河南省孟州市2023届高三（上）第一次名校联考测试物 理 试 题(有答案及解析)

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河南省孟州市2023届高三（上）第一次名校联考测试物理试题第Ⅰ卷(选择题  共48分)一、选择题(本题共8小题，每小题6分，共48分。在每小题给出的四个选项中，第1～5题只有一项符合题目要求，第6～8题有多项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分)1. 一个质子和两个中子聚变为一个氚核，已知质子质量mH=1.0073u，中子质量 mn=1.0087u，氚核质量m=3.0180u，已知1u=931.5MeV。则以下说法正确的是(　　)A. 该核反应方程式为B. 该核反应中释放出的核能为6.42MeVC. 该核反应中平均每个核子的质量增大了D. 该核反应中平均每个核子的质量减小了2. 若将地球看作质量分布均匀的球体(半径为R)，且不计地球的自转。关于地球表面处的重力加速度g1，地球表面下方深处的重力加速度为g2，地球表面上方高处的重力加速度为g3，下列说法正确的是(　　)A. g3<g2 <g1                                B. g2 <g3 <g1 C. g1 <g2 <g3                               D. g1<g3 <g23. 在探究超重和失重规律时，某同学手握拉力传感器静止不动，拉力传感器下挂一重为G的物体，传感器和计算机相连。该同学手突然竖直向上提升一下物体，经计算机处理后得到拉力F随时间t变化的图像，则下列图像中可能正确的是(  )A.  B. C  D. 4. 如图所示，理想变压器原线圈c、d两端接入稳定的交流电压，b是原线的中心抽头，S为单刀双掷开关，滑动变阻器R的滑片处于变阻器正中间，电表均为理想电表，下列说法中正确的是(  )A. 只将S从a拨接到b，电流表的示数将减半B. 只将S从a拨接到b，电压表的示数将减半C. 只将滑动变阻器R的滑片从中点移到最上端，电流表的示数将减半D. 只将滑动变阻器R的滑片从中点移到最上端，c、d两端输人的功率将为原来的5. 如图所示，两根电阻不计的平行光滑长直金属导轨水平放置，导体棒a和b垂直跨在导轨上且与导轨接触良好，导体棒a的电阻大于b的电阻，匀强磁场方向竖直向下。当导体棒b在大小为F2的水平拉力作用下匀速向右运动时，导体棒a在大小为F1的水平拉力作用下保持静止状态。若U1、U2分别表示导体棒a和b与导轨两个接触点间的电压，那么它们大小关系为(　　)
 A. F1=F2，U1> U2 B. F1< F2，U1< U2 C. F1 > F2，U1< U2 D. F1 = F2，U1= U26. 如图所示，水平传送带匀速运动，在传送带的右侧固定一弹性挡杆.在时刻，将工件轻轻放在传送带的左端，当工件运动到弹性挡杆所在的位置时与挡杆发生碰撞，已知碰撞时间极短，不计碰撞过程的能量损失.则从工件开始运动到与挡杆第二次碰撞前的运动过程中，工件运动的图像可能是(     )A.  B. C.  D. 7. 如图所示，在光滑绝缘水平面上有一半径为R圆，AB是一条直径，空间有与水平面平行的匀强电场，场强大小为E．在圆上A点有一发射器，以相同的动能平行于水平面沿不同方向发射带电量为+q的小球，小球会经过圆周上不同的点，在这些点中，以过C点的小球动能最大，且AC两点间的距离为R．忽略小球间的相互作用，下列说法正确的是A. 电场的方向与AB间的夹角为30°B. 电场的方向与AB间的夹角为60°C. 若A点的电势φA=0，则C点的电势φC=-1.5ERD. 若在A点以初动能Ek0发射的小球，则小球经过B点时的动能EkB=Ek0+qER8. 如图所示，在竖直平面内有一匀强电场，一带电荷量为 + q、质量为m的小球在力F、重力、电场力的共同作用下，沿图中竖直虚线由M到N做匀速直线运动。已知MN竖直，力F方向与MN之间的夹角为45°，M、N之间的距离为d，重力加速度为g。下列说法正确的是(  )A. 如果电场方向水平向右，则qE = mgB. 如果电场方向水平向右，则小球从M到N的过程中电势能增加mgdC. 小球从M到N的过程中F所做的功为D. 电场强度E可能的最小值为第Ⅱ卷(非选择题共62分)二、非选择题(本题包括必考题和选考题两部分，共62分。第9题～第12题为必考题，每个试题考生都必须作答，第13题～第16题为选考题，考生根据要求作答)(一)必考题9. 如图甲所示，一位同学利用光电计时器等器材做“验证机械能守恒定律”的实验。有一直径为d、质量为m的小金属球从A处由静止释放，下落过程中能通过A处正下方、固定于B处的光电门，测得A、B间的距离为H(H≫d)，光电计时器记录下小球通过光电门的时间为t，当地的重力加速度为g。则：(1)如图乙所示，用螺旋测微器测得小球的直径d＝________mm；(2)多次改变高度H，重复上述实验，作出随H的变化图像如图丙所示，当图中已知量t0、H0和重力加速度g及金属球的直径d满足表达式________________时，可判断小球下落过程中机械能守恒；(3)实验中发现动能增加量ΔEk总是稍小于重力势能减少量ΔEp，增加下落高度后，则ΔEp－ΔEk将_____(填“增加”“减小”或“不变”)。10. 某同学使用伏安法测量一电阻的阻值。(1)该同学设计了如图甲所示的电路图，实验中读出电流表和电压表的读数分别为I0和U0，根据公式得出了被测电阻的阻值。由于电压表不能看作理想电表，该同学测出的阻值_________(填“大于”或“小于”)被测电阻的真实值；(2)为使测量结果更准确，该同学又设计了如图乙所示的电路图。①按照电路图乙，将图丙中实物连线补充完整__________；②该同学连接好电路，保持开关S2断开、闭合开关S1，调节滑动变阻器的滑片到适当位置，读出电流表A1、A2和电压表V的示数分别为I1、I2和U，则电压表V的内阻__________；③闭合开关S2，读出电流表A1和电压表V的示数分别为I1′和U′，则被测电阻的阻值__________(用I1、I2、U、I1′和U′表示)。11. 如图所示，真空中竖直矩形ABCD区域内有水平向左的匀强电场，AC高是LAC=1.2d，AB宽是LAB=d，O点是AB中点，长L=d的绝缘细线一端固定在O点，另一端拴质量为m、电荷量为q的带正电小球。拉直细线与竖直线夹θ=37°角，从P点静止释放小球。其中d、m、q是已知量，重力加速度为g，场强E= ，取sin37°=0.6，cos37°=0.8。求：(1)小球在最低点时细线拉力大小；(2)小球第一次到达左侧的最高点相对P点的高度。12. 如图所示为小朋友玩的“风火轮”游戏装置模型。已知滑块A质量m=0.1kg，平板车B质量M可调，凹槽F一侧的位置也可调，滑块A与所有接触面之间动摩擦因数均为µ=0.5，凹槽地面对平板车B的摩擦不计。开始时平板车B紧靠凹槽E侧静止，游戏时先让滑块A压缩弹簧至最短，此时A(可看做质点)至平台右侧距离S=0.4m，由静止释放A后被弹出至E点时滑块以速度v0=4m/s冲上平板车B，平板车B运动至F侧立刻被粘在F位置固定不动，已知斜面FG与水平面间夹角θ=37°，h=0.03m，g=10m/s2，(不计滑块A由平台至B和由B至斜面转换间能量损失)：(1)求弹簧压缩至最短时的弹性势能EP；(2)若平板车B质量M=0.4kg，B车右端刚运动至F侧瞬时，滑块A恰好以速度v1=2m/s冲上斜面FG，求B车上表面长度L；(3)保持平板车上表面长度不变，仅调节平板车B的质量为M=0.1kg，调整F侧的位置使凹槽间距EF=1.7m，求滑块A由水平台E处运动到斜面顶端G处所用的时间。(二)选考题(共15分．请考生从给出的2道物理题任选一题作答，并用2B铅笔在答题卡上把所选题目题号后的方框涂黑。注意所做题目的题号必修与所涂题目的题号一致，并且在解答过程中写清每问的小题号，在答题卡指定位置答题。如果多做，则每学科按所做的第一题计分。【物理-选修3-3】13. 用“油膜法估测分子的大小”的实验步骤如下：A．用滴管将浓度为0.1%的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中，记下滴入1mL的油酸酒精溶液的滴数N，求出_____；B．将痱子粉均匀地撒在浅盘内水面上，用滴管吸取浓度为0.1%的油酸酒精溶液，从低处向水面中央滴入一滴油酸酒精溶液，使之充分扩散，形成_____；C．待油酸薄膜的形状稳定后，将玻璃板放在浅盘上，用彩笔将油酸薄膜的形状画在玻璃板上；D．将画有油酸薄膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上，以坐标纸上边长为1cm的正方形为单位，数出轮廓内正方形的个数约为M个，计算出油酸薄膜的面积。利用以上测量数据，写出单个油酸分子直径d的表达式为d=_____m。14. 如图所示，一定质量的理想气体在状态A时压强为2.0×105 Pa，经历A-B-C-A的过程，整个过程中对外界放出154.5J的热量。求：(1)该气体在C状态下的压强Pc；(2)在B-C过程中外界对该气体所做的功。【物理-选修3-4】15. 一列简谐横波沿x轴正方向传播，P和Q是介质中平衡位置分别位于x=lm和x=7m的两个质点。t=0时刻波传到P质点，P开始沿y轴正方向振动，t=ls时刻P第1次到达波峰，偏离平衡位置位移为0.2m；t=7s时刻Q第1次到达波峰。下列说法正确的是(　　)A. 波的频率为4HzB. 波的波速为1m/sC. P和Q振动反相D. t=13s时刻，Q加速度最大，方向沿y轴负方向E. 0~13s时间，Q通过的路程为1.4m16. 如图所示，一细光束从空气垂直射到直角三棱镜的AB界面上，在BD界面的中点E发生全反射，并从AD界面射出(不考虑光束在AD界面上发生反射的光线)，出射光线与BD界面平行。已知AB长为2L，∠A=90°， ∠B =60°，光在真空中传播速度为c，求：①棱镜材料的折射率n；②光在棱镜中传播所用时间t。
参考答案一.选择题 1【答案】：D【解析】A．核反应方程式应该用箭头表示，即，A错误；B．该核反应质量亏损为释放出的核能为B错误；C D．该核反应中释放能量，平均每个核子质量减小，C错误，D正确。故选D。2【答案】：A【解析】在地球表面的物体，万有引力近似等于重力，有在地球表面下方深处的重力加速度相当于半径为的球体在其表面产生的加速度，由球的体积公式及 可知，半径为的球体质量为原来的，故地球表面上方高处的重力加速度为由上面的分析可知故选A。3【答案】：C【解析】该同学受突然竖直向上提升以下物体，物体得加速度向上，对物体进行受力分析，拉力F为传感器得弹簧发生形变产生的，则在突然向上提升物体得过程加速度在逐渐增大，即F也逐渐增大，突然向上提升后，手静止，物体还在向上加速运动运动，但是拉力F会逐渐减小，当拉力F减小到等于重力时，加速度为零，此时速度最大，此后拉力小于重力，物体做减速运动，物体处于失重状态，最后物体静止，重力等于拉力。故选C。4【答案】: C【解析】AB．只将S从拨接到，原线圈的匝数减半，根据可知副线圈的输出电压增大到原来的2倍，即电压表的示数增大到原来的2倍，根据欧姆定律可知副线圈的输出电流增大到原来的2倍，根据可知副线圈的输出功率增大到原来的4倍，所以原线圈的输入功率增大到原来的4倍，根据可知原线圈的输入电流增大到原来的4倍，即电流表的示数将增大到原来的4倍，故A、B错误；CD．只将滑动变阻器的滑片从中点移到最上端，负载增大到原来的2倍，根据可知副线圈的输出电压不变，根据欧姆定律可知副线圈的输出电流减小到原来的一半，根据可知副线圈的输出功率减小到原来的一半，所以原线圈的输入功率减小到原来的一半，即、两端输人的功率将为原来的一半，根据可知原线圈的输入电流减小到原来的一半，即电流表的示数将减半，故C正确，D错误；故选C。5【答案】：D【解析】导体棒a、b与导轨构成了闭合回路，流过a、b的电流是相等的；a静止不动，b匀速运动，都处于平衡状态，即拉力等于安培力，所以导体b相当于电源，导体a相当于用电器，由于电路是闭合的，所以导体a两端的电压导体b切割磁感线产生的电动势所以其输出的路端电压故选D。6【答案】CD【解析】工件与弹性挡杆发生碰撞后，其速度的方向改变，应取负值，故AB错误；工件与弹性挡杆发生碰撞前的加速过程中和工件与弹性挡杆碰撞后的减速过程中所受滑动摩擦力不变，所以两过程中加速度大小不变，工件运动至与弹性挡杆碰撞前，可能做匀加速直线运动，也可能与传送带一起做匀速直线运动，故CD正确.7【答案】: BC【解析】AB、点A与点C间的距离为，连接CO，，说明；小球在匀强电场中，从a点运动到c点，根据动能定理有：，因为到达C点时的小球的动能最大，所以最大，则在圆周上找不到与C电势相等的点，且由A到C电场力对小球做正功，过C点作切线，为等势线电场线与等势面垂直，场强方向如图示，所以电场方向与AB间的夹角θ为，故A错误，B正确；C、AC间的电势差为：，若A点的电势，根据，则C点的电势，故C正确；D、AB间的电势差为：，根据动能定理，在A点以初动能发射的小球，从A到B动能增加量为qER，则小球经过B点时的动能，故D错误；故选BC．8【答案】：AD【解析】AB．小球受到重力、拉力和电场力，若电场力向右做出受力分析图如下图所示根据几何关系，mg = Eq，且电场力Eq与MN垂直，则小球从M运动到N电场力不做功，即小球从M运动到N时电势能变化量为零，A正确，B错误；C．由于电场力变化时，F大小也跟随着改变，所以做功也不能具体确定值，C错误；D．根据共点力的平衡可作出下列受力分析图由图可知，当电场力qE与F垂直时，电场力最小，此时场强也最小，则得Emin= 故选AD。二. 非选择题9【答案】：(1). 6.860    (2).     (3). 增加【解析】 (1)[1]根据螺旋测微器读数规则得读数为：6.5mm+36.0×0.01mm=6.860mm(2)[2]若要满足机械能守恒，则金属球减小的重力势能等于金属球增加的动能，则有即解得 (3)由于该过程中有阻力做功，而高度越高，阻力做功越多，故增加下落高度后，则ΔEp－ΔEk将增加10【答案】：(1). 小于    (2).     (3).     (4). 【解析】 (1)[1]．甲图中由于电压表的分流作用使得电流表的测量值偏大，则测出的阻值Rx小于被测电阻的真实值；(2)①[2]．电路连线如图：②[3]．电压表内阻③[4]．由电路可知，待测电阻阻值将带入可得11. 解:(1)设小球在最低点的速度大小为v1，线拉力大小为F，则解得(2)设小球第一次到达左侧的最高点相对P点的高度为h，则解得12. 解:(1)A与平面间摩擦力由能量守恒有解得(2)A在平板车上滑行，由动量守恒有由能量守恒有解得(3)假设平板车B在碰撞以前AB两车已经共速：对A解得对B，由解得假设经过t1时间后A、B共速v3，有解得，A位移解得B位移，因此假设成立。B车匀速运动阶段解得以后B停止，小车A继续匀减速到斜面底端时速度为v4由解得解得A在斜面上匀减速：由解得由解得因此13【答案】：(1). 1滴油酸酒精溶液的体积    (2). 单分子油膜   (3). 【解析】： [1]用滴管将浓度为0.1%的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中，记下滴入1mL的油酸酒精溶液的滴数N，求出1滴油酸酒精溶液的体积[2]将痱子粉均匀地撒在浅盘内水面上，用滴管吸取浓度为0.1%的油酸酒精溶液，从低处向水面中央滴入一滴油酸酒精溶液，使之充分扩散，形成单分子油膜[3]每一滴油酸酒精溶液的体积是，纯油酸的体积为油膜的厚度，即油分子的直径为14. 【解析】【分析】【详解】(1)气体从C到A的过程，由查理定律有解得(2)全过程中，内能改变量为零，而外界对气体做功气体由A-B的过程由热力学第一定律代入数据得15【答案】: BCE【解析】A．由题意可知可得T=4s频率f=025Hz选项A错误；B． t=ls时刻P第1次到达波峰，t=7s时刻Q第1次到达波峰，可知在6s内波传播了6m，则波速为选项B正确；C．波长为因PQ=6m=1λ，可知P和Q振动反相，选项C正确；DE．t=7s时刻Q第1次到达波峰，则t=6s时刻Q点开始起振，则t=13s时刻， Q点振动了7s=1T，则此时Q点到达波谷位置，加速度最大，方向沿y轴正方向；此过程中Q通过的路程为7A=7×0.2m=1.4m，选项D错误，E正确。故选BCE。16. 解:①光在直角三棱镜中传播的光路图如图所示：
 设光在AD界面的入射角为r，折射角为i ，根据几何关系和折射定律可得解得②根据直角三角形的边角关系可得解得