河南省信阳高级中学2023届高三物理上学期开学考试试题（Word版附答案）

2023届高三上期理综-物理试题

 考生注意：

1．本试卷分第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分

2．请将各题答案填写在答题卡上。

二、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14～18题只有一项符合题目要求，第19～21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）

14. 了解物理规律的发现过程，学会像科学家那样观察和思考，往往比掌握知识本身更重要。以下关于物理研究方法和物理学史的叙述中，正确的是（　　）

A. 用质点来代替实际物体的研究方法叫微元法

B. 伽利略通过斜面实验直接得到了自由落体运动的速度与时间成正比

C. 楞次发现了电流的磁效应，拉开了研究电与磁相互关系的序幕

D. 库仑通过扭秤实验，定性地研究出真空中两点电荷的相互作用关系

15. 如图所示，倾角为的斜面体C置于水平面上，在它上面放有质量为m的木块B，用一根平行于斜面的细线连接一个轻环A，并将轻环套在一根两端固定、粗糙的水平直杆上，整个系统处于静止状态，重力加速度为g。则（　　）

A. 若斜面体上表面粗糙，细线对木块B一定有拉力作用

B. 若斜面体上表面粗糙，水平面对斜面体C的摩擦力方向可能向右

C. 若斜面体上表面光滑，水平面对斜面体C的摩擦力大小为

D. 若斜面体上表面光滑，则细线被剪断的前后，水平面对斜面体C的摩擦力方向会反向

16.2021年5月15日7时18分，我国发射的天问一号火星探测器的着陆器经过多次减速飞行，成功着陆于火星乌托邦平原（如图）。已知火星的半径约为地球半径的，火星的质量约为地球质量的，火星的轨道半径约为地球轨道半径的 ，地球表面的重力加速度g=10m/s2，=2.2，=1.23。下列说法正确的是（　　）

A．着陆器在减速下降过程中处于失重状态

B．着陆器在火星表面受到的重力为其在地球表面受到重力的

C．火星的第一宇宙速度约为3.2km/s

D．火星与地球相邻两次最近的时间间隔约为2.15年

17. 在真空中，一点电荷在M、N两点产生的电场场强方向如图所示，已知在两点的连线上电场强度的最大值为100N/C，取sin53°=0.8，cos53°=0.6，则（　　）

A. 该点电荷为负电荷

B. N点电势低于M点电势

C. N点的场强与M点的电场强度大小之比为3：4

D. N点的电场强度大小为E=64N/C

18. 超弹性碰撞是一个精彩的演示实验，把一个弹性小球放在一个弹性大球上，使它们自由落下，当它们落到弹性的水平地面上反弹时，小球跳得比原来高许多倍。某同学演示这个实验时，将A、B两个大小不同的弹力球从离水平地面h高处由静止同时释放，如图所示。释放时A、B两球（均可视为质点）相互接触且球心连线竖直，碰撞过程中均无机械能损失，若A球反弹后离碰撞点的最大高度为H=4h，则A、B两球的质量之比为（　　）

A. 1：3 B. 2：3 C. 1：2 D. 3：4

19. 一群处于第4能级的氢原子，向低能级跃迁过程中能发出n种不同频率的光，将这些光分别照射到图甲电路阴极K的金属上，只能测得3条电流随电压变化的图像，如图乙所示，已知氢原子的能级图如图丙所示，则下列推断正确的是（　　）

A. n=6

B. 图乙中的a光是氢原子由第3能级向基态跃迁发出的

C. 图乙中的b光是氢原子由第3能级向基态跃迁发出的

D. 图乙中的c光光子能量为12.09 eV

20.如图所示，一边长为L、阻值为R的等边三角形单匝金属线圈abc，绕轴EF以角速度逆时针匀速转动，EF的左侧有方向垂直纸面向里、磁感应强度为B的匀强磁场，则（　　）

A．图示位置线圈的磁通量最大，磁通量的变化率最小

B．从图示位置转出磁场的过程中，线圈中产生逆时针方向的感应电流

C．线圈中产生的感应电动势的最大值为 B

D．转动一周，外力做功的功率为

21.如图所示装置，A为L形框架，定滑轮1固定在A上方，定滑轮2、3固定在竖直墙面上，定滑轮1和定滑轮2处于同一水平线上，定滑轮2和定滑轮3处于同一竖直线上。物体B被一根细线通过三个定滑轮与L形框架A相连，连线始终处于竖直或者水平。初始状态系统静止，物体B距离A底板上表面为d，已知A的质量为M，B的质量为m，当地重力加速度为g，所有接触面均光滑，不计定滑轮的质量。从物体B下落到恰与A底板上表面接触的过程中，下列说法正确的是（     ）

A．A和B接触面有弹力，且弹力对B做正功

B．物体B下落过程中，A与B的速度大小始终相等

C．物体B下落的时间为

D．物体B下落到刚与A接触时，B的速度为

三、非选择题(包括必考题和选考题两部分。第22题~第32题为必考题，每个试题考生都必须作答。第33题~第40题为选考题，考生根据要求作答。)

（一）必考题（共129分）

22. （6分）在某次探究加速度与力、质量的关系的实验中，甲、乙、丙、丁四位同学分别设计了如图所示的实验装置，小车总质量用M，重物质量用m表示。

（1）为便于测量合力的大小，并得到小车总质量一定时，小车的加速度与所受合力成正比的结论，下列说法正确的是________。（填选项字母）

A.四组实验中只有甲需要平衡摩擦力

B.四组实验都需要平衡摩擦力

C.四组实验中只有甲需要满足所挂重物质量m远小于小车的总质量M的条件

D.四组实验都需要满足所挂重物质量m远小于小车的总质量M的条件

（2）按甲同学设计装置完成实验，并根据实验得到的数据，画出小车的图像如图所示，从图像中可以得出，当小车的质量为0.5kg时，它的加速度为_______m/s2。（保留一位有效数字）

（3）若乙、丙、丁三位同学发现某次测量中力传感器和弹簧测力计读数相同，通过计算得到小车加速度均为a，则乙、丙、丁实验时所用小车总质量之比为_______。

23. （９分）同学们测量某电阻丝的电阻，所用电流表的内阻与相当，电压表可视为理想电压表.

①若使用图所示电路图进行实验，要使得的测量值更接近真实值，电压表的a端应连接到电路的       点（选填“b”或“c”）.

②测得电阻丝的图如图所示，则为        （保留两位有效数字）．

③实验中，随电压进一步增加电阻丝逐渐进入炽热状态.某同学发现对炽热电阻丝吹气，其阻值会变化.他们对此现象进行探究，在控制电阻丝两端的电压为10V的条件下，得到电阻丝的电阻随风速（用风速计测）的变化关系如图所示.由图可知当风速增加时，会         （选填“增大”或“减小”）．在风速增加过程中，为保持电阻丝两端电压为10V，需要将滑动变阻器的滑片向      端调节（选填“M”或“N”）.

④为了通过电压表的示数来显示风速，同学们设计了如图所示的电路.其中为两只阻值相同的电阻，为两根相同的电阻丝，一根置于气流中，另一根不受气流影响，V为待接入的理想电压表.如果要求在测量中，风速从零开始增加，电压表的示数也从零开始增加，则电压表的“+”端和“—”端应分别连接到电路中的      点和      点（在“a”“b”“c”“d”中选填）.

24.（12分）如图所示，一个质量为M长为L的圆管竖直放置，顶端塞有一个可看为质点质量为m的弹性小球，M=4m，球和管间的滑动摩擦力和最大静摩擦力大小均为4mg，管从下端距地面H处自由落下，运动过程中，管始终保持竖直，每次落地后向上弹起的速度与落地时速度大小相等，不计空气阻力，重力加速度为g．求：

（1）管第一次落地弹起瞬间管和球的加速度大小和方向；

（2）管第一次落地弹起后，若球没有从管中滑出，L至少多长．

25. （20分）如图所示，直线与y轴之间有垂直于xOy平面向外的匀强磁场B2，直线x＝d与间有沿y轴负方向的匀强电场，电场强度，另有一半径R=m的圆形匀强磁场区域，磁感应强度B1=，方向垂直坐标平面向外，该圆与直线x＝d和x轴均相切，且与x轴相切于S点．一带负电的粒子从S点沿y轴的正方向以速度v0进入圆形磁场区域，经过一段时间进入磁场区域B2，且第一次进入磁场B2时的速度方向与直线垂直．粒子速度大小v0＝1.0×105m/s，粒子的比荷为=5.0×105C/kg，粒子重力不计．求：

(1)粒子在圆形匀强磁场中运动的时间t1；

(2)坐标d的值；

(3)要使粒子无法运动到x轴的负半轴，则磁感应强度B2应满足的条件．

（二）选考题：共45分。请考生从给出的2道物理题、2道化学题、2道生物题中每科任选一题作答。如果多答，则每科按所答的第一题计分。

33.（1）（５分） 关于热力学规律，下列说法正确的是          。

A. 热力学第一定律和热力学第二定律从不同角度阐述了能量守恒定律

B. 从微观意义上讲，在任何自然过程中，一个孤立系统的总熵不会减小

C. 从微观意义上讲，热力学第二定律是一个统计规律

D. 一定质量的理想气体放出热量，则分子的平均动能不一定减少

E. 一定质量的理想气体等温压缩，外界对气体做正功，内能一定增加

33. （2）（１０分）一竖直放置的导热良好的气缸内壁光滑，两个质量及厚度均不计的活塞a、b封闭两部分质量一样的同种理想气体。活塞横截面积，静止时a、b到气缸底部的距离分别为，，气缸内壁有一小固定卡口，卡口上端到气缸底部的距离为。重力加速度，大气压强。

在活塞b上放置一质量为的重物，求稳定后b到气缸底部的距离；

接第（1）问，若再把环境温度从27℃升高到42℃，求再次稳定后b到气缸底部的距离。

34.（1）（５分）一列已持续、稳定地沿x轴正方向传播的简谐横波如图，令图示时刻t = 0，图中质点P的x坐标为0.9 m。已知任意一个振动质点连续2次经过平衡位置的时间间隔为0.2 s，下列说法正确的是（  ）

A. 波速为3 m/s

B. 波的频率为5 Hz

C. x坐标为4.5 m的质点在t =0.1 s时恰好位于波谷

D. x坐标为12.6 m的质点在t =0.1s时恰好位于波峰

E. 当质点P位于波峰时，x坐标为13.5 m的质点恰好位于波谷

（2）.（１０分） 如图所示，一半径为R的透明球体放在水平地面上，球心为O，球与地面的接触点为B，在球体的顶点A有一点光源，点光源发出的光通过球体后照亮地面上的部分区域．已知透明球体材料的折射率，真空中光速为c．

①求光从A点到B点的传播时间．

②若不考虑光在透明球体中的反射影响，求地面上被光照亮的区域的面积．

物理答案

14.【答案】D

【解析】

【详解】A．用质点来代替实际物体的研究方法叫理想模型法，故A错误；

B．伽利略将斜面实验的结论合理外推，间接证明了自由落体运动是匀变速直线运动，故B错误；

C．奥斯特发现了电流的磁效应，拉开了研究电与磁相互关系的序幕，故C错误；

D．库仑通过扭秤实验，定性的研究出真空中两点电荷的相互作用关系，故D正确。

故选D。

15.【答案】C

【解析】

【详解】A．若斜面体上表面粗糙，木块B可能受到重力，斜面体C对它弹力和摩擦力共三个力作用下处于平衡，可能不受绳子拉力作用，故A错误；

B．若斜面体上表面粗糙，绳子对木块无拉力时，则水平面对斜面体无摩擦力；若斜面体上表面粗糙，绳子对木块有拉力时，对B、C整体分析知，水平面对C的摩擦力与细线拉力在水平方向上的分力平衡，所以水平面对斜面体C的摩擦力方向向左，故B错误；

C．若斜面体上表面光滑，设细线的弹力为F，对斜面上的物块由共点力平衡条件有

对B、C整体受力分析可得，水平方向满足

解得水平面对斜面体C的摩擦力大小为

故C正确；

D．若斜面体上表面光滑，剪断细线后，物块下滑，斜面受力不改变，水平面对斜面体的摩擦力不变；故D错误。

故选C。

16.【答案】D

【详解】A．着陆器在减速下降过程中，其加速度方向向上，处于超重状态，故A错误；

B．着陆器在地球表面有

着陆器在火星表面有

又

R火=0.5R地

M火=0.1M地

可得

g火=0.4g地

着陆器在火星表面受到的重力为地球表面受到重力的，故B错误；

C．地球的第一宇宙速度v地满足

火星的第一宇宙速度v火满足

可得

v火=3.59km/s

故C错误；

D．地球、火星绕太阳做圆周运动的周期满足开普勒第三定律

设火星与地球相邻两次最近的时间间隔为Δt，有

又

T地=1年

可得

Δt=2.15年

故D正确。

故选D。

17.【答案】D

【解析】

【详解】A．两电场线反向延长线的交点即为点电荷位置，易知点电荷带正电。故A错误；

B．根据几何关系易知M点到点电荷的距离比N点大，所以M点电势低于N点电势。故B错误；

CD．设两点的连线上到点电荷的最近距离为，N点到点电荷的距离为，根据几何关系有

解得

则

N点与M点距离之比为3∶4，故场强之比为16∶9。故D正确；C错误。

故选D。

18.【答案】A

【解析】

【详解】两球下落过程中根据系统机械能守恒有

解得

设两个小球触地碰撞后，A的速度大小为，B的速度大小为，B球与地面碰撞后速度等大反向，然后与A发生弹性碰撞，取向上为正方向，根据动量守恒定律可得

根据系统机械能守恒定律有

A碰后由机械能守恒得

联立解得

由题知

H=4h

联立解得

故A正错，BCD错误。

故选A。

19.【答案】AC

【解析】

【详解】A．一群处于第4能级氢原子向低能级跃迁过程中能发出光子种类为

故A正确；

BC．由图乙可知，a光的遏止电压最大，其次是b和c，根据

可知，三种光对应的跃迁是

，，

故B错误，C正确；

D． c光光子能量为

故C正确，D错误。

故选AC。

20.【答案】AD

【详解】A．根据中性面的性质可知，图示位置线圈的磁通量最大，磁通量的变化率最小，故A正确；

B．从图示位置转出磁场的过程中，线圈的磁通量向里减小，根据楞次定律可知线圈中产生顺时针方向的感应电流，故B错误；

C．线圈中产生的感应电动势的最大值为 

故C不正确；

D．线圈在转动一个周期的过程中，只有半个周期产生感应电流，根据能量守恒定律有

解得

故D正确。

故选AD。

21．ACD

【详解】A．物体B下落到恰与A底板上表面接触的过程中，定滑轮1和2间的绳子变短，则A、B在水平方向一起往右移动，则A和B接触面有弹力，且A对B的弹力向右，对B做正功，A正确；

B．由于B下落的过程中定滑轮1和2间的绳子变短，则带动着A向右运动，两者水平方向速度相同，水平方向上有

vBx=vA

B的运动由水平方向和竖直的两个分运动组成，且B下落多少距离就同时带动A向右运动B下落距离的一半，则B竖直方向速度

vBy=2vA

联立可得

B错误；

C．由选项B的分析对A、B在水平和竖直方向分别列牛顿第二定律有

2T - FN= MaA

FN= maBx

mg - T = maBy

由于B下落多少距离就同时带动A向右运动B下落距离的一半，则

aA= aBx

aBy = 2aA

联立

在竖直方向B运动了d，则

解得

C正确；

D．在竖直方向B运动了d，则B下落到刚与A接触时，B在y方向的速度为

解得

则

则物体B下落到刚与A接触时，B的速度为

D正确。

故选ACD。

22.（６分）   ①. BC或CB （２分）   ② 1 （２分）   ③. 2∶1∶1（２分）

【解析】

【详解】（1）[1]AB．四组实验中长木板都是水平放置，都需要平衡摩擦力，故A错误，B正确；

CD．四组实验中，乙、丁都能用弹簧测力计测量绳的拉力，丙用力的传感器测量绳的拉力，只有甲不能测量绳的拉力，用重物的重力替代绳的拉力，需要满足所挂重物质量m远小于小车的总质量M的条件，故C正确，D错误。

故选BC。

（2）[2]根据牛顿第二定律得

根据图像得

当小车的质量为0.5时，它的加速度为

（3）[3]乙、丙、丁实验时所用小车总质量之比为

23.（９分）① c（２分）；② 4.1 （4.0～4.2）（２分）;③减小 ，M（２分）；④ b，d　（３分）

【解析】

【详解】①电流表有较大内阻，选择内接法会使电阻的测量值偏大，而电压表为理想电压表，故选择电流表外接法可以减小电阻的测量误差，故选接c点．

②由部分电路的欧姆定律知图象的斜率代表电阻，求得．

③有图知风速增大后，代表电阻的纵坐标数值在减小；减小，导致总电阻减小，总电流增大，使得并联部分的电压减小，向M端滑动可使并联部分的电压重新增大为10V．

④当风速为零时，电压表的示数也为零，电路的b和d两点构成电桥，满足；而下端的减小后，即有，故电压表的正接线柱接在b点，负接线柱接在d点

24.（１２分）【答案】（1）管的加速度 方向向下，球的加速度 方向向上；

（2）

【详解】（1）管第一次落地弹起时，管的加速度为

（２分）

方向向下；

球的加速度为

（２分）

方向向上

（2）根于速度位移公式，可得球与管第一次碰地时速度为

（２分）

解得

碰地后管的速度为

方向向上；

球的速度为

方向向下；

若球刚好没有从管中滑出，设经过时间t，球管速度v相同，取向上为正方向

则有

（２分）

可得

管从弹起经t1这段时间上升的高度为

（１分）

球上升的高度为

（１分）

可得

　　（２分）

25.（２０分）【答案】(1)2.6×10﹣6s(2)4m(3)0≤B2≤0.13T或者B2≥0.3T

【解析】

【详解】(1)在磁场B1中

　　　（１分）

解得

画出轨迹恰为四分之一圆，

（１分）

得

　　　　　　　　　　　　　（２分）

(2)在电场中类平抛运动

　　　（２分）　

解得

又根据

x=v0t　　　　　　（２分）　　　　　　　　　

　　（２分）

解得

所以坐标d的值

　（２分）　　

(3)进入磁场B2速度为：

　　　（１分）

当带电粒子出磁场与y轴垂直时，圆周半径

　　（１分）

可得

所以

0≤B2≤0.13T．　　（２分）

当带电粒子出磁场与y轴相切时，圆周半径

　（２分）　

可得

B2＝0.3T

所以

B2≥0.3T．　（２分）　

33.（1）【答案】BCD

【解析】

【分析】

【详解】A．热力学第一定律是能量守恒定律，而热力学第二定律则是反映自然过程的方向性的定律，故A错误；

B．根据熵增加原理，从微观意义上讲，在任何自然过程中，一个孤立系统的总熵不会减小，故B正确；

C．从微观意义上讲，热力学第二定律是一个统计规律，故C正确；

D．热力学第一定律，其中是外界对热力学系统做的功，是外界向热力学系统传递的热量。一定质量的理想气体放出热量的同时，如果外界对气体做了功，气体的内能不一定减少，所以分子的平均动能不一定减少，故D正确；

E．理想气体的内能只与温度有关，所以一定质量的理想气体等温压缩，内能不变，故E错误。

故选BCD。

（2）【答案】；

【解析】

【详解】先讨论活塞a是否到达卡口。设重物质量为m0时，活塞a恰与卡口接触。对下部气体，初状态压强为p0，体积为laS，末状态压强为，体积为l0S，由玻意耳定律有

解得

由于，则活塞a到达卡口且与卡口有作用力。

对上部气体，初状态压强为p0，体积为(lb-la)S，稳定后末状态压强为，体积为 (lb＇-la)S，由玻意耳定律有

得

先分析温度从升高到后，活塞a是否离开卡口。设温度升高到Tm时，活塞a与卡口接触但无作用力。对下部气体，初状态压强为p0，体积为laS，温度为

末状态压强为，体积为l0S，温度为

由理想气体状态方程有

得

由于，则环境温度为t2时，活塞a未离开卡口，对上部气体，初状态压强为p0，体积为(lb-la)S，温度为

稳定后末状态压强为，体积为(-la)S，温度为

由理想气体状态方程有

得

34.（1）【答案】ADE

【解析】

【详解】A．由题，任意振动质点连续2次经过平衡位置的时间间隔为，则周期为，由图可知，该波的波长是，所以波速

故A正确；

B．该波的周期是，则频率

故B错误；

C．坐标为的质点到P点的距离为

所以坐标为的质点与P点的振动始终相同，P质点经过时间恰好经过平衡位置，所以坐标为的质点在时恰好位于平衡位置，故C错误；

D．x坐标为的质点到P质点的距离为

所以x坐标为的质点与的点的振动始终相同，时刻的质点向上振动，经过时间恰好到达波峰，所以坐标为的质点在时恰好位于波峰位置，故D正确；

E．坐标为的质点到P点的距离为

所以坐标为的质点与P点的振动始终相反，当质点P位于波峰时，坐标为的质点恰好位于波谷，故E正确。

故选ADE。

（2）（１０分）【答案】

【解析】

【分析】由公式求得光在透明球体内的传播速度,再由求光从P点到Q点的传播时间t ；

设透明球体介质的临界角为C,由求得C.光线恰好在球体内发生全反射时的入射角等于临界角C,结合几何关系求解即可.

【详解】由得

　　　（２分）　　

　　　（２分）

⑵设光线从球面上P点射出时恰好发生全反射

　　（２分）

可得C=60º 

由几何关系可知

　　（１分）

被光照亮区域的半径:

r=LBQ＋LMQ=R　　（１分）

被光照亮区域的面积

　　（２分）