河北省涿鹿县北晨学校2023年高三下学期4月考物理试题理试题

这是一份河北省涿鹿县北晨学校2023年高三下学期4月考物理试题理试题，共16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。

河北省涿鹿县北晨学校2023年高三下学期4月考物理试题理试题
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、下列说法正确的是（ ）
A．某放射性物质的质量越大，其半衰期越大
B．β衰变所释放出的电子来自原子的核外电子
C．在α、β、这三种射线中，α射线的穿透能力最强，射线的电离能力最强
D．原子处于较高能级时会自发地向低能级跃迁，跃迁时以光子的形式放出能量
2、工在生产纺织品、纸张等绝缘材料时为了实时监控其厚度，通常要在生产流水线上设置如图所示传感器。其中A、B为平行板电容器的上、下两个极板，上下位置均固定，且分别接在恒压直流电源的两极上（电源电压小于材料的击穿电压）。当流水线上通过的产品厚度减小时，下列说法正确的是（　　）

A．A、B平行板电容器的电容增大
B．A、B两板上的电荷量变大
C．有电流从a向b流过灵敏电流计
D．A、B两板间的电场强度变大
3、如图所示，一细线的一端固定于倾角为45°的光滑楔形滑块A上的顶端O处，细线另一端拴一质量为m=0.2kg的小球静止在A上．若滑块从静止向左匀加速运动时加速度为a．(取)则( )

A．当a=5m/s2时，线中拉力为
B．当a=10m/s2时, 小球受的支持力为
C．当a=12m/s2时, 经过1秒钟小球运动的水平位移是6m
D．在稳定后，地面对A的支持力一定小于两个物体的重力之和
4、关于安培力和洛伦兹力，下列说法正确的是（　　）
A．运动电荷在磁场中一定受到洛伦兹力作用
B．通电导线在磁场中一定受到安培力作用
C．洛伦兹力一定对运动电荷不做功
D．安培力一定对通电导线不做功
5、如图所示，质量相等的物块放在粗糙的水平面上，两物块用水平轻绳连接且刚好拉直，物块a、b与地面间动摩擦因数相同，已知最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g。现给物块a施加一水平向右的拉力F，缓慢增大F到物块a要滑动的过程中，下列说法正确的是

A．地面对物块a的摩擦力一直增大
B．地面对物块a的摩擦力与轻绳对物块a的拉力同步增大
C．物块a刚好要滑动时，物块b也刚好要滑动
D．物块b刚好要滑动时，轻绳拉力等于此时外力F的一半
6、某电磁轨道炮的简化模型如图所示，两圆柱形固定导轨相互平行，其对称轴所在平面与水平面的夹角为θ，两导轨长为L，间距为d，一质量为m的金属弹丸置于两导轨间，弹丸直径为d，电阻为R，与导轨接触良好且不计摩擦阻力，导轨下端连接理想恒流电源，电流大小恒为I，弹丸在安培力作用下从导轨底端由静止开始做匀加速运动，加速度大小为a。下列说法正确的是（　　）

A．将弹丸弹出过程中，安培力做的功为maL+mgLsinθ
B．将弹丸弹出过程中，安培力做的功为I2R
C．将弹丸弹出过程中，安培力的功率先增大后减小
D．将弹丸弹出过程中，安培力的功率不变
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、对于分子动理论的理解，下列说法正确的是_________。
A．只要知道气体的摩尔体积和阿伏伽德罗常数，就可以算出气体分子的体积
B．温度越高，扩散现象越明显
C．两个分子间的距离变大的过程中，分子间引力变化总是比斥力变化慢
D．当分子间作用力表现为引力时，分子间的距离越大，分子势能越大
E.只要两物体的质量、温度、体积相等，两物体的内能一定相等
8、如图甲所示，一足够长的绝缘竖直杆固定在地面上，带电量为 0.01C、质量为 0.1kg 的圆环套在杆上。整个装置处在水平方向的电场中，电场强度 E 随时间变化的图像如图乙所示，环与杆间的动摩擦因数为 0.5。t=0 时，环由静止释放，环所受的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，不计空气阻力，g 取10m/s2 。则下列说法正确的是（　　）

A．环先做加速运动再做匀速运动
B．0~2s 内环的位移大于 2.5m
C．2s 时环的加速度为5m/s2
D．环的最大动能为 20J
9、如图，空间存在方向竖直向上、场强大小为E的匀强电场；倾角为的光滑绝缘斜面固定在地面上，绝缘轻弹簧的下端连接斜面底端的挡板，上端连接一带电量为+q的小球，小球静止时位于M点，弹簧长度恰好为原长。某时刻将电场反向并保持电场强度大小不变，之后弹簧最大压缩量为L，重力加速度为g。从电场反向到弹簧压缩至最短的过程中，小球（　　）

A．机械能一直减少
B．电势能减少了EqL
C．最大加速度为g
D．最大速度为
10、2019 年北京时间 4 月 10 日 21 时，人类历史上首张黑洞照片被正式披露，引起世界轰动．黑洞是一类特殊的天体，质量极大，引力极强，在它附近（黑洞视界）范围内，连光也不能逃逸，并伴随很多新奇的物理现象．传统上认为，黑洞“有进无出”，任何东西都不能从黑洞视界里逃逸出来．但霍金、贝肯斯坦等人经过理论分析，认为黑洞也在向外发出热辐射，此即著名的“霍金辐射”，因此可以定义一个“黑洞温度”T： ，其中 h 为普朗克常量，c 为真空中的光速，G 为万有引力常量，M 为黑洞质量，k 是一个有重要物理意义的常量，叫做“玻尔兹曼常量”．以下能用来表示“玻尔兹曼常量”单位的是（ ）
A． B． C． D．
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）某同学用图1中的器材，做描绘小灯泡伏安特性曲线的实验．
（1）已知小灯泡的额定电压为2V，电流表的内阻约为几欧，电压表的内阻有几千欧，请将实验电路图连接完整．
（____________）
闭合开关前，滑动变阻器的滑片应移到______(填”A＂或＂B＂)端．

（2）闭合开关，调节滑动变阻器，出多组电流表的值和电压表的值，在坐标纸上作出I-U图象如图2所示．由图象可知，小灯泡的电阻随温度的升高而_____(填“增大”或“减小”);根据图象可得小灯泡的额定功率为_______W．由于电压表的分流作用，实验存在______(填”系统”或“偶然”)误差，根据图象求得的额定功率比真实值_______(填“大”或“小＂)．
12．（12分）如图是用双缝干涉测光的波长的实验设备实物图。

(1)双缝放在图中哪个位置________(填“①”或“②”)。
(2)要使单缝和双缝相互平行，应该使用________进行调节。
(3)已知双缝到毛玻璃之间的距离是L，双缝之间的距离是d，单缝到双缝之间的距离是s，在某次实验中，先将目镜中的中心刻线对准某条亮纹(记作第1条)的中心，这时手轮上的示数为x1，转动手轮使中心刻线对准第7条亮纹的中心，这时手轮上的示数为x7。由此可以计算出这次实验中所测得的单色光的波长为________。
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，圆心为O、半径为r的圆形区域外存在匀强磁场，磁场方向垂直于纸面向外，磁感应强度大小为B。P是圆外一点，OP=3r，一质量为m、电荷量为q（q>0）的粒子从P点在纸面内沿着与OP成60°方向射出（不计重力），求：
(1)若粒子运动轨迹经过圆心O，求粒子运动速度的大小；
(2)若要求粒子不能进入圆形区域，求粒子运动速度应满足的条件。

14．（16分）二十世纪初，卢瑟福进行粒子散射实验的研究，改变了人们对原子结构的认识。
(1)如图1所示，有两个粒子均以速度射向金原子，它们速度方向所在的直线都不过金原子核中心。请在图1中分别画出两个粒子此后的运动轨迹示意图；
(2)如图2所示，一个粒子以速度射向金原子，速度方向所在直线过金原子核中心。由于金原子受到周边其他金原子的作用，可将粒子与一个金原子核的作用等效为与一个静止的、质量非常大的粒子发生弹性碰撞。请推导说明粒子与金原子核作用后速度的大小和方向；
(3)实验发现，绝大多数粒子穿过金箔后，基本上仍沿原来的方向前进，但有极少数粒子发生了大角度偏转（超过90°）。卢瑟福根据该实验现象提出了原子的核式结构模型。为了研究问题的方便，可作如下假设：
①将粒子视为质点，金原子视为球，金原子核视为球体；
②金箔中的金原子紧密排列，金箔厚度可以看成很多单原子层并排而成；
③各层原子核前后不互相遮蔽；
④大角度偏转是粒子只与某一层中的一个原子核作用的结果。如果金箔厚度为L，金原子直径为，大角度偏转的粒子数占总粒子的比例为，且。
a.请估算金原子核的直径；
b.上面的假设做了很多简化处理，这些处理会对金原子核直径的估算产生影响。已知金箔的厚度约，金原子直径约，金原子核直径约。请对“可认为各层原子核前后不互相遮蔽”这一假设的合理性做出评价。

15．（12分）如图所示，光滑、平行、电阻不计的金属导轨固定在竖直平面内，两导轨间的距离为，导轨顶端连接定值电阻，导轨上有一质量为，长度为，电阻不计的金属杆，杆始终与导轨接触良好。整个装置处于磁感应强度为的匀强磁场中，磁场的方向垂直导轨平面向里。现将杆从点以的速度竖直向上抛出，经历时间，到达最高点，重力加速度大小为。求时间内
（1）流过电阻的电量；
（2）电阻上产生的电热。




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、D
【解析】
A．半衰期和物体的质量无关，故A错误；
B．β衰变的本质是原子核内的中子转变为一个质子和一个电子，所以β衰变中释放出的电子来源于原子核，故B错误；
C．在α、β、这三种射线中，α射线的电离能力最强，射线的穿透能力最强，故C错误；
D．根据波尔的原子跃迁理论，原子处于较高能级时会自发地向低能级跃迁，跃迁时以光子的形式放出能量，故D正确。
故选D。
2、C
【解析】
A．根据可知当产品厚度减小，导致减小时，电容器的电容C减小，A错误；
BC．根据可知极板带电量Q减小，有放电电流从a向b流过，B错误，C正确；
D．因两板之间的电势差不变，板间距不变，所以两板间电场强度为不变，D错误。
故选C。
3、A
【解析】
当小球对滑块的压力恰好等于零时，小球所受重力mg和拉力T使小球随滑块一起沿水平方向向左加速运动，由牛顿运动定律得小球和滑块共同的加速度为：．
A．当时，斜面对小球有支持力，将小球所受的力沿加速度方向和垂直于加速度方向分解，有：，，联立解得：，故A正确；
B．当时，斜面对小球恰好没有支持力，故N=0，故B错误；
C．当时，滑块的位移为，而小球要先脱离斜面，然后保持与滑块相同的运动状态，故在这1s内小球运动的水平位移小于6m，故C错误；
D．在稳定后，对小球和滑块A整体受力分析可知，在竖直方向没有加速度，故地面对A的支持力等于两个物体重力之和，故D错误．
4、C
【解析】
A．运动电荷在磁场中运动，若速度方向与磁场方向平行，则不受洛伦兹力作用，选项A错误；
B．通电导线在磁场中，若电流方向与磁场方向平行，则不受安培力作用，选项B错误；
C．由于洛伦兹力方向垂直于运动电荷的速度方向，根据功的定义可知，洛伦兹力对运动电荷不做功，选项C正确；
D．安培力方向与通电导线垂直，可以对通电导线做功，从而把电能转化为机械能，选项D错误。
故选C。
5、D
【解析】
ABC.当摩擦力增大到最大静摩擦力之前，轻绳拉力为零，再增大F，摩擦力不再增大，此后a、b间的拉力从零开始增大，地面对b的摩擦力达到最大静摩擦力，此时物块b要开始滑动，故ABC错误；
D. 物块a、b的质量相同，与地面的动摩擦因数相同，因此b刚好要滑动时，对a由牛顿第二定律得：

对b由牛顿第二定律得：

联立解得：

故D正确。
6、A
【解析】
AB．对弹丸受力分析，根据牛顿第二定律

安培力做功

A正确，B错误；
CD．弹丸做匀加速直线运动，速度一直增大，根据

可知安培力的功率一直增大，CD错误。
故选A。

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、BCD
【解析】
A．由于气体分子间距很大，知道气体的摩尔体积和阿伏伽德罗常数，不能算出气体分子的体积，故A错误；
B．温度越高，分子热运动越明显，扩散现象越明显，故B正确；
C．两个分子间的距离变大的过程中，分子间引力和斥力均减小，引力变化总是比斥力变化慢，故C正确；
D．当分子间作用力表现为引力时，分子间的距离越大，分子力做负功，分子势能越大，故D正确；
E．物体内能与物质的量、温度、体积和物态有关，故E错误。
故选BCD。
8、CD
【解析】
A．在t=0时刻环受的摩擦力为，则开始时物体静止；随着场强的减小，电场力减小，则当摩擦力小于重力时，圆环开始下滑，此时满足

即
E=200N/C
即t=1s时刻开始运动；且随着电场力减小，摩擦力减小，加速度变大；当电场强度为零时，加速度最大；当场强反向且增加时，摩擦力随之增加，加速度减小，当E=-200N/C时，加速度减为零，此时速度最大，此时刻为t=5s时刻；而后环继续做减速运动直到停止，选项A错误；
BC．环在t=1s时刻开始运动，在t=2s时E=100N/C，此时的加速度为

解得
a=5m/s2
因环以当加速度为5m/s2匀加速下滑1s时的位移为

而在t=1s到t=2s的时间内加速度最大值为5m/s2，可知0~2s 内环的位移小于 2.5m，选项B错误，C正确；
D．由以上分析可知，在t=3s时刻环的加速度最大，最大值为g，环从t=1s开始运动，到t=5s时刻速度最大，结合a-t图像的面积可知，最大速度为

则环的最大动能

选项D正确。
故选CD。
9、BC
【解析】
B．电势能的减小量等于电场力做的功，即为

故B正确；
C．小球在M点时有

从电场反向到弹簧压缩至最短的过程中，小球先做加速度减小的加速运动，再做加速度反向增大的减速运动，由弹簧振子对称性可知，小球在M点开始运动时的加速度最大即为

故C正确；
D．小球速度最大时合力为0，由平衡可得

由对称性可知，速度最大时，小球运动的距离为

由动能定理有

得

故D错误；
A．小球速度最大时合力为0，由平衡可得

此过程小球克服弹力做功为

电场力做功为

小球克服弹力做功与电场力做功相等，说明小球机械能不是一直减小，故A错误。
故选BC。
10、BCD
【解析】
根据得

h的单位为J•s=Nms=kg•m2/s，c的单位是m/s，G的单位是N•m2/kg2=kg•m3/s2，M的单位是kg，T的单位是K，代入上式可得k的单位是 ，不等于。
A．，与结论不相符，选项A错误；
B．，与结论相符，选项B正确；
C．，与结论相符，选项C正确；
D．，与结论相符，选项D正确；

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、 A 增大 1 系统 大
【解析】
（1）[1]滑动变阻器用分压式接法，电流表外接，电路连接如图所示：

[2]闭合开关前，为使滑动变阻器输出电压为零，滑片应移到A端．
（2）[3]由图象可知，小灯泡的电附随温度的升高而增大；
[4]由图2可以看出，当灯泡的电压为2V时，通过灯泡的电流为0.5 A，因此灯泡的额定功率为：
P=UI= 2×0.5W =1W
由于电压表的分流作用，实验存在系统误差，实验测得的电流偏大，因此根据图2求得的额定功率比真实值大．
12、② 拨杆
【解析】
(1)[1]相干光频率必须相同，所以双缝应该放在②位置；
(2)[2]相干光为单色光，振动方向相同，所以要保证单缝与双缝平行，需要借助拨杆调节；(3)[3]根据相邻两条明条纹或者暗条纹之间的距离公式Δx＝λ可知，
Δx＝＝λ
得
λ＝

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)；(2)或
【解析】
(1)设粒子在磁场中做圆周运动的半径为R，圆心为，依图题意作出轨迹图如图所示：

由几何知识可得：


解得

根据牛顿第二定律可得

解得

(2)若速度较小，如图甲所示：

根据余弦定理可得

解得

若速度较大，如图乙所示：

根据余弦定理可得

解得

根据

得
，
若要求粒子不能进入圆形区域，粒子运动速度应满足的条件是
或
14、 (1) ；(2)碰撞后速度大小几乎不变，方向与原来相反；(3) a.；b.不合理
【解析】
(1)如图，靠仅原子核的偏转角度大一些。

(2)设粒子质量为m，金原子核质量为M，碰撞后，粒子速度为v1，金原子核速度为v2。
弹性碰撞，动量守恒

根据能量守恒

解得

由题意，因此，即碰撞后速度大小几乎不变，方向与原来相反。
(3)a．金箔厚度为L，金原子直径为D，由假设，金原子层数

粒子发生大角度偏转可以认为碰上了金原子核，根据统计规律和概率

可以估算出

b．如果可认为各层原子核前后不互相遮蔽，则

代入数据，可得

不满足，因此“可认为各层原子核前后不互相遮蔽”的假设不合理。
15、（1）；（2）
【解析】
（1）根据动量定理，有

又因为


联立解得

（2）根据

以及能量守恒

联立解得