精品解析：2023届安徽省滁州市定远中学高三下学期高考冲刺物理试题（十）（解析版）

2023届高三冲刺卷物理试题（十）

一、单选题（本大题共4小题，共24分）

1. 智能手机带有光线传感功能，可以自动调整亮度，光线传感器的工作原理是光电效应。下面关于光电效应的说法正确的（　　）

A. 发生光电效应时，光电子的最大初动能与入射光的频率成正比

B. 在研究光电效应饱和电流时，由可知，光电管所加电压越大，电子获得的速度越大，饱和电流越大

C. 入射光频率为v时，刚好发生光电效应现象，将入射光频率变为3v时，此时光电流的遏止电压为

D. 用一束单色光分别照射A、B两种金属，若照射A得到光电子的最大初动能比照射B得到光电子的最大初动能大，则金属A的截止频率比金属B的截止频率高

【答案】C

【解析】

【分析】

【详解】A．发生光电效应时，光电子的最大初动能与入射光的频率成线性关系，A错误；

B．在研究光电效应饱和电流时，光电管所加电压与饱和电流无关，饱和电流与光照强度有关，光照强度越大，饱和电流越大，B错误；

C．入射光频率为时，刚好发生光电效应现象，由光电效应规律可知

将入射光频率变为时，由爱因斯坦光电效应方程可得

解得

由动能定理可得

解得此时光电流的遏止电压为

C正确；

D．根据光电效应方程

光子能量一定，光电子的最大初动能大，说明金属的截止频率低，D错误。

故选C。

2. 嫦娥三号探测器平稳落月，全国人民为之振奋。已知嫦娥三号探测器在地球上受到的重力为G1，在月球上受到月球的引力为G2，地球的半径为R1，月球的半径为R2，地球表面处的重力加速为g。则下列说法正确的是（　　）

A. 月球表面处的重力加速度为

B. 月球与地球的质量之比为

C. 若嫦娥三号在月球表面附近做匀速圆周运动，周期为

D. 月球与地球的第一宇宙速度之比为

【答案】C

【解析】

【详解】A．嫦娥三号绕月球表面飞行时受到月球的引力为G2，由G2=mg′，解得月球表面的重力加速度为

故A错误；

B．根据万有引力等于重力得

解得地球质量为

月球对飞船的引力为

解得月球的质量为

则月球与地球质量之比为

故B错误；

C．嫦娥三号的质量

根据

得探测器沿月球表面轨道上做匀速圆周运动的周期为

故C正确；

D．根据

得第一宇宙速度为

结合B选项中的月球与地球的质量之比得第一宇宙速度之比为

故D错误。

故选C。

3. 通常情况下，实际的抛体都是在介质中运动的。由于介质对运动物体的阻力作用，物体运动速度会降低。已知在空气中运动的物体所受阻力方向与运动方向相反，大小随速度的增大而增大。通常情况下，地球自身运动和地球的形状对抛体运动影响非常微小，可忽略不计。可以认为抛体运动的物体在某点的受力情况如图所示。假定空气中一弹丸从地面抛射出去，初速度为v0，方向与水平地面夹角为θ；弹丸落地时，速度大小为v，方向与水平地面夹角为α，落地点与抛出点在同一水平面。从弹丸抛出到落地，下列分析正确的是（　　）

A. 弹丸上升的时间大于下降的时间

B. 弹丸的加速度先减小后增大

C. 弹丸在最高点时的加速度是重力加速度

D. 弹丸落地时与水平方向的夹角α大于抛出时与水平方向的夹射角θ

【答案】D

【解析】

【详解】A．始到最高点

从最高点到落点

可知上升过程竖直方向上加速度更大，则上升时间要小，A错；

B．弹丸的加速度一直在减小，B错；

C．最高点时，阻力f与重力mg垂直，加速度为

所以C错；

D．如图所示

虚线是没有阻力作用时的抛物线，而存在空气阻力时，球在竖直和水平方向上都会做减速运动，实际球的轨迹为实线所示，可见弹丸落地时与水平方向的夹角α大于抛出时与水平方向的夹射角θ，选项D正确。

故选D。

4. 如图所示，图中曲线为两段完全相同的六分之一圆弧连接而成的金属线框（金属线框处于纸面内），每段圆弧的半径均为L，固定于垂直纸面向外、大小为B的匀强磁场中。若给金属线框通以由A到C、大小为I的恒定电流，则金属线框所受安培力的大小和方向为（　　）

A. ，垂直于向左 B. ，垂直于向左

C. ，垂直于向左 D. ，垂直于向右

【答案】B

【解析】

【详解】根据几何知识可得导线在磁场中受安培力的有效长度为

线框所受到的安培力

由左手定则可知，导线受到的安培力方向为垂直于AC向左

故选B。

5. 2020年2月，中国科学家通过冷冻电镜捕捉到新冠病毒表面S蛋白与人体细胞表面ACE2蛋白的结合过程，首次揭开了新冠病毒入侵人体的神秘面纱。电子显微镜是冷冻电镜中的关键部分，其中的一种电子透镜的电场分布如图所示，虚线为等差等势面，一电子在其中运动的轨迹如图中实线所示，a、b是轨迹上的两点，则（　　）

A. a点的电场强度大于b点的电场强度 B. b点电场强度的方向水平向右

C. a点的电势高于b点的电势 D. 电子在a点的电势能大于在b点的电势能

【答案】C

【解析】

分析】

【详解】A．根据等差等势面的疏密可表示场强强弱，由于a点等差等势面比b点稀疏，则a点的电场强度小于b点的电场强度根据，故A错误；

B、由于电场线垂直于等势面，则b点电场强度垂直等势面沿水平方向，又因为电子轨迹为曲线，所受电场力指向轨迹凹侧，即水平向右，又电子带负电，则b点电场强度的方向水平向左，故B错误；

C．顺着电场线方向，电势逐渐降低，电场线由高等势面指向低等势面，根据电子受力方向向右，则电场线方向向左，故a点电势高于b点，故C正确；

D．因为φa>φb，电子在电势低的地方电势能大，在电势高的地方电势能小，故电子在a点的电势能小于在b点的电势能，故D错误。

故选C。

二、多选题（本大题共3小题，共18分）

6. 如图所示，在竖直平面内，由A点斜射出一小球，B、C、D是小球运动轨迹上的三点，A、B、C、D四点的坐标已在图中标出，空气阻力忽略不计。下列说法正确的是（　　）

A. 小球在A点的动量和在C点的动量相同

B. 从A到B和从B到C，小球动量变化量相同

C. 小球从B到C重力冲量小于从C到D重力的冲量

D. 小球从B到C的动量变化率等于从到D的动量变化率

【答案】BD

【解析】

【详解】A．小球只受到重力，小球在方向先做减速运动又做匀加速运动，在轴方向上做匀速直线运动，小球在A点和C点对称，竖直速度大小相同，但方向相反，所以小球在A点的动量和在C点的动量大小相同，方向不同，故A错误；
B．小球从A到B和从到C过程中，沿轴位移相同，在轴方向上做匀速直线运动，所以时间相同，根据动量定理可知，合外力的冲量相同，所以动量的变化量相同，故B正确；
C．小球从B到C和从C到水平位移相同，时间相同，故重力的冲量相同，故C错误；
D．小球从B到C和从C到合外力的冲量相同，动量变化量相同，时间相等，所以动量变化率相同，故D正确。

故选BD。

7. 如图所示，一理想变压器的原、副线圈匝数之比为，电压表和电流表对电路的影响可忽略不计，原线圈接入电压的交流电源，定值电阻，可变电阻的阻值范围为，则（　　）

A. 副线圈中交变电流的频率为100Hz

B. 时，电压表的示数为22V

C. 调节可变电阻的阻值时，电流表示数的变化范围为0.11A～0.22A

D. 当可变电阻阻值为10Ω时，变压器的输入电功率为242W

【答案】BC

【解析】

【详解】A．交流电的频率与发电机有关，变压器的原副线圈不改变交流电的频率，所以原副线圈中电流的频率一样为50Hz，选项A错误；

B．该交流电的有效值为

而电表示数都为为电路的有效值，根据公式可得

选项B正确；

C．当的阻值为零时，副线圈电流最大值为

当的阻值为时，副线圈电流最小值为

根据原副线圈电流与匝数的关系

可得电流表示数的变化范围为，选项C正确；

D．当可变电阻阻值为时，变压器的输入电功率等于输出功率

选项D错误。

故选BC。

8. 如图所示,一质量为m、电荷量为q的带电粒子(不计重力),自A点以初速度v0射入半径为R的圆形匀强磁场,磁场方向垂直于纸面，速度方向平行于CD，粒子恰好从D点飞出磁场,A点到CD的距离为.则

A. 磁感应强度为

B. 磁感应强度为

C. 粒子在磁场中的飞行时间为

D. 粒子在磁场中的飞行时间为

【答案】AC

【解析】

【详解】粒子在磁场中做匀速圆周运动，画出运动轨迹，如图所示：

A点到CD的距离R/2，则：∠OAQ=60°，∠OAD=∠ODA=15°，∠DAQ=75°，则∠AQD=30°，∠AQO=15°，粒子的轨道半径：，粒子在磁场中做匀速圆周运动洛伦兹力提供向心力，由牛顿第二定律得：，解得：，故A正确，B错误；粒子在磁场中转过的圆心角：α=∠AQD=30°，粒子在磁场中做圆周运动的周期：，粒子在磁场中的运动时间：，故C正确，D错误；故选AC．

三、实验题（本大题共2小题，共15分）

9. 某同学用如图所示的装置验证动能定理和测量滑块与长木板之间的动摩擦数。将木板固定在水平桌面上，木板左端固定一个挡板，挡板与滑块之间有一个轻质弹簧，轻质弹簧与挡板固定连接，滑块靠近弹簧。长木板上安装有两个光电门。

（1）用螺旋测微器测量遮光片的宽度，如图所示，其读数为d=___________mm；

（2）给滑块装上遮光片，向左推动滑块，压缩弹簧到适当位置，由静止松手，滑块离开弹簧后先后通过光电门1、2，与光电门相连的计时器记录下遮光片通过光电门1、2的时间分别为和，用刻度尺测出PQ间的距离为l，设滑块质量为m，滑块与长木板间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g，则滑块从P位置运动到Q位置的过程中验证动能定理的表达式为___________（用第1、2小问中所给的字母表示）；

（3）改变弹簧的压缩程度进行多次实验，并计算得出多组滑块通过P点和Q点的速度v1和v2，根据下表中的数据在坐标纸上描点连线，作出图象如图所示。

（4）若重力加速度g取9.8m/s2，用刻度尺测出PQ间的距离l=33.0cm，由图象可得，滑块与长木板间的动摩擦因数为___________（结果保留两位小数）。

【答案】    ①.     ②.     ③. 0.34

【解析】

【详解】(1)[1]螺旋测微器的固定刻度为4.5mm，可动部分为

所以读数为

(2)[2]遮光片通过光电门1、2的速度分别为

则滑块从P位置运动到Q位置的过程中，由动能定理

(4)[3]由上式可得

由图可知，时，，带入上式，可得

10. 有一量程为5V的电压表，其内阻约为，要准确测量其内阻，实验室有以下器材：

A．待测电压表

B．电流表量程为，内阻未知

C．电流表量程为，内阻未知

D．电阻箱阻值范围为）

E．滑动变阻器总阻值为，额定电流为1A）

F．滑动变阻器总阻值，额定电流为0.1A）

G．电源内阻不计，电动势为）

H．电源内阻不计，电动势为1.5V）

I．开关及导线若干

（1）要准确测量电压表V的内阻，并使电表指针在较大范围内偏转，电流表应选____，滑动变阻器应选___，电源应选_____。填器材前的字母序号

（2）在虚线框内画出测量电压表V内阻的电路图，并标明所选器材的符号_____。

（3）按照电路图在实物图上正确连线________。

（4）实验中电阻箱应调到合适的阻值，下列阻值中最合适的是___________。

A．　　　　　　　B．　　  　C．　　  　　D．

（5）根据所选器材和电路图，写出电压表V的内阻的测量值表达式RV=____说明各符号表示的物理量。

【答案】    ①. B    ②. E    ③. G    ④.     ⑤.     ⑥. D    ⑦. 为电压表V的示数，为电流表A1的示数，为电阻箱的阻值

【解析】

【详解】（1）[1][2][3]通过电压表的最大电流约为

所以电流表应选择B；为方便实验操作，滑动变阻器应选择E；电压表量程为5V，电源应选择G；

（2）[4]滑动变阻器最大阻值较小，为测多组实验数据，滑动变阻器应采用分压接法，电压表与电阻箱并联，电流表采用外接法，实验电路图如图所示：

（3）[5]根据电路图连接实物电路图，实物电路图如图所示：

（4）[6]当电压表满偏时，根据并联分流原理知

解得

故D正确；ABC错误。

故选D。

[7]电压表内阻

其中：为电压表V示数，为电流表A1示数，为电阻箱阻值。

四、计算题（本大题共3小题，共47分）

11. 如图所示，一半径为的半圆形光滑轨道固定在竖直平面内。、为轨道的两端点且高度相同，点为圆心，直径水平，点为轨道的最低点。均可视为质点的物块甲、乙的质量之比为，物块甲从点无初速度释放，滑到最低点时与静止在点的物块乙发生第一次碰撞，碰撞时间很短可忽略不计，碰后物块甲立即反向，恰能到达轨道上的点，重力加速度为，不计空气阻力，碰撞均为弹性碰撞，求：

（1）之间的竖直高度和物块甲、乙发生第一次弹性碰撞后各自的速度大小；

（2）请分析说明在以后的运动中，物块甲能不能回到点。

【答案】（1），，；（2）能，分析过程见解析

【解析】

【详解】（1）物块甲、乙质量之比为，设甲的质量为，则乙的质量为，物块甲由点滑到点过程机械能守恒，由机械能守恒定律得

解得物块甲第一次与物块乙碰前速度大小为

甲乙发生弹性碰撞，碰撞过程系统动量守恒、机械能守恒，以向左为正方向，设碰后甲、乙速度分别为、，则

解得

两物块碰后，甲机械能守恒，对甲，由机械能守恒定律得

解得

（2）由于第一次碰撞后两物块的速度大小相等，则物块甲、乙将同时回到最低位置点发生第二次弹性碰撞，以向右为正方向，由动量守恒定律得

由机械能守恒定律得

解得物块甲的速度大小为

碰撞后，对甲，由机械能守恒定律得

解得

所以物块甲能回到点

12. 1965年香港中文大学校长高锟在一篇论文中提出以石英基玻璃纤维作长程信息传递，引发了光导纤维的研发热潮，1970年康宁公司最先发明并制造出世界第一根可用于光通信的光纤，使光纤通信得以广泛应用。被视为光纤通信的里程碑之一，高锟也因此被国际公认为“光纤之父”。如图为某种新型光导纤维材料的一小段，材料呈圆柱状，半径为l，长度为，将一束光从底部中心P点以人射角θ射入，已知光在真空中的速度为c。

（1）若已知这种材料的折射率为，入射角θ=60°，求光线穿过这段材料所需的时间；

（2）这种材料的优势是无论入射角θ为多少，材料侧面始终不会有光线射出，求材料的折射率的最小值。

【答案】（1）；（2）

【解析】

【详解】（1）如图1所示

由折射定律可得

解得

α1=30°

根据几何关系，光在圆柱体中的路程为

s=6l

又

传播时间为

解得，光线穿过这段材料所需的时间为

（2）如图2所示

若将θ逐渐增大，图中α也将不断增大，而光线在侧面的入射角i将不断减小。当θ趋近于90°时，由折射定律及全反射可知，图中α将趋于临界角C，而此时光线射到侧面处时的入射角i将达到最小，若此时刚好发生全反射，则所有到达侧面的光线将全部发生全反射，不会从侧面射出。因此可得

i+C=90°

联合以上各式解得折射率的最小值为

13. 如图所示，间距L=1m的两光滑金属导轨相互平行放置，水平导轨与倾斜导轨之间用绝缘材料平滑连接。倾斜轨道的倾角θ=37°，在倾斜轨道上端有一单刀双掷开关S，可连接E=9V，r=2Ω的电源或C=F的未充电的电容器。在倾斜导轨区域和直导轨CDGH矩形区域存在着相同的磁场，方向竖直向上，在水平导轨的右端连接了R2=10Ω的电阻。已知R1=10Ω，d=3m，将开关S与1相连，一质量m=0.1kg的金属导体棒ab恰好能静止在高h=3.6m的倾斜导轨上。不计其他一切电阻和阻力，取g=10m/s2。求：

（1）磁感应强度B的大小；

（2）将开关S掷向2后，ab棒滑到MN处的速度v；

（3）ab棒通过CDGH磁场区域过程中R2上产生的焦耳热。

【答案】（1）B=1T；（2）；（3）

【解析】

【详解】（1）导体棒ab恰好能静止在倾斜导轨上，根据受力分析有

根据闭合回路欧姆定律有

代入数据解得

B=1T

（2）将开关S掷向2后，对ab棒根据牛顿第二定律有

又

解得

根据匀变速运动规律有

则ab棒滑到MN处的速度

（3）设ab棒出GH边界时的速度为，根据动量定理有

又

解得

根据能量守恒有