2023届高三下学期5月新高考物理考前冲刺卷 【湖南专版】（含解析）

2023届新高考物理考前冲刺卷 【湖南专版】
一、选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分，每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。
1.用频率为ν的光去照射某种金属，发生光电效应，若将光的频率变为，则光电子的最大初动能变为原来的2.5倍，则该金属的逸出功为（普朗克常量为h）( )
A. B. C. D.
2.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
3.2023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
4.北京时间2022年6月5日10时44分，搭载“神舟十四号”载人飞船的“长征二号”F遥十四运载火箭在酒泉卫星发射中心点火发射，约577 s后，“神舟十四号”载人飞船与火箭成功分离，进入预定轨道，飞行乘组状态良好，发射取得圆满成功。北京时间2022年6月5日17时42分，“神舟十四号”成功对接“天和”核心舱径向端口，整个对接过程历时约7 h。对接后组合体在距地面高为h的轨道上做匀速圆周运动，环绕的向心加速度为a，环绕的线速度为v，引力常量为G，则下列判断正确的是( )
A.组合体环绕的周期为 B.地球的平均密度为
C.地球的第一宇宙速度大小为 D.地球表面的重力加速度大小为
5.如图甲所示，计算机键盘为电容式传感器，每个键下面由相互平行间距为d的活动金属片和固定金属片组成，两金属片间有空气间隙，两金属片组成一个平行板电容器，如图乙所示.其内部电路如图丙所示，已知平行板电容器的电容可用公式计算，式中k为静电力常量，为相对介电常数，S表示金属片的正对面积，d表示两金属片间的距离，只有当该键的电容改变量大于或等于原电容的50%时，传感器才有感应，则下列说法正确的是( )
A.按键的过程中，电容器的电容减小
B.按键的过程中，图丙中电流方向从b流向a
C.欲使传感器有感应，按键需至少按下
D.欲使传感器有感应，按键需至少按下
6.一列简谐横波沿x轴传播，图甲是时的波形图，图乙是处质点的振动图像，两质点在x轴上的平衡位置分别为，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0.5 m/s
C.时，两点的速度和加速度均等大反向
D.从到质点a的路程为10 cm
7.交流发电机的示意图如图甲所示（为了方便观察，只画了其中一匝线圈，线圈电阻不计）.图甲中两磁极之间产生的磁场可近似为匀强磁场.矩形线圈ABCD在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的固定轴匀速转动，线圈ABCD通过金属滑环及两个导体电刷与外电路连接.从某时刻开始计时，交流发电机产生的交变电流随时间变化的图像如图乙所示.下列判断正确的是( )
A.时刻，线圈处于中性面位置
B.线圈中产生交变电流的有效值为
C.线圈中交变电流的方向在1 s内改变100次
D.线圈从图甲所示位置转过90°的过程中，流经电阻R的电荷量为
二、选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
8.如图，一椭圆的两焦点处固定两个等量异种电荷为椭圆中心，ab是椭圆短轴上的两个端点，c是OM上的一点，d是Oa上的一点，ef是椭圆上关于O点对称的两个点，设无穷远处电势和电势能为零，下列说法中正确的是( )
A.两点电势相等，但电场强度不同
B.两点电场强度相同，电势也相同
C.一电子在c点受到的静电力大于在d点受到的静电力，且在c点的电势能小于在d点的电势能
D.一质子从d点移到无穷远处，静电力做功为零
9.在恒定的匀强磁场中，有一粗细均匀的金属丝围成的单匝正方形线圈ABCD，边长为a，如图所示。现用两外力拉两点（两力与线圈在同一平面内，且等大、反向、在同一直线上），使正方形线圈变形，AB边和AD边的夹角θ随时间均匀减小到0°，则下列说法正确的是( )
A.此过程中，感应电动势E一直增大
B.此过程中，感应电动势E一直减小
C.此过程中，AB边受到的安培力变化越来越快
D.此过程中，AB边受到的安培力变化越来越慢
10.如图所示，光滑水平导轨分为宽窄两段（足够长，电阻不计），相距分别为0.5 m和0.3 m，两个材料、粗细都相同的导体棒分别放在两段导轨上，导体棒长度分别与导轨等宽，已知放在窄端的导体棒的质量为0.6 kg，电阻为0.3 Ω，整个装置处于垂直导轨平面向下的匀强磁场中，磁感应强度为1 T，现用的水平向右的恒力拉动，一段时间后，回路中的电流保持不变，下列说法正确的是( )
A.在整个运动过程中，两棒的距离先变大后不变
B.回路中稳定的电流大小为5 A
C.若在回路中的电流不变后某时刻，的速度为4 m/s，则的速度为20 m/s
D.若在回路中的电流不变后某时刻，的速度为4 m/s，则整个装置从静止开始运动了3.5 s
11.一半径为r的小球紧贴竖直放置的圆形管道内壁做圆周运动，如图甲所示.小球运动到最高点时管壁对小球的作用力大小为，小球的速度大小为v，其图像如图乙所示.已知重力加速度为g，规定竖直向下为正方向，不计一切阻力.则下列说法正确的是( )
A.小球的质量为
B.圆形管道内侧壁半径为
C.当时，小球受到外侧壁竖直向上的作用力，大小为
D.小球在最低点的最小速度为
三、非选择题：本题共5小题，共52分。
12.（8分）某实验小组用如图甲所示的装置来探究弹簧弹力F和弹簧长度L的关系.把弹簧上端固定在铁架台的横杆上，记录弹簧自由下垂时下端所到达的刻度位置，然后在弹簧下端悬挂不同质量的钩码，记录每一次悬挂钩码的质量和弹簧下端的刻度位置，实验中弹簧始终未超过弹簧的弹性限度.通过分析数据得出实验结论.
（1）实验时认为可以用钩码所受重力的大小来代替弹簧弹力的大小，这样做依据的物理规律是__________.
（2）以弹簧受到的弹力F为纵轴、弹簧长度L为横轴建立直角坐标系，依据实验数据作出图像，如图乙所示.由图像可知，弹簧自由下垂时的长度__________cm，弹簧的劲度系数__________N/m.（结果均保留2位有效数字）
（3）该小组的同学将该弹簧制成一把弹簧测力计，某次测量时弹簧测力计的指针如图丙所示，弹簧测力计所测力的大小__________N.
13.（9分）某探究小组想精确探究小灯泡（“3.5 V 0.25 A”）的伏安特性曲线，可选用实验器材如下：
A.电压表（量程0~3 V，内阻等于3 kΩ）
B.电压表（量程0~15 V，内阻等于15 kΩ）
C.电流表（量程0~200 mA，内阻等于5 Ω）
D.电流表（量程0~3 A，内阻等于0.1 Ω）
E.滑动变阻器（0~10 Ω，额定电流1 A）
F.滑动变阻器（0~1 kΩ，额定电流0.2 A）
G.定值电阻（阻值等于1 Ω）
H.定值电阻（阻值等于10 Ω）
L.定值申阻（阻值等于1 kΩ）
J.蓄电池（，内阻不计）
K.开关一个，导线若干.
（1）请在图中以笔画线代替导线按实验原理连成实验所需的电路.
（2）滑动变阻器应选用_______；应选用_______；应选用_______.（用序号字母表示）.
（3）请在虚线框内定性画出该探究小组所测小灯泡的伏安特性曲线.
14.（8分）如图，一柱形玻璃砖，其横截面为扇形OPQ，扇形的圆心角为111°，半径为R，圆心为O.一束单色光从OP面上紧靠P点的位置射入玻璃砖，入射角为i，此单色光射入玻璃砖后又恰好在玻璃砖圆弧面上M点发生全反射.已知，光在真空中的传播速度为c.求：
（1）玻璃砖对此单色光的折射率n；
（2）单色光从P点射入玻璃砖到射出玻璃砖所经历的最短时间t.
15.（12分）如图所示，光滑水平面的左侧是倾角为37°的粗糙斜面，右侧是半径为0.7 m的竖直半圆形光滑轨道.可以看成是质点的物块放在水平面上，中间有一压缩弹簧，弹簧被细棉线扎紧.某时刻烧断细棉线，被弹簧弹开，物块A向左运动滑上斜面，沿斜面上升的最大高度是0.6 m.物块B向右运动进入半圆轨道，离开半圆轨道最高点后又落在水平面上.已知物体A质量为物块B质量的2倍，物块A与斜面之间的动摩擦因数为0.25，重力加速度.求
（1）物块A获得的初速度；
（2）物块B经过半圆轨道最高点时所受压力与其重力之比；
（3）物块B经过半圆轨道后落到水平面上的落点与半圆轨道最高点的水平距离.
16.（15分）如图所示，在平面直角坐标系xOy的第二象限内存在平行于y轴的匀强电场E，方向沿y轴负方向，分布在的区域内；第三象限内存在磁感应强度大小为B（B大小未知）、方向垂直纸面向里的匀强磁场；在第四象限内存在磁感应强度大小为、方向垂直纸面向外的匀强磁场。一质量为m、电荷量为的带电粒子（不计重力），从电场中处以水平向右的初速度发射出去，恰好从O点第一次进入磁场，已知其第二次经过y轴负半轴（除原点O外）的位置为点。
（1）求匀强电场的电场强度大小；
（2）求第三象限内匀强磁场的磁感应强度B的大小；
（3）若保持粒子发射位置不变，减小其初速度，发现粒子从电场进入磁场后，第二次经过y轴负半轴时速度沿x轴负半轴方向（这个过程中粒子没有再次进入电场），求粒子第二次经过y轴负半轴的位置坐标。
答案以及解析
1.答案：A
解析：根据光电效应方程可知，用频率为ν的光照射时，有，用频率为的光照射时，有，两式联立可得，A正确。
2.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.
3.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.
4.答案：C
解析：组合体的向心加速度，解得，A错误。组合体的轨道半径，由，联立解得，D错误。地球的密度，B错误。地球的第一宇宙速度，C正确。
5.答案：B
解析：根据电容计算公式得，按键过程中，d减小，C增大，选项A错误；因C增大，U不变，根据得Q增大，电容器充电，电流方向从b流向a，选项B正确；按键过程中，d减小，电容C增大，当电容至少增大为原来的倍时，传感器才有感应，根据得，板间距离至少为子，所以按键需至少按下，选项CD错误.
6.答案：C
解析：由题图乙可知时，处质点沿y轴正方向运动，由“同侧法”可判断出该波沿x轴负方向传播，故A错误；由题图甲可知，波长为，由题图乙可知，周期为，则波速为，故B错误；因为两质点平衡位置间的距离为，所以任意时刻，两质点的速度和加速度均等大反向，故C正确；到所经历的时间为，但由于时质点a不在平衡位置或最大位移处，所以该段时间内质点a通过的路程不等于10 cm，故D错误.
7.答案：C
解析：由题图乙可知，时刻，电流具有最大值，线圈处于与中性面垂直的位置，故A错误；由题图乙知，线圈中产生正弦交变电流的最大值，则电流的有效值，故B错误；由题图乙可知，正弦交流电的周期，频率，由于在一个周期内交变电流的方向改变两次，所以交变电流方向在1 s内改变100次，故C正确；线圈从题图甲所示位置转过90°的过程中，流经电阻R的电荷量，又，其中，联立解得，，故D错误.
8.答案：CD
解析：根据等量异种电荷电场线和等势面的分布规律可知，两点电场强度相同，电势均为零，两点关于O点对称，则电场强度相同，根据沿电场线方向电势降低，则e点的电势大于f点的电势，即电势不同，选项AB错误；根据等量异种电荷电场分布规律可知，c点电场强度大于O点的电场强度，O点的电场强度又大于d点的电场强度，则电子在c点受到的静电力大于在d点受到的静电力，根据沿电场线方向电势降低，知c点的电势大于d点的电势，根据电势能，又因为电子带负电，则电子在c点的电势能小于在d点的电势能，选项C正确；由题意可知，无穷远处电势为零，则两电荷在d点产生的电势大小相等，符号相反，代数和为零，即d点电势为零，一质子在d点和无穷远处具有的电势能都为零，即电势能相等，所以将质子从d点移到无穷远处，静电力做功为零，选项D正确.
9.答案：AD
解析：
选项 分析 正误
A 根据法拉第电磁感应定律得角度θ随时间均匀变化，从90°变到0°，由正弦函数图像可知，感应电动势E一直增大 √
B ×
C AB边受到的安培力，求导可知电流变化快慢的规律是余弦函数图像，θ从90°到0°，AB边受到的安培力变化越来越慢 ×
D ×
10.答案：BC
解析：由题意可知，的质量，电阻，分析可知，当电流不变时，有，即，故，所以的加速度始终比的大，两棒的距离一直变大，A错误；当电流不变时，由牛顿第二定律可知，解得，B正确；当时，由可知，C正确；分别对两导体棒根据动量定理有，联立解得，D错误。
11.答案：AB
解析：规定竖直向下为正方向，设圆形管道内侧壁半径为R，小球受到圆形管道的作用力大小为，在最高点，由牛顿第二定律，当时，；当时，由重力提供向心力有，解得；当时，由牛顿第二定律有，解得；当时，由牛顿第二定律有，解得.故；故小球的质量为或，故A正确；当时，，解得圆形管内侧壁半径，故B正确；当时，小球受到外侧壁竖直向下的作用力，由牛顿第二定律有，解得，故C错误；根据能量守恒定律，当小球在最高点具有最小速度（为零）时，其在最低点的速度最小，即，故D错误.
12.答案：（1）共点力的平衡条件
（2）4.0；
（3）8.00
解析：（1）钩码静止时其所受重力大小等于弹力的大小，这样做依据的物理规律是共点力的平衡条件.
（2）根据胡克定律可得题图乙的图像的横截距即为弹簧的自然长度，斜率即为弹簧的劲度系数，所以可得，.
（3）题图丙中弹簧测力计的示数为.
13.答案：（1）如图甲所示
（2）E；I；H
（3）如图乙所示
解析：（1）（2）因为要精确探究小灯泡的伏安特性曲线，小灯泡两端的电压需从零开始变化，所以滑动变阻器应采用分压式接法，为便于调节，滑动变阻器应选最大阻值较小的E；小灯泡的额定电压3.5 V，需用量程0~3 V的电压表和定值电阻串联改装成合适量程的电压表，量程为；小灯泡的额定电流为0.25 A，需用量程为0~200 mA的电流表与定值电阻并联可改装成合适量程的电流表，量程为的电流表，故为，为；因待测小灯泡的阻值较小，故采用电流表外接的方式，实物电路如答图甲所示.
（3）因小灯泡的电阻随温度升高而变大，故曲线的斜率逐渐小，定性画出所测小灯泡的伏安特性曲线，如答图乙所示.
14.答案：（1）37°
（2）
解析：（1）设从P点入射的折射角为r，根据光的折射定律有
根据题设条件有
根据几何关系可得光线在M点的入射角为
M点恰好发生全反射，则有
联立解得玻璃砖对该单色光的折射率
折射角
（2）折射角，根据几何关系可得，三角形OPM为等腰三角形，则，在等腰三角形OPM中，根据正弦定理
解得PM长度
在等腰三角形OPM中有，则
根据光的反射定律可知反射角，则反射光线MN与OQ面垂直，根据几何关系MN的长度
光在玻璃砖内传播的速度
单色光从P点射入玻璃砖到射出玻璃砖所经历的最短时间
解得
15.答案：（1）
（2）
（3）
解析：（1）设物块B的质量为m，物块A的质量为M
物块A沿斜面上滑过程，加速度的大小为
物块A沿斜面上滑的距离
物块A做匀减速运动时有
物块A获得的初速度
（2）分离过程动量守恒
分离后物块B的速度
设物块B在半圆轨道最高点的速度为，沿着半圆轨道上升到最高点的过程由机械能守恒有
代入数据解得
设在最高点对轨道压力为F，则
代入数据解得
（3）物块B离开最高点后做平抛运动
在竖直方向有
落点与最高点的水平距离为
16.答案：（1）
（2）
（3）
解析：（1）粒子在电场中做类平抛运动，沿x轴方向有
沿y轴方向有
由牛顿第二定律可知，加速度大小
解得
（2）设粒子经过原点O速度方向与x轴正方向间的夹角为α，则有
粒子在磁场中做匀速圆周运动，设粒子在第四象限的磁场中运动的轨迹半径为，在第三象限的磁场中运动的轨迹半径为，根据牛顿第二定律有
根据几何关系可知
解得
（3）设粒子初速度为，粒子经过x轴时，速度为，方向与x轴正方向间的夹角为θ，分析可知，粒子第一次经过y轴负半轴时速度沿x轴正方向，设粒子在第三象限中运动的轨迹半径为，根据牛顿第二定律有
根据几何关系有
又
设粒子在第四象限中运动的轨迹半径为，根据牛顿第二定律有
又
解得
位置坐标为