河北省石家庄市鹿泉区2023年高三下学期4月调研测试物理试题

这是一份河北省石家庄市鹿泉区2023年高三下学期4月调研测试物理试题，共17页。试卷主要包含了答题时请按要求用笔等内容，欢迎下载使用。

河北省石家庄市鹿泉区第一中学2023年高三下学期4月调研测试物理试题
注意事项:
1．答题前，考生先将自己的姓名、准考证号码填写清楚，将条形码准确粘贴在条形码区域内。
2．答题时请按要求用笔。
3．请按照题号顺序在答题卡各题目的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效；在草稿纸、试卷上答题无效。
4．作图可先使用铅笔画出，确定后必须用黑色字迹的签字笔描黑。
5．保持卡面清洁，不要折暴、不要弄破、弄皱，不准使用涂改液、修正带、刮纸刀。

一、单项选择题：本题共6小题，每小题4分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。
1、马路施工处警示灯是红色的，这除了因为红色光容易引起视觉注意以外，还因为红色光比其它可见光（ ）
A．容易发生明显衍射 B．容易发生稳定干涉
C．容易发生折射现象 D．容易发生光电效应
2、下列说法正确的是（ ）
A．β射线是聚变反应过程中由原子核外电子电离产生的
B．汤姆孙在研究阴极射线时发现了电子，并准确测出了电子的电荷量
C．天然放射现象的发现揭示了原子核有复杂的结构
D．卢瑟福的原子核式结构模型认为核外电子运行的轨道半径是量子化的
3、一矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴线匀速转动时产生正弦式交变电流，其电动势的变化规律如图甲中的线a所示，用此线圈给图乙中电路供电，发现三个完全相同的灯泡亮度均相同。当调整线圈转速后，电动势的变化规律如图甲中的线b所示，以下说法正确的是

A．t＝0时刻，线圈平面恰好与磁场方向平行
B．图线b电动势的瞬时值表达式为e＝40 sin()V
C．线圈先后两次转速之比为2∶3
D．转速调整后，三个灯泡的亮度仍然相同
4、下列说法正确的是（　　）
A．在光电效应中，增加入射光的强度，饱和光电流不变
B．衰变现象说明电子是原子的组成部分
C．两个氘核的聚变反应方程式为
D．处于基态的氢原子吸收光子发生跃迁后动能增加
5、如图所示，图甲为质点a和b做直线运动的位移一时间图象，图乙为质点c和d做直线运的速度一时间图象，由图可知( )

A．若t1时刻a、b两质点第一次相遇，则t2时刻两质点第二次相遇
B．若t1时刻c、d两质点第一次相遇，则t2时刻两质点第二次相遇
C．t1到t2时间内，b和d两个质点的运动方向发生了改变
D．t1到t2时间内，a和d两个质点的速率先减小后增大
6、某电梯的最大速度为2m/s，最大加速度为0.5m/s2。该电梯由一楼从静止开始，到达24m处的某楼层并静止.所用的最短时间是（　　）
A．12s B．16s
C．18s D．24s
二、多项选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有多个选项是符合题目要求的。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
7、如图所示，正三角形abc的三个顶点处分别放置三个等量点电荷，af垂直bc，e点为三角形的中心。若b、c两点处的电荷产生的电场在a点处的合场强大小为E，则（　　）

A．a、c两点处的电荷产生的电场在b点处的合场强大小也为E
B．a、b、c三点处的电荷产生的电场在e点处的合场强大小为3E
C．e点的电势高于f点的电势
D．将负电荷从e点移到f点，电势能减小
8、纸面内有一矩形边界磁场ABCD，磁场方向垂直于纸面（方向未画出），其中AD=BC=L，AB=CD=2L，一束β粒子以相同的速度v0从B点沿BA方向射入磁场，当磁场为B1时，β粒子从C射出磁场；当磁场为B2时，β粒子从D射出磁场，则（　　）

A．磁场方向垂直于纸面向外
B．磁感应强度之比B1：B2=5：1
C．速度偏转角之比θ1：θ2=180：37
D．运动时间之比t1：t2=36：53
9、下列说法正确的是__________。
A．容器内气体的压强与单位体积内的分子数及气体分子的平均动能都有关
B．气体的温度变化时，其分子平均动能和分子间势能均随之改变
C．气体分子的运动杂乱无章，但如果温度不变，分子的动能就不变
D．功可以全部转化为热，热量也可能全部转化为功
E.空气的相对湿度越大，空气中水蒸气的压强越接近饱和汽压
10、如图甲所示，一交流发电机线圈的总电阻，用电器电阻，流过用电器的电流图象如图乙所示，则下列说法中正确的是（　　）

A．交流发电机电动势的峰值为
B．交流发电机线圈从图示位置开始经过时电动势的瞬时值为
C．交流发电机线圈从图示位置开始转过时电压表示数为
D．交流发电机线圈从图示位置开始转过的过程中的平均感应电动势为
三、实验题：本题共2小题，共18分。把答案写在答题卡中指定的答题处，不要求写出演算过程。
11．（6分）硅光电池是一种将光能转换为电能的器件，某硅光电池的伏安特性曲线如图（甲）所示。某同学利用图（乙）所示的电路研究电池的性质，定值电阻R2的阻值为200Ω，滑动变阻器R1的最大阻值也为200Ω，V为理想电压表。


（1）请根据图（乙）所示的电路图，将图（丙）中的的实物图补充完整____________。
（2）闭合电键S1，断开电键S2，将滑动变阻器R1的滑动片移到最右端，电池的发热功率为_______________W。
（3）闭合电键S1和电键S2，将滑动变阻器R1的滑动片从最左端移到最右端，电池的内阻变化范围为_________________。
12．（12分）某物理兴趣小组的同学用如图甲所示装置验证机械能守恒定律，轻绳一端固定在光滑固定转轴O处，另一端系一小球．

（1）张小明同学在小球运动的最低点和最高点附近分别放置了一组光电门，用螺旋测微器测出了小球的直径，如图乙所示，则小球的直径d＝____ mm，使小球在竖直面内做圆周运动，测出小球经过最高点的挡光时间为Δt1，经过最低点的挡光时间为Δt2.
（2）戴小军同学在光滑水平转轴O处安装了一个拉力传感器，已知当地重力加速度为g.现使小球在竖直平面内做圆周运动，通过拉力传感器读出小球在最高点时绳上的拉力大小是F1，在最低点时绳上的拉力大小是F2.
（3）如果要验证小球从最低点到最高点机械能守恒，张小明同学还需要测量的物理量有_____（填字母代号）．戴小军同学还需要测量的物理量有______（填字母代号）．
A．小球的质量m B．轻绳的长度L C．小球运行一周所需要的时间T
（4）根据张小明同学的思路，请你写出验证小球从最低点运动到最高点的过程中机械能守恒的表达式：________________ (用题目所给得字母表示）
（5）根据戴小军同学的思路，请你写出验证小球从最低点运动到最高点的过程中机械能守恒的表达式：____________________ (用题目所给得字母表示）
四、计算题：本题共2小题，共26分。把答案写在答题卡中指定的答题处，要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。
13．（10分）如图所示，半径的光滑四分之一圆轨道MN竖直固定放置，末端N与一长的水平传送带相切，水平衔接部分摩擦不计，传动轮（轮半径很小）做顺时针转动，带动传送带以恒定的速度v0运动。传送带离地面的高度，其右侧地面上有一直径的圆形洞，洞口最左端的A点离传送带右端的水平距离，B点在洞口的最右端。现使质量为的小物块从M点由静止开始释放，经过传送带后做平抛运动，最终落入洞中，传送带与小物块之间的动摩擦因数，g取10m/s2，求：
(1)小物块到达圆轨道末端N时对轨道的压力；
(2)若，求小物块在传送带上运动的时间；
(3)若要使小物块能落入洞中，求v0应满足的条件。

14．（16分）扣在水平桌面上的热杯盖有时会发生被顶起的现象；如图，截面积为S的热杯盖扣在水平桌面上，开始时内部封闭气体的温度为311K，压强为大气压强P1．当封闭气体温度上升至313K时，杯盖恰好被整体顶起，放出少许气体后又落回桌面，其内部压强立即减为P1，温度仍为313K．再经过一段时间，内部气体温度恢复到311K．整个过程中封闭气体均可视为理想气体．求：

（ⅰ）当温度上升到313K且尚未放气时，封闭气体的压强；
（ⅱ）当温度恢复到311K时，竖直向上提起杯盖所需的最小力．
15．（12分） (1)如图所示，玻璃棱镜ABC放在空气中，一束由红光和紫光组成的复色光从AC面的a点垂直入射，已知红光恰好在AB面上的b处发生了全反射，并传播到BC面上的c点。则以下说法中正确的是___________

A．红光和紫光由空气进入棱镜后频率不变
B．红光和紫光在棱镜中的波长可能相等
C．红光由a传播到b的时间比紫光由a传播到b的时间长
D．紫光一定在b处发生了全反射
E. 红光一定能从BC面上的c点射出
(2)在某一简谐横波的传播方向上，有两个质点A、B，它们相距（大于2个波长小于6个波长）。在某一时刻，A质点在平衡位置处向上振动，B质点处于波谷位置。若波速的大小为48m/s，求该简谐横波的最大频率。



参考答案

一、单项选择题：本题共6小题，每小题4分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。
1、A
【解析】
A．红光在可见光中的波长最长，容易发生明显衍射，故选项A正确；
B．干涉与光的颜色无关，选项B错误；
C．所有的光都能发生折射，选项C错误；
D．红光在可见光中频率最小，最不容易发生光电效应，选项D错误.
2、C
【解析】
A． β射线是核衰变过程中由原子核释放出来的。故A错误；
B． 汤姆孙在研究阴极射线时发现电子，美国物理学家密立根精确地测出电子的电荷量，故B错误；
C． 天然放射现象的发现揭示了原子核有复杂的结构，故C正确；
D． 玻尔的原子核式结构模型认为核外电子运行的轨道半径是量子化的，故D错误。
故选：C。
3、B
【解析】
本题考察交变电流表达式，最大值为NBSω，由此得出改变转速后的最大值，电感和电容都对交流电由阻碍作用。
【详解】
A.t＝0时刻电动势为0，故线圈平面恰好与磁场方向垂直，A错误；
B.由图中可知，改变后的角速度为，故电动势的最大值为40V，故表达式为，B正确；
C.由可知线圈先后两次转速之比为3∶2；
D.中转速调整后交流电的频率发生变化，电感对交变电流的阻碍减小、电容对交变电流的阻碍增大，三个灯泡的亮度各不相同。
故选B。
4、C
【解析】
A．根据光子假设，当入射光的强度增加时，单位时间内通过金属表面的光子数增多，单位时间内从金属表面逸出的光电子增多，饱和光电流随之增大，选项A错误；
B．β衰变释放的电子是原子核内的中子转化来的，选项B错误；
C．两个氘核的聚变反应方程式为，选项C正确；
D．处于基态的氢原子吸收光子后向高能级跃迁，轨道半径增大，根据可知，速度随轨道半径的增大而减小，所以动能减小，选项D错误。
故选C。
5、A
【解析】
在位移-时间图象中，两图线的交点表示两质点位置相同而相遇，由甲图可知，t1时刻a、b两质点第一次相遇，则t2时刻两质点第二次相遇，故A正确；t1到t2时间内，根据v-t图像的面积表示位移知c的位移大于d的位移，若t1时刻c、d两质点第一次相遇，则t2时刻两质点没有相遇。故B错误；两质点中只有b运动方向改变，a、c、d质点的方向未发生改变，故C错误；根据x-t图象的斜率表示速度，知t1到t2时间内，a质点的速度不变。由v-t图象知：d的速率先减小后增大，故D错误。
6、B
【解析】
电梯加速运动的时间为

加速运动的位移

根据对称性，减速运动的时间也为4s，位移也为4m，匀速运动时间为

故电梯运动的最短时间为
t=4s+4s+8s=16s
B正确，ACD错误。
故选B。

二、多项选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有多个选项是符合题目要求的。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
7、AC
【解析】
A．设点电荷的电量为q，三角形的边长为L，已知b、c两点处的电荷产生的电场在a点处的合场强大小为E，b、c两点处的电荷在a点处产生的场强大小相等，夹角为，故b、c两点处的电荷在a点处产生的场强大小都是E，故有

同理可得a、c两点处的电荷产生的电场在b点处的合场强大小也为E，故A正确；
B．a、b、c三点处的电荷在e点产生的场强大小都是

由平行四边形定则可知e点处的电场强度大小为

故B错误；
C．相对b、c两点处的电荷来说，af是一根等势线，因此比较e、f两点的电势只需考虑a点处电荷产生的电场，由此可得e点的电势高于f点的电势，故C正确；
D．负电荷在电势高点电能低，故将负电荷从e点移到f点，电势能将增加，故D错误。
故选AC。
8、BD
【解析】
A．由带负电的β粒子(电子)偏转方向可知，粒子在B点所受的洛伦兹力方向水平向右，根据左手定则可知，磁场垂直于纸面向里，A错误；
B．粒子运行轨迹：

由几何关系可知：

又：

解得：

洛伦兹力提供向心力：

解得：

故，B正确；
C．偏转角度分别为：
θ1=180°

θ2=53°
故速度偏转角之比，C错误；
D．运动时间：

因此时间之比：

D正确。
故选BD。
9、ADE
【解析】
A．气体分子单位时间内与器壁单位面积碰撞的次数和单位体积内的分子数及温度有关，单位体积内的分子数越多、分子的平均动能越大，单位时间内碰撞器壁的次数越多，而温度又是分子平均动能的标志，故A项正确；
B．温度是分子平均动能的标志，气体的温度变化时，其分子平均动能一定随之改变，但分子势能可以认为不变（一般不计气体的分子势能），故B项错误；
C．气体分子的运动杂乱无章气体分子之间或气体分子与器壁之间不断有碰撞发生，分子的动能随时可能发生变化，但如果气体的温度不变，则气体分子的平均动能不变，故C项错误；
D．功可以全部转化为热，根据热力学第二定律，在外界的影响下，热量也可以全部转化为功，故D项正确；
E．根据相对湿度的特点可知，空气的相对湿度越大，空气中水蒸气的压强越接近饱和汽压，故E项正确。
故选ADE。
10、BD
【解析】
A．由题图可得电路中电流的峰值为

交流发电机电动势的峰值为

故A错误；
B．由题图可得交变电流的角速度，从线圈平面与磁场平行开始计时，则时电动势的瞬时值

故B正确：
C．电压表示数为有效值不随时间发生变化，电阻两端电压为

所以电压表示数为，故C错误；
D．交流发电机线圈从图示位置开始转过的过程中的平均感应电动势为

故D正确。
故选BD。

三、实验题：本题共2小题，共18分。把答案写在答题卡中指定的答题处，不要求写出演算过程。
11、 1.197×10-3W（允许误差±0.2W） 55.56Ω≤r≤60Ω（允许误差±2Ω）
【解析】
（1）[1]根据原理图可得出对应的实物图如图所示：
；
（2）[2]闭合电键，断开电键，将滑动变阻器的滑动片移到最右端时，两电阻串联，总电阻为；在图甲中作出电阻的伏安特性曲线，两图线的交点表示工作点：

则可知，电源的输出电压为，电流为；则其功率：
；
（3）[3]滑片由最左端移到最右端时，外电阻由增大到；则分别作出对应的伏安特性曲线，如上图所示；则可知，当在最左端时，路端电压为，电流为；当达到最右端时，路端电压为，电流为；
则由闭合电路欧姆定律可知，内阻最小值为：

最大值为：

故内阻的范围为：。
12、5.700 B A F2－F1＝6mg
【解析】
（1）[1]．螺旋测微器固定刻度读数为5.5 mm，可动刻度读数为20.0×0.01 mm，故最终读数为两者相加，即5.700 mm.
（3）[2][3]．根据小明同学的实验方案，小球在最高点的速度大小为
v1＝
小球在最低点的速度大小为
v2＝
设轻绳长度为L，则从最低点到最高点依据机械能守恒定律有

化简得

所以小明同学还需要测量的物理量是轻绳的长度L；根据小军同学的实验方案，设小球做圆周运动的半径为r，则小球在最低点有

在最高点有

从最低点到最高点依据机械能守恒定律有

联立方程化简得
F2－F1＝6mg
所以小军同学还需要测量的物理量就是小球的质量m.
（4）[4]．由（3）可知，根据小明同学的思路，验证小球从最低点运动到最高点的过程中机械能守恒的表达式为

（5）[5]．由（3）可知，根据小军同学的思路，验证小球从最低点运动到最高点的过程中机械能守恒的表达式为
F2－F1＝6mg.

四、计算题：本题共2小题，共26分。把答案写在答题卡中指定的答题处，要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。
13、 (1)大小为15N，方向竖直向下；(2)0.3s；(3)
【解析】
(1)设物块滑到圆轨道末端速度，根据机械能守恒定律得


设物块在轨道末端所受支持力的大小为F，根据牛顿第二定律得

联立以上两式代入数据得

根据牛顿第三定律，对轨道压力大小为15N，方向竖直向下。
(2)若

则

物块在传送带上加速运动时，由

得

加速到与传送带达到共速所需要的时间

位移

匀速时间

故

(3)物块由传送带右端平抛

恰好落到A点

得

恰好落到B点

得

当物块在传送带上一直加速运动时，做平抛运动的速度最大，假设物块在传送带上达到的最大速度为v，由动能定理

得

所以物块在传送带上达到的最大速度大于能进入洞口的最大速度，所以应满足的条件是

14、（ⅰ）1.11P1；（ⅱ）1.12P1S
【解析】
（ⅰ）气体进行等容变化，开始时，压强P1，温度T1=311K；当温度上升到313K且尚未放气时，压强为P1，温度T1=313K；根据可得：

（ⅱ）当内部气体温度恢复到311K时，由等容变化方程可得：
，
解得:

当杯盖恰被顶起时有：

若将杯盖提起时所需的最小力满足：
，
解得：

15、 (1) ADE；(2)230Hz
【解析】
（1）A．光的传播频率由光源决定，故光由一种介质进入另一种介质时频率不变；故A正确；
B．红光和紫光进入棱镜后，波速减小，根据

因为f不变，可知波长都变小，红光和紫光在棱镜中的波长不可能相等，故B错误；
C．根据折射定律可知红光折射率小于紫光折射率，由

可以知道折射率越大的传播速度越小，所以紫光在介质中的传播速率最小，即红光由a传播到b的时间比紫光由a传播到b的时间短，故C错误；
D．因为红光折射率小于紫光折射率，由临界角公式

可知紫光临界角小于红光，因为红光恰好发生全反射，所以紫光一定在b处发生了全反射；故D正确；
E．根据图中的几何关系可知红光射到BC面上的c点时的入射角小于红光射到AB面上b点的入射角，又因为红光恰好在AB面上的b处发生了全反射，故红光射到BC面上的c点时的入射角小于临界角，没有发生全反射，故红光一定能从BC面上的c点射出，故E正确。
故选ADE。
（2）若波由A向B传播，假设波长为λ、频率f，则由题意得

又因为

解得

所以可知当k=5时f最大，且fmax=210Hz；
若波由B向A传播，假设波长为λ′、频率f ′，则由题意得

又因为

解得

由上式可知，当k=5时f ′最大，且f ′max=230Hz；
通过比较可知该简谐横波的最大频率为230Hz。