2023届河南省十所名校高三上学期尖子生第一次考试物理试卷（word版）

2023届河南省十所名校高三上学期尖子生第一次考试

物  理

一、选择题: 本题共10小题,每小题4分, 共40分。在每小题给出的四个选项中, 第1题只有一个选项符合题目要求, 第题有多个选项符合要求。全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分。

1. 氘核是重要的核燃料,地球上的氘核非常少,用中子轰击锂核可以得到并产生一个新核,则下列说法正确的是

A. 与质量数相同

B. 与中子数相同

C. 该核反应为轻核聚变

D. 该核反应为衰变

2. 如图所示,为质量为的粗细均匀的粗软绳,端用细线连接悬于点, 在绳上点用水平拉力拉着,整条绳处于静止状态,段绳与段绳长之比为4:1,段细线与竖直方向夹角为 ,重力加速度为,则拉力的大小等于

A.

B.

C.

D.

3. 如图所示的自耦变压器为理想变压器，R为定值电阻，在a,b两端输入正弦交流电，将滑片P向下移动，使原线圈的匝数减少为原来的80%，则变压器副线圈输出电压将会是原来的

A. 1.2倍

B. 1.25倍

C. 0.8倍

D. 0.75倍

4. 我国在2022年完成空间站在轨建造。空间站绕地球飞行的轨道可视为圆轨道，轨道离地面的高度约为地球半径的。则下列说法正确的是

A. 宇航员在空间站内受到的重力可忽略不计

B. 空间站绕地球飞行的周期为地球自转周期的倍

C. 空间站绕地球飞行的加速度为地球表面里力加速度的倍

D. 飞船与空间站对接后, 连接体的总质量变大,轨道半径将变小

5. 某跳台滑雪赛道简化为如图所示模型, AB为直道,BCD为半径为R的圆弧道,两滑道在B点平滑连接, 圆弧道与水平地面相切于C点,CD段圆弧所对的圆心角为,不计一切摩擦，一个小球从直道上离地面高为H处由静止释放，小球从D点飞出后上升到的最高点离地面的高度为

A.

B.

C.

D.

6. 将一个金属圆环和一个长直导线固定在绝缘水平面上，第一次如图1所示，圆环中通有沿逆时针方向的恒定电流，直导线中通有从到b的恒定电流；第二次如图2所示，圆环和直导线中开始均没有电流，给直导线通电的一瞬间，圆环中产生了沿逆时针方向的电流，则下列判断正确的是

A. 图1中，圆环有向左运动趋势

B. 图1中，圆环有向右运动趋势

C. 图2中，直导线中通入的电流从到b

D. 图2中，直导线中通入的电流从b到

7. “蹦极”是很多年轻人喜爱的极限运动，蹦极爱好者从跳台上落下，不计空气阻力，从弹性绳刚好伸直开始直至最低点的过程中，蹦极爱好者的速度随下落时间、速度平方随下落高度关系图像，可能正确的是

8. 如图所示，P、Q是两个固定的等量异种点电荷，A、B所在虚线是P、Q连线的垂直平分线，ACEDB是一段曲线，A、B关于P、Q连线对称，C、D也关于P、Q连线对称，O为P、Q连线中点，E为曲线与P、Q连线的交点，则下列说法正确的是

A. A、B两点场强相同，电势相同

B. C、D两点场强相同，电势相同

C. O点场强比E点大，电势比E点高

D. A点场强比E点小，电势比E点高

9. 如图所示,空间存在水平方向的匀强电场,电场强度大小为E,同时存在垂直于电场向里的水平匀强磁场,在垂直于磁场的竖直面内固定一根粗细均匀光滑的弯曲杆ACDF,杆 AC段竖直,CD段是半径为R的八分之一圆弧,DF段为直杆,三段平滑连接,一个质量为m,电荷量为q的带正电的小球套在杆上,在A点由静止释放,AC间的距离为R,小球从F点滑出后做直线运动，重力加速度为g，则

A. 电场方向水平向右

B. 电场强度的大小为

C. 小球在DF段做匀加速运动

D. 小球滑离杆时的速度大小为

10. 如图所示,质量为2kg的物块B放在光滑水平面上,质量为1kg的物块A叠放在物块B上,A与B间的动摩擦因数为0.5。开始时,两物块处于静止状态,t=0时刻,给物块B施加一个水平向右的推力,推力随时间变化的规律如图2所示,t =5s时刻,物块A与B恰好要发生相对滑动，已知最大摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为，则

A. t =5s时刻，推力的大小为10N

B. t =5s时刻，物块A的速度大小为12.5m/s

C. 内，物块A受到的摩擦力冲量为

D. 内，推力F做功大小为134.75J

二、非选择题：包括必考题和选考题两部分。第题为必考题，每个考生都必须作答。第16、17题为选考题，考生根据要求作答。

（一）必考题：共55分。

11.（7分）某同学用如图1所示装置做探究加速度与力的关系实验。钩码质量远小于小车质量，小车的质量为M，重力加速度为g。

（1）              实验前要平衡摩擦力，不挂钩码，将轨道一端抬高，给小车一初速度使其在轨道上运动，利用位移传感器获得小车的位移—时间图像如图2所示，应适当______（填“增大”或“减小”）轨道倾角，直至获得小车位移—时间图像是一条_______。

（2）              挂上钩码，记录钩码的质量，经过正确操作，将位移传感器测得的小车运动位移及对应的运动时间输入计算机，作出图像是一条倾斜直线，如果图像的斜率为，则小车运动的加速度为_______。

（3）              保持小车质量不变，多次改变钩码的质量，重复实验，测得多组钩码质量及小车运动的加速度，作出图像，如果图像是一条过原点的倾斜直线，且图像的斜率为_______，则实验得到的结论是：质量一定时，小车的加速度与合外力成正比。

12.（8分）某同学设计了如图所示电路，测量一节新干电池的电动势和内阻。除了待测新干电池，实验室提供的器材有：

A.电流表A1（量程0.6A，内阻很小）

B.电流表A2（量程，内阻）

C.滑动变阻器R（）

D.定值电阻

E.定值电阻

F.定值电阻（电阻约为2）

G.开关2个，单刀双掷开关1个，导线若干

（1）若要将电流表A2与定值电阻R0串联后改装成量程为3V的电压表，则R0取_____（填“R1”或“R2”）.

（2）先将开关S2合向1，将电路图中滑动变阻器滑片移到最_____（填“左”或“右”）端，闭合开关S1、S3，调节滑动变阻器到适当阻值，得到此时电流表A2示数与电流表A1示数之比为k1；断开S3，保持滑动变阻器阻值不变，得到此时电流表A2示数与电流表A1示数之比为k2；断开开关S1，由此可得到定值电阻的表达式为=_____(用已知量和测量量的符号表示)

（3）保持S3断开，将开关S2合向1，将滑动变阻器滑片移到合适位置，闭合开关S1，调节滑动变阻器，得到多组电流表A1、A2的读数I1、I2，做I2-I1图像，如果图像与纵轴的截距为，图像斜率的绝对值为k，则电池的电动势E=_____,电源内阻r=_____（为了简化计算，不考虑电流表A2的分流，结果均用已知量和测量量的符号表示）

13.（10分）如图所示，边界AC上方及半径为R的半圆外侧有垂直于纸面向外的匀强磁场，半圆的圆心在AC上的O点，PQ为其直径。平行于AC放置的平行板MN间施加有恒定电压，紧靠N板有一粒子源，由静止释放质量为m、电荷量为q的带正电的粒子，粒子经电场加速后从AC边上的D点垂直AC并垂直磁场进入匀强磁场中。P、D间距离为R，当MN板间的电压为U时，粒子刚好打在P点，不计粒子的重力，求：

（1）匀强磁场的磁感应强度大小；

（2）若M、N间的加速电压为4U，则粒子在进入半圆区域前，在磁场中运动的时间为多少。

14.（14分）如图所示,竖直面内的光滑轨道由水平面AB、半径均为R的圆弧轨道BC,CD 及水平面DE组成,BC段和CD段圆弧轨道所对的圆心角均为,各段轨道间平滑连接,轻弹簧放在水平面AB上,一端固定在竖直墙面上,用质量为m的小球向左挤压弹簧到P点,由静止释放小球,小球被弹簧弹出,沿水平轨道运动后滚上圆弧轨道,小球到达D点时,对圆弧轨道的压力大小等于,g为重力加速度,求:

(1)弹簧开始具有的弹性势能;

(2)若在B点放一个小球b.用小球仍压缩弹簧至Р点由静止释放,,b两球发生弹性碰撞后,小球b运动到D点时对圆弧轨道的压力恰好为零,小球b的质量大小(可用根号表示)。

15.（16分）如图所示,水平线M、N之间有垂直纸面向里的水平匀强磁场,M与N、N与地面间的距离均为2L。边长为L、电阻为R,质量为m的正方形单匝金属线框bcde在竖直面内,此时bc边与M的距离为L。由静止释放线框,线框刚好能匀速进入磁场,线框出磁场过程中产生的焦耳热为Q;线框运动过程中始终在竖直面内,bc边始终水平,不计空气阻力，重力加速度为g,求:

（1）匀强磁场的磁感应强度大小;

（2）线框ed边刚出磁场时,线框的速度多大;

（3）若线框在开始的位置时给线框一个水平向右的初速度,结果线框bc边刚进磁场的一

瞬间,速度与水平方向的夹角为,线框bc边刚好落地时,线框的动能多大;线框从抛出到bc边刚好落地所用时间为多少。

(二)选考题:共15分。请考生从给出的16、17两道题中任选一题作答。如果多做,则按所做的第一题计分。

16.[选修3-3]（15分)

(1)(5分)下列说法正确的是_____。（填正确答案标号。选对1个得2分,选对2个得4分,选对3个得5分,每选错1个扣3分，最低得分为0分)

A.如果系统的温度不变则内能一定不变

B.食盐晶体中的钠离子按一定规律分布，具有空间上的周期性

C.当分子间作用力表现为引力时，作用力随分子间距的减小而增大

D.自然界一切进行的涉及热现象的宏观过程都具有方向性,都是不可逆的

E.从微观角度看,气休压强的大小跟气休分子的平均动能和分子密集程度有关

(2)(10分)如图所示,导热性能良好的气缸开口向上竖直放置,a,b是固定在气缸内壁的卡环,两卡环间的距离为h，缸内一个质量为m,横截面积为S的活塞与气缸内壁接触良好,无摩擦不漏气,活塞只能在ab之间移动,缸内封闭一定质量的理想气体。此时环境温度为T0,活塞与卡环b刚好接触,无作用力,活塞离缸底的距离为3h,卡环能承受的压力最大为,活塞的厚度不计,大气压强大小等于为重力加速度,求:

（i）要使卡环不被破坏,环境的温度最低能降到多少;

（ii）若提高环境温度，当环境温度为1.4T0时缸内气体的压强多大。

17.[选修3-4](15分)

(1)（5分）如图所示，在同一均匀介质中的轴上有两个波源,，在坐标原点,在处，两波源处的质点同时从平衡位置开始振动,并开始计时,开始振动的方向完全相反，波源形成的简谐横波在介质中沿轴正方向传播,形成的简谐横波在介质中沿轴负方向传播，s时刻,质点A开始起振且开始起振的方向沿y轴正向,两列波叠加后能形成稳定的干涉图样,则下列说法正确的是______。(填正确答案标号。选对1个得2分,选对2个得4分,选对3个得5分:每选错1个扣3分,最低得分为0分)

A.波源处的质点沿y轴负方向开始起振

B.波源处质点的振动传播速度大小为4 m/s

C.m处为振动加强点

D.若 m处为振动加强点,则m处也为振动加强点

E.若m处为振动减弱点,则每列波的波长可能为3m

(2)(10分)如图所示为某玻璃砖的截面图,由四分之一圆BCD和长方形ABDE组成,圆的半径为R,长方形AE边长为R,AB边长为R,一束单色光以与AE面成的方向斜射到AE边的中点F,折射光线照射到AB边的G点,在G点的反射光,照射到圆弧面上,,求:

(i)玻璃砖对光的折射率;

(ii)G点的反射光照射到圆弧面上时能否发生全反射。

物理参考答案

11.（1）增大；倾斜直线（2）（3）

12.（1）

（2）右；

（3）

说明：若（2）（3）中，写成不扣分；

13.(1) 设粒子进磁场时的速度大小为, 根据动能定理有

解得

由题意知, 粒子在磁场中做圆周运动的半径

根据牛顿第二定律有

解得

(2) 若间的加速电压为4U, 则粒子进人磁场时的速度

则粒子在磁场中做圆周运动的半径

因此粒子在磁场中做圆周运动的圆心在点

粒子在磁场中运动的轨迹如图所示,设粒子从点进入半圆区域, 根据几何关系可知 为正三角形,因此粒子从点运动到点的轨迹所对的圆心角为

因此粒子在磁场中运动的时间

14.

(1) 设小球被弹簧弹开时的速度大小为, 到点速度大小为根据能量守恒有

根据机械能守恒有

在点

解得

(2) 由(1)问知,小球被弹开时的速度大小

设碰撞后一瞬间,球的速度大小为球的速度大利为, 小球运动到点时速度大小为, 由题意知

根据机械能守恒有

碰撞过程，根据动量守恒有

根据机械能守恒有

解得

15.设边刚要进磁场时线框的速度大小为

解得

线框进磁场过程,根据力的平衡

解得

(2) 设线框边刚要出磁场时的速度大小为, 根据机械能守恒

解得

设线框刚好出磁场时的速度大小为,根据能量守恒有

解得

(3) 设线框抛出时的初速度大小为, 由于线框边刚进磁场的一瞬间,速度与水平方向的夹角为 , 则

解得

从最高点到落地, 根据能量守恒有

解得

设线框边刚好落地所用时间为，竖直方向根据动量定理有

又解得

16.（1）BDE

(2)  (i)开始时,缸内气体压强

气体压强

设温度降低到时活塞对卡环的压力为, 此时缸内气体压强

气体发生等容变化, 则

解得

(ii ) 假设环境温度为时活塞与卡环接触,且卡环没有被破坏。

设此时缸内气体压强为, 根据理想气体状态方程有

解得

设此时活塞与卡环的作用力为,则

解得

由于且,假设成立, 因此缸内气体压强为

17.（1）ADE

（2）设光在面内的入射角为，根据几何关系可知，

设折射角为，根据几何关系，

根据几何关系 因此

则折射率为

(ii) 由于 , 则 解得

设光照射到圆弧面上的入射角为, 根据正弦定理

由几何关系知

解得

因此

因此光在圆弧面上刚好发生全反射。