2023届河南省五市高三下学期第二次联考（二模）理综物理试题

2023届河南省五市高三下学期第二次联考（二模）理综物理试题

学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________

一、单选题

1．研究光电效应现象实验装置如图所示，用光子能量为的紫外线照射到光电管阴极K，发生了光电效应。调节滑片P，当电压表的示数为时，电流计G的示数恰好为零，则在该实验中（　　）

A．光电子的最大初动能为

B．阴极K的逸出功等于

C．若此时增大入射光的频率，电流计示数仍为零

D．若此时增大入射光的光强，电流计示数仍为零

2．2021年10月14日，我国成功发射首颗太阳探测科学技术试验卫星“羲和号”，实现我国太阳探测零的突破，这标志着我国正式步入“探日”时代。“羲和号”卫星运行轨道离地高度，该轨道是经过地球南北极上空且圆心在地心的圆周。已知地球半径，地球同步卫星离地高度，下列说法正确的是（　　）

A．相同时间内，“羲和号”卫星与地心连线扫过的面积大于同步卫星与地心连线扫过的面积

B．“羲和号”卫星绕地球做匀速圆周运动的周期小于同步卫星的周期

C．“羲和号”卫星绕地球做匀速圆周运动的加速度小于同步卫星的加速度

D．“羲和号”卫星的线速度与地球同步卫星的线速度大小之比等于

3．如图所示，在平面直角坐标系xOy的坐标轴上固定四个点电荷A、B、C、D，它们到原点O的距离相等，其中A、C的电荷量为，B、D的电荷量为。a、b、c、d是坐标轴上到原点距离相等的四个点。则（　　）

A．a点的场强与c点的场强相同

B．a点的电势与b点的电势相等

C．试探电荷在a点的电势能等于在c点的电势能

D．试探电荷沿直线从a点运动到d点电场力不做功

4．如图所示，甲、乙两辆玩具小汽车（可以视为质点）并排沿平直路面的相邻轨道向前行驶，两车都装有蓝牙设备，这两个蓝牙设备可以在以内实现通信。时刻，甲、乙两车刚好位于图示位置，此时甲车的速度为，乙车的速度为，从该时刻起甲车以的加速度做匀减速运动直至停下，乙车保持原有速度做匀速直线运动。忽略轨道间距和信号传递时间，则从时刻起，两车能利用蓝牙通信的时间为（　　）

A． B． C． D．

5．如图所示，水平面内边长为的正方形MNPQ区域内有磁感强度大小均为B，方向相反的匀强磁场，O、分别为MN和PQ的中点。一边长为l，总电阻为R的正方形线框abcd，沿直线匀速穿过图示的有界匀强磁场，运动过程中bc边始终与MN边平行，线框平面始终与磁场垂直，正方形线框关于直线上下对称。规定电流沿逆时针方向为正，则线框穿过磁场过程中电流I随时间t变化关系正确的是（  ）

A． B．

C． D．

二、多选题

6．如图所示，间距为的两条平行光滑竖直金属导轨PQ、MN足够长，底部Q、N之间连接阻值为的电阻，磁感应强度大小为、足够大的匀强磁场与导轨平面垂直。质量为m、阻值为的金属棒ab垂直放在导轨上，且棒的两端始终与导轨接触良好。导轨的上端点P、M分别与横截面积为的匝线圈的两端连接，线圈的轴线与磁感应强度大小均匀变化的匀强磁场平行。开关K闭合后，金属棒ab恰能保持静止。已知重力加速度大小为g，其余部分电阻均不计。则由此可知（　　）

A．匀强磁场的磁感应强度均匀减小

B．流过电阻的电流为

C．匀强磁场的磁感应强度的变化率为

D．断开K之后，金属棒ab下滑的最大速度为

7．如图甲所示，小物块（可以看成质点）以一定的初速度从倾角为的斜面底端A点沿斜面向上运动。选择地面为参考平面，上滑过程中，物块的机械能E随物块离A点距离s的变化关系如图乙所示。小物块上滑时离A最远距离为，重力加速度大小g取，则（　　）

A．物体的质量

B．物体与斜面间的动摩擦因数

C．物体上滑过程中的加速度大小

D．物体回到斜面底端时的速度为

8．下图是游乐场中的“旋转飞椅”，它可以简化为下图所示的模型，圆盘直径为D，飞椅通过长度相同的钢丝绳悬挂起来，不同的飞椅悬点到转轴中心的距离不同，乘客坐上座椅后其重心到悬点的距离均为L。座椅上坐满质量均相等的乘客后，机器启动，带动圆盘匀速转动，稳定后悬挂于圆盘边缘的A座椅钢丝绳与竖直方向夹角为。座椅及悬挂座椅的所有钢丝绳重力均不计，重力加速度大小为g，下列说法正确的是（　　）

A．圆盘转动的角速度为

B．每位乘客的加速度大小均为

C．飞椅悬点到转轴中心距离越大，悬挂座椅的钢丝绳拉力越大

D．悬挂座椅的所有钢丝绳拉力大小均相等

三、实验题

9．利用如图所示的装置研究滑块在斜面上的运动。一斜面上安装有两个光电门，其中光电门乙固定在斜面上靠近底端处，光电门甲的位置可移动。当一带有遮光片的滑块自斜面上端滑下时，与两个光电门都相连的计时器可以显示出遮光片从光电门甲至乙所用的时间。改变光电门甲的位置进行多次测量，每次都使滑块从同一点由静止开始下滑，并测量出甲、乙之间的距离，记下相应的值，所得数据如表中所示。

完成下列填空和作图：

（1）根据表中给出的数据，在下图给出的坐标纸上画出图线_________。

（2）由所画出的图线，可以得出滑块经过光电门乙速度大小为_________，滑块在斜面上运动加速度的大小为______，（结果均保留2位有效数字）。

10．为了测量某电池（允许通过最大电流为）的电动势E（约为）和内阻r，选用的器材如下：

A．电流表（量程为，内电阻为）

B．电流表（量程为，内电阻为）

C．电阻箱（）

D．电阻箱（）

E．滑动变阻器（）

F．待测电池

G．开关一个、导线若干

（1）实验小组设计了如图所示的电路，由于电表量程太小，实验前需要改装量程为的电压表和量程为的电流表，选择合适器材，将上图的实验电路补充完整，要求改装后的电压表、电流表尽可能精确。图中必须标出各器材符号_______（或）。

（2）图中的值应调整为_________，的值应调整为________。

（3）改变滑动变阻器滑片位置，记录两电流表的读数，在处理数据时，作出了如下所示的图像，通过分析可知电源的电动势为__________V，电源的内阻为__________（结果均保留两位有效数字）。

四、解答题

11．如图所示，一个质量为的小物块A（可以视为质点）放在质量为的木板B的左端，木板B右边某处有一质量为的木板C。现突然给A水平向右大小为的速度，使A向右运动，当A滑到B的右端时，A、B速度刚好相等，而且B、C刚好碰撞，碰撞过程中无机械能损失，A物块最终未从C上滑下。已知A与B、C间的动摩擦因数均为以，水平地面光滑，两木板厚度相同，重力加速度大小g取，求：

（1）开始时木板之间的距离；

（2）整个过程中系统因摩擦而产生的热量。

12．如图所示，在平面内存在按区域分布的匀强电场和匀强磁场。第一象限内存在磁感应强度大小为B，方向垂直平面向外的匀强磁场，第二象限内存在平行y轴向下的匀强电场，在三、四象限内的区域存在垂直平面向里的匀强磁场。现让一带电粒子从第二象限的P点以大小为的速度水平射出，粒子经y轴上的Q（未画出）点进入第一象限，随后又从O点进入第三象限，粒子运动过程中经过x轴上的M点。已知粒子带电量为（），P点的坐标为（，），M点离O点的距离为，粒子经过O点时与y轴负方向夹角为，不计粒子重力，带电粒子离开电场后便不会再进入电场，求：

（1）粒子在电场中运动的加速度大小；

（2）第二象限内电场强度的大小；

（3）三、四象限内的区域磁感应强度的最大值。

五、多选题

13．如图所示，一定质量的理想气体从状态A变化到状态B，再变化到状态C，状态A与状态C的温度相同，虚线为原点与B点的连线。在此过程中，下列说法正确的是（　　）

A．从状态A变化到状态B的过程中，气体的内能一直增大

B．从状态A变化到状态B的过程中，外界一直对气体做功

C．从状态A变化到状态B的过程中，气体一直从外界吸热

D．从状态B变化到状态C的过程中，气体分子热运动的平均动能一直减小

E．从状态A变化到状态C的过程中，气体从外界吸收的热量大于气体对外做的功

六、解答题

14．长玻璃管开口向上竖直放置，管内两段水银柱C、D封闭两段空气柱A、B，水银柱C上端与管口平齐，下端是一个厚度不计的轻质活塞P，水银柱D的长度，当环境温度时，空气柱B的长度为，如图（a）所示；现将空气柱B浸入温水中，对水加热，当水温缓慢升高到时，活塞P上的水银刚好全部排出玻璃管外，如图（b）所示，此时空气柱B的长度，大气压强，空气柱A的温度始终与环境温度相同，热力学温度，求：

（1）水银柱C的长度；

（2）空气柱A在图（a）状态时的长度。

七、多选题

15．一列简谐横波沿r轴方向传播，在0.25s时刻的波形图如图甲所示，图乙为x=1.5m处的质点b的振动图像，下列说法正确的是 。

A．该波向左传播

B．该波的波速为2m/s

C．质点c（x=2m）与质点e（x=4m）的运动方向总相反。

D．质点d（x=3m）在t=0.75s时处于平衡位置，并正往y轴正方向运动

E．质点a（x=1m）在t=1.25s时向右运动了4m

八、解答题

16．如图，ABC是某三棱镜的横截面，，，边长，一条平行于BC的光线入射到AB边上D点，经棱镜两次折射从AC边中点E射出，出射光线与AC边的夹角

（1）求该棱镜材料的折射率；

（2）若平行于BC边平移入射光线，当AB边的入射点在F（图中未画出）时，光线再次从E点射出。请判断光线是否会在BC边发生全反射，并求F点到D点的距离。（每条边只考虑一次反射或折射）

参考答案：

1．D

【详解】A．当电压表的示数为时，电流计的示数恰好为0，则遏制电压为

则光电子的最大初动能为，故A错误；

B．根据爱因斯坦光电效应方程可知，光电管阴极的逸出功为

故B错误；

C．若此时增大入射光的频率，则光电子的最大初动能增大，如使电流计的示数为0，则需要增大遏止电压，故需要移动滑动变阻器，故C错误；

D．光子能量仅与入射光的频率有关，与光的强度无关，因此仅增加入射光线的强度，光电子的出射的最大初动能不变，电流计的计数仍为0，故D正确。

故选D。

2．B

【详解】A．绕地球运动的卫星与地心的连线在相同时间内扫过的面积为

由万有引力提供向心力有

联立可得

可知，由于“羲和号”卫星轨道半径小于同步卫星的轨道半径，则相同时间内，“羲和号”卫星与地心连线扫过的面积小于同步卫星与地心连线扫过的面积，故A错误；

B．由万有引力提供向心力有

解得

可知，由于“羲和号”卫星轨道半径小于同步卫星的轨道半径，则“羲和号”卫星绕地球做匀速圆周运动的周期小于同步卫星的周期，故B正确；

C．由万有引力提供向心力有

解得

可知，由于“羲和号”卫星轨道半径小于同步卫星的轨道半径，则“羲和号”卫星绕地球做匀速圆周运动的加速度大于同步卫星的加速度，故C错误；

D．由万有引力提供向心力有

解得

则“羲和号”卫星的线速度与地球同步卫星的线速度大小之比等于，故D错误。

故选B。

3．C

【详解】A．根据对称性和电场强度的叠加性可知a点的场强与c点的场强大小相同，方向相反，故A错误；

B．将、两点看成一组等量异种电荷，、两点看成一组等量异种电荷，、两点看成一组等量异种电荷的电场点电势大于点的电势，、两点看成一组等量异种电荷的电场点电势大于点电势，由于、离、距离较近，根据电势的叠加可知a点的电势大于b点的电势，故B错误；

C．根据对称性可知a点的电势等于c点的电势，则试探电荷在a点的电势能等于在c点的电势能，故C正确；

D．由B选项分析可知点的电势大于点的电势，则试探电荷在a点的电势能大于在d点的电势能，可知试探电荷沿直线从a点运动到d点电场力做正功，故D错误。

故选C。

4．C

【详解】根据几何知识可知，当甲车在乙车前方时，有

根据运动学公式有

解得

，

由于

解得

在3s时甲已经静止，故舍去，则之后，甲车停下，乙车运动，故甲、乙两车的距离不断减小，从开始到乙车行驶至甲车前方6m的过程中，这段过程经历的时间为

所以甲、乙两车能利用蓝牙通信的时间为

故选C。

5．B

【详解】当b点接触MQ前，bc切割磁感线，电动势E=Blv

根据楞次定律，电流方向为逆时针，正方形线框继续向右运动，在ad边进入磁场前的时间内，bc边上下两部分在方向不同的磁场中运动，在垂直纸面向里的磁场中运动的部分长度越来越短，在垂直纸面向外的磁场中运动的部分长度越来越长，但在垂直纸面向里的磁场中运动部分的长度一直大于在垂直纸面向外的磁场中运动部分的长度，所以这段时间内电流方向为逆时针，且电流逐渐减小，当ad边运动至与MN重合时，电流为0，ad边刚进入时，根据楞次定律，电流方向为顺时针， bc边上下两部分切割磁感线长度相等，感应电动势方向相反，所以此时电流大小为

此后电流一直增大，到bc边运动至整条边都在向外的磁场时，电流最大，最大电流为，bc边运动PQ重合时，电流为，此后根据楞次定律，电流逆时针方向，且电流一直增大，当ad边在磁场中运动时，电流为。

故选B。

6．CD

【详解】A．根据题意可知，开关K闭合后，金属棒ab恰能保持静止，则金属棒受竖直向上的安培力，大小等于金属棒的重力，保持不变，由左手定则可知，电流方向由，且大小不变，则线圈中电流方向为，由楞次定律可知，的磁感应强度均匀增加，故A错误；

BC．设流过金属棒的电流为，由A分析可知

解得

由并联分流原理可得，流过电阻的电流为

由于线圈电阻不计，则金属棒两端电压等于线圈产生的感应电动势，则有

解得

故B错误，C正确；

D．断开K之后，当金属棒所受合力为零时，速度最大，设最大速度为，则有

解得

故D正确。

故选CD。

7．AD

【详解】A．上升到最高点时物体的机械能等于重力势能，则

解得

故A正确；

B．机械能的变化量等于除重力外的其它所做的功，故满足

其中

解得

故B错误；

C．上滑过程中由牛顿第二定律可得

解得

故C错误；

D．下滑过程中由牛顿第二定律可得

解得

由运动学公式可得

解得

故D正确。

故选AD。

8．ABC

【详解】B．对乘客受力分析，设绳子拉力为T，可知

解得

故B正确；

A．由图可知，乘客转动半径为

由于

则

故A正确；

C．由于

则飞椅悬点到转轴中心距离越大，越大，越小，则T越大，故C正确；

D．由于靠外侧的绳子的夹角较大，故外侧绳子的拉力较大，故D错误。

故选ABC。

9．          0.87/0.86/0.88     0.49/0.48/0.50

【详解】（1）[1]根据表格中数据，通过描点画图的方法，在坐标纸上画出图像，如图所示

（2）[2][3]根据题意可知，滑块下滑时做匀加速直线运动，设加速度为，到达乙光电门时的速度为，由逆向思维有，滑块从光电门乙开始，向上做匀减速直线运动，则有

整理可得

结合图像可得

解得

10．          2     280     2.7     0.29

【详解】（1）[1]由图可知，与并联的电流表，是用于改装成大量程的电流表，则电流表的阻值要比分流电阻的阻值要大一些，则分流电阻流过的电流会更多，总电流才会更大，故此处的电流表为；与串联的电流表，是用于改装成大量程的电压表，则电流表的阻值要比分压电阻阻值小一些，则分压电阻分担的电压会更大，总电压才会更大，故此处的电流表为，则完整的电路图，如图所示

（2）[2]由题可知，要将改成量程为0.5A的电流表，则有

代入数据解得

[3]要将改成量程为3V的电压表，则有

代入数据解得

（3）[4][5]根据闭合电路欧姆定律，则有

代入数据可得

则对比图像可得

，

解得

，

11．（1）；（2）

【详解】（1）根据题意可知，A开始运动后，A做加速度为的减速运动，B做加速度为的加速运动，由牛顿第二定律有

设经时间，A、B共同速度为，则有

联立解得

碰前B、C之间的距离为

（2）设B、C两板碰后速度分别为、，B、C两板碰撞时机械能守恒，选向右为正，则有

解得

B、C两板碰后A滑到C上运动，A物块最终未从C上滑下，则A、C最终共速，由动量守恒定律有

解得

由能量守恒定律可得，整个过程中系统因摩擦而产生的热量为

12．（1）；（2）；（3）

【详解】（1）依题意可知粒子在第二象限做类平抛运动，第一次进入第一象限时速度与y轴负方向夹角为，设粒子刚进入第一象限时速度为，竖直分速度为，则有

P到Q的过程中，设粒子运动时间为，依题意可知

则粒子在电场中运动的加速度为

代入数据解得

（2）粒子在电场中竖直方向的位移为

联立解得

设粒子在磁场I中做圆周运动的半径为，由几何关系可知从Q到O粒子转过的角度为，则有

代入数据得

设第一象限电场强度的大小为，由牛顿第二定律可知

粒子在第一象限做圆周运动，由牛顿第二定律可知

代入数据可得

（3）设磁场II中磁感应强度为，粒子在磁场II做圆周运动的半径为，粒子在I、II磁场中运动的轨迹如图所示

依题意可知，粒子在II磁场中转过的圆心角为，离开II磁场再次进入I磁场转过的圆心角为后又会再次进入II磁场，以后循环下去。

粒子在磁场II做圆周运动，有

可知取最小值时，最大 ；粒子出电场后便不再进入电场，则有

解得

①若粒子由x轴下方经过M点，则有

（，）

解得

（，）

分析可知时，取最小值，则有

②若粒子由x轴上方经过M点，则有

（，）

解得

（，）

分析可知时，取最小值，则有

对比可知更小，则的最大值满足

联立解得

13．ACD

【详解】A．从状态A变化到状态B的过程中，压强和体积都增大，由

可知温度一直升高，内能一直增大，选项A正确；

B．因体积增大，所以气体一直对外做功，选项B错误；

C．综上，从状态A变化到状态B的过程中，气体内能一直增大，且一直对外做功，由热力学第一定律得气体一直从外界吸热，选项C正确；

D．从状态B变化到状态C的过程中，气体压强减小，体积不变，由

可知温度一直降低，气体分子热运动的平均动能一直减小，选项D正确；

E．从状态A变化到状态C的过程中，最终气体的内能不变，因此气体从外界吸收的热量等于气体对外做的功，选项E错误；

故选ACD。

14．（1）；（2）

【详解】（1）对空气柱B，温度为时，压强为

水温升高后，温度为时，压强为

由理想气体状态方程得

即

解得

h1=25cm

(2)对空气柱A，在题图中(a)状态时，压强为

水银柱C全部排出管外时，压强为

空气柱长度

其中

由玻意耳定律得

解得

15．BCD

【详解】A．根据题图乙可知，t=0.25s时刻，b点正向上运动，根据上下坡法则，再结合题图甲可知，该波向右传播，所以A错误；

B．根据题图可知，周期T=2s，波长=4m，则波速

v==2m/s

所以B正确；

C．质点c与质点e相距半个波长，它们的运动方向总相反，所以C正确；

D．t=0.25s时，质点d从波谷位置向上运动，再经过0.5s=，即在t=0.75s时，质点d处于平衡位置，并正在向正方向运动，所以D正确；

E．各质点只在平衡位置上下做简谐运动，并不随波迁移，所以E错误；

故选BCD。

16．（1） ；（2） 发生全反射；

【详解】(1)作出光路如图所示

在AB边，因入射光平行于AB边，故入射角

在AC边，出射角

由几何关系知

由折射定律有

故

解得

(2)当光线从F点射到BC边上G点时，因，故入射角

临界角满足

代入数据得

因，可知在BC边将发生全反射，因，故且，因光在AC边的入射角，故光线能够折射出AC边，解得