2023届河北省高三下学期4月适应性考试物理试题

2023届河北省高三下学期4月适应性考试物理试题

学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________

一、单选题

1．曲线运动是生活中一种常见的运动，下列关于曲线运动的说法中正确的是（　　）

A．可能存在加速度为0的曲线运动

B．平抛运动是加速度随时间均匀变化的曲线运动

C．匀速圆周运动一定是加速度变化的曲线运动

D．圆周运动不可以分解为两个相互垂直的直线运动

2．质量为m的导体棒与两个半径为R的光滑圆弧电极接触良好，两个电极相互平行且都位于竖直平面内，O为其中一个圆弧电极的圆心，截面如图所示，导体棒中通有如图所示电流，导体棒在两个电极间的长度为L，在两电极间加一竖直方向的匀强磁场，磁感应强度大小为，导体棒恰好静止在电极的圆弧面上。现在通过增大电流的方式使导体棒缓慢地从A点移动到B点，已知OA与水平方向的夹角为，OB与水平方向的夹角为。已知重力加速度为g，则下列说法正确的是（　　）

A．磁场方向竖直向上

B．当导体棒静止在A点时，流过导体棒的电流大小为

C．导体棒从A点移动到B点的过程中电极受到的压力逐渐减小

D．当导体棒静止在B点时流过导体棒的电流大小为静止在A点时的3倍

3．为了解释氢原子的发光现象，玻尔于1913年提出了原子假说。如图所示，一电子绕氢原子核做匀速圆周运动，基态的轨道半径为，电子在该轨道上运动的动能为，基态原子的能量为，某激发态的轨道半径为，电子在该轨道上运动的动能为，该激发态原子的能量为。下列说法中正确的是（　　）

A．

B．电子可以在和之间的任意轨道上稳定运动

C．处于该激发态的原子向基态跃迁时释放的光子频率为

D．氢原子的上述能级跃迁释放能量的方式和氢弹释放能量的相同

4．冬天烧碳取暖容易引发一氧化碳中毒事故，吸入的一氧化碳与红细胞、红血球结合，影响用了红血球运送氧气的能力，造成人体缺氧，高压氧舱是治疗一氧化碳中毒的有效措施。某物理兴趣小组通过放在水平地面上的气缸来研究高压氧舱内的环境，如图所示，导热气缸内的活塞离气缸底部的高度为h，活塞的横截面积为S，环境温度保持不变。气缸内气体的压强为，该小组分别通过向气缸内充气和向下压活塞的方式使气缸内气体的压强增大到。已知大气压强为，气缸内气体可视为理想气体，活塞与气缸密封良好，不计活塞与气缸间的摩擦，重力加速度为g。下列说法中正确的是（　　）

A．活塞的质量为

B．仅将体积为、压强为的气体充入气缸，可使气缸内气体的压强增至

C．仅将活塞缓慢下移，可以将气缸内气体的压强增至

D．在C选项的操作中，气体向外界放出的热量为

5．某课外小组搜集了一些地球卫星和木星卫星的数据，利用电脑处理数据后得到了卫星周期的二次方和卫星轨道半径的三次方的关系图像如图所示，已知地球和木星的密度分别为和，木星的体积约为地球体积的1313倍。下列说法中正确的是（　　）

A．在相同时间内地球卫星与地心连线扫过的面积和木星卫星与木星球心连线扫过的面积相等

B．所有地球卫星与地心连线在相同时间内扫过的面积都相等

C．图像B的斜率约为图像A的斜率的310倍

D．图像A为地球卫星的图像

6．某超小型风力发电机与理想变压器的原线圈连接，变压器的副线圈接内阻为的电动机。某日该地区的风速是5m/s，风吹到叶片的有效面积为，此时变压器原线圈两端的电压为30V，电动机刚好正常工作。已知空气的密度为，假如该风力发电机能将通过扇叶有效面积内空气动能的40%转化为电能，变压器原、副线圈匝数比为，发电机和变压器的线圈电阻忽略不计。下列说法正确的是（　　）

A．每秒冲击发电机叶片的空气动能为120J

B．通过变压器原线圈的电流为4A

C．通过变压器副线圈的电流为8A

D．电动机消耗的电功率为720W

7．如图所示，质量分别为1kg和2kg的A、B两个物体放在光滑水平面上，外力、同时作用在两个物体上，其中（表达式中各个物理量的单位均为国际单位），。下列说法中正确的是（　　）

A．时，物体A的加速度大小为

B．后物体B的加速度最小

C．后两个物体运动方向相反

D．若仅将A、B位置互换，时物体A的加速度为

二、多选题

8．如图所示，在x轴上处固定两个带电量均为的点电荷，一电子仅在静电力的作用下沿x轴从处移动到处或沿y轴从处移动到处。下列说法中正确的是（　　）

A．沿x轴移动时电子的动能先增大后减小

B．沿y轴移动时电子的动能先增大后减小

C．在处固定电荷量为的负点电荷，可使处的电场强度为0

D．在处固定电荷量为的正点电荷，可使处的电场强度为0

9．某同学将一带传感器的木箱从倾角为的斜坡顶端由静止释放，木箱滑到斜面底端时速度刚好为0，木箱与斜坡上下两部分的动摩擦因数分别为、，通过分析处理传感器的数据得到木箱的动能和机械能与木箱下滑位移的关系图像分别如图中a、b所示，已知木箱动能最大时，机械能与动能大小之比为，已知木箱可视为质点，重力加速度为g，以斜坡底端为重力势能零点。下列说法中正确的是（　　）

A．

B．

C．动能最大时，木箱的机械能为

D．木箱在上、下两段斜坡上滑行过程中产生的热量之比为

10．如图所示，两导电性良好的光滑平行导轨斜放置，与水平面夹角为，轨道间距为L。导轨中段长为2L的矩形区域内存在垂直于轨道面向上的匀强磁场，磁感应强度大小为B。相距为的金属棒a和b静止放在倾斜导轨上，两金属棒由绝缘轻杆连接，a与磁场上边界的距离为d。由静止释放ab，当a进入磁场后恰好做匀速运动，b棒刚离开磁场时速度为v。两个金属棒的质量均为m、电阻均为，重力加速度为g，运动过程中两金属棒与导轨接触良好，不计其他电阻和摩擦阻力。下列说法中正确的是（　　）

A．

B．当a棒刚离开磁场时a棒的加速度大小为

C．ab整体进入磁场的过程中通过a棒的电荷量为

D．a、b离开磁场所用时间为

三、实验题

11．某物理兴趣小组用如图所示的装置研究加速度与力和质量的关系。带挡光片的物体A内有若干质量均为的小铁片，初态时A、B系统刚好静止，物体A、B的质量相等。

（1）用游标卡尺测量挡光片的宽度d，如图所示，则挡光片的宽度___________cm。

（2）测量挡光片到光电门中心的距离h，将A中的1个小铁片移到B中，由静止释放A，记录挡光片的挡光时间。

（3）将A中的2个小铁片移到B中，在相同的初始位置由静止释放A，记录挡光片的挡光时间。

（4）多次重复，得到移动的小铁片的数量n和对应的挡光时间t。

（5）以n为横坐标，以___________为纵坐标，将实验测得的数据描点连线，若得到一条倾斜的直线，则表明物体的加速度与质量成反比，与所受合力成正比。

（6）请写出一条产生实验误差的原因___________。

12．用DIS（电流传感器，内阻可忽略）测电源电动势和内阻的电路如图甲所示，为一定值电阻。

（1）调节电阻箱R，记录电阻箱接入电路的阻值R和相应的电流I，将测得数据以R为横坐标，以______为纵坐标，经计算机拟合得到如图乙所示图像，由图线可得该电源电动势为______V（结果保留两位有效数字）。

（2）现有三个相同规格的小灯泡A、B、C，将它们与图甲中电源按图丙所示电路相连，此种灯泡的特性曲线如图丁所示，C灯泡两端电压为2.0V，则电源内阻______，图甲中定值电阻______，电源的输出功率为______W。（结果均保留三位有效数字）

四、解答题

13．某透明棱镜面如图所示，半圆与矩形的三个边相切，其中半圆的圆心为O，半径为R，矩形的顶点A与圆心O的连线与半圆交于C点，一束光线从矩形左边上某点B射入棱镜，光线与棱镜边界的夹角为，光线经过一次折射后射向C点，已知光在真空中的速度为c，光在棱镜中的传播速度为。求：

（1）光线在B点的折射角；

（2）光线在棱镜中的传播时间。

14．某弹簧的弹力与形变量的关系如图甲所示，弹簧竖直固定，将质量为m的小物体A放在弹簧上，并缓慢向下按压物体，使弹簧产生的形变量为，突然撤去外力后小物体上升的最大高度为，此过程中小物体的最大加速度为2g。将弹簧固定在水平面上，缓慢按压小物体A，使弹簧产生的形变量为，突然撤去外力，小物体在水平面上与质量为3m的小球B相碰，碰后小球滑上与水平面相切、位于竖直平面内的圆弧轨道，圆弧轨道的半径，圆心角。不计A、B碰撞过程中的能量损失，不计一切摩擦和阻力，重力加速度为g，。求：

（1）小物体A在水平面运动时加速度的最大值；

（2）小球到达最高点时与圆弧轨道末端的水平距离。

15．如图所示，在区域存在沿y轴正方向的匀强电场（图中未画出），电场强度大小为E，在区域存在平行于y轴正方向的匀强磁场（图中未画出）和沿z轴正方向的匀强电场（图中未画出），电场强度大小为2E。质量为m、电荷量为的小球从处由静止释放，小球从原点进入区域，在处有一垂直于y轴的荧光屏（图中未画出），小球打在荧光屏上点。已知重力加速度为g。

（1）求区域匀强电场的电场强度E；

（2）求匀强磁场的磁感应强度B的大小；

（3）若磁感应强度取最小值，当小球离y轴最远时，求小球到原点O的距离。

参考答案：

1．C

【详解】A．根据曲线运动的特点可知，曲线运动的物体加速度不为0，故A错误；

B．平抛运动是加速度为重力加速度的匀变速曲线运动，故B错误；

C．匀速圆周运动的加速度方向不断变化，故C正确；

D．圆周运动可以分解为两个相互垂直的简谐运动，故D错误；

故选C。

2．D

【详解】A．对导体棒在A点受力分析，如图所示：

由图可知安培力水平向右，所以磁场方向竖直向下，故A错误；

B．对导体棒在A点受力分析，有

所以

解得

故B错误；

C．设导体棒与O点的连线与水平方向的夹角为，由受力分析可知

由牛顿第三定律有

此过程中θ逐渐减小，所以电极受到的压力逐渐增大，故C错误；

D．由受力分析可知当导线在B点静止时有

解得

故D正确。

故选D。

3．C

【详解】A．电子绕原子核做圆周运动，由库仑力提供向心力得

可得电子的动能为

由于，则有，故A错误；

B．根据玻尔的电子轨道量子化假设，可知电子不可以在和之间的任意轨道上稳定运动，故B错误；

C．处于该激发态的原子向基态跃迁时释放的光子能量为

可得释放的光子频率为

故C正确；

D．氢原子的上述能级跃迁释放能量的方式和氢弹释放能量的不相同，氢弹是通过轻核聚变释放能量，故D错误。

故选C。

4．B

【详解】A．对活塞受力分析，由平衡条件

代入数据可得，活塞的质量为

A错误；

B．对体积为、压强为的气体，由玻意耳定律

对封闭气体，由玻意耳定律

联立解得，缸内气体的压强变为

B正确；

C．对封闭气体由玻意耳定律

解得，缸内气体压强变为

C错误；

D．由于环境温度不变且气缸是导热的，所以在活塞下移的过程中气体做等温变化，气体的内能不变，由热力学第一定律

其中

解得

所以，气体向外界放出的热量为，D错误。

故选B。

5．C

【详解】A B．开普勒第二定律只适用于某一个卫星绕中心天体的情况，故AB错误；

C．根据万有引力提供向心力有

变形有

图象的斜率

根据题意地球和木星的密度分别为和，木星的体积约为地球体积的1313倍，可知木星的质量约为地球质量的310倍，则图像B的斜率约为图像A的斜率的310倍，图像B为地球卫星的图像，故C正确，D错误；

故选C。

6．B

【详解】A．时间t内冲击发电机叶片的空气体积为

所以时间t内冲击发电机叶片的空气动能为

所以每秒冲击发电机叶片的空气动能为

故A错误；

B．由题可知发电机的输出功率为

所以通过变压器原线圈的电流

故B正确；

C．由变压器原、副线圈的电流关系

可知

故C错误；

D．电动机消耗的电功率为变压器副线圈的输出功率即原线圈的输出功率，所以为，故D错误。

故选B。

7．D

【详解】A．在水平方向上的分力为

假设A、B间无弹力，则

时，有

假设A、B间无弹力，则

因此A、B会整体运动，有

解得

选项A错误；

B．物体B的加速度最小时，有

解得

选项B错误；

C．之前，两物体均沿F1方向加速运动，后F1方向反向，A做减速运动，但两个物体运动方向仍然相同，选项C错误；

D．若仅将A、B位置互换，假设A、B间无弹力，则

说明A、B分离运动，假设正确，则时物体A的加速度为，选项D正确。

故选D。

8．AC

【详解】AB．等量负点电荷电场分布情况如图

x轴上，从处移动到处，场强先减小后变大，电场力先做正功后做负功，电子的动能先增大后减小。y轴上，场强从原点向外，先增大后减小，从处移动到处，电场力先做负功后做正功，电子的动能先减小后增大，A正确，B错误；

C．在处固定电荷量为的负点电荷处的电场强度为

又

解得

C正确；

D．在处固定电荷量为的正点电荷，可使处的电场强度为

又

解得

D错误。

故选AC。

9．BC

【详解】AC．木箱在斜面上段滑行的过程有

由题意有

由图可知

解得

，，

故A错误，C正确；

B．木箱在斜面下段滑行的过程有

由图可知

解得

故B正确；

D．木箱在上、下两段斜坡上滑行过程中产生的热量之比

故D错误。

故选BC。

10．AD

【详解】A．设a即将进入磁场时速度为，对两个棒整体列动能定理有

对两个棒整体受力分析有

而

解得

故A正确；

B．b棒进入磁场到a棒离开磁场时对整体列动能定理有

当a刚离开磁场时对整体受力分析有

又

解得

故B错误；

C．ab整体进入磁场过程中

故C错误；

D．在ab离开磁场的过程中列动量定理有

而

解得

故D正确。

故选AD。

11．     0.560     a     实验中有阻力

【详解】（1）[1]挡光片的宽度

（2）[2]设向B中转移n个铁片，绳中张力T，对B，根据牛顿第二定律

对A

联立得

合力为2nm0g，以n为横坐标，以a为纵坐标，将实验测得的数据描点连线，若得到一条倾斜的直线，则表明物体的加速度与质量成反比，与所受合力成正比。

（3）[3]产生实验误差的原因：实验中有阻力。

12．          3.0     1.33     1.67     1.50

【详解】（1）[1]根据

解得

可知，图乙所示图像中以为纵坐标；

[2]根据上述，结合图像有

解得

，

（2）[3]由于C灯泡两端电压为2.0V，则通过C灯泡的电流为0.45A，灯泡A两端电压为1.0V，通过灯泡A的电流为0.3A，则干路电流为

0.3A+0.45A=0.75A

路端电压为2.0V，根据

解得

[4]根据上述有

解得

[5]根据上述，电源的输出功率为

13．（1）；（2）

【详解】（1）由题意可知

光线在B点的入射角

由折射定律有

解得

（2）光线在棱镜中的光路如图所示

由几何关系可知光线在C点的入射角

且

所以光线在C点发生全反射，然后光线从D点离开棱镜，由正弦定理有

由几何关系可知

解得

所以光线在棱镜中的传播时间

14．（1）；（2）

【详解】（1）小物体在竖直方向运动过程中，当刚刚撤去外力时小物体的加速度最大，由牛顿第二定律有

当小物体在水平面运动过程中刚刚撤去外力时小物体的加速度最大，由牛顿第二定律有

解得

（2）小物体在竖直方向运动过程中弹簧的最大弹性势能

此过程中由能量守恒有

当小物体在水平运动过程中弹簧的最大弹性势能

此过程中由能量守恒有

AB碰撞过程满足

小球B沿圆弧轨道上升过程有

离开圆弧面后小球竖直方向的速度为0时离水平地面最远，有

此时小球离圆弧末端的水平距离

解得

15．（1）；（2）（）；（3）或

【详解】（1）小球由静止释放，从原点进入区域

解得

（2）区域

小球所受合力为洛伦兹力。小球在原点速度

与水平方向夹角

y轴正方向速度

运动时间

z轴负方向速度

由洛伦兹力提供向心力

运动周期

则

（）

解得

（）

（3）若磁感应强度取最小值

半径

周期

当小球离y轴最远时，运动时间

，

求小球到原点O的距离

或