2022-2023学年河北省保定市高三（下）第三次模拟考试物理试卷（含解析）

2022-2023学年河北省保定市高三（下）第三次模拟考试物理试卷

一、单选题（本大题共7小题，共28.0分）

1.  中国实验快堆工程已经成功并网发电，这标志着国家“”计划重大项目目标的全面实现，中国实验快堆采用钚作燃料，在堆心燃料钚的外围再生区里放置不易发生裂变的铀，钚裂变释放出的快中子，被再生区内的铀吸收，铀转变为铀，铀极不稳定，经过衰变，进一步转变为易裂变的钚，从而实现核燃料的“增殖”，关于中国实验快堆，下列说法正确的是(    )

A. 铀发生衰变转变为钚，核反应方程为：
B. 铀经过衰变转变为钚，质量不变
C. 铀转变为铀的核反应方程为：
D. 铀吸收快中子转变为铀是核聚变

2.  神舟系列载人飞船的返回舱返回地球过程中，需要进行系列较为复杂的减速操作．第一阶段，返回舱脱离飞行轨道后，先打开引导伞，引导伞工作大约，返回舱的下降速度可由减至；第二阶段，在距离地面时引导伞拉出减速伞，再由减速伞带出主伞，主伞先开一个小口，慢慢地全部撑开，这时返回舱的下降速度由逐渐减至，然后在大气中匀速下降；第三阶段，当返回舱距地面高时返回舱底部安装有一个探测仪，探测仪发出信号，“指挥”缓冲发动机点火向下喷气，返回舱落地时速度为，根据以上减速过程得出的结论中，正确的是(    )

A. 第一阶段减速的平均加速度一定大于第二阶段减速的平均加速度
B. 三个阶段减速过程中航天员均处于失重状态
C. 第三阶段减速的平均加速度大小为
D. 第三阶段减速至距地面高时返回舱的速度为

3.  一对平行正对的金属板、接入如图所示的电路中，电源电动势为，板固定，板可左右平行移动，闭合开关，一段时间后再断开开关，从板发射一电子，恰能运动到点后再返回，已知到板的距离是板间距离的三分之一，电子质量为，电荷量为，忽略电子的重力，则(    )
 

A. 设定板电势为，电子在点的电势能为
B. 若要让电子能够到达板，可将板向左平移至点或点左侧某位置
C. 若要让电子能够到达板，可将板向右平移至某位置
D. 若要让电子能够到达板，可闭合开关，再将板向右平移至某位置

4.  在一次分组实验的教学活动中，某小组用如图甲所示电路做实验，电路中是滑动变阻器，是定值电阻，滑动变阻器的滑片从左端往右滑动，分别记录多组电流表和电压表的示数，用这些数据在坐标纸上描点作图，得到的图像如图乙中的所示，下列说法中正确的是(    )
 

A. 的最大阻值为 B. 的阻值为
C. 电源电动势为 D. 电源内阻为

5.  如图所示，两个半径均为的光滑圆轨道、并排固定在竖直平面内，在轨道最低点放置一根质量为的铜棒，棒长为，所在空间有平行于圆轨道平面水平向右的匀强磁场，给铜棒通以从到的恒定电流的同时给铜棒一大小为的水平初速度，已知磁感应强度大小为重力加速度，以下说法正确的是(    )
 

A. 铜棒获得初速度时对每条轨道的压力为
B. 铜棒获得初速度时对每条轨道的压力为
C. 从轨道最低点到最高点的过程中，铜棒机械能增加
D. 从轨道最低点到最高点的过程中，铜棒所受合力做功为

6.  粗糙水平地面上方存在着方向竖直向下的匀强电场，边界的左边存在着如图所示的匀强磁场，一带电滑块可视为质点以速度向右匀速运动，已知电场强度为，磁感应强度，重力加速度为，滑块滑过边界之后经时间，速度方向与水平面夹角，根据以上条件，下列结论正确的是(    )
 

A. 滑块带正电
B. 滑块可带正电也可以带负电
C.
D. 在时间内，滑块在水平方向的位移为

7.  如图所示，为等腰直角三角形金属导线框，，为一与全等的三角形区域，其中存在垂直纸面向里的匀强磁场，点与点重合，在一条直线上．线框以恒定的速度沿垂直的方向穿过磁场区域，在此过程中，线框中的感应电流以刚进磁场时线框中的电流方向为正方向随时间变化的图像正确的是(    )
 

A.  B.
C.  D.

二、多选题（本大题共3小题，共12.0分）

8.  如图甲所示，直径为、深度为的圆柱形容器内充满某种透明液体，在其底部正中央放置一点光源，从液面上方看，直径为的液面被光源照亮。某物理兴趣小组想要让光源能够照亮容器的整个液面，在容器底部中央镶嵌一直径为的圆形平面镜上表面与容器底上表面齐平，并把光源向上移动一段距离，如图乙所示。则(    )

 

A. 该液体的折射率 B. 该液体的折射率
C. 平面镜的直径 D. 光源上移的距离

9.  如图所示，劲度系数为的竖直轻弹簧下端固定在水平地面上，上端栓接一质量为的物体，初始时系统处于静止状态，弹簧的弹性势能大小为，将另一与完全相同的物体轻放在上，重力加速度为。关于二者之后在竖直方向上的运动，下列说法正确的是(    )

 

A. 物体被弹簧弹回到某位置后将脱离物体向上运动
B. A、运动过程中的最大加速度为
C. A、运动过程中的最大加速度为
D. 弹簧的最大弹性势能为

10.  水平面上放置一质量为的滑块，上方有圆形凹槽，质量也为的圆柱恰好能放置在凹槽中，其截面图如图所示，圆心与二者接触的左端点连线跟竖直方向夹角。一质量为的物体通过跨过定滑轮的不可伸长的轻质细绳与相连，细绳张紧后由静止释放，不计一切摩擦，离定滑轮足够远，下列说法正确的是(    )
 

A. 如果、能保持相对静止，对的作用力大小为
B. 如果、能保持相对静止，对的作用力大小为
C. 当时，恰要从凹槽中滚出
D. 如果时，无论为多大，都不能滚出凹槽

三、实验题（本大题共2小题，共18.0分）

11.  通过学习我们知道，理想变压器原、副线圈的电压之比等于原、副线圈的匝数之比，某学校实验小组想通过实验验证这一结论，实验室中的可拆变压器的实物图如图甲所示，该兴趣小组还亲自动手绕制成匝数为匝和其它规格的线圈，以匝数匝的线圈为原线圈，分别用实验室变压器的线圈和自制线圈作副线圈进行实验。

把记录的相关数据填入数据表，依据数据表，可以得出结论：在误差允许的范围内，原、副线圈的电压比________原、副线圈的匝数比填“等于”、“不等于”。

根据数据表最后一列可知，实验存在系统误差，即，可知偏小，请给出合理解释：__________________。

12.  某同学为了探究加速度与力的关系，设计了如图甲所示的装置，操作如下：

在铁架台的竖直杆上固定两个光电门和，把光电门与计算机相连，可记录挡光片的挡光时间。

在铁架台横梁上固定定滑轮，细绳跨过定滑轮，两端分别拴接两个相同的小盒、，在小盒上固定一挡光片挡光片的质量可忽略。

用螺旋测微器测量挡光片的宽度，如图乙所示，测得两光电门间距离为。

取个完全相同的砝码每个砝码的质量均分后放入、中，系统处于静止状态。

将小盒中的个砝码依次取出并放在小盒中，然后每次都将装置由静止释放，记录小盒经过两个光电门、时挡光片的挡光时间、。

重力加速度，请根据实验回答以下几个问题：

挡光片的宽度为__________；

小盒的加速度__________用、，、表示；

将五次取、放砝码后得到的数据进行处理，得到加速度的数值，填入下表．其中为从小盒中取走的砝码个数。

请在图丙所示的坐标系中作出图像_______。

设小盒的质量为，根据图像可求得________。

四、计算题（本大题共3小题，共30.0分）

13.  如图所示，在平面内存在匀强磁场，区域磁感应强度大小为，区域磁感应强度大小为，在点有一粒子源，可向区域发射速率为的同种粒子，与轴正方向夹角，已知粒子的质量为，电荷量为，不计粒子间相互作用力和重力，求：

如果粒子的入射方向与轴夹角，求该粒子第一次到达轴时到点的距离；

求所有入射方向中粒子第二次经过轴的最短时间。

14.  某班王同学所用水杯的容积，如图所示，盖上杯盖可以把一定量的空气密封在杯内，上午第一节课间向保温杯中注入水温为的饮用水，盖上杯盖到第二节课间时水温变成，打开杯盖喝掉一半水，再盖上杯盖，设封入水杯内的空气的温度很快跟杯内饮用水的温度相同，忽略水蒸气对空气体积的影响和热水因温度变化而引起的体积变化，热力学温度与摄氏温度的关系，大气压强为，求：

第二节课间打开杯盖前杯内空气的压强保留两位有效数字；

两次盖上杯盖保温杯内封人空气的质量之比。

15.  如图所示，光滑水平面上静止放着一质量为、长为的木板，木板由两种不同材料拼接而成，拼接点为且，木板左端有一质量为的小物块可视为质点，木板与物块开始时均处于静止状态，物块与木板左半部分间的动摩擦因数，与右半部分间的动摩擦因数，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取，若给小物块施加的水平恒力，求：

小物块在之间运动过程中小物块和木板的加速度各为多大？

要使物块最终恰好能滑到木板的最右端，力需做多少功？

答案和解析

1.【答案】 

【解析】解

A.铀发生衰变转变为钚，核反应方程为

故A错误；

B.铀经过衰变转变为钚，释放能量，质量亏损，故B错误；

铀转变为铀的核反应方程为

该核反应方程不是核聚变，故C正确，D错误。

故选C。

2.【答案】 

【解析】解：

A.根据题意无法计算第二阶段减速的平均加速度，所以无法比较第一阶段减速的平均加速度和第二阶段减速的平均加速度的大小，故A错误；

B.三个阶段减速过程中航天员均处于超重状态，故B错误；

根据匀变速直线运动规律可知第三阶段减速的平均加速度大小为

设第三阶段减速至距地面高时返回舱的速度为  ，则有

解得

故C正确，D错误

故选C。

3.【答案】 

【解析】解：

A.金属板的电场线由指向，沿着电场线电势逐渐降低，设定板电势为，则点的电势为

电子在点的电势能为

故A错误；

闭合开关，一段时间后再断开开关，则电容器的电量不变，根据电容的定义式和决定式有

 ， 

联立解得

从板发射一电子，恰能运动到点后再返回，则有

所以若要让电子能够到达板，可将板向左平移至点或点左侧某位置，或者闭合开关，再将板向左平移至点或点左侧某位置，故B正确，CD错误

故选B。

4.【答案】 

【解析】解：

A.由图可知当的阻值最大时，对应电压和电流分别为，，则的最大阻值为

故A正确；

根据闭合电路欧姆定律有

根据数学方法可知图象的纵轴截距为，斜率的绝对值为

则电源电动势为

所以电源内阻和的阻值都小于，故BCD错误；

故选A。

5.【答案】 

【解析】解：

根据左手定则可知，棒将始终受到竖直向上的安培力，其大小为

在铜棒获得初速度时，根据牛顿第二定律，有

解得

故A错误，B正确；

C.从轨道最低点到最高点的过程中，铜棒机械能增加量为

故C错误；

D.从轨道最低点到最高点的过程中，铜棒所受合力做功为

故D错误。

故选B。

6.【答案】 

【解析】解：

滑块滑过边界之后经时间，速度方向与水平面夹角，可知滑块受电场力向上，所以滑块带负电，故AB错误；

在左侧，带电滑块可视为质点以速度向右匀速运动，则有

结合题中  ，解得

滑块在右侧，根据牛顿第二定律有

解得

 ，方向向上

经时间，根据速度的关系有

解得

水平方向做匀速直线运动，有

故C正确，D错误。

故选C。

7.【答案】 

【解析】解：

  时刻，线框刚进入磁场时，有效长度为，根据  可知此时感应电动势为，感应电流为；

当点运动至边，此时有效长度为  ，感应电动势为

感应电流为

当边运动至与边重合时，此时有效长度为  ，感应电动势为

感应电流为

故选C。

8.【答案】 

【解析】

【分析】

本题考查了光的折射和全反射。
根据几何关系计算全反射的临界角，根据临界角与折射率的关系解答；根据对称性，作出点光源经平面镜所成的像，当光射向水面时，入射角应不大于临界角，光线才能射入空气中。由几何知识求出应满足的条件。

【解答】

、从液面上方看，直径为的液面被光源照亮，即光发生了全反射，根据几何知识可得，解得，故A正确，B错误；
C、设点光源通过平面镜所成的像为，如图所示

反射光线能照亮全部液面，则入射角，为全反射的临界角，由图可得：，解得，故D正确；
C、由项可知，，结合可得，故C正确。

9.【答案】 

【解析】

【分析】本题考查机械振动与力学的综合，熟悉简谐运动的特征是解题的关键。
根据平衡条件得出最初弹簧的压缩量，根据分离条件，结合能量守恒定律分析即可判断；由平衡条件计算出加速度为时弹簧的压缩量，计算此后发生一段位移时的合力，从而得出做简谐运动，计算出简谐运动的振幅，结合牛顿第二定律得出运动的加速度最大值即可判断；分析弹性势能最大的位置，根据机械能守恒定律列方程得出弹簧的最大弹性势能即可判断。

【解答】、由平衡条件知，开始时弹簧处于压缩状态，且压缩量，假设与可以分离，则当、恰好分离时，、间的支持力为，且、的加速度相同，此时物体只受重力作用，其加速度为重力加速度，则所受的合力也为，可见弹簧处于原长状态，应在释放点上方，由能量守恒定律知，上升到的最高点为释放点，则假设不成立，即物体不会脱离物体，故A错误；
、一起运动的加速度为时，由平衡条件：，解得弹簧的压缩量，此后的位移为时，所受的合力，可见运动后做简谐运动，其振幅，由牛顿第二定律知，运动的最大加速度大小，故B错误，C正确；
D、运动到最低点时弹簧的弹性势能最大，由机械能守恒定律：，解得弹簧的最大弹性势能，故D正确。  

10.【答案】 

【解析】解：

如果、能保持相对静止，将、、看作一个整体，根据牛顿第二定律可知

解得加速度大小为

受到水平方向的作用力大小为

竖直方向的作用力为

对的作用力大小为

故AB错误；

C.小球滚出凹槽的临界条件为小球受到槽的支持力沿着圆心与二者接触的左端点连线方向

得临界加速度大小为

整体上有

解得

故C正确；

D.当时，小球滚出凹槽的临界条件为小球受到槽的支持力沿着圆心与二者接触的左端点连线方向，有

得临界加速度大小

由于  ，所以无论为多大，都不能滚出凹槽，故D正确；

故选CD。

11.【答案】等于    变压器存在漏磁的问题 

【解析】解：

根据实验表格中的电压比和匝数比可知在误差允许的范围内，原、副线圈的电压比等于原、副线圈的匝数比；

电压比与匝数比并不相等，主要原因是变压器是不理想的，如有漏磁等。

12.【答案】                     

【解析】解：

螺旋测微器的精度为，固定尺读数为，动尺读数为，则示数为；

小盒经过两个光电门、时挡光片的挡光时间、，可知速度为

 ， 

根据匀变速直线运动规律有

解得

根据表格数据作图，如图：

对甲乙和砝码组成的系统，根据牛顿第二定律可得

解得

由图象可知斜率

联立解得

13.【答案】解：

如图所示，粒子进磁场的方向与  方向夹角为  在  区域经磁场偏转后进入  区域，在两个区域做圆周运动，轨迹圆心为  、  ，由几何知识知道必在  轴上．

第一次到达轴时到的距离为

由此可知此时到点距离为

设粒子进磁场的方向与  方向夹角为  ，第二次经过轴的时间为，在  区域时间为  ，在  区域时间为 

由此可知  越小，用时越短

解得

【解析】见答案
 

14.【答案】解：

注入  的饮用水，盖上杯盖，以杯内空气为研究对象水杯内空气的压强为  ，温度  ；第二节课课间打开杯盖前，空气体积不变，水杯内空气的压强  ，温度  ，根据等容变化有

解得

喝水前后可认为温度不变，喝水前水杯内空气的压强  ，体积  ；喝水后水杯内空气的压强  ，体积  ，把喝水前空气体积折算成一个大气压下的体积  ，根据玻意耳定律有

喝水前后保温杯内空气质量比

解得

【解析】见答案
 

15.【答案】解：

以物块为研究对象，根据牛顿第二定律，有

以木板为研究对象，有

解得

 ， 

设物块刚滑到点时，撤去外力，此时物块速度为，木板速度为，此前运动时间为，则

物块与木板达到共同速度为，根据动量守恒定律，有

此过程中物块的位移为，木板的位移为，则

解得

所以，满足恰好滑到右端的条件，力在物块滑到点之前某位置就得撤去，设此位置距离点为，物块的速度为，木板的速度为，力作用的时间为，则

恰好滑到右端时的共同速度为  ，则

物块和木板系统能量守恒

解得

在力作用的时间内物块的位移为，则

力做的功为

解得

【解析】见答案