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

这是一份河南省永城市2023届高三（上）第一次名校联考测试物 理 试 题(有答案及解析)，共11页。试卷主要包含了选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。
河南省永城市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. 氢原子能级如图所示，当氢原子从跃迁到的能级时，辐射光的波长为656nm，以下判断正确的是(　　)A. 氢原子从跃迁到的能级时，辐射光的波长大于656nmB. 用波长为325nm的光照射，可使氢原子从跃迁到的能级C. 一群处于能级上的氢原子向低能级跃迁时最多产生3种谱线D. 用波长为633nm的光照射，能使氢原子从跃迁到的能级2. 宇宙中有一孤立星系，中心天体周围有三颗行星，如图所示。中心天体质量远大于行星质量，不考虑行星之间的万有引力，三颗行星的运动轨道中，有两个为圆轨道，半径分别为r1、r3，一个为椭圆轨道，半长轴为a，a=r3 。在Δt时间内，行星Ⅱ、行星Ⅲ与中心天体连线扫过的面积分别为S2、S3；行星Ⅰ的速率为v1、行星Ⅱ在B点的速率为v2B、行星Ⅱ在E点的速率为v2E、行星Ⅲ的速率为v3，下列说法正确的是(   )A. S2=S3B. 行星Ⅱ与行星Ⅲ的运行周期相等C. 行星Ⅱ与行星Ⅲ在P点时的向心加速度大小相等D. v3< v 1< v 2E< v 2B3. 利用图象来描述物理过程、探寻物理规律是常用的方法，如图是描述某个物理过程的图象，对相应物理过程分析正确的是A. 若该图象为质点运动的速度—时间图象，则前2秒内质点的平均速率等于0B. 若该图象为一条电场线上电势随坐标变化的图象，则可能是点电荷电场中的一条电场线C. 若该图象为闭合线圈内磁场的磁感应强度随时间变化的图象，则该闭合线圈内一定产生恒定的电动势D. 若该图象为质点运动的位移—时间图象，则质点运动过程速度一定改变了方向4. 如图所示，a、b、c为水平面内的三点，其连线构成一个等边三角形，两根长直导线竖直放置且过a、b两点，两导线中分别通有方向相反的电流I1和I2。已知通电直导线产生磁场的磁感应强度可用公式B=表示，公式中的k是常数、I是导线中电流强度、r是该点到直导线的距离。若两根长导线在c点产生的磁场的磁感应强度方向沿图中虚线由c点指向a点，则电流I1:I2值为(　　)A. 1:2 B. 1:5 C. 2:1 D. 3:15. 三根通电长直导线垂直纸面平行固定，其截面构成一正三角形，O为三角形的重心，通过三根直导线的电流分别用I1、I2、I3表示，方向如图。现在O点垂直纸面固定一根通有电流为I0的直导线，当时，O点处导线受到的安培力大小为F。已知通电长直导线在某点产生的磁感应强度大小和电流成正比，则(　　)A. 当时，O点处导线受到的安培力大小为4FB. 当时，O点处导线受到的安培力大小为C. 当时，O点处导线受到的安培力大小为D. 当时，O点处导线受到的安培力大小为2F6. 物块A以3m/s的初速度在光滑水平面上运动，与静止的物块B发生弹性正碰。已知物块A、B的质量分别是2kg和1kg，则碰后物块A、B的速度大小v1、v2为(　　)A. v1=1m/s B. v1=2m/s C. v2=4m/s D. v2=2m/s7. 图(a)为一交流发电机示意图，线圈abcd在匀强磁场中绕固定轴OO'沿顺时针方向匀速转动，图(b)是该发电机的电动势已随时间t按余弦规律变化的图像。已知线圈电阻为2.5Ω，定值电阻R=10Ω，电表均为理想交流电表。由此可以判定(　　)A. 电流表读数为0.8AB. 电压表读数为10VC. t=0.1s时刻，穿过线圈的磁通量为零D. 0~0.05s内，通过电阻R的电荷量为0.04C8. 如图所示，一个长为L的轻细杆两端分别固定着a、b两个光滑金属球，a球质量为2m，b球质量为m，两球的半径相等且均可视为质点，整个装置放在光滑的水平面上，将此装置从杆与水平面夹角为53°的图示位置由静止释放，则(　　)A. 在b球落地前瞬间，b球的速度方向斜向右下，a球的速度方向向右B. 球落地前瞬间，球的速度大小为C. 在b球落地前的整个过程中，轻杆对a球做的功为零D. 在b球落地前的整个过程中，轻杆对a球做的功不为零第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. 某学习小组利用气垫导轨验证机械能守恒定律，实验装置如图甲所示。在气垫导轨上相隔一定距离的两个位置安装光电传感器A、B，滑块P上固定一遮光条，光线被遮光条遮挡时，光电传感器会输出高电压，两光电传感器采集数据输入计算机。滑块在细线的牵引下向左加速运动，遮光条经过光电传感器A、B时，计算机上形成如图乙所示的电压U随时间t变化的图像。(1)实验前，接通气源，将滑块(不挂钩码)置于气垫导轨上，轻推滑块，当图乙中的 ___________(选填“大于”“等于”或“小于”)时，说明气垫导轨已调水平。(2)用螺旋测微器测量遮光条的宽度d，测量结果如图丙所示，则___________mm。(3)细线绕过气垫导轨左端的定滑轮，一端与滑块P相连，另一端与质量为m的钩码Q相连。将滑块P由图甲所示位置释放，通过计算机得到的图像如图乙所示，、、m、g和d已知，已测出滑块的质量为M，两光电门间的距离为L。若上述物理量间满足关系式mgL=___________，则表明在上述过程中，滑块和钩码组成的系统机械能守恒。10. 某科学探究小组准备测定生活废水的电阻率，该小组用透明塑料板自制了一个长方体容器，其左、右两侧面内壁紧贴金属铜薄板(板的厚度和电阻的影响可忽略不计)，铜薄板上端分别带有接线柱A、B，在容器外侧垂直底面粘一透明塑料刻度尺，其0刻度与容器内底面对齐，如图甲所示。容器内表面长a＝7.80cm，宽b＝4.00cm，高c＝3.90cm。(1)将废水注满容器后，正确使用多用电表欧姆档测得废水的电阻约为1400Ω。(2)为更精确地测量所取废水的电阻率，该小组从实验室中找到如下实验器材：A.直流电源E(电动势E约3V，内阻r0约0.1Ω)；B．电流表A1(量程0~3mA，内阻r1=100.0Ω)；C．电流表A2(量程0~5mA，内阻r2约40.0Ω)；D．电流表A3(量程0~0.6A，内阻r3约0.4Ω)；E．电阻箱R1(0~999.9Ω)F.滑动变阻器R2(阻值范围0~50Ω，允许通过的最大电流2.0A)G.开关S一个，导线若干。由于找不到电压表，该小组将在上述器材中选择电流表A1与电阻箱R1组装一只量程为0~3.0V的电压表，则应将电流表A1与电阻箱R1______联(选填“串”或“并”)，且电阻箱的阻值应调为_______Ω。(3)图乙为该实验小组在实验过程中所采用的电路图，由于废水洒在纸上，导致部分电路图缺失不清，图乙中的A表应为________(填写器材前面的字母序号“C”或“D”)，请你在图乙中合理地还原电路图，并准确标明所采用的器材的符号__________。(4)正确连接好电路后，该实验小组完成以下操作步骤：①将废水倒出适量，测出废水深度h1，然后闭合开关S，调节滑动变阻器R2，记录电流表A1的读数，记录另一电流表A的读数I1，断开开关S；②再倒出适量废水，测出废水深度h2，然后闭合开关S，调节滑动变阻器R2，使电流表A1的读数与操作①中电流表A1的读数相同，记录另一电流表A的读数I2，断开开关S；③重复第②步操作多次，记录每次测量中的废水深度h和另一电流表A的读数I，并以I为纵轴、h为横轴，描点作图如图丙所示。④图丙中直线的纵截距为a0，斜率为k0，则用于计算该容器内的废水的电阻率的表达式为ρ=______。(用题中所给物理量的符号表示)11. 如图，xOy坐标系位于竖直面(纸面)内，第一象限和第三象限存在场强大小相等、方向分别沿x轴负方向和y轴正方向的匀强电场，第三象限内还存在方向垂直于纸面、磁感强度大小为B的匀强磁场(未画出)。现将质量为m、电荷量为q的微粒从P(L，L)点由静止释放，该微粒沿直线PO进入第三象限后做匀速圆周运动，然后从z轴上的Q点(未标出)进入第二象限。重力加速度为g。求：(1)该微粒的电性及通过O点时的速度大小；(2)磁场方向及该微粒在PQ间运动的总时间。12. 如图所示，一辆长L =8m的载货卡车质量为M = 1500kg，车箱载有m =500kg的圆柱形钢锭，并用钢丝绳固定在车厢中，钢锭离车厢右端距离l =4m。卡车以v0 =8m/s的速度匀速行驶，当卡车行驶到某一十字路口前，车头距人行横道S0=25m处时发现绿灯还有t0 =4s转为黄灯，司机决定让车以a = 1m/s2加速度加速通过这个路口，重力加速度g = 10m/s2：(1)请通过计算判断卡车能否在绿灯转黄灯前车尾通过x =5m宽的人行横道；(2)当卡车刚加速行驶t =2s时发现有行人要通过人行横道，司机立刻紧急刹车使车所受阻力恒为f=1.2×104N而做减速运动，刹车瞬间车厢固定钢锭的钢丝绳脱落，钢锭匀速撞向车头(不计钢锭与车厢间的摩擦)，求从卡车开始刹车到钢锭撞上车头经历的时间；(3)在第(2) 问情形中，若钢锭与车头碰撞时钢锭没有反弹，且相撞时间极短可忽略不计。请通过计算判断卡车停止运动时车头是否压上人行横道线。(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. 下列说法正确的是________A. 布朗运动是液体或气体分子的运动，它说明分子永不停息做无规则运动B. 液晶显示屏是应用液晶的光学各向异性制成的C. 理想气体等压膨胀过程一定放热D. 热量不可能自发地从低温物体传到高温物体E. 露珠呈球状是由于液体表面张力的作用14. 如图所示，粗细均匀的U形管，左侧开口，右侧封闭。右细管内有一段被水银封闭的空气柱，空气柱长为l=12cm，左侧水银面上方有一块薄绝热板，距离管口也是l=12cm，两管内水银面的高度差为h=4cm。大气压强为P0=76cmHg，初始温度t0=27℃。现在将左侧管口封闭，并对左侧空气柱缓慢加热，直到左右两管内的水银面在同一水平线上，在这个过程中，右侧空气柱温度保持不变，试求：(1)右侧管中气体的最终压强；(2)左侧管中气体的最终温度。【物理-选修3-4】15. 一列简谐横波沿直线传播，以波源O由平衡位置开始振动为计时零点，质点P的振动图像如图所示，已知O、P的平衡位置相距0.6m。这列波的波源起振方向沿y轴__________方向(选填“正”或“负")，波速为_________m/s，波长为_____m。16. 如图所示，AOB是一半径为R的扇形玻璃砖的横截面，顶角∠AOB=120°。两束光线a、b(图中未画出)均向右垂直于OA边射入玻璃砖。其中光线a只经1次反射后垂直OB边射出；光线b经2次反射后垂直OB边射出，此时光线恰好在圆弧面上发生全反射。已知光在真空中的传播速度为c。求：(i)光线a入射点与O点的距离；(ii)光线b在玻璃砖中的传播速度。
参考答案一.选择题 1【答案】：C【解析】A．由及氢原子能级关系可知，从n=2跃迁到n=1时释放的光子波长约为122nm，故选项A错误；B．波长325nm的光子能量小于波长122nm的光子能量，不能使氢原子从n=1跃迁到n=2的能级，故选项B错误；C．一群处于n=3能级氢原子向低能级跃迁时最多有3种可能，因此最多产生3种谱线，选项C正确；D．从n=3跃迁到n=2的辐射光波长=656nm，所以，只有入射光波长为656nm时，才能使氢原子从n=2跃迁到n=3的能级，选项D错误。故选C。2【答案】：B【解析】AB．行星Ⅱ、行星Ⅲ满足a=r3，据开普勒第三定律知他们的运行周期相等，令△t等于一个周期，它们与中心天体连线扫过的面积，椭圆面积小于圆面积，故A错误，B正确；
C．向心加速度为垂直于速度方向的加速度，行星Ⅱ与行星Ⅲ在P点时加速度相等，但行星Ⅱ在该点的向心加速度为此加速度沿P至椭圆圆心方向的分量，小于行星Ⅲ在P点时加速度，故C错误；
D．据，考虑到Ⅰ到Ⅱ的变轨过程应该在B点加速，有v1＜v2B，B到E过程动能向势能转化，有v2B＞v2E，考虑到v2E小于在E点能够绕中心天体匀速圆周运动所需的速度vE，而vE＜v3，所以有v2E＜v3，综上所述v2E＜v3＜v1＜v2B，故D错误；
故选B。3【答案】：C【解析】若为速度—时间图象，则图象与时间轴围成的面积表示位移，时间轴以上表示位移为正，时间轴以下表示位移为负，前2秒内位移为0，平均速度为0，但是对应的路程不等于0，平均速率为路程与时间之比，所以平均速率不等于0，故A错误；若为一条电场线上电势随坐标变化的图象，则图象的斜率，由于斜率不变，所以可能为匀强电场，不可能是点电荷的电场线，故B错误；若为闭合线圈内磁场的磁感应强度随时间变化的图象，则斜率是定值，根据感应电动势，可判断感应电动势恒定，故C正确；若为位移—时间图象，则图象的斜率表示速度，可知质点运动过程速度方向不变，故D错误．所以C正确，ABD错误．4【答案】: A【解析】由右手螺旋定则可知I1在c点产生的磁场的方向垂直于ac指向右下方，I2在c点产生的磁场的方向垂直于bc指向左下方；由题可知，二者的合场强方向沿着ca；由公式可得I2在c点产生的磁场的强度方向与ca成角，在垂直于ca的方向，其分量I1在c点产生的磁场的强度方向与ca成垂直，所以有即解得故选A。5【答案】：C【解析】根据安培定则画出在O点的磁感应强度的示意图如图所示当时，三根导线在O点产生的磁感应强度大小相等，设为，根据磁场叠加原理可知，此时O点的磁感应强度为此时O点处对应的导线的安培力AB．由于通电长直导线在某点产生的磁感应强度大小和电流成正比，当时，则有，根据磁场叠加原理可知，此时O点的磁感应强度为此时O点处对应的导线的安培力故AB错误；C．当时，有，如图所示根据磁场叠加原理可知此时O点处对应的导线的安培力故C正确；D．当时，有，如图所示根据磁场叠加原理可知此时O点处对应的导线的安培力故D错误。故选C。6【答案】AC【解析】物块A、B发生弹性正碰，故由动量守恒定律及能量守恒定律有联立两式，代入数据解得及 (不合理舍去)故把代入，对应求得所以选项BD错误，AC正确；故选AC。7【答案】: AC【解析】AB．电动势有效值为电流表的读数电压表读数选项A正确，B错误； C．t=0.1s时刻，感应电动势最大，此时穿过线圈的磁通量为零，选项C正确；D．0~0.05s内，通过电阻R的电荷量为 则选项D错误。故选AC。8【答案】：BC【解析】A．在b球落地前瞬间，b球的速度方向为竖直向下，对两球及轻杆组成的系统，水平方向动量守恒，由于刚开始下落时，系统水平方向总动量为零，则在b球落地前瞬间，a球的速度为零，故A错误；B．对两球及轻杆组成的系统，在b落地的整个过程中，系统机械能守恒，则解得故B正确；CD．在b球落地前的整个过程中，a物体受三个力作用，分别为重力、支持力、轻杆对a球的作用力，由于重力、支持力始终不做功，而a的初动能为零，末动能也为零，由动能定理可得，轻杆对a球做的功为零，故C正确，D错误。故选BC。二. 非选择题9【答案】：(1). 等于    (2). 8.475(8.472~8.478之间均可)    (3). 【解析】 (1)[1]当气垫导轨调水平时，轻推滑块后，滑块做匀速直线运动，滑块通过光电门时间一样，所以 。(2)[2]螺旋测微器读数=固定刻度+可动刻度 0.01mm(注意估读)则d=8.475mm(8.472~8.478之间均可)。(3)[3]滑块P通过光电门A的速度为 ，滑块P通过光电门B的速度为，由机械能守恒定律有则10【答案】：(1). 串    (2). 900.0 或者900    (3). C    (4).     (5). 【解析】 (2)[1]小量程的电流表改装成电压表，应串联一个分压电阻，故电流表A1应与电阻箱R1串联；[2] 电流表A1的满偏电流Ig=3mA，改装后的电压表量程U=3V，则电阻箱的阻值应调为(3)[3]由于电动势E=3V，AB间电阻约为1400，可知回路电流约为2.1mA，故电流表选C即可。[4]由于滑动变阻器R2阻值范围0~50Ω，若采用限流式起不到调节作用，故选用分压式接法，电路图如下所示(4)[5]当h=0时，AB间断路，A1的示数与A2的示数相同，结合丙图可知为a0，由电阻定律可知由欧姆定律可得联立两式可得图丙中直线的斜率为k0，则移项化简可得11. 解：(1)微粒运动轨迹如答图1，其在第一象限沿PO连线做匀加速直线运动到达O点故微粒带正电；二力的合力方向由P指向O，有：由动能定理有解得(2)由左手定则知，该磁场的方向垂直于纸面向外；在第一象限内，由运动学规律有：得在第三象限内，由牛顿第二定律有：由几何关系，微粒做圆周运动对应的圆心角为θ=90°故解得微粒从P到Q运动的时间为：12. 解:(1)设载货卡车在时间内做匀加速运动的位移为，由运动学公式可得解得由于，所以卡车能在绿灯转黄灯前车尾通过人行横道。(2)设当卡车加速行驶时速度为，位移为，由运动学公式可得设卡车从开始刹车到钢锭撞上车头运动的时间为t'，卡车速度为v2，位移为s2，钢锭位移为，卡车匀减速运动的加速度大小为a1，由运动学公式及它们间的位移关系可得解得(3)设卡车和钢锭发生完全非弹性碰撞后的共同速度为v3，对碰撞过程由动量守恒定律可得设卡车和钢锭一起再次做匀减速运动的加速度大小为，位移为，由动力学方程和运动学公式可得解得由于，所以卡车停止运动时车头压上了人行横道线。13【答案】：BDE【解析】：A. 布朗运动是在显微镜下看到的固体颗粒的无规则运动，不是液体或气体分子的运动，故A错误；B. 液晶具有光学各向异性特征，故可以用来制作显示屏，具有清晰且体积小的特征，故B正确；C. 一定质量的理想气体等压膨胀过程，温度升高，内能变大，对外做功，则气体一定吸热，故C错误；D. 热量能够自发地从高温物体传到低温物体，但是不能自发地从低温物体传到高温物体，故D正确；E. 露珠呈球状是由于液体表面张力的作用，故E正确．14. 解：(1)以右管封闭气体为研究对象 =80cmHg， =12cm，=l0cm根据玻意耳定律可得      =96cmHg         右管气体最终压强为96cmHg(2)以左管被封闭气体为研究对象=76cmHg， =12cm，=(273+27)K=300K，=96cmHg，=14cm根据理想气体状态方程即     ，=442K左管气体最终温度为442K。15【答案】: 正方向 ；0.2m/s ；0.8m【解析】 [1]根据波的传播特点，各质点的起振方向与波源的起振方向相同；据图像可知，P点的起振方向沿y轴的正方向，所以波源起振方向沿y轴正方向。[2]根据图像可知：P比波源晚振动3s，其周期为4s，所以波速为[3]根据波速公式得16. 解：(i)光线a入射的光路图如图，则由几何关系可知，入射点距离O点的距离为；(ii)依题意可知，光线b在玻璃砖中的光路如图，则临界角为C=60°则折射率光在玻璃中的传播速度