湖南省长郡中学2023年高考物理试题命题比赛模拟试卷（15）

这是一份湖南省长郡中学2023年高考物理试题命题比赛模拟试卷（15），共18页。试卷主要包含了答题时请按要求用笔等内容，欢迎下载使用。
湖南省长郡中学2023年高考物理试题命题比赛模拟试卷（15）
注意事项:
1．答题前，考生先将自己的姓名、准考证号码填写清楚，将条形码准确粘贴在条形码区域内。
2．答题时请按要求用笔。
3．请按照题号顺序在答题卡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、试卷上答题无效。
4．作图可先使用铅笔画出，确定后必须用黑色字迹的签字笔描黑。
5．保持卡面清洁，不要折暴、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、图甲为研究光电效应的电路图，当用频率为的光照射金属阴极时，通过调节光电管两端电压，测量对应的光电流强度，绘制了如图乙所示的图象。已知电子所带电荷量为，图象中遏止电压、饱和光电流及射光的频率、普朗克常量均为已知量。下列说法正确的是（　　）

A．光电子的最大初动能为
B．阴极金属的逸出功为
C．若增大原入射光的强度，则和均会变化
D．阴极金属的截止频率为
2、如图甲所示的理想变压器，原线圈接一定值电阻R0，副线圈与一额定电流较大的滑动变阻器R相连接，现在M、N间加如图乙所示的交变电压。已知变压器原、副线圈的匝数比为，定值电阻的额定电流为2.0A，阻值为R=10Ω。为了保证电路安全，滑动变阻器接入电路的电阻值至少为（　　）

A．1Ω B．Ω
C．10Ω D．102Ω
3、如图所示，在与水平方向成θ角的匀强电场中有一绝缘光滑细杆，底端固定一带正电的小球，上端有一带正电的小环，在环由静止释放后沿杆向下运动的过程中，下列关于小环能量变化的说法中正确的是（ ）

A．重力势能与动能之和增加 B．电势能与动能之和增加
C．机械能守恒 D．动能一定增加
4、一质子束入射到静止靶核上，产生如下核反应：，p、n分别为质子和中子，则产生的新核含有质子和中子的数目分别为（ ）
A．28和15 B．27和14 C．15和13 D．14和13
5、如图所示，一定质量的理想气体从状态A经过状态B、C又回到状态A。下列说法正确的是（　　）

A．A→B过程中气体分子的平均动能增加，单位时间内撞击单位面积器壁的分子数增加
B．C→A过程中单位体积内分子数增加，单位时间内撞击单位面积器壁的分子数减少
C．A→B过程中气体吸收的热量大于B→C过程中气体放出的热量
D．A→B过程中气体对外做的功小于C→A过程中外界对气体做的功
6、如图所示，N匝矩形线圈以角速度在磁感应强度为B的匀强磁场中绕轴OO’匀速转动，线圈面积为S，线圈电阻为R，电流表和电压表均为理想表，滑动变阻器最大值为2R，则下列说法正确的是（　　）

A．电压表示数始终为
B．电流表示数的最大值
C．线圈最大输出功率为
D．仅将滑动变阻器滑片向上滑动，电流表示数变大，电压表示数变大
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、如图，光滑绝缘细管与水平面成30°角，在管的上方P点固定一个正点电荷Q，P点与细管在同一竖直平面内。一带电量为－q的小球位于管的顶端A点，PA连线水平，q≪Q．将小球由静止开始释放，小球沿管到达底端C点。已知B是AC中点，PB⊥AC，小球在A处时的加速度为a．不考虑小球电荷量对电场的影响，则（ ）

A．A点的电势低于B点的电势 B．B点的电场强度大小是A点的4倍
C．小球从A到C的过程中电势能先增大后减小 D．小球运动到C处的加速度为g－a
8、如图所示，为一弹性轻绳，一端固定于点，一端连接质量为的小球，小球穿在竖直的杆上。轻杆一端固定在墙上，一端为定滑轮。若绳自然长度等于，初始时在一条水平线上，小球从点由静止释放滑到点时速度恰好为零。已知、两点间距离为，为的中点，小球在点时弹性绳的拉力为，小球与杆之间的动摩擦因数为0.5，弹性绳始终处在弹性限度内。下列说法正确的是（　　）

A．小球在点时速度最大
B．若在点给小球一个向上的速度，小球恰好能回到点，则
C．小球在阶段损失的机械能等于小球在阶段损失的机械能
D．若点没有固定，杆在绳的作用下以为轴转动，在绳与点分离之前，的线速度等于小球的速度沿绳方向分量
9、如图所示，真空中xOy平面内有一束宽度为d的带正电粒子束沿x轴正方向运动，所有粒子为同种粒子，速度大小相等， 在第一象限内有一方向垂直x Oy平面的有界匀强磁场区（图中未画出），磁感应强度为B。所有带电粒子通过磁场偏转后都会聚于x轴上的a点。下列说法中正确的是（ ）

A．磁场方向一定是垂直xOy平面向外
B．所有粒子通过磁场区的时间相同
C．如果粒子速率v0=，能保证所有粒子都打在a点的最小磁场区域面积为
D．如果粒子速率v0=，能保证所有粒子都打在a点的最小磁场区域面积为
10、以下说法正确的是（ ）
A．玻璃打碎后不容易把它们拼在一起，这是由于分子间斥力的作用
B．焦耳测定了热功当量后，为能的转化和守恒定律奠定了实验基础
C．液体表面层分子间引力大于液体内部分子间引力是表面张力产生的原因
D．当分子间的距离增大时，分子间的斥力和引力都减小，但斥力减小得快
E.悬浮在液体中的颗粒越小，小颗粒受到各个方向液体分子的冲击力就越不平衡，布朗运动就越明显
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）小明所在的课外活动小组在实验室测量导线的电阻率，他们在实验室选取了一段金属丝，经过讨论他们进行了如下操作。

（1）先用刻度尺测量其长度如图l所示，该段金属丝的长度为___ cm。
（2）接着他们使用多用电表粗测金属丝的电阻，操作过程分以下三个步骤：（请填写第②步操作）
①将红、黑表笔分别插入多用电表的“+”“-”插孔，选择电阻挡“×l”；
②____，调整欧姆调零旋钮，____；
③把红、黑表笔分别与金属丝的两端相接，多用电表的示数如图2所示。
（3）根据多用电表示数，为了减小实验误差，并在实验中获得较大的电压调节范围，应从图3中的四个电路中选择___电路来测量金属丝电阻，闭合开关前应将滑动变阻器的滑片P移至最__（填“左”或“右”）端，多次测量求平均值后测得该金属丝的电阻为5.2Ω。
A． B． C． D．
（4）他们使用千分尺测量金属丝的直径，示数如图4所示，金属丝的直径为___mm。

（5）根据以上数据可以计算出该金属丝的电阻率为=____（结果保留两位有效数字）。
12．（12分）某探究小组设计了“用一把尺子测定动摩擦因数”的实验方案．如图所示，将一个小球和一个滑块用细绳连接，跨在斜面上端．开始时小球和滑块均静止，剪断细绳后，小球自由下落，滑块沿斜面下滑，可先后听到小球落地和滑块撞击挡板的声音，保持小球和滑块释放的位置不变，调整挡板位置，重复以上操作，直到能同时听到小球落地和滑块撞击挡板的声音．用刻度尺测出小球下落的高度H、滑块释放点与挡板处的高度差h和沿斜面运动的位移．（空气阻力对本实验的影响可以忽略）

（1）滑块沿斜面运动的加速度与重力加速度的比值为________．
（2）滑块与斜面间的动摩擦因数为__________________．
（3）以下能引起实验误差的是________．
A、滑块的质量
B、当地重力加速度的大小
C、长度测量时的读数误差
D、小球落地和滑块撞击挡板不同时
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，光滑的斜面倾角θ=，斜面底端有一挡板P，斜面固定不动。长为2质量为M的两端开口的圆筒置于斜面上，下端在B点处，PB=2，圆筒的中点处有一质量为m的活塞，M=m。活塞与圆筒壁紧密接触，它们之间的最大静摩擦力与滑动摩擦力相等其值为，其中g为重力加速度的大小。每当圆筒中的活塞运动到斜面上A、B区间时总受到一个沿斜面向上、大小为的恒力作用，AB=。现由静止开始从B点处释放圆筒。
(1)求活塞进入A、B区间前后的加速度大小；
(2)求圆筒第一次与挡板P碰撞前的速度大小和经历的时间；
(3)若圆筒第一次与挡板P碰撞后以原速度大小弹回，活塞离开圆筒后粘在挡板上。那么从圆筒第一次与挡板碰撞到圆筒沿斜面上升到最高点所经历的时间为多少？

14．（16分）如图甲所示，弯折成90°角的两根足够长金题导轨平行放置，形成左右两导执平面，左导轨平面与水平面成53°角，右导轨平面与水平面成37°角，两导轨相距L=0.2m，电阻不计．质量均为m=0.1kg，电阻均为R=0.1Ω的金属杆ab、cd与导轨垂直接触形成闭合回路，金属杆与导轨间的动摩擦因数均为μ=0.5，整个装置处于磁感应强度大小为B=1.0T，方向平行于左导轨平面且垂直右导轨平面向上的匀强磁场中．t=0时刻开始，ab杆以初速度v1沿右导轨平面下滑，t=ls时刻开始，对ab杆施加一垂直ab杆且平行右导轨平面向下的力F，使ab开始作匀加速直线运动．cd杆运动的v-t图象如图乙所示（其中第1s、第3s内图线为直线）．若两杆下滑过程均保持与导轨垂直且接触良好，g取10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8.求：

（1）在第1秒内cd杆受到的安培力的大小
（2）ab杆的初速度v1
（3）若第2s内力F所做的功为9J，求第2s内cd杆所产生的焦耳热
15．（12分）如图所示为一种研究高能粒子在不同位置对撞的装置。在关于y轴对称间距为2d的MN、PQ边界之间存在两个有界匀强磁场，其中K（K在x轴上方）下方I区域磁场垂直纸面向外，JK上方Ⅱ区域磁场垂直纸面向里，其磁感应强度均为B．直线加速器1与直线加速器2关于O点轴对称，其中心轴在位于x轴上，且末端刚好与MN、PQ的边界对齐；质量为m、电荷量为e的正、负电子通过直线加速器加速后同时以相同速率垂直MN、PQ边界进入磁场。为实现正、负电子在Ⅱ区域的y轴上实现对心碰撞（速度方向刚好相反），根据入射速度的变化，可调节边界与x轴之间的距离h，不计粒子间的相互作用，不计正、负电子的重力，求：

（1）哪个直线加速器加速的是正电子；
（2）正、负电子同时以相同速度ν1进入磁场，仅经过边界一次，然后在Ⅱ区域发生对心碰撞，试通过计算求出v1的最小值。
（3）正、负电子同时以v2速度进入磁场，求正、负电子在Ⅱ区域y轴上发生对心碰撞的位置离O点的距离。



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．光电子的最大初动能为，选项A错误；
B．根据光电效应方程：

则阴极金属的逸出功为

选项B错误；
C．若增大原入射光的强度，则最大初动能不变，则截止电压不变；但是饱和光电流会变化，选项C错误；
D．根据可得，阴极金属的截止频率为

选项D正确；
故选D.
2、A
【解析】
由题意可知，定值电阻R0在额定电流情况下分得的电压为：

则原线圈输入电压：
U1=220V－20V=200V
由变压器的工作原理：

可知：

允许电流最大时原线圈的输入功率为：
P1=U1I=200×2W=400W
由变压器输出功率等于输入功率可得：
P2=P1=400W
又由公式可知

可得：

故A正确，BCD错误。
3、B
【解析】
ABC．在环由静止释放后沿杆向下运动的过程中，受向下的重力、斜向上的电场力和竖直向上的库仑力，因电场力和库仑力对环都做负功，可知环的机械能减小；而环的动能、重力势能和电势能之和守恒，则因电势能变大，则重力势能与动能之和减小；因重力势能减小，则电势能与动能之和增加；选项AC错误，B正确；
D．环下滑过程中一定存在一个重力、电场力、库仑力以及杆的弹力的四力平衡位置，在此位置时环的速度最大，动能最大，则环下滑时动能先增加后减小，选项D错误；
故选B。
4、D
【解析】
质子的电荷数为1，质量数为1；中子的电荷数为0，质量数为1；根据电荷数、质量数守恒，X的质子数(电荷数)为1+13−0=14，质量数为1+27−1=27，中子数：27−14=13。
A. 28和15。与上述结论不符，故A错误；
B. 27和14。与上述结论不符，故B错误；
C. 15和13。与上述结论不符，故C错误；
D. 14和13。与上述结论相符，故D正确。
5、C
【解析】
A． A→B过程中，温度升高，气体分子的平均动能增加，过原点直线表示等压变化，故单位时间内撞击单位面积器壁的分子数减小，故A错误；
B． C→A过程中体积减小，单位体积内分子数增加，温度不变，故单位时间内撞击单位面积器壁的分子数增加，故B错误；
C． 气体从A→B过程中，温度升高且体积增大，故气体吸收热量且对外做功，设吸热大小为Q1，做功大小为W1，根据热力学第一定律有：△U1=Q1-W1，气体从B→C过程中，温度降低且体积不变，故气体不做功且对外放热，设放热大小为Q2，根据热力学第一定律：△U2=-Q2，气体从C→A过程中，温度不变，内能增量为零，有：
△U=△U1+△U2=Q1-W1-Q2=0
即
Q1=W1+Q2＞Q2
所以A→B过程中气体吸收的热量Q1大于B→C过程中气体放出的热量Q2，故C正确；
D． 气体做功 ，A→B过程中体积变化等于C→A过程中体积变化，但图像与原点连接的斜率越大，压强越小，故A→B过程中气体对外做的功大于C→A过程中外界对气体做的功，故D错误。
故选C。
6、C
【解析】
AB．线圈中产生的交流电最大值为

有效值

电流表示数是

电流表示数的最大值

电压表两端电压是路端电压

选项AB错误；
C．当外电阻等于内电阻时，电源输出功率最大，线圈最大输出功率为

选项C正确；
D．仅将滑动变阻器滑片向上滑动，电阻变大，则电流表示数变小，电压表示数变大，D错误。
故选C。

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、ABD
【解析】
A. 正点电荷的电场线呈发散型，沿着电场线方向，电势降低，因此A点的电势低于B点的电势，故A正确；
B. 结合几何关系：PA=2PB，由点电荷电场强度公式可知，B点的电场强度大小是A点的4倍，故B正确；
C.小球带负电，正点电荷Q对小球的电场力为吸引力，从A到C的过程中，电场力先做正功，后做负功，则小球电势能先减小后增大，故C错误；
D. 小球在AC两处受到的电场力大小相等，在A处时小球的加速度为a，对A点处小球受力分析，小球受电场力、重力与支持力，则：
Fcos30°+mgsin30°=ma
在C处时，小球受到重力、电场力与支持力，则：
mgsin30°−Fcos30°=ma′
解得：
a′=g−a
故D正确。
8、AD
【解析】
A．设当小球运动到某点时，弹性绳的伸长量是，小球受到如图所示的四个力作用：

其中

将正交分解，则


的竖直分量

据牛顿第二定律得

解得

即小球的加速度先随下降的距离增大而减小到零，再随下降的距离增大而反向增大，据运动的对称性（竖直方向可以看作单程的弹簧振子模型）可知，小球运动到的中点时，加速度为零，速度最大，A正确；
B．对小球从运动到的过程，应用动能定理得

若在点给小球一个向上的速度，小球恰能从点回到点，应用动能定理得

联立解得
，
B错误；
C．除重力之外的合力做功等于小球机械能的变化，小球在段所受绳子拉力竖直分量较小，则小球在段时摩擦力和弹力做的负功比小球在段时摩擦力和弹力做的负功少，小球在阶段损失的机械能小于小球在阶段损失的机械能，C错误；
D．绳与点分离之前点做圆周运动，线速度（始终垂直于杆）大小等于小球的速度沿绳方向的分量，D正确。
故选AD。
9、ACD
【解析】
A．由题意可知，正粒子经磁场偏转，都集中于一点，根据左手定则可有，磁场的方向垂直平面向外，故A正确；
B．由洛伦兹力提供向心力，可得

运动的时间

运动的时间还与圆心角有关，粒子做圆周运动的圆心角不同，因此粒子的运动时间不等，故B错误；
C．当粒子速率时，粒子做圆周运动的半径为

能保证所有粒子都打在点的最小磁场区域如图

最小磁场区域面积为

故C正确；
D．当粒子速率时，粒子做圆周运动的半径为

能保证所有粒子都打在点的最小磁场区域如图

最小磁场区域面积为

故D正确；
故选ACD。
10、BDE
【解析】
A. 碎玻璃不能拼在一起，是由于分子距离太大，达不到分子吸引力的范围，故A错误；
B. 焦耳测定了热功当量后，为能的转化和守恒定律奠定了实验基础，选项B正确；
C. 由于液体表面层分子间距离大于分子平衡时的距离，分子间的作用力表现为引力，则液体表面存在张力，故C错误；
D. 当分子间的距离增大时，分子间的斥力和引力都减小，但斥力减小得快，选项D正确；
E. 悬浮在液体中的颗粒越小，小颗粒受到各个方向液体分子的冲击力就越不平衡，布朗运动就越明显，选项E正确。
故选BDE。

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、60.50（60.48～60.52均可） 将红、黑表笔短接 使指针指向电阻刻度“0”刻线 D 左 0.200
【解析】
（1）[1]毫米刻度尺的分度值为，所以读数为：70.50cm-10.00cm=60.50cm；
（2）[2][3]②将红、黑表笔短接，调节欧姆调零旋钮，使指针指向表盘右侧的“0”刻度线，即表盘中电阻刻度“0”刻线；
（3）[4][5]电阻为，电流表的分压相对较为明显，所以电流表应采用外接法；为获得较大的电压调节范围，滑动变阻器应选用分压式接法，所以选择电路D，滑片P开始应调节至左端，使电压从0开始调节；
（4）[6]螺旋测微器的精度为，所以读数为：
；
（5）[7]根据电阻定律：

金属丝的横截面积：

所以电阻率：
。
12、 CD
【解析】
（1）由于同时听到小球落地和滑块撞击挡板的声音，说明小球和滑块的运动时间相同，
对滑块，位移：x=at2；对小球，位移：H=gt2，解得：；
（2）设斜面倾角为α，则：sinα= ，cosα= ，
 对滑块，由牛顿第二定律得：mgsinα-μmgcosα=ma，
加速度：，解得：μ=；
（3）由μ=可知，能引起实验误差的是长度x、h、H测量时的读数误差，同时要注意小球落地和滑块撞击挡板不同时也会造成误差，故选CD．
【点睛】
本题考查了测动摩擦因数实验，应用匀加速直线运动和自由落体运动、牛顿第二定律即可正确解题，解题时要注意数学知识的应用；知道实验原理是正确解题的关键．

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)(3)
【解析】
(1)活塞在AB之上时，活塞与筒共同下滑加速度为：

活塞在AB区间内时，假设活塞与筒共同下滑，有：

解得

对m：受向上恒力F=mg，此时有：

解得

故假设成，故活塞的加速度

(2)圆筒下端运动至A处时，活塞刚好到达B点，此时速度为

经历时间t1，由

得

接着M、m一起向下匀速运动，到达P时速度仍为

匀速运动时间为

总时间为

(3)M反弹时刻以υ0上升，m过A点以υ0下滑，以后由于摩擦力和重力，m在M内仍然做匀速下滑，M以加速度

减速，m离开M时间为t3，则有

解得

此时M速度为

接着M以加速度

向上减速，有：

故圆筒沿斜面上升到最高点的时间为

14、（1）0.2N（2）1m/s（3）3J
【解析】
（1）对cd杆，由v-t图象得：
a1==4m/s2，
由牛顿第二定律得：mgsin53°-μ(mgcos53°+F安）=ma
解得：F安=0.2N
（2）对ab杆，感应电动势：E=BLv1
电流：
cd杆的安培力：F安=BIL
解得：v1=lm/s.
（3）由题意得第3s内cd的加速度：a2=-4m/s2
设2s时ab杆的速度为v2，对cd杆，由牛顿第二定律得：
mgsin53°-μ(mgcos53°+）=ma2
解得：v2=9m/s
有运动学知识得2s内ab杆的位移：
由动能定理得：WF+WG+Wf+W安=
又WF=9J
WG=mgx2sin37°
Wf=-μmgx2cos37°
-W安=2Qcd
解得：Qcd=3J
点睛：本题是电磁感应和图象结合的题目，分析清楚运动过程、合理的利用图象得到关键的加速度，再由牛顿第二定律和运动学公式及动能定理求解即可．
15、（1）直线加速器2（2）；（3）△y＝2[]，n＝1，3，5，7…2k﹣1。
【解析】
（1）正负电子进入磁场后要在Ⅱ区域相遇，因此正负电子出加速器以后都向上偏转，根据左手定则可知直线加速器2加速得为正电子
（2）如图所示：d＝2Rsinθ，R（1﹣cosθ）＝h
或直接得：
整理得：R
即当，即h时，Rmin
根据ev1B＝m，求得：v1
（3）当v，则R，距离总是满足：△y＝2h
情况一：h＞R，只有一种情况h＝R，△y
情况二：h＜R，，h＝R，
那么△y＝2[]，n＝1，3，5，7…2k﹣1