河南省豫南五市2023届高三下学期第一次联考物理试卷（含答案）

河南省豫南五市2023届高三下学期第一次联考物理试卷

学校：___________姓名：___________班级：___________考号：___________

一、单选题

1、下列四幅图涉及到不同的物理知识，图①为黑体辐射的实验规律示意图，图②为氡222衰变规律图，图③为氢原子的能级示意图，图④为原子核的比结合能示意图。关于这四幅图，下列说法正确的是(   )

A.图①：可看出随着温度升高，辐射强度的极大值向频率较小的方向移动

B.图②：120个放射性原子核氡222，经过3.8天后将剩余60个

C.图③：用光子能量为的光直接照射大量处于激发态的氢原子，最多可以产生3种不同频率的光子

D.图④：图中氧的原子核（）比锂的原子核（）更稳定

2、建造一条能通向太空的电梯如图甲所示，是人们长期的梦想。材料的力学强度是材料众多性能中被人们极为看重的一种性能，目前已发现的高强度材料碳纳米管的抗拉强度是钢的100倍，密度是其，这使得人们有望在赤道上建造垂直于水平面的“太空电梯”。图乙中r为航天员到地心的距离，R为地球半径，图像中的图线A表示地球引力对航天员产生的加速度大小与r的关系，图线B表示航天员由于地球自转而产生的向心加速度大小与r的关系。关于相对地面静止在不同高度的航天员，下列说法正确的有(   )

A.图中为地球同步卫星的轨道半径

B.航天员在r处的线速度等于第一宇宙速度

C.从地面到的过程中，随着r增大，航天员受到电梯舱的弹力减小

D.宇航员感受到的“重力”随着r的增大而增大

3、如图所示，是竖直平面内圆的一条竖直直径，是该圆的另一条直径，，该圆处于匀强电场中，场强方向平行于圆。带等量负电荷的相同小球从O点以相同的动能沿不同方向射出，小球能够到达圆周上任意一点。小球在经过这些点时，过点A的小球的动能最小。忽略空气阻力，则下列说法中正确的是(   )

A.可以断定电场方向由C指向A

B.小球经过圆周上的不同点时，过B点的小球的动能和电势能之和最小

C.若小球带电量和质量分别为q和m，则电场强度的最小值为

D.小球经过圆周时，机械能最小的小球应经过圆弧上的某一点

4、近年来，国家大力开展冰雪运动进校园活动，目前已有多所冰雪特色学校，蹬冰踏雪深受学生喜爱。如图所示，现有两名滑雪运动员（均视为质点）从跳台a处先后沿水平方向向左飞出，其速度大小之比为，不计空气阻力，则两名运动员从飞出至落到斜坡（可视为斜面）上的过程中，下列说法正确的是(   )

A.他们飞行时间之比为

B.他们飞行的水平位移之比为

C.他们速度变化之比为

D.他们在空中离坡面的最大距离之比为

5、如图所示，一长木板a在水平地面上运动，在某时刻将一相对于地面静止的物块b轻放到木板上，此时a的速度为，同时对a施加一个水平向右的恒力F，已知物块与木板的质量相等，物块与木板间及木板与地面间的动摩擦因数均相等，物块与木板间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，且物块始终在木板上。在物块放到木板上之后，a、b运动的速度时间图像可能是下列图中的(   )

A.  B.

C. D.

二、多选题

6、如图所示，理想变压器原、副线圈匝数之比，定值电阻，滑动变阻器的最大值为，阻值恒定的小灯泡L的规格为“”，电流表是理想交流电表，输入端接入的交流电压，下列说法正确的是(   )

A. 通过电流表的电流方向每秒钟改变20次

B.小灯泡正常工作时，滑动变阻器的阻值为

C.滑片自上而下滑动时，电流表示数一直增大

D.滑动变阻器阻值为时，变压器输出功率最大

7、如图所示为一种质谱仪的工作原理示意图，此质谱仪由以下几部分构成：离子源、加速电场、静电分析器、磁分析器、收集器。静电分析器通道中心线所在圆的半径为R，通道内有均匀辐射的电场，中心线处的电场强度大小为E；磁分析器中分布着方向垂直于纸面，磁感应强度为B的匀强磁场，磁分析器的左边界与静电分析器的右边界平行。由离子源发出一个质量为m、电荷量为q的离子（初速度为零，重力不计），经加速电场加速后进入静电分析器，沿中心线做匀速圆周运动，而后由P点进入磁分析器中，最终经过Q点进入收集器（进入收集器时速度方向与平行）。下列说法正确的是(   )

A.离子带负电

B.加速电场中的加速电压

C.磁分析器中轨迹圆心到Q点的距离

D.能进入收集器的离子，一定具有相同的比荷

8、某人最多能提起质量为m的物体，如图，现在他在机场要把质量为M的行李箱通过倾角为α的斜坡拉上水平平台，已知行李箱与路面的动摩擦因数均为，重力加速度为g，，下列说法正确的是(   )

A.若在水平面上匀速拉物体，拉力与水平面的夹角为β时拉力最小

B.若在斜坡上匀速拉物体，拉力与斜坡的夹角为时拉力最小

C.若水平面上匀速拉物体，拉力F由水平变到竖直方向过程中，F的功率先减小后增大

D.在斜坡上，此人最多能匀速拉动质量为的物体

9、下列说法正确的是________.

A. 单晶体在不同方向上的导热性、导电性、机械强度等物理性质不一样

B.热量不可能从低温物体向高温物体传递

C.一定质量的理想气体，保持气体的压强不变，温度越高，体积越大

D.功可以完全转化为热量，而热量不能完全变为功，即不可能从单一热源吸热使之全部变为有用的功

E.若气体的温度不变，压强增大，说明每秒撞击单位面积器壁的分子数增多

10、如图甲为一列简谐横波在某一时刻的波形图，图乙为介质中处的质点P以此时刻为计时起点的振动图像。下列说法正确的是(   )

A. 这列波沿x轴正方向传播

B.这列波的传播速度是

C.经过，质点Q的运动方向沿y轴负方向

D.经过，质点Q距平衡位置的距离大于质点P距平衡位置的距离

E.若Q点此时刻纵坐标为，再经过，Q点达到最大速度

三、实验题

11、某同学用如图所示的实验装置测量滑块和木板之间的动摩擦因数，滑块上有一宽度为l的挡光片。

（1）他首先测量滑块的加速度。该同学设计的思路是将滑块从距离光电门不同位置处由静止释放，用毫米刻度尺测量出该距离x，用光电门测出对应挡光片的挡光时间t。测出多组x、t的数据。该同学在直角坐标系中作出的图像，如果作出的图像为直线，图线的斜率为k，则滑块运动的加速度大小______。

（2）实验中一共挂了三个钩码，如果每个钩码的质量为m，滑块的质量为6m，根据题中所给的数据可求出滑块与木板之间的动摩擦因数______。（已知重力加速度为g）

12、如图甲为物理兴趣小组设计的多用电表的电路原理图。他们选用内阻、满偏电流的电流表、标识不清的电源，以及由定值电阻、导线、滑动变阻器等组装好的多用电表。该多用电表表盘如图乙所示，下排刻度均匀，上排刻度线对应数值还没有及时标出。

该兴趣小组在实验室找到了一个电阻箱，利用组装好的多用电表设计了如下从“校”到“测”的实验：

（1）将选择开关接“2”，红黑表笔短接，调节的阻值使电表指针满偏；

（2）将多用电表红黑表笔与电阻箱相连，调节电阻箱使多用电表指针指在电表刻度盘中央C处，此时电阻箱如图丙所示，则C处刻度线的标注值应为________，多用电表内部电源的电动势________V。

（3）用待测电阻代替电阻箱接入两表笔之间，表盘指针指在图乙所示位置，则计算可知待测电阻约为________Ω。（结果保留三位有效数字）

（4）小组成员拿来一块电压表，将两表笔分别触碰电压表的两接线柱，其中________表笔（填“红”或“黑”）接电压表的正接线柱，该电压表示数为，可以推知该电压表的内阻为________Ω。

四、计算题

13、过山车是一项惊险刺激的娱乐项目，如图甲所示。图乙为类似的模型，由三段玻璃细管平滑连接而成：中间为光滑圆形轨道，左侧段是光滑圆弧轨道，右侧段为粗糙直轨道。可视为质点的钢球自A点由静止释放，沿斜轨道运动后经过圆轨道最高点B，继续运动到圆轨道最低点C后，沿段轨道恰能运动到D点。已知圆形轨道半径为R，段倾角为θ，钢球质量为m，在经过圆轨道最高点时对上管壁的压力大小为，钢球在段运动时受到的摩擦阻力为其重力的k倍。求：

（1）钢球释放点A距离点C的高度差H；

（2）求段长度L的表达式。

14、如图所示，两条间距的平行金属导轨水平放置，导轨左端接一电容的电容器，右端接一阻值为的定值电阻，图中的各虚线均与导轨垂直。导轨的和段光滑，其余部分粗糙，为绝缘棒，连接导轨的左、右两部分。左侧区域和右侧区域有垂直导轨平面向里的匀强磁场，磁感应强度均为。质量为的金属棒甲垂直放在导轨的位置，质量为的金属棒乙垂直放在导轨位置。某时刻给金属棒甲施加与导轨平行的恒力F，当金属棒甲运动到位置时撤去拉力F，金属棒甲继续向右运动与静止在处的金属棒乙发生弹性碰撞（碰撞时间极短），最终金属棒甲恰好停在（绝缘部分）。已知两金属棒与导轨之间的动摩擦因数均为，与的距离为，与的距离为，与的距离为，与的距离为，两金属棒运动中始终与导轨垂直且接触良好，两金属棒电阻不计，重力加速度g取，求：

（1）金属棒甲与乙碰后，甲的速度大小；

（2）恒力F的大小；

（3）金属棒乙离开磁场时的速度以及乙穿过磁场过程中电阻R上产生的焦耳热。（结果可带根号）

15、如图甲所示，一上端开口、下端封闭的细长玻璃管竖直放置，管长为L，管里一段长L的水银柱封住一段长L的气柱，温度为，大气压强为。若L水银柱产生的压强为。

（1）现通过升高气体温度，使水银柱上端恰好到达管口，则气体温度应升为多少？

（2）保持气体温度不变，在管口加一个厚度、重力均不计的活塞，给活塞加一个向下的力，使活塞缓慢向下移动，当水银柱下降L时，活塞下降的距离为多少？

16、某玻璃棱镜的截面如图所示，AB为与界面CD平行的直径，圆弧的半径为R，圆心为O，CD与O点的距离为，一束由单色光组成的光线沿纸面从B点射入棱镜，光线与AB的夹角，设光线射入棱镜后经过一次反射从圆心O射出（光线在棱镜中的光路最简单）。已知在真空中光速为c。求：

（1）棱镜对此单色光的折射率；

（2）光线在棱镜中的传播时间。

参考答案

1、答案：D

解析：A.由图①可以看出，随着温度的升高，各种波长辐射强度的极大值向波长较短即频率较高的方向移动，故A错误；

B.图②的衰变规律图是大量氡222原子核的统计规律，不能判断120个放射性原子核的衰变情况，故B错误；

C.图③用光子能量为2.55eV的光直接照射大量处于激发态的氢原子，氢原子可以吸收光子跃迁到的能级，大量处于能级的氢原子可以释放出种不同频率的光子，故C错误；

D.图④为原子核的比结合能示意图，比结合能越高原子核越稳定，由图可知氧的原子核（）比锂的原子核（）更稳定，故D正确。

故选D。

2、答案：A

解析：A.由图可知，在位置时，万有引力完全提供随地球自转的向心力，与同步卫星运动情况一致，所以为地球同步卫星的轨道半径，故A正确；

B.第一宇宙速度是万有引力完全提供向心力，但是在处，地球引力对航天员产生的加速度与航天员由于地球自转而产生的向心加速度大小不相等，万有引力并不是完全提供向心力，故B错误；

CD.航天员受到电梯舱的弹力等于航天员的“重力”，万有引力与弹力的合力提供向心力。时，弹力向上，随着r增大，万有引力减小，向心力增大，弹力减小；时，弹力向下，随着r增大，向心力大于万有引力，弹力增大，故CD错误。

故选A。

3、答案：B

解析：A.在这个电场中，小球受到重力与电场力影响，在A点动能最小，速度也最小，说明OA方向发射的小球克服合力做功最大，也就是说在这个电场跟重力场中，合力方向是OC，对O点小球受力分析，重力竖直向下，合力方向指向OC，则电场力方向指向为OB与OC之间，即电场方向应该是由O指向AD弧方向，故A错误；

B.由于只有重力和电场力做功，故任何点的小球，动能、重力势能、电势能之和为定值，显然B点的重力势能最大，那么肯定B点的动能与电势能之和最小，故B正确；

C.合力方向一定时，已知其中一个分力的大小和方向，则当另一个分力与合力方向垂直时，这一分力最小，因此可知电场力垂直于OC向右时最小，最小为，则电场强度的最小值为，故C错误；

D.机械能(重力势能+动能)最小，即电势能最大的地方，应该在弧线AD(劣弧）之间，故D错误。

故选B。

4、答案：C

解析：A.运动员从跳台a处水平飞出，设初速度为，飞行时间为t，斜坡的倾角为θ，运动员在空中做平抛运动，落到斜坡上时则有，解得，可得他们飞行时间之比为，A错误；

B.运动员飞行的水平位移为，他们飞行的水平位移之比为，B错误；

C.两运动员在水平方向的速度不变，在竖直方向的速度变化为，因为他们飞行时间之比为，则有他们速度变化之比为，C正确；

D.运动员在空中离坡面的最大距离为，他们在空中离坡面的最大距离之比为，D错误。

故选C。

5、答案：C

解析：小物块由静止开始，长木板有初速度且受到恒力作用，所以对物块受力分析，可知小物块受到滑动摩擦力作用，根据牛顿第二定律可得，解得，对长木板进行受力分析，受到地面水平向左的摩擦力，物块对木板水平向左的摩擦力，以及水平向右的恒力F，根据牛顿第二定律可得，解得。

A.根据图像的斜率可知初始阶段，即，则a做匀减速直线运动，b做匀加速直线运动，共速后一起做匀速直线运动，A错误；

B.根据图像可知a做匀速直线运动，即，b做匀加速直线运动，二者共速后，一起做匀加速直线运动，根据牛顿第二定律可得，解得，B错误；

CD.若，则有，两者均做匀加速直线运动，共速后一起匀加速直线运动，根据牛顿第二定律可得，可得，C正确，D错误。

故选C。

6、答案：BC

解析：A.由交流电的角速度可知，解得交流电的频率，每转一圈电流方向改变两次，则有每秒改变方向10次，A错误；

B.将副线圈电路的电阻等效到原线圈，则有，小灯泡正常工作时的电阻，副线圈的电流，原线圈的电流，交流电源电压有效值，又有，解得，，B正确；

C.滑片自上而下滑动时，减小，等效电阻减小，电源电压不变，原线圈电流则有，可知电流一直增大，则副线圈的电流也一直增大，则电流表示数一直增大，C正确；

D.由B选项计算可知，当时，等效电阻，此时则有变压器的输出功率最大，D错误。

故选BC。

7、答案：BD

解析：

8、答案：AD

解析：A.假设拉力与水平面的夹角θ，则，解得，当时F有最小值。故A正确；

B.在斜坡AB上匀速拉物体，假设拉力与斜坡的夹角为γ，则，解得，当时F有最小值。故B错误；

C.当F为水平方向时，当F为竖直方向时，故C错误；

D.由B项分析知当拉力与斜面成β角度时，拉力有最小值，则当某人的拉力达到最大值mg时所拉重物达到最大值，有，解得，故D正确。

故选AD。

9、答案：ACE

解析：A.单晶体具有各向异性，但并不是在不同方向上的导热性、导电性、机械强度等物理性质都不一样.故A正确.

B.热力学第二定律是说热量不能自发地从低温物体传到高温物体，通过外力做功是可以把热量从低温物体传到高温物体.故B错误.

C.根据理想气体方程

一定质量的理想气体，保持气体的压强不变，温度越高，体积越大.故C正确.

D.在引起其他变化的情况下，是可以从单一热源吸热使之全部变为有用的功.故D错误.

E.气体的温度不变则单个分子对器壁的撞击力不变，压强增大，说明每秒撞击单位面积器壁的分子数增多.故E正确.

10、答案：ACE

解析：A.根据乙图可知，质点P此时向y轴负方向振动，根据波形平移法可知，这列波沿轴正方向传播，故A正确；

B.由甲图可知波长为，由乙图可知周期为，则波的传播速度为

故B错误；

C.此时质点Q向y轴正方向振动，由于

可知经过，质点Q处于从波峰向平衡位置振动的过程，即质点Q的运动方向沿y轴负方向，故C正确；

D.由于

经过，质点P处于波峰位置，可知质点Q距平衡位置的距离小于质点P距平衡位置的距离，故D错误；

E.设质点Q的振动方程为

若Q点此时刻纵坐标为，则有

解得

则再经过，有

可知质点Q处于平衡位置，Q点达到最大速度，故E正确。

故选ACE。

11、答案：（1）（2）

解析：（1）滑块到达光电门处的速度

滑块从释放点运动到光电门处，由运动学公式有

联立解得

可知图像的斜率

解得

（2）因为不满足钩码的质量远小于滑块的质量，故需要对钩码和滑块整体受力分析，根据牛顿第二定律得

解得

12、答案：（2）；1.5（3）67.4（65.8~69.0）（4）黑；4350

解析：（2）将多用电表红黑表笔与电阻箱相连，调节电阻箱使多用电表指针指在电表刻度盘中央C处，此时电阻箱如图丙所示，则C处刻度线的标注值应为

红黑表笔短接时，根据闭合电路欧姆定律可得

指针指在电表刻度盘中央C处时，根据闭合电路欧姆定律可得

联立解得，

（3）用待测电阻代替电阻箱接入两表笔之间，表盘指针指在图乙所示位置，此时电流，根据闭合电路欧姆定律可得

解得

（4）欧姆表的黑表笔接电源的正极，红表笔接电源的负极；将两表笔分别触碰电压表的两接线柱，其中黑表笔接电压表的正接线柱；该电压表示数为，根据闭合电路欧姆定律可得

解得该电压表的内阻为

13、答案：（1）（2）

解析：（1）根据题意，钢球经B点时，由牛顿第二定律有

其中

解得

钢球由A到B过程中，由动能定理有

解得

（2）根据题意，钢球A到D过程中，由动能定理有

解得

14、答案：（1）（2）（3），

解析：（1）根据题意可知，碰后甲继续向右运动并最终停在，运动的位移为，根据动能定理有

解得

（2）根据题意可知，甲、乙发生弹性碰撞，根据动量守恒有

根据机械能守恒有

解得甲碰前、乙碰后的速度分别为

，

从F撤去到碰撞前，根据动能定理有

代入数据解得F撤去时甲的速度

对金属棒甲在磁场运动过程中，电容器两极板间电压变化

电容器所带电荷量的变化量

金属棒中的电流

根据牛顿第二定律有

得

即金属棒甲在磁场做匀变速运动，则有

解得

联立解得

解得

（3）根据题意，设碰后乙到达左侧磁场边界时的速度为，根据动能定理有

解得

乙穿过磁场过程，根据动量定理有

又

联立解得

由能量守恒定定律有，电阻R上产生的焦耳热

代入数据解得

15、答案：（1）（2）

解析：（1）气柱发生等压变化，由盖—吕萨克定律得

解得

（2）下气柱发生等温变化，下气柱初状态的气压为

由玻意耳定律得

解得

对上部气体

对上部气体由玻意耳定律得

解得

则活塞下移距离

16、答案：（1）（2）

解析：（1）由题知，光线在棱镜中的光路如图所示

设光线在B点的折射角为r，由几何关系有

解得

由折射定律可得

（2）由折射定律有

所以光在棱镜中的速度

光在棱镜中通过的路程

所以光线在棱镜中的传播时间