2027年河南省南阳市高三第三次模拟考试物理试卷（含答案解析）

这是一份2027年河南省南阳市高三第三次模拟考试物理试卷（含答案解析），共16页。试卷主要包含了考生必须保证答题卡的整洁，，取g=10 m/s1等内容，欢迎下载使用。
1．答题前请将考场、试室号、座位号、考生号、姓名写在试卷密封线内，不得在试卷上作任何标记。
2．第一部分选择题每小题选出答案后，需将答案写在试卷指定的括号内，第二部分非选择题答案写在试卷题目指定的位置上。
3．考生必须保证答题卡的整洁。考试结束后，请将本试卷和答题卡一并交回。
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、科学家已经成功检测定位了纳米晶体结构中的氢原子。按玻尔氢原子理论，氢原子的能级图如图所示，下列判断正确的是（ ）
A．氢原子从第4激发态跃迁到第2激发态需要吸收光子
B．一个处于n=4激发态的氢原子向基态跃迁时，最多可能发出6条光谱线
C．用光子能量为13.06eV的光照射一群处于基态的氢原子，可观测到多种不同频率的光子
D．氢原子的核外电子由低能级跃迁到高能级时，电势能减小，动能增大
2、关于曲线运动，下列说法正确的是（ ）
A．曲线运动的速度方向可以不变
B．匀变速曲线运动任意相等时间内速度的变化量相同
C．速率恒定的曲线运动，任意相等时间内速度的变化量相同
D．物体受到的合外力持续为零时，物体仍可以做曲线运动
3、我国不少地方在节日期间有挂红灯笼的习俗。如图，质量为m的灯笼用两根长度一定的轻绳OA、OB悬挂在水平天花板上，O为结点，OA>OB，∠AOB=90°。设OA、OB对O点的拉力大小分别为FA、FB，轻绳能够承受足够大的拉力，则（ ）
A．FA大于FB
B．FA、FB的合力大于mg
C．若左右调节A点位置，可使FA等于FB
D．若左右调节A点位置，可使FA、FB均大于mg
4、竖直向上抛出一个小球，图示为小球向上做匀变速直线运动时的频闪照片，频闪仪每隔0.05s闪光一次，测出ac长为23cm，af长为34cm，则下列说法正确的是（ ）
A．bc长为13cm
B．df长为7cm
C．小球的加速度大小为12m/s2
D．小球通过d点的速度大小为2.2m/s
5、如图是某金属在光的照射下产生的光电子的最大初动能Ek，与入射光频率v的关系图象。由图象可知错误的是（ ）
A．该金属的逸出功等于hv0
B．该金属的逸出功等于E
C．入射光的频率为时，产生的光电子的最大初动能为
D．入射光的频率为2v0时，产生的光电子的最大初动能为E
6、一圆筒内壁粗糙，底端放一个质量为m的物体（可视为质点），该物体与圆筒内壁间的动摩擦因数为,圆筒由静止沿逆时针方向缓慢转动直到物体恰好滑动，此时物体、圆心的连线与竖直方向的夹角为，如图所示，以下说法正确的是（ ）
A．在缓慢转动过程中物体受到的支持力逐渐增大
B．在缓慢转动过程中物体受到的静摩擦力逐渐减小
C．物体恰好滑动时夹角与的关系为
D．缓慢转动过程中，圆筒对物体的作用力逐渐增大
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，真空中xOy平面内有一束宽度为d的带正电粒子束沿x轴正方向运动，所有粒子为同种粒子，速度大小相等， 在第一象限内有一方向垂直x Oy平面的有界匀强磁场区（图中未画出），磁感应强度为B。所有带电粒子通过磁场偏转后都会聚于x轴上的a点。下列说法中正确的是（ ）
A．磁场方向一定是垂直xOy平面向外
B．所有粒子通过磁场区的时间相同
C．如果粒子速率v0=，能保证所有粒子都打在a点的最小磁场区域面积为
D．如果粒子速率v0=，能保证所有粒子都打在a点的最小磁场区域面积为
8、如图所示，等量同种正电荷固定在M、N两点，虚线框ABCD是以MN连线的中点为中心的正方形，其中G、H、E、F分别为四条边的中点，则以下说法中正确的是（ ）
A．若A点电势为5V，则B点电势为5V
B．同一正电荷在A点具有的电势能大于在D点具有的电势能
C．在G点释放一个带正电粒子(不计重力)，粒子将沿GH连线向H点运动
D．在E点释放一个带正电粒子(不计重力)，粒子将沿EF连线向F点运动
9、两列分别沿x轴正、负方向传播的简谐横波在t=0时刻的波形如图所示，其中a波振幅为2cm，沿x轴正方向传播；b波振幅为4cm，沿x轴负方向传播。两列波的传播速度大小均为v=2m/s。则下列说法正确的是（ ）
A．两列波的质点的起振方向均沿y轴负方向
B．横波a的周期为2s
C．t=1.5s时，质点Q离开平衡位置的位移为2cm
D．两列波从相遇到分离所用的时间为2s
10、如图所示，轻绳一端连接小木块A，另一端固定在O点，在A上放小物块B，现使轻绳偏离竖直方向成角由静止释放，当轻绳摆到竖直方向时，A受到挡板的作用而反弹，B将飞离木块（B飞离瞬间无机械能损失）做平抛运动.不计空气阻力。下列说法正确的是（ ）
A．若增大角再由静止释放，可以增大B落地时速度方向与水平方向之间夹角
B．若增大角再由静止释放，平抛运动的水平位移将增大
C．A、B一起摆动过程中，A、B之间的弹力一直增大
D．A、B一起摆动过程中，A所受重力的功率一直增大
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）精密测量工具的原理及读数
(1)甲同学用游标卡尺测量某物体的厚度，如图所示，则该物体厚度测量值为____cm；
(2)乙同学用螺旋测微器测量铅笔芯的直径D如图所示，读数D＝________mm。
12．（12分）为了探究加速度与力的关系，某同学设计了如图所示的实验装置，带滑轮的长木板水平放置，板上有两个光电门相距为d，滑块通过细线与重物相连，细线拉力大小F等于力传感器的示数。让滑块从光电门1由静止释放，记下滑到光电门2的时间t。改变重物质量，重复以上操作5次，处理数据后得到下表中的5组结果。根据表中数据在坐标纸上画出如图所示的a­F图像，已知重力加速度g=10m/s2，根据图像可求出滑块质量m=______kg，滑块和轨道间的动摩擦因数μ=________。
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）2018年9月23日“光纤之父”华人科学家高琨逝世，他一生最大的贡献是研究玻璃纤维通讯．光纤在转弯的地方不能弯曲太大，如图模拟光纤通信，将直径为d的圆柱形玻璃棒弯成圆环，已知玻璃的折射率为，光在真空中的速度为c，要使从A端垂直入射的光线能全部从B端射出．求：
①圆环内径R的最小值；
②在①间的情况下，从A端最下方入射的光线，到达B端所用的时间．
14．（16分）如图所示，空间中存在着水平向右的匀强电场，电场强度大小为，同时存在着水平方向的匀强磁场，其方向与电场方向垂直，磁感应强度大小B=0.5 T．有一带正电的小球，质量m=1×10–6 kg，电荷量q=1×10–6 C，正以速度v在图示的竖直面内做匀速直线运动，当经过P点时撤掉磁场（不考虑磁场消失引起的电磁感应现象），取g=10 m/s1．求：
（1）小球做匀速直线运动的速度v的大小和方向；
（1）从撤掉磁场到小球再次穿过P点所在的这条电场线经历的时间t．
15．（12分）一质量为m=2000 kg的汽车以某一速度在平直公路上匀速行驶．行驶过程中，司机忽然发现前方100 m处有一警示牌．立即刹车．刹车过程中，汽车所受阻力大小随时间变化可简化为图（a）中的图线．图（a）中，0~t1时间段为从司机发现警示牌到采取措施的反应时间（这段时间内汽车所受阻力已忽略，汽车仍保持匀速行驶），t1=0.8 s；t1~t2时间段为刹车系统的启动时间，t2=1.3 s；从t2时刻开始汽车的刹车系统稳定工作，直至汽车停止，已知从t2时刻开始，汽车第1 s内的位移为24 m，第4 s内的位移为1 m．
（1）在图（b）中定性画出从司机发现警示牌到刹车系统稳定工作后汽车运动的v-t图线；
（2）求t2时刻汽车的速度大小及此后的加速度大小；
（3）求刹车前汽车匀速行驶时的速度大小及t1~t2时间内汽车克服阻力做的功；司机发现警示牌到汽车停止，汽车行驶的距离约为多少（以t1~t2时间段始末速度的算术平均值替代这段时间内汽车的平均速度）？
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、C
【解析】
A．氢原子从第4激发态跃迁到第2激发态是从高能级向低能级跃迁，要辐射光子，故A错误；
B．一个氢原子，从激发态向基态跃迁，最多可以辐射出3种频率的光子，故B错误；
C．用光子能量为13.06eV的光照射一群处于基态的氢原子，氢原子可以跃迁到的激发态，再向低能级跃迁可以辐射出10种频率的光子，故C正确；
D．氢原子的核外电子由低能级跃迁到高能级时，轨道半径变大，动能变小，电势能变大，故D错误。
故选C。
2、B
【解析】
A．曲线运动的速度方向一直在变化，故A错误；
B．只要是匀变速运动，其加速度a的大小、方向均不变，任意相等时间内速度的变化量为
所以任意相等时间内速度的变化量相同，故B正确；
C．速率恒定的曲线运动，其速度方向变化，则；其加速度不恒定，任意相等时间内速度的变化量为
所以任意相等时间内速度的变化量不相同，故C错误；
D．物体所受合外力持续为零时，其加速度持续为0，速度的大小和方向均不改变，则物体只能做匀速直线运动，故D错误。
故选B。
3、D
【解析】
A．对点受力分析，如图所示：
根据平衡条件，并结合正弦定理，有：
由于，故：
A错误；
B．根据平衡条件，、的合力等于，B错误；
C．调节悬点的位置，使点向右移动，由于始终比长，所以不可能出现的情况，所以不可能使等于，C错误；
D．调节悬点的位置，使点向左移动，当趋向时，可使、都大于，D正确。
故选D。
4、C
【解析】
C．根据题意可知，cf长为11cm，则根据匀变速直线运动的位移差公式可得
其中
所以C正确；
D．匀变速直线运动中，某段的平均速度等于这一段中间时刻的瞬时速度，则d点的速度为
所以D错误；
B．根据匀变速直线运动的位移公式得
所以B错误；
A．同理可得b点的速度为
则
所以A错误。
故选C。
5、C
【解析】
ABD．根据光电效应方程有
Ekm=hν－W0
其中W0为金属的逸出功，其中
W0=hν0
所以有
Ekm=hν－hν0
由此结合图象可知，该金属的逸出功为E或者W0=hν0，当入射光的频率为2ν0时，代入方程可知产生的光电子的最大初动能为E，故ABD正确；
C．入射光的频率时，小于极限频率，不能发生光电效应，故C错误。
此题选择错误的，故选C。
6、C
【解析】
AB．对物体受力分析如图所示，正交分解，根据平衡条件列出方程
随着的增大，减小，增大，选项AB错误；
C．当物块恰好滑动时得
选项C正确；
D．缓慢转动过程中，圆筒对物体的作用力与重力等大反向，始终不变，D错误。
故选C。
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、ACD
【解析】
A．由题意可知，正粒子经磁场偏转，都集中于一点，根据左手定则可有，磁场的方向垂直平面向外，故A正确；
B．由洛伦兹力提供向心力，可得
运动的时间
运动的时间还与圆心角有关，粒子做圆周运动的圆心角不同，因此粒子的运动时间不等，故B错误；
C．当粒子速率时，粒子做圆周运动的半径为
能保证所有粒子都打在点的最小磁场区域如图
最小磁场区域面积为
故C正确；
D．当粒子速率时，粒子做圆周运动的半径为
能保证所有粒子都打在点的最小磁场区域如图
最小磁场区域面积为
故D正确；
故选ACD。
8、AD
【解析】
A．根据等量同种电荷等势面分布情况和对称性可知，A点和B点电势相等，若A点电势为5V，则B点电势为5V，故A正确；
B．根据等量同种电荷等势面分布情况和对称性可知，A点和D点电势相等，则同一正电荷在A D两点具有的电势能相等，故B错误；
C．由G点释放一个带正电粒子(不计重力) ，该粒子所受的电场力垂直于MN连线向上，所以粒子将沿GH连线向上运动，故C错误；
D．在E点电场强度方向由E到F，带正电的粒子受到的电场力方向由E到F，粒子将沿EF连线向F点运动，故D正确。
故选AD。
9、BD
【解析】
A．根据平移法，且同一列波各点起振方向均相同，可知a波起振方向向上，b波起振方向向上，故A错误；
B． 横波a的波长为4m，则周期
故B正确；
C． 横波b的波长为4m，则周期也为2s，t=1.5s时经过 ，则质点Q离开平衡位置的位移为-4cm，故C错误；
D． 两列波从相遇到分离所用的时间为
故D正确。
故选BD。
10、BC
【解析】
A．设绳子的长度为L，A的质量为M，B的质量为m，A从最高点到最低点的过程中机械能守恒，设到达最低点时的速度为v，则：
(M+m)v2＝(M+m)gL(1−csθ)
可得

若增大θ角再由静止释放，则A到达最低点的速度增大；
B开始做平抛运动时的速度与A是相等的，设抛出点的高度为h，则B落地时沿水平方向的分速度

B落地时速度方向与水平方向之间夹角设为α，则

可知θ增大则α减小，所以增大θ角再由静止释放，B落地时速度方向与水平方向之间夹角将减小。故A错误；
B．若增大θ角再由静止释放，平抛运动的水平位移
可知增大θ角再由静止释放，平抛运动的水平位移将增大，故B正确；
C．A与B一起摆动的过程中B受到的支持力与重力沿AO方向的分力的合力提供向心力，在任意位置时

在摆动的过程中A与B的速度越来越大，绳子与竖直方向之间的夹角减小，所以支持力FN越来越大。故C正确；
D．A、B一起摆动过程中，开始时它们的速度为零，则重力的功率为零；A与B一起恰好到达最低点时，沿竖直方向的分速度为零，所以重力的瞬时功率也等于零，可知A所受重力的功率一定是先增大后减小，故D错误。
故选BC。
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、0.225 2.150(2.150±0.002)
【解析】
(1)[1]根据游标卡尺的读数方法可知其读数为
(2)[2]根据螺旋测微器的读数方法可知其读数为
12、0.25（0.24～0.26均正确） 0.20（0.19～0.21均正确）
【解析】
[1][2]根据
F﹣μmg＝ma
得
a＝﹣μg
所以滑块运动的加速度a和所受拉力F的关系图象斜率等于滑块质量的倒数，由图形得加速度a和所受拉力F的关系图象斜率k＝4，所以滑块质量
m＝0.25kg
由图形得，当F＝0.5N时，滑块就要开始滑动，所以滑块与轨道间的最大静摩擦力等于0.5N，而最大静摩擦力等于滑动摩擦力，即
μmg＝0.5N
解得
μ＝0.20
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、；．
【解析】
①从A端最下方入射的光线发生全反射时其他光线能发生全反射，根据几何关系得
sinθ=
设全反射临界角为C，则要使A端垂直入射的光线全部从B端射出，必须有 θ≥C
根据临界角公式有sinC=
因此有：sinθ≥sinC
即有≥；
解得：R≥=
所以R的最小值为．
②在①问的情况下，θ=45°，R=．如图所示．
光在光纤内传播的总路程为S=2R+R=R
光在光纤内传播速度为v==c
所以所求时间为t==
14、（1）10 m/s，与电场方向夹角为60° （1）3.5 s
【解析】
（1）小球做匀速直线运动时，受力如图，
其所受的三个力在同一平面内，合力为零，则有：，
带入数据解得：，
速度v的方向与电场E的方向之间的夹角满足：
解得：，则；
（1）撤去磁场后，由于电场力垂直于竖直方向，它对竖直方向的分运动没有影响，以P点为坐标原点，竖直向上为正方向，小球在竖直方向上做匀减速直线运动，其初速度为，
若使小球再次穿过P点所在的电场线，仅需小球的竖直方向的分位移为零，则有：
联立解得：
15、（1）（2）， 28 m/s（3）30 m/s；；87.5 m
【解析】
解：（1）v-t图像如图所示．
（2）设刹车前汽车匀速行驶时的速度大小为v1，则t1时刻的速度也为v1，t2时刻的速度也为v2，在t2时刻后汽车做匀减速运动，设其加速度大小为a，取Δt=1s，设汽车在t2+n-1Δt内的位移为sn，n=1,2,3,…．
若汽车在t2+3Δt~t2+4Δt时间内未停止，设它在t2+3Δt时刻的速度为v3，在t2+4Δt时刻的速度为v4，由运动学有
①
②
③
联立①②③式，代入已知数据解得
④
这说明在t2+4Δt时刻前，汽车已经停止．因此，①式不成立．
由于在t2+3Δt~t2+4Δt内汽车停止，由运动学公式
⑤
⑥
联立②⑤⑥，代入已知数据解得
，v2=28 m/s⑦
或者，v2=29.76 m/s⑧
第二种情形下v3小于零，不符合条件，故舍去
（3）设汽车的刹车系统稳定工作时，汽车所受阻力的大小为f1，由牛顿定律有：f1=ma⑨
在t1~t2时间内，阻力对汽车冲量的大小为：⑩
由动量定理有：⑪
由动能定理，在t1~t2时间内，汽车克服阻力做的功为：⑫
联立⑦⑨⑩⑪⑫式，代入已知数据解得
v1=30 m/s⑬
⑭
从司机发现警示牌到汽车停止，汽车行驶的距离s约为
⑮
联立⑦⑬⑮，代入已知数据解得
s=87.5 m⑯