2022-2023学年河南省豫东名校高三上学期摸底联考-物理试题（word版）

2023届新高三摸底联考

物理

本试卷共8页，18题（含选考题）。全卷满分110分。考试用时90分钟。

一、选择题：本题共12小题，每小题4分。在每小题给出的四个选项中，第1~8题只有一项符合题目要求，第9~12题有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。

1．2022年春晚舞台上的歌曲《时代感》唱出了我们风华正茂、活力满满的新时代。在演唱的过程中，演员邓超活力四射、双脚离地，跳出画面的情景给大家留下了深刻的印象，若不计空气阻力，则邓超双脚加速起跳离开地面的过程中，下列说法正确的是（    ）

A．地面对邓超的支持力的冲量不为零，做功也不为零

B．邓超的机械能守恒

C．地面对邓超的支持力大于邓超对地面的压力

D．邓超处于超重状态，且加速度的方向与其动量改变量的方向相同

2．稀土是我国重要的矿产资源，稀土储量和稀土产品年出口量均居世界第一位。我国稀土矿体大致分为三类：一类是氟碳铈矿；二类是独居石；三类是离子吸附型矿。各类稀土矿不同程度地伴有天然放射性核素钍系和轴系，其中包含如下核反应方程：①；②。下列说法正确的是（    ）

A．的比结合能比的比结合能大

B．X的穿透能力比Y的穿透能力强

C．Y是Ra核中的一个中子转化成一个质子时产生的

D．①②两个核反应都属于核裂变反应

3．如图所示，甲、乙、内、丁为四种微型发电机的原理示意图，当发电机中的矩形线圈在磁场中绕中心轴匀速转动时，关于电阻R两端电压随时间变化的图象，下列说法正确的是（    ）

A．甲图中电阻R两端的电压变化如图a所示

B．乙图中电阻R两端的电压变化如图b所示

C．丙图中电阻R两端的电压变化如图c所示

D．丁图中电阻R两端的电压变化如图d所示

4．仙王座VV是一对双星系统，分别由一颗红超巨星VVA（主星）和一颗蓝矮星VVB（伴星）组成，这是一个食变双星，两颗星会互相围绕着公共质心（质量中心，即质量集中的假想点）公转，其中VVA和VVB间的距离为25AU（1AU等于日地平均距离），它们绕公共质心公转的周期为20年，由于会有物质从VVA喷发出去，最终全部流向VVB，导致伴星的质量增大而主星的质量减小，假定在这个过程中两星间的距离不变，则在VVA的质量减小到两星的质量相等的过程中（    ）

A．公共质心离VVB越来越远 B．两星间的引力将减小

C．两星绕公共质心公转的周期大于20年 D．两星绕公共质心的角速度不变

5．如图所示，在正方形的四个顶点上垂直放置四根无限长通电直导线，已知四根导线中的电流大小相等，正方形中心O点处的磁感应强度方向沿对角线从O点指向d点，下列说法正确的是（    ）

A．导线a中的电流方向一定是垂直纸面向外

B．导线b中的电流方向一定是垂直纸面向外

C．导线c中的电流方向一定是垂直纸面向外

D．导线d与导线b中的电流方向一定相反

6．在汽车性能测试中，一汽车以恒定加速度启动后，最终以额定功率在平直公路上行驶。汽车所受牵引力与速度倒数的关系如图所示，已知汽车的质量为，汽车运动过程中所受阻力恒定，下列说法正确的是（    ）

A．汽车匀加速过程中能达到的最大速度为30m/s

B．汽车做匀加速直线运动的时间为4s

C．汽车做匀加速直线运动的加速度为

D．汽车的额定功率为

7．科研人员常利用电场和磁场分离不同的带电粒子。如图所示，两种粒子、由粒子源无初速度飘入加速电场，经加速后沿粒子分离器的轴线方向飞入两极板之间，极板间存在垂直纸面向里的匀强磁场，调节分离器两极板间的电压，正好其中一种粒子沿直线a通过分离器，另一种粒子沿路径b射出。若不计粒子重力及粒子间的相互作用力。下列说法正确的是（    ）

A．分离器下极板的电势比上极板的电势高

B．沿直线a通过分离器的粒子为

C．沿直线a从分离器射出的粒子动能小

D．若撤去两极板间的磁场，两粒子仍会分离

8．如图所示，一个可视为质点的小滑块从A点沿着竖直固定圆弧轨道由静止下滑，然后从轨道末端B点抛出，恰好沿着C点的切线方向进入右侧圆弧轨道，最终在右侧轨道反复运动后在最低点D停下来，整个过程不计空气阻力，小滑块与左右两侧圆弧轨道间的动摩擦因数相同。已知小滑块的质量为m，左、右两侧圆弧轨道的半径均为R，A点与圆心O在同一水平线上，B点和圆心O的连线与竖直方向的夹角为，小滑块从B点到C点的过程中（B、C两点在同一水平线上），离水平面的最大高度为H，重力加速度为g，则下列说法正确的是（    ）

A．小滑块经过B点时的速度为

B．小滑块在左侧圆弧轨道内因摩擦产生的热量为

C．小滑块进入右侧圆弧轨道后每次经过D点时重力的瞬时功率将减小

D．小滑块经过右侧圆弧轨道的C点时对轨道的压力为

9．如图所示，在方向水平向右的匀强电场中有一直角三角形MNP（∠M＝90°），在M点固定一电荷量大小为的点电荷，在P点固定一电荷量大小为4Q的点电荷。已知NP＝L，N点处的电场强度方向从点指向M点，两个点电荷在点处产生的合电场强度方向垂直NP向上，静电力常量为k，下列说法正确的是（    ）

A．M点处的点电荷带负电，P点处的点电荷带正电

B．M点处的点电荷在N点产生的电场强度大小为

C．P点处的点电荷在N点产生的电场强度大小为

D．匀强电场的电场强度大小为

10．如图所示，倾角的光滑斜面固定在水平地面上，质量均为m的物块A和物块B并排放在斜面上，与斜面垂直的挡板P固定在斜面底端，轻弹簧一端固定在挡板上，另一端与物块A连接，物块A、B（物块A、B不相连）处于静止状态。现用一沿斜面向上的外力拉物块B，使物块A、B一起沿斜面向上以加速度a做匀加速直线运动。已知重力加速度为g，弹簧的劲度系数为k，不计空气阻力，则下列说法正确的是（    ）

A．物块A、B分离时弹簧恰好为原长

B．物块A、B分离前外力为变力，分离后为恒力

C．从外力作用在物块B上到物块A、B分离的时间为

D．外力的最大值为

11．如图甲所示，曲面为四分之一圆弧、质量为M的滑块静止在光滑水平地面上，一光滑小球以某一速度水平冲上滑块的圆弧面，且没有从滑块上端冲出去。若测得在水平方向上小球与滑块的速度大小分别为、，作出图象如图乙所示，重力加速度为g，则下列说法正确的是（    ）

A．小球的质量为

B．小球运动到最高点时的速度为

C．小球能够上升的最大高度为

D．若圆弧面的下端距水平地面的高度为，经过一段时间后小球落地，落地时小球与滑块之间的水平距离为

12．如图所示，间距为L、足够长的平行光滑金属导轨固定在绝缘水平面上，并处于垂直水平面向下、磁感应强度大小为B的匀强磁场中，左端接有电容为C的电容器，质量为m的金属杆ab垂直于导轨放置且接触良好，金属杆ab及导轨的电阻不计。现用平行于导轨向右的恒定拉力F拉着金属杆ab从静止开始运动，整个过程电容器未被击穿，下列说法正确的是（    ）

A．金属杆ab最终以某一速度做匀速运动。

B．金属杆ab向右做匀加速运动，且加速度大小恒为

C．从拉力F刚作用在金属杆ab上开始计时，经t时间电容器上储存的电荷量为

D．电容器储存的电能总等于拉力F做的功

二、非选择题：本卷包括必考题和选考题两部分。第13~16题为必考题，每个试题考生都必须作答。第17~18题为选考题，考生根据要求作答。

（一）必考题（共47分）

13．（5分）我国进行了珠穆朗玛峰的高度测量，其中一种方法是先使用重力仪测量重力加速度，再测量海拔。某同学受此启发设计了如图甲所示的实验装置，测量当地重力加速度的大小。实验步骤如下：

（1）如图乙所示，质量为M的小滑块静止在水平桌面上，与桌面间的动摩擦因数为，质量为m的物块用细绳跨过定滑轮连接小滑块，细绳与桌面平行。不计滑轮处的摩擦，物块从静止开始下落，试写出物块下落过程中加速度a的表达式a＝______（用字母m、M、g、表示）。

（2）按照如图甲所示装置把实验器材安装好，用天平测量小盘和砝码的总质量m与小滑块的质量M。小盘通过细绳绕过定滑轮系于小滑块上，先接通电源后放开小滑块，断开电源，取下纸带编上号码。

（3）保持小滑块的质量M不变，改变小盘和砝码的总质量m，重复步骤（2）。

（4）在每条纸带上选取一段比较理想的部分，求加速度，得到的数据如下表：

（5）根据以上实验数据，请作出图象。

并根据图象求得重力加速度g＝______，______。（结果保留两位小数）

14．（10分）

小丽同学在完成“测量电源电动势E及内阻r”的实验后，对该实验常用的两种方法的原理和误差进行了深度的分析。

（1）已知电流表的内阻为，电压表的内阻为，电源电动势的真实值为，内阻的真实值为。根据图甲测量后得到的数据为测量值和，根据图乙测量后得到的数据为和，小丽进一步采用定量计算的方式去修正误差，则，______。（均用、、或表示）

（2）如图丙所示的U－I图象中有两条是根据实测数据画出的，有一条是修正误差后的真实数据画出的，则根据如图甲所示的电路图实测数据画出的是______（填“①”“②”或“③”），根据如图乙所示的电路图实测数据画出的是______（填“①”“②”或“③”）。

（3）经过以上分析，若该班级实验小组仅需测定一个电池组的电动势E，为使测量结果尽量精确，电路图应该选用______（填“图甲”或“图乙”）。

15．（12分）

2022年2月8日北京冬奥会上，首钢滑雪大跳台的设计灵感来源于中国敦煌壁画中的“飞天”，丝带在空中飞舞的形态与大跳台赛道曲线十分契合，它闪耀着中国文化的自信和智慧。我国运动选手谷爱凌在这次比赛过程中从起跳台一跃而出（如图乙所示），速度方向与水平方向的夹角为40°，在空中飞行了2.8s后与着陆坡成20°角着陆后滑向终点区。已知着陆坡的倾角为40°（如图甲所示）。若不计空气阻力，重力加速度，tan40°＝0.84，求：

（1）运动员从起跳台跃出后运动到最高点时的速度大小；（结果保留两位有效数字）

（2）假设运动员的质量为m，双脚与雪地着陆坡的缓冲时间为，则在垂直着陆坡方向上双脚受到的平均作用力为多少（结果用字母和三角函数表示）

16．（20分）

在原子反应堆中抽动导电液体时，由于不允许传动机械部分与这些流体相接触，所以常常用到一种新型的装置——电磁泵，它是利用磁场对通电导电液的作用力来推动流体流动的。如图所示为一种电磁泵的简易结构图，泵体是一个长方体，长、宽、高分别为a、b、c。上下两面为金属极板，当其与直流电源相连后，只在两板间的液体中产生从上向下的恒定电流I。泵体处在方向垂直于竖直的侧面向外、磁感应强度大小为B的匀强磁场中，导电液体的电阻率为，密度为D，工作时泵体内始终充满液体，重力加速度为g。

（1）求电磁泵正常工作时，磁场对导电液体的作用力；

（2）若泵体中的导电液的流速稳定为v，则直流电源提供的电功率应为多大？

（3）经研究表明，抽液高度h与泵体中的液体流速有关，求抽液的最大高度。

（二）选考题：共15分。请考生从给出的2道题中任选一题作答。如果多做，则按所做的第一题计分。

17．[物理—选修3－3]（15分）

（1）（5分）如图所示，一定质量的理想气体由状态A变化到状态B，下列说法正确的是______。（填正确答案标号。选对1个得2分，选对2个得4分，选对3个得5分。每选错1个扣3分，最低得分为0分）

A．气体处于状态A时的内能等于处于状态B时的内能

B．气体由状态A变化到状态B的过程中，其内能先减小后增大

C．气体由状态A变化到状态B的过程中，气体从外界吸收的热量为

D．气体的体积为时，其温度最高

E．与处于状态B相比，气体处于状态A时，气体分子在单位时间内对器壁单位面积上的撞击次数更少

（2）（10分）某化工厂储液罐可以储存体积为的化工废液，储液罐高度为5m，化工废液的密度为。储存方法为先将阀门2打开，再打开阀门1，注液管道通过注入口注入废液，当储液罐底部压力为时（大气压强），注入口控制装置停止注液，关闭阀门1和阀门2，完成注液。某次注液前由于工人操作失误，未打开阀门2，直接打开阀门1进行注液，注液前储液罐内没有液体且罐内气体的压强为，且注液过程中储液罐内气体未泄露，气体温度保持不变，重力加速度，求注液后储液罐内气体压强及实际注入液体的体积。（结果均保留三位有效数字）

18．[物理——选修3－4]（15分）

（1）（5分）一质点以O点为平衡位置在a、b两点间做简谐运动，M点在O点右侧，如图所示。t＝0时质点位于O点，t＝0.3s时质点第一次经过M点，t＝0.7s时质点第2次经过M点，aO＝4cm，则质点的振动周期为______s，t＝0到t＝10.5s时间内质点运动的路程为______cm，t＝______s时，质点第102次经过M点。

（2）（10分）随着望远镜技术的发展，屋脊棱镜结构的望远镜应运而生，“直角屋脊棱镜”或“阿米西棱镜”，可回转和反转图象以及以90°偏转光线，以保持正确的视觉方向。如图所示为屋脊棱镜的横截面图，一单色光从AD面的P点射入后，在AB面恰好发生全反射，然后从CD面的N点射出，且出射光线与在P点的入射光线垂直。

（i）画出棱镜中完整的光路图；

（i）求折射率n以及入射角i。

2023届新高三摸底联考

物理参考答案

一、选择题

1．D  2．C 3．C  4.D  5．A 

6．D 7．B 8．B  9．AD 

10．BC  11．BD  12．BC  二、非选择题

13．（1）（或，1分）

（5）图象如图所示（2分）

9.75（9.70~9.80，1分）    0.22（0.20~0.24，1分）

【解析】（1）对物块和小滑块整体运用牛顿第二定律得，可得。

（5）因为a与成线性关系，所以在作图象时注意将点描绘出一条直线，点尽可能多的在直线上，其他点均匀分布于直线两侧。由可得图象的斜率，，解得，。

14．（1）（2分）   （2分）     （2）③（2分）  ②（2分）    （3）图乙（2分）

【解析】（1）图甲中所测数值，其实是将图中的电压表与电源并联看作了“电源”（等效电源），测得的电源电动势为，内阻为；图乙中所测数值，其实是将图中的电流表与电源串联看作了“电源”（等效电源），测得的电源电动势为，内阻为。

（2）由（1）可知，利用图甲所示的电路图，，，故根据如图甲所示的电路图实测数据画出的是③；利用图乙所示的电路图，，，根据如图乙所示的电路图实测数据画出的是②。

（3）由（1）的分析可知，采用图乙测量电源的电动势没有系统误差，故电路图应该选用图乙。

15．【解析】（1）运动员跃出后做斜上抛运动，设上升阶段用时为，运动到最高点时的速度为，依据逆向思维法可看成平抛物体的运动，分解速度可得

水平方向：（1分）

竖直方向：（1分）

设运动员下降阶段用时接触着陆坡，分解落地速度

水平方向：（1分）

竖直方向：（1分）

又运动员在空中飞行的时间（1分）

联立解得（1分）

（2）设运动员与着陆坡接触前瞬间的速度为v，则有（1分）

而垂直着陆坡方向的速度为（1分）

沿垂直着陆坡方向对人受力分析，以垂直着陆坡向上为正方向，

根据动量定理得（2分）

联立可得（2分）

16．【解析】（1）将通电导电液看成导体棒，受到的安培力（2分）

根据左手定则可知磁场对导电液的作用力方向为水平向左（1分）

（2）电源提供的电功率一部分为安培力的功率（1分）

另一部分为导电液产生的热功率，导电液的等效电阻为（1分）

热功率为（2分）

直流电源提供的电功率为（2分）

（3）由安培力做功的特点可知电磁泵的机械功率等于安培力的功率，所以（1分）

设内被抽至泵体中的液体的质量为（1分）

内被抽至泵体中的液体的动能的增加量（1分）

内被抽至泵体中的液体的重力势能的增加量为（1分）

电磁泵的机械功率等于单位时间内被抽至泵内的液体的动能增加量和重力势能增加量之和，即（1分）

联立可得（2分）      即（2分）

故当v＝0时，即导电液的流速为零时，上式中的h最大，（2分）

17．（1）ACD  【解析】由理想气体状态方程得，代入数据解得，因为一定质量的理想气体的内能由温度决定，所以理想气体处于状态A时的内能等于处于状态B时的内能，A项正确；题给图象的方程为，根据理想气体状态方程有，联立两式得，当时，T有最大值，此时气体的内能最大，所以气体的内能先增大后减小，B项错误，D项正确；因为，由热力学第一定律可知，理想气体从状态A变化到状态B的过程中，气体从外界吸收的热量等于气体对外界所做的功，即Q＝W，而气体对外界做的功等于力P－V图象中图线与V轴所围图形的面积，可得，C项正确；因为，但，所以气体处于状态A时分子数密度更大，与处于状态B时相比，理想气体处于状态A时气体分子在单位时间内对器壁单位面积上的撞击次数更多，E项错误。

（2）设注入液体后气体被压缩后的体积为，压缩后气体的压强为

由玻意耳定律有（3分）    其中力，

根据停止注入液体条件有（3分）

联立解得（2分）   注入液体的体积（2分）

18．（1）2（1分）  84（2分）    100.7（2分）

【解析】根据题意有，所以质点的振动周期；因为，根据题意知振幅A＝4cm，所以质点运动的路程；质点第2次经过M点的时刻为，质点第4次经过M点的时刻为，质点第6次经过M点的时刻为，根据归纳法，当n为偶数时，质点第n次经过M点的时刻为，所以。

（2）（i）光路图如图所示（2分）

（ii）因为在P点的入射光线与在N点的出射光线相互垂直且∠D＝90°所以i＝r（1分）

设单色光在AD面的折射角为，由折射定律得（1分）

从图中的几何关系可以得出入射到CD面的入射角为

由折射定律得（1分）   联立可得（2分）

在AB面刚好发生全反射，则有（1分）

解得（1分）    代入可得i＝45°（1分）