2023届河南省开封市通许县高三下学期三模理综物理试题（含解析）

2023届河南省开封市通许县高三下学期三模理综物理试题

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

一、单选题

1．为了避免汽车通过路口时节省时间而急刹车，某汽车以速度匀速行驶，到达路口前以加速度做匀减速运动，然后用时间以速度匀速通过路口，接着再以加速度匀加速到原来速度，则汽车从开始减速到再恢复到的过程中，通过的位移大小为（　　）

A． B． C． D．

2．如图为交流发电机的示意图，线圈在转动时可以通过滑环和电刷保持与外电路的连接。两磁极之间的磁场视为匀强磁场且磁感应强度大小为，单匝线圈的面积为电阻为，定值电阻的阻值为，其余电阻不计，交流电压表为理想电表。线圈以角速度绕轴逆时针匀速转动，如果以图示位置为计时起点，则（　　）

A．图示时刻电压表示数为

B．通过电阻的电流瞬时值表达式为

C．线圈从图示位置转过的过程中，通过电阻的电流平均值为

D．线圈从图示位置转过的过程中，电阻产生的焦耳热为

3．2022年10月15日我国成功将遥感三十六号卫星发射升空，卫星顺利进入预定轨道。如图所示为某卫星的发射过程示意图，Ⅱ为椭圆轨道，且与圆形轨道I和III分别相切于点，两圆形轨道的半径之比为，则下列说法正确的是（　　）

A．卫星在轨道Ⅰ、II上运行周期之比为

B．卫星在轨道Ⅱ、Ⅲ上运行周期之比为

C．卫星在轨道Ⅱ上经过两点时的速度大小之比为

D．卫星在轨道Ⅱ上经过两点时的加速度大小之比为

4．如图所示，处于竖直平面内的一探究装置，倾角的直轨道与半径的圆弧形光滑轨道相切于点，为圆弧轨道的圆心，为竖直方向上的直径。一质量的小滑块可从斜面上的不同位置由静止释放，已知小物块与直轨道间的动摩擦因数，重力加速度取，，。若小滑块恰好能通过圆弧轨道的最高点，则释放点距点的距离为（　　）

A．1.725m B． C． D．

5．如图所示，半径为的光滑绝缘圆环固定在竖直面内，圆环上直径之间的夹角为，与之间的夹角也为。在A、C两点分别固定电荷量均为的正点电荷，电荷量为的带正电小环由点静止释放。已知点电荷周围某点的电势，式中为点电荷的电荷量，为该点到点电荷的距离，为静电力常量，不计带电小环的重力，则带电小环运动到点时的动能为（　　）

A． B． C． D．

二、多选题

6．用图甲所示的装置研究某金属光电效应的遏止电压与入射光频率的关系，图乙是根据实验数据得到的图线。已知电子的电荷量，则根据图像可得（　　）

A．普朗克常量 B．普朗克常量

C．该金属的逸出功为 D．该金属的逸出功为

7．如图所示，MN是半径为R的圆形磁场区域的直径，MN上方存在方向垂直于纸面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为B，MN下方存在方向垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为2B。在M点有一质量为m、电荷量为+q（q＞0）的离子源，离子从N点射出时的速度大小不同，但方向均与磁场方向垂直且与MN成30°角。不计离子重力及离子间的相互作用，则从N点射出磁场的离子速度可能是（　　）

A． B． C． D．

8．如图所示，一辆质量的小车静止在光滑水平面上，小车左边部分为半径的四分之一光滑圆弧轨道，圆弧轨道末端平滑连接一长度的水平粗粘面，粗糙面右端是一挡板。有一个质量为的小物块（可视为质点）从小车左侧圆弧轨道顶端A点由静止释放，小物块和小车粗糙区域的动摩擦因数，重力加速度取，则（　　）

A．小物块滑到圆弧末端时的速度大小为

B．小物块滑到圆弧末端时小车的速度大小为

C．小物块与右侧挡板碰撞前瞬间的速度大小为

D．小物块最终距圆弧轨道末端的距离为

三、实验题

9．某实验小组用图甲所示装置测量弹簧的劲度系数。

（1）请按合理的操作顺序将步骤的序号写在横线上__________。

A．以弹簧长度为横坐标，以钩码重力为纵坐标，标出各组数据对应的点，并用平滑的曲线或直线连接起来；

B．记录弹簧下端不挂钩码时，其下端指针所对刻度尺上的刻度；

C．将铁架台固定于桌上，将弹簧一端系于横梁上，在弹簧附近竖直固定一把刻度尺；

D．依次在弹簧下端挂上1个、2个、3个、……钩码，待钩码静止后，读出弹簧下端指针指示的刻度并记录在表格内，然后取下钩码；

E．由图像，进一步确定弹簧的劲度系数。

（2）下表是该实验记录的数据，弹簧始终在弹性限度内，每个钩码的质量均为，重力加速度取。

根据表中数据在图乙中作出弹簧弹力与弹簧长度的图像______，并通过图线确定该弹簧劲度系数为__________（保留两位有效数字）。

10．（1）某实验小组利用图甲电路测量量程为灵敏电流计的内阻，实验步骤如下：

A．分别将和的阻值调至最大；

B．闭合开关；

C．调节，使的指针偏转到满刻度，记下此时的示数；

D．闭合开关；

E．反复调节和，使的示数仍为的指针偏转到满刻度的一半，此时电阻箱读数如图乙所示。

①灵敏电流计内阻为，__________，与灵敏电流计内阻的真实值相比__________（选填“偏大”“相等”或“偏小”）。

②由于灵敏电流计的量程太小，实验小组欲将其改装成量程为的电流表，需将灵敏电流计与电阻箱__________（选填“串联”或“并联”），并将的阻值调为__________

（2）实验小组经分析后又采用图丙所示的电路重新测量上述灵敏电流计的内阻，将电阻箱调至某一阻值保持不变，多次移动滑动变阻器的触头，记录各次和的读数和；以为纵坐标，为横坐标，作出相应图线，如图丁所示，图线的斜率为，则灵敏电流计的内阻__________（用表示）。

四、解答题

11．如图所示，间距为的光滑平行金属导轨水平放置，导轨左端接有一个单刀双掷开关S，1端接有阻值为的定值电阻，2端接有电容为（末充电）的电容器，两导轨间存在竖直向下的匀强磁场，磁感应强度大小为。当开关接位置1时，放在导轨上的质量为、阻值为的均匀金属杆，在水平向右的恒力作用下由静止开始运动，经时间开始做匀速直线运动，运动过程中金属杆ab始终与两导轨垂直且保持良好接触。已知重力加速度为，导轨足够长且电阻不计，求：

（1）金属杆匀速运动时的速度大小；

（2）金属杆由静止到匀速时运动的位移大小；

（3）若开关接位置2时，金属杆仍在恒力作用下由静止开始运动，经时间金属杆的速度大小。

12．在篮球比赛中，篮球的投出角度和速度都会影响投篮的命中率。如图所示，某实验小组设计并制作了一个玩具投篮装置，由倾角的斜面体、轻质弹簧和一个缩小的篮架组成，其中弹簧原长和斜面长度相同。把斜面体固定在水平地面上，弹簧下端与斜面体底部的固定挡板相连，上端与轻薄挡板相连。将一质量为的小球放在弹簧上端的轻薄挡板上，静止时弹簧的压缩量为，用手进一步压缩弹簧，松手后小球将沿斜面向上飞出。该同学进行了多次尝试，每次松手时小球都在同一位置，反复调节篮架与斜面体间的水平距离，当斜面体右侧的竖直面到篮筐中心间的水平距离为时，小球恰好能够斜向下、无碰触地穿过篮框中心，此时速度与水平方向的夹角。已知弹簧的弹性势能，为弹簧的形变量，重力加速度为，忽略一切摩擦，空气阻力不计，，。求：

（1）斜面顶端与篮筐间的竖直高度；

（2）松手时弹簧的压缩量；

（3）小球从斜面顶端飞出到进篮筐的过程中动量改变量的大小。

五、多选题

13．一定质量的理想气体从状态开始经，其图像如图所示。已知气体在状态时的体积为，则下列说法正确的是（　　）

A．气体在状态时的体积为

B．气体在状态时的体积为

C．过程，气体吸收热量

D．过程，气体吸收热量

E．过程，外界对气体做功为

六、解答题

14．如图所示，牛顿管下端有一个开关，牛顿管可以与外界相通，在用牛顿管做自由落体运动实验时，需要用抽气机将内部抽成真空。某实验小组利用抽气机对某一体积为的牛顿管进行抽气，初始时，管内气体的压强为，每次能从牛顿管中抽走气体的体积为，抽气过程温度不变，经过5次抽气后，求：

（1）牛顿管中气体的压强；

（2）抽出气体的质量与原有气体质量的比值。

七、填空题

15．如图甲所示，轻弹簧上端固定，下端系小球，现使小球在竖直方向上做简谐运动，小球相对平衡位置的位移随时间变化的规律如图乙所示，则小球在内通过的路程为__________，振动的周期为__________，小球的振动方程是__________。

八、解答题

16．如图所示，直角三角形为一棱镜的横截面，，边长为，棱镜的折射率为。一束光线从边的中点垂直射入棱镜，不考虑光线在棱镜中的多次反射，已知光在真空中的传播速度为，求：

（1）光线射出棱镜时的方向与棱镜的夹角；

（2）光线在棱镜中的传播时间。

参考答案：

1．C

【详解】由运动学公式，减速过程有

匀速过程有

加速过程有

总位移为

联立解得

故选C。

2．C

【详解】A．线圈中产生的感应电动势的最大值为

图示位置具有最大值，但电压表示数应为电阻两端的电压有效值

选项A错误；

B．通过电阻的电流有效值

瞬时值表达式为

选项B错误；

C．线圈从图示位置转过的过程中所用时间

产生的感应电动势平均值为

则通过电阻的电流平均值

选项C正确；

D．线圈从图示位置转过的过程中，电阻上产生的焦耳热

选项D错误。

故选C。

3．B

【详解】AB．由开普勒第三定律得

解得

故A错误，B正确；

C．由开普勒第二定律得

解得

故C错误；

D．由牛顿第二定律得

联立解得

故D错误。

故选B。

4．A

【详解】小滑块恰好能通过圆弧轨道的最高点，在点，由牛顿第二定律，得

滑块由释放运动到点过程，由动能定理得

代入数据联立解得

A正确，BCD错误。

故选A。

5．A

【详解】根据电场的叠加性原理，A和C两点电荷在B点的电势为

同理根据电场的叠加性原理可知，E点的电势为

小环从B点到E点，由能量守恒有

解得

故选A。

6．AC

【详解】AB．由光电效应方程得

又

联立解得

则图中直线的斜率为

解得

故A正确，B错误；

CD．金属逸出功为

将和代人上式可解得

故C正确，D错误。

故选AC。

7．AB

【详解】根据洛伦兹力提供向心力

离子在MN上方运动的半径为

离子在MN下方运动的半径为

若离子从MN上方通过N点有

解得

即

……

若离子从MN下方通过N点有

解得

即

……

AB正确，CD错误。

故选AB。

8．BC

【详解】AB．小物块滑到圆弧轨道末端时，由能量守恒和水平方向动量守恒得

联立解得

故A错误、B正确；

C．小物块与右侧挡板碰撞前，由能量守恒和水平方向动量守恒得

联立解得

故C正确；

D．由水平方向动量守恒知，小物块和小车最终都静止，由能量守恒得

解得

则小物块最终距圆弧末端的距离

故D错误。

故选BC。

9．     CBDAE     见解析     3.3/3.1/3.2/3.4/3.5

【详解】（1）[1]本实验的操作步骤是：将铁架台固定于桌上，将弹簧一端系于横梁上，在弹簧附近竖直固定一把刻度尺，记下弹簧下端不挂钩码时，其下端指针所对刻度尺上的刻度，依次在弹簧下端挂上1个、2个、3个、……钩码，待钩码静止后，读出弹簧下端指针指示的刻度记录在表格内，然后取下钩码，以弹簧长度为横坐标，以为纵坐标，标出各组数据对应的点，并用平滑的曲线或直线连接起来，由图像，进一步确定弹簧的劲度系数。故步骤顺序为CBDAE。

（2）[2]根据表中数据作出弹簧弹力与弹簧长度的图像如图所示

[3]由胡克定律可得

可知图像斜率为弹簧劲度系数，由图可得

10．     22.0     相等     并联     2.0    

【详解】（1）①[1]根据题意可知，的指针偏转到满刻度的一半，此时的电流之和等于，即等于的满偏电流，也即的电流相等，由此时电阻箱的读数等于灵敏电流计的内阻，由图乙可读得

则有

[2]根据题意可知，由于通过的电流相等，所以读得电阻箱的读数与灵敏电流计内阻的真实值相等。

②[3][4]灵敏电流计改装成电流表，应并联一个电阻，起分流作用，并联的阻值

（2）[5]根据并联电路规律得

整理得

结合图像得

解得

11．（1）；（2）；（3）

【详解】（1）金属杆匀速运动时受力平衡，有

由法拉第电磁感应定律

由闭合电路的欧姆定律，得

解得

（2）由动量定理，得

解得

（3）将开关掷向2后，设经时间金属杆的速度大小为，根据动量定理可得

由电容器充电量与电流关系可得

解得

12．（1）；（2）；（3）

【详解】（1）由于小球做斜上抛运动，所以小球抛出时与入篮筐时的水平速度相等，设水平速度大小为，则有

设竖直向上为正方向，则有

联立解得

竖直方向有

联立解得

（2）由动能定理得

由功能关系得

又有

联立整理可得

解得

（3）由动量定理得

解得

13．BCD

【详解】AC．气体从状态到状态为等温变化，由玻意耳定律可得

解得

体积增大，气体对外做功，温度不变则气体内能不变，由热力学第一定律可知这一过程吸收热量，错误，C正确；

BE．过程为等压过程，由盖一吕萨克定律可得

解得

气体做功为

则外界对气体做功为，B正确，错误；

D．过程，体积增大温度升高，气体对外做功且内能增大，由热力学第一定律知该过程吸收热量，D正确。

故选BCD。

14．（1）；（2）

【详解】（1）根据题意可知，经过一次抽气，由玻意耳定律有

解得

同理，第二次抽气后玻璃管中气体压强为

则经过5次抽气后，管中气体压强

（2）原有气体压强变为，则体积会变为，由玻意耳定律可得

设原有气体质量为，抽走气体质量为，则

联立解得

15．     30     1.2    

【详解】[1][2]由图乙知小球在内通过的路程为，小球振动的周期为，小球的振幅为

[3]设小球的振动方程为

将代入上式解得

则小球的振动方程是

16．（1）；（2）

【详解】（1）设临界角为，则

解得

光线在棱镜中的传播路径如图所示。

由几何关系知

光线在面发生全反射，由几何关系知

由折射定律，得

解得

则出射光线与棱镜的夹角

（2）光线在棱镜中的传播速度

由几何关系知光在棱镜中的传播路程

光在棱镜中的传播时间