河北邢台市2023届高三高考考前精品卷物理试题
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注意事项:
1. 答题前,考生先将自己的姓名、准考证号填写清楚,将条形码准确粘贴在考生信息条形码粘贴区。
2.选择题必须使用2B铅笔填涂;非选择题必须使用0.5毫米黑色字迹的签字笔书写,字体工整、笔迹清楚。
3.请按照题号顺序在各题目的答题区域内作答,超出答题区域书写的答案无效;在草稿纸、试题卷上答题无效。
4.保持卡面清洁,不要折叠,不要弄破、弄皱,不准使用涂改液、修正带、刮纸刀。
一、单项选择题:本题共6小题,每小题4分,共24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、在xoy平面内有一列沿x轴正方向传播的简谐横波,波速为2m/s.M、N是平衡位置相距2m的两个质点,如图所示.在t=0时,M通过其平衡位置沿y轴正方向运动,N位于其平衡位置上方最大位移处.已知该波的周期大于1s,则下列说法中正确的是( )
A.该波的周期为s
B.在t=s时,N的速度一定为2m/s
C.从t=0到t=1s,M向右移动了2m
D.从t=s到t=s,M的动能逐渐增大
2、图甲所示的变压器原,副线圈匝数比为3∶1,图乙是该变压器cd输入端交变电压u的图象,L1,L2,L3,L4为四只规格均为“9 V,6 W”的相同灯泡,各电表均为理想交流电表,以下说法正确的是( )
A.ab输入端电压的瞬时值表达式为Uab=27sin 100πt(V)
B.电流表的示数为2 A,且四只灯泡均能正常发光
C.流过灯L2的电流每秒钟方向改变50次
D.ab输入端输入功率Pab=18 W
3、如图所示,两条光滑金属导轨平行固定在斜面上,导轨所在区域存在垂直于斜面向上的匀强磁场,导轨上端连接一电阻。时,一导体棒由静止开始沿导轨下滑,下滑过程中导体棒与导轨接触良好,且方向始终与斜面底边平行。下列有关下滑过程导体棒的位移、速度、流过电阻的电流、导体棒受到的安培力随时间变化的关系图中,可能正确的是( )
A. B.
C. D.
4、质量为m的物体用轻绳AB悬挂于天花板上。用水平向左的力F缓慢拉动绳的中点O,如图所示。用T表示绳OA段拉力的大小,在O点向左移动的过程中
A.F逐渐变大,T逐渐变大
B.F逐渐变大,T逐渐变小
C.F逐渐变小,T逐渐变大
D.F逐渐变小,T逐渐变小
5、如图所示,平行板a、b组成的电容器与电池E连接,平行板电容器P处固定放置一带负电的点电荷,平行板b接地。现将电容器的b板向下稍微移动,则( )
A.点电荷所受电场力增大 B.点电荷在P处的电势能减少
C.P点电势减小 D.电容器的带电荷量增加
6、宇宙中有一孤立星系,中心天体周围有三颗行星,如图所示。中心天体质量远大于行星质量,不考虑行星之间的万有引力,三颗行星的运动轨道中,有两个为圆轨道,半径分别为r1、r3,一个为椭圆轨道,半长轴为a,a=r3 。在Δt时间内,行星Ⅱ、行星Ⅲ与中心天体连线扫过的面积分别为S2、S3;行星Ⅰ的速率为v1、行星Ⅱ在B点的速率为v2B、行星Ⅱ在E点的速率为v2E、行星Ⅲ的速率为v3,下列说法正确的是( )
A.S2=S3
B.行星Ⅱ与行星Ⅲ的运行周期相等
C.行星Ⅱ与行星Ⅲ在P点时的向心加速度大小相等
D.v3< v 1< v 2E< v 2B
二、多项选择题: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,有多个选项是符合题目要求的。全部选对的得5分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
7、高精度全息穿透成像探测仪利用电磁波穿透非金属介质,探测内部微小隐蔽物体并对物体成像,只有分辨率高体积小、辐射少,应用领域比超声波更广。关于电磁波和超声波,下列说法正确的是( )
A.电磁波和超声波均能发生偏振现象
B.电磁波和超声波均能传递能量和信息
C.电磁波和超声波均能发生干涉和衍射现象
D.电磁波和超声波均需依赖于介质才能传播
E.电磁波由空气进入水中时速度变小,超声波由空气进入水中时速度变大
8、用轻杆通过铰链相连的小球A、B、C、D、E处于竖直平面上,各段轻杆等长,其中小球A、B的质量均为2m,小球C、D、E的质量均为m.现将A、B两小球置于距地面高h处,由静止释放,假设所有球只在同一竖直平面内运动,不计一切摩擦,则在下落过程中
A.小球A、B、C、D、E组成的系统机械能和动量均守恒
B.小球B的机械能一直减小
C.小球B落地的速度大小为
D.当小球A的机械能最小时,地面对小球C的支持力大小为mg
9、一个静止的放射性原子核处于垂直纸面向里的匀强磁场中,由于发生了某种衰变而形成了如图所示的两个圆形径迹,则( )
A.该原子核发生了衰变
B.该原子核发生了衰变
C.打出衰变粒子的反冲核沿小圆逆时针运动
D.该原子核的衰变过程结束后,其系统的总质量略有增加
10、利用霍尔效应制作的霍尔元件,广泛应用于测量和自动控制等领域。霍尔元件常用两种半导体材料制成:一类是N型半导体,其载流子是电子,另一类是P型半导体,其载流子称为“空穴”,相当于带正电的粒子。把某种材料制成的长方体霍尔元件竖直放在匀强磁场中,磁场B的方向垂直于霍尔元件的工作面,当霍尔元件中通有如图所示方向的电流I时,其上、下两表面之间会形成电势差。则下列说法中正确的是( )
A.若长方体是N型半导体,则上表面电势高于下表面电势
B.若长方体是P型半导体,则上表面电势高于下表面电势
C.在测地球赤道的地磁场强弱时,元件的工作面应与所在位置的水平面平行
D.在测地球两极的地磁场强弱时,元件的工作面应与所在位置的水平面平行
三、实验题:本题共2小题,共18分。把答案写在答题卡中指定的答题处,不要求写出演算过程。
11.(6分)某实验小组测量一节干电池的电动势和内阻,可选用的实 验器材如下:
A.待测干电池
B.电流表A1(0~200 μA,内阻为500 Ω)
C.电流表 A2(0~0.6 A,内阻约为 0.3 Ω)
D.电压表 V(0~15 V,内阻约为 5 kΩ)
E.电阻箱 R(0~9999.9 Ω)
F.定值电阻 R0(阻值为 1 Ω)
G.滑动变阻器 R′(0~10 Ω)
H.开关、导线若干
(1)该小组在选择器材时,放弃使用电压表,原因是____________________。
(2)该小组利用电流表和电阻箱改装成一量程为 2 V 的电压表,并设计了如 图甲所示的电路,图中电流表 a 为___________ (选填“A1”或“A2”),电阻箱 R 的阻值为___________Ω。
(3)闭合开关,调节滑动变阻器,读出两电流表的示数 I1、I2 的多组数据, 在坐标纸上描绘出 I1-I2 图线如图乙所示。根据描绘出的图线,可得所测 干电池的电动势 E=_____V,内阻 r=_____Ω。(保留两位有效数字)
12.(12分)在练习使用多用电表的实验中。请完成下列问题:
(1)用多用表测量某元件的电阻,选用“×100”倍率的电阻挡测量,发现多用表指针偏转角度过小,因此需选择________(填“×10”或“×1k”)倍率的电阻挡,并需______________(填操作过程)后,再次进行测量,多用表的指针如图甲所示,测量结果为________Ω。
(2)某同学设计出了一个“欧姆表”,用来测量电阻,其内部结构可简化成图乙电路,其中电源内阻r=1.0Ω,电流表G的量程为Ig,故能通过读取流过电流表G的电流值而得到被测电阻的阻值。该“欧姆表”的调零方式和普通欧姆表不同。该同学想用一个电阻箱Rx来测出电路中电源的电动势E和表头的量程Ig,进行如下操作步骤:
A.先使两表笔间不接入任何电阻,断开状态下闭合开关,调滑动电阻器使表头满偏;
B.将该“欧姆表”与电阻箱Rx连成闭合回路,改变电阻箱阻值;记下电阻箱示数Rx和与之对应的电流表G的示数I;
C.将记录的各组Rx,I的数据转换成、后并描点得到图线,如图丙所示;
D.根据图丙中的图线,求出电源的电动势E和表头的量程Ig。由图丙可知电源的电动势为________,电流表G的量程是________。
(3)在(2)中,某次实验发现电流表G的指针半偏,则电阻箱接入电路中的电阻Rx=_________(保留2位有效数字)
四、计算题:本题共2小题,共26分。把答案写在答题卡中指定的答题处,要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。
13.(10分)如图所示,一长为200 m的列车沿平直的轨道以80 m/s的速度匀速行驶,当车头行驶到进站口O点时,列车接到停车指令,立即匀减速停车,因OA段铁轨不能停车,整个列车只能停在AB段内,已知=1 200 m,=2 000 m,求:
(1)列车减速运动的加速度的取值范围;
(2)列车减速运动的最长时间.
14.(16分)两根距离为L=2m的光滑金属导轨如图示放置,P1P2,M1M2两段水平并且足够长,P2P3,M2M3段导轨与水平面夹角为θ=37°。P1P2,M1M2与P2P3,M2M3段导轨分别处在磁感应强度大小为B1和B2的磁场中,两磁场方向均竖直向上,B1=0.5T且满足B1=B2cosθ。金属棒a,b与金属导轨垂直接触,质量分别为kg和0.1kg,电阻均为1Ω,b棒中间系有一轻质绳,绳通过光滑滑轮与质量为0.2kg的重物连接,重物距离地面的高度为10m。开始时,a棒被装置锁定,现静止释放重物,已知重物落地前已匀速运动。当重物落地时,立即解除b棒上的轻绳,b棒随即与放置在P2M2处的绝缘棒c发生碰撞并粘连在一起,随后bc合棒立即通过圆弧装置运动到倾斜导轨上,同时解除a棒的锁定。已知c棒的质量为0.3kg,假设bc棒通过圆弧装置无能量损失,金属导轨电阻忽略不计,空气阻力不计,sin37ο=0.6,cos37ο=0.8,g取10m/s2,求:
(1)b棒与c棒碰撞前的速度;
(2)b棒从静止开始运动到与c棒碰撞前,a棒上产生的焦耳热;
(3)a棒解除锁定后0.5s,bc合棒的速度大小为多少。
15.(12分)在光滑绝缘的水平面上,存在平行于水平面向右的匀强电场,电场强度为E,水平面上放置两个静止、且均可看作质点的小球A和B,两小球质量均为m,A球带电荷量为,B球不带电,A、B连线与电场线平行,开始时两球相距L,在电场力作用下,A球与B球发生对心弹性碰撞.设碰撞过程中,A、B两球间无电量转移.
(1)第一次碰撞结束瞬间A、B两球的速度各为多大?
(2)从开始到即将发生第二次碰撞这段过程中电场力做了多少功?
(3)从开始到即将发生第二次碰撞这段过程中,若要求A在运动过程中对桌面始终无压力且刚好不离开水平桌面(v=0时刻除外),可以在水平面内加一与电场正交的磁场.请写出磁场B与时间t的函数关系.
参考答案
一、单项选择题:本题共6小题,每小题4分,共24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、D
【解析】
A.波速为2m/s,波的周期大于1s,则波长大于2m,M、N的平衡位置相距2m,M、N的平衡位置间距小于波长;t=0时,M通过其平衡位置沿y轴正方向运动,N位于其平衡位置上方最大位移处,波沿x轴正方向传播,则t=0时,波形图如图所示,所以
该波的周期:
解得:该波的周期为,故A项错误;
B.,t=0时,N位于其平衡位置上方最大位移处,则在t=s时,N位于其平衡位置向y轴负方向运动,由于振幅未知,所以振动的速度未知,故B项错误;
C.波传播过程中质点不随波迁移,质点在自身平衡位置附近振动,故C项错误;
D.在t=0时,M通过其平衡位置沿y轴正方向运动,因,则t=s时,M位于其平衡位置上方最大位移处,t=s时,M通过其平衡位置沿y轴负方向运动,t=s到t=s,M的动能逐渐增大,故D项正确。
2、B
【解析】
AB.由题知,cd的电压瞬时值表达式为
有效值为, 由得副线圈,则均能正常发光,每只灯泡的电流
副线圈电流
由得原线圈的电流
也能正常发光,ab输入电压的表达式为
选项A错,选项B对;
C.由图象知交流电的周期为0.02s,交流电的频率为50Hz,流过灯L2的电流每秒钟方向改变100次,C错;
D.ab输如果气体端输入功率
选项D错;
故选B.
【点睛】
理想变压器是理想化模型,一是不计线圈内阻;二是没有出现漏磁现象.同时运用闭合电路殴姆定律来分析随着电阻变化时电流、电压如何变化.分析的思路先干路后支路,以不变应万变.最后值得注意的是变压器的原线圈与灯泡串联后接入交流中,所以图象的有效值不是原线圈的有效值.
【考点】
交变电流,变压器
3、C
【解析】
AB.根据牛顿第二定律可得
可得
随着速度的增大,加速度逐渐减小,图象的斜率减小,当加速度为零时导体棒做匀速运动,图象的斜率表示速度,斜率不变,速度不变,而导体棒向下运动的速度越来越大,最后匀速,故图象斜率不可能不变,故AB错误;
C.导体棒下滑过程中产生的感应电动势
感应电流
由于下滑过程中的安培力逐渐增大,所以加速度a逐渐减小,故图象的斜率减小,最后匀速运动时电流不变,C正确;
D、根据安培力的计算公式可得
由于加速度a逐渐减小,故图象的斜率减小,D错误。
故选:C。
4、A
【解析】
以结点O为研究对象受力分析如下图所示:
由题意知点O缓慢移动,即在移动过程中始终处于平衡状态,则可知:绳OB的张力
TB=mg
根据平衡条件可知:
Tcosθ-TB=0,Tsinθ-F=0
由此两式可得:
F=TBtanθ=mgtanθ
在结点为O被缓慢拉动过程中,夹角θ增大,由三角函数可知:F和T均变大。
A. F逐渐变大,T逐渐变大与分析相符,故A正确。
B. F逐渐变大,T逐渐变小与分析不符,故B错误。
C. F逐渐变小,T逐渐变大与分析不符,故C错误。
D. F逐渐变小,T逐渐变小与分析不符,故D错误。
5、B
【解析】
A.因电容器与电源始终相连,故两板间的电势差不变,B板下移,则板间距离d增大,则板间电场强度E变小,由F=Eq可知电荷所受电场力变小,故A错误;
BC.板间距离d增大,则板间电场强度E变小,由U=Ed知,P与a板的电压减小,而a的电势不变,故P的电势升高,由EP=qφ而q为负值,故电势能减小,故B正确,C错误;
D.由Q=CU,又有,故C减小,Q减小,故D错误。
6、B
【解析】
AB.行星Ⅱ、行星Ⅲ满足a=r3,据开普勒第三定律知他们的运行周期相等,令△t等于一个周期,它们与中心天体连线扫过的面积,椭圆面积小于圆面积,故A错误,B正确;
C.向心加速度为垂直于速度方向的加速度,行星Ⅱ与行星Ⅲ在P点时加速度相等,但行星Ⅱ在该点的向心加速度为此加速度沿P至椭圆圆心方向的分量,小于行星Ⅲ在P点时加速度,故C错误;
D.据,考虑到Ⅰ到Ⅱ的变轨过程应该在B点加速,有v1<v2B,B到E过程动能向势能转化,有v2B>v2E,考虑到v2E小于在E点能够绕中心天体匀速圆周运动所需的速度vE,而vE<v3,所以有v2E<v3,综上所述v2E<v3<v1<v2B,故D错误;
故选B。
二、多项选择题: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,有多个选项是符合题目要求的。全部选对的得5分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
7、BCE
【解析】
A.电磁波是横波,能发生偏振现象,而超声波是纵波,不能发生偏振,故A错误;
B.电磁波和超声波均能传递能量和信息,故B正确;
C.干涉和衍射是一切波特有的现象,电磁波和超声波均能发生干涉和衍射现象,故C正确;
D.电磁波在真空中能传播,超声波需依赖于介质才能传播,故D错误;
E.电磁波由空气进入水中时速度变小,超声波由空气进入水中时速度变大,故E正确。
故选BCE。
8、CD
【解析】
小球A、B、C、D、E组成的系统机械能守恒但动量不守恒,故A错误;由于D球受力平衡,所以D球在整个过程中不会动,所以轻杆DB对B不做功,而轻杆BE对B先做负功后做正功,所以小球B的机械能先减小后增加,故B错误;当B落地时小球E的速度等于零,根据功能关系 可知小球B的速度为,故C正确;当小球A的机械能最小时,轻杆AC没有力,小球C竖直方向上的力平衡,所以支持力等于重力,故D正确,故选CD
9、BC
【解析】
AB.而衰变后两个新的带电粒子向相同方向偏转,故两粒子带异种电荷,原子核发生了β衰变,A项错误、B项正确;
C.由于衰变后两带电粒子的动量大小相等,根据圆周运动的规律,带电粒子的轨迹半径,电荷量大的轨迹半径小,再利用左手定则判断反冲核沿逆时针方向运动,C项正确;
D.衰变中有核能转变为其他形式的能,故系统发生质量亏损,即总质量略有减少,D项错误。
故选BC。
10、BD
【解析】
AB.若长方体是N型半导体,由左手定则可知,电子向上表面偏转,则上表面电势低于下表面电势;若长方体是P型半导体,则带正电的粒子向上表面偏转,即上表面电势高于下表面电势,选项A错误,B正确;
C.赤道处的地磁场是水平的,则在测地球赤道的地磁场强弱时,元件的工作面应与所在位置的水平面垂直,选项C错误;
D.两极处的地磁场是竖直的,在测地球两极的地磁场强弱时,元件的工作面应与所在位置的水平面平行,选项D正确。
故选BD。
三、实验题:本题共2小题,共18分。把答案写在答题卡中指定的答题处,不要求写出演算过程。
11、量程太大,测量误差大 A1 9500 1.48 0.7~0.8均可
【解析】
(1)[1].由于一节干电池电动势只有1.5V,而电压表量程为15.0V,则量程太大,测量误差大,所以不能使用电压表;
(2)[2][3].改装电压表时应选用内阻已知的电流表,故电流表a选用A1;根据改装原理可知:
;
(3)[4].根据改装原理可知,电压表测量的路端电压为:U=10000I1;
根据闭合电路欧姆定律可知:
10000I1=E-I2(r+R0);
根据图象可知:
E=1.48V;
[5].图象的斜率表示内阻,故有:
故有:
r=0.8Ω
12、) ×1k 欧姆调零 6000 1.5V 0.25A 0.83 Ω
【解析】
(1)[1][2][3].用多用表测量某元件的电阻,选用“×100”倍率的电阻挡测量,发现多用表指针偏转角度过小,说明倍率档选择过低,因此需选择 “×1k”倍率的电阻挡,并需欧姆调零后,再次进行测量,多用表的指针如图甲所示,测量结果为6000Ω。
(2)[4][5].由闭合电路欧姆定律得
把r=1.0Ω代入整理得
故
得
Ig=0.25A
得
E=1.5V
(3)[6].电流表G的指针半偏,则I=0.125A,由
代入数据解得
Rx=0.83Ω
四、计算题:本题共2小题,共26分。把答案写在答题卡中指定的答题处,要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。
13、(1);(2)66.7s
【解析】
(1) 列车做减速运动的过程中,刹车的距离:,可知加速度越大,位移越小,加速度越小,位移越大;将最大位移和最小位移分别代入公式即可求出加速度的范围;
(2) 当加速度最小时,列车减速的时间最长,由此即可求出.
【详解】
(1) 列车做减速运动到速度为0的过程中,刹车的距离:
,当位移最小时,加速度最大
位移最大时,加速度最小
所以加速度的范围是:;
(2) 由速度公式:v=v0+at可知,列车减速到速度为0的时间:
可知加速度最小时,列车减速的时间最长,为:
.
【点睛】
本题考查了求加速、时间的问题,分析清楚列车运动过程是解题的关键,应用运动直线运动的运动学公式可以解题.
14、 (1)4m/s(2)8.8J(3)
【解析】
(1)由题可知,b棒与c棒碰前,已经匀速
由受力分析得:
Mg=F安
可得
v1=4m/s
方向水平向右
(2)由能量守恒得:
可得:
Q总=17.6J
所以:
(3)以向右为正方向,由动量守恒得:
mbv1=(mb+mc)v2
解得:
v2=1m/s
a棒:
F安1=B1IL=maa1
bc合棒:
(mb+mc)gsinθ-F安2cosθ=(mb+mc)a2
F安2=B2IL
代入初始条件,vbc=v2,va=0;
解得:
可得,bc合棒和a棒接下来均做加速度为的匀加速运动,
解得:
15、 (1) (2) (3) ( )
【解析】
(1)A球的加速度,碰前A的速度;碰前B的速度
设碰后A、B球速度分别为、,两球发生碰撞时,由动量守恒和能量守恒定律有:
,
所以B碰撞后交换速度:,
(2)设A球开始运动时为计时零点,即,A、B球发生第一次、第二次的碰撞时刻分别为、;由匀变速速度公式有:
第一次碰后,经时间A、B两球发生第二次碰撞,设碰前瞬间A、B两球速度分别为和,由位移关系有:,得到:
;
由功能关系可得:
(另解:两个过程A球发生的位移分别为、,,由匀变速规律推论,根据电场力做功公式有:)
(3)对A球由平衡条件得到:,,
从A开始运动到发生第一次碰撞:
从第一次碰撞到发生第二次碰撞:
点睛:本题是电场相关知识与动量守恒定律的综合,虽然A球受电场力,但碰撞的内力远大于内力,则碰撞前后动量仍然守恒.由于两球的质量相等则弹性碰撞后交换速度.那么A球第一次碰后从速度为零继续做匀加速直线运动,直到发生第二次碰撞.题设过程只是发生第二次碰撞之前的相关过程,有涉及第二次以后碰撞,当然问题变得简单些.
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