2023年高考真题——物理(海南卷)(Word版附解析)
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物理
一、单项选择题,每题3分,共24分
1. 钍元素衰变时会放出β粒子,其中β粒子是( )
A. 中子 B. 质子 C. 电子 D. 光子
【答案】C
【解析】
【详解】放射性元素衰变时放出的三种射线α、β、γ分别是氦核流、电子流和光子流。
故选C。
2. 如图所示,带正电的小球竖直向下射入垂直纸面向里的匀强磁场,关于小球运动和受力说法正确的是( )
A. 小球刚进入磁场时受到的洛伦兹力水平向右 B. 小球运动过程中的速度不变
C. 小球运动过程的加速度保持不变 D. 小球受到的洛伦兹力对小球做正功
【答案】A
【解析】
【详解】A.根据左手定则,可知小球刚进入磁场时受到的洛伦兹力水平向右,A正确;
BC.小球受洛伦兹力和重力的作用,则小球运动过程中速度、加速度大小,方向都在变,BC错误;
D.洛仑兹力永不做功,D错误。
故选A。
3. 如图所示,工人利用滑轮组将重物缓慢提起,下列说法正确的是( )
A. 工人受到的重力和支持力是一对平衡力
B. 工人对绳的拉力和绳对工人的拉力是一对作用力与反作用力
C. 重物缓慢拉起过程,绳子拉力变小
D. 重物缓慢拉起过程,绳子拉力不变
【答案】B
【解析】
【详解】AB.对人受力分析有
则有
FN+FT= mg
其中工人对绳的拉力和绳对工人的拉力是一对作用力与反作用力,A错误、B正确;
CD.对滑轮做受力分析有
则有
则随着重物缓慢拉起过程,θ逐渐增大,则FT逐渐增大,CD错误。
故选B。
4. 下面上下两图分别是一列机械波在传播方向上相距6m的两个质点P、Q的振动图像,下列说法正确的是( )
A. 该波的周期是5s B. 该波的波速是3m/s
C. 4s时P质点向上振动 D. 4s时Q质点向上振动
【答案】C
【解析】
【详解】A.由振动图像可看出该波的周期是4s,A错误;
B.由于Q、P两个质点振动反相,则可知两者间距离等于
,n = 0,1,2,…
根据
,n = 0,1,2,…
B错误;
C.由P质点的振动图像可看出,在4s时P质点在平衡位置向上振动,C正确;
D.由Q质点的振动图像可看出,在4s时Q质点在平衡位置向下振动,D错误。
故选C
5. 下列关于分子力和分子势能的说法正确的是( )
A. 分子间距离大于r0时,分子间表现为斥力
B. 分子从无限远靠近到距离r0处过程中分子势能变大
C. 分子势能在r0处最小
D. 分子间距离小于r0且减小时,分子势能在减小
【答案】C
【解析】
【详解】分子间距离大于r0,分子间表现引力,分子从无限远靠近到距离r0处过程中,引力做正功,分子势能减小,则在r0处分子势能最小;继续减小距离,分子间表现为斥力,分子力做负功,分子势能增大。
故选C。
6. 汽车测速利用了电磁感应现象,汽车可简化为一个矩形线圈abcd,埋在地下的线圈分别为1、2,通上顺时针(俯视)方向电流,当汽车经过线圈时( )
A. 线圈1、2产生的磁场方向竖直向上
B. 汽车进入线圈1过程产生感应电流方向为abcd
C. 汽车离开线圈1过程产生感应电流方向为abcd
D. 汽车进入线圈2过程受到的安培力方向与速度方向相同
【答案】C
【解析】
【详解】A.由题知,埋在地下的线圈1、2通顺时针(俯视)方向的电流,则根据右手定则,可知线圈1、2产生的磁场方向竖直向下,A错误;
B.汽车进入线圈1过程中,磁通量增大,根据楞次定律可知产生感应电流方向为adcb(逆时针),B错误;
C.汽车离开线圈1过程中,磁通量减小,根据楞次定律可知产生感应电流方向为abcd(顺时针),C正确;
D.汽车进入线圈2过程中,磁通量增大,根据楞次定律可知产生感应电流方向为adcb(逆时针),再根据左手定则,可知汽车受到的安培力方向与速度方向相反,D错误。
故选C。
7. 如图所示电路,已知电源电动势为E,内阻不计,电容器电容为C,闭合开关K,待电路稳定后,电容器上电荷量为( )
A. CE B. C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】电路稳定后,由于电源内阻不计,则整个回路可看成3R、2R的串联部分与R、4R的串联部分并联,若取电源负极为零电势点,则电容器上极板的电势为
电容器下极板的电势为
则电容两端的电压
则电容器上的电荷量为
故选C。
8. 如图所示,一光滑绝缘轨道水平放置,直径上有A、B两点,AO = 2cm,OB = 4cm,在AB固定两个带电量分别为Q1、Q2的正电荷,现有一个带正电小球静置于轨道内侧P点(小球可视为点电荷),已知AP:BP = n:1,试求Q1:Q2是多少( )
A. 2n2:1 B. 4n2:1 C. 2n3:1 D. 4n3:1
【答案】C
【解析】
【详解】对小球受力分析如图所示
由正弦定理有
其中
∠CPH = ∠OPB,∠CHP = ∠HPD = ∠APO
其中△APO中
同理有
其中
,
联立有
Q1:Q2= 2n3:1
故选C。
二、多项选择题,每题4分,共20分
9. 如图所示,1、2轨道分别是天宫二号飞船在变轨前后的轨道,下列说法正确的是( )
A. 飞船从1轨道变到2轨道要点火加速 B. 飞船在1轨道周期大于2轨道周期
C. 飞船在1轨道速度大于2轨道 D. 飞船在1轨道加速度大于2轨道
【答案】ACD
【解析】
【详解】A.飞船从较低的轨道1进入较高的轨道2要进行加速做离心运动才能完成,选项A正确;
BCD.根据
可得
可知飞船在轨道1的周期小于在轨道2的周期,在轨道1的速度大于在轨道2的速度,在轨道1的加速度大于在轨道2的加速度,故选项B错误,CD正确。
故选ACD。
10. 已知一个激光发射器功率为,发射波长为的光,光速为,普朗克常量为,则( )
A. 光的频率为 B. 光子的能量为
C. 光子的动量为 D. 在时间内激光器发射的光子数为
【答案】AC
【解析】
【详解】A.光的频率
选项A正确;
B.光子的能量
选项B错误;
C.光子的动量
选项C正确;
D.在时间t内激光器发射的光子数
选项D错误。
故选AC。
11. 下图是工厂利用的交流电给照明灯供电的电路,变压器原线圈匝数为1100匝,下列说法正确的是( )
A. 电源电压有效值为 B. 交变电流的周期为
C. 副线圈匝数为180匝 D. 副线圈匝数为240匝
【答案】BC
【解析】
【详解】A.电源电压的有效值
选项A错误;
B.交流电的周期
选项B正确;
CD.根据
可得副线圈匝数
匝
选项C正确,D错误。
故选BC。
12. 如图所示,正三角形三个顶点固定三个等量电荷,其中带正电,带负电,为边的四等分点,下列说法正确的是( )
A. 、两点电场强度相同 B. 、两点电势相同
C. 负电荷在点电势能比在点时要小 D. 负电荷在点电势能比在点时要大
【答案】BC
【解析】
【详解】A.根据场强叠加以及对称性可知,MN两点的场强大小相同,但是方向不同,选项A错误;
B.因在AB处的正电荷在MN两点的合电势相等,在C点的负电荷在MN两点的电势也相等,则MN两点电势相等,选项B正确;
CD.因负电荷从M到O,因AB两电荷的合力对负电荷的库仑力从O指向M,则该力对负电荷做负功,C点的负电荷也对该负电荷做负功,可知三个电荷对该负电荷的合力对其做负功,则该负电荷的电势能增加,即负电荷在M点的电势能比在O点小;同理可知负电荷在N点的电势能比在O点小。选项C正确,D错误。
故选BC。
13. 如图所示,质量为,带电量为的点电荷,从原点以初速度射入第一象限内的电磁场区域,在(为已知)区域内有竖直向上的匀强电场,在区域内有垂直纸面向里的匀强磁场,控制电场强度(值有多种可能),可让粒子从射入磁场后偏转打到接收器上,则( )
A. 粒子从中点射入磁场,电场强度满足
B. 粒子从中点射入磁场时速度为
C. 粒子在磁场中做圆周运动的圆心到的距离为
D. 粒子在磁场中运动的圆周半径最大值是
【答案】AD
【解析】
【详解】A.若粒子打到PN中点,则
解得
选项A正确;
B.粒子从PN中点射出时,则
速度
选项B错误;
C.粒子从电场中射出时的速度方向与竖直方向夹角为θ,则
粒子从电场中射出时的速度
粒子进入磁场后做匀速圆周运动,则
则粒子进入磁场后做圆周运动的圆心到MN的距离为
解得
选项C错误;
D.当粒子在磁场中运动有最大运动半径时,进入磁场的速度最大,则此时粒子从N点进入磁场,此时竖直最大速度
出离电场的最大速度
则由
可得最大半径
选项D正确;
故选AD。
14. 用激光测玻璃砖折射率的实验中,玻璃砖与屏P平行放置,从另一侧用激光笔以一定角度照射,此时在屏上的S1处有激光点,移走玻璃砖,光点移到S2处,回答下列问题:
(1)请画出激光束经玻璃折射后完整的光路图_________;
(2)已经测出AB = l1,OA = l2,S1S2= l3,则折射率n = _________(用l1、l2、l3表示);
(3)若改用宽ab更小的玻璃砖做实验,则S1S2间的距离会_________(填“变大”,“变小”或“不变”)。
【答案】 ① ②. ③. 变小
【解析】
【详解】(1)[1]根据题意画出光路图如下图所示
(2)设光线入射角为θ、折射角为α,则在C点根据折射定律有
nsinθ = sinα
由于射入玻璃砖的入射角是射出玻璃砖的折射角,则
S1S2= CB
根据几何关系可知
联立解得
(3)[3]若改用宽ab更小的玻璃砖做实验,则画出光路图如下
可看出S1S2间的距离变小。
15. 用如图所示的电路测量一个量程为100μA,内阻约为2000Ω的微安表头的内阻,所用电源的电动势约为12V,有两个电阻箱可选,R1(0 ~ 9999.9Ω),R2(99999.9Ω)
(1)RM应选_________,RN应选_________;
(2)根据电路图,请把实物连线补充完整_________;
(3)下列操作顺序合理排列是______:
①将变阻器滑动头P移至最左端,将RN调至最大值;
②闭合开关S2,调节RM,使微安表半偏,并读出RM阻值;
③断开S2,闭合S1,调节滑动头P至某位置再调节RN使表头满偏;
④断开S1、S2,拆除导线,整理好器材
(4)如图是RM调节后面板,则待测表头的内阻为_________,该测量值_________(填“大于”、“小于”、“等于”)真实值。
(5)将该微安表改装成量程为2V的电压表后,某次测量指针指在图示位置,则待测电压为_________V(保留3位有效数字)。
(6)某次半偏法测量表头内阻的实验中,S2断开,电表满偏时读出RN值,在滑动头P不变,S2闭合后调节电阻箱RM,使电表半偏时读出RM,若认为OP间电压不变,则微安表内阻为_________(用RM、RN表示)
【答案】 ①. R1 ②. R2 ③. ④. ①③②④ ⑤. 1998.0Ω ⑥. 小于 ⑦. 1.28 ⑧.
【解析】
【详解】(1)[1][2]根据半偏法的测量原理可知,RM与R1相当,当闭合S2之后,变阻器上方的电流应基本不变,就需要RN较大,对下方分压电路影响甚微。故RM应选R1,RN应选R2。
(2)[3]根据电路图连接实物图有
(3)[4]根据半偏法的实验步骤应为
①将变阻器滑动头P移至最左端,将RN调至最大值;
③断开S2,闭合S1,调节滑动头P至某位置再调节RN使表头满偏;
②闭合开关S2,调节RM,使微安表半偏,并读出RM阻值;
④断开S1、S2,拆除导线,整理好器材。
(4)[5]根据RM调节后面板读数为1998.0Ω。
[6]当闭合S2后,原电路可看成如下电路
闭合S2后,相当于RM由无穷大变成有限值,变小了,则流过RN的电流大于原来的电流,则流过RM的电流大于,故待测表头的内阻的测量值小于真实值。
(5)[7]将该微安表改装成量程为2V的电压表,则需要串联一个电阻R0,则有
U = Ig(Rg+R0)
此时的电压读数有
U′ = I′(Rg+R0)
其中
U = 2V,Ig= 100μA,I′ = 64μA
联立解得
U′ = 128V
(6)根据题意OP间电压不变,可得
解得
16. 某饮料瓶内密封一定质量理想气体,时,压强。
(1)时,气压是多大?
(2)保持温度不变,挤压气体,使之压强与(1)时相同时,气体体积为原来的多少倍?
【答案】(1);(2)0.97
【解析】
【详解】(1)瓶内气体的始末状态的热力学温度分别为
,
温度变化过程中体积不变,故由查理定律有
解得
(2)保持温度不变,挤压气体,等温变化过程,由玻意耳定律有
解得
17. 如图所示,U形金属杆上边长为,质量为,下端插入导电液体中,导电液体连接电源,金属杆所在空间有垂直纸面向里的匀强磁场。
(1)若插入导电液体部分深,闭合电键后,金属杆飞起后,其下端离液面高度,设杆中电流不变,求金属杆离开液面时的速度大小和金属杆中的电流有多大;
(2)若金属杆下端刚与导电液体接触,改变电动势的大小,通电后金属杆跳起高度,通电时间,求通过金属杆截面的电荷量。
【答案】(1),4A;(2)0.085C
【解析】
【详解】(1)对金属杆,跳起的高度为,竖直上抛运动由运动学关系式
解得
通电过程金属杆收到的安培力大小为
由动能定理得
解得
(2)对金属杆,通电时间,由动量定理有
由运动学公式
通过金属杆截面的电荷量
联立解得
18. 如图所示,有一固定的光滑圆弧轨道,半径,一质量为的小滑块B从轨道顶端滑下,在其冲上长木板C左端时,给木板一个与小滑块相同的初速度,已知,B、C间动摩擦因数,C与地面间的动摩擦因数,C右端有一个挡板,C长为。
求:
(1)滑到的底端时对的压力是多大?
(2)若未与右端挡板碰撞,当与地面保持相对静止时,间因摩擦产生的热量是多少?
(3)在时,B与C右端挡板发生碰撞,且碰后粘在一起,求从滑上到最终停止所用时间。
【答案】(1)30N;(2)1.6J;(3)
【解析】
【详解】(1)滑块下滑到轨道底部,有
解得
在底部,根据牛顿第二定律
解得
由牛顿第三定律可知B对A的压力是。
(2)当B滑上C后,对B分析,受摩擦力力向左,根据牛顿第二定律得
解得加速度向左为
对C分析,受B向右的摩擦力和地面向左的摩擦力
根据牛顿第二定律
解得其加速度向左为
由运动学位移与速度关系公式,得B向右运动的距离
C向右运动距离
由功能关系可知,B、C间摩擦产生的热量
可得
(3)由上问可知,若B还末与C上挡板碰撞,C先停下,用时为,有
解得
B的位移为
则此刻的相对位移为
此时
由,一定是C停下之后,B才与C上挡板碰撞。设再经时间B与C挡板碰撞,有
解得
碰撞时B速度为
碰撞时由动量守恒可得
解得碰撞后B、C速度为
之后二者一起减速,根据牛顿第二定律得
后再经后停下,则有
故从滑上到最终停止所用的时间总时间
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