（新高考）高考考前冲刺卷 物理（九）(解析版A3版)

（新高考）此卷只装订不密封此卷只装订不密封班级姓名准考证号考场号座位号物理（九）注意事项：1．答题前，先将自己的姓名、准考证号填写在试题卷和答题卡上，并将准考证号条形码粘贴在答题卡上的指定位置。2．选择题的作答：每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑，写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。3．非选择题的作答：用签字笔直接答在答题卡上对应的答题区域内。写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。4．考试结束后，请将本试题卷和答题卡一并上交。一、单项选择题：本题共8小题，每小题3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．在水瓶中装入半瓶热水盖紧瓶盖，一段时间后发现瓶盖变紧，由此可推断瓶内气体分子单位时间内对瓶盖的撞击次数、气体分子平均动能的变化情况分别是()A．减少，减小B．减少，增大C．增多，减小D．增多，增大【答案】A2．某金属发生光电效应，光电子的最大初动能Ek与入射光频率v之间的关系如图所示。已知h为普朗克常量，e为电子电荷量的绝对值，结合图象所给信息，下列说法正确的是()A．频率大于v0的入射光不可能使该金属发生光电效应现象B．该金属的逸出功等于hv0C．若用频率是3v0的光照射该金属，则遏止电压为SKIPIF1<0D．遏止电压随入射光的频率增大而减小【答案】B【解析】由题知，金属的极限频率为v0，而发生光电效应的条件是入射光的频率大于金属的极限频率，故频率大于v0的入射光可以使该金属发生光电效应现象，故A错误；该金属的逸出功等于W0＝hv0，故B正确；根据光电效应方程知Ekm＝hν－W0，若用频率是3v0的光照射该金属，则光电子的最大初动能Ekm＝2hv0，则遏止电压SKIPIF1<0，故C错误；遏止电压为SKIPIF1<0，可知遏止电压随入射光的频率增大而增大，故D错误。3．截至2020年11月，被誉为“中国天眼”的500米口径球面射电望远镜（FAST）已取得一系列重大科学成果，发现脉冲星数量超过240颗。脉冲星就是旋转的中子星，每自转一周，就向外发射一次电磁脉冲信号，因此而得名。若观测到某个中子星发射电磁脉冲信号的周期为T，该中子星的半径为R，已知万有引力常量为G，中子星可视为匀质球体，由以上物理量可以求出()A．该中子星的质量B．该中子星的第一宇宙速度C．该中子星赤道表面的重力加速度D．该中子星赤道上的物体随中子星转动的向心加速度【答案】D【解析】电磁脉冲信号的周期T即为中子星的自转周期，所以中子星的同步卫星的周期为T，根据牛顿第二定律得SKIPIF1<0，因为同步卫星的高度未知，所以中子星的质量无法求解，A错误；该中子星的近地卫星速度即为第一宇宙速度，有mg＝Geq\f(Mm,R2)＝meq\f(v2,R)，因为中子星质量未知，所以中子星的重力加速度或第一宇宙速度无法求解，BC错误；该中子星赤道上的物体随中子星转动的向心加速度a＝eq\f(4π2,T2)R，D正确。4．如图所示是彩虹成因的简化示意图，设水滴是球形的，图中的圆代表水滴过球心的截面。入射光线在过此截面的平面内，a、b是两种不同频率的单色光。下列说法正确的是()A．雨后太阳光入射到水滴中发生色散而形成彩虹B．水滴对a光的临界角大于对b光的临界角C．在水滴中，a光的传播速度大于b光的传播速度D．在水滴中，a光的波长大于b光的波长【答案】A【解析】水对不同色光的偏折程度不同，所以雨后太阳光入射到水滴中发生色散而形成彩虹，A正确；根据图中光路图可知水对a光的偏折程度大，所以a光的折射率大，根据sinC＝eq\f(1,n)可知a光的临界角小于b光的临界角，B错误；根据v＝eq\f(c,n)可知在水滴中，a光的传播速度小于b光的传播速度，C错误；a光折射率大，频率高，根据c＝λf可知a光的波长小于b光的波长，D错误。5．教学用发电机能够产生正弦式交变电流，利用该发电机(内阻可忽略)通过理想变压器向定值电阻R供电，电路如图所示，理想交流电流表A、理想交流电压表V的读数分别为I、U，R消耗的功率为P。若发电机线圈的转速变为原来的eq\f(1,2)，则()A．R消耗的功率变为eq\f(1,2)PB．电流表A的读数变为2I C．电压表V的读数变为eq\f(1,2)UD．通过R的交变电流频率不变【答案】C【解析】根据ω＝2πn可知，转速变为原来的eq\f(1,2)，则角速度变为原来的eq\f(1,2)，根据Em＝nBSω可知电动机产生的最大电动势为原来的eq\f(1,2)，根据U＝eq\f(Um,\r(2))可知发电机的输出电压有效值变为原来的eq\f(1,2)，即原线圈的输出电压变为原来的eq\f(1,2)，根据eq\f(U1,U2)＝eq\f(n1,n2)可知副线圈的输入电压变为原来的eq\f(1,2)，即电压表示数变为原来的eq\f(1,2)，根据P＝eq\f(U2,R)可知R消耗的电功率变为eq\f(1,4)P，A错误，C正确；副线圈中的电流SKIPIF1<0，变为原来的eq\f(1,2)，根据eq\f(I1,I2)＝eq\f(n2,n1)可知原线圈中的电流也变为原来的eq\f(1,2)，B错误；转速减小为原来的eq\f(1,2)，则频率变为原来的eq\f(1,2)，D错误。6．甲、乙两个质点从同一地点同时开始沿同一直线运动，甲和乙运动的位移－时间图像分别如图中直线a、曲线b所示，曲线b是一条抛物线且顶点在原点O。在0～4s时间内，甲、乙的最大距离为()A．1mB．2mC．3mD．4m【答案】A【解析】分析图像可知，甲做匀速直线运动，速度SKIPIF1<0，乙做初速度为0的匀加速直线运动，则SKIPIF1<0，解得a＝0.5m/s2，甲、乙的距离SKIPIF1<0，根据数学知识，当SKIPIF1<0时甲、乙的距离最大，且最大值SKIPIF1<0。故选A。7．如图所示，两个等量异种点电荷分别位于P、Q两点，P、Q两点在同一竖直线上，水平面内有一正三角形ABC，且PQ连线的中点O为三角形ABC的中心，M、N为PQ连线上关于O点对称的两点，则下列说法中正确的是()A．A、B、C三点的电势相等B．电子在O点具有的电势能大于在B点具有的电势能C．M点场强大于N点场强D．将一正点电荷从A点移到O点，电场力做正功【答案】A【解析】根据空间几何的位置关系可知，A、B、C三点到P、Q两点的距离均相等，三点的场强和电势均相等，故A正确；电子带负电，电势小的地方电势能大，由于O点电势大于B点的电势，电子在O点具有的电势能小于在B点具有的电势能，故B错误；根据等量异种电荷电场线的分布，可知电场线的疏密程度是关于O点所在的中垂线对称的，所以M点场强等于N点场强，故C错误；A点电势小于O点电势，正点电荷从A点移到O点，电势升高，电势能升高，电场力做负功，故D错误。8．如图所示，水平地面有一个坑，其竖直截面为y＝kx2的抛物线（k＝1，单位为eq\f(1,m)），ab沿水平方向，a点横坐标为－eq\f(3,2)s，在a点分别以初速度v0、2v0（v0未知）沿ab方向抛出两个石子并击中坑壁，且以v0、2v0抛出的石子做平抛运动的时间相等。设以v0和2v0抛出的石子做平抛运动的时间为t，击中坑壁瞬间的速度分别为v1和v2，下落高度为H，（仅s和重力加速度g为已知量），则()（选项中只考虑数值大小，不考虑量纲）A．不可以求出tB．可求出t大小为SKIPIF1<0C．可以求出v1大小为SKIPIF1<0D．可求出H的大小为2s2【答案】D【解析】由题可知，两个石子做平抛运动，运动时间一样，则下落的高度H一样，又因为落在抛物线上，所示是关于y轴对称的点上，可得SKIPIF1<0，即SKIPIF1<0，可得出落在坑壁上两个石子的横坐标分别为SKIPIF1<0和SKIPIF1<0，由SKIPIF1<0，可得初始高度为SKIPIF1<0，在落到坑壁的高度可带入抛物线表达式计算求得为SKIPIF1<0，所以利用高度差可求得SKIPIF1<0，由SKIPIF1<0，得平抛运动的运动时间SKIPIF1<0，故D正确，AB错误；SKIPIF1<0，SKIPIF1<0，由运动的合成可得SKIPIF1<0，故C错误。二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求，全部选对得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。9．如图甲所示，水平放置的平行金属导轨左端连接一个平行板电容器C和一个定值电阻R，导体棒MN放在导轨上且接触良好。装置放于垂直导轨平面的磁场中，磁感应强度B的变化情况如图乙所示（垂直纸面向上为正），MN始终保持静止。不计电容器充电时间，则在0～t2时间内，下列说法正确的是()A．电阻R两端的电压大小始终不变B．电容C的a板先带正电后带负电C．MN棒所受安培力的大小始终不变D．MN棒所受安培力的方向先向右后向左【答案】AD【解析】由乙图知，磁感应强度均匀变化，根据法拉第电磁感应定律可以知道，回路中产生恒定电动势，电路中电流恒定，电阻R两端的电压恒定，故A正确；根据楞次定律判断可以知道，通过R的电流一直向下，电容器a板电势较高，一直带正电，故B错误；根据安培力公式F＝BIL，I、L不变，因为磁感应强度变化，MN所受安培力的大小变化，故C错误；由右手定则判断得知，MN中感应电流方向一直向上，由左手定则判断可以知道，MN所受安培力的方向先向右后向左，故D正确。10．如图所示，两种不同材料的弹性细绳在O处连接，M、O和N是该绳上的三个点，OM间距离为7.0m，ON间距离为5.0m。O点上下振动，则形成以O点为波源向左和向右传播的简谐横波Ⅰ和Ⅱ，其中波Ⅱ的波速为1.0m/s。t＝0时刻O点处在波谷位置，观察发现5s后此波谷传到M点，此时O点正通过平衡位置向上运动，OM间还有一个波谷。则()A．波Ⅰ的波长为4mB．N点的振动周期为4sC．t＝3s时，N点恰好处于波谷D．当M点处于波峰时，N点也一定处于波峰【答案】BD【解析】OM之间有两个波谷，即1eq\f(1,4)λ1＝7m，解得波I的波长λ1＝5.6m，根据题意可知波I的波速SKIPIF1<0，周期SKIPIF1<0，11．一物体放在倾角为θ且足够长的光滑斜面上，初始位置如图甲所示，在平行于斜面的力F(图中未画出)的作用下由静止开始沿斜面运动，运动过程中物体的机械能E随位置x的变化关系如图乙所示。其中0～x1过程的图线是曲线，x1～x2过程的图线是平行于x轴的直线，x2～x3过程的图线是倾斜的直线，则下列说法正确的是()A．在0～x1的过程中，力F方向沿斜面向下B．在0～x1的过程中，物体的加速度逐渐增大C．在x1～x2的过程中，物体的动能逐渐增大D．在x2～x3的过程中，物体的重力势能逐渐增大【答案】BC【解析】由图可知在0～x1过程中物体机械能在减小，知拉力在做负功，如果拉力方向向下，则知物体在沿斜面向上运动，这种情况不可能，所以拉力方向向上，则知物体在沿斜面向下运动，根据功能关系ΔE＝FΔx，0～x1过程中图线的斜率逐渐减小到零，知物体的拉力逐渐减小，根据牛顿第二定律mgsinθ－F＝ma，可知加速度逐渐增大，故A错误，B正确；在x1～x2过程中，拉力F＝0，机械能守恒，向下运动，重力势能减小，动能增大，故C正确；在0～x1过程中，加速度的方向与速度方向相同，都沿斜面向下，所以物体做加速运动，x1～x2过程中F＝0，物体做匀加速运动；x2～x3过程，机械能增大，拉力做正功，沿斜面向下，故物体继续向下做加速运动，即物体一直沿斜面向下运动，故D错误。12．如图所示，两个平行板电容器水平放置，A板用导线连接一理想二极管与M板相连，B板和N板都接地。M板和N板中间插有电介质，A板和B板正中均有一小孔，两孔在同一竖直线上，让A板带正电，稳定后，一带电粒子从小孔正上方由静止开始下落，穿过小孔到达B板处速度恰为零。空气阻力忽略不计，极板间电场视为匀强电场。若想使带电粒子从小孔正上方同一位置由静止开始下落后能穿过B板小孔，下列方法可行的是()A．A板向下移动一小段距离B．M板向下移动一小段距离C．M、N板间换相对介电常数更大的电介质D．N板向右移一小段距离【答案】ABC【解析】联立SKIPIF1<0，C＝eq\f(Q,U)，可得SKIPIF1<0，假设Q不变，A板向下移动一小段距离，d减小，则U减小，所以M应该给A充电，但是二极管反向，所以不能充电，E＝eq\f(U,d)＝SKIPIF1<0，电场强度不变，则有SKIPIF1<0，d减小时，带电粒子从小孔正上方同一位置由静止开始下落后能穿过B板小孔，故A正确；M板向下移动一小段距离或MN板间换相对介电常数更大的电介质，MN间的电压减小，则AB向MN充电，则AB的电量减少，由SKIPIF1<0可知，AB的电场强度减小，由SKIPIF1<0可知，带电粒子从小孔正上方同一位置由静止开始下落后能穿过B板小孔，故BC正确；N板向右移一小段距离，由SKIPIF1<0可知，MN间的U增大，MN应该向AB充电，但是二极管反向，所以不能充电，故AB间电压、电量、距离都不变，所以带电粒子不能穿过B板，故D错误。三、非选择题：本题共6小题，共60分。13．(6分)某实验小组利用如图所示的实验装置测定滑块与长木板之间的动摩擦因数，实验的主要步骤如下：(1)将长木板放置在水平桌面上并固定好，并在其中间某一位置固定一光电门传感器；(2)用游标卡尺测量固定在滑块上端的挡光片的宽度d，测量结果如图所示，则挡光片的宽度d＝_________mm；(3)滑块放在长木板上，用手拨动滑块，通过光电门，运动一段距离后静止，记录挡光片的挡光时间t、滑块静止位置与光电门之间的距离x；(4)已知重力加速度为g，则动摩擦因数μ＝_________（用题中所给字母表示）；(5)若某次实验时，手拨动滑块的位置到滑块静止位置的距离恰好是光电门到滑块静止位置的距离的两倍，已知挡光时间为t1，滑块质量为m，则人拨动滑块时，对滑块的冲量大小为_________（用题中所给字母表示）。【答案】(2)4.45(4)SKIPIF1<0(5)SKIPIF1<0【解析】(2)游标卡尺主尺读数为4mm，游标尺上第9个刻度和主尺上某一刻度对齐，所以读数为4mm＋9×0.05mm＝4.45mm。(4)滑块经过光电门的速度SKIPIF1<0，整个过程根据动能定理可知μmgx＝eq\f(1,2)mv2，解得SKIPIF1<0。(5)根据题意滑块经过光电门的速度SKIPIF1<0，该速度为整个过程中中间位置的速度，故v02－v2＝2ax，v2＝2ax，初速度v0＝eq\r(2)v，所以人拨动滑块时，对滑块的冲量大小SKIPIF1<0。14．(8分)某课外小组在参观工厂时，看到一丢弃不用的电池，同学们想用物理上学到的知识来测定这个电池的电动势和内阻，已知这个电池的电动势约为11～13V，内阻小于3Ω，由于直流电压表量程只有3V，需要将这只电压表通过连接一固定电阻（用电阻箱代替），改装为量程为15V的电压表，然后再用伏安法测电池的电动势和内阻，以下是他们的实验操作过程：(1)把电压表量程扩大，实验电路如图甲所示，实验步骤如下，完成填空：第一步：按电路图连接实物第二步：把滑动变阻器滑片移到最右端，把电阻箱阻值调到零第三步：闭合开关，把滑动变阻器滑片调到适当位置，使电压表读数为3V第四步：把电阻箱阻值调到适当值，使电压表读数为________V第五步：不再改变电阻箱阻值，保持电压表和电阻箱串联，撤去其他线路，即得量程为15V的电压表。(2)实验可供选择的器材有：A．电压表（量程为3V，内阻约2kΩ）B．电流表（量程为3A，内阻约0.1Ω）C．电阻箱（阻值范围0～9999Ω）D．电阻箱（阻值范围0～999Ω）E．滑动变阻器（阻值为0～20Ω，额定电流2A）F．滑动变阻器（阻值为0～20kΩ）回答：电阻箱应选_________，滑动变阻器应选_________。(3)用该扩大了量程的电压表（电压表的表盘没变），测电池电动势E和内阻r，实验电路如图乙所示，得到多组电压U和电流I的值，并作出U－I图线如图丙所示，可知电池的电动势为_____V，内阻为_____Ω。【答案】(1)0.6(2)CE(3)11.52.5【解析】(1)把3V的直流电压表接一电阻箱，改装为量程为15V的电压表时，将直流电压表与电阻箱串联，整个作为一只电压表，据题分析，电阻箱阻值调到零，电压表读数为3V，则知把电阻箱阻值调到适当值，使电压表读数为0.6V。(2)由题，电压表的量程为3V，内阻约为2kΩ，要改装成15V的电压表，根据串联电路的特点可知，所串联的电阻箱电阻应为8kΩ，故电阻箱应选C。在分压电路中，为方便调节，滑动变阻器选用阻值较小的，即选E。(3)由丙读出，外电路断路时，电压表的电压U＝2.3V，则电源的电动势E＝2.3×5＝11.5V，内阻SKIPIF1<0。15．(7分)如图所示，一竖直放置、粗细均匀且足够长的U形玻璃管左端开口，右端通过橡胶管与放在水中导热的球形玻璃容器连通，球形容器连同橡胶管的容积V0＝80cm3（不变），U形玻璃管中被水银柱封闭有一定质量的理想气体。当环境温度为0℃（热力学温度为273K）时，U形玻璃管右侧水银面比左侧水银面高出h1＝18cm，右侧水银柱上方玻璃管长h0＝30cm，（已知大气压强p0＝76cmHg，U形玻璃管的横截面积为S＝0.5cm2）（结果均保留一位小数）(1)若对水缓慢加热，应加热到多少摄氏度，两边水银柱高度会在同一水平面上？(2)保持加热后的温度不变，往左管中缓慢注入水银，问注入水银的高度多少时右管水银面回到原来的位置？【解析】(1)对封闭的气体分析，初状态有p1＝p0－18cmHg＝58cmHgV1＝V0＋h0ST1＝273K末状态有p2＝p0V2＝V1＋SKIPIF1<0ST2＝(273＋t)K由理想气体状态方程有eq\f(p1V1,T1)＝eq\f(p2V2,T2)代入数据得t＝118.6℃。(2)当往左管注入水银后，末状态压强为p，体积为V1＝V0＋h0S由玻意耳定律有p2V2＝pV1解得p＝83.2cmHg可知往左管注入水银的高度为h＝h1+Δh＝25.2cm。16．(9分)如图所示，相距为l的平行光滑导轨ABCD和MNPQ两侧倾斜、中间水平，且电阻不计，在导轨的两端分别连有电阻R1和R2，左侧倾角为θ，在ABNM区域内存在垂直斜面向上的匀强磁场，磁感应强度大小为B0，水平部分虚线ef和gi之间的矩形区域内，有竖直向上垂直于导轨平面的匀强磁场，磁感应强度也为B0。一质量为m、长度也为l的金属导体棒，从距水平轨道h高处由静止释放，滑到底端时的速度为v0，穿过efig区域磁场后速度变为eq\f(1,3)v0。已知导轨和金属棒始终接触良好，倾斜部分轨道和水平部分用光滑圆弧相连，导体棒的电阻和R1、R2的阻值均为r。求：(1)导体棒从静止开始下滑到底端BN过程中电阻R1上产生的热量；(2)虚线ef和gi之间的距离；(3)导体棒最终停在什么位置。【解析】(1)设此过程整个装置产生的热量为Q，R1产生的热量为Q1，则：mgh＝Q＋eq\f(1,2)mv02Q1＝eq\f(1,6)Q＝eq\f(1,6)(mgh－Q＋eq\f(1,2)mv02)。(2)设ef和gi之间的距离为x，穿过磁场过程中流过导体棒的电荷量为q1，根据动量定理可得：BIlΔt＝Δp－Blq1＝m‧eq\f(1,3)v0－mv0SKIPIF1<0其中ΔΦ＝B0lx，R＝eq\f(3,2)r得SKIPIF1<0。(3)设导体棒在磁场区经过的路程为s，通过导体的电荷量为q2，则：－Blq2＝0－mv0SKIPIF1<0得SKIPIF1<0所以导体棒最终停在水平磁场的正中间。17．(14分)如图所示，某粒子分析器由区域Ⅰ、区域Ⅱ和检测器Q组成。两个区域以垂直z轴的平面P为界，其中区域Ⅰ内有沿着z轴正方向的匀强磁场和匀强电场，区域Ⅱ内只有沿着z轴正方向的匀强磁场，电场强度大小为E，两个区域内的磁感应强度大小均为B。当粒子撞击检测器Q时，检测器被撞击的位置会发光。检测器中心O′在z轴上，在检测器所在平面上建立与xOy坐标系平行的坐标系x′O′y′。一质量为m、带电荷量为q的带正电粒子从A点沿x轴正方向以初速度v0射入，若区域Ⅰ内只存在匀强磁场，其轨迹圆圆心恰好是O点，平面P与O点的距离SKIPIF1<0，运动过程粒子所受重力可以忽略不计。(1)求A点的位置，用坐标（x，y）表示；(2)若区域Ⅰ只有匀强电场E，当检测器Q置于平面P处时，求检测器上发光点的位置，用坐标（x′，y′）表示；(3)当检测器距离O点的距离为d时，求检测器上发光点的位置，用坐标（x′，y′）表示。【解析】(1)由洛伦兹力提供向心力有qv0B＝meq\f(v02,R)解得SKIPIF1<0故A点的位置为（0，SKIPIF1<0）。(2)粒子做类平抛运动，有SKIPIF1<0解得SKIPIF1<0则横坐标为SKIPIF1<0纵坐标与A点的纵坐标相同，故发光点的位置为（SKIPIF1<0，SKIPIF1<0）。(3)①当SKIPIF1<0时，粒子的运动可以分解为沿SKIPIF1<0轴方向初速度为零的匀加速直线运动和xOy平面内速度为v0的匀速圆周运动，则有SKIPIF1<0解得SKIPIF1<0匀速圆周运动洛伦兹力提供向心力，则有SKIPIF1<0解得SKIPIF1<0根据几何关系可知，打在检测器上的坐标为SKIPIF1<0SKIPIF1<0发光点的位置为（SKIPIF1<0，SKIPIF1<0）②当SKIPIF1<0时，在区域Ⅱ内粒子的运动可以分解为沿z轴方向的匀速直线运动和xOy平面内速度为v0的匀速圆周运动，刚出区域Ⅰ时，粒子的坐标为（0，SKIPIF1<0，L）沿SKIPIF1<0轴的速度为SKIPIF1<0粒子在区域Ⅱ运动的时间SKIPIF1<0根据几何关系可知，打在检测器上的坐标为SKIPIF1<0SKIPIF1<0发光点的位置为（SKIPIF1<0，SKIPIF1<0）。18．(16分)如图所示，质量M＝1kg的长木板置于光滑水平地面上，质量m＝3kg的物块放在长木板的右端，在木板左侧有一弹性墙壁。现使木板和物块以v0＝6m/s的速度一起向左匀速运动，之后木板与墙壁发生弹性碰撞，而物块继续向左运动。已知物块与木板间的动摩擦因数μ＝0.5，重力加速度g取10m/s2。(1)求木板与墙壁第一次碰撞后，木板离开墙壁的最大距离x1；(2)若整个过程中物块不会从长木板上滑落