河北省衡水中学2022-2023学年高三下学期五调考试物理试题（原卷版）

2022—2023衡水中学下学期高三年级五调考试

物理

本试卷分第I卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分。共8页，总分100分，考试时间75分钟。

第I卷（选择题共46分）

一、选择题：本题共10小题，共46分。在每小题给出的四个选项中，第l~7题只有一项符合题目要求，每小题4分；第8~10题有多项符合题目要求，每小题6分，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. 甲、乙两小球先后从同一水平面的两个位置，以相同的初速度竖直向上抛出，小球距抛出点的高度与时间的关系如图所示。不计空气阻力，重力加速度为，则两小球在图中的交点位置时，距离抛出点的高度为（　　）

A.  B.

C.  D.

2. 2023年1月，“中国超环”成为世界上首个实现维持和调节超过1000秒的超长时间持续脉冲的核反应堆。其核反应方程，已知的质量，的质量，的质量，反应中释放出光子，下列说法正确的是（　　）

A. 该核反应在高温高压下才能发生，说明该核反应需要吸收能量

B. 光子来源于核外电子的能级跃迁

C. X是中子，该核反应为核聚变反应

D. X的质量为

3. 2018年1月12日，我国成功发射北斗三号组网卫星．如图为发射卫星的示意图，先将卫星发射到半径为r的圆轨道上做圆周运动，到A点时使卫星加速进入椭圆轨道，到椭圆轨道的远地点B点时，再次改变卫星的速度，使卫星进入半径为2r的圆轨道．已知卫星在椭圆轨道时距地球的距离与速度的乘积为定值，卫星在椭圆轨道上A点时的速度为v，卫星的质量为m，地球的质量为M，引力常量为G，则发动机在A点对卫星做的功与在B点对卫星做的功之差为(忽略卫星的质量变化)（    ）

A  

B.

C.

D.

4. 空间中a、b、c、d四点位于正四面体的四个顶点，m、n两点分别ab是和cd的中点。在a、b两点分别固定等量正电荷，正四面体对电场分布没有影响。下列说法正确的是（　　）

A. m、n两点的电势相等

B. c、d两点的电场强度相同

C. 带正电的试探电荷从c点沿cm移动到m点，试探电荷的电势能减小

D. 带负电的试探电荷从c点沿cd移动到d点，试探电荷的电势能先减少后增加

5. 空间中有一列简谐横波沿x轴正方向传播，t＝0s时位于O点波源开始振动。0.4s时的波形如图所示，波源的位移y＝2cm，下列说法正确的是（　　）

A. 波源起振方向是沿y轴负方向

B. 波源的振动周期是0.8s

C. 简谐波的波长4.2m

D. 再经过0.64s时，x＝4m处的质点到达波峰

6. 如图所示，轻绳MN的两端固定在水平天花板上，物体m1通过另一段轻绳系在轻绳MN的某处，光滑轻滑轮跨在轻绳MN上，可通过其下边的一段轻绳与物体m2一起沿MN自由移动。系统静止时轻绳MN左端与水平方向的夹角为60°，右端与水平方向的夹角为30°。则物体m1与m2的质量之比为（　　）

A. 1：1 B. 1：2 C.  D.

7. 如图所示，轻质弹簧的一端与固定的竖直挡板拴接，另一端与物体相连，物体置于光滑水平桌面上（桌面足够大），A右端连接一细线，细线绕过光滑的定滑轮与物体B相连。开始时托住B，让A处于静止且细线恰好水平伸直，然后由静止释放B，直至其获得最大速度。已知物体A始终没有碰到滑轮，弹簧始终在弹性限度内，不计空气阻力。关于该过程，下列说法正确的是（　　）

A. 物体B受到细线的拉力保持不变

B. 物体B机械能的减少量等于弹簧弹性势能的增加量

C. 物体A动能增量小于物体B所受重力对B做的功与弹簧弹力对做的功之和

D. 物体A与弹簧所组成的系统机械能的增加量等于物体B所受重力对B做的功

8. 如图所示，输入电压有效值且保持不变，完全相同的灯泡两端的电压均为，已知为随温度升高阻值减小的热敏电阻，变压器为理想变压器，两灯泡阻值不变且始终未烧坏，下列说法正确的是（　　）

A. 原、副线圈的匝数之比为

B. 流经灯泡的电流与热敏电阻的电流之比为

C. 若热敏电阻温度升高，灯泡变亮、变暗

D. 若热敏电阻温度升高，灯泡变亮、变亮

9. 如图所示，一开口竖直向下导热良好的玻璃管用水银柱封闭一定质量的空气。水银柱长度为15cm，下端刚好与玻璃管溢出口平齐；被封闭的空气柱长度为30cm。此时周围环境温度为，大气压强为。现将玻璃管缓慢旋转至开口竖直向上（水银没溢出玻璃管），然后再加热至。下列说法正确的是（　　）

A. 玻璃管刚好旋转至开口向上时管内空气柱长度为20cm

B. 玻璃管刚好旋转至开口向上时管内空气柱长度为25cm

C. 将玻璃管加热至时空气柱长度为33.6cm

D. 将玻璃管加热至时空气柱长度为36cm

10. 如图所示，水平面内有两根间距为d光滑平行导轨，右端接有电容为C的电容器。一质量为m的导体棒固定于导轨上某处，轻绳一端连接导体棒，另一端绕过定滑轮下挂一质量为M的物块。由静止释放导体棒，物块下落从而牵引着导体棒向左运动。空间中存在垂直导轨平面的匀强磁场，磁场磁感应强度大小为B，不计导体棒和导轨的电阻，忽略绳与定滑轮间的摩擦。若导体棒运动过程中电容器未被击穿，导体棒始终与导轨接触良好并保持垂直，重力加速度为g，则在物块由静止下落高度为h的过程中（    ）

A. 物块做加速度逐渐减小的加速运动

B. 物块与导体棒组成的系统减少的机械能等于导体棒克服安培力做的功

C. 轻绳的拉力大小为

D. 电容器增加的电荷量为

第Ⅱ卷（非选择题共54分）

二、非选择题：本题共5小题，共54分。带*题目为能力提升题，分值不计入总分。

11. 某同学进行“探究加速度与物体受力的关系”的实验。将实验器材按图甲所示安装好。已知打点计时器的工作频率为50 Hz。请完成下列相关内容：

（1）该同学在进行平衡摩擦力的操作时，将木板垫高后，在_________（选填“挂”或“不挂”）小吊盘（含砝码）的情况下，轻推小车，让小车拖着纸带运动，得到了如图乙所示的纸带，则该同学平衡摩擦力时木板的倾角_________（选填“过大”“过小”或“适中”）。

（2）该同学按步骤（1）操作后，保持小车质量不变，通过改变小吊盘中砝码的质量来改变小车受到的合外力，得到了多组数据。

①根据实验数据作出了如下a-F图像，则符合该同学实验结果的是_______。

A． B. C.

②某次实验打出的纸带如图丙所示，其中每两个计数点之间有四个计时点未画出，则对应的小车加速度为_______m/s2；打点计时器打E点时，对应的小车速度为_______m/s。（计算结果保留两位有效数字）

12. 某实验小组用如图甲所示的电路测量一电池的电动势和内阻，该电池的电动势E约为9V、内阻r约为2Ω，允许流过的最大电流为0.9A。现有量程为0~2.5V、内阻为2kΩ的电压表Vl，电阻箱R1、R2和定值电阻R0=10Ω，开关S，导线若干。请回答下列问题：

（1）将电压表Vl和电阻箱R1改装成量程为0~10V的新电压表V2，电阻箱R1的阻值应该调节为______kΩ。

（2）该小组将改装好的新电压表V2（虚线框内）正确接在A、C之间，如图甲所示。请根据图甲中的电路图用笔画线代替导线，将图乙中的实物图连接成完整电路________。

（3）正确连接电路后，闭合开关S，调节电阻箱R2，测出多组R2的阻值和原电压表Vl的示数U1，根据实验数据，用描点法绘出图像，如图丙所示。依据图像，可得电源的电动势E=______V，内阻r=______Ω（结果均保留两位有效数字）。

13. 人类太空探测计划旨在探测恒星亮度以寻找适合人类居住的宜居行星。在某次探测中发现距地球数光年处有一颗相对太阳静止的质量为M的恒星A，将恒星A视为黑体，根据斯特藩-玻尔兹曼定律：一个黑体表面单位面积辐射出的功率与黑体本身的热力学温度T的四次方成正比，即黑体表面单位面积辐射出的功率为（其中为常数），A的表面温度为，地球上正对A的单位面积接收到A辐射出的功率为I。已知A在地球轨道平面上，地球公转半径为，一年内地球上的观测者测得地球与A的连线之间的最大夹角为（角很小，可认为）。恒星A有一颗绕它做匀速圆周运动的行星B，该行星也可视为黑体，其表面的温度保持为，恒星A射向行星B的光可看作平行光。已知引力常量为G，求：

（1）恒星A的半径；

（2）行星B的运动周期。

14. 为了探测带电粒子，研究人员设计了如图甲所示的装置。纸面内存在一个半径为R、圆心为的圆形匀强磁场区域，磁场方向垂直纸面向外，磁感应强度大小为B，该磁场区域在垂直纸面的方向上足够长。以右边的O点为坐标原点建立一平面直角坐标系xOy，O和两点间距离为。y轴与连线垂直，x轴（图甲中未画出）正方向垂直纸面向里，在xOy平面内存在一个足够大的探测屏。纸面内圆形磁场区域正下方存在一个长度为R且与y轴垂直的线状粒子源MN，在MN的中垂线上，到MN的垂直距离为。该粒子源各处均能持续不断的发射质量为m、电荷量为的粒子，粒子发射时的速度大小均相同，方向均沿y轴正方向，从粒子源MN中点发射的粒子离开磁场时速度恰好沿方向，不计粒子重力和粒子间相互作用力。

（1）求粒子发射时的速度大小；

（2）求粒子源左端点M与右端点N发射的粒子从发射到打到屏上所经历的时间之差；

（3）若在圆形区域内再加上一个沿x轴正方向、场强且足够长的匀强电场，此时从粒子源发射的粒子都能打到探测屏上，其中，粒子源中点发射的粒子打在屏上的P点，如图乙所示，求该粒子打到屏上时的速度大小；

（4）在（3）问条件下，求从粒子源右端点N发射的粒子打在屏上的位置坐标。

15. 如图所示，倾角θ=30°的足够长光滑斜面固定在水平面上，斜面上某位置固定有垂直于斜面的挡板P。质量的凹槽A在外力作用下静止在斜面上，凹槽A下端与固定挡板间的距离，凹槽两端挡板厚度不计。质量的小物块B（可视为质点）紧贴凹槽上端放置，物块与凹槽间的动摩擦因数。时撤去外力，凹槽与物块一起自由下滑，时物块与凹槽发生了第一次碰撞。整个运动过程中，所有碰撞均为弹性碰撞，且碰撞时间极短，可忽略不计。重力加速度，。求：

（1）凹槽与挡板发生第一次碰撞前瞬间物块的速度大小；

（2）凹槽的长度；

（3）凹槽与挡板发生第二次碰撞时，物块到挡板P的距离；

（4）从凹槽与物块一起自由下滑开始（），到物块与凹槽发生第二次碰撞时所用时间。

16. 某型发光二极管的结构如图所示，其由半径为R=4mm的半球体介质和发光管芯组成，发光管芯区域呈一个圆面，其圆心与半球体介质的球心O重合，圆弧ABC是半球体介质过球心O的纵截面，B为圆弧ABC的中点，D为圆弧BDC的中点，PQ为发光管芯圆面的直径。由PQ上的某点发出的一条光线与半径OC的夹角为θ=75°，这条光线经D点后的出射光线平行于半径OB，求：

（1）介质的折射率；

（2）为使从发光圆面沿平行于OB方向射向半球面上的所有光线都能直接射出，求发光管芯区域圆面的最大面积。（π取3.14，结果保留两位有效数字）