别用图乙和图丙所示的电路测量待测金属丝的电阻，图乙中电压表和电流表的示数分别为，图丙中电压表和电流表的示数分别为。
（3）若采用图乙电路中的电表示数计算金属丝的电阻率ρ，则_______（用题给字母表示）；若采用图丙电路中的电表示数计算金属丝的电阻率，则电阻率的测量值_______真实值（填“大于”“等于”或“小于”）。
13.（9分）某同学用如图甲所示的装置验证动能定理。已知滑块（带挡光条）的质量为M、钩码的质量为，挡光条的宽度为d。实验步骤如下：
①给气垫导轨充气，调整导轨水平，且轻细绳与导轨平行，待稳定后由静止释放滑块；
②测得挡光条通过光电门的时间为t，挡光条中心到光电门的距离为x，逐渐增大x，测量挡光条通过光电门的时间。（已知当地重力加速度的大小为g）
（1）如图乙所示，用20分度的游标卡尺测量挡光条的宽度，挡光条的宽度为_______cm。
（2）实验数据如表格所示：
10 20 25 30 35
0.0412 0.0293 0.0261 0.0238 0.0220
24 34 38 42 45
589 1165 1468 1765 2066
观察表格并结合实验原理，为了准确地验证动能定理，当直角坐标系的纵坐标为x时，横坐标应为_______（填“”或“”），请你结合表格中的数据，先在横、纵坐标轴上标记合适的标度，再在图丙中描点画图，拟合图线后观察图线的特点，并写出图线的函数关系式_______（用题目中给出的符号表示）。
（3）有同学提出本实验可以采用不同质量的钩码，从同一位置释放的方式，观察钩码质量与时间的关系来验证动能定理，请问是否合适？为什么？______________。
14.（9分）如图甲所示为某圆形琥珀图，其截面可简化为图乙所示模型，圆心位置为O，半径为5 cm，蚊子的头部位于P点，OP距离为3 cm。光线的出射光恰好与琥珀表面相切，垂直于OP。已知真空中光速。求：
（1）琥珀的折射率；
（2）光线从P点到达所需的时间。
15.（15分）北京冬奥会的成功，极大地促进了中国的冰雪运动，滑雪运动越来越受到青少年的青睐。滑雪大跳台场地简化后的滑道示意图如图所示，a为跳台最高点，b为起跳点，某次训练中运动员（可视为质点）从a点由静止开始下滑，到达b点后沿与水平面夹角成的方向飞出，落在倾角的坡道上的c点，已知两点之间的高度，不计一切阻力和摩擦，重力加速度g取，，求：
（1）运动员从b点到c点过程的速度变化量大小；
（2）运动员起跳过程到坡面的最大距离；
（3）两点间的距离。
16.（16分）如图所示，在y轴两侧有垂直于纸面向里的匀强磁场，其磁感应强度大小分别为和，且，坐标原点O处有一个质量为M、处于静止状态的中性粒子，分裂为两个带电粒子a和b，其中带正电的粒子a的电荷量为q，质量（k可以取0~1的任意值），分裂时释放的总能量为E，并且全部转化为两个粒子的动能.不计粒子重力和粒子之间的相互作用力，不计中性粒子分裂时间和质量亏损，不考虑相对论效应.设a粒子的速度沿x轴正方向，求：
（1）粒子a在磁场中运动的半径之比；
（2）k取多大时，粒子a在磁场中运动的半径最大，以及此时的最大半径；
（3）k取多大时，两粒子分裂以后又能在磁场的分界线y轴上相遇.
答案以及解析
1.答案：B
解析：氢原子辐射出6种频率的光子，根据谱线条数，得，故基态氢原子受激光照射后跃迁至能级，之后氢原子从能级向低能级跃迁。从能级跃迁到能级产生的光子波长最短，有；从能级跃迁到能级所产生的光子波长最长，有，最长波长和最短波长之比，B正确。
2.答案：A
解析：根据振动图像可知，时，平衡位置在处的质点在y轴负方向且向y轴负方向运动，C、D选项中该质点不在y轴负方向，故错误；简谐横波沿x轴正方向传播，A选项中，该质点向y轴负方向运动，故正确；B选项中该质点向y轴正方向运动，故错误。
3.答案：D
解析：缓慢顺时针转动角架时，圆球受到三个力作用而平衡，由于两木板间夹角为60°，则两板对圆球弹力间的夹角为120°，设板AB对圆球弹力为，板BC对圆球弹力为，三力动态变化示意图如图所示，在角架转动过程中，变化规律为由mg先增大后减小到零；由零先增大后减小到mg；由图可知两板所受的最大弹力均为，A、B，C错误，D正确。
4.答案：B
解析：设中国空间站绕地球运行的周期为，根据开普勒第三定律有，得，A错误；中国空间站在轨运行时所受万有引力，中国空间站在轨运行时所受万有引力约为在地面时，B正确；由万有引力提供向心力有，由黄金代换公式，得，C错误；航天员出舱作业时将一颗伴飞小卫星沿空间站飞行方向释放出去，其飞行速度大于空间站的速度，小卫星做离心运动，其飞行高度大于空间站的高度，D错误。
5.答案：D
解析：根据点电荷的场强公式和矢量叠加可知，正方形4个顶点的场强大小相等，方向不同，A错误；试探电荷沿ab运动的过程中，所受两处的点电荷的合电场力不做功，所受B处的点电荷的电场力做功，C错误；根据对称性和电势的叠加可知4个顶点的电势相同，所以试探电荷从a点移至任意一点时，电势能的变化量都相同，B错误，D正确。
6.答案：D
解析：由于A光照亮的区域大于B光照亮的区域，所以A光发生全反射的临界角大于B光发生全反射的临界角，A错误；根据可知，水对B光的折射率大于水对A光的折射率，B错误；根据可知，A光在水中的传播速度大于B光在水中的传播速度，C错误；光由空气进入介质中，光的频率越高，在介质中的折射率越大，根据可得，A光的波长大于B光的波长，由光的干涉条纹间距公式可得，A光的干涉条纹间距大于B光的干涉条纹间距，D正确。
7.答案：D
解析：开关S断开时，对副线圈所在的电路，有，原线圈两端电压，则流过原线圈的电流，对原线圈所在电路，有，解得。开关S闭合时，有，，则电流表的示数，D正确。
8.答案：CD
解析：设质点的总路程为，在粗糙水平面上所受摩擦力为f，质点在第一阶段有，在第二阶段有，可得，解得，A错误；质点在第一阶段有，在第二阶段有，可得，即，解得，B错误；根据得，C正确；根据得，D正确。
9.答案：ABD
解析：球和轻杆组成的系统只有动能和势能间的相互转化，系统机械能守恒，A正确；释放后B球到达最低点的过程中，由机械能守恒定律，有，因为均做半径相同的圆周运动且角速度相等，可得，解得，B正确；B球到达最低点的过程中，设轻杆对A球做的功为，对A球应用动能定理可得，又，解得，C错误；设B球到达右侧最高点时，OB与竖直方向之间的夹角为θ，如图所示，取圆环的圆心O所在的水平面为参考平面，由系统机械能守恒可得，代入数据可得，所以B球在圆环右侧区域内达到最高点时，高于圆心O的高度，D正确。
10.答案：BC
解析：物块P有向下的加速度，根据牛顿第二定律可知，绳对P的拉力大小小于物块P的重力大小，A错误；从图像看出，当拉力等于零时，物块Q的加速度大小为，说明轨道不是水平的，B正确；设物块Q的质量为在运动方向上除了拉力F，设其他力合力大小为，根据牛顿第二定律得，变形得，图线的斜率，解得，C正确；由图线与纵轴的交点可知，，结合B项分析可知，此1 N并非物块Q受到的摩擦力，D错误。
11.答案：BD
解析：金属杆自由下落，设cd边进入磁场时速度为，由机械能守恒定律有，金属杆匀速运动时，有，解得，A错误；水平边进入磁场时，安培力，由牛顿第二定律有，解得，方向竖直向上，B正确；全部进入磁场后金属杆开始减速，假设再次匀速时速度为，有，两次匀速过程中根据动量定理有，其中，解得，C错误；根据能量守恒定律有，由于，所以，D正确。
12.答案：（1）2.150
（3）；大于
解析：（1）根据题图甲可知，金属丝的直径。
（3）若采用题图乙电路，则由，解得。题图丙采用电流表内接法，金属丝两端电压的测量值偏大，所以电阻率的测量值也偏大。
13.答案：（1）1.655
（2）；见解析；
（3）见解析
解析：（1）游标卡尺上主尺读数为16 mm，20分度游标尺一格代表0.05 mm，游标尺读数为，则挡光条的宽度为。
（2）由题意可知，可近似认为等于滑块所受合外力大小，若满足，则可验证动能定理。因此横坐标应为图线如图所示，图线的函数关系式为。
（3）不合适，若滑块的质量不满足远大于钩码的质量，滑块所受合外力不能用钩码重力代替。
14.答案：（1）
（2）
解析：（1）作出光路图如图所示，
由几何知识可知
由折射定律有
（2）光线在琥珀中的传播速度为
光线从P点到达所需的时间为
解得
15.答案：（1）40 m/s
（2）16 m
（3）96 m
解析：（1）运动员从a点到b点过程，机械能守恒，有
得
设运动员从b点到e点时间为t，则
速度变化量
（2）当运动员垂直坡面速度为零时，到坡面距离最大，有
（3）两点间的距离
16.答案：（1）
（2）
（3）见解析
解析：解：（1）由洛伦兹力提供向心力有
可得
粒子a在磁场中运动过程中比荷与速率都不会改变，所以其在磁场中运动的半径与磁感应强度的大小成反比，故
（2）分裂过程由动量守恒定律得
根据能量守恒定律有
解得
则粒子a在右边磁场中运动的半径为
可知，当时最大，
（3）两粒子在磁场中做圆周运动的周期
粒子分裂后在磁场中的运动情况如图所示
①两粒子在A点相遇时，粒子b的运动时间
粒子a的运动时间
两粒子运动时间相等，即
则
解得
②两粒子在C点相遇时，粒子b的运动时间
粒子a的运动时间
两粒子运动时间相等，
即
则
解得
③两粒子在D点相遇时，粒子b的运动时间
粒子a的运动时间
两粒子运动时间相等，
即
则
解得
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