2022-2023学年河南省高三上学期第三次模拟考试物理试卷（含解析）

2022-2023学年河南省高三上学期第三次模拟考试物理试卷

学校:___________姓名：___________班级：___________

一、单选题

1．关于热辐射，下列说法不正确的是（　　）

A．物体在室温下辐射的主要成分是波长较短的电磁波

B．随着温度的升高，热辐射中波长较短的成分越来越多

C．给一块铁块加热，铁块依次呈现暗红、赤红、橘红等颜色

D．辐射强度按波长的分布情况随物体温度的变化而有所不同，这是热辐射的一种特性

2．下列说法正确的是（　　）

A．光具有波粒二象性说明光子一边振动一边向远处传播

B．结合能越大，表示核内部核子结合得越牢固，原子核越稳定

C．粒子散射实验中，有些粒子发生大角度偏转的原因是与原子核发生了直接碰撞

D．炽热的固体、液体和高压气体发出的光谱是连续光谱

3．在暗室中，用激光照射不透明挡板上的两条平行狭缝，在后面的光屏上观察到如图所示的条纹，下列说法正确的是（　　）

A．这是光的衍射现象，说明光具有波动性B．这是光的衍射现象，说明光具有粒子性

C．这是光的干涉现象，说明光具有波动性D．这是光的干涉现象，说明光具有粒子性

4．下列有关原子物理、原子核物理的说法正确的是（　　）

A．光电效应说明光具有波粒二象性

B．电子、中子的衍射图样说明德布罗意提出的物质波是一种电磁波

C．原子的发光频率只与原子的内部结构有关，可以把某种原子的光谱当作该原子的“指纹”

D．个别粒子射入金箔时几乎被“撞”了回来，这是金箔的电子对粒子作用的结果

5．关于近代物理知识，下列说法正确的是（　　）

A．核反应方程中，生成物X的中子数为124

B．铀235吸收慢中子裂变成中等质量原子核的过程中，核子的平均质量变大

C．β衰变中一个中子可转化成一个质子和一个电子，同时吸收能量

D．在辐射防护中，可以用电磁场来束缚中子

6．地球的周围存在地磁场，能有效地改变射向地球的宇宙射线的方向，使它们不能到达地面，从而保护地球上的生命。假设有一束带正电的宇宙射线粒子垂直于地面向赤道射来（如图，地球由西向东转，虚线表示地球自转轴，上方为地理北极），不考虑粒子受到的其他力的作用，只在地磁场的作用下，粒子在进入地球周围的空间时，其偏转方向以及速度大小的变化情况是（   ）

A．相对于预定地点向东偏转，速度变大

B．相对于预定地点向西偏转，速度变大

C．相对于预定地点向东偏转，速度大小不变

D．相对于预定地点向西偏转，速度大小不变

7．如图所示，在水平直线上的M、N处，各有一条长直导线垂直穿过纸面，两条导线中通有流向相同的电流，电流大小分别为I和2I，O点是Ｍ、N连线的中点。下列说法正确的是（　　）

A．两导线受到的安培力

B．用计算导线所受的安培力时

C．移走导线N前后，O点的磁感应强度方向不变

D．在离两导线所在的平面有一定距离的有限空间内，存在磁感应强度为零的位置

8．我国最新一代核聚变装置“EAST”在安徽合肥首次放电，显示了EAST装置具有良好的整体性能，使等离子体约束时间达1000s，温度超过1亿摄氏度，这标志着我国磁约束核聚变研究进入国际先进水平．合肥也成为世界上第一个建成此类全超导非圆截面核聚变实验装置并能实际运行的地方．核聚变的主要原料是氘，在海水中含量极其丰富．已知氘核的质量为m1，中子的质量为m2，的质量为m3，质子的质量为m4，则下列说法中正确的是（　　）

A．两个氘核聚变成一个所产生的另一个粒子是质子

B．两个氘核聚变成一个所产生的另一个粒子是电子

C．两个氘核聚变成一个所释放的核能为（2m1﹣m3﹣m4）c2

D．两个氘核聚变成一个所释放的核能为（2m1﹣m3﹣m2）c2

9．竖直平面内有轻绳1、2、3连接如图所示。绳1水平，绳2与水平方向成角，绳3的下端连接一质量为m的导体棒1，在结点O正下方距离处固定一导体棒2，两导体棒均垂直于纸面放置。现将导体棒1中通入向里的电流I0，导体棒2中通入向外且缓慢增大的电流I。当增大到某个值时，给导体棒1以向右的轻微扰动，可观察到它缓慢上升到绳1所处的水平线上。绳3的长度为d，两导体棒长度均为l，重力加速度为g。导体棒2以外距离为x处的磁感应强度大小为，下列说法正确的是（　　）

A．应在时给导体棒1以轻微的扰动

B．绳1中拉力的最大值为

C．绳2中拉力的最小值为

D．导体棒2中电流的最大值为

二、多选题

10．以下说法正确的是（　　）

A．玻尔将量子观点引入到原子模型中，成功解释了氢原子的发光现象

B．铀核裂变的核反应是：

C．汤姆孙在研究射线时发现了电子

D．原子从a能级状态跃迁到b能级状态时发射波长为的光子；原子从b能级状态跃迁到c能级状态时吸收波长为的光子，已知，那么原子从a能级状态跃迁到c能级状态时需要吸收波长为的光子

11．下列说法正确的是（　　）

A．中子与质子结合成氘核时吸收能量

B．U衰变为Pa要经过1次α衰变和1次β衰变

C．当氢原子从n＝2的状态跃迁到n＝6的状态时，发射出光子

D．一个光子与一个静止的电子碰撞而被散射，散射光子的波长比原来光子的波长长

12．一个静止的原子核发生衰变，核反应中放出的能量为，其方程为，假设释放的能量全都转化为新核和的动能，其中的速度为，以下结论正确的是（　　）

A．原子核的动能与原子核的动能之比为

B．原子核的速度大小为

C．原子核和原子核的质量之和比原子核的质量大

D．和的结合能之和一定大于的结合能

13．原子核的比结合能曲线如图所示，根据该曲线，下列判断中正确的有

A．核的结合能约为14 MeV

B．核比核更稳定

C．两个核结合成核时释放能量

D．核中核子的平均结合能比核中的大

14．如图所示，在水平桌面上放有一正三角形线框abc，线框由粗细相同的同种材料制成，边长为L，线框处在与桌面成60°斜向下的匀强磁场中，磁感应强度大小为B，ac边与磁场垂直，a、c两点接到直流电源上，流过ac边的电流为I，线框静止在桌面上，线框质量为m，重力加速度为g，则（　　）

A．线框受到的摩擦力大小为 B．线框受到的摩擦力大小为

C．线框对桌面的压力大小为 D．线框对桌面的压力大小为

15．如图甲是磁电式电流表的结构示意图，蹄形磁体和铁芯间的磁场均匀辐向分布，边长为的匝正方形线圈中通以电流，如图乙所示，线圈中左侧一条导线电流方向垂直纸面向外，右侧导线电流方向垂直纸面向里，、两条导线所在处的磁感应强度大小均为，则（　　）

A．该磁场是匀强磁场 B．该线圈的磁通量为

C．导线受到的安培力方向向上 D．导线受到的安培力大小为

16．如图所示，纸面内有一直角三角形ABC，∠C=30°，D是BC的中点。电流分别为I1、I2的无限长通电直导线垂直纸面放置在A点、C点，方向如图所示。已知通有电流I的长直导线在距其r处产生磁场的磁感应强度大小为（其中k为常量），下列说法正确的是（　　）

A．电流I1在B点的磁场方向与AB垂直，平行于AC

B．电流I1在D点的磁场与电流I2在D点的磁场方向夹角为90°

C．若B点的磁场方向由B指向A，则I1、I2的比值为1：4

D．若B点的磁场方向由B指向C，则I1、I2的比值为1：2

17．下列说法正确的是（　　）

A．在黑体辐射中，黑体的温度越高，辐射强度的极大值向波长较短的方向移动

B．根据玻尔原子理论，氢原子在辐射光子的同时，电子的轨道半径也在连续地减小

C．原子核中的中子与其他核子间没有库仑力，但有核力，有助于维系原子核的稳定

D．一束光照射到某种金属上能发生光电效应，减小光的强度，可能没有光电子逸出

18．如图所示，N为钨板，M为金属网，它们分别和电池两极相连，各电池的电动势E和极性已在图中标出，钨的逸出功为4.5eV。现分别用能量不同的光子照射钨板(各光子的能量也已在图上标出)．那么下列图中能有电子到达金属网的是：

A． B． C． D．

19．如图所示，一质量为m、电荷量为q的带电粒子（不计重力），从a点以与边界夹角为53°的方向垂直射入磁感应强度为B的条形匀强磁场，从磁场的另一边界b点射出，射出磁场时的速度方向与边界的夹角为37°．已知条形磁场的宽度为d，sin 37°＝0.6，cos37°＝0.8．下列说法正确的是（ ）

A．粒子带正电

B．粒子在磁场中做圆周运动的半径为d

C．粒子在磁场中做圆周运动的速度大小为

D．粒子穿过磁场所用的时间为

20．如图所示，边长为L的等边三角形区域内存在垂直纸面的匀强磁场，磁感应强度大小为B，无限大的荧光屏PQ过C点且与AB边平行，O为AB边中点，质量为m，电荷量为q的粒子以不同速率自O点垂直于AB边方向射入磁场中，速度方向平行于三角形平面，不考虑粒子之间相互作用和粒子重力。下列说法正确的是（　　）

A．粒子射入速率时，粒子将从AB边离开磁场

B．粒子射入速率时，粒子可以打在荧光屏上

C．粒子射入速率时，粒子打在荧光屏上的点与C点的距离为L

D．粒子射入速率时，粒子打在荧光屏上的点与C点的距离为2L

三、实验题

21．李明同学用伏安法测一节干电池的电动势和内阻，现备有下列器材：

A．被测干电池一节、开关、导线若干

B．电流表：量程0～0.6A，内阻约0.5Ω

C．电流表：量程0～3A，内阻约为0.2Ω

D．电压表：量程0～3V，内阻约为5kΩ

E. 电压表；量程0～15V，内阻约为25kΩ

F. 滑动变阻器：0～10Ω，2A

G. 滑动变阻器：0～100Ω，1A

在现有器材的条件下，要尽可能准确地测量电池的电动势和内阻。

（1）在上述器材中，电压表应选择________，电流表应选择________，滑动变阻器应选择________。（填写仪器前的代号）

（2）在方框中画出最合适的电路图______。

（3）根据实验中测得多组电压表和电流表的示数，在U—I坐标纸上描点如图所示，请根据描出的点作图______，并根据作图求出电源的电动势E=_________V，电源内阻r=_________Ω。（保留两位小数）。

（4）分析实验电路图可知，实验系统误差是由_________（选填“电压表”或“电流表”）_________（选填“分压”或“分流”）引起的。

四、解答题

22．如图所示，在光滑绝缘水平面上的直线a、b两侧分别存在大小相等、方向不同、沿水平方向的匀强电场（未画出），直线ab右侧还存在竖直向下的匀强磁场。M为直线ab上一点，P、Q分别为ab左侧和右侧的点（Q点未画出），PM连线与ab的夹角为，PM距离为2L。一个带正电小球质量为m，带电荷量为q，从P点由静止释放沿直线运动，从M点以大小为的速度进入ab右侧仍沿直线运动，一段时间后到达Q点时撤去电场，之后小球一直在ab右侧运动，求：

（1）匀强电场的电场强度大小和匀强磁场的磁感应强度大小；

（2）撤去电场前小球运动的最短时间。

参考答案：

1．A

【详解】A．物体在室温下辐射的主要成分是波长较长的电磁波，以不可见的红外线为主，故A错误；

B．随着温度的升高，热辐射中波长较短的成分越来越多，故B正确；

C．给一块铁块加热，随着温度的升高，热辐射中波长较短的成分越来越多，铁块依次呈现暗红、赤红、橘红等颜色，故C正确；

D．辐射强度按波长的分布情况随物体温度的变化而有所不同，这是热辐射的一种特性，故D正确。

本题选错误的，故选A。

2．D

【详解】A．光的波粒二象性是指光既具有波动特性，又具有粒子特性，科学家发现光既能像波一样向前传播，同时光也是由一个个不可分割的能量子组成的，具有粒子性，故A错误；

B．比结合能越大，表示核内部核子结合得越牢固，原子核越稳定，故B错误；

C．粒子散射实验中，有些粒子发生大角度偏转的原因是受到原子核内电荷的斥力发生的，故C错误；

D．炽热的固体、液体和高压气体发出的光谱是连续光谱，故D正确。

故选D。

3．C

【详解】激光照射两个平行狭缝，两个狭缝形成两个光源，它们的频率、相位和振动方向相同，这两个光源发出的光在挡板后面的空间发生干涉现象，在光屏上形成干涉条纹，说明光具有波动性。

故选C。

4．C

【详解】A．光电效应说明光具有粒子性，故A错误；

B．电子、中子的衍射图样说明德布罗意提出的物质波是一种概率波，故B错误；

C．原子的发光频率只与原子的内部结构有关，可以把某种原子的光谱当作该原子的“指纹”， 故C正确；

D．个别粒子射入金箔时几乎被“撞”了回来，这是金箔的原子核对粒子作用的结果，故D错误。

故选C。

5．A

【详解】A．由核反应的电荷数守恒可知，生成物X的质子数为

则中子数为

A正确；

B．裂变的过程中会释放能量，核子的平均质量会变小，B错误；

C．β衰变中一个中子变成一个质子和一个电子，在衰变的过程中，同时会释放出能量，C错误；

D．中子不带电，电磁场不会束缚中子，D错误。

故选A。

6．C

【详解】当带正电的宇宙射线粒子垂直于地面向赤道射来时，根据左手定则可以判断粒子的受力的方向为向东，所以粒子将向东偏转。而洛伦兹力一定垂直与速度，不做功，故不改变速度大小。

故选C。

【点睛】根据地球磁场的分布，由左手定则可以判断粒子的受力的方向，从而可以判断粒子的运动的方向。

7．B

【详解】A．两导线受到的安培力是相互作用力，大小相等，故A错误；

B．两导线平行，磁场与电流垂直，故用

计算导线所受的安培力时

故B正确；

C．移走导线N前，N的电流较大，根据安培定则，O点磁场方向向上，移走后，O点磁场方向向下，故C错误；

D．在离两导线所在的平面有一定距离的有限空间内，两导线在任意点产生的磁场方向均不在同一条直线上，故不存在磁感应强度为零的位置。故D错误。

故选B。

8．D

【分析】根据核反应过程中质量数和电荷数守恒，可以推断出聚变过程的另一个粒子；

聚变过程中存在质量亏损，再根据爱因斯坦质能方程E＝△mc2计算出释放的核能．

【详解】AB.根据核反应过程中质量数和电荷数守恒，可以写出该聚变反应方程式：

则两个氘核聚变成一个 所产生的另一个粒子是中子，故AB不符合题意；

CD.根据核反应方程可知质量亏损

△m＝2m1﹣m3﹣m2

根据爱因斯坦质能方程E＝△mc2，可得两个氘核聚变成一个所释放的核能为

ΔE=（2m1﹣m3﹣m2）c2

故C不符合题意，D符合题意．

【点睛】考查核反应过程中质量数和电荷数守恒以及爱因斯坦质能方程E＝△mc2，熟练应用质量数和电荷数守恒推断出未知粒子，理解爱因斯坦质能方程，不是质量转化为了能量，能量不能转化为质量，而是亏损的质量对应相应的能量．

9．B

【详解】A．对导体棒1进行受力分析如图，此三个力组成的封闭三角形与相似，所以

所以，恒有

初始时，应有

联立解得

所以应在

时给导体棒1微小扰动，A错误；

B．对结点进行分析，绳1和绳2中的拉力和的合力大小恒为，导体棒运动过程中和的合力将从竖直方向逆时针转到水平方向，由图示可知先增大后减小，当与绳2垂直时最大，最大值为

B正确；

C．一直减小，直至导体棒1运动至绳1所在的水平线上时最小最小值为零，C错误；

D．由上述分析可知

由几何关系可知，导体棒1运动至绳1所在的水平线上时有最大值为，所以

且

此时

所以电流最大值

D错误。

故选B。

10．AD

【详解】根据物理学史可知，玻尔将量子观点引入到原子模型中，成功解释了氢原子的发光现象，故A正确；铀核在吸收一个慢中子后才能发生裂变，所以核反应前面的中子不能约掉，故B错误；汤姆逊通过对阴极射线的研究发现了电子，故C错误；原子从a能级状态跃迁到b能级状态时发射波长为λ1的光子，知ac能级差，原子从b能级状态跃迁到c能级状态时吸收波长为λ2的光子，知bc能级差为，因为λ1＞λ2，所以△E2＞△E1，所以c能级高于a能级，从a能级跃迁到c能级需吸收光子，即为：，解得：，故D正确．

11．BD

【详解】A．中子与质子结合成氘核时，有质量亏损，由质能方程可知释放能量。故A错误；

B．设发生了x次α衰变和y次β衰变根据质量数与电荷数守恒，可得

解得

故B正确；

C．根据玻尔理论，氢原子从低能级向高能级跃迁时，吸收一定的能量，所以当氢原子从n＝2的状态跃迁到n＝6的状态时，吸收光子。故C错误；

D．与电子碰撞，本身能量减小，则频率减小，根据

可知，散射光子的波长比原来光子的波长长。故D正确。

故选BD。

12．AD

【详解】AB．静止的原子核发生衰变的过程中动量守恒，设的速度大小为，根据动量守恒定律得

解得

根据动能和动量关系

可知，动量相等动能与质量成反比，即原子核的动能与原子核的动能之比为

故A正确，B错误；

C．由于该反应的过程中释放能量，所以原子核和原子核的质量之和比原子核的质量小，故C错误；

D．由于该反应的过程中释放能量，所以和的结合能之和一定大于的结合能，故D正确。

故选AD。

13．BC

【详解】A．由图知核的比结合能约为7 MeV，所以结合能约为

4×7=28 MeV

故A错误；

B．核比核的比结合能大，所以核比核更稳定，故B正确；

C．两个核结合成核时，即由比结合能小的反应生成比结合能大的释放能量，故C正确；

D．由图知核中核子的平均结合能比核中的小，故D错误．

14．BD

【详解】A B．线框静止在桌面上，线框受到的摩擦力是静摩擦力，与安培力水平方向的分力的合力平衡，磁感应强度垂直于桌面的分量

导线ac与导线abc并联，且导线abc的电阻是导线ac电阻的两倍，故通过abc的电流是通过导线ac电流的一半，即，线框所受安培力的合力为

A错误，B正确；

C D．磁感应强度平行于桌面的分量

安培力在竖直方向上的合力

受力分析得

故线框对桌面的压力大小为，C错误，D正确。

故选D。

15．CD

【详解】A．匀强磁场应该是一系列平行的磁感线，方向相同，该磁场明显不是匀强磁场，故A错误；

B．线圈平面与磁感线平行，线圈的磁通量为零，故B错误；

C．导线电流向外，磁场向右，根据左手定则，导线受到的安培力向上，故C正确；

D．单匝时，导线始终与磁感线垂直，故受到的安培力大小一直为，匝时，受到的安培力大小为，故D正确。

故选CD。

16．AC

【详解】A．由右手螺旋定则知电流I1在B点的磁场方向与AB垂直，平行于AC，故A正确；

B．画出电流I1在D点的磁场与电流I2在D点的磁场方向，如图所示

其中

由几何关系得

与的夹角为，故B错误；

C．若B点的磁场方向由B指向A，如图所示为磁场的方向

其中

由几何关系知

可得

故C正确

D．若B点的磁场方向由B指向C，如图所示为磁场的方向

其中

由几何关系得

联立可得

故D错误。

故选AC。

17．AC

【详解】A．由黑体辐射的实验规律可知，在黑体辐射中，黑体的温度越高，辐射强度的极大值向波长较短的方向移动，故A正确；

B．根据玻尔原子理论可知，轨道是量子化的，不连续的，氢原子在辐射光子的同时，电子的轨道半径在不连续地减小，故B错误；

C．中子不带电，所以原子核中的中子与其他核子间没有库仑力，但有核力，有助于维系原子核的稳定，故C正确；

D．一束光照射到某种金属上能否发生光电效应，取决于光的频率是否达到极限频率，与光的强度无关，故D错误。

故选AC。

18．BC

【详解】A．由于钨板的逸出功为4.5eV，当用3eV光照射钨板时，则不会发生光电效应，故A错误；

B．由于钨板的逸出功为4.5eV，当用8eV光照射钨板时，则会发生光电效应．逸出的电子动能为

EK=8eV-4.5eV=3.5eV

由于电池的电动势为2V，电场力对电子做正功，做功为2eV，则电子一定能到达金属网，故B正确；

C．由于钨板的逸出功为4.5eV，当用8eV光照射钨板时，则会发生光电效应，逸出的电子动能为

EK=8eV-4.5eV=3.5eV

由于电池的电动势为2V，电场力对电子做负功，克服电场力做为2eV功，则电子能到达金属网的动能为1.5eV，故C正确；

D．由于钨板的逸出功为4.5eV，当用8eV光照射钨板时，则会发生光电效应．逸出的电子动能为

EK=8eV-4.5eV=3.5eV

由于电池的电动势为4V，电场力对电子做负功，不可能克服电场力做功4eV，则电子不能到达金属网，故D错误。

故选BC。

19．BD

【详解】A.由左手定则可判定粒子带负电，故A错误；

B.作出粒子在匀强磁场运动的轨迹，如图示

粒子在匀强磁场中转过90°角，由几何关系

bc==

=d2+

解得粒子在磁场中做圆周运动的半径为

r=d

故B正确；

C.由粒子在磁场中做圆周运动的半径r=知，粒子在磁场中做圆周运动的速度大小为

v==

故C错误；

D. 粒子在匀强磁场中转过90°角，粒子穿过磁场所用的时间为

t=T==

故D正确．

20．BC

【详解】A．为使粒子自AB边离开磁场，临界条件为轨迹与AC边相切，轨迹如图甲所示，根据几何关系

解得

根据

得

因为

所以粒子将从AC边离开磁场，A错误；

B．因为荧光屏足够大，能打在荧光屏上的临界条件为射出速度方向与荧光屏平行，粒子轨迹如图乙所示，设轨迹半径为r，根据几何关系

解得

根据

得

只要速度大于该值即可打在荧光屏上，B正确；

CD．当速度

时，轨迹半径为，粒子自AC中点垂直于AC边射出，根据几何关系可得粒子达到荧光屏位置与C点的距离为L，C正确，D错误。

故选BC。

21．     D     B     F               1.50     0.50     电压表     分流

【详解】（1）[1]干电池电动势约为1.5V，为了确保精度，电压表应选择D。

[2]为了确保电流测量数据的精度，电流表选择B。

[3]滑动变阻器G最大阻值过大，不利于调节电压表，且电流表示数发生明显变化，所以滑动变阻器应选F。

 （2）[4]由于电压表的内阻远远大于电池的内阻，而电流表的内阻与电池的内阻相差不大，则实验中应该排除电流表的分压影响，则实验电路如图：

（3）[5]根据点连线画出图像如下：

[6][7]由图线可知，电动势为

电阻为

（4）[8][9]分析实验电路图可知，实验中系统误差是由电压表的分流作用引起的。

22．（1），；（2）

【详解】（1）在ab左侧电场中做匀加速直线运动，设电场强度为E，根据动能定理有

解得

在ab右侧电场中做速直线运动，受力平衡

解得

（2）要求撤去电场前小球运动的最短时间，也即是求MQ的最短距离。撤去电场后，小球做匀速圆周运动，当运动轨迹与ab相切时，所对应的MQ最短。轨迹如图

由洛伦兹力提供向心力

根据几何关系可以求得

小球在ab右侧运动的最短时间

小球在ab左侧电场中运动时间为t1，由运动学公式有

小球运动的最短时间为