2023届高三下学期5月高考物理考前冲刺卷 【河北专版】（含解析）

2023届新高考物理考前冲刺卷 【河北专版】
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。
1.一静止的铀核放出一个α粒子衰变成钍核，衰变方程为，生成的经过一系列α衰变和β衰变后变成，以下说法正确的是( )
A.铀单核衰变生成的钍核的动能小于生成的α粒子的动能
B.β衰变过程中释放的电子来自核外电子
C.需经过7次α衰变、8次β衰变转化为
D.钍核（）的半衰期是24天，20个钍核经过48天后，还剩5个钍核
2.2023年1月9日，我国在文昌航天发射场成功将实践二十三号卫星发射升空。若将人造卫星的轨道视为圆形轨道，则下列有关人造卫星的说法正确的是( )
A.卫星在变轨过程中机械能保持不变 B.轨道较高的卫星动能较小
C.轨道较低的卫星角速度较小 D.轨道较低的卫星周期较短
3.如图甲所示，物块放置在光滑固定斜面上，时刻对物块施加一沿斜面向上的、按图乙所示规律变化的作用力F，物块由静止开始运动，物块加速度大小a随时间t变化的图象如图丙所示，重力加速度，则下列说法正确的是( )
A.斜面倾角的正弦值为0.6 B.物块的质量为0.2 kg
C.0~1 s内，F的冲量大小为2 N·s D.1 s末物块的速度大小为2.5 m/s
4.在x轴上固定两个不等量异种点电荷，其中正电荷标记为M，负电荷标记为N。x轴上某一段电场强度E随x变化的关系图象如图所示，其中到到段图象与x轴所围的面积相等，取无穷远处电势为零。下列说法正确的是( )
A.M在N的右侧，且M带电荷量的绝对值大于N的
B.M在N的左侧，且M带电荷量的绝对值小于N的
C.和处的电势相等，且都大于0
D.一电子从处静止释放，运动到处时速度为0，加速度也为0
5.某同学做了一个简易温度计，他用烧瓶插上一根两端开口的细玻璃管，然后用手焐热烧瓶，把玻璃管插入水中，松手冷却后就有一小段几厘米的水柱进入玻璃管内.若室内空气温度恒定，水柱高度保持不变，当室内空气温度升高或降低，水柱高度也会相应发生变化，如果在玻璃管壁上标上刻度，这就是一个能够反映出气温高低的简易温度计.由于玻璃管很细，被封闭气体的体积变化可以忽略不计.则下列说法正确的是( )
A.玻璃管上的刻度从下到上都是均匀的
B.玻璃管上的刻度从下到上越来越密集
C.玻璃管上的刻度从下到上越来越稀疏
D.玻璃管上的刻度从下到上先变稀疏后变密集
6.2023年春节，为增加节日的喜庆气氛，某街道两旁用如图所示的装置挂上了大红灯笼。为轻绳，OA与竖直墙壁的夹角为53°，OB为轻弹簧，弹簧的劲度系数为1000 N/m，弹簧处于水平方向上，已知灯笼质量为，重力加速度大小g取，则下列说法正确的是( )
A.弹簧可能处于拉伸状态，也可能处于压缩状态
B.弹簧和轻绳OA对O点的作用力大小为30 N
C.弹簧的形变量为8 cm
D.轻绳OA上的弹力大小为50 N
7.质量为m的物块在水平向右，大小为F的恒力作用下由静止开始沿粗糙水平地面向右运动.物块与地面之间动摩擦因数为μ，与挡板碰撞时间为，碰后反弹速率为碰前速率的，零时刻物块与右侧固定挡板P之间距离为d，与挡板碰撞期间不考虑地面的摩擦，下列说法正确的是( )
A.物块与挡板第一次碰撞时的速度大小为
B.物块第一次向右匀加速运动的时间为
C.物块第一次被挡板反弹的速度大小为
D.物块第一次与挡板碰撞，挡板对物块的平均作用力大小为
二、多项选择题：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，每题有多项符合题目要求。
8.一列沿x轴传播的简谐横波，时，波形图如图甲所示.原点处的质点振动图像如图乙所示，下列说法正确的是( )
A.波沿x轴正方向传播
B.波的传播速度为10 m/s
C.处质点经0.5 s通过的路程为5 m
D.时，处质点比处质点加速度大
9.如图所示的电路，变压器为理想自耦变压器，滑动触头P可控制原线圈的匝数，已知电动机的额定功率为80 W、额定电压为40 V，灯泡L的额定功率为20 W、额定电压为10 V。现在原线圈两端接正弦交流电压，当滑动触头位于某位置时，电动机和灯泡刚好正常工作，电动机正常工作时的输出功率为78 W，理想交流电流表的示数为10 A。则下列说法正确的是( )
A.电动机的内阻为20 Ω
B.原、副线圈的匝数比为2:5
C.原线圈两端所加交流电压的最大值为
D.定值电阻的阻值为25 Ω
10.如图所示，半径为R、圆心为O的半圆形区域内（含边界）有方向垂直纸面向里、磁感应强度大小为B的匀强磁场，MN是位于磁场下边界的粒子收集板，磁场左侧边界上与MN相距处有一粒子源S，能以不同速率沿平行MN方向发射大量质量均为m、带电荷量均为的粒子，部分粒子能够打到收集板上。不计粒子重力及粒子间的相互作用，则( )
A.到达收集板上O点的粒子在磁场中的运动时间为
B.到达收集板上O点的粒子在磁场中的运动时间为
C.当粒子的速度大小时，粒子能够到达收集板
D.当粒子的速度大小满足时，粒子能够到达收集板
三、非选择题：共5题，共54分。
11.（6分）某实验小组的同学为了测物块与桌面之间的动摩擦因数，设计了如图甲所示的实验装置。
（1）实验时，下列操作正确或必须的是______。
A.测量砂和砂桶的总质量
B.实验时桌面可以不水平
C.保证连接物块的动滑轮上、下两端的轻绳水平
D.先释放砂桶再接通电源
（2）某次实验时得到的纸带如图乙所示，已知打点计时器的频率为50 Hz，相邻两计数点间还有4个点未画出，物块的加速度为______（结果保留2位有效数字）。
（3）实验时，该实验小组的同学多次记录了物块的加速度a以及传感器的示数F，通过记录的实验数据描绘了如图丙所示的图象，图中的坐标值已知，重力加速度为g，测得的物块与桌面间的动摩擦因数为______，若物块上定滑轮的质量不可忽略，则所得的测量值______（填“大于”“小于”或“等于”）实际值。
12.（9分）某同学利用如图甲所示电路测量待测电源的电动势和内阻。实验室提供的器材如下。
标准电源（电动势为，内阻）
滑动变阻器（最大阻值为100 Ω）
电流表A（量程为0~500 mA，内阻为2 Ω）
开关
请回答下列问题：
（1）在图乙中用笔画线代替导线，完成实物图连接。
（2）按图甲接好电路后，闭合开关、断开开关，调节滑动变阻器的滑片位置，记录稳定后电流表示数，保持滑动变阻器滑片位置不变，断开开关、闭合开关，记录稳定后电流表的示数。
（3）某次实验时闭合开关、断开开关，调节完成后电流表示数稳定时如图丙所示，则滑动变阻器接入回路的阻值为_______Ω。
（4）该同学将测得的多组数据描绘在坐标系中，如图丁所示，请将图线面在坐标系中。
（5）通过电脑拟合得到的图线，斜率为，纵截距为，则待测电源的电动势_______，内阻_______。
13.（10分）如图所示，某透明介质制成的棱镜的截面图为半径为R的圆，一细光束由弧AB上的C点平行于OB射入棱镜，已知入射光线和OC连线的夹角为60°，该光束第一次射到AO边时能从该边射出棱镜，且出射光线与OA边的夹角为30°，已知光在真空中的速度为c。求：
（1）棱镜的折射率；
（2）通过计算说明，光束经OA反射的光，第一次射到OB边时能否发生全反射，若不能，请求出光线射出OB时与OB边的夹角；若能，求出光束从射入到射到该点，在棱镜中的传播时间。
14.（14分）如图所示，质量为的小物块P以的初速度从传送带左端滑上传送带，传送带长度为。传送带右侧水平面上放置一质量为的光滑四分之一圆弧滑块的最低点与传送带平滑连接。传送带以的速度沿顺时针方向匀速转动时，物块恰能运动到圆弧轨道的最高点。已知物块与传送带间的动摩擦因数为，其他摩擦忽略不计，重力加速度。
（1）求四分之一圆弧滑块的半径。
（2）求物块第一次从滑上传送带到第一次离开传送带过程中相对传送带的位移大小。
（3）试判断物块能否再次滑上圆弧滑块，并说明理由。
（4）改变传送带的速度，求传送带速度与物块在圆弧滑块上运动到的最大高度的关系。
15.（15分）如图，光滑绝缘水平面内有边长、电阻、质量的正方形线框abcd，开始线框静止在水平面上，线框右侧距线框ab边处有宽、方向竖直向下的匀强磁场区域。现对线框施加大小为、方向水平向右的恒定拉力，在线框ab边到达磁场左边界时撤去拉力，当线框完全进入磁场后再对其施加大小为、方向水平向右的拉力。已知线框ab边到达磁场右边界时的速度，线框进入磁场的过程中，线框速度v与线框ab边到磁场左边界距离x之间满足关系式（为线框ab边刚到达磁场左边界时的速度，常量c未知），重力加速度g取。
（1）求线框进入磁场过程中产生的焦耳热Q。
（2）求磁场磁感应强度B的大小。
（3）若线框ab边到达磁场右边界瞬间，立即改变拉力的大小，使线框能以的加速度匀减速离开磁场，取ab边到达磁场右边界时为时刻，求线框离开磁场的过程中，拉力与线框运动时间t的关系式。
答案以及解析
1.答案：A
解析：铀单核衰变过程系统动量守恒，故钍核的动量与α粒子动量相等，由可知钍核的动能小于α粒子的，A正确；β衰变过程中释放的电子是核内中子转变成质子时放出的，B错误；由质量数守恒和电荷数守恒可知，需经过7次α衰变，6次β衰变转化为，C错误；半衰期是统计规律，适用于大量原子核，对少数原子核不适用，D错误。
2.答案：D
解析：卫星变轨时需要发动机做功以改变卫星的速度，使卫星做离心或向心运动，从而改变其运行轨道，故卫星在变轨过程中机械能发生变化，A错误。由万有引力提供向心力可得，可计算出卫星的动能①，角速度②，周期③。由①可知，卫星动能不仅与卫星的轨道半径有关，还与卫星的自身质量有关，B错误。由②知，轨道较低的卫星角速度较大，C错误。由③知，轨道较低的卫星周期较短，D正确。
3.答案：D
解析：第一步：结合特殊时刻计算斜面倾角正弦值和物块质量
时，，设斜面倾角为θ，物块的质量为m，对物块由牛顿第二定律，有，可得，A错误。时，，物块的加速度为0，对物块由牛顿第二定律，有，可得，B错误。
第二步：结合图线特征计算冲量、速度
图线与横轴围成的面积大小等于力F的冲量大小，则0~1 s内，F的冲量大小为，C错误。图线与横轴围成的面积大小等于物块的速度变化量大小，又物块初始时刻的速度等于零，则1 s末物块的速度大小为，D正确。
4.答案：C
解析：两个不等量异种点电荷连线上，在电荷量绝对值较小的电荷外侧有合场强为0的点，且对于合场强为0的点内侧的合场强，电荷量小的点电荷起主要作用，外侧是电荷量大的点电荷起主要作用。由图象可知，处合场强为0，且右侧合场强为正，说明两点电荷在左侧，正点电荷带电荷量的绝对值大，且在负点电荷左侧，AB错误。由可知，图象与x轴所围的面积等于两点间的电势差，根据题图可知，到电势逐渐降低，到电势逐渐降低，且与和与的电势差相等，所以和处的电势相等。从处到无穷远处，电势逐渐降低，可知和处的电势都大于0，C正确。若一电子从处静止释放，从处到处向右加速，到处加速度减小到0，速度达到最大，D错误。
5.答案：A
解析：根据题意，被封闭气体发生等容变化，满足查理定律，即，又因为，所以水柱高度变化量，可知水柱高度变化量与温度的变化量成正比，因此玻璃管上的刻度从下到上都是均匀的，A正确，BCD错误.
6.答案：C
解析：以O点为研究对象，轻绳OC对O点的拉力方向竖直向下，轻绳OA对O点的拉力方向沿OA方向指向左上方，根据共点力的平衡条件可得，弹簧对O点的弹力方向应该为水平向右，所以弹簧应处于压缩状态，选项A错误；弹簧和轻绳OA对O点的作用力大小与轻绳OC对O点竖直向下的拉力大小相等，方向相反，轻绳OC对O点竖直向下的拉力大小等于灯笼重力大小，即，选项B错误；根据共点力的平衡条件和力的正交分解可得，水平方向上有，竖直方向上有，两式联立解得轻绳OA上的弹力为，弹簧的形变量为，选项C正确，D错误.
7.答案：D
解析：物块在恒力F作用下，由静止向右做匀加速直线运动，由牛顿第二定律有①，由运动学公式有②，联立①②解得，A错误；设物块第一次向右匀加速运动的时间为t，由运动学公式有③，联立①③解得，B错误；根据题意，知物块第一次被挡板反弹的速度大小为C错误；取水平向左为正方向，物块与挡板首次碰撞过程，由动量定理得，解得挡板对物块的平均作用力大小为，D正确.
8.答案：BD
解析：由题图乙可知时，原点处质点向下振动，结合题图甲可知波的传播方向是沿x轴负方向，A错误；由题图知，简谐横波的波长，所以波速，B正确；一个周期内质点通过的路程为，由于，则处质点经过0.5 s通过的路程小于0.4 m，C错误；时，处质点在平衡位置下方，加速度大小不为零，处质点在平衡位置，处质点的加速度为零，D正确.
9.答案：BC
解析：电动机正常工作时，流过电动机的电流为，电动机内阻消耗的功率为，又，解得，A错误；灯泡正常工作，则流过灯泡的电流为，流过副线圈的总电流为，由题意可知原线圈中的电流为，由理想变压器的原理有，解得，B正确；变压器副线圈的输出电压为，则由解得，所以原线圈两端所加交流电压的最大值为，C正确；灯泡的额定电压为10 V，则定值电阻两端的电压为，定值电阻的阻值为，D错误。
10.答案：BD
解析：由几何关系可知，到达O点的粒子在磁场中的轨迹半径为R，运动轨迹所对圆心角为60°，在磁场中运动的时间为，A错误，B正确；当粒子的轨迹和收集板刚好相切时，粒子的轨迹为半圆，在磁场中运动的轨迹半径为，由可得，到达收集板上N点的粒子有达到极板的最大速度，设该粒子的轨迹半径为，由几何关系可得，解得，可得，C错误，D正确。
11.答案：（1）C
（2）2.0
（3）；等于
解析：（1）由力传感器可直接读出牵引力的大小，因此实验时不需要测量砂和砂桶的质量，A错误；实验时应先接通电源待打点计时器工作稳定后，再释放砂桶，D错误；本实验的目的是测量物块与桌面间的动摩擦因数，因此实验时需要保证桌面水平，为保证物块的重力等于物块对桌面的压力，要保证连接物块的动滑轮上、下两端的轻绳水平，C正确，B错误。
（2）由逐差法得，又，解得。
（3）对物块和定滑轮整体，由牛顿第二定律得，整理得，结合图丙得，则，该实验没有系统误差，测量值等于真实值。
12.答案：（1）如图所示
（3）12
（4）如图所示
（5）5.4；1.5
解析：（3）由电表读数规则可知，电流表的示数为400 mA，则回路中的总电阻为，又标准电源的内阻为1 Ω，电流表的内阻为2 Ω，则滑动变阻器接入回路的阻值为12 Ω。
（5）闭合开关、断开开关和闭合开关、断开开关，回路中滑动变阻器和电流表的总阻值不变，则有，变式得，有，，可得待测电源的电动势，内阻。
13.答案：（1）
（2）
解析：（1）作出光束在棱镜中的光路图，如图所示，由几何关系可知，则，又
由折射定律得
因为，所以，又
解得
代入数据解得
（2）由（1）解析可知
则由几何关系可知，解得
光束在OA边的反射角为30°，由几何关系可知光束射到OB边的入射角为，则光束刚好射到B点，又有，所以光束在OB边发生全反射。
光在棱镜中的速度为
光束从射入到射到B点的时间为
14.答案：（1）
（2）
（3）见解析
（4）见解析
解析：（1）物块滑上传送带后，由牛顿第二定律有
设物块运动的位移为x时，物块与传送带速度相同，由匀变速直线运动规律有
解得
物块和传送带一起匀速运动2.25 m后滑上圆弧滑块
设圆弧滑块的半径为R，物块滑上圆弧滑块的过程，在水平方向上，由动量守恒定律有
对物块和圆弧滑块，由机械能守恒定律有
解得
（2）物块在传送带上加速运动的时间为
共速前传送带运动的距离为
物块在传送带上运动过程中相对传送带的位移大小
（3）设物块离开圆弧滑块时的速度大小为，圆弧滑块的速度大小为，由动量守恒定律和机械能守恒定律有
解得
结合（1）中分析可知，物块返回到传送带上后将从传送带右端再次返回到光滑水平面上，且速度大小为
故物块能再次运动到圆弧滑块上
（4）传送带沿逆时针方向转动时物块不能从传送带右端离开
传送带沿顺时针转动，且物块P在传送带上一直加速，有
则物块在传送带上能达到的最大速度为
①当传送带沿顺时针方向转动，且速度小于5 m/s时，物块离开传送带时的速度与传送带速度相同
物块运动到最高点时，物块与圆弧滑块的水平速度相同，在水平方向由动量守恒定律有
由机械能守恒定律有
解得
②当传送带沿顺时针方向转动，且速度大于等于5 m/s时，物块离开传送带时的速度为5 m/s
同理可得，物块上升到的最大高度
15.答案：（1）
（2）
（3）见解析
解析：（1）线框在磁场左侧运动的过程，由动能定理有
解得
设线框完全进入磁场时速度大小为，完全在磁场中的运动过程由动能定理有
解得
由能量守恒定律有
解得
（2）由可得
取，两边同除以可得
又
故有
线框进入磁场的过程中有
又
当线框刚好全部进入磁场时，有
联立解得
（3）线框离开磁场过程中，由牛顿第二定律有
又
整理可得
解得