2023届河北省衡水中学高三下学期考前冲刺物理试题（一）

这是一份2023届河北省衡水中学高三下学期考前冲刺物理试题（一），共15页。试卷主要包含了 “神十四”航天员进行约5等内容，欢迎下载使用。
物理押题密卷一本试卷分第I卷（选择题）和第II卷（非选择题）两部分。共5页100分。考试时间75分钟。第I卷（选择题共46分）注意事项：1. 答卷前，考生务必将自己的姓名、考生号等填写在答题卡和试卷指定位置。2. 回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。一、单项选择题：（本题共7小题，每小题4分，共28分。每小题只有一个选项符合题目要求。）1. 如图为洛伦兹力演示仪的结构图。励磁线圈产生的匀强磁场方向垂直纸面向外，玻璃泡中的磁场可以视为匀强磁场，且磁感应强度大小与线圈中电流I的关系为（k为常数）。电子由电子枪产生，其速度方向与磁场方向垂直。测得电子在玻璃泡中做匀速圆周运动的轨迹半径为r，从电子枪射出经过加速的电子速度为v，电子所带电荷量为e，质量为m，则励磁线圈中电流和一个电子在玻璃泡中运动的等效电流I分别为（　　）A．   B．，  C.   D.2. 在图示的双缝干涉实验中，光源S到缝、的光程差为实验用光波波长的1.5倍，为、连线中垂线与光屏的交点。光屏上点到、的光程差为实验用光波波长的2.5倍。则处和处将分别呈现（　　）A． 亮条纹、暗条纹      B． 亮条纹、亮条纹C． 暗条纹、亮条纹      D． 暗条纹、暗条纹3. 被誉为“救命神器”的自动体外除颤仪（AED），是一种用于抢救心脏骤停患者的便携式的医疗设备。其结构如图所示，低压直流电经高压直流发生器后向储能电容器C充电。除顾治疗时，开关拨到2，利用电极将脉冲电流作用于心脏，使患者心脏恢复正常跳动，若无其他条件变化时，下列说法正确的是（　　）A． 脉冲电流作用于不同人体时，电流大小相同B． 放电过程中，电流大小不变C． 自感系数L越小，放电脉冲电流的振荡周期越短D． 电容C越小，电容器的放电时间越长4. 生活中，有一种叫“弹珠抽奖游戏”的骗局，如图甲所示。为破解该骗局，某研究小组作了深入研究，将装置放置在水平桌面，调整装置前后高度，使得发射端离桌面的竖直高度略低于挡板端离桌面的竖直高度，且装置底板所在平面与水平面的夹角为，侧视图如图乙。图丙所示的曲线MON为该研究小组某一次实验中弹珠发射后的部分运动轨迹，其中MO为圆周运动的一部分，ON为匀变速曲线运动。不计一切摩擦，重力加速度为g，关于弹珠的运动，下列说法正确的是（　　）A． 从M到N，弹珠的速度时刻在变化，故该过程弹珠的机械能不守恒B． 在ON过程中，弹珠动量的变化量与运动时间成正比，方向不变C． 弹珠在ON过程的加速度为gcosD． 弹珠从M到O，受到挡板边沿的支持力先增大后逐渐减小至05.一正方形的中心O和四个顶点均固定着平行长直导线，若所有平行直导线均通入大小相等的恒定电流，电流方向如图中所示，下列截面图中中心长直导线所受安培力最大的是（　　）6.甲、乙两物体做同向直线运动，计时开始时都位于坐标原点处，从计时开始两物体运动的图像（速度的平方与位移关系图像）如图所示。已知乙做匀加速运动的加速度为a，根据图像所提供的信息，下列说法正确的是（　　）A． 两物体在处相遇       B． 甲的速度为C． 甲、乙速度相等的时刻为    D． 甲与乙的最大距离为7. 空间中固定有一点电荷，电性未知，其电场线如图甲所示，A、B是某一条电场线上的两点。一带正电的粒子在该电场中运动的部分轨迹与AB连线重合，运动方向未知。若粒子由A运动到B，则规定粒子在A点的电势能为0；反之，则规定粒子在B点的电势能为0.取粒子运动方向为位移正方向，则粒子在该过程中电势能关于位移的变化曲线如图乙所示。重力忽略不计，以下判断正确的是（　　）A． 该点电荷一定带正电       B． 粒子运动过程中电场力做正功C． 粒子的运动方向一定是由A运动到B   D． 该过程粒子的动能增加二、多项选择题：（本题共3小题，每小题6分，共18分。每小题有多个选项符合题目要求。全部选对得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。）8. “神十四”航天员进行约5.5小时的出舱活动并圆满完成既定任务后，安全返回空间站问天实验舱如图甲所示。已知地球半径，地球表面重力加速度，在离地面高度的轨道上，问天实验舱绕地球做匀速圆周运动，所处的位置重力加速度为g'。假设航天员在问天实验舱的桌面上放置如图乙中的实验装置，不可伸缩的轻绳长为L，轻绳一端绑一个质量为m的小球，另一端绑在支架O点，在离桌面最近的A点位置给小球一个垂直于OA的初速度v，小球沿乙图虚线轨迹做圆周运动，其中B为最高点，下列说法正确的是（　　）A．B． 小球经过A点时，轻绳的张力大小为C． 小球从A点圆周运动到B点过程中，克服重力做功为mg'LD． 小球运动过程中，轻绳的拉力提供小球做圆周运动的向心力9. 如图所示，甲同学爬上山坡底端C点处的一棵树，从树上Q点正对着山坡水平抛出一个小石块，石块正好垂直打在山坡中点P。乙同学（身高不计）在山坡顶端的A点水平抛出一个小石块，石块也能落在P点。已知山坡长度，山坡与水平地面间夹角为，重力加速度为g，空气阻力不计，，则（　　）A． Q、A两点竖直高度差为B． 甲同学抛出的小石块初速度大小为，C． 甲、乙两同学抛出的石块在空中飞行的时间之比为D． 若乙同学仅将小石块抛出的速度方向变为垂直山坡平面向上，则小石块运动到最高点时的速度大小为10. 如图所示，水平面上固定有足够长的两平行光滑金属导轨，导轨间的正方形区域abcd有竖直向上的匀强磁场，磁感应强度大小为，该区域边长为。导轨的水平部分和倾斜部分由光滑圆弧连接。质量为的金属棒P和另一根质量为的金属棒Q分别静置在导轨上的不同位置，如下图所示。现将金属棒P从离水平面高度h（单位为米）处静止释放。若两棒发生碰撞，则所有碰撞均为弹性碰撞。已知两金属棒的电阻值均为，重力加速度取，感应电流产生的磁场及导轨的电阻忽略不计，两根金属棒运动过程中始终与导轨垂直且接触良好。下列说法正确的是（　　）A．P刚进入磁场时受到的安培力F的大小为NB． 每当P完整穿过磁场区域，P的速率就减小5m/sC． 当，P和Q不会发生碰撞D． 当，P和Q恰好不发生第二次碰撞第II卷（非选择题共54分）三、实验题11（6分） 某同学欲通过实验验证两物体碰撞过程中动量是否守恒。实验室提供器材如下：气垫导轨、一个侧边粘有橡皮泥的滑块总质量为、一个带撞针的滑块总质量为、天平、两个压力传感器及配件、两个相同的轻质弹簧。实验装置示意图如图所示：实验步骤：②       按图安装好实验装置，注意将压力传感器固定在气垫导轨上并且轻质弹簧连接在传感器上。②打开气泵给气垫导轨充气，将质量为的滑块静置在气垫导轨的左侧，将质量为的滑块向右水平推，使连接在右侧压力传感器上的弹簧压缩一些，然后将滑块由静止释放，两滑块碰撞后一起向左运动，并挤压连接在左侧压力传感器的弹簧。③读取左右压力传感器示数的最大值、。（1）实验开始前，为了保证动量守恒的条件，需要将气垫导轨调整为___________。（2） 已知弹簧的劲度系数为k，弹簧具有的弹性势能（其中k、x分别为弹簧的劲度系数和形变量），碰撞前系统的动量p=___________。（3）实验要验证动量守恒的表达式为___________。12（10分）。新能源汽车已经普遍走进了我们的生活，小明同学趁自家“比亚迪宋PLUSDM-i”汽车维修之际，在专业师傅的指导下将其所配备的刀片电池进行拆解，并测量其中一块电芯的电动势E和内阻r，现有如下器材：一个电阻箱、一个电流表、一个定值电阻（已知）、开关和若干导线、一块电芯、坐标纸和刻度尺。（1） 小明同学将其中一块电芯按图甲连接电路，闭合开关，多次调节电阻箱，记录下电阻箱阻值R和电流表电流I，并作出图线如图乙所示，图线的纵轴截距为a，斜率为，则这块电芯的电动势E=___________，r=___________。（2）利用图甲所示电路测得的内阻与真实值相比，___________（填“大于”“等于”或“小于”），该误差属于___________（填“系统误差”或“偶然误差”）。（3）为优化实验方案，小明同学再按图甲组装电路，闭合开关，多次调节电阻箱，记录下电阻箱阻值R和电流表电流I，又作出图线（如图乙），其斜率为，则一块电芯的内阻=___________（结果请用、和表示）四、解答题13（10分）。真空中一正三棱柱形透明体，其横截面如图所示。，透明体中心有一半径为R的球形真空区域，一束平行单色光垂直AB面射向透明体。已知透明体对该单色光的折射率为，光在真空中的传播速度为c、求：（1）如图所示，光线从D点射入时恰好与真空球相切，请问该光线是从AC边还是BC边射出透明体？并求该光线穿过透明体所需要的时间；（2）为使光线不能从AB面直接射入中间的球形真空区域，则须在透明体AB面贴上不透明纸，求不透明纸的最小面积。14（12分）。 如图所示，在光滑水平桌面上静止着三个小滑块，滑块1和滑块2之间压缩一轻弹簧（滑块与轻弹簧之间不拴接），水平桌面的左端A处固定一个与桌面相切的，半径为r的光滑竖直圆轨道，水平桌面的右端B处与一光滑管道（内径略大于滑块大小）相切，管道末端与粗糙地面CD在C点平滑连接，D点处有竖直挡板。现释放被压缩的弹簧，滑块1和滑块2被弹出，滑块2弹出时的速度，滑块1和滑块3相碰后粘在一起，进入圆弧轨道，并恰好通过最高点E，滑块2从B点进入光滑管道后，在水平轨道上与滑块4碰撞后粘在一起运动。已知滑块1和滑块3的质量m均为0.1kg，滑块2和滑块4的质量M均为0.2kg，且四个滑块均可看成质点，滑块与粗糙地面CD之间的动摩擦因数为0.5，CD的长度，桌面和地面间高度差，不考虑滑块与挡板碰撞时机械能损失。求：（1）被滑块1和滑块2压缩的弹簧的弹性势能；（2）光滑竖直圆轨道半径r；（3）最终滑块2和滑块4停在距D点多远的位置。15（16分）。 如图所示，真空中A位置存在一带电粒子发射器能够瞬间在平面内发射出大量初速度大小为带电量相同的正电荷，电荷以不同的入射角θ（θ为与x轴正方向的夹角且）射入半径为R的圆形边界匀强磁场（图中未标出），圆形磁场刚好与x轴相切于A点，所有电荷均在该磁场的作用下发生偏转，并全部沿x轴正方向射出。图中第三象限虚线下方一定区域存在着方向沿y轴正向的匀强电场，虚线刚好经过C点（C为实线圆最右端的点）且顶点与O点相切，同时观察到进入该电场区域的所有电荷均从O点射入第一象限，第一象限内存在范围足够大的垂直于平面向里磁感应强度大小为的匀强磁场，O点上方沿y轴正方向放置足够长的荧光屏，电荷打在荧光屏上能够被荧光屏吸收。已知电荷的质量为m，电荷量大小为q，OA的距离为2R，不考虑电荷所受重力及电荷之间的相互作用力。求；（1）圆形磁场磁感应强度的大小及方向；（2）匀强电场上边界虚线的函数表达式；（3）所有电荷在第一象限内运动轨迹所经过的区域的面积。（当    物理押题密卷一参考答案：1. B【详解】根据题意可知，玻璃泡中的磁场的磁感应强度速度为v的电子在玻璃泡中做匀速圆周运动，由洛伦兹力提供向心力有联立解得电子做圆周运动的周期一个电子在玻璃泡中运动的等效电流为，故选B。2. C【详解】光源S到缝、的光程差为实验用光波波长的1.5倍，、到处的光程一样，则光源S到处的光程差就等于光波波长的1.5倍，所以是暗条纹；光屏上点到、的光程差为实验用光波波长的2.5倍，则光源S到处的光程差等于光波波长，所以为亮条纹。故选C。3. C【详解】A． 脉冲电流作用于不同人体时，由于不同人体的电阻不一定相同，则电流大小不一定相同，故A错误；B． 放电过程中，电容器电场能逐渐减小，线圈中磁场能逐渐增大，则电流大小逐渐增大，故B错误；C． 根据振荡周期表达式可知自感系数L越小，放电脉冲电流的振荡周期越短，故C正确；D． 根据振荡周期表达式可知电容C越小，放电脉冲电流的振荡周期越短，则电容器的放电时间越短，故D错误。故选C。4. B【详解】D． 弹珠从M到O，做圆周运动，由重力的径向分力和挡板沿边的支持力提供向心力，该过程重力的径向分力增大，且又因重力做负功，速度减小，所需向心力减小，所以弹珠受到挡板沿边的支持力逐渐减小，直至O点，重力的径向分力恰好提供所需向心力，支持力为错误。A． 整个过程只有重力做功，弹珠机械能守恒，A错误。C． 弹珠在ON过程做匀变速曲线运动，加速度由重力沿斜面向下的分力提供，大小为g，C错误；B． 又因其动量的变化量就等于弹珠所受合外力的冲量，也即是重力沿斜面向下的分力g的冲量，即△tB正确。故选B。5. D【详解】根据“同向电流相吸引，异向电流相排斥”，设四根导线与中间的导线的相互作用力均为F，则分析如图所示，A受合力为0，B和C受到2F的力，D受到2F的力；故选D。6. D【详解】A． 由图像可知，甲做匀速运动，乙开始时做匀加速运动，在处速度相等，则当甲、乙运动相等的位移时，运动时间不相等，即两物体不在同一时刻到达处，则两物体不在处相遇，A错误；B． 设甲的速度为，在0~位移内乙的加速度为a，由匀加速直线运动规律可得解得，B错误；C． 由解得甲、乙速度相等的时刻为，C错误；D． 分析可知甲、乙速度相等之后均做匀速直线运动，当甲、乙的速度相等时，相距最远，最远的距离为，D正确。故选D。7. A【详解】D． 由电势能关于位移的变化曲线可知，电势能增加，电场力做负功，动能减少，粒子做减速运动，故D错误；ABC． 又因图像斜率的物理意义表示电场力，可得斜率逐渐增大，故电场力逐渐增大，即电场强度逐渐增大，故粒子由B运动到A，又因粒子带正电，电场力做负功，所以点电荷一定带正电，故BC错误，A正确。故选A。8. AD【详解】A． 根据万有引力定律，在地球表面，在离地400km高空可得，A正确；BCD． 以问天实验舱的桌面为参照物，由于在问天实验舱中处于完全失重环境，重力效果消失，轻绳的拉力提供小球绕O点做匀速圆周运动的向心力，小球经过A点时，轻绳的拉力大小为，BC错误，D正确。故选AD。9. BC【详解】AB． 设甲抛出的初速度为，Q点相对于P点的竖直高度为H，则，甲落在P点时速度的竖直分量甲抛出小石块的水平位移联立可得则A点相对于P点的高度Q、A两点竖直高度差为故A错误，B正确；C． 对于乙，有结合前面式子可得，故C正确；D． 小石块运动的最高点，此时速度即为水平方向分速度，大小为，故D错误。故选BC。10. ACD【详解】A． P刚进入磁场时的速度产生的感应电动势和电流的大小所受安培力的大小，方向水平向左，故A正确；B． 第一次穿过磁场区域产生的平均感应电动势平均感应电流规定向右为正，设P第一次到达cd边时的速度为，则对由动量定理可得，所以只要完整穿过磁场区域，那么P的速度的大小就减小，故B错误；C． 分类讨论如下：①当从静止释放运动到cd边速度恰好为0时，那么两棒恰好一次碰撞都不发生。设从高度为H的位置释放，则有解得②当从静止释放后，第二次向右到达cd的速度等于与Q第一次碰撞后的速度，则此时恰好不发生两次碰撞。设刚进入磁场时的速度为，第一次碰撞前的速度为，碰撞后的速度为，碰撞后Q的速度为，第二次向右到达cd的速度为，则有从高度为H的位置释放 第一次穿过磁场区域后有第一次碰撞，由动碰静可得碰撞后再次向右到达cd的过程有又由临界条件解得故当碰撞次数为1次，故CD正确。故选ACD。11. 水平       【详解】（1）[1]为了保证动量守恒的条件，即碰撞过程中系统合外力为0，需要将气垫导轨调整为水平。（2） [2]碰撞过程中动量守恒，需要验证由弹力公式和能量守恒定律可得碰撞前系统的初动量碰撞后系统的末动量（3）[3]实验要验证动量守恒，需要验证的表达式为代入（2）中的数据整理可得12.       大于          系统误差           【详解】（1）[1][2]根据乙图可知得可得则（2） [3][4]根据等效电源法可知电动势测量值等于真实值，内阻测量值大于真实值。该误差属于系统误差。（3） [5]根据丙图可知r可得可知得即13.（1）从BC边射出，；（2）【详解】（1）根据题意，由折射定律画出从D点射入的光线的光路图，如图所示，由公式可得，光在透明体内临界角的正弦值为,解得由几何关系可知，光在AC面的入射角为大于临界角，则在AC面上发生全反射，由几何关系可得则光线从D点射入，从BC边射出，由公式可得，该单色光在透明体内传播速度为，穿过透明体的时间为（2）从真空球上G和处射入的光线刚好在此处发生全反射，如图所示，入射角恰好为，而这两条光线之间射入的光线，其入射角均小于45°，将会射入真空区域，所以只要将这些区域间用不透明纸遮住就可以了，显然在透明体AB上，被遮挡区至少是个圆形，其半径为r，由几何知识可知R则须在透明体AB面贴上不透明纸的面积至少为14.（1） 4.8J；（2） 0.32m；（3） 0.125m【详解】（1）将滑块1和滑块2与压缩的弹簧看作系统，由系统内动量守恒有，得弹簧的弹性势能为，得（2）滑块1和滑块3相碰过程动量守恒得滑块1和滑块3相碰后粘在一起，进入圆弧轨道并恰好通过最高点E过程，由动能定理有由最高点重力提供向心力联立上式得（3）滑块2从B点进入光滑管道后，在水平轨道上与滑块4相碰前，由动能定理得对滑块2和滑块4碰撞过程由动量守恒得得由于不考虑滑块与挡板碰撞时机械能损失，滑块2和滑块4在地面上滑行过程中由动能定理有，得，最终滑块2和滑块4停在距D点。15. （1），方向垂直于平面向里；（2）；（3）【详解】（1）根据几何关系可知电荷在实线圆内运动的半径也为R，有解得方向垂直于平面向里。（2）电荷在电场中做类平抛运动且汇聚在O点，设电荷进电场时位置的坐标为（x，y），故有，解得点（-R，-R）是虚线上一点，代入可解得（3）电荷从O点入射第一象限的速度故所有进入第一象限的电荷，都会被荧光屏上同一点吸收，该点纵坐标为若在x轴下方h的位置处进入电场，离开电场时电荷在竖直方向的速度（其中故，即速度v与x轴正向夹角a应满足，当时，当时，