2023届河南省湘豫名校联考高三上学期12月期末摸底考试物理试卷含答案

湘豫名校联考2022-2023学年高三上学期12月期末摸底考试

物  理

注意事项：

1. 本试卷共8页。时间90分钟，满分110分。答题前，考生先将自己的姓名、准考证号填写在试卷指定位置，并将姓名、考场号、座位号、准考证号填写在答题卡上，然后认真核对条形码上的信息，并将条形码粘贴在答题卡上的指定位置。

2. 作答选择题时，选出每小题答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。作答非选择题时，将答案写在答题卡上对应的答题区域内。写在本试卷上无效。

3. 考试结束后，将试卷和答题卡一并收回。

一、选择题：本题共12小题，每小题4分，共48分。在每小题给出的四个选项中，第1~8题只有一个选项符合题目要求，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，有错选的得0分。

1. 在新能源中，核能是重要开发能源之一，其中氘（）、氚（）核聚变反应可以释放巨大的能量，氘（）在海水中储量极为丰富，1L海水里提取出的氘（），在完全的聚变反应中可释放出相当于燃烧300L汽油的能量。若氘（）、氚（）聚变成氦（），已知氘（）的平均结合能是1.09MeV，氚（）的平均结合能是2.78MeV，氦（）的平均结合能是7.03MeV。关于氘（）、氚（）核聚变反应，下列说法正确的是（    ）

A. 氘（）和氚（）核聚变反应的方程是

B. 氘（）和氚（）核聚变反应后质量数变小，释放能量

C. 氘（）和氚（）核聚变反应时释放的能量是3.16MeV

D. 在氘（）、氚（）、氦（）三种核中，氘（）最稳定

2. 如图所示，一段内壁光滑的钢管，上端吊起，下端位于水平地面上，钢管的倾角为。将一枚小钢球从钢管上端口由静止释放（小钢球的直径小于钢管的内直径），最后小钢球从钢管的下端口离开。小钢球在钢管内运动的过程中，下列说法正确的是（    ）

A. 钢管的倾角越大，小钢球重力的冲量越大

B. 钢管的倾角越大，钢管对小钢球弹力的冲量越大

C. 钢管的倾角越大，小钢球所受合力的冲量越大

D. 小钢球所受合力的冲量与钢管的倾角无关

3. 如图所示，倾角为的光滑斜面固定在水平地面上，斜面上放置两根长为L、质量为m的平行直导线a、b，两直导线被斜面上的挡板挡住且处于平衡状态。现给a、b两直导线通入图示方向、大小为I的恒定电流，此时撤去直导线b的挡板，直导线b能够静止不动。若保留直导线b的挡板，撤去直导线a的挡板，为使直导线a静止不动，现施加一垂直于斜面的匀强磁场，则匀强磁场的磁感应强度B的大小为（    ）

A.  B.  

C.  D.

4. 如图所示，竖直放置的轻质弹簧一端固定在地面上，另一端放上一个重物，重物上端与一根跨过光滑定滑轮的轻绳相连，在轻绳的另一端施加一竖直向下的拉力F。当时，重物处于平衡状态，此时弹簧的压缩量为（弹簧在弹性限度内），某时刻拉动轻绳，使得重物向上做匀加速直线运动，用h表示重物向上做匀加速直线运动的距离，在范围内，下列拉力F与h的关系图象中可能正确的是（    ）

A.  B.  

C.  D.

5. 两个可看作质点的物体a、b，在同一条直线上运动，运动过程中的图象如图所示。已知时刻a、b两物体位于同一位置O点，物体a运动的最远点为A点，物体b运动的最远点为B点。则下列说法正确的是（    ）

A. 时两物体相距最远 B. 时两物体相距最近

C. 时物体a运动到OA的中点 D. 时物体b运动到OB的中点

6. 如图所示，理想变压器的原、副线圈的匝数比，原线圈接入一理想电流表A，副线圈接入一内阻为的电动机M。当原线圈接入电压为的交流电源时，电动机M的输出功率为，则电流表A的读数为（    ）

A.  B.  C.  D.

7. 如图所示，甲、乙两人利用简单的机械装置将物体从深井中提升至地面。当物体提升到井口时，甲、乙两人保持位置不动，甲缓慢释放手中的绳子，乙水平向左缓慢拉系在竖直绳与物体连接处的轻绳，将物体运送至乙所在的位置，在此过程中，乙与物体之间的轻绳始终保持水平，物体离地面的高度不变，直到物体到达乙所在的位置。若不计滑轮和绳的重力及滑轮与绳之间的摩擦力，已知O点为滑轮的固定点，则物体从偏离竖直位置缓慢向左移动至乙所在位置的过程中，下列说法正确的是（    ）

A. 固定滑轮的O点对滑轮的力不变 B. 水平轻绳对乙的作用力先变大后变小

C. 甲对地面的摩擦力增大 D. 甲对地面的压力增大

8. 如图所示，竖直平面直角坐标系xOy所在平面内存在一匀强电场，电场的方向与x轴负方向成角。A是电场中的一点，O、A两点的连线与一条电场线重合。一质量为m、电荷量为q的带电小球从A点沿平行于x轴正方向射出，小球经过时间t到达x轴上的B点，到达B点时小球的动能与在A点射出时相同。已知A、B两点距离坐标原点O的距离相等，重力加速度大小为g。则带电小球从A点运动到B点增加的电势能为（    ）

A.  B.  C.  D.

9. 如图所示，倾角为的斜面固定在水平地面上，时，滑块以的初速度从斜面的底端A滑上斜面，时滑块正好通过B点。已知滑块与斜面间的动摩擦因数为，重力加速度大小g取，，。则下列说法正确的是（    ）

A. 滑块能在斜面上滑行的最远距离为2.25m

B. A、B两点间的距离为2m

C. 时滑块通过B点的加速度大小为

D. 时滑块通过B点的速度大小为1m/s

10. 中国“雪龙号”南极科考船上的科研人员，在经过赤道时测量的重力加速度大小为g，到达南极后，在南极附近测得的重力加速度大小为，已知地球的自转周期为T，引力常量为G，假设地球是均匀球体。则下列说法正确的是（    ）

A. 地球的密度为

B. 地球的半径为

C. 地球的第一宇宙速度为

D. 若地球的自转角速度变为原来的倍时，地球赤道上的物体对地面的压力为零

11. 如图所示，在平行于纸面的匀强电场（图中未画出）中，有A、B、C、D、E、F六个点，正好构成一个边长为的正六边形。在B点的电子发射装置可向电场中的各个方向发射动能为30eV的电子，经过A点和D点时的电子的动能都为60eV，忽略电子之间的相互作用和电子的重力。则下列说法正确的是（    ）

A. 匀强电场的电场强度大小为200V/m B. 经过C点时的电子的动能为30eV

C. B、E两点间的电势差为60V D. 经过E点时的电子的动能为75eV

12. 如图所示，边长为2L的正方形ABCD区域内，以对角线AC为分界线分布着磁感应强度大小均为B、方向不同的匀强磁场，分界线左下方的磁场方向垂直纸面向里，右上方的磁场方向垂直纸面向外。直角边长度为L的等腰直角三角形单匝金属线框abc，bc边与正方形的DC边在同一直线上，ab边与正方形的AD边平行。金属线框abc以速度v匀速通过正方形ABCD区域，从金属线框abc的ab边通过AD边开始到c点离开BC边的过程中，下列说法正确的是（    ）

A. 金属线框abc的电流方向先是逆时针方向，然后是顺时针方向，最后是逆时针方向

B. 当时，金属线框abc内的磁通量大小是，感应电动势是BLv

C. 当时，金属线框abc内磁通量的大小为，磁通量的变化率为

D. 在的时间内，金属线框abc内的磁通量和感应电流都为零

二、非选择题：本题共6小题，共62分。

13.（7分）某实验小组利用如图甲所示实验装置做“探究小车速度随时间变化的规律”的实验。

（1）按照甲图所示的实验装置图安装好实验器材，打点计时器与低压交流电源相连。以下两种测量工具中，不需要的是______（填器材前的字母标号）。

A. 毫米刻度尺 B. 秒表

（2）小车拖着纸带运动，打点计时器在纸带上打下一系列小点，重复几次，选出一条点迹比较清晰的纸带，选取纸带上0、1、2、3、4、5、6作为计数点，每个计数点之间间隔一个点。分别测量6个计数点到0计数点之间的距离、、、…、，如图乙所示。设打点计时器的打点周期为T，利用逐差法处理实验数据，并使误差尽量小，则小车的加速度a的表达式为______（用题目中所给物理量的字母表示）。

（3）然后利用图象法处理数据，以时间t为横坐标，以位移x与对应时间t的比值为纵坐标，根据实验数据在坐标纸上描点、连线如图丙所示，根据图象可求出打下0计数点时的速度为______m/s，小车运动的加速度为______。（结果保留两位有效数字）

14.（8分）如图甲所示的电路可以用来测量电阻丝的电阻率，电阻丝ab与电流表A及电阻箱串联接入电路，电阻箱起到短路保护作用。电阻丝ab被固定在带有刻度的木板上，P是鳄鱼夹，用来调整接入电路中的电阻丝长度l。

（1）实验中用螺旋测微器测得电阻丝的直径如图乙所示，其示数为______mm。

（2）实验开始前把电阻箱的阻值调整到，然后闭合开关，从左向右逐渐改变鳄鱼夹的位置，记录下鳄鱼夹每一个位置对应的bc长度l及对应的电流表A的示数I，得到多组数据。

（3）利用图象法处理数据，建立平面直角坐标系，以接入电路的电阻丝长度l为横轴，以______（选填“I”或“”）为纵轴，再根据实验数据在坐标系中描点，并且把这些点拟合为一条直线，如图丙所示。

（4）如果（3）中图丙所拟合的直线的斜率为k，纵轴截距为b，金属丝的直径为d，本实验所用的电源电动势为E。则金属丝的电阻率______，电源的内阻______。

（5）任何实验总会存在误差，带来实验误差的因素多种多样。你认为本实验中电流表的内阻______影响电阻率的测量值，______影响电源电阻的测量值。（以上两空均选填“会”或“不会”）

15.（9分）如图所示，倾角为的光滑斜面固定在水平地面上，斜面的底端固定一垂直斜面的挡板，上端固定一光滑定滑轮。劲度系数为k、平行于斜面的轻质弹簧两端分别与质量均为m的物块A、B相连，物块A被挡板托住，物块B与跨过定滑轮的轻绳相连，轻绳拉直时，定滑轮与物块B之间的轻绳与斜面平行。开始时A、B两物块处于静止状态，定滑轮右侧的轻绳自然下垂，弹簧在弹性限度内。已知重力加速度大小为g。

（1）若用的恒力竖直向下拉动滑轮右侧的轻绳，求物块A刚离开挡板时物块B的动能。

（2）若在滑轮右侧的轻绳上悬挂质量为3m的重物，从静止释放重物后，求物块A刚离开挡板时重物的下落速度（重物下落过程未与地面相碰）。

16.（11分）如图甲所示，两条电阻忽略不计的平行金属导轨ABC、，导轨的间距为，其中AB、段导轨水平放置，BC、段导轨竖直放置。a、b是两根由相同材料制成的导体棒，电阻均为，质量均为，与导轨间的动摩擦因数均为。时把导体棒a锁定在距距离为处，把导体棒b由处在竖直段导轨BC、右侧紧靠导轨由静止释放，同时给整个导轨装置加上如图乙所示的规律变化、竖直向上的磁场，时导体棒b恰好匀速下落，此时解除对导体棒a的锁定，并给导体棒a一个瞬时冲量使导体棒a获得一速度v，同时给导体棒a施加水平力F，使导体棒b仍保持匀速下落。若导轨足够长，a、b两导体棒与导轨始终垂直且接触良好，重力加速度大小g取。求：

（1）磁场稳定时的磁感应强度大小；

（2）导体棒a的速度v的大小和方向；

（3）水平力F的功率。

17.（12分）如图所示，水平虚线是磁场的边界线，虚线上方存在垂直纸面向里的匀强磁场，O、P是边界线上的相距为L的两点，Q是磁场中的一点，P、Q两点相距，P、Q两点的连线与边界线垂直。一质量为m、电荷量为e的电子以速度大小从O点沿与边界线有一定夹角的方向向左上方射入磁场，电子经磁场偏转后经过Q点，且Q点是电子在磁场运动过程中距离出发点O最远的一点，电子的重力忽略不计。

（1）求匀强磁场的磁感应强度大小。

（2）若有两个电子同时以速度从O点以不同的角度射入磁场，都能经过P点，忽略两电子间的相互作用力，求这两个电子到达P点的时间差。

18.（15分）某工厂为实现自动传输工件设计了如图所示的传送装置，倾角为的传送带固定在地面上，下端的B点与半径为、圆心为O的光滑圆弧轨道BCD相切且紧密连接，B、D两点等高，D点为圆弧轨道BCD与地面的连接点，C点为圆弧轨道BCD的最低点。高度为、上面敞口的箱子P放置在圆弧轨道BCD右侧的水平地面上。工人将质量为m的工件（可视为质点）由静止置于顺时针转动的传送带顶端的A点，工件到传送带底端B点沿切线进入光滑圆弧轨道，在D点飞出后落入箱子P中。已知传送带匀速转动的速度是，工件与传送带之间的动摩擦因数为，传送带的A、B两点之间的长度为，箱子的长度为。忽略工件由传送带进入圆弧轨道时的能量损失，箱子的厚度及空气阻力，已知重力加速度大小g取，，。

（1）若工件的质量，求工件运动至圆弧轨道最低点C时对轨道的压力大小。（结果保留一位小数）

（2）若箱子P放置在合适的位置，求工件从D点飞出到开始进入箱子所需要的时间。

（3）为使工件能落入箱子P，求箱子P的左侧距D点的距离范围。

湘豫名校联考2022-2023学年高三上学期12月期末摸底考试

物理参考答案

一、选择题：本题共12小题，每小题4分，共48分。在每小题给出的四个选项中，第1~8题只有一个选项符合题目要求，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，有错选的得0分。

二、非选择题：本题共6小题，共62分。

13.（7分）【答案】（1）B（1分） （2）（2分） （3）0.18（结果在0.16~0.20均给分）（2分）4.8（结果在4.5~5.1均给分）（2分）

【解析】（1）因为要测量纸带的数据，毫米刻度尺是必须的，实验器材中已经提供了打点计时器，就不需要秒表了，选项B正确。

（2）加速度。

（3）由，则，由题图丙可读出，图线的斜率，解得。

14.（8分）【答案】（1）0.725（结果在0.723~0.727均给分）（1分）  （3）（1分）

（4）（2分） （2分） （5）不会（1分） 会（1分）

【解析】（1）由题图乙可知。

（3）由闭合电路欧姆定律知，则，由电阻定律知，，代入上式得，可以看出与l是一次函数关系，因此纵轴为。

（4）图象的斜率，解得。关系图线的纵截距，则电源内阻。

（5）由可知电流表的内阻不会影响电阻率的测量值。由可知，中包含电流表的内阻，因此会使得电源内阻r的测量值出现误差。

15.（9分）【解析】A、B两物块静止时，弹簧被压缩，设弹簧的压缩量为，则

（1分）

因此

若用大小为的恒力向下拉动绳子，设物块A刚好离开档板时弹簧的伸长量为，则

（1分）

因此

弹簧由压缩到伸长过程中恒力F所做的功为

（1分）

设物块A刚好离开挡板时，物块B的动能为，由功能关系知

（2分）

解得（1分）

（2）设物块A刚离开挡板时重物下落的速度为v，

重物下落的高度为，在此过程中由功能关系知

（2分）

解得（1分）

16.（11分）【解析】（1）由题图乙知内回路中感应电动势（1分）

设通过导体棒的电流为I，则（1分）

导体棒b匀速下落时的安培力，水平向左压紧导轨（1分）

导体棒b匀速下落时，由牛顿第二定律知（1分）

代入数据解得，（1分）

（2）时给导体棒a一个瞬时冲量使其获得一速度v时，导体棒b仍保持匀速下落，

则（1分）

解得（1分）

由于导体棒的电流方向不变，根据右手定则知导体棒a的速度方向向左。（1分）

（3）导体棒a做匀速运动，则受到的水平力（1分）

解得（1分）

水平力F的功率（1分）

17.（12分）【解析】（1）由左手定则可以判断电子在磁场中沿顺时针方向做圆周运动，电子运动轨迹如图所示，因为Q点是电子在磁场中运动轨迹上距离出发点O最远的一点，所以OQ是电子做圆周运动的直径。

因为，所以的顶角，则电子在磁场中的轨迹半径

（1分）

根据洛伦兹力等于向心力有（1分）

联立解得（2分）

（2）电子做圆周运动的周期为

（1分）

两电子从O点到P点的运动轨迹如图所示。由于OQ的长度等于轨迹圆的直径，因此两个轨迹圆对应的圆心角分别为

（1分）

（1分）

一个电子从O点到P点的时间（1分）

另一个电子从O点到P点的时间（1分）

因此这两个电子到达P点的时间差为

（1分）

因为（1分）

所以（1分）

18.（15分）【解析】（1）工件在A点放置后，由牛顿第二定律知（2分）

若工件一直加速至B点，设工件运动至B点时的速度为，由运动学规律知（1分）

解得（1分）

又传送带速度，故工件传动到B点时的速度大小是10m/s（1分）

工件从B到C由机械能守恒知（1分）

在C点由牛顿第二定律知（1分）

代入数据解得（1分）

由牛顿第三定律知，工件对轨道的压力为101.3N（1分）

（2）由于轨道光滑，工件在D点的速度大小，飞离D点后在竖直方向上做竖直上抛运动，经时间t开始进入箱子，由运动学规律知（1分）

解得（舍去），（1分）

（3）工件飞离D点后，由（2）知工件在时上升的高度为，则工件时间内飞过的水平距离为（1分）

工件在时间内飞过的距离（1分）

因，故若使工件落入箱子，则箱子P的左侧距D点的距离（1分）

代入数据解得（1分）