湖南省新高考2023届高三下学期物理第五次大联考试卷

试卷更新日期：2023-04-14 类型：高考模拟

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一、单选题

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

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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个领域。几种电容式传感器如图所示，其中通过改变电容器两极板间的距离而引起电容变化的是（　　）

A、 B、 C、 D、

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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 D、用氢原子从 $n = 4$ 能级跃迁到 $n = 1$ 能级辐射出的光，照射逸出功为6.34eV的金属铂所产生的光电子的最大初动能为6.41eV

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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 $_{2}^{3} H e$ （氦3）。它是一种高效、清洁、安全的核聚变燃料，参与的一种核聚变反应方程式为 $_{2}^{3} H e +_{2}^{3} H e \to 2 X +_{2}^{4} H e$ 。关于该聚变反应，下列表述正确的是（　　）

A、X为中子（ $_{0}^{1} n$ ） B、聚变反应前后质量保持不变 C、该反应会放出能量 D、目前核电站都采用 $_{2}^{3} H e$ 聚变反应发电

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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边。下列说法正确的是（　　）

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

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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 $v_{0}$ 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 $v_{0}$ ，金属框仍能匀速通过磁场

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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， $R_{1}$ 、 $R_{2}$ 、 $R_{3}$ 、 $R_{4}$ 均为定值电阻， $R_{3} = 10 Ω$ ， $R_{1} = R_{2} = R_{4} = 20 Ω$ ，电表均为理想电表。已知 $R_{3}$ 中电流 $i_{3}$ 随时间t变化的规律如图乙所示。下列说法正确的是（　　）

A、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 $130 \sqrt{2}$ V D、正弦交流电源的输出电功率为65W

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二、多选题

8. 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PM2.5的说法中，正确的是（　　）

A、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PM2.5碰撞的不平衡使其在空中做无规则运动 D、减少工业污染的排放对减少“雾霾”天气的出现没有影响

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9. 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 $R_{1} < R_{2}$ ，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 $R_{3}$ 的滑片P时，电流表、电压表的示数变化量的绝对值分别用∆I和∆U表示。则以下说法正确的是（　　）

A、 $\frac{Δ U}{Δ I} = R_{1}$ B、 $\frac{Δ U}{Δ I} = \frac{R_{1}}{n^{2}}$ C、变压器的输出功率一定减小 D、变压器的输出功率可能先增大后减小

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10. 均匀介质中质点A、B的平衡位置位于x轴上，坐标分别为 $x_{A} = 0$ 和 $x_{B} = 16 c m$ 。某简谐横波沿x轴正方向传播，波速 $v = 20 c m / s$ ，波长大于20cm，振幅 $A = 1 c m$ ，且传播时无衰减。 $t = 0$ 时刻A、B偏离平衡位置的位移相同、运动方向相反， $t = 0.6 s$ 时刻两者再次偏离平衡位置的位移相同、运动方向相反。则下列说法正确的是（　　）

A、这列波的周期为0.6s B、这列波的周期为1.2s C、已知在 $t_{1}$ 时刻（ $t_{1} > 0$ ），质点A位于波峰，该时刻B的位移一定为 $- 0.5 c m$ D、已知在 $t_{1}$ 时刻（ $t_{1} > 0$ ），质点A位于波峰，该时刻B的位移一定为 $0.5 c m$

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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， $∠ a b c = 135 °$ ，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ab射入磁场，这些粒子具有各种速率，不计粒子重力和粒子之间的相互作用，以下说法正确的是（　　）

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 $\frac{π m}{q B}$ D、粒子在磁场中的最长运动时间不大于 $\frac{3 π m}{2 q B}$

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三、实验题

12. 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 $d_{1}$ 、 $d_{2}$ 、 $d_{3}$ 、 $d_{4}$ ，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－t图像中，若曲线在 $t_{0}$ 时刻的切线斜率为k。计算物体受到的空气阻力时，若该同学仍然把砝码和砝码盘的总重力当作小车所受到的拉力，则 $t_{0}$ 时刻，他求得的空气阻力f＝（用题中给定的字母表示）。

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13.

(1)、某实验小组设计了如图甲所示的电路测量电压表 $V_{2}$ 的内阻及电源电动势。已知电压表 $V_{1}$ 量程为3V，内阻 $R_{V 1} = 6000 Ω$ ，电压表 $V_{2}$ 量程也为3V，内阻 $R_{V 2}$ 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 $R_{1}$ 、 $R_{2}$ 均调至最大阻值；

③闭合开关S，调节 $R_{1}$ 、 $R_{2}$ ，使 $V_{1}$ 、 $V_{2}$ 均有合适示数，分别为 $U_{1}$ 、 $U_{2}$ ，若调至 $U_{1}$ 、 $U_{2}$ 满足 $U_{2} = \frac{2}{3} U_{1}$ 的关系，此时电阻箱 $R_{2}$ 的阻值为1500Ω，则可知电压表 $V_{2}$ 的内阻 $R_{V 2}$ 为Ω；

④若将 $R_{1}$ 调至4000Ω并保持不变，调节 $R_{2}$ ，记录多组对应的 $U_{1}$ 、 $U_{2}$ 值，以 $U_{1}$ 为纵坐标， $U_{2}$ 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 $S_{1}$ 、 $S_{2}$ ，灵敏电流计⑥的示数不为零，调节R和R＇使得灵敏电流计的示数为零，读出电流表和电压表的示数 $I_{1}$ 和 $U_{1}$ ；②改变滑动变阻器R、R＇的阻值，重新使得灵敏电流计的示数为零，读出电流表和电压表的示数 $I_{2}$ 和 $U_{2}$ ；③重复②操作，得到了多组I、U；④根据实验得到的多组数据作出的U-I图线如图丙所示，由此可得电源的电动势E=V，内阻r=Ω。（结果均保留2位有效数字）

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四、解答题

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 $\frac{\sqrt{3} d}{3}$ 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v作匀速运动，试判断点光源O的运动性质并准确描述。

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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 $m = \frac{p_{0} S}{2 g}$ （g为重力加速度）。开始时活塞处于离汽缸底部 $\frac{d}{2}$ 的高度，外界大气压强 $p_{0} = 1.0 \times 1 0^{5} P a$ ，温度为27℃。

(1)、求开始时气体的压强 $p_{1}$ 。

(2)、现对汽缸内气体加热，当气体温度达到387℃时，求气体的压强 $p_{2}$ 。

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16. 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 $F = k v$ ，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。

(2)、求物块在缓冲区内因摩擦产生的总热量。

(3)、若将整个斜面设置为缓冲区，物块从斜面上距D点为s处由静止释放，物块运动到D点的加速度为零，求物块从释放点运动到D的总时间。

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