河南省桐柏县2023届高三（上）第一次名校联考测试物 理 试 题(有答案及解析)

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河南省桐柏县2023届高三（上）第一次名校联考测试物理试题第Ⅰ卷(选择题  共48分)一、选择题(本题共8小题，每小题6分，共48分。在每小题给出的四个选项中，第1～5题只有一项符合题目要求，第6～8题有多项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分)1. 以下对物理现象和物理规律的认识中正确的是(　　)A. 只要照射到金属表面的光的强度足够强就一定能产生光电效应现象B. 当给放射性材料加热时其衰变进程将加快C. 卢瑟福利用粒子轰击氮核从而发现了原子核中有中子D. 原子核中的中子可以放出一个电子变成一个质子2. 若将地球看作质量分布均匀的球体(半径为R)，且不计地球的自转。关于地球表面处的重力加速度g1，地球表面下方深处的重力加速度为g2，地球表面上方高处的重力加速度为g3，下列说法正确的是(　　)A. g3<g2 <g1                                B. g2 <g3 <g1 C. g1 <g2 <g3                               D. g1<g3 <g23. 如图所示，一根均匀柔软的细绳质量为m。两端固定在等高的挂钩上，细绳两端的切线与水平方向夹角为θ，重力加速度为g。挂钩对细绳拉力的大小为A.  B. C.  D. 4. 如图(a)，场源点电荷固定在真空中O点，从与O相距r0的P点由静止释放一个质量为m、电荷量为q(q>0)的离子，经一定时间，离子运动到与O相距rN的N点。用a表示离子的加速度，用r表示离子与O点的距离，作出其图像如图(b)。静电力常量为是k，不计离子重力。由此可以判定(　　)A. 场源点电荷带正电B. 场源点电荷的电荷量为C. 离子在P点的加速度大小为D. 离子在P点受到的电场力大小为5. 磁感应强度大小为B0的匀强磁场方向垂直于纸面向里，通电长直导线位于纸面上，M、N是纸面上导线两侧关于导线对称的两点。经测量，N点的磁感应强度大小是M点磁感应强度大小的3倍且方向相同，则通电长直导线在M点产生的磁感应强度大小等于(通电长直导线在空间中某点产生的磁感应强度大小，其中k为常量，I为通过的电流，r为点到导线的距离)(　　)A B0 B.  C.  D. 6. 如图所示，轻绳上端A固定在天花板上，下端C与中点B处分别与质量为m和2m的小球连接。现用与水平方向始终成30°角的拉力F将B点处小球向右上方缓慢提升，直到绳AB与竖直方向成60°角。关于该过程中绳AB上的弹力FAB和拉力F变化情况的说法正确的是(　　)A. F一直增大 B. F一直减小 C. FAB先减小后增大 D. FAB先增大后减小7. 理想变压器原线圈a的匝数匝，副线圈b的匝数匝，线圈a通过电阻接在 (V)的交流电源上，“6V， 6W”的灯泡恰好正常发光，电阻。电压表为理想电表。下列说法正确的是(　　)A. 电路中电流方向每秒钟改变100次 B. 原线圈两端的电压为38VC. 电压表的示数为12V D. 消耗的功率是1W8. 如图(甲)所示，在光滑水平面上，轻质弹簧一端固定，物体A以速度v0向右运动压缩弹簧，测得弹簧的最大压缩量为x，现让弹簧一端连接另一质量为m的物体B[如图(乙)所示]，物体A以2v0的速度向右压缩弹簧，测得弹簧的最大压缩量仍为x，则(  )A. A物体的质量为3mB. A物体的质量为2 mC. 弹簧压缩量最大时的弹性势能为D. 弹簧压缩量最大时的弹性势能为第Ⅱ卷(非选择题共62分)二、非选择题(本题包括必考题和选考题两部分，共62分。第9题～第12题为必考题，每个试题考生都必须作答，第13题～第16题为选考题，考生根据要求作答)(一)必考题9. 在利用自由落体运动验证机械能守恒定律的实验中：若打点计时器所接交流电的频率为50赫兹，实验得到甲、乙两条纸带，如图所示，应选______纸带较好。若已测得点2到4间距离为，点0到3间距离为，打点周期为T，验证重物开始下落到打点计时器打下点3这段时间内机械能守恒，、和T应满足的关系为______。10. 某实验小组欲描绘额定电压为2.5V的小灯泡L的U-I曲线。现准备如下实验器材：电压表(3V，内阻很大)电流表(0.6A，内阻较小)滑动变阻器(0~5Ω，额定电流1A)电键导线若干请回答下列问题：(1)请用笔划线代替导线，将实验电路图甲补充完整_____；(2)闭合电键，移动滑动变阻器的滑片，其电压表、电流表的示数如图乙所示，则电压表读数为_____V，电流表读数为_____A；(3)将实验数据绘制成U-I图像如图丙中Ⅰ。则该小灯泡的额定功率_____W；(4)现有一电子元件，其U-I图像如图丙中Ⅱ所示。现将该电子元件与该灯泡L并联后同电动势、内阻的电源连接，则该灯泡的实际功率_____W(保留两位有效数字)。11. 如图所示，一质量m=2.0×10-2kg、电荷量q=+1.0×10-3C的粒子在匀强电场中运动，电场强度E=100V/m，方向沿y轴负方向。粒子在O点动能为1.0J，速度与x轴正方向夹角为。粒子再次经过x轴的位置记为a点。取粒子在O点时的电势能为零，不计粒子的重力。求(1)0、a两点间的距离；(2)粒子从O点到a点的过程中，最大电势能的值。12. 如图所示，小明参加户外竞技活动，站在平台边缘抓住轻绳一端，轻绳另一端固定在O点，绳子刚好被拉直且偏离竖直方向的角度θ=60°．小明从A点由静止往下摆，达到O点正下方B点突然松手，顺利落到静止在水平平台的平板车上，然后随平板车一起向右运动．到达C点，小明跳离平板车(近似认为水平跳离)，安全落到漂浮在水池中的圆形浮漂上．绳长L=1.6m，浮漂圆心与C点的水平距离x=2.7m、竖直高度y=1.8m，浮漂半径R=0.3m、不计厚度，小明的质量m=60kg，平板车的质量m=20kg，人与平板车均可视为质点，不计平板车与平台之间的摩擦．重力加速度g=10m/s2，求：(1)轻绳能承受最大拉力不得小于多少?(2)小明跳离平板车时的速度在什么范围?(3)若小明跳离平板车后恰好落到浮漂最右端，他在跳离过程中做了多少功?(二)选考题(共15分．请考生从给出的2道物理题任选一题作答，并用2B铅笔在答题卡上把所选题目题号后的方框涂黑。注意所做题目的题号必修与所涂题目的题号一致，并且在解答过程中写清每问的小题号，在答题卡指定位置答题。如果多做，则每学科按所做的第一题计分。【物理-选修3-3】13. 下列说法中正确的是(　　)A. 一定质量的理想气体，在压强不变时，单位时间内分子与器壁碰撞次数随温度降低而减少B. 知道阿伏伽德罗常数、气体摩尔质量和密度，可以估算出该气体中分子间的平均距离C. 同一化学成分的某些物质能同时以晶体的形式和非晶体的形式存在D. 布朗运动是液体分子的运动，说明液体分子在永不停息地做无规则的热运动E. 绕地球运行的“天宫二号”中自由漂浮的水滴成球形，这是表面张力作用的结果14. 如图所示，粗细均匀的管子，竖直部分长为l＝50 cm，水平部分足够长．当温度为15 ℃时，竖直管中有一段长h＝20 cm的水银柱，封闭着一段长l1＝20 cm的空气柱．设外界大气压强始终保持在76 cmHg.求：①被封空气柱长度为l2＝40 cm时的温度；②温度升高至327 ℃时，被封空气柱的长度l3.【物理-选修3-4】15. 一列简谐横波沿直线传播，以波源O由平衡位置开始振动为计时零点，质点P的振动图像如图所示，已知O、P的平衡位置相距0.6m。这列波的波源起振方向沿y轴__________方向(选填“正”或“负")，波速为_________m/s，波长为_____m。16. 如图所示，一细光束从空气垂直射到直角三棱镜的AB界面上，在BD界面的中点E发生全反射，并从AD界面射出(不考虑光束在AD界面上发生反射的光线)，出射光线与BD界面平行。已知AB长为2L，∠A=90°， ∠B =60°，光在真空中传播速度为c，求：①棱镜材料的折射率n；②光在棱镜中传播所用时间t。
参考答案一.选择题 1【答案】：D【解析】A．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，与入射光的强度无关，所以A错误；B．放射性材料的衰变周期只是由原子核的本身性质决定，与它的物理、化学状态无关，所以B错误；C．卢瑟福利用粒子轰击氮核从而发现了原子核中有质子，所以C错误；D．衰变的实质是原子核中的中子可以放出一个电子变成一个质子，所以D正确；故选D2【答案】：A【解析】在地球表面的物体，万有引力近似等于重力，有在地球表面下方深处的重力加速度相当于半径为的球体在其表面产生的加速度，由球的体积公式及 可知，半径为的球体质量为原来的，故地球表面上方高处的重力加速度为由上面的分析可知故选A。3【答案】：A【解析】先对挂钩一端受力分析可知挂钩对绳子的拉力和绳子对挂钩的拉力相等：对绳子受力分析如右图，正交分解：解得：，A正确，BCD错误。故选A。4【答案】: D【解析】A．从P到N，带正电的离子的加速度随的增加而增大，即随r的减小而增加，可知场源点电荷带负电，选项A错误；B．在N点，由库仑定律及牛顿第二定律解得选项B错误；CD．在P点时，由库仑定律及牛顿第二定律离子在P点受到的电场力大小为选项C错误，D正确。故选D。5【答案】：B【解析】由磁感应强度大小可知，磁感应强度大小与距离r有关，根据安培定则知通电直导线在M、N两点产生的磁感应强度大小相等但方向相反，设其大小为B，由磁感应强度矢量叠加原理，N点的合磁感应强度为B0+B，方向垂直纸面向里，M点的合磁感应强度大小为，方向垂直纸面向里，则解得故B正确，ACD错误。故选B。6【答案】AC【解析】由上图可知，随着B球的不断升高，AB绳子的拉力与水平方向的夹角越来越小，根据长度的变化的关系可知力大小的变化情况。故选AC。7【答案】: AD【解析】A．由公式可知，角速度ω=100π，则电路中电流方向一个周期内改变2次，则每秒钟改变100次，故A正确；C．灯泡正常发光，故副线圈中电流为所以电压表示数为U2=UL+I2R2=6+1×12=18V故C错误；B．根据理想变压器电压比可得原线圈两端的电压为故B错误；D．由电压之比等于匝数之比可知，输出端电压为36V，R1两端的电压为根据电流之比等于电匝数的反比可得：I1=0.5A；则R1功率故D正确。故选AD。8【答案】：AC【解析】对图(甲)，设物体A的质量为M，由机械能守恒定律可得，弹簧压缩x时弹性势能 对图(乙)，物体A以2v0的速度向右压缩弹簧，A，B组成的系统动量守恒，弹簧达到最大压缩量仍为x时，A、B二者达到相等的速度v，由动量守恒定律有M·2v0=(M+m)v由能量守恒定律有联立得M=3m故BD错误，AC正确；故选AC.二. 非选择题9【答案】：(1). 甲    (2). 或【解析】 [1]由于频率为50Hz，相邻两个点间的时间间隔为0.02s，而自由落体运动时，0.02s下落的高度因此0到1之间距离接近1.96mm时，两点之间的时间间隔接近0.02s，因此选用甲纸带更好。[2]打点3时的速度为2到4段的平均速度，即根据机械能守恒整理得10【答案】：(1).     (2). 1.30  0.44    (3). 1.45(1.43~1.46之间均可)    (4). 0.20(0.19~0.21之间均可)【解析】 (1)[1]．由于电压表内阻远大于小灯泡的电阻，故采用电流表外接；滑动变阻器用分压电路，则电路如图；(2)[2][3]．电压表量程为3V，最小刻度为0.1V，则读数为1.30V；电流表量程为0.6V，最小刻度为0.02A，则读数为0.44A；(3)[4]．由图可知，当电压为2.5V时，电流为0.58A，则该小灯泡的额定功率P=IU=1.45W；(4) [5]．电子元件与该灯泡L并联，则电压相等；若画出电源的U-I图像如图；画出平行于I轴的直线即为电压相等的线，与图像Ⅰ、Ⅱ分别交于两点B和A，与U轴交于C点，电源的U-I线交于D，若CD的中点恰在AB的中点，则此时Ⅰ图像对应的B点电压和电流值即为小灯泡的工作状态点，由图可知：U=0.70V，I=0.28A，则灯泡的实际功率P′=IU≈0.20W。11. 解:(1)电场强度沿y轴负方向，x轴为等势线，则有Uoa=0，Eko=Eka以x、y轴正向为正方向，由Eko=mvo2可得vo=va=10m/s沿x轴方向的分量vx=vocos60°=5m/s沿y轴方向的分量vy=vosin60°=5m/sy轴方向由动量定理可得-qE·t=(-mvy)-mvy解得t=2s再由x轴方向匀速运动可得xoa=vx·t=10m(2)粒子从O点运动到a点的过程中，vx不变，vy先减小后增大，当vy=0时粒子最小速度vmin=vx=5m/s因为粒子只受电场力，所以减少的动能等于增加的电势能，则有Eko-Ekm=Epm-0解得Epm=0.75J12. 解：(l)从A到B．由功能关系可得①代人数据求得v=4 m/s②在最低点B处，③联立①②解得，轻绳能承受最大拉力不得小于T=1200N(2)小明离开滑板后可认为做平抛运动竖直位移④离C点水平位移最小位移 ⑤离C点水平位移最大为⑥联立④⑤⑥解得小明跳离滑板时的速度4 m/s≤vc≤5 m/s   (3)小明落上滑板时，动量守恒⑦代人数据求得v1=3 m/s⑧离开滑板时，动量守恒⑨将⑧代人⑨得V2=-3 m/s由功能关系可得⑩．解得W=480 J13【答案】：BCE【解析】：A．一定质量的气体，在压强不变时，温度降低时，分子的平均动能减小，则单个分子对器壁在平均撞击力减小，所以在压强不变时，单位时间内分子与器壁碰撞次数随温度降低而增加，故A错误；
B．由阿伏加德罗常数、气体的摩尔质量和气体的密度，可以估算出理想气体分子间的平均距离，故B正确；C．同种物质可能以晶体和非晶体两种不同的形态出现，如煤炭与金刚石，故C正确；D．布朗运动是液体中固体小颗粒的运动，间接地反映分子在永不停息地做无规则运动．故D错误；E．在围绕地球做匀速圆周运动的宇宙飞船中，由于处于完全失重状态，重力充当向心力，故不会出现地球上的水滴的形状，是由于液体表面张力作用而形成球形，故E正确。故选BCE。14. 解：①气体在初态时有：p1="96" cmHg，T1="288" K，l1="20" cm．末态时有：p2="86" cmHg，l2="40" cm．由理想气体状态方程得：=所以可解得：T2="516" K②当温度升高后，竖直管中的水银将可能有一部分移至水平管内，甚至水银柱全部进入水平管．因此当温度升高至327℃时，水银柱如何分布，需要分析后才能得知．设水银柱刚好全部进入水平管，则此时被封闭气柱长为l="50" cm，压强p="76" cmHg，此时的温度为T=•T1==570K现温度升高到600K＞T=570K，可见水银柱已全部进入水平管内，末态时p3="76" cmHg，T3="600" K，此时空气柱的长度l3=•l1=="52.6" cm答：①被封空气柱长度为l2=40cm时的温度为516K；②温度升高至327℃时，被封空气柱的长度l3为52.6cm．15【答案】: 正方向 ；0.2m/s ；0.8m【解析】 [1]根据波的传播特点，各质点的起振方向与波源的起振方向相同；据图像可知，P点的起振方向沿y轴的正方向，所以波源起振方向沿y轴正方向。[2]根据图像可知：P比波源晚振动3s，其周期为4s，所以波速为[3]根据波速公式得16. 解:①光在直角三棱镜中传播的光路图如图所示：
 设光在AD界面的入射角为r，折射角为i ，根据几何关系和折射定律可得解得②根据直角三角形的边角关系可得解得