湖南省部分名校2023届高三下学期5月冲刺压轴大联考物理试卷（含答案）

湖南省部分名校2023届高三下学期5月冲刺压轴大联考物理试卷

学校：___________姓名：___________班级：___________考号：___________

一、单选题

1、在19世纪，科学家就对原子的结构、组成及能量进行了实验和分析。请你根据所学习的物理学史，判断下列说法中正确的是(   )

A.汤姆孙在研究阴极射线时，认识到原子具有核式结构

B.在α粒子散射实验中，有极少数α粒子发生了大角度偏转，是它与原子中的电子发生了碰撞所导致的

C.玻尔原子模型否定了核式结构，完美地揭示了微观粒子的运动规律

D.玻尔原子理论告诉我们，原子发光时产生线状谱

2、在图甲所示电路中，理想变压器原副线圈匝数比为10:1，在ab间接入图乙所示交流电，电路中定值电阻为400Ω，设小灯泡、额定电压均为12V、灯丝电阻恒为400Ω，交流电表均视为理想电表，滑动变阻器最大阻值为800Ω，下列结论正确的是(   )

A.副线圈中所产生的交变电流的频率为100Hz

B.若将滑动变阻器的滑片P向d端滑动，两灯泡亮度均变暗

C.将滑片P置于d端，电压表示数为5.5V

D.将滑片P滑至c端，电流表示数约为0.78A

3、一位同学自制一简易气温计：向一个空的铝制饮料罐中插入一根内部粗细均匀的透明细吸管，接口用密封胶密封，在吸管内引入一小段染色的液柱（长度可忽略，在吸管上标注温度值）。如果不计大气压的变化，即形成了一个简易气温计。已知罐的容积为，吸管有效长度为，横截面积为，当气温为时，液柱离管口40cm，下列说法正确的是(   )

A.该“气温计”所能测量的最高气温约为

B.该“气温计”所能测量的最高气温约为

C.该“气温计”刻度一定不均匀

D.如果气压降低了，则测量值将较真实值偏小

4、如图所示，一宽度为L的光滑导轨与水平面成α角，磁感应强度大小为B的匀强磁场垂直于导轨平面向上，导轨上端连有一阻值为R的电阻，导轨电阻不计一质量为m，电阻也为R的金属棒从导轨顶端由静止释放，设导轨足够长，重力加速度为g，下列说法正确的是(   )

A.金属棒将做匀加速运动

B.释放的瞬间金属棒的加速度大小为

C.金属棒的最大速度大小为

D.金属棒下滑相等距离的时间内通过定值电阻R的电荷量越来越多

5、如图所示为电子束焊接机的装置原理示意图，其核心部件由高压辐向电场组成，图中虚线表示电场线一电子在图中H点只在电场力的作用下从静止开始运动，则下列说法正确的是(   )

A.电子可能做圆周运动 B.电子受到的电场力逐渐减小

C.电子所在位置的电势逐渐升高 D.电子电势能逐渐增大

6、利用智能手机中的磁传感器可以粗测特高压直流输电线中的电流I。如图所示，大致东西方向水平长直输电导线距地面高度，手机平置于水平长直输电导线正下方，手机显示屏所在平面为xOy面，x轴与导线重合，测量磁感应强度，然后沿y轴方向保持手机平移前进，再测量磁感应强度，数据记录如下表.

设通有电流I的长直导线在距导线r处产生磁场的磁感应强度大小为（其中），该地地磁场为匀强磁场，前进后电流影响可忽略。忽略其他影响，根据实验数据，判断下列说法正确的是(   )

A.地磁场方向为沿y轴方向 B.地磁场的磁感应强度为

C.长导线中电流方向为东向西 D.输电线中电流的大小约为

二、多选题

7、学校举办大型活动，用无人机捕捉精彩瞬间。如图是根据无人机控制器上的速度数据作出启动后25秒无人机的速度图线，为水平方向速度，为竖直方向速度。无人机的总质量为，，则下列说法正确的是(   )

A.在时间内，无人机处于超重状态

B.在时间内，无人机做匀变速直线运动

C.在内，无人机机械能增量为

D.在内，无人机升力的冲量大小为，方向竖直向上

8、如图所示，甲为氢原子的能级图，乙为研究光电效应的实验电路图。用一束能量为的电子束轰击一群处于基态的氢原子，氢原子就会发生跃迁，被激发后的氢原子不稳定，向低能级跃迁，辐射出的光子照射到用逸出功是钨做成K极的光电管上。关于本次实验，下列说法中正确的是(   )

A.激发后氢原子能辐射出6种不同频率的光子

B.氢原子辐射出的各种频率光都能使钨做成K极发生光电效应

C.乙图中，若将滑动变阻器滑片右移，微安表的示数可能为零

D.乙图中，若将电源反接，电路中不可能有光电流产生

9、某机械传动组合装置如图，一个水平圆盘以角速度ω匀速转动，固定在圆盘上的小圆柱离圆心距离为R，带动一个T形支架在水平方向左右往复运动。水平桌面上O点的左侧光滑，右侧粗糙程度相同.小圆柱每次在最左端时，就在桌面的A点和O点轻放质量为m和2m的小物件P和Q，P、Q与水平桌面的动摩擦因数相同，此时T形支架的右端恰好与P接触但不粘连。随后圆盘转半圈时物件P恰好运动到O点，与物件Q瞬间粘合成PQ整体。PQ整体运动至B点停下的瞬间，下一个PQ整体位于OB的中点。下列说法正确的是(   )

A.物件P从A点开始运动到与T形架分离的过程中，做匀变速直线运动

B.物件P从A点开始运动的过程，形支架对其做的功

C.AO的距离

D.OB的距离

10、科学家在太空发现了一颗未知天体，并发射探测器对该天体进行观测。探测器在圆形轨道Ⅰ上绕行，探测器的周期为T，距该星体表面的高度为h，飞行器对星球观测张角为θ，如图所示。观测到该星体有一颗低轨道卫星在圆形轨道Ⅱ上运动（绕行方向与探测器方向相同），探测器和卫星两次靠得最近的时间间隔为t。已知万有引力常量为G，不计探测器和卫星之间的引力及其他天体引力影响，根据题目所给的信息，可得出的是(   )

A.可以求出探测器在轨道Ⅰ上运行时探测器与该未知天体之间的万有引力

B.可以求出该未知天体的质量M

C.可以求出轨道Ⅱ离该天体表面的高度

D.探测器在轨道Ⅱ上运行的速度一定小于

11、光点式检流计是一种可以测量微小电流的仪器，其简化的工作原理如图所示，绝缘轻质弹簧下悬挂线圈，虚线框内有与纸面垂直的匀强磁场；弹簧末端通过刚性细杆与小平面镜连接，平面镜可绕轴自由转动。当线圈中无电流时入射光线在小平面镜上的反射光线逆向反回，若在线圈中通入微小电流I，稳定后，线框竖直移动距离，PQ上的反射光斑偏离O点，通过读取反射光斑偏离的圆弧长S可以测得电流的大小。已知弹簧的劲度系数为k，磁场磁感应强度大小为B，线圈的匝数为N、沿水平方向的长度为L，细杆的长度为s，光屏PQ的半径为r且圆心在小平面镜处，已知。设ab始终末进入磁场，cd始终末离开磁场。下列说法正确的是(   )

A.若线框通入顺时针方向电流，则PQ上的反射光斑将上移

B.若入射光不变，小平面镜绕轴转动θ角，则其反射光线转过的角度也为θ

C.若线框通入顺时针方向微电流I，则反射光斑在PQ上偏移的弧线长度为

D.若线框通入顺时针方向微电流I，则反射光斑在PQ上偏移的弧线长度为

三、实验题

12、某同学做如下居家实验：如图甲所示，在小桌旁立一边长为的正方形方格网板背景，使小球沿桌面水平飞出，用数码相机拍摄小球做平抛运动的录像（每秒60帧）。采用逐帧分析的办法，保存并打印各帧的画面。

(1)他大约可以得到_________帧小球正在空中运动的照片；

(2)他从获得画面中选取四帧，重叠后得到如图乙所示，取，那么，各帧照片的时间间隔T=_________s；小球做平抛运动的水平初速度大小是_________。

13、某同学想利用压敏电阻设计一个测量压力大小的装置。实验室有如下器材供选择：

A.压敏电阻R（电阻R—压力F特性曲线如图甲所示）

B.定值电阻

C.滑动变阻器

D.电压表（量程3V，内阻）

E.直流电源E（电动势4V，内阻很小）

F.开关S，导线若干

(1)设计一个可以测量压力大小的装置，要求测量范围为，在图乙的虚线框中画出该装置的实验电路原理图；

(2)请根据你所设计的电路，写出压力大小与电压表读数的F关于U的函数表达式（用U、、、E字母表示）；

(3)正确接线后，将压敏电阻置于待测压力下，某次测试时电压表的示数如图丙所示，则电压表的读数为_________V。此时压敏电阻的阻值为_________Ω；结合图甲可知待测压力的大小F=_________N。

四、计算题

14、某玩具公司正在设计一款气动软蛋枪，其原理如图所示，活塞横截面积，气枪上膛时，活塞向右运动，压缩弹簧至指定位置后，被锁紧装置锁住（末画出），然后质量的软胶子弹被推入横截面积的枪管中，此时子弹末端距离汽缸底部，汽缸内的气体压强和大气压相同。枪管水平，击发释放活塞，活塞在弹簧的推动下向左运动压缩气体，在极短的时间运动至汽缸底部，此过程子弹可视为静止，然后子弹在高压气体的推动下射出枪管，枪管总长，子弹在枪管中运动时受到的子弹和枪管内部的摩擦平均阻力为。活塞和汽缸之间及软胶子弹和枪管之间无漏气，忽略汽缸与活塞之间的摩擦力和整个过程中气体的温度变化，已知大气压强，，。

(1)求击发装置击发后，活塞运动至汽缸底部的瞬间，被压缩在枪管内的气体压强。

(2)枪口比动能是指子弹弹头离开枪口的瞬间所具有的动能除以枪口的横截面积。公安机关规定，当所发射弹丸的枪口比动能大于等于1.8焦耳/平方厘米时，一律认定为枪支，求证此公司设计的这款玩具气枪是否会被公安机关认定为枪支？

15、在如图所示的空间中，存在水平向右的匀强电场和垂直纸面向里的匀强磁场，电场强度的大小为，在电磁场左边界上的p点发射一带电粒子，粒子的荷质比为，当粒子的初速度大小为，方向如图中所示时，粒子恰好作直线运动，已知重力加速度为。

(1)求匀强磁场的磁感应强度的大小及粒子初速度的方向；

(2)若撤去匀强电场，不考虑电场变化对磁场的影响，求粒子在磁场中运动的最大速度和粒子在磁场中运动轨迹的最大高度差。

16、某过山车模型轨道如图甲所示，、为半径分别为、的圆形轨道，它们在最低点分别与两侧平直轨道顺滑连接，不计轨道各部分摩擦及空气阻力，小车的长度l远小于圆形轨道半径r，各游戏车分别编号为1、2、3…n，质量均为m，圆形轨道ABCD最高点C处有一压力传感器。让小车1从右侧轨道不同高度处从静止滑下，压力传感器的示数随高度h变化，作出关系如图乙所示。

(1)根据图乙信息，分析小车1质量m及圆形轨道半径；

(2)在水平轨道AE区间（不包含A和E两处），自由停放有编号为2、3…n的小车，让1号车从高处由静止滑下达到水平轨道后依次与各小车发生碰撞，各车两端均装有挂钩，碰后便连接不再脱钩，求在作用过程中，第n辆车受到合力的冲量及合力对它做的功。

(3)轨道半径为，每辆车长度为L，且，要使它们都能安全通过轨道，则1车至少从多大高度滑下？

参考答案

1、答案：D

解析：汤姆孙在研究阴极射线时发现了电子，提出了原子的“枣糕模型”；α粒子发生了大角度偏转，是它与原子核发生碰撞导致的；玻尔原子理论并不能完美解释微观粒子的运动规律，它仍有局限性，稍复杂的原子比如氦原子以及谱线强度它都无法解释。

2、答案：C

解析：由图乙可知，交流电流周期为0.02s频率为50Hz，输入端电压的最大值为，则有效值为，则输出端；若将滑动变阻器动片P向d端滑动，则右侧电路的电阻变大，上的电压变小，两灯泡上电压变大，故两灯泡都变亮；若滑动片P置于d端，则滑动变阻器阻值为800Ω，刚好和两灯泡串联阻值等大，故右侧并联电路阻值为刚好和阻值等大平分电压，故灯泡电压再平分为；将滑动片滑至c端，右端短路，则电流表示数。

3、答案：A

解析：由于罐内气体压强始终不变，所以，故由于温度变化量与体积液柱位置变化量成正比，所以刻度是均匀的；若外部气压降低，则罐内气体会膨胀，故而测量值较真实值会偏大；由盖·吕萨克定律有解得最大温度。

4、答案：C

解析：金属棒下滑时会切割磁感线使得回路中产生感应电流从而收到安培力作用，释放瞬间速度为零故感应电流和安培力都为零，此时金属棒只受重力和支持力，加速度沿斜面向下为，当金属棒加速下滑时，速度变大感应电流和安培力都变大故而不会匀加速运动，当安培力等于重力沿斜面向下的分力时，金属棒的合力为零，速度达到最大值，由得；金属棒达到最大速度以后会匀速下滑，此时感应电流为恒定值，则单位距离单位时间内产生的电荷量是固定值。

5、答案：C

解析：电子所受的电场力的方向与电场强度方向相反，指向圆心，所以电子向圆心做直线运动，电场线越来越密集电场强度逐渐增大，根据，电场力逐渐增大，AB错误；逆电场线运动电势升高，C正确；电子向圆心运动电场力做正功，电势能减小，D错误。

6、答案：D

解析：前进1000米后，电流影响可忽略，此时三个方向的合成即地磁场大上和方向，AB均不对；由电流磁效应可知，直导线下方手机处电流产生的磁场方向应为y轴方向。此时x轴、z轴方向磁感应强度都是地磁场分量，y方向磁场为，，，向北方向，由安培定则长导线中电流方向为西向东，C不对；由得，计算可得输电线中电流大小为500A，D正确.

7、答案：AC

解析：在时间内，无人机有竖直向上的加速度，故处于超重状态；在5s末无人机有竖直向上的速度，此时水平方向开始加速运动，合外力方向与初速度方向不一致，故在时间内，无人机不做直线运动；在内，无人机上升高度，20s末速度为零，故机械能增量为；在内，无人机升力是变化的，但无人机总动量不变，无人机升力的冲量与重力的冲量大小相等为，方向相反。

8、答案：AC

解析：若氢原子能跃迁到能级，吸收的能量值为：，则氢原子能跃迁到能级，从能级向低能级跃迁，总共能产生种不同频率的光子；A正确；只有当光子能量大于逸出功是4.54eV才能发生光电效应，B错误；若将滑动变阻器滑片右移时，反向电压增大，若电压大于遏止电压，微安表的示数为零，C正确；若将电源反接，加在光电管上的电压变成正向电压，则电路中一定有光电流产生，故D错误。

9、答案：BC

解析：物件P从A点开始运动到与T形架分离的过程中速度与小圆柱的速度在沿AO方向的分量相同，，A错；当水平圆盘转过四分之一圈时，小圆柱的速度在沿AO方向的分量最大，则P速度达到最大值v，且之后小圆柱在沿AO方向的分量开始减小，所以此时物件P将与T形支架分离，此后以v做匀速直线运动。物件P从A点开始运动的过程，T形支架对其做的功，B正确。水平圆盘的转动周期为，物件P与T形支架分离到P运动到O点所经历的时间为，这段时间内物件P的位移大小为，所以AO的距离为，C正确；P、Q相碰后整体的速度大小为，有，PQ整体在OB段做匀减速运动，有根据运动的周期性可知，相邻两个PQ整体运动到B点的时间差为T，根据匀减速运动的逆过程可得，解得。

10、答案：BC

解析：由可求R；由可求，由可以求得M，卫星与探测器相隔最近得可求，由可求，从而可求，探测器质量m未知，故两者间万有引力F无法求解，未知MR等具体的数值。故该星体的第一宇宙速度不一定为。

11、答案：AD

解析：当在线圈中通入顺时针方向的微小电流为I时，cd边受到的安培力向下，线圈中向下移动，则PQ上的反射光斑将上移。设此时细杆转动的弧度为θ，则反射光线转过的弧度为2θ。根据胡克定律有：，得：，因为，所以有，，，，联立可得：。

12、答案：(1)24；(2)0.1；2

解析：(1)由图可知，桌面离地高度大约，根据可得，下落的时间为，0.4s可拍摄24帧图片。

(2)在竖直方向上，根据得：，小球平抛运动的初速度大小为：

13、答案：(1)如图所示

(2)；(3)2.00；；100

解析：(1)根据题述对实验的要求，可用如图所示电路。

(2)由甲图可知，，由(1)中原理，，整理得。

(3)电压表的读数为2.00V，由欧姆定律，此时压敏电阻的阻值为，由题图甲可知，对应的待测压力。

14、答案：(1)；(2)会

解析：(1)活塞未被击发时，气缸及枪管内密封的气体体积为：

活塞击发后，枪管内气体体积为：

由玻意耳定律可知：

可得击发后瞬间，被压缩在枪管内得气体压强

(2)当子弹运动至枪口，枪杆内密封的气体体积变为：

由玻意耳定律可知：

子弹运动至枪管口，枪管内的气体压强
子弹最初受到的气体推力为：

子弹到枪管口受到的气体推力为：

由于气体推力在子弹运动过程中随位移均匀变化，因此整个过程中气体平均推力为：

由动能定理可知，子弹在枪口的动能为：

枪口比动能为：
因此该款玩具枪会被公安机关认定为枪支。

15、答案：(1)；；(2)

解析：(1)因为洛伦兹力大小随速度变化，所以带电粒子只能作匀速直线运动，由粒子受重力、洛伦兹力和电场力平衡，则有


解得磁感应强度
速度方向角的正切为：
代入数据得：，，

(2)将粒子的速度沿水平和竖直方向分解可知，粒子将在磁场中做逆时针的匀速圆周运动和水平向右的匀速直线运动，粒子在磁场中运动至最低位置时速度最大，

由(1)结果得
而粒子在磁场中运动的最高点和最低点的高度差即为粒子运动轨迹的最大高度差，其大小等于粒子做匀速圆周运动轨迹圆的直径，


最大高度差

解得

16、答案：(1)；；(2)；；(3)

解析：(1)在C点，对小车1，由牛顿第二定律，①
从静止释放到C过程，对小车1，由机械能守恒，②
由①②得：
对照图像可得，

(2)由题意，在C点对小车1由牛顿第二定律，③
C到A过程，对小车1，由机械能守恒，④
碰撞过程动量守恒，⑤
对第n辆小车，由动量定理：⑥
由动能定理：⑦
联立以上各式得，

(3)小车1下滑到A点，由机械能守恒由⑧

在圆最高点，取微元作为研究对象，由牛顿第二定律，⑨
对n辆车由机械能守恒，⑩
联立⑤⑧⑨⑩得