河南省开封市2022-2023学年高三物理上学期12月一模考试试题（PDF版带答案）.pdf

1、高三物理 第 页(共6页)开封市2023届高三年级第一次模拟考试 物 理本试卷共6页,满分110分,考试时间90分钟。注意事项:1.答题时,考生务必将自己的姓名、准考证号填在答题卡上;2.选择题每小题选出答案后,用2B 铅笔将答题卡上对应题目的答案标号涂黑,如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号,答在试题卷上无效。3.实验题和计算题答在答题卡上每题对应的答案区域内,答在试题卷上无效。一.选择题:本题共8小题,每小题6分,共48分。在每小题给出的四个选项中,第1-5题只有一项符合题目要求,第6-8题有多项符合题目要求。全部选对得6分,选对但不全得3分,有选错的得0分。1.以下关于近代物理内

2、容叙述正确的是A.核反应 23892U23490Th+42He为重核裂变B.23490Th衰变为 22286Rn,经过3次 衰变,2次 衰变C.原子核发生一次 衰变,该原子外层就失去一个电子D.汤姆逊通过对阴极射线的研究发现了电子,并提出了原子核式结构学说2.习近平总书记指出:“发展航天事业,建设航天强国,是我们不懈追求的航天梦。”如图所示,a 是静止在地球赤道上的物体。b 是在地球表面附近做匀速圆周运动的人造卫星。c 是地球同步卫星,已知地球表面的重力加速度为g,下列关于a、b、c 的说法正确的是A.a、b、c 做匀速圆周运动的向心加速度最大的是cB.a、b、c 做匀速圆周运动的速率最大的是

3、aC.b 做匀速圆周运动的加速度等于gD.a、b、c 做匀速圆周运动的周期最小的是a3.如图所示,虚线为匀强电场中的等势线,相邻两条虚线间的电势差相等,实曲线为一个带电粒子仅在电场力作用下运动的轨迹。A、B、D 为粒子的运动轨迹与等势线的交点,C 点为轨迹与该处等势线的切点,则下列判断正确的是A.沿轨迹从 A 到D,轨迹上各点的电势先降低后升高B.沿轨迹从 A 到D,粒子的机械能先减小后增大C.粒子从 A 到C 与从C 到D 运动的时间之比为41D.粒子从 A 到B 与从B 到C 电场力的冲量之比为 214.如图所示,两条足够长的光滑平行金属导轨固定在水平面内,处于磁感应强度 大 小 为 B、

4、方 向 竖 直 向 下 的 匀 强 磁 场中,两导轨间距为L,左端接一电阻 R,质量为 m 的金属杆ab 静置于导轨上。现给金属杆一个水平向右的冲量I0,金属杆运动一段距离后停止,运动过程中金属杆与导轨始终保持垂直且接触良好。不计杆和导轨的电阻,重力加速度为g。则金属杆ab 在运动过程中1高三物理 第 页(共6页)A.刚开始运动时加速度大小为2B2L2I0m2RB.杆中的电流大小逐渐减小,方向从a 流向bC.金属杆运动的位移为I0RB2L2D.电阻R 上消耗的电能为I20m5.如图所示,一内外侧均光滑的半圆柱槽置于光滑的水平面上.槽的左侧有一竖直墙壁.现让一小球(可认为质点)自左端槽口 A 点

5、的正上方从静止开始下落,与半圆槽相切并从 A 点入槽内.则下列说法正确的A.小球在槽内运动的全过程中机械能守恒B.小球第二次经过槽最低点时,槽的速度最大C.小球在槽内运动的全过程中,只有重力对小球做功D.小球在槽内运动的全过程中,小球与槽组成的系统机械能守恒、动量守恒6.如图为一理想变压器,其中所接的4盏灯泡规格均为“10V,5W”。当接入电压u=U0sin(100t)的电源时,4盏灯均正常发光。下列说法正确的是A.原、副线圈的匝数比n1n2n3=312B.电流在1s时间内改变50次方向C.U0=40 2VD.变压器的输出功率为20W7.如图所示,长木板放置在水平面上,一小物块置于长木板的中央

6、,长木板和物块的质量均为m,物块与木板间的动摩擦因数为,木板与水平面间的动摩擦因数为4,已知最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等,重力加速度为g。现对物块施加一水平向右的拉力,则木板加速度a 大小可能是A.a=0B.a=g4C.a=g3D.a=2g38.如图所示,长为L、倾角为=30的光滑绝缘斜面处于电场中,一带电荷量为+q、质量为 m的小球,以初速度v0 由斜面底端的 A 点开始沿斜面上滑,到达斜面顶端 B 点时的速度为2v0,则 A.小球在B 点的电势能一定小于小球在A 点的电势能B.A、B 两点的电势差一定为mgL2qC.若该电场是 AC 边中垂线上某点的点电荷Q 产生的,则Q 一定是正电荷

7、D.若电场是匀强电场,则该电场的电场强度的最小值一定是mgL+3mv202qL2高三物理 第 页(共6页)二、非选择题:共6小题,共计62分,其中13、14为选做题,任选一题作答,将所选题的题号涂黑。9.(6分)某学习小组用如图所示的实验装置探究做功与动能变化的关系。在水平桌面上固定一倾斜的气垫导轨,导轨上 A 处有一带长方形遮光片的滑块,其总质量为 M,左端由跨过轻质光滑定滑轮的细绳与一沙桶相连,沙桶和里面的细沙总质量为 m;遮光片两条长边与导轨垂直;导轨上B 处有一光电门,可以测量遮光片经过光电门时的挡光时间为t,d 表示遮光片的宽度,L表示遮光片初位置至光电门之间的距离,用g 表示重力加

8、速度。(1)该 同 学 首 先 用 游 标 卡 尺 测 量 了 遮 光 片 的 宽 度,如 图 所 示,遮 光 片 宽 度 的 测 量 值d=cm;(2)让沙桶内盛上适量细沙,测出沙桶和细沙的总质量 m,调整导轨倾角,让滑块恰好在A 处静止。剪断细绳后,滑块开始加速下滑,记录遮光片通过光电门的时间t;此过程中 M 受到的合力做功的表达式为:,M 动能变化的表达式为:。(用题目中所给字母表示)(3)保持滑块的质量 M 和遮光片初位置至光电门之间的距离L 不变,改变沙桶内细沙的质量和导轨倾角,重复以上步骤,通过每次实验记录的 m 和t,描点作出 t2-1m 的线性关系图象,从而更直观地研究滑块动能

9、变化与合外力对它所做功的关系。(4)为了减小上述实验中的误差,下列实验要求中必要的是(请填写选项前对应的字母)A.应使细线与气垫导轨平行B.应使 A 位置与光电门间的距离适当大些C.遮光片的宽度越小越好D.应使沙桶和细沙的总质量 m 远小于滑块和遮光片的总质量M10.(9分)为了测得一干电池的电动势和内阻,实验室提供了下列器材:A.待测电池组(电动势E 约为3V,内阻r 不超过2.5);B.电流表(量程00.6A,内阻小于1);C.电阻箱(099.99);D.滑动变阻器(010);E.单刀双掷开关、单刀单掷开关各一个及导线若干.考虑到干电池组的内阻较小,电流表的内阻不能忽略,他设计了如图甲所示

10、的实验电路.(1)该同学先测电流表的内阻:3高三物理 第 页(共6页)将开关S 断开,滑动变阻器的阻值调到最大,开关 K 闭合,调节滑动变阻器的滑片 P,使电流表 A 满偏;将开关S 接通C,保持阻值不变,调节阻值,使电流表 A 的指针达到满偏的23处,记下电阻箱的阻值为0.3;由以上操作可知电流表的内阻为.(2)该同学再测干电池组的电动势和内阻:将开关 K 断开,电阻箱的阻值调至最大,将开关S 接通D;调节电阻箱的阻值R,使电流表 A 有足够示数,改变R 的值,测出几组I 和R;图乙是根据实验数据绘出的1I-R 图象,由此可得待测干电池组的电动势E=V,内阻r=.(计算结果均保留三位有效数字

11、)11.(14分)光滑水平桌面上静止放置着长木板 A、小木块 B 和C 叠放在水平桌面上,如图所示。其中A 与C 的质量均为2m,B 的质量为m,长木板长为L,木块 B、C 可看成质点。给 A 一个初速度v0,A 运动至小木块B 处与B 发生碰撞并粘在一起,A、B 碰撞时间极短。最后C 恰好未从 A 上滑落,求 A、C 间的动摩擦因数。4高三物理 第 页(共6页)12.(18分)光滑水平桌面上OM 和ON 之间存在匀强磁场,磁感应强度大小为 B,方向垂直于桌面向上,如图所示(俯视图).OM 和ON 之间的夹角为30,一带电小球的质量为 m,电荷量为q,沿纸面以大小为v0 的速度从OM 的某点Q

12、 向左上方射入磁场,速度方向与OM 成30角。已知带电小球在磁场中的运动轨迹与 ON 恰好相切,且带电小球能从 OM 上另一点P 射出磁场.(P 点未画出)(1)带电小球离开磁场的出射点 P 到O 点的距离s 多大?(2)若在OO与OM 之间加上水平方向的匀强电场,带电小球离开磁场后在该电场中继续运动,恰能从Q 点以与第一次相同的速度射入磁场。求匀强电场的场强?【选考题】13.选修3-3(15分)(1)下列说法正确的是。(填正确答案标号。)A.热量可能从内能少的物体传递到内能多的物体B.同一时刻,教室内空气中氮气和氧气的内能是相同的C.一定量的理想气体在等压膨胀过程中一定吸热D.人们感到潮湿是

13、因为空气的相对湿度大E.饱和汽压与饱和气体的温度和体积都有关系(2)如图1,气缸由两个横截面不同的圆筒连接而成,活塞A、B 被轻质刚性细杆连接在一起,可无摩擦移动 A、B 的质量分别为 mA=12kg,mB=8.0kg,横截面积分别为 SA=2.810-2m2,SB=2.010-2m2,一 定 质 量 的 理 想 气 体 被 封 闭 在 两 活 塞 之 间,活 塞 外 侧 大 气 压 强p0=1.0105Pa,已知此时气体的体积V1=2.010-2m3,现使气缸从水平放置缓慢到竖直放置,保持温度不变,达到平衡后如图2所示,A 未到达两气缸连接处,取重力加速度 g=10m/s2.求:(1)与图1

14、相比.活塞在气缸内移动的距离L.(2)从图1到图2过程中气体放出热量.5高三物理 第 页(共6页)14.选修3-4(15分)(1)由于地球表面存在大气层,所以人们早晨观察到的日出时刻将提前一段时间,并且由于介质对不同颜色的光的折射率不同,所以人们早晨观察到的日出时刻的光的颜色先后也不同。如图所示为早晨日出时刻的太阳光路示意图。已知地球半径为 R,地球周围大气层空气的厚度为h。假设正常天气地球大气层空气的密度均匀,其折射率为n1;雾霾天气地球大气层空气的密度也均匀,折射率增大为n2;太阳光在可见光范围内包含红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种颜色的光;太阳光可视为平行光且只考虑空气对太阳光的折射作用。

15、则人们在正常天气的早上最先看到日出时刻的光(选填可见光的颜色);人们在雾霾天气的早上看到日出时刻的红光比人们在正常天气的早上看到日出时刻的红光(选填“提前”或“滞后”)一段时间。(2)有一放在空气中的透明介质球,其折射率n=1.4、半径R=10 cm,在玻璃球内有一与球心距离d=5 cm 的点光源S 可向各个方向发光,如图所示。(i)通过计算说明点光源发出的所有光都能够射出玻璃球;(ii)求射出玻璃球的光线的折射角的最大值和最小值。6开封市 2023 届高三年级第一次模拟考试 物 理 答 案 一、选择题 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 答案 B C B C B AC ABC AD 二、非

16、选择题 9.（6 分）（1）0.240（2 分）（2）mgL(1 分)12()2(1 分)（4）AB（2 分）10.（9 分）（1）滑动变阻器（1 分）电阻箱（1 分）0.15（2 分）（2）2.822.86（2 分）2.392.42（3 分）11.（14 分）【答案】=20215【解析】A、B、C 这个系统动量守恒，碰后 A、B 粘在一起速度为共 满足20=3共 （3 分）最后 C 恰好未从 A 上滑落，表示当 A、B、C 共速时，C 恰好位于 A 的最左端，此时满足 （2 分）20=5共 （3 分）2=12 3共2 12 5共2 （4 分）联立得=20215 （2 分）12.（18 分）【

17、答案】（1）=40 （2）=32 0【解析】（1）设小球作圆周运动得半径为 R 由洛伦兹力提供向心力得 0=0 （2 分）由题知小球必沿顺时针方向作圆周运动，由几何关系可得，小球到达 OM 时速度必沿水平方向向左 （1 分）OP 间距：s=4R（2 分）故：=40 （2 分）（2）小球从 P 到 Q 运动的过程中，加速度不变。小球在 OM 方向做匀速直线运动，所以电场 E 必垂直于 OM 方向向上。（2 分）由几何关系知：PQ 距离为 R 则：=0 cos 30 （2 分）在垂直 OM 方向上：20 sin 30=（2 分）其中=（2 分）联立得=302 （2 分）方向:垂直于 OM 向上 （

18、1 分）13.【答案】（1）ACD（5 分）（2）【答案】解：（1）气缸处于图 1 位置时，设气缸内气体压强为 p1，对于活塞和杆，由平衡条件得：p0SA+p1SB=p1SA+p0SB，（1 分）代入数据解得：p1=p0=1.0105Pa，（1 分）气缸处于图 2 位置时，设气缸内气体压强为 p2，对于活塞和杆，由平衡条件得：p0SA+p2SB+（mA+mB）g=p2SA+p0SB，（1 分）设 V2为气缸处于图 2 位置时缸内气体的体积，由玻意耳定律可得：p1V1=p2V2 （1 分）由几何关系可得：V1-V2=L(SA-SB)（1 分）代入数据解得：L=0.5m；（1 分）（2）对于从图

19、1 到图 2 过程，设气体放出热量为 Q，外界对气体做功为 W，理想气体内能只和温度有关，保持温度不变 根据热力学第一定律有：0=-Q+W （1 分）W=p0SAL-p0SBL+（mA+mB）gL，（2 分）Q=W=500J。（1 分）答：（1）活塞在气缸内移动的距离 L 为 0.5m；（2）从图 1 到图 2 过程中气体放出热量为 500J。14.答案（1）紫；（3 分）提前（2 分）（2）(i)参考解析(ii)min=0 max=arcsin 710（10 分）【解析】(i)如图所示，点光源 S 发出的一条光线射到球面上的 P 点，由正弦定理得，sin=sin （1 分）可得 sin=12sin （1 分）故对于位置已固定的光源，当 sin 越大时，sin 越大，即光线射出玻璃球的入射角 就越大，所以 sin max=12 （2 分）全反射临界角 C 的正弦值为 sin C=1=57 （1 分）因为 sin maxsin C，所以所有光线都不会发生全反射，即点光源发出的所有光都能够射出玻璃球。（1 分）(ii)当入射角 1=0，折射角有最小值，为 min=0 （2 分）当入射角 2=max，此时折射角最大，设为 max，根据折射定律得，n=sin maxsin max 解得 max=arcsin 710。（2 分）