南阳市2023届高三TOP20十二月联考（全国Ⅰ卷）物理试题试卷

这是一份南阳市2023届高三TOP20十二月联考（全国Ⅰ卷）物理试题试卷，共16页。试卷主要包含了答题时请按要求用笔等内容，欢迎下载使用。
南阳市第一中学2023届高三TOP20十二月联考（全国Ⅰ卷）物理试题试卷
注意事项:
1．答题前，考生先将自己的姓名、准考证号码填写清楚，将条形码准确粘贴在条形码区域内。
2．答题时请按要求用笔。
3．请按照题号顺序在答题卡各题目的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效；在草稿纸、试卷上答题无效。
4．作图可先使用铅笔画出，确定后必须用黑色字迹的签字笔描黑。
5．保持卡面清洁，不要折暴、不要弄破、弄皱，不准使用涂改液、修正带、刮纸刀。

一、单项选择题：本题共6小题，每小题4分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。
1、据《世说新语》记载，晋明帝司马昭在回答“汝意谓长安与日孰远”时，一句“举目望日，不见长安”惊愕群臣。我们生活的2020年初的地球，需经8分13秒才能看见太阳的光芒，但我们离长安却隔了将近1111年。距研究者发现，地球与太阳的距离不断缩小，月球却在逐渐远去。下列说法正确的是
A．在2020初，地日距离约为150万千米
B．倘若月球彻底脱离了地球，则它受到地球对它的引力为0
C．与长安城中的人相比，我们的“一个月”在实际上应略长于他们的
D．与长安城中的人相比，我们的“一年”在实际上应略长于他们的
2、如图所示，两条轻质导线连接金属棒的两端，金属棒处于匀强磁场内且垂直于磁场。金属棒的质量，长度。使金属棒中通以从Q到P的恒定电流，两轻质导线与竖直方向成角时，金属棒恰好静止。则磁场的最小磁感应强度（重力加速度g取）（　　）

A．大小为，方向与轻质导线平行向下
B．大小为，方向与轻质导线平行向上
C．大小为，方向与轻质导线平行向下
D．大小为，方向与轻质导线平行向上
3、如图所示，“共享单车”极大地方便了老百姓的出行，某高档“共享单车”通过变速器调整链条在轮盘和飞轮的挂入位置，改变行驶速度。轮盘和飞轮的齿数如下表所示：

名称
轮盘
飞轮

A轮
B轮
C轮
D轮
E轮
齿数N/个
48
39
24
18
13
则下列说法正确的是(　　)
A．当A轮与C轮组合时，两轮的转速之比为1∶1
B．当A轮与C轮组合时，两轮边缘上的点的线速度大小之比为1∶2
C．当B轮与E轮组合时，两轮角速度之比为1∶3
D．当B轮与E轮组合时，两轮边缘上的点的向心加速度大小之比为3∶1
4、跳伞运动员打开伞后经过一段时间，将在空中保持匀速降落，已知运动员和他身上装备的总重量为G1，圆顶形降落伞伞面的重量为G2，有12条相同的拉线（拉线重量不计），均匀分布在伞面边缘上，每根拉线和竖直方向都成30°角。那么每根拉线上的张力大小为（ ）
A． B． C． D．
5、水平面内固定一个足够大且绝缘的粗糙斜面，其上有一个带电滑块匀速下滑且一直在斜面上运动。仅改变下列选项中的条件，滑块速度大小一定改变的是（　　）

A．施加竖直方向的电场 B．翻转滑块，改变它与斜面的接触面积
C．施加水平方向的恒力 D．改变滑块的质量
6、一个小球以一定的水平速度抛出，经过t0时间，小球和抛出点的连线与水平方向夹角为37°，再经过t时间，小球和抛出点的连线与水平方向的夹角为53°，不计空气阻力，下列说法正确的是
A． B． C． D．
二、多项选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有多个选项是符合题目要求的。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
7、水平放置的平行板电容器，极板长为l，间距为d，电容为C。 竖直挡板到极板右端的距离也为l，某次充电完毕后电容器上极板带正电，下极板带负电，所带电荷量为Q1如图所示，一质量为m，电荷量为q的小球以初速度v从正中间的N点水平射人两金属板间，不计空气阻力，从极板间射出后，经过一段时间小球恰好垂直撞在挡板的M点，已知M点在上极板的延长线上，重力加速度为g，不计空气阻力和边缘效应。下列分析正确的是（　　）

A．小球在电容器中运动的加速度大小为
B．小球在电容器中的运动时间与射出电容器后运动到挡板的时间相等
C．电容器所带电荷量
D．如果电容器所带电荷量，小球还以速度v从N点水平射入，恰好能打在上级板的右端
8、如图，斜面上有a、b、c、d四个点，ab=bc=cd，从a点以初速度v0水平抛出一个小球，它落在斜面上的b点，速度方向与斜面之间的夹角为θ；若小球从a点以初速度平抛出，不计空气阻力，则小球（　　）

A．将落在bc之间
B．将落在c点
C．落在斜面的速度方向与斜面的夹角大于θ
D．落在斜面的速度方向与斜面的夹角等于θ
9、如图所示，在竖直平面内有一平面直角坐标系xOy，存在一个范围足够大的垂直纸面向里的水平磁场，磁感应强度沿x轴方向大小相同，沿y轴方向按By=ky（k为大于零的常数）的规律变化。一光滑绝缘的半径为R的半圆面位于竖直平面内，其圆心恰好位于坐标原点O处，将一铜环从半面左侧最高点a从静止释放后，铜环沿半圆面运动，到达右侧的b点为最高点，a、b高度差为h。下列说法正确的是（　　）

A．铜环在半圆面左侧下滑过程，感应电流沿逆时针方向
B．铜环第一次经过最低点时感应电流达到最大
C．铜环往复运动第二次到达右侧最高点时与b点的高度差小于2h
D．铜环沿半圆面运动过程，铜环所受安培力的方向总是与铜环中心的运动方向相反
10、小滑块以100J的初动能从倾角为37°的固定斜面底端O上滑，小滑块沿斜面上滑、下滑过程中的动能Ek随离开O点的位移x变化的图线如图中Ⅰ、Ⅱ所示。已知sin37°＝0.6，重力加速度取10m/s2，则（ ）

A．小滑块的质量为2kg B．小滑块与斜面间的动摩擦因数为0.5
C．x＝1m时小滑块的动能为60J D．小滑块的最大位移为5m
三、实验题：本题共2小题，共18分。把答案写在答题卡中指定的答题处，不要求写出演算过程。
11．（6分）用图甲所示的实验装置验证、组成的系统的机械能守恒。从高处由静止开始下落，同时向上运动拉动纸带打出一系列的点，对纸带上的点迹进行测量，即可验证机械能守恒定律。图乙给出的是实验中获取的一条纸带，其中0是打下的第一个点，每相邻两个计数点间还有4个未标出的点，计数点间的距离如图中所示。已知电源的频率为，，，取。完成以下问题。（计算结果保留2位有效数字）

(1)在纸带上打下计数点5时的速度_____。
(2)在打0~5点过程中系统动能的增加量______，系统势能的减少量_____，由此得出的结论是________________。
(3)依据本实验原理作出的图像如图丙所示，则当地的重力加速度______。
12．（12分）光敏电阻是阻值随着光照度变化而发生变化的元件。照度可以反映光的强弱。光越强，照度越大，照度单位为lx。某光敏电阻R在不同照度下的阻值如图甲所示。

某同学采用光敏电阻以及其他器材，通过改变光照度来测定一节干电池的电动势和内阻。现备有下列器材：
A．待测的干电池（电动势约为1.5V，内电阻小于1.0Ω）
B．电流表：量程0~0.6A，内阻0.1Ω
C．电流表：量程0~3A，内阻0.024Ω
D．电压表：量程0~3V，内阻约3kΩ
E.电压表：量程0~15V，内阻约15kΩ
F.光敏电阻（符号：）
H.开关，导线若干
在测定电池电动势和内阻的实验中，由于电流表和电压表内阻的影响，测量结果存在系统误差。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)在上述器材中电流表选___，电压表选___（填写选项前的字母）；
(2)在图乙方框中两出相应的实验电路图____；
(3)多次改变光的照度，得到多组电压、电流值。利用测出的数据在图丙所示的坐标图中描出对应的点，由此绘出U－1图象____，在修正了实验系统误差后。得出干电池的电动势E=1.50V，内电阻r=___Ω；
(4)当电流表读数为0.30A时，光的照度为___lx。（结果保留两位有效数字）
四、计算题：本题共2小题，共26分。把答案写在答题卡中指定的答题处，要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。
13．（10分）图示为深圳市地标建筑——平安金融大厦。其内置观光电梯，位于观景台的游客可鸟瞰深圳的景观。电梯从地面到116层的观景台只需58s，整个过程经历匀加速、匀速和匀减速，匀加速和匀减速阶段的加速度大小相等，其上行最大加速度为10m/s。当电梯加速上升时，质量为50kg的人站在置于电梯地板的台秤上时，台秤的示数为65kg，g取10m/s2，求：
(1)电梯加速上升的加速度大小；
(2)观景台距地面的高度。

14．（16分）如图所示，炼钢厂通常用滚筒来传送软钢锭，使具有一定初速度的软钢锭通过滚筒滑上平台．质量为M的软钢锭长为L，上表面光滑，下表面与平台间是粗糙的．现以水平向右的初速度滑上平台，全部滑上平台时的速度为D．此时，在其右端无初速放上一个质量为m的滑块(视为质点)．随后软钢锭滑过2L距离时速度为零，滑块恰好到达平台．重力加速度取g，空气阻力不计．求：

(1)滑块获得的最大加速度(不考虑与平台的撞击过程)
(2)滑块放上后，软钢锭滑动过程克服阻力做的功
(3)软钢锭处于静止状态时，滑块到达平台的动能
15．（12分）如图所示，一有界匀强磁场垂直于xOy平面向里，其边界是以坐标原点O为圆心、半径为R的圆．一质量为m、电荷量为q的带正电的粒子，从磁场边界与x轴交点P处以初速度大小v0、沿x轴正方向射入磁场，恰能从M点离开磁场．不计粒子的重力．

（1）求匀强磁场的磁感应强度大小B；
（2）若带电粒子从P点以速度大小v0射入磁场，改变初速度的方向，粒子恰能经过原点O，求粒子在磁场中运动的时间t及离开磁场时速度的方向；
（3）在匀强磁场外侧加一有界均匀辐向电场，如图所示，与O点相等距离处的电场强度大小相等，方向指向原点O．带电粒子从P点沿x轴正方向射入磁场，改变初速度的大小，粒子恰能不离开电场外边界且能回到P点，求粒子初速度大小v以及电场两边界间的电势差U．




参考答案

一、单项选择题：本题共6小题，每小题4分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。
1、C
【解析】
A．由可得，地日距离约为

故A错误；
B．倘若月球彻底摆脱了地球，由万有引力定律可知，地球对它仍然有引力作用，故B错误；
C．由于月地距离增大，故月球的公转周期变长，故现在的一月应该长于过去，故C正确；
D．由于日地距离不断缩小，故地球的公转周期变短，因此现在的一年应该略短于过去，故D错误；
故选C。
2、B
【解析】
说明分析受力的侧视图（右视图）如图所示

磁场有最小值，应使棒平衡时的安培力有最小值棒的重力大小、方向均不变，悬线拉力方向不变，由“力三角形”的动态变化规律可知

又有

联合解得

由左手定则知磁场方向平行轻质导线向上。故ACD错误，B正确。
故选B。
3、C
【解析】
AB．A轮与C轮通过链条连接，轮边缘上的点的线速度大小相等，齿数之比为2∶1，转速之比为1∶2，选项A、B错误；
CD．B轮与E轮通过链条连接，轮边缘上的点的线速度大小相等，齿数之比为3∶1，转速之比为1∶3，角速度之比为1∶3，轮边缘上的点的向心加速度之比为1∶3，选项C正确，D错误。
4、A
【解析】
以一根拉线为例，每根拉线拉力向上的分力

由共点力的平衡条件可知：
12F1=G1
解得：
；
A．，与结论相符，选项A正确；
B．，与结论不相符，选项B错误；
C．，与结论不相符，选项C错误；
D．，与结论不相符，选项D错误；
故选A。
5、C
【解析】
AD．当滑块匀速下滑时，对滑块进行受力分析可知，重力沿斜面向下的分力等于滑动摩擦力的大小。施加竖直方向的电场与改变滑块的质量效果相同，各力沿斜面向下的分力之和与滑动摩擦力的大小始终相等，滑块仍做匀速直线运动，AD错误；
B．翻转滑块，改变它与斜面的接触面积，并未改变它与斜面间的摩擦力，所以滑块仍做匀速直线运动，B错误；
C．施加水平向左的恒力时（滑块不脱离斜面），该力有沿斜面向下的分力，而且摩擦力减小，滑块将做加速运动；施加水平向右的恒力时，该力有沿斜面向上的分力，而且摩擦力增大，滑块将做减速运动，C正确。
故选C。
6、C
【解析】
设平抛初速度大小为v0，经过时间t0，有：

再经过时间t，有：

所以

解得：

A. 与计算结果不符，故A错误。
B. 与计算结果不符，故B错误。
C. 与计算结果相符，故C正确。
D. 与计算结果不符，故D错误。

二、多项选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有多个选项是符合题目要求的。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
7、BD
【解析】
根据水平方向做匀速直线运动分析两段过程的运动时间，根据竖直方向对称性分析小球在电容器的加速度大小，根据牛顿第二定律以及

分析求解电荷量，根据牛顿第二定律分析加速度从而求解竖直方向的运动位移。
【详解】
AB．小球在电容器内向上偏转做类平抛运动，水平方向做匀速直线运动，出电容器后受到重力作用，竖直方向减速，水平方向由于不受力，仍然做匀速直线运动，由于两段过程在水平方向上的运动位移相同，则两段过程的运动时间相同，竖直方向由于对称性可知，两段过程在竖直方向的加速度大小相等，大小都为g，但方向相反，故A错误，B正确；
C．根据牛顿第二定律有

解得

故C错误；
D．当小球到达M点时，竖直方向的位移为，则根据竖直方向的对称性可知，小球从电容器射出时，竖直方向的位移为，如果电容器所带电荷量，根据牛顿第二定律有

根据公式

可知，相同的时间内发生的位移是原来的2倍，故竖直方向的位移为，故D正确。
故选BD。
8、BD
【解析】
设斜面的倾角为θ．小球落在斜面上，有：tanθ=，解得： ；在竖直方向上的分位移为：y=gt2＝，则知当初速度变为原来的倍时，竖直方向上的位移变为原来的2倍，所以小球一定落在斜面上的c点，故A错误，B正确；设小球落在斜面上速度与水平方向的夹角为β，则tanβ==2tanθ，即tanβ=2tanθ，所以β一定，则知落在斜面时的速度方向与斜面夹角一定相同．故C错误，D正确．故选BD．
【点睛】
物体在斜面上做平抛运动落在斜面上，竖直方向的位移与水平方向上的位移比值是一定值．以及知道在任一时刻速度与水平方向夹角的正切值是位移与水平方向夹角正切值的2倍．
9、AC
【解析】
A．铜环在半圆面左侧下滑过程，磁通量增加，根据楞次定律可得感应电流沿逆时针方向，A正确；
B．铜环第一次经过最低点瞬间，磁通量的变化量为0，感应电流为零，B错误；
C．铜环沿半圆面运动，到达右侧的b点后开始沿圆弧向左运动，但在向左运动的过程中克服安培力做的功较小，损失的机械能小于mgh，所以铜环往复运动第二次到达右侧最高点时与b点的高度差小于2h，C正确；
D．铜环沿半圆面向下运动过程中，铜环所受安培力的方向是竖直向上的，沿半圆面向上运动过程中，铜环所受安培力的方向是竖直向下的，D错误。
故选AC。
10、ABD
【解析】
AB．设小滑块的质量为m，小滑块与斜面间的动摩擦因数为，小滑块沿斜面上滑x=3m过程中，根据动能定理，有


小滑块沿斜面下滑x=3m过程中，根据动能定理，有


解得：m=2kg，=0.5，故AB正确；
C．由图像可知，小滑块上滑和下滑经过x=1m位置时，小滑块的动能为80J或16J，故C错误；
D．将图线延长，与x轴的交点横坐标为5m，此时动能为零，即小滑块的最大住移为5m，故D正确。
故选ABD。

三、实验题：本题共2小题，共18分。把答案写在答题卡中指定的答题处，不要求写出演算过程。
11、2.4 0.58 0.60 在误差允许的范围内，组成的系统机械能守恒 9.7
【解析】
(1)[1]第4点与第6点间的平均速度等于第5点的瞬时速度，有

打下计数点5时的速度。
(2)[2]系统动能的增加量

打0~5点过程中系统动能的增加量。
[3]系统势能的减少量

系统势能的减少量。
[4]可见与大小近似相等，则在误差允许的范围内，组成的系统机械能守恒。
(3)[5]系运动过程中机械能守恒，则有

解得

则图像的斜率

则

当地的重力加速度。
12、B D 0.76（0.74﹣0.78） 0.54（0.50-0.56）
【解析】
(1)[1][2]一节干电池的电动势为1.5V，则电压表选择D，因电流较小，故电流表选择B
(2)[3]电流表的内阻已知，可采用电流表外接电路，电路如图

(3)[4]根据描点，画出U－I图像，如图

[5]由实验原理得

变形得

由图像可知，内阻为

由于误差(0.74V－0.78V)均可
(4)[6]当电流表读数为0.30A时，读出

则

对照图像可知，光的照度为0.54lx，由于误差(0.50-0.56)lx均可

四、计算题：本题共2小题，共26分。把答案写在答题卡中指定的答题处，要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。
13、 (1)a=3m/s2(2)H=m
【解析】
(1)当电梯加速上升时，有

代入数据，可解得
a=3m/s2
(2)设匀加速运动高度为h1，时间为t，则有
h=，t=
代入数值解得：
h=m，t=s
因匀加速和匀减速阶段的加速度大小相等，所以两个阶段的时间和位移量相同。故匀速运动时间为t1，则

高度为
h1=vt1
代入数值解得
t1=s，h1=m
故观景台距地面的高度
H=h1+2h
代入数值解得
H=m
14、（1）a=g; （2） (3)
【解析】
(1)由于滑块与软钢锭间无摩擦，所以，软钢锭在平台上滑过距离L时，滑块脱离做自由落体运动，所以a=g；
(2)根据动能定理得：
；
(3) 滑块脱离软钢锭后做自由下落到平台上的时间与软钢锭在平台最后滑运L的时间相等，都为t
由位移公式得：
由动能定理得：
滑块落到平台上时的速度：
滑块到达平台时的动能：
联立以上四个方程式解得：
。
15、（1）（2）（3），
【解析】
（1）根据几何关系，粒子圆周运动得半径，由向心力公式有，解得
（2）如图所示

过带电粒子运动轨迹上得弦PO做垂直平分线叫磁场边界O1点，因粒子做圆周运动得半径与磁场边界半径相等，所以为等边三角形，O1为圆心位置，粒子圆周运动得周期，图中，则有，解得，根据几何关系可知，粒子离开磁场时速度沿y轴正方向
（3）设粒子刚进入磁场做圆周运动得圆心O1和原点O得连线与x轴夹角为，运动半径为r1，如图

则有，由向心力公式有，粒子从P点射入磁场，恰能回到P点，则根据几何关系有：，解得其中 ；根据能量守恒有，解得