山西省原平市范亭中学2022-2023学年全国高三大联考物理试题

这是一份山西省原平市范亭中学2022-2023学年全国高三大联考物理试题，共17页。

山西省原平市范亭中学2022-2023学年全国高三大联考物理试题
注意事项：
1． 答题前，考生先将自己的姓名、准考证号填写清楚，将条形码准确粘贴在考生信息条形码粘贴区。
2．选择题必须使用2B铅笔填涂；非选择题必须使用0．5毫米黑色字迹的签字笔书写，字体工整、笔迹清楚。
3．请按照题号顺序在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、试题卷上答题无效。
4．保持卡面清洁，不要折叠，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、利用半导体二极管的单向导电性，可以对交变电流进行整流将交变电流变为直流，一种简单的整流电路如图甲所示，ab为交变电流信号输入端，D为半导体二极管，R为定值电阻。信号输入后，电阻R两端输出的电压信号如图乙所示，则关于该输出信号，下列说法正确的是（ ）

A．频率为100Hz.
B．电压有效值为50V
C．一个标有“90V，30μF”的电容器并联在电阻R两端，可以正常工作
D．若电阻R=100Ω，则1min内R产生的热量为2.5×104J
2、如图所示，某竖直弹射装置由两根劲度系数为 k 的轻弹簧以及质量不计的底 盘构成，当质量为 m 的物体竖直射向空中时，底盘对物体的支持力为 6mg(g 为 重力加速度)，已知两根弹簧与竖直方向的夹角为θ＝60°，则此时每根弹簧的伸 长量为

A． B． C． D．
3、光滑绝缘水平面上固定一半径为R、带正电的球体A（可认为电荷量全部在球心），另一带正电的小球B以一定的初速度冲向球体A，用r表示两球心间的距离，F表示B小球受到的库仑斥力，在r＞R的区域内，下列描述F随r变化关系的图象中可能正确的是（　　）
A． B．
C． D．
4、在水平地面上O点正上方不同高度的A、B两点分别水平抛出一小球，不计空气阻力，如果两小球均落在同一点C上，则两小球（　　）

A．抛出时的速度大小可能相等 B．落地时的速度大小可能相等
C．落地时的速度方向可能相同 D．在空中运动的时间可能相同
5、如图所示为氢原子的能级图，用某种频率的光照射大量处于基态的氢原子，结果受到激发后的氢原子能辐射出六种不同频率的光子。让辐射出的光子照射某种金属，所有光线中，有三种不同波长的光可以使该金属发生光电效应，则下列有关说法中正确的是（　　）

A．受到激发后的氢原子处于n=6能级上
B．该金属的逸出功小于10.2eV
C．该金属的逸出功大于12.75eV
D．光电子的最大初动能一定大于2.55eV
6、在如图所示装置中，轻杆一端固定着一个质量可以忽略不计的定滑轮，两物体质量分别为m1、m2，轻绳一端固定于a点，悬点a、b间的距离远大于滑轮的直径，动滑轮质量和一切摩擦不计。整个装置稳定时下列说法正确的是（ ）

A．α可能大于β
B．m1一定大于m2
C．m1可能大于2m2
D．轻杆受到绳子的作用力
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、如图为一种改进后的回旋加速器示意图，其中盒缝间的加速电场场强大小恒定，且被限制在AC板间，虚线中间不需加电场，如图所示，带电粒子从P0处以速度v0沿电场线方向射入加速电场，经加速后再进入D形盒中的匀强磁场做匀速圆周运动，对这种改进后的回旋加速器，下列说法正确的是( 　)

A．加速粒子的最大速度与D形盒的尺寸无关
B．带电粒子每运动一周被加速一次
C．带电粒子每运动一周P1P2等于P2P3
D．加速电场方向不需要做周期性的变化
8、若宇航员到达某一星球后，做了如下实验:(1)让小球从距离地面高h处由静止开始下落，测得小球下落到地面所需时间为t;(2)将该小球用轻质细绳固定在传感器上的O点，如图甲所示。给小球一个初速度后，小球在竖直平面内绕O点做完整的圆周运动，传感器显示出绳子拉力大小随时间变化的图象所示(图中F1、F2为已知)。已知该星球近地卫星的周期为T，万有引力常量为G，该星球可视为均质球体。下列说法正确的是

A．该星球的平均密度为 B．小球质量为
C．该星球半径为 D．环绕该星球表面运行的卫星的速率为
9、如图甲所示为t=1s时某简谐波的波动图象，乙图为x=4cm处的质点b的振动图象。则下列说法正确的是（　　）

A．该简谐波的传播方向沿x轴的正方向
B．t=2s时，质点a的振动方向沿y轴的负方向
C．t=2s时，质点a的加速度大于质点b的加速度
D．0~3s的时间内，质点a通过的路程为20cm
E.0~3s的时间内，简谐波沿x轴的负方向传播6cm
10、地球探测器的发射可简化为以下过程。先开动发动机使探测器从地表由静止匀加速上升至高处，该过程的平均加速度约为。再开动几次发动机改变探测器速度的大小与方向，实现变轨，最后该探测器在高度绕地球做匀速圆周运动。已知探测器的质量约为，地球半径约为，万有引力常量为。探测器上升过程中重力加速度可视为不变，约为。则关于探测器的下列说法，正确的是（　　）
A．直线上升过程的末速度约为
B．直线上升过程发动机的推力约为
C．直线上升过程机械能守恒
D．绕地球做匀速圆周运动的速度约为
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）在学过伏安法测电阻后，某学习小组探究测量一种2B铅笔笔芯的电阻率（查阅相关资料知其电阻率的范围为）
(1)用螺旋测微器测量该铅笔笔芯的直径，如图甲所示，其读数为__________

(2)另有如下实验器材，请依据测量原理及器材情况，画出实验的电路图_______
A．毫米刻度尺；
B．量程为内阻约为的电压表
C．量程为、内阻约为的电流表
D．阻值为的滑动变阻器
E.阻值为的定值电阻
F.两节普通干电池
G.开关和导线若干
(3)某一次测量中，电压表示数如图乙所示，其读数为_______
(4)实验中要测量一些物理量，除上述铅笔笔芯直径，电压表的示数外，还需测量：电流表的示数；______。该铅笔笔芯的电阻率为______（用上述所测物理量的字母符号表示）。
12．（12分）用图甲所示的电路测定一节旧干电池的电动势和内阻。除电池、开关和导线外，可供使用的实验器材还有：
双量程电流表A：（量程）；
双量程电压表V：（量程）；
滑动变阻器：（阻值范围，额定电流）；
滑动变阻器：（阻值范围，额定电流）。

(1)为了调节方便，同时测量精度更高，实验中应选用的电流表量程为_______，电压表量程为_____V，应选用的滑动变阻器为____________（填写滑动变阻器符号）；
(2)依据电路图用笔画线代表导线连接图乙中的电路元件（图中已完成了部分连线），要求闭合开关时滑动变阻器的滑片P处于正确的位置，并正确选用电压表、电流表的量程___________；
(3)多次测量并记录电流表示数和电压表示数，应用这些数据画出了如图丙所示图像。由图像可以得出电池的电动势_______V，内阻_______；
(4)根据实验测得的、U数据，令，，由计算机作出的图线应是图丁中的_______（选填“”“”或“”）。
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，空中固定一粗糙的水平直杆，将质量为的小环静止套在固定的水平直杆上环的直径略大于杆的截面直径，小环和直杆间的动摩擦因数，现对小环施加一位于竖直面内斜向上，与杆的夹角为的拉力F，使小环以的加速度沿杆运动，求拉力F的大小．已知重力加速度，，

14．（16分）如图所示，质量均为m=1kg的长方体物块A、B叠放在光滑水平面上，两水平轻质弹簧的一端固定在竖直墙壁上，另一端分别与A、B相连接，两弹簧的原长均为L0=0.2m，与A相连的弹簧的劲度系数kA=100N/m，与B相连的弹簧的劲度系数kB=200N/m。开始时A、B处于静止状态。现在物块B施加一水平向右的拉力F，使A、B静止在某一位置，此时拉力F=3N，使A、B静止在某一位置，A、B间的动摩擦因数为μ=0.5，撤去这个力的瞬间（A、B无相对滑动，弹簧处于弹性限度内），求：
(1)物块A的加速度的大小；
(2)如果把拉力改为F′=4.5N（A、B无相对滑动，弹簧处于弹性限度内），其它条件不变，则撤去拉力的瞬间，求物块B对A的摩擦力比原来增大多少？

15．（12分）研究表明，新冠病毒耐寒不耐热，温度在超过56°C时，30分钟就可以灭活。如图，含有新冠病毒的气体被轻质绝热活塞封闭在绝热气缸下部a内，气缸顶端有一绝热阀门K，气缸底部接有电热丝E。a缸内被封闭气体初始温度t1=27°C，活塞位于气缸中央，与底部的距离h1=60cm，活塞和气缸间的摩擦不计。
（i）若阀门K始终打开，电热丝通电一段时间，稳定后活塞与底部的距离h2=66cm，持续30分钟后，试分析说明a内新冠病毒能否被灭活?
（ii）若阀门K始终闭合，电热丝通电一段时间，给a缸内气体传递了Q=1.0×104J的热量，稳定后气体a内能增加了△U=8.5×103J，求此过程气体b的内能增加量。




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、B
【解析】
A．由图乙可知，该电压的周期T=0.02s，故频率为
50Hz
故A错误；
B．由电流的热效应知，一个周期内电阻产生的热量

其中的

故电压有效值为U有=50V，故B正确；
C．电容器两端的瞬时电压不应超过标称电压90V，而R两端电压的瞬时值最大为100V，故电容不能正常工作，故C错误；
D．电阻R产生的热量应使用电压的有效值进行计算，故1min内产生的热量为

故D错误。
故选B。
2、D
【解析】
对物体m，受重力和支持力，根据牛顿第二定律，有：N-mg=ma；其中：N=6mg；解得：a=5g；再对质量不计的底盘和物体m整体分析，受两个拉力和重力，根据牛顿第二定律，有：竖直方向：2Fcos60°-mg=ma；解得：F=6mg；根据胡克定律，有：，故选D。
3、C
【解析】
根据库仑定律可知，两球之间的库仑力满足，即随r增加，F非线性减小。
故选C。
4、B
【解析】
AD．小球做平抛运动，竖直方向有，则在空中运动的时间

由于不同高度，所以运动时间不同，相同的水平位移，因此抛出速度不可能相等，故AD错误；
B．设水平位移OC为x，竖直位移BO为H，AO为h，则从A点抛出时的速度为

从B点抛出时的速度为

则从A点抛出的小球落地时的速度为

从B点抛出的小球落地时的速度为

当

解得

此时两者速度大小相等，故B正确；
C．平抛运动轨迹为抛物线，速度方向为该点的切线方向，分别从AB两点抛出的小球轨迹不同，在C点的切线方向也不同，所以落地时方向不可能相同，故C错误。
故选B。
5、B
【解析】
A．根据公式可知

所以由跃迁规律可得由第4能级向低能级跃迁时，产生6种不同频率的光子，故A错误；
BC．由题意及能级差关系可知跃迁到基态的三种光能使其发生光电效应，所以金属逸出功小于由跃迁到产生的光子能量

金属逸出功大于由跃迁到产生的光子能量

故B正确，C错误；
D．由于金属的逸出功不知具体数值，所以根据可知光电子的最大初动能也不能确定具体值，故D错误；
故选B。
6、D
【解析】
对m1分析可知绳子的拉力大小，对滑轮分析，由于滑轮放在一根绳子上，绳子两端的张力相等，故可知两绳子和竖直方向上的夹角相等，由共点力的平衡关系可得出两质量的关系．
【详解】
对m1分析可知，m1受拉力及本身的重力平衡，故绳子的拉力等于m1g； 对于动滑轮分析，由于滑轮跨在绳子上，故两端绳子的拉力相等，它们的合力一定在角平分线上；由于它们的合力与m1的重力大小相等，方向相反，故合力竖直向上，故两边的绳子与竖直方向的夹角α和β相等；故A错误；由以上可知，两端绳子的拉力等于m1g，而它们的合力等于m1g，因互成角度的两分力与合力组成三角形，故可知1m1g＞m1g，即m1一定小于1m1．但是m1不一定大于m1，故BC错误。轻杆受到绳子的作用力等于两边绳子的合力，大小为，选项D正确；故选D。
【点睛】
本题要注意题目中隐含的信息，记住同一绳子各部分的张力相等，即可由几何关系得出夹角的关系；同时还要注意应用力的合成的一些结论．

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、BD
【解析】
AD、带电粒子只有经过AC板间时被加速,即带电粒子每运动一周被加速一次.电场的方向没有改变,则在AC间加速.故A正确；D错误.
B、根据 知

所以 故B错误；
C、当粒子从D形盒中出来时,速度最大,根据知加速粒子的最大速度与D形盒的半径有关.所以C选项是正确的.
故选AC
【点睛】
带电粒子经加速电场加速后,进入磁场发生偏转,电场被限制在A、C板间,只有经过AC板间时被加速,所以运动一周加速一次,电场的方向不需改变.当带电粒子离开回旋加速器时,速度最大.
8、ABD
【解析】
A.对近地卫星有，星球密度，体积，解得，故A正确。
B.小球通过最低点时拉力最大，此时有

最高点拉力最小，此时有

最高点到最低点，据动能定理可得

可得，小球做自由落体运动时，有

可得，，故B正确。
C.根据 及 可得：星球平均密度可表示为

可得，故C错误。
D.环绕该星球表面运行的卫星的速率可表示为

故D正确。
9、BCE
【解析】
A．由图象可知t=1s时质点b的振动方向沿y轴的负方向，则由质点的振动方向和波的传播方向关系可知，该简谐横波的传播方向沿x轴的负方向，故A项错误；
B．由图甲知t=1s时，质点a的振动方向沿y轴的正方向；由乙图可知波的周期为2s，则t=2s时，质点a的振动方向沿y轴的负方向，故B项正确；
C．由以上分析可知，t=2s时，质点b处在平衡位置向上振动，质点a处在平衡位置+y侧向y轴的负方向振动，因此质点a的加速度大于质点b的加速度，故C项正确；
D．0~3s的时间为，则质点a通过的路程为振幅的6倍，即为30cm，故D项错误；
E．由图可知，波长λ=4cm、周期T=2s，则波速

0~3s的时间内，波沿x轴的负方向传播的距离
x=vt=6cm
故E项正确。
10、BD
【解析】
A．匀加速上升过程有

解得

A错误；
B．匀加速上升过程有

解得

B正确；
C．匀加速上升过程除地球引力做功外，还有发动机推力做功，则机械能不守恒，C错误；
D．匀速圆周运动过程有

解得

又有

解得

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、0.400 1.90 铅笔笔芯长度
【解析】
(1)[1]螺旋测微器的固定刻度示数为，旋转刻度示数为，则测量值为
(2)[2]由题意知铅笔笔芯电阻率的范围为，由上述测量知铅笔笔芯直径为,依据常识知铅笔的长度约有，由电阻定律得铅笔笔芯电阻为，又有铅笔笔芯截芯截面积，代入上述数据得铅笔笔芯电阻

（取）
用电压表、电流表直接测量铅笔笔芯两端的电压及其中电流，两电表读数不匹配。需要把定值电阻与铅笔笔芯串联为整体，测量其电压及电流，则两电表匹配。比较整体与电流表及电压表内阻，有

则电流表外接法测量误差小，滑动变阻器为，应用限流接法便可实现三次有效测量，则其测量电路如图所示

(3)[3]电压表量程为，其最小有效刻度为，经估读后测量值为
(4)[4][5]由以上各式得电阻率

除测量铅笔笔芯直径、两端电压、电流以外，还需用刻度尺测量铅笔笔芯长度。
12、 1.45 1.3 c
【解析】
(1)[1] 由图丙知电路中的最大电流在0.5A左右，则电流表量程应选用；
[2] 电源是一节旧的干电池（约1.5V），则电压表量程应选用；
[3]滑动变阻器选用时，方便调节并能有效读取多组电流值和电压值。
(2)[4]电路连线如图所示

(3)[5]读取电源图像。轴截距为电动势，轴最小有效刻度为0.05V，经估读后得；
[6]图像斜率的绝对值等于电源内阻，读取图像数据并计算有

(4)[7]电源输出功率为

则纵坐标应为输出功率，则图像为输出功率的图像。由电路规律知输出功率随电流的增大先增大后减小，图像应为c。

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、1N和9N
【解析】
对环进行受力分析得，环受重力、拉力、弹力和摩擦力．令，得，此时环不受摩擦力的作用．
当时，杆对环的弹力竖直向上，由牛顿第二定律可得：

得
当时，杆对环的弹力竖直向下，由牛顿第二定律可得：

得
则F的大小可能值为1N和9N.
【点睛】
本题考查牛顿第二定律的应用，要注意明确本题中可能存在的两种情况，明确拉力过大时，物体受杆下部的挤压，而拉力较小时，受杆上端的挤压，要求能找出这两种情况才能全面分析求解．
14、 (1)1.5m/s2；(2)0.25N
【解析】
(1)在拉力撤去前，根据受力平衡有

代入数据解得
x1=0.01m
拉力F撤去后的瞬间，对A、B整体根据牛顿第二定律有
F=2ma1
解得
a1=1.5m/s2
以A为研究对象，用隔离法有
kAx1+Ff =ma1
解得

即A、B之间相对静止，为静摩擦力，所以物块A的加速度为
a1=1.5m/s2
(2)在拉力改为F′=4.5N后，撤去拉力前，根据受力平衡有

代入数据解得
x2=0.015m
拉力F撤去后的瞬间，对A、B整体根据牛顿第二定律有
F′=2ma2
解得
a2=2.25m/s2
以A为研究对象，用隔离法有
kAx2+Ff ′=ma2
解得
Ff′=0.75N
故
ΔFf =Ff′－Ff =0.25N
15、（i）病毒能被灭；（ii）1.5×103J
【解析】
（i）设活塞横截面积为S，则对a气体，初态V1=Sh1 T1=t1+273=300K；末态V2=Sh2 T2=t2+273 ①
阀门K打开，加热过程a气体做等压变化，由盖·吕萨克定律得
②
由①②得
t2=57℃ ③
因57℃＞56℃，a内病毒能被灭④
（ii）阀门K闭合，由于系统绝热，a气体膨胀对b气体做功，由热力学第一定律有
△Ua=Q+W⑤
由⑤式及代入数据得
W=-1.5×103J⑥
对b气体，由于系统绝热，则
Ub==1.5×103J⑦