2023届高三下学期5月新高考物理考前冲刺卷 【重庆专版】（含解析）

2023届新高考物理考前冲刺卷 【重庆专版】
一、单项选择题：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。
1.2022年12月9日，我国具有自主知识产权的第四代核电项目华能石岛湾高温气冷堆示范工程1、2号反应堆达到初始满功率，实现了“两堆带一机”模式下的稳定运行。这为该堆型今后商业化运行打下了坚实的基础。已知该反应堆的工作原理是利用中子轰击核燃料释放核能来发电的，其中的一个反应过程生成和，并放出粒子X；具有放射性，衰变后会变成，并放出粒子Y。下列说法正确的是( )
A.X为氚核
B.发生的是α衰变
C.通过增大压强，可以使的半衰期增大
D.的比结合能大于的比结合能
2.2022年11月29日23时08分，搭载神舟十五号载人飞船的长征二号F遥十五运载火箭在酒泉卫星发射中心点火发射，约10分钟后船箭分离，飞船进入近地点200千米、远地点约360千米的近地椭圆轨道，随后太阳帆板顺利展开，发射任务取得成功。11月30日7时33分，神舟十五号3名航天员顺利进驻中国空间站，与神舟十四号航天员乘组首次实现“太空会师”。天宫空间站的轨道为近圆，高度约400千米，周期约为1.5小时。下列说法正确的是( )
A.飞船在椭圆轨道近地点的速度小于空间站的运行速度
B.飞船在椭圆轨道运行的周期大于1.5小时
C.飞船在椭圆轨道运行时，经相同的时间，飞船与地心连线和空间站与地心连线扫过的面积相等
D.航天员在空间站一天能看到16次日出
3.在α粒子散射实验中，α粒子由a到e从金原子核旁飞过，运动轨迹如图所示。金原子核可视为静止，以金原子核为圆心，三个同心圆间距相等，α粒子的运动轨迹在c处与圆相切。下列说法正确的是( )
A.α粒子在c处的动能最大
B.α粒子在处的电势能相等
C.α粒子由c到d过程与由d到e过程电场力做功相等
D.α粒子的运动轨迹在a处的切线有可能经过金原子核的中心
4.一列简谐横波沿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
5.如图所示，细线穿过固定在重物上的光滑小环C后，两端分别固定在天花板上的两点，重物（包括小环）的质量为m，对重物施加一个水平向左的拉力F，使AC段细线竖直且重物静止，已知间距离为L，细线长为，重力加速度为g，则F的大小为( )
A. B. C. D.
6.变压器是输配电的基础设备，广泛应用于工业、农业、交通、城市社区等。我国在网运行的变压器约1700万台，总容量约110亿千伏安。如图甲所示的电路中，理想变压器原、副线圈的匝数比为2:1，原线圈左侧输入如图乙所示的正弦式交流电，是完全相同的灯泡。灯泡电阻值恒定，若灯泡能正常发光，则下列说法正确的是( )
A.灯泡能正常发光
B.灯泡的额定电压为40 V
C.灯泡的实际功率之比为2:1
D.通过灯泡的电流方向一秒改变50次
7.高铁已成为中国的“国家名片”，截至2022年末，全国高速铁路营业里程4.2万千米，位居世界第一.如图所示，一列高铁列车的质量为m，额定功率为，列车以额定功率在平直轨道上从静止开始运动，经时间t达到该功率下的最大速度，设高铁列车行驶过程所受到的阻力为，且保持不变.则( )
A.列车在时间t内可能做匀加速直线运动
B.如果改为以恒定牵引力启动，则列车达到最大速度经历的时间一定大于t
C.列车达到的最大速度大小为
D.列车在时间t内牵引力做功为
二、多项选择题：本题共3小题，每小题5分，共15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.如图所示，三棱镜横截面为三角形，、，一束单色光从AB边的D点与AB成45°角射入三棱镜，折射光线到达BC边上的E点，反射后到达A点，且反射光线EA正好与AC垂直，已知，光在真空中的传播速度为c，下列说法正确的是( )
A.三棱镜对该单色光的折射率为
B.三棱镜对该单色光的折射率为
C.光线从D到E再到A的传播时间为
D.光线从D到E再到A的传播时间为
9.霍尔推进器的内部结构可简化为如图所示的模型。圆形虚线边界1、2（共同圆心为O，两边界距离较近）之间存在径向均匀辐射磁场，已知径向磁场在实线圆处的磁感应强度大小为，空间中还存在垂直纸面向里、磁感应强度为的匀强磁场及垂直纸面方向的匀强电场（未画出）。若一质量为m、带电荷量为的粒子（不计重力）可沿实线圆以速率v沿逆时针方向做匀速圆周运动，下列说法正确的是( )
A.充当粒子做匀速圆周运动的向心力
B.匀强电场的电场强度为
C.粒子做匀速圆周运动的半径为
D.粒子形成的等效电流为
10.如图所示，固定在水平绝缘桌面上的光滑金属导轨，宽处间距为L，窄处间距为，导轨所在区域分布有磁感应强度大小为B、方向竖直向下的匀强磁场。由同种材料制成、横截面积相同的金属杆cd（长为L）和ef（长为），分别垂直导轨宽处和窄处静止放置，两杆与导轨始终接触良好。现给金属杆cd水平向右、大小为的初速度，不考虑杆cd进入导轨窄处后的运动过程。已知金属杆ef的质量为m、电阻为R，不计导轨电阻。在金属杆cd开始运动后的足够长时间内，下列说法正确的是( )
A.回路中的最大电流为 B.金属杆cd的最小速度为
C.回路中产生的焦耳热为 D.通过杆某一横截面的电荷量为
三、非选择题：本题共5小题，共57分。
11.（8分）某同学用如图1所示的实验装置测量木块与长木板之间的动摩擦因数。将左端带有滑轮的长木板放置在水平桌面上，轻绳跨过定滑轮后左端与重物连接，右端与装有力传感器的木块连接，力传感器可以直接测出绳子的拉力大小。木块拖动穿过打点计时器的纸带运动。
（1）某次实验中打下如图2所示的纸带，图中为相邻的计数点，相邻两计数点间还有4个点未画出，已知打点计时器所接交流电的频率为50 Hz，则木块运动的加速度大小为_______。（结果保留3位有效数字）
（2）该同学根据测量所得数据在坐标纸上作出木块的加速度a随受到的拉力F变化的图像如图3所示，取重力加速度，可得木块（含力传感器）的质量为_______kg，木块与长木板之间的动摩擦因数为_______。（结果均保留2位有效数字）
12.（10分）某实验小组用多用电表、电流表G和电阻箱进行一系列实验，分别是练习使用多用电表测量电流表的内阻、改装电压表.实验器材如下：
A.多用电表
B.电流表G（满偏电流，内阻未知）
C.标准电流表
D.电阻箱R（最大阻值为9999.9 Ω）
E.电源（电动势，内阻可忽略不计）
F.导线、开关若干
（Ⅰ）用多用电表欧姆挡粗略测量电流表的内阻.
（Ⅱ）精确测量电流表G的内阻：
①按如图甲所示的电路图连接好电路，先将电阻箱R的阻值调到最大，闭合开关，断开开关，调节电阻箱R，使标准电流表的示数大于量程的，且两电流表的示数都没有超过量程，读出标准电流表的示数为，电阻箱的示数为；
②保持开关闭合，再闭合开关，调节电阻箱R，使标准电流表的示数仍为，读出电阻箱的示数为.
（Ⅲ）用该电流表G和电阻箱R改装一个电压表.
根据实验回答以下问题：
（1）用多用电表欧姆挡测量电流表G的阻值，应将多用电表的红表笔与电流表G的_______（填“正”或“负”）接线柱相连，开始时选用“×100”的挡位发现指针偏角太大，挡位应调整为_______（填“×1000”或“×10”）挡，正确调整挡位后经过欧姆调零重新测量，指针如图乙所示，那么电流表阻值为_______Ω.
（2）电流表G内阻的表达式为_______（用表示）.
（3）通过以上测量得到电流表G内阻为，用电流表G和电阻箱R改装成量程为0~5 V的电压表，应将电阻箱R与电流表G_______（填“串联”或“并联”），将电阻箱R的阻值调到_______Ω.
13.（10分）如图所示，两个导热良好的气缸A和B通过一体积不计的细管相连，细管中间有一小隔板将两气缸内的气体分开.两气缸内的气体分别被光滑的活塞封闭，左右两边活塞上分别放有质量均为m的物块，初始时刻，两活塞距气缸底的距离均为，右边活塞到两个挡板的距离为.已知环境温度不变，不考虑活塞的厚度和重力，气缸B中活塞的横截面积为，气缸A中活塞的横截面积为S，外界大气压强为，重力加速度为g.
（1）求初始时气缸A及气缸B中气体的压强；
（2）由于小隔板缓慢漏气，经过足够长的时间后，气缸A中的活塞到达气缸A的最底端，求此时气缸B中气体的压强.（计算结果均用表示）
14.（12分）如图所示，半径为的四分之一光滑圆弧轨道AB固定在竖直平面内，B为轨道最低点，O为轨道圆心，轨道最低点B与水平传送带的左端平滑连接，开始时传送带静止不动。在圆弧轨道A点正上方有一质量为的小物块，从距离A点高度为h的P处由静止释放，经过圆弧轨道滑上传送带，并停止在传送带的中点处。已知传送带的长度为，小物块与传送带间的动摩擦因数为，重力加速度，不计空气阻力。
（1）求小物块释放位置距离A点的高度h和小物块到达B点时对轨道的压力大小；
（2）若传送带以3 m/s的速度顺时针转动，小物块仍从原高度由静止开始下落，求小物块从滑上传送带到离开传送带过程中电动机多做的功。
15.（17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：D
解析：A.中子轰击的核反应方程为为中子，错误。
B.发生衰变的核反应方程为，是β衰变，错误。
C.放射性元素半衰期的长短与原子所处的物理状态（压强、温度等）、化学状态（单质或化合物）均无关，错误。
D.裂变过程释放能量，生成的新原子核更稳定，则、的比结合能都比的大，正确。
2.答案：D
解析：A.构造一个与近地点高度相同的圆轨道，飞船在椭圆轨道近地点的速度大于在此圆轨道上的速度：此圆轨道半径小于空间站轨道半径，则飞船在此圆轨道上的速度大于空间站运行速度，所以飞船在椭圆轨道近地点的速度大于空间站的运行速度，错误。
B.飞船在椭圆轨道上运动的半长轴小于空间站轨道的半径，由开普勒第三定律有，可知飞船在椭圆轨道运行的周期小于空间站的周期，错误。
C.对开普勒第二定律的正确理解是，同一卫星在绕地球做椭圆轨道运动时，卫星与地心的连线在相同时间扫过相同的面积，飞船轨道与空间站轨道不同，相同时间扫过的面积不同，错误。
D.空间站的周期约为1.5小时，一天24小时是空间站周期的16倍，空间站一天绕地球转动16圈，能看到16次日出日落，正确。
3.答案：B
解析：A.α粒子由a到c过程受到的电场力与运动方向的夹角为钝角，电场力做负功，动能减小；由c到e过程受到的电场力与运动方向的夹角为锐角，电场力做正功，动能增大，α粒子在c处的动能最小，错误。
B.在同一个等势面上，，又电荷电势能，所以α粒子在处的电势能相等，正确。
C.匀强电场中两等势面间的电势差，由于此电场为非匀强电场，所在等势面间的场强大于所在等势面间的场强，因此，电场力做的功，可知由c到d过程电场力做功较多，错误。
D.如果α粒子的运动轨迹在a处的切线经过金原子核的中心，则在a处的受力方向和速度方向共线，α粒子要做直线运动，错误。
4.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.
5.答案：A
解析：设AC段长为与BC的夹角为θ，则BC段长为，根据几何知识有，解得，因此，设细线上的拉力大小为T，对重物进行受力分析，如图所示，则根据力的平衡条件有，解得，A正确。
6.答案：B
解析：设灯泡的额定电流为，根据理想变压器的电流规律可知，原线圈中的电流为，则灯泡不能正常发光，由，可知灯泡的实际功率之比为1:4，AC错误；设变压器及其右侧回路的等效电阻为，则根据变压器原理可知，可得，则原线圈两端的电压，根据理想变压器原理，可知灯泡的额定电压为40 V，B正确；由题图乙可知交流电的周期为0.02 s，一个周期内电流方向改变两次，故通过灯泡的电流方向一秒改变100次，D错误。
7.答案：B
解析：列车以恒定功率运动，根据牛顿第二定律可得，列车的速度v逐渐增大，则加速度a逐渐减小，所以列车做加速度减小的加速直线运动，直到达到最大速度，选项A错误；当牵引力等于阻力时，列车速度达到最大，有，解得最大速度为，选项C错误；列车以恒定牵引力启动时先做匀加速直线运动，根据功率，可知列车速度增大，功率增大，达到额定功率后又开始做加速度减小的加速运动，直至达到最大速度，并且此过程与以额定功率启动的最后阶段运动情况完全相同，而开始时的加速度比以额定功率启动的加速度小，所以经历的时间较长，列车达到最大速度经历的时间一定大于t，选项B正确；列车从开始到最大速度过程中，根据动能定理，将代入解得，选项D错误.
8.答案：AD
解析：由题意可知EA与AC垂直，，则有，，，光线在D点的折射角为，入射角为，则折射率为，A正确，B错误；由可得，则有，，光线从D到E再到A传播的总时间为，综合解得，C错误，D正确。
9.答案：CD
解析：指向圆心O的洛伦兹力充当粒子做匀速圆周运动的向心力，A错误；洛伦兹力与电场力等大反向，则有，即，B错误；由解得，C正确；设粒子做匀速圆周运动的周期为T，则有，结合电流的定义式可得等效电流为，综合解得，D正确。
10.答案：AC
解析：当cd杆刚开始运动时，回路中的总电动势，此时回路中的总电动势最大，结合题述和电阻定律可知，cd杆质量为、电阻为，故回路中的最大电流为，A正确；当时，回路中没有电流，金属杆不再受到安培力，开始做匀速直线运动，此时金属杆cd的速度最小，有，可知，设从开始到达到这一状态所用时间为t，根据动量定理有，解得，B错误；由能量守恒定律可得，解得，C正确；由，有，解得，D错误。
11.答案：（1）2.00
（2）0.43；0.26
解析：（1）相邻两计数点间还有4个点未画出，则相邻两计数点之间的时间间隔，由逐差法可得，木块运动的加速度大小为。
（2）由牛顿第二定律有，由题图3可知，可得。当时，，可知。
12.答案：（1）负；×10；110
（2）
（3）串联；233.3
解析：（1）多用电表红表笔接内电源的负极，所以应与电流表负接线柱相连；用多用电表测电阻时选用“×100”的挡位发现指针偏角太大，说明待测电阻阻值较小，需要把倍率调小，所以挡位应调整为“×10”；读数为.
（2）第一次和第二次电流表读数相同，说明两次电路中总电阻相同，闭合开关后电流表G短路，则电阻箱的阻值要增大，电阻箱增大的阻值，即为电流表G的内阻，即.
（3）改装电压表应将电阻箱R与电流表G串联，串联的电阻为，因为电阻箱的最大阻值为9999.9 Ω，可精确到0.1 Ω，所以电阻箱阻值调到233.3 Ω.
13.答案：（1）
（2）
解析：解：（1）初始时，对气缸A中活塞，根据平衡条件可得
可得
对气缸B中活塞，根据平衡条件可得
可得气缸B中气体的压强
（2）由于小隔板缓慢漏气，经过足够长的时间后，气缸A中的活塞到达气缸A的最底端，假设活塞B恰好到达MN处，根据玻意耳定律可得
联立解得
因为，所以活塞B能够到达MN处，且活塞B与MN挡板有力的作用，则此时气缸B中气体的压强为
14.答案：（1）见解析
（2）0.3 J
解析：（1）物块从B点到传送带中点的过程，根据动能定理有
在B点有
从P到B的过程，根据动能定理有
解得
由牛顿第三定律可知，物块在B点时对轨道的压力大小为5 N。
（2）由（1）可知，小物块刚到传送带上时受到的摩擦力方向向右，做加速运动，有
设经时间t，物块与传送带共速，有
电动机多做的功
15.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