河南省2023年高三下学期理综物理一模试卷含答案

高三下学期理综物理一模试卷

一、单选题

1．重元素放射性衰变的Np237系列（从Np开始到稳定的Bi为止）在自然界一直没有被发现，只是在人工制造出Np237后才发现的，关于该衰变系列，下列说法正确的是（　　）

A．Np比Bi多20个中子

B．Np比Bi的比结合能大

C．从Np到Bi，共发生5次α衰变

D．从Np到Bi，共有4个中子转变为质子

2．汽车在平直的公路上匀速行驶，发现前方有险情后紧急刹车，刹车后经过2s速度减半，再滑行15m速度减为零，刹车过程可以看成匀减速直线运动，则汽车匀速行驶时的速度大小为（　　）

A．25m/s B．28m/s C．30m/s D．32m/s

3．如图所示，某静电场的电场线如图中带箭头的实线所示，虚线AB、CD为等势面，带电粒子甲从A点以大小为v0的初速度射入电场，到达C点，轨迹如图中1所示，带电粒子乙从B点以大小为v0的初速度射人电场，到达D点，轨迹如图中2所示，不计粒子的重力和粒子间作用力，两粒子的电荷量相等，则下列判断正确的是（　　）

A．粒子甲带正电，粒子乙带负电

B．粒子乙从B点到D点过程中，电场力做正功

C．粒子甲从A点到C点过程中，速度一直减小

D．粒子甲在C点的电势能大于粒子乙在D点的电势能

4．如图甲所示，质量相等的物块A、B放在水平圆盘上，A、B和圆盘圆心O在同一直线上，让圆盘绕过圆心O的竖直轴匀速转动，当A刚要滑动时，转动的角速度为，当B刚要滑动时，转动的角速度为，若A、B在圆盘上的位置不变，用细线将A、B连接，细线刚好伸直，如图乙所示，让圆盘匀速转动，当A、B一起刚要滑动时，转动的角速度为，两物块与盘面间的动摩擦因数相同，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则下列关系正确的是（　　）

A．>> B．<<

C．< D．<

5．2022年10月7日，中国太原卫星发射中心在黄海海域使用长征十一号海射运载火箭，采用“一箭双星”方式，成功将微厘空间低轨导航试验卫星发射升空，卫星顺利进入预定轨道。设两颗卫星轨道在赤道平面上，运行方向相同，运动周期也相同，其中a卫星为圆轨道，距离地面高度为，b卫星为椭圆轨道，近地点M距离地面高度为远地点N距离地面高度的一半，地球表面的重力加速度为g，a卫星线速度大小为v1，b卫星在近地点M时线速度大小为v2，在远地点N时线速度大小为v3，地球半径为R，P点为两个轨道的交点。下列说法正确的是（　　）

A．b卫星远地点N距离地面高度为

B．b卫星从N点运动到M点时间为

C．

D．a、b两卫星在P点受到地球的引力相等

二、多选题

6．线圈L1、L2绕在同一个铁芯上，组成如图所示的电路，开始时，电键K1、K2均断开，下列操作能使电流表指针偏转的是（　　）

A．先闭合K1，稳定后再闭合K2

B．先闭合K2，过一会儿再闭合K1

C．K1、K2均闭合，电流表指针不偏转，突然断开K1

D．K1、K2均闭合，电流表指针不偏转，突然断开K2

7．如图所示的电路中，定值电阻R2、R3的阻值均为100Ω，电流表为理想电表，理想变压器原、副线圈的匝数比为1：3，R1和R2消耗的电功率之比为1：2，a、b间所加电压为（V）。则下列说法正确的是（　　）

A．电流表的示数为1A B．流过电阻R1的电流为4.5A

C．定值电阻R1=200Ω D．a、b间输入的电功率为2250W

8．如图所示，匀强磁场垂直纸面向里，其边界如图所示，磁场的磁感应强度大小为B，半圆形边界的半径为R，O为半圆的圆心，ab是半圆的直径，边界上c点到a的距离为R，a、b、c、O在同一直线上，从c点沿垂直边界、垂直磁场向上射出速度大小不同的质量为m、电荷量为q的带负电的粒子，粒子均能从圆弧（含a、b点）上射出磁场，不计粒子的重力和粒子间作用，则能从圆弧边界射出的粒子（　　）

A．粒子速度大小范围为

B．粒子的速度越大，粒子在磁场中运动的时间越短

C．从圆弧面射出后能到达b点的粒子速度大小可能为

D．从圆弧面射出后经过O点的粒子在磁场中做圆周运动的半径为R

三、实验题

9．某同学用如图甲所示装置做“探究物体的加速度跟力的关系”的实验。

（1）实验时保持小车的质量不变，为了能使钩码所受的重力近似作为小车受到的合力，钩码质量m和小车质量M选取以下哪一组更好_____________。

A．M=200g，m=10g、15g、20g、25g、30g、35g

B．M=200g，m=20g、40g、60g、80g、100g、120g

C．M=400g，m=10g、15g、20g、25g、30g、35g

D．M=400g，m=20g、40g、60g、80g、100g、120g

（2）按正确的实验操作，打出的一条纸带如图乙所示，纸带上A、B、C、D、E为计数点，相邻两计数点间还有一个计时点，打点计时器所用交流电频率为50Hz，则小车做匀加速直线运动的加速度a=　     　m/s2（结果保留二位有效数字）；如果当时电网中交变电流的频率>50Hz，但当时该同学并不知道，那么测得的加速度值比真实值　     　（填“偏大”或“偏小”）。

（3）若不断增大钩码质量进行实验，得到的的关系如图丙所示，由图可见F较大时图线发生明显弯曲，如果已知小车质量为M，某次对应钩码质量为m，重力加速度为g，则图中a2表达式应为　     　（用M、m和g表示）。

10．某兴趣小组进行“测量电源电动势及内阻”实验，实验室提供器材有：

A．电流表A1（量程为0.15mA，内阻为1kΩ）

B．电流表A2（量程为300mA，内阻约3Ω）

C．定值电阻R1（阻值为9kΩ）

D．定值电阻R2（阻值为3Ω）

E.滑动变阻器R3（最大阻值为30Ω）

F.干电池一节（电动势约为1.5V，内阻小于1Ω）

G.开关一个，导线若干

（1）根据现有器材应先将电流表　     　（填“A1”或“A2”）改装成量程为　     　的电压表。

（2）请设计合理的电路，并将电路图画在虚线框内（标出各器材的符号）。

（3）兴趣小组合理设计实验方案，多次改变滑动变阻器滑片的位置，记录多组对应的电流表A1、A2的示数I1、I2，并作出图像如图甲所示，根据图像信息可求得电池电动势E=　     　V；内阻r=　     　Ω（结果均保留两位有效数字）。

（4）实验过程中，随着滑动变阻器滑片的移动，电源输出功率P不断发生变化，下列图象乙中能大致反映电源输出功率随滑动变阻器接入电路中阻值R变化规律是___________。

A． B．

C． D．

四、解答题

11．如图甲所示，质量为0.5kg、足够长的“ ”形光滑金属框放在光滑绝缘水平面上，金属框两平行边间距为1m，处在竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度大小为1T，金属棒ab垂直放在金属框两平行边上，用绝缘细线将棒ab与固定力传感器相连，开始时细线水平伸直且无张力，给金属框施加一个水平向右的拉力F1，在拉力F1作用过程中，力传感器的示数F随时间变化的规律如图乙所示，不计金属框的电阻，棒ab始终与金属框两平行边垂直且接触良好，金属棒接入电路的电阻为2Ω，求：

（1）t=1s时，金属框运动的速度大小；

（2）t=2s时，拉力F1的瞬时功率。

12．如图所示，倾角为30°的光滑斜面体固定在水平面上，斜面上劲度系数为k的轻弹簧两端分别连接质量均为m的物块B、C，C靠在斜面底端的固定挡板上，在斜面上将物块A从距离B为L处由静止释放，A下滑后与B发生弹性碰撞，碰后瞬间A、B速度大小相等，重力加速度为g，求：

（1）物块A的质量和碰撞后A的速度大小；

（2）碰撞后A上升到最高点的时间和沿斜面向上滑行的最大距离；

（3）改变A由静止下滑的位置，且使A下滑后与B碰撞并粘在一起，此后，A、B一起向上运动到最高点时，物块C对挡板的压力恰好为零，则A开始下滑时离物块B的距离为多少？

五、多选题

13．下列说法正确的是（　　）

A．雨水没有透过布雨伞是因为布雨伞表面存在张力

B．已知某种气体的密度为ρ（kg/m3），摩尔质量为M（kg/mol），阿伏加德罗常数为NA（mol-1），则该气体分子之间的平均距离可以表示为

C．0℃的冰中的水分子和0℃的水中的水分子平均动能相等

D．物理性质表现为各向同性的固体可能是晶体也可能是非晶体

E．小明发现，到了高原地区，尽管气温变化不大，但车上带的矿泉水瓶变得更鼓张了，这是瓶内空气压强变大的缘故

六、解答题

14．如图所示，两管粗细不同的U形玻璃管竖直放置，右管中有一段长为5cm的水银柱，水银柱横截面积为10cm2，水银柱上液面离管口的距离为10cm，大气压强为75cmHg，气体温度为300K，将玻璃管在竖直平面内缓慢转动180°使管口竖直向下，水银刚好到管口且不会流出，求：

（1）开始时，管中封闭气体的体积；

（2）若不转动玻璃管，将管中气体的温度升高到多少时，水银刚好到管口且不会溢出。（结果保留一位小数）

七、多选题

15．一列简谐横波沿x轴传播，t=0.5s时的波动图像如图所示，质点P的平衡位置在x=1m处，质点Q的平衡位置在x=0.5m处，质点P的振动方程为，则下列说法正确的是（　　）

A．波沿x轴负方向传播

B．质点Q的振动周期为1s

C．波传播的速度大小为4m/s

D．质点Q的振动比质点P振动滞后0.2s

E．从t=0.5s到t=0.75s，质点Q运动的路程小于2cm

八、解答题

16．如图所示为某玻璃砖的截面，为等腰直角三角形，∠A=90°，BC边长为L，EFD为半径L的半圆弧，圆心O在BC边的中点，一束单色光斜射到AB面上，入射点P到A点距离为，折射光线刷好照射在圆弧的最高点F，并在F点刷好发生全反射，光在直空中传播速度为c，不考虑光在AC面的反射，求：

（1）玻璃砖对光的折射率；

（2）光在玻璃砖中传播的时间。

1．D

2．C

3．B

4．A

5．C

6．B,C

7．B,D

8．A,C

9．（1）C

（2）3.9；偏大

（3）

10．（1）A1；1.5V

（2）

（3）1.4；0.50

（4）C

11．（1）解：由题意分析可知

又

则

当t=1s时，

解得金属框运动的速度大小

（2）解：由乙图结合数学知识，可得关系式

当t=2s时，

同理可得，此时金属框的速度为

根据

可知金属框的速度也随时间线性变化，做匀加速直线运动，所以加速度为

对金属框运用牛顿第二定律，得

解得

所以t=2s时，拉力F1的瞬时功率为

12．（1）解：设物块A的质量为 ，A与B碰撞前的速度大小为 ，根据机械能守恒可得

解得

由题意，碰撞后A的速度方向沿斜面向上，设A、B的速度大小均为 ，根据动量守恒和能量守恒可得

解得 ，

（2）解：碰撞后A沿斜面向上运动，由牛顿第二定律可得

解得

则A上升到最高点的时间为

设A沿斜面向上滑行的最大距离为 ，根据机械能守恒可得

解得

（3）解：设A开始下滑时离B的距离为 ，碰撞前A的速度为 ，根据机械能守恒可得

解得

设A与B碰撞后瞬间速度大小为 ，根据动量守恒可得

解得

碰撞前，弹簧的压缩量为

当C刚要离开挡板时，弹簧的伸长量也为 ，从碰撞后瞬间到C刚要离开挡板，弹簧的弹性势能不变，根据机械能守恒可得

联立解得

13．A,B,C

14．（1）解：开始时

管中封闭气体的体积V1，管口竖直向下后

S=10cm2

h=10cm

根据

解得V1=700cm3

（2）解：将管中气体的温度升高到T2时，水银刚好到管口且不会溢出，发生等压变化 ，

15．B,C,E

16．（1）解：由题意作出光路图如图所示：

设AB面的折解角为θ，在F点恰好发生全反射，则入射角为临界角C，由几何关系

由于BC=L

则

且

则 ，

在 中，由正弦定理有

代入数据得

解得

则折射率为

（2）解：光在玻璃中的传播距离为

由正弦定理

解得

光在玻璃中的传播速度为

传播时间

解得