2023年湖南省新高考教研联盟高考物理五模试卷及答案解析

第=page11页，共=sectionpages11页2023年湖南省新高考教研联盟高考物理五模试卷1.1864年，英国科学家麦克斯韦在总结前人研究电磁现象的基础上，建立了完整的电磁波理论。他断定电磁波的存在，推导出电磁波与光具有同样的传播速度。1887年，德国物理学家赫兹用实验证实了电磁波的存在。下列有关电磁波的说法中，正确的有(

)A.同一种电磁波在不同的介质中传播时波长是相同的

B.各种电磁波在真空中传播的速度是相同的

C.有些电磁波不能在真空中传播

D.电磁波能发生干涉现象而声波不能2.传感器是自动控制设备中不可缺少的元件，已经渗透到宇宙开发、环境保护、交通运输以及家庭生活等

各种领域。如图所示为几种电容式传感器，其中通过改变两极板的正对面积而引起电容变化的是(

)A. B.

C. D.3.我国自主研发的氢原子钟现已运用于中国的北斗导航系统中，高性能的原子钟对导航精度的提高起到了很大的作用，同时原子钟具有体积小、重量轻等优点。原子钟通过氢原子能级跃迁而产生的电磁波校准时钟，氢原子能级示意图如图所示，则下列说法正确的是(

)

A.用10eV的光子照射处于基态的氢原子可以使处于基态的氢原子发生跃迁

B.一个处于n=4能级的氢原子向低能级跃迁时可辐射出6种不同频率的光子

C.现用光子能量介于10.0eV～12.75eV范围内的光去照射一群处于基态的氢原子，在照射光中可能被处于基态的氢原子吸收的光子能量只有4种4.月球蕴含丰富的能源和矿产资源，科学家发现在月球上含有丰富 23He(氦3)A.X为中子(01n) B.聚变反应前后质量保持不变

C.该反应会放出能量 5.如图所示，在正方形ABCD的三个顶点A、B、C上分别固定着三个带电荷量相等的点电荷，其中A处点电荷带负电，B、C处点电荷均带正电。E、G、F三点四等分AB边，M、P、N三点四等分BC

A.M、N两点处的电场强度相同

B.P点电势高于G点电势

C.负电荷在M点具有的电势能比在N点具有的电势能小

D.负电荷在F点具有的电势能比在E点具有的电势能大6.有一正方形匀质金属框，其质量为m，边长为L，距离金属框下底边H处有一垂直纸面向里的匀强磁场。磁场区域上下边界水平，高度为L，左右宽度足够大。把该金属框在垂直磁场的平面内以初速度v0水平无旋转抛出(金属框下端保持水平)，设置合适的磁感应强度大小B，使其匀速通过磁场，不计空气阻力，重力加速度为g。下列说法正确的是(

)A.通过磁场的过程中，金属框中电流的大小和方向保持不变

B.金属框在通过磁场的过程中产生的热量为mgL

C.仅改变H，金属框仍能匀速通过磁场

D.仅改变7.变压器是利用电磁感应的原理来改变交流电压的装置，主要构件是初级线圈、次级线圈和铁芯(磁芯)。如图甲所示，电路接在一正弦交流电源上，理想变压器原、副线圈的匝数之比为3：1，R1、R2、R3、R4均为定值电阻，R3=10Ω，R1=R2A.电流表A的示数为1.5A B.电压表V的示数为130V

C.正弦交流电源的输出电压为13028.PM2.5是指空气中直径小于或等于2.5微米的悬浮颗粒物，其飘浮在空中做无规则运动，很难自然沉降到地面，被人体吸入后会进入血液对人体形成危害，在静稳空气中，下列关于PM2.5A.在其他条件相同时，温度越高，PM2.5的运动越激烈

B.PM2.5在空气中的运动属于分子热运动

C.周围大量分子对P9.如图所示，a、b两端接电压稳定的正弦交变电源，变压器的原、副线圈的匝数之比为n，且n<1，定值电阻的阻值R1<R2，电流表、电压表均为理想交流电表，其示数分别用I和U表示。当向下调节滑动变阻器R3的滑片P时，电流表、电压表的示数变化量的绝对值分别用A.ΔUΔI=R1 B.Δ10.均匀介质中质点A、B的平衡位置位于x轴上，坐标分别为xA=0和xB=16cm。某简谐横波沿x轴正方向传播，波速v=20cm/s，波长大于20A.这列波的周期为0.6s

B.这列波的周期为1.2s

C.已知在t1时刻(t1>0)，质点A位于波峰，该时刻B的位移一定为−0.5cm

11.一有界匀强磁场的磁感应强度大小为B、方向垂直于纸面向外，其边界如图中虚线所示，其中射线bc足够长，∠abc=135°，其他地方磁场的范围足够大。一束质量为m、电荷量为q的带正电粒子，在纸面内从a点垂直于A.从ab边射出的粒子在磁场中运动的时间都相等

B.从a点入射的粒子速度越大，在磁场中运动的时间越长

C.粒子在磁场中的最长运动时间不大于πmqB12.为了探究受到空气阻力时，物体运动速度随时间的变化规律，某同学在水平桌面上组装了如图甲所示的实验装置。实验时，可在小车上安装一轻薄板，以增大空气对小车运动的阻力。实验中所用的小车质量为M。

(1)未装薄板时，往砝码盘中加入一小砝码，接通打点计时器的电源后，再释放小车，在纸带上打出一系列的点，纸带如图乙所示。A、B、C、D、E是选取的五个计数点，其中相邻计数点之间的时间间隔均为T，各计数点到第一个计数点A的距离分别为d1、d2、d3、d4，已知未装薄板时，小车所受空气阻力可忽略，则小车加速度a=

(用题中给定的字母表示)。

(2)在(1)的装置基础上，给小车加装上薄板后，利用纸带求出小车不同时刻的速度，作出小车的v−t图像(如图丙所示)，通过图像分析，可知随着运动速度的增加，小车所受的空气阻力

(选填“增大”、“减小”或“不变”)。

(3)v−t13.(1)某实验小组设计了如图甲所示的电路测量电压表V2的内阻及电源电动势。已知电压表V1量程为3V，内阻RV1=6000Ω，电压表V2量程也为3V，内阻RV2为几千欧(待测)，电源电动势约为5V，电源内阻可忽略。按以下步骤进行操作。

①按图甲所示原理图完成电路连接；

②把R1、R2均调至最大阻值；

③闭合开关S，调节R1、R2，使V1、V2均有合适示数，分别为U1、U2，若调至U1、U2满足U2=23U1的关系，此时电阻箱R2的阻值为1500Ω，则可知电压表V2的内阻RV2为

Ω；

④若将R1调至4000Ω并保持不变，调节R2，记录多组对应的U1、U2值，以U1为纵坐标，U2为横坐标描点作图，在实验误差允许范围内得到一条倾斜直线，直线的纵截距为b，则电源的电动势为

(用已知量和已测得量计算出结果)。

(2)用伏安法测量电源电动势和内阻时，由于电压表、电流表内阻的影响，测量结果总存在系统误差。按如图乙所示的电路进行测量，可以消除这种系统误差。

①闭合开关S1、S2，灵敏电流计⑥的示数不为零，调节R和R′使得灵敏电流G的示数为零，读出电流表和电压表的示数I1和14.如图所示，透明液体中有一点光源O，位于液面下深度为d处，点光源向周围发出单色光，在液面形成一个半径为3d3的圆形透光区域。

(1)求该液体的折射率；

(2)当点光源竖直向下运动时，经观察发现圆形透光区域的边缘背离圆心以速度

15.如图所示，隔热汽缸(内壁光滑)呈圆柱形，上部有挡板，内部高度为d。筒内一个厚度不计的活塞封闭一定量的理想气体，活塞的横截面积为S、质量m=p0S2g(g为重力加速度)。开始时活塞处于离汽缸底部d2的高度，外界大气压强p0=1.0×105 Pa16.如图所示，倾角为θ的光滑斜面上设置有AB和CD两个减速缓冲区，缓冲区内物块与斜面间的动摩擦因数为μ，且AB=BC=CD=l。一质量为m的物块从斜面上O点由静止释放，若物块在运动全过程都受到一方向始终垂直于斜面向下、大小与速度大小成正比的变力F的作用，即F=kv，其中k为已知常量。已知物块通过AB段的时间与通过CD段的时间相等，且物块运动到D点时的加速度为零，重力加速度为g。

(1)求斜面上O点到A点的距离d。答案和解析1.【答案】B

【解析】解：A.同一种电磁波在不同的介质中传播时频率相同、波速不同，根据v=λf

可知波长随波速的变化而变化，即同一种电磁波在不同的介质中传播时波长是不相同的，故A错误；

B.各种电磁波在真空中的传播速度都是3×108m/s，故B正确；

C.电磁波均能在真空中传播，故C错误；

D.各种波均能发生干涉现象，声波也能发生干涉现象，故D错误。

2.【答案】BD【解析】解：A、这是可变电容器，通过改变电介质，来改变电容器的电容，故A错误；

B、图示电容器的一个极板时金属芯线，另一个极板是导电液，故是通过改变电容器两极间正对面积而引起电容变化的，故B正确；

C、是通过改变极板间的距离，改变电容器的电容，故C错误。

D、图示电容器为可变电容器，通过转动动片改变正对面积，改变电容器的电容，故D正确；

故选：BD。

电容器的决定式C=ɛS3.【答案】D

【解析】解：A.若10.3eV的光子照射处于基态的氢原子后能被氢原子吸收，则此时氢原子的能量值为E=E1+ΔE=−13.6eV+10.3eV=−3.3eV，由能级图可知，氢原子没有该能级，所以10.3eV的光子不可以使处于基态的氢原子发生跃迁，故A错误；

B.一个处于n=4能级的氢原子向低能级跃迁时最多可辐射出3种不同频率的光子，故B错误；

C.处于基态的氢原子，若能吸收12.9eV的光子能量，则则此时氢原子的能量值为：E′=E1+ΔE′=−13.6eV+12.9eV=−0.7eV，由能级图可知，介于：4.【答案】C

【解析】解：A.根据质量数守恒以及电荷数守恒，可知X为质子(11H)，故A错误；

BC.根据爱因斯坦质能方程可知，该聚变反应是放能反应，聚变反应后出现质量亏损，即会放出能量，故B错误，C正确；

D.目前核电站都采用重核裂变反应发电，而本题给出的反应方程描述的是轻核聚变反应，故D错误。

故选：C。

轻核发生核聚变反应，重核发生核裂变反应。核聚变反应和核裂变反应都会产生质量亏损，亏损的质量可以通过爱因斯坦质能方程求解。核反应过程质量数和电荷数是守恒的。核电站发电原理是利用核燃料裂变(重核裂变5.【答案】B

【解析】解：A根据对称性可知，B、C处点电荷在M、N两点处的电场强度大小相等，方向相反，同时因为A处点电荷到M、N两点距离不相等，在M、N两点处的电场强度也不同，故叠加后M、N两点处的电场强度不相同，故A错误；

B.对于正电荷来说，离电荷越近，电势越高，而对于负电荷，离电荷越远，电势越高。则对于B处点电荷，在P、G两点电势相等；对于C处点电荷，P点电势高于G点电势；对于A处点电荷，P点电势高于G点电势；故叠加之后，P点电势高于G点电势。故B正确；

C.根据对称性，B、C处点电荷在M、N两点处的电势相等；A处点电荷在N点电势大于M点电势，所以M点电势比在N点电势小，负电荷在M点具有的电势能比在N点具有的电势能大，故C错误；

D.对于B、C两处正电荷来说，F点电势大于E点电势；对于A处负电荷来说，F点电势大于E点电势，则叠加后，F点电势大于E点电势。故负电荷在F点具有的电势能比在E点具有的电势能小，故D错误。

故选：B。

由对称性及电场的叠加，求解电场强度关系，沿电场线方向，电势逐渐降低，求解电势关系及电势能关系。

本题考查静电场，学生需结合电场强度与电势的关系，综合解答。

6.【答案】D

【解析】解：A.将金属框以初速度v0水平无旋转抛出后，金属框做平抛运动，后进入磁场做匀速运动，经分析可知，水平方向切割磁感线产生感应电动势相互抵消，竖直方向切割磁感线产生感应电动势E=BLvy，根据欧姆定律I=ER

联立解得I=BLvyR

通过磁场过程中，金属框中电流大小不变，当金属框刚进入磁场时穿过金属框磁通量增加，此时感应电流的方向为逆时针方向，根据楞次定律可知，当金属框出磁场时穿过金属框磁通量减少，此时感应电流方向为顺时针方向，故A错误；

B.在金属框匀速通过磁场过程中，根据平衡条件有mg=F安

克服安培力做功W=F安×2L=2mgL

根据能量转化和守恒规律，金属框在通过磁场过程中产生热量2mgL，故B错误；

C7.【答案】D

【解析】解：A、由R3中电流i3随时间t变化的图像可知R3中电流的最大值为2A，则电流的有效值IR3=1A，则UR3=R3IR3=10×1V=10V，R4中电流IR4=UR4R4=UR3R4=1020A=0.5A，变压器的输出电流I2=8.【答案】AC【解析】解：A、温度越高，空气分子无规则的运动越激烈，对PM2.5微粒的撞击不平衡越明显，PM2.5的运动越激烈，故A正确；

BC、PM2.5的运动是布朗运动，不是分子的热运动，是空气分子无规则运动对PM2.5微粒的撞击不平衡造成的，故B错误，C正确；

D、减少工业污染的排放可减少PM2.5的排放，进而减少“雾霾”天气的出现，故D错误。

故选AC。9.【答案】BD【解析】解：AB.设变压器输入电压为U1，输入电流为I1，变压器输出电压为U，输出电流为I，根据理想变压器的原、副线圈的匝数之比等于电压比U1U=n，得ΔU1=nΔU

又根据理想变压器的原、副线圈的匝数之比等于电流反比I1I=1n

得ΔI1=ΔInΔUΔI=1n2ΔU1ΔI1

电源电压U0，则U0=I1R1+U1

10.【答案】BC【解析】解：AB.因为波长大于20cm，所以波的周期满足T=λv>2020s=1.0s

由题意可知，波的周期为：T=2Δt=2×0.6s=1.2s

故A错误，B正确；

CD.波的波长为λ=vT=20×1.2m=24m11.【答案】AD【解析】解：AB、画出带电粒子在磁场中运动的动态分析图，如下图所示

粒子入射的速度越大，其做圆周运动的半径越大，当粒子都从ab边射出，所用时间均为半个周期，用时相等；均为πmqB，当粒子都从bc边射出，则速度越大，轨道半径越大，对应的圆心角越大，运动时间越长，运动时间大于πmqB，故A正确，B错误；

CD、当粒子的速度足够大，半径足够大时，忽略ab段长度，运动情况可简化为如图2所示，在直线边界磁场问题中，根据粒子运动轨迹的对称性，结合几何关系可知此时圆心角大小为α=270°，可得粒子在磁场中运动的最长时间为t=12.【答案】d4−2d2【解析】解：(1)小车做匀加速直线运动，根据逐差法可得：

sCE−sAC=a

(2T)2

代入数据可得：(d4−d2)−d2=a

(2T)2

解得：a=d4−2d24T2

(2)通过图像分析，可知随着运动速度的增加，小车的加速度越来越小，合力越来越小，故小车所受的空气阻力增大；13.【答案】3000

53b

2.0

【解析】解：(1)③根据串、并联电路规律可知：U1=U2+U2R2R2

由题意可知：U2=23U1，R2=1500Ω

所以电压表V2的内阻：RV2=2R2=3000Ω

④根据闭合电路欧姆定律可得：E=U1+(U1RV1+U2RV2)R1

将题设及所求的阻值代入可得：E=53U1+414.【答案】解：(1)圆形透光区域的边缘即为刚好发生全反射的位置，有tanC=