2023河南省天一大联考高三上学期9月阶段性测试（一）物理试题含答案

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考生注意:
1.答题前,考生务必将自己的姓名、考生号填写在试卷和答题卡上,并将考生号条形码粘贴在答题卡上的指定位置。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡对应题目的答案标号涂黑。如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。回答非选择题时,将答案写在答题卡上,写在本试卷上无效。
3.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
一、选择题:本题共10小题,每小题4分,共40分。在每小题给出的四个选项中,第1～6题只有一个选项符合题目要求,第7～10题有多个选项符合要求。全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分。
1. 卢瑟福用粒子轰击氮原子核发现了质子的同时, 发现氮原子核变成了氧原子核, 产生了氧的一种同位素。已知质子的质量为, 中子的质量为原子核的质量为, 真空中的光速为 , 则的比结合能为
A.
B.
C.
D.
2. 2022 年 6 月 17 日,中国第 3 艘航空母舰 “中国人民解放军海军福建舰”正式下水, 这一刻 标志着中国人民海军进人“三舰客时代”。福建舰上的舰载飞机采用最先进的电磁弹射系统, 帮助飞机在更短的加速距离内起飞。设在静止的航母上某种型号舰载飞机没有弹射系 统时匀加速到起飞速度需要的距离是, 弹射系统给飞机一个初速度之后, 匀加速到起飞速度需要的距离是, 若, 设飞机两次起飞的加速度相同, 则弹射速度与起飞速度之比为
A.
B.
C.
D.
3. 一枚苹果竖直上抛再落回原处,苹果运动过程中受到的空气阻力忽略不计,从苹果被抛出瞬间开始研究, 其动能满足二次函数的形式, 其中为常数且均不等于0 ,关于其中的物理意义, 下列说法正确的是
A. 表示苹果的瞬时速度
B. 表示苹果运动的位移
C. 表示苹果运动的时间
D. 表示苹果重力的功率
4. 已知是等腰直角三角形三个顶点,是平分线上的一点,,在四点分别固定四条长度均为的通电直导线, 四条直导线都垂直于三角形所在平面, 导线中的电流均为, 电流方向如图所示, 若导线在点产生磁场的磁感应强度大小为, 则放在点导线受到的安培力大小和方向正确的是
A. , 沿方向
B. , 沿方向
C. , 沿方向
D. , 沿方向
5. 逆变器是一种能够把蓄电池提供的直流电转变成交流电的工具。如图所示, 就是一种逆变器的电路, 核心的控制电路称为“逆变模块”,它的功能就是把直流转换成交流, 共有5个接线端子, 为输入端,与两块相同的蓄电池连接, 两块相同的蓄电池同时工作; Out1～ Out2为输出端, 与理想变压器原线圈相连。已知蓄电池的电动势为, 内阻不计, 负载电阻阻值为, 电流表读数为、电压表读数为, 逆变模块自身消耗的电功率忽略不计, 则变压器原、副线圈的匝数比为
A.
B.
C.
D.
6. 如图所示,是等腰三角形底边上的高,电荷量相等的两个正电荷分别固定在、两点。绝缘光滑杆与重合, 有一个带负电的轻质小球套在杆上, 自点从静止释放后沿杆滑下, 当小球运动到点时, 其速度大小为, 若处正电荷的电荷量变为原来的2倍, 其他条件不变,仍将小球由点从静止释放。不计小球的重力,小球可看作点电荷。当小球运动到点时, 其速度大小为
A.
B.
C.
D.
7. 有两颗人造地球卫星围绕地球做匀速圆周运动, 两条轨道在同一个平面上。某时刻卫星、距离最近, 经过时间卫星、距离仍是最近。已知卫星的周期为, 卫星的周期为, 则的值可能为
A.
B.
C.
D.
8. 如图所示, 一根不可伸长的轻绳, 一端系一可视为质点的小球, 另一端固定在点。小球在水平面内做匀速圆周运动, 当细绳与坚直方向夹角为时, 细绳拉力为, 小球角速度为。缓慢增加小球的转速, 当细绳与竖直方向夹角为时, 细绳拉力为, 小球角速度为, 已知 , 下面说法正确的是
A.
B.
C.
D.
9. 有一质量为的汽车, 发动机额定功率为, 在平直路面上行驶时所受阻力恒为车重的0.3倍, 汽车以的恒定加速度启动, 重力加速度取。车辆启动过程中, 下列说法正确的是
A. 发动机最大牵引力为
B. 做匀加速运动持续的时间为
C. 末汽车的速度为
D. 末发动机的实际功率为
10. 如图所示, 间距为的两条光滑平行金属导轨左侧倾斜, 右侧平直部分位于水平面上。水平面上部分区域有方向竖直向上、磁感应强度大小为的匀强磁场。金属棒与两导轨垂直, 静止放置在磁场中。金属棒从某一高处释放后进入磁场时的速度为。金属棒离开磁场的速度为同一时刻金属棒速度的。已知金属棒的质量为m, 电阻为, 金属棒的质量与电阻均为金属棒的 2 倍, 重力加速度为, 运动过程中两金属棒没有发生碰撞。从金属棒由静止释放至离开磁场这段时间内,下列说法正确的是
A. 在磁场中做匀加速运动
B. 最大速度为
C. 流过的电量为
D. 系统产生的焦耳热为
二非选择题:包括必考题和选考题两部分。第11～15题为必考题,每个试题考生都必须作答。第16,17题为选考题,考生根据要求作答。
(一)必考题:共55分。
11.(7分)(1)利用如图1所示的实验装置研究平抛运动,需要注意两点:
①斜槽末端一定要调整为________状态;
②让小球多次从斜槽上________由静止滚下。
(2)某同学在实验过程中得到了部分运动轨迹,然后在轨迹上以竖直向下为轴正方向、水平向右为轴正方向建立直角坐标系,如图2所示,其中A、B、C三点坐标分别为A(0,0)、B(20,15)、C(40,40),重力加速度g取,则该同学在实验过程中小球做平抛运动的初速度为________m/s(结果保留2位有效数字)。
12.(8分)某同学想要测定一个定值电阻R。的阻值(2kQ左右),实验室提供的实验器材
如下:
电流表(量程为,内阻)
电流表(量程为,内阻)
电压表(量程,内阻)
电压表(量程,内阻)
滑动变阻器(最大允许通过电流, 最大阻值)
滑动变阻器(最大允许通过电流, 最大阻值)
待测定值电阻
电源(电动势约, 内阻较小但不可忽略), 单刀开关, 导线若干
回答下列问题:
请选择合适的器材进行电路设计来完成对待测电阻的测量, 要求尽可能测量多组数据, 电表能有较大的偏转, 实验中滑动变阻器应选用_______(填“”或“”)，并采用_______( 填“限流”或“分压”) 接法。请在虚线框中画出的完整实验电路原理图。
根据设计的实验电路可求得 _______ (可用中的部分符号表示)。
13.(10分)如图所示,倾角为的斜面体ABC固定在高度为m水平桌面上,斜面顶点C与桌面边缘D距离L=0.4m,Q为斜面上的一点,P是QC的中点。小滑块与斜面间动摩擦因数,与桌面间动摩擦因数。将小滑块从斜面上Р点由静止释放,刚好能够停在D点;再将小滑块从斜面上Q点由静止释放,小滑块越过D点做平抛运动落在水地面上。小滑块从斜面到桌面转折处机械能损失不计, ,重力加速度g取。求:
斜面上点P与点C之间的距离;
小滑块做平抛运动的水平位移大小。
14.( 12分)如图所示,从离子源产生的甲,乙两种离子,由静止经电压为U的加速电场加速后在纸面内运动,自点与磁场边界成角射入磁感应强度大小为B方向垂直于纸面向里的匀强磁场。已知甲种离子从磁场边界的N点射出;乙种离子从磁场边界的M点射出;OM长为L,MN长为3L,不计重力影响和离子间的相互作用。求:
(1)甲种离子比荷;
(2)乙种离子在磁场中的运动时间。
15.(18分)如图所示,水平直轨道与光滑圆弧轨道相切于B点,处于自然状态的轻弹簧左端与墙壁相连,A是弹簧末端。质量为m 的小滑块静止放在B点,A、B之间的距离为5L。某时刻给小滑块施加一个大小等于mg的恒定推力F,F与竖直方向夹角。小滑块在推力F的作用下由静止向左运动并压缩弹簧最短至О点,然后从О点向右反弹,小滑块运动到A点右侧且与A相距2L的位置时速度为零。已知小滑块与水平面间的动摩擦因数,重力加速度大小为g。
(1)求小滑块第一次向左运动到达A点时速度的大小;
(2)求О点与A点的距离以及弹簧的最大弹性势能;
(3)若去掉推力F ,将滑块推至О点由静止释放,小滑块运动到圆弧轨道最高点C后做平抛运动,经过与圆心等高的D点(图中未画出) ,D与圆心水平距离为圆弧半径2倍，求圆弧半径以及滑块经过B点时的速度大小。
(二)选考题:共15分。请考生从给出的16、17两道题中任选一题作答。如果多做,则按所做的第一题计分。
16.[选修3-3]( 15分)
(1)(5分)如图所示为一定质量的理想气体发生状态变化时的图像,图像中的Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ对应理想气体的三个不同状态,坐标分别是Ⅰ(1,4)、Ⅱ(4,1)、Ⅲ(4,4),理想气体按照图中箭头所示由Ⅰ→Ⅱ→Ⅲ→Ⅰ完成一个循环。当理想气体由Ⅰ→Ⅱ过程中,气体分子的平均动能______(填“先增大后减小”“先减小后增大”或“不变”);由Ⅱ→Ⅲ过程中,气体______(填“吸收”或“放出”)热量;由Ⅲ-→Ⅰ过程中,气体放出的热量______(填“大于"“小于”或“等于”)外界对气体做的功。
(2)(10分)上端开口的导热汽缸放置在水平面上,大气压强为。气缸内有一卡子,横截面积为S的轻质活塞上面放置一个质量为m的重物,活塞下面密封一定质量的理想气体。当气体温度为时,活塞静止,此位置活塞与卡子距离为活塞与气缸底部距离的。现缓慢降低气缸温度,活塞被卡子托住后,继续降温,直到缸内气体压强为。已知重力加速度为g ,活塞厚度及活塞与气缸壁之间的摩擦不计。求:
(i)活塞刚接触卡子瞬间,缸内气体的温度;
(ii)缸内气体压强为时气体的温度。
17.[选修3-4](15分)
(1)(5分)---列简谐横波在时刻的波形如图1所示,A、B是介质中的两个质点,此时质点B正经过平衡位置,质点B的振动图像如图2。下列说法正确的是______.(填正确答案标号。选对1个得2分,选对2个得4分,选对3个得5分;每选错1个扣3分,最低得分为0分)
A.波沿x轴正方向传播
B.这列波的波速为0.2m/s
C.时刻,质点B的运动的加速度为零
D.时刻,质点A的位移为负值
E.时刻,质点A向y轴负方向运动
(2)(10分)如图所示,圆心为О的半圆形玻璃砖半径为R,A为半圆形玻璃砖平面上的一点,一束单色光以的入射角从A点射入玻璃砖,光线经过玻璃砖2次折射,从玻璃砖圆表面离开的光线相对于最初的入射光线发生了侧移,但传播方向未变。若入射光线从A点垂直于半圆形玻璃砖平面入射,则第一次射到玻璃砖圆表面光线恰好不能从玻璃砖射出。求:
(i)玻璃的折射率;
(ii)光线发生侧移的距离。