湖南省长沙市长郡中学2023届高三物理高考考前保温卷（一）（Word版附解析）

2023届高三物理保温卷（一）一、单选题1.如图所示的火灾自动报警器具有稳定性好、安全性高的特点，应用非常广泛，其工作原理为：放射源处的镅放出的粒子，使壳内气室空气电离而导电，当烟雾进入壳内气室时，粒子被烟雾颗粒阻挡，导致工作电路的电流减小，于是锋鸣器报警。则（　　）A.发生火灾时温度升高，的半衰期变短B.这种报警装置应用了射线贯穿本领强的特点C.发生衰变的核反应方程是D.发生衰变的核反应方程是【答案】D【解析】【详解】A．半衰期不因外界环境的温度而改变，A错误；B．这种报警装置应用了射线电离能力强的特点，B错误；CD．衰变释放出氦核，故核反应方程是C错误，D正确。故选D。2.如图甲所示为研究光电效应规律的实验装置，同一入射光照射到不同金属材料表面，发生光电效应时的遏止电压与金属材料的逸出功的关系如图乙所示，已知普朗克常量为h，则入射光的频率为（　　） A.B.C.D.【答案】A【解析】【详解】根据爱因斯坦光电方程结合联立可得结合图乙可得联立可得故选A。3.如图甲所示，某同学利用橡皮筋悬挂手机的方法模拟蹦极运动，并利用手机的加速度传感器研究加速度随时间变化的图像，如图乙所示。手机保持静止时，图像显示的加速度值为0，自由下落时，图像显示的加速度值约为-10m/s2，忽略空气阻力，下列说法正确的是（　　） A.时，手机已下降了约1.8mB.时，手机正向上加速运动C.加速度约为70m/s2时，手机速度为0D.时间内，橡皮筋的拉力逐渐减小【答案】C【解析】【详解】A．由图可知0-0.4s手机静止，从约0.4s开始运动，0.5s开始做自由落体运动，时手机下降高度约为故A错误；BCD．由图像可知0.6s开始，加速度为负值且加速度大小逐渐减小，手机向下做加速度运动，橡皮筋的拉力逐渐增大。约0.8s拉力和重力相等时，手机速度最大，之后拉力大于重力，加速度为正值，手机向下做减速运动，橡皮筋的拉力逐渐增大。当手机速度为零，橡皮筋的拉力最大，加速度为正的最大值，约为70m/s2，故C正确，BD错误。故选C4.冰雕展上有一块边长为1m的立方体冰块，冰块内上下底面中心连线为，在处安装了一盏可视为点光源的灯，已知冰块的折射率为1.3，下列说法不正确的是（　　）A.光在冰块中发生全反射的临界角为C，可知 B.由灯直接发出的光照到冰块四个侧面时全部能从侧面射出C.由灯直接发出的光照到冰块上表面时全部能从上表面射出D.从冰块正上方沿方向观察，点光源的视深是m【答案】B【解析】【详解】A．由临界角与折射率的关系可知A正确，不符合题意；C．如图所示在直角三角形中，由几何关系有，则有所以由灯直接发出的光照到冰块上表面时全部能从上表面射出，C正确，不符合题意；B．根据上述有可知由灯直接发出照到冰块四个侧面上的光不能全部都从侧面射出，B错误，符合题意；D．实际深度是H=1m设视深为h，作出光路图如图所示 根据折射率定义式有结合几何关系有由于与很小，则有，解得D正确，不符合题意。故选B。二、多选题5.如图，广州地铁3号线北延段使用了节能坡。某次列车以64.8km/h（18m/s）的速度冲上高度为4m的坡顶车站时，速度减为7.2km/h（2m/s），设该过程节能坡的转化率为（列车重力势能的增加量与其动能减小量之比），则（　　）A.该过程列车的机械能守恒B.该过程列车的机械能减少C.η约为10%D.η约为25%【答案】BD【解析】【详解】AB．列车在冲上坡顶站时，需要克服阻力做功，减小的动能一部分转化成了列车的重力势能，一 部分克服了阻力做功，该过程中列车增加的重力势能与减小的动能之间的关系为因此该过程列车机械能减少，故A错误，B正确；CD．该过程重力势能的增加量为动能的减少量为则该过程节能坡的转化率为故C错误，D正确。故选BD。6.某同学利用如图甲所示的装置，探究物块a上升的最大高度H与物块b距地面高度h的关系，忽略一切阻力及滑轮和细绳的质量，初始时物块a静止在地面上，物块b距地面的高度为h，细绳恰好绷直，现将物块b由静止释放，b碰到地面后不再反弹，测出物块a上升的最大高度为H，此后每次释放物块b时，物块a均静止在地面上，物块b着地后均不再反弹，改变细绳长度及物块b距地面的高度h，测量多组（H，h）的数值，然后做出H-h图像（如图乙所示），图像的斜率为k，已知物块a、b的质量分别为m1、m2，则以下给出的四项判断中正确的是（　　）①物块a，b的质量之比②物块a、b的质量之比③H-h图像的斜率为k取值范围是0<k<1④H-h图像的斜率为k取值范围是1<k<2A.①③B.②③C.①④D.②④【答案】D 【解析】【详解】①②．物块的上升过程分为两个阶段，第一阶段为在物块释放后，在绳子拉力的作用下加速上升，与此同时物块加速下降，速率与物块相同，第二个阶段为物块落地后，物块在自身重力的作用下减速上升直至最高点。则第一阶段对整体由动能定理有第二阶段对物块由动能定理有联立以上两式可得结合图像可得可知故①错误，②正确；③④．要将物块拉起，则有对物块，则有可得因此有即故③错误，④正确。 故选D。7.小红在查阅资料时看到了嫦娥五号的月球着落装置设计，她也利用所学知识设计了一个地球着落回收的电磁缓冲装置，其工作原理是利用电磁阻尼作用减缓返回舱和地面间的冲击力。如图甲所示，在返回舱的底盘安装有均匀对称的4台电磁缓冲装置，电磁缓冲结构示意图如图乙所示。在缓冲装置的底板上，沿竖直方向固定着两个光滑绝缘导轨、。导轨内侧，安装电磁铁（图中未画出），能产生垂直于导轨平面的匀强磁场，磁场的磁感应强度为B。导轨内的缓冲滑块K由高强度绝缘材料制成，滑块K上绕有闭合矩形线圈，线圈的总电阻为R，匝数为n，边长为L。假设整个返回舱以速度与地面碰撞后，滑块K立即停下，此后在线圈与轨道的磁场作用下使舱体减速，从而实现缓冲。返回舱质量为m，地球表面的重力加速度为g，一切摩擦阻力不计，缓冲装置质量忽略不计。则以下说法正确的是（）A.滑块K的线圈中最大感应电流的大小B.若缓冲装置向下移动距离H后速度减为v，则此过程中每个缓冲线圈中通过的电量C.若缓冲装置向下移动距离H后速度减为v，则此过程中每个缓冲线圈中产生的焦耳热是D.若要使缓冲滑块K和返回舱不相碰，且缓冲时间为t，则缓冲装置中的光滑导轨和长度至少【答案】AD【解析】【详解】A．滑块刚接触地面时感应电动势最大   根据闭合电路的欧姆定律可得滑块K的线圈中最大感应电流的大小故A正确；B．由，，，可得若缓冲装置向下移动距离H后速度减为v，则此过程中每个缓冲线圈中通过的电量故B错误；C．设每个缓冲线圈产生的焦耳热为Q，由动能定理得解得故C错误；D．因有4台减速装置，利用动量定理得其中，解得缓冲装置中的光滑导轨和长度至少为故D正确。故选AD。三、实验题8.为了验证机械能守恒定律，宇航员在环绕地球运行的航天器中设计了如图（甲）所示的实验，将一直尺沿竖直方向固定在铁架台上，在刻度尺上方一定高度处固定一光电门，一弹射装置能沿竖直向上的方向发射小球。实验时，先用游标卡尺测量出小球的直径d，然后用小球将弹簧压缩x，静止释放后测量出小球通 过光电门时的遮光时间t，多次改变弹簧的压缩量，重复上述操作；已知小球的质量为m，弹簧的弹性势能为，k为弹簧的劲度系数，x为弹簧的形变量。（1）小球的直径如图（乙）中的游标卡尺的示数，则该小球的直径为______；（2）为了更加直观地进行实验的验证，该宇航员利用以上实验数据描绘了图像，其中纵轴用表示，横轴用表示______（填“”“”“t”或“”），如果该过程中系统的机械能守恒，则该图像的斜率为______（用题中所给物理量符号表示）。【答案】①.3.2②.③.【解析】【详解】（1）[1]由游标卡尺的读数可知，该小球的直径为（2）[2]在利用图像法处理实验数据时，为了更直观，应使得图线为一条倾斜直线，根据可得 则横轴用表示；[3]如果该系统的机械能守恒，根据上述可知图像的斜率为9.某实验小组利用量角器、一段均匀电阻丝、电阻箱及灵敏电流计设计了一个测量电阻（待测电阻为）的方案，实验电路如图甲所示。主要实验步骤如下：①将电阻丝紧贴量角器弧边弯曲成型，并依量角器直径端点裁剪好；②按甲图所示的电路原理图连接好各元件；③将电阻箱的阻值调至，并使金属夹K从A端沿弧形电阻丝向B移动，当灵敏电流计的示数为零时，停止移动金属夹，此时从量角器上读出OA与OK间的夹角；④改变电阻箱的阻值，重复步骤③，测得多组（θ，R）值；⑤整理数据并在坐标纸上描点绘图，所得图像如图乙所示。根据分析，试回答下列问题：（1）已知乙图中图像与纵轴的截距为，由此可求得______。（2）实验时，当金属夹K调至某位置时，实验小组的同学因为观察不仔细认为灵敏电流计的读数已经为零，实际上，灵敏电流计还有从P到K的电流，那么此时测出的值与真实值相比______（填“偏小”、“相等”或“偏大”）（3）该小组同学所在学校与供电站间有两根埋在地下的输电线，其中一根导线因损坏而与大地相通，现尝试采用上述实验所涉及的原理找到损坏的大致位置，其方法如图丙所示（终端用导线AB接通），电阻丝 长，输电距离，若金属夹K在电阻丝上距M端时，灵敏电流计示数为零，则损坏处C与输电线起始处的距离为x=______m（结果保留两位有效数字）【答案】①.②.偏大③.【解析】【详解】（1）[1]由题意可知，此方法是电桥法测电阻，当电流表示数为零时，R与Rx串联，R与AK并联；同时Rx与BK并联，所以有化简可得，最后，得被测电阻阻值为整理得故已知乙图中图像与纵轴的截距为，由此可求得（2）[2]若要使灵敏电流计示数为零，则需增大角（或减小电阻箱阻值R)由知，此时测出 的值大于真实值；（3）[3]同理，由（1）可知解得四、计算题10.如图所示，倾角的固定斜面（足够长）的顶端带有小定滑轮，不可伸长的柔软轻绳跨过定滑轮，轻绳的一端系在汽缸A上，另一端系在汽缸Ｂ中的活塞上，A悬吊在空中（离地足够高），B放在斜面上，滑轮左侧的轻绳与斜面平行，两汽缸内各密封有一定质量的理想气体，系统处于静止状态，此时A、B内气体的体积相等。两活塞的质量均为m、横截面积均为S，B的质量为4m，大气压恒为（g为重力加速度大小），不计缸内气体的质量、空气阻力及一切摩擦。（1）求A内气体的压强以及B内气体的压强；（2）若将轻绳剪断，A、B内气体达到稳定的过程中温度保持不变，求稳定时A、B内气体的体积之比。【答案】（1），；（2）【解析】【详解】（1）根据物体的平衡条件，对A中的活塞有解得对汽缸B，根据平衡条件则有解得 （2）轻绳剪断后，A内气体稳定时的压强设稳定时B的加速度大小为a，B内气体的压强为，根据牛顿第二定律，对B有对B以及B中活塞有解得设系统静止时A内气体的体积为，根据玻意耳定律，对A内气体有对B内气体有解得11.如图甲所示，磁感应强度大小为B、方向竖直向下的匀强磁场存在于底面半径为R的圆柱形空间内，O1和O2是圆柱形空间上、下两个圆面的圆心，其后侧与O1等高处有一个长度为的水平线状粒子发射源MN，图乙是俯视图，P为MN的中点，O1P连线与MN垂直。线状粒子源能沿平行PO1方向发射某种质量均为m、电荷量均为q的带正电粒子束，带电粒子的速度大小均相等。在O1O2右侧2R处竖直放置一个足够大的矩形荧光屏，荧光屏的AB边与线状粒子源MN垂直，且处在同一高度，过O1作AB边的垂线，交点恰好为AB的中点O，荧光屏的左侧存在竖直向下的匀强电场，宽度为R，电场强度大小为E，已知从MN射出的粒子经磁场偏转后都从F点（圆柱形空间与电场边界相切处）射入电场，不计粒子重力和粒子间的相互作用。（1）求带电粒子的初速度大小；（2）以AB边的中点O为坐标原点，沿AB边向里为x轴，垂直AB边向下为y轴建立坐标系，求从M点射出的粒子打在荧光屏上的位置坐标； （3）求磁场区域的最小横截面积。【答案】（1）；（2）（R，）；（3）【解析】【详解】（1）在磁场中由洛伦兹力提供向心力，根据牛顿第二定律，有线状粒子源发出粒子均从F点射出，可得，由①②两式得（2）设粒子打在荧光屏上的横、纵坐标分别为x、y，粒子从F点离开磁场时与之间的夹角为，如图所示由几何关系知 得依题意有带电粒子在匀强电场中做类平抛运动，可得联立解得则粒子打在荧光屏上的位置坐标为。（3）磁场区域的最小面积为图中两条轨迹与圆相交部分的面积，设磁场区域的最小面积为S得磁场区域的最小横截面积