河南省信阳高级中学2023届高三物理上学期开学考试试题（Word版附答案）

2023届高三上期理综-物理试题考生注意：1．本试卷分第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分2．请将各题答案填写在答题卡上。二、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14～18题只有一项符合题目要求，第19～21题有多项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分）14.了解物理规律的发现过程，学会像科学家那样观察和思考，往往比掌握知识本身更重要。以下关于物理研究方法和物理学史的叙述中，正确的是（　　）A.用质点来代替实际物体的研究方法叫微元法B.伽利略通过斜面实验直接得到了自由落体运动的速度与时间成正比C.楞次发现了电流的磁效应，拉开了研究电与磁相互关系的序幕D.库仑通过扭秤实验，定性地研究出真空中两点电荷的相互作用关系15.如图所示，倾角为的斜面体C置于水平面上，在它上面放有质量为m的木块B，用一根平行于斜面的细线连接一个轻环A，并将轻环套在一根两端固定、粗糙的水平直杆上，整个系统处于静止状态，重力加速度为g。则（　　）A.若斜面体上表面粗糙，细线对木块B一定有拉力作用B.若斜面体上表面粗糙，水平面对斜面体C的摩擦力方向可能向右C.若斜面体上表面光滑，水平面对斜面体C的摩擦力大小为D.若斜面体上表面光滑，则细线被剪断的前后，水平面对斜面体C的摩擦力方向会反向16.2021年5月15日7时18分，我国发射的天问一号火星探测器的着陆器经过多次减速飞行，成功着陆于火星乌托邦平原（如图）。已知火星的半径约为地球半径的，火星的质量约为地球质量的，火星的轨道半径约为地球轨道半径的，地球表面的重力加速度g=10m/s2，=2.2，=1.23。下列说法正确的是（　　）A．着陆器在减速下降过程中处于失重状态B．着陆器在火星表面受到的重力为其在地球表面受到重力的C．火星的第一宇宙速度约为3.2km/sD．火星与地球相邻两次最近的时间间隔约为2.15年17.在真空中，一点电荷在M、N两点产生的电场场强方向如图所示，已知在两点的连线上电场强度的最大值为100N/C，取sin53°=0.8，cos53°=0.6，则（　　）A.该点电荷为负电荷B.N点电势低于M点电势C.N点的场强与M点的电场强度大小之比为3：4D.N点的电场强度大小为E=64N/C 18.超弹性碰撞是一个精彩的演示实验，把一个弹性小球放在一个弹性大球上，使它们自由落下，当它们落到弹性的水平地面上反弹时，小球跳得比原来高许多倍。某同学演示这个实验时，将A、B两个大小不同的弹力球从离水平地面h高处由静止同时释放，如图所示。释放时A、B两球（均可视为质点）相互接触且球心连线竖直，碰撞过程中均无机械能损失，若A球反弹后离碰撞点的最大高度为H=4h，则A、B两球的质量之比为（　　）A.1：3B.2：3C.1：2D.3：419.一群处于第4能级的氢原子，向低能级跃迁过程中能发出n种不同频率的光，将这些光分别照射到图甲电路阴极K的金属上，只能测得3条电流随电压变化的图像，如图乙所示，已知氢原子的能级图如图丙所示，则下列推断正确的是（　　）A.n=6B.图乙中的a光是氢原子由第3能级向基态跃迁发出的C.图乙中的b光是氢原子由第3能级向基态跃迁发出的D.图乙中的c光光子能量为12.09eV20.如图所示，一边长为L、阻值为R的等边三角形单匝金属线圈abc，绕轴EF以角速度逆时针匀速转动，EF的左侧有方向垂直纸面向里、磁感应强度为B的匀强磁场，则（　　）A．图示位置线圈的磁通量最大，磁通量的变化率最小B．从图示位置转出磁场的过程中，线圈中产生逆时针方向的感应电流C．线圈中产生的感应电动势的最大值为BD．转动一周，外力做功的功率为21.如图所示装置，A为L形框架，定滑轮1固定在A上方，定滑轮2、3固定在竖直墙面上，定滑轮1和定滑轮2处于同一水平线上，定滑轮2和定滑轮3处于同一竖直线上。物体B被一根细线通过三个定滑轮与L形框架A相连，连线始终处于竖直或者水平。初始状态系统静止，物体B距离A底板上表面为d，已知A的质量为M，B的质量为m，当地重力加速度为g，所有接触面均光滑，不计定滑轮的质量。从物体B下落到恰与A底板上表面接触的过程中，下列说法正确的是（     ）A．A和B接触面有弹力，且弹力对B做正功B．物体B下落过程中，A与B的速度大小始终相等C．物体B下落的时间为 D．物体B下落到刚与A接触时，B的速度为三、非选择题(包括必考题和选考题两部分。第22题~第32题为必考题，每个试题考生都必须作答。第33题~第40题为选考题，考生根据要求作答。)（一）必考题（共129分）22.（6分）在某次探究加速度与力、质量的关系的实验中，甲、乙、丙、丁四位同学分别设计了如图所示的实验装置，小车总质量用M，重物质量用m表示。（1）为便于测量合力的大小，并得到小车总质量一定时，小车的加速度与所受合力成正比的结论，下列说法正确的是________。（填选项字母）A.四组实验中只有甲需要平衡摩擦力B.四组实验都需要平衡摩擦力C.四组实验中只有甲需要满足所挂重物质量m远小于小车的总质量M的条件D.四组实验都需要满足所挂重物质量m远小于小车的总质量M的条件（2）按甲同学设计装置完成实验，并根据实验得到的数据，画出小车的图像如图所示，从图像中可以得出，当小车的质量为0.5kg时，它的加速度为_______m/s2。（保留一位有效数字）（3）若乙、丙、丁三位同学发现某次测量中力传感器和弹簧测力计读数相同，通过计算得到小车加速度均为a，则乙、丙、丁实验时所用小车总质量之比为_______。23.（９分）同学们测量某电阻丝的电阻，所用电流表的内阻与相当，电压表可视为理想电压表.①若使用图所示电路图进行实验，要使得的测量值更接近真实值，电压表的a端应连接到电路的点（选填“b”或“c”）.②测得电阻丝的图如图所示，则为（保留两位有效 数字）．③实验中，随电压进一步增加电阻丝逐渐进入炽热状态.某同学发现对炽热电阻丝吹气，其阻值会变化.他们对此现象进行探究，在控制电阻丝两端的电压为10V的条件下，得到电阻丝的电阻随风速（用风速计测）的变化关系如图所示.由图可知当风速增加时，会（选填“增大”或“减小”）．在风速增加过程中，为保持电阻丝两端电压为10V，需要将滑动变阻器的滑片向端调节（选填“M”或“N”）.④为了通过电压表的示数来显示风速，同学们设计了如图所示的电路.其中为两只阻值相同的电阻，为两根相同的电阻丝，一根置于气流中，另一根不受气流影响，V为待接入的理想电压表.如果要求在测量中，风速从零开始增加，电压表的示数也从零开始增加，则电压表的“+”端和“—”端应分别连接到电路中的点和点（在“a”“b”“c”“d”中选填）.24.（12分）如图所示，一个质量为M长为L的圆管竖直放置，顶端塞有一个可看为质点质量为m的弹性小球，M=4m，球和管间的滑动摩擦力和最大静摩擦力大小均为4mg，管从下端距地面H处自由落下，运动过程中，管始终保持竖直，每次落地后向上弹起的速度与落地时速度大小相等，不计空气阻力，重力加速度为g．求：（1）管第一次落地弹起瞬间管和球的加速度大小和方向；（2）管第一次落地弹起后，若球没有从管中滑出，L至少多长．25.（20分）如图所示，直线与y轴之间有垂直于xOy平面向外的匀强磁场B2，直线x＝d与间有沿y轴负方向的匀强电场，电场强度，另有一半径R=m的圆形匀强磁场区域，磁感应强度B1=，方向垂直坐标平面向外，该圆与直线x＝d和x轴均相切，且与x轴相切于S点．一带负电的粒子从S点沿y轴的正方向以速度v0进入圆形磁场区域，经过一段时间进入磁场区域B2，且第一次进入磁场B2时的速度方向与直线垂直．粒子速度大小v0＝1.0×105m/s，粒子的比荷为 =5.0×105C/kg，粒子重力不计．求：(1)粒子在圆形匀强磁场中运动的时间t1；(2)坐标d的值；(3)要使粒子无法运动到x轴的负半轴，则磁感应强度B2应满足的条件．（二）选考题：共45分。请考生从给出的2道物理题、2道化学题、2道生物题中每科任选一题作答。如果多答，则每科按所答的第一题计分。33.（1）（５分）关于热力学规律，下列说法正确的是。A.热力学第一定律和热力学第二定律从不同角度阐述了能量守恒定律B.从微观意义上讲，在任何自然过程中，一个孤立系统的总熵不会减小C.从微观意义上讲，热力学第二定律是一个统计规律D.一定质量的理想气体放出热量，则分子的平均动能不一定减少E.一定质量的理想气体等温压缩，外界对气体做正功，内能一定增加33.（2）（１０分）一竖直放置的导热良好的气缸内壁光滑，两个质量及厚度均不计的活塞a、b封闭两部分质量一样的同种理想气体。活塞横截面积，静止时a、b到气缸底部的距离分别为，，气缸内壁有一小固定卡口，卡口上端到气缸底部的距离为。重力加速度，大气压强。在活塞b上放置一质量为的重物，求稳定后b到气缸底部的距离；接第（1）问，若再把环境温度从27℃升高到42℃，求再次稳定后b到气缸底部的距离。34.（1）（５分）一列已持续、稳定地沿x轴正方向传播的简谐横波如图，令图示时刻t=0，图中质点P的x坐标为0.9m。已知任意一个振动质点连续2次经过平衡位置的时间间隔为0.2s，下列说法正确的是（）A.波速为3m/sB.波的频率为5HzC.x坐标为4.5m的质点在t=0.1s时恰好位于波谷D.x坐标为12.6m的质点在t=0.1s时恰好位于波峰E.当质点P位于波峰时，x坐标为13.5m的质点恰好位于波谷（2）.（１０分）如图所示，一半径为R的透明球体放在水平地面上，球心为O，球与地面的接触点为B，在球体的顶点A有一点光源，点光源发出的光通过球体后照亮地面上的部分区域．已知透明球体材料的折射率，真空中光速为c．①求光从A点到B点的传播时间． ②若不考虑光在透明球体中的反射影响，求地面上被光照亮的区域的面积．物理答案14.【答案】D【解析】【详解】A．用质点来代替实际物体的研究方法叫理想模型法，故A错误；B．伽利略将斜面实验的结论合理外推，间接证明了自由落体运动是匀变速直线运动，故B错误；C．奥斯特发现了电流的磁效应，拉开了研究电与磁相互关系的序幕，故C错误；D．库仑通过扭秤实验，定性的研究出真空中两点电荷的相互作用关系，故D正确。故选D。15.【答案】C【解析】【详解】A．若斜面体上表面粗糙，木块B可能受到重力，斜面体C对它弹力和摩擦力共三个力作用下处于平衡，可能不受绳子拉力作用，故A错误；B．若斜面体上表面粗糙，绳子对木块无拉力时，则水平面对斜面体无摩擦力；若斜面体上表面粗糙，绳子对木块有拉力时，对B、C整体分析知，水平面对C的摩擦力与细线拉力在水平方向上的分力平衡，所以水平面对斜面体C的摩擦力方向向左，故B错误；C．若斜面体上表面光滑，设细线的弹力为F，对斜面上的物块由共点力平衡条件有对B、C整体受力分析可得，水平方向满足解得水平面对斜面体C的摩擦力大小为故C正确；D．若斜面体上表面光滑，剪断细线后，物块下滑，斜面受力不改变，水平面对斜面体的摩擦力不变；故D错误。故选C。16.【答案】D【详解】A．着陆器在减速下降过程中，其加速度方向向上，处于超重状态，故A错误；B．着陆器在地球表面有着陆器在火星表面有又R火=0.5R地M火=0.1M地可得g火=0.4g地 着陆器在火星表面受到的重力为地球表面受到重力的，故B错误；C．地球的第一宇宙速度v地满足火星的第一宇宙速度v火满足可得v火=3.59km/s故C错误；D．地球、火星绕太阳做圆周运动的周期满足开普勒第三定律设火星与地球相邻两次最近的时间间隔为Δt，有又T地=1年可得Δt=2.15年故D正确。故选D。17.【答案】D【解析】【详解】A．两电场线反向延长线的交点即为点电荷位置，易知点电荷带正电。故A错误；B．根据几何关系易知M点到点电荷的距离比N点大，所以M点电势低于N点电势。故B错误；CD．设两点的连线上到点电荷的最近距离为，N点到点电荷的距离为，根据几何关系有解得则N点与M点距离之比为3∶4，故场强之比为16∶9。故D正确；C错误。故选D。18.【答案】A【解析】【详解】两球下落过程中根据系统机械能守恒有 解得设两个小球触地碰撞后，A的速度大小为，B的速度大小为，B球与地面碰撞后速度等大反向，然后与A发生弹性碰撞，取向上为正方向，根据动量守恒定律可得根据系统机械能守恒定律有A碰后由机械能守恒得联立解得由题知H=4h联立解得故A正错，BCD错误。故选A。19.【答案】AC【解析】【详解】A．一群处于第4能级氢原子向低能级跃迁过程中能发出光子种类为故A正确；BC．由图乙可知，a光的遏止电压最大，其次是b和c，根据可知，三种光对应的跃迁是，，故B错误，C正确；D．c光光子能量为故C正确，D错误。故选AC。20.【答案】AD【详解】A．根据中性面的性质可知，图示位置线圈的磁通量最大，磁通量的变化率最小，故A正确；B．从图示位置转出磁场的过程中，线圈的磁通量向里减小，根据楞次定律可知线圈中产生顺时针方向的感应电流，故B错误；C．线圈中产生的感应电动势的最大值为 故C不正确；D．线圈在转动一个周期的过程中，只有半个周期产生感应电流，根据能量守恒定律有解得故D正确。故选AD。21．ACD【详解】A．物体B下落到恰与A底板上表面接触的过程中，定滑轮1和2间的绳子变短，则A、B在水平方向一起往右移动，则A和B接触面有弹力，且A对B的弹力向右，对B做正功，A正确；B．由于B下落的过程中定滑轮1和2间的绳子变短，则带动着A向右运动，两者水平方向速度相同，水平方向上有vBx=vAB的运动由水平方向和竖直的两个分运动组成，且B下落多少距离就同时带动A向右运动B下落距离的一半，则B竖直方向速度vBy=2vA联立可得B错误；C．由选项B的分析对A、B在水平和竖直方向分别列牛顿第二定律有2T-FN=MaAFN=maBxmg-T=maBy由于B下落多少距离就同时带动A向右运动B下落距离的一半，则aA=aBxaBy=2aA联立在竖直方向B运动了d，则解得C正确；D．在竖直方向B运动了d，则B下落到刚与A接触时，B在y方向的速度为 解得则则物体B下落到刚与A接触时，B的速度为D正确。故选ACD。22.（６分）①.BC或CB（２分）②1（２分）③.2∶1∶1（２分）【解析】【详解】（1）[1]AB．四组实验中长木板都是水平放置，都需要平衡摩擦力，故A错误，B正确；CD．四组实验中，乙、丁都能用弹簧测力计测量绳的拉力，丙用力的传感器测量绳的拉力，只有甲不能测量绳的拉力，用重物的重力替代绳的拉力，需要满足所挂重物质量m远小于小车的总质量M的条件，故C正确，D错误。故选BC。（2）[2]根据牛顿第二定律得根据图像得当小车的质量为0.5时，它的加速度为（3）[3]乙、丙、丁实验时所用小车总质量之比为23.（９分）①c（２分）；②4.1（4.0～4.2）（２分）;③减小，M（２分）；④b，d　（３分）【解析】【详解】①电流表有较大内阻，选择内接法会使电阻的测量值偏大，而电压表为理想电压表，故选择电流表外接法可以减小电阻的测量误差，故选接c点．②由部分电路的欧姆定律知图象的斜率代表电阻，求得．③有图知风速增大后，代表电阻的纵坐标数值在减小；减小，导致总电阻减小，总电流增大，使得并联部分的电压减小，向M端滑动可使并联部分的电压重新增大为10V．④当风速为零时，电压表的示数也为零，电路的b和d两点构成电桥，满足 ；而下端的减小后，即有，故电压表的正接线柱接在b点，负接线柱接在d点24.（１２分）【答案】（1）管的加速度方向向下，球的加速度方向向上；（2）【详解】（1）管第一次落地弹起时，管的加速度为（２分）方向向下；球的加速度为（２分）方向向上（2）根于速度位移公式，可得球与管第一次碰地时速度为（２分）解得碰地后管的速度为方向向上；球的速度为方向向下；若球刚好没有从管中滑出，设经过时间t，球管速度v相同，取向上为正方向则有（２分）可得管从弹起经t1这段时间上升的高度为（１分）球上升的高度为（１分）可得　　（２分）25.（２０分）【答案】(1)2.6×10﹣6s(2)4m(3)0≤B2≤0.13T或者B2≥0.3T【解析】【详解】(1)在磁场B1中　　　（１分） 解得　　画出轨迹恰为四分之一圆，（１分）得　　　　　　　　　　　　　（２分）(2)在电场中类平抛运动　　　（２分）　解得又根据x=v0t　　　　　　（２分）　　　　　　　　　　　（２分）解得所以坐标d的值　（２分）　　(3)进入磁场B2速度为：　　　（１分）当带电粒子出磁场与y轴垂直时，圆周半径　　（１分）可得所以 0≤B2≤0.13T．　　（２分）当带电粒子出磁场与y轴相切时，圆周半径　（２分）　可得B2＝0.3T所以B2≥0.3T．　（２分）　33.（1）【答案】BCD【解析】【分析】【详解】A．热力学第一定律是能量守恒定律，而热力学第二定律则是反映自然过程的方向性的定律，故A错误；B．根据熵增加原理，从微观意义上讲，在任何自然过程中，一个孤立系统的总熵不会减小，故B正确；C．从微观意义上讲，热力学第二定律是一个统计规律，故C正确；D．热力学第一定律，其中是外界对热力学系统做的功，是外界向热力学系统传递的热量。一定质量的理想气体放出热量的同时，如果外界对气体做了功，气体的内能不一定减少，所以分子的平均动能不一定减少，故D正确；E．理想气体的内能只与温度有关，所以一定质量的理想气体等温压缩，内能不变，故E错误。故选BCD。（2）【答案】；【解析】【详解】先讨论活塞a是否到达卡口。设重物质量为m0时，活塞a恰与卡口接触。对下部气体，初状态压强为p0，体积为laS，末状态压强为，体积为l0S，由玻意耳定律有解得由于，则活塞a到达卡口且与卡口有作用力。对上部气体，初状态压强为p0，体积为(lb-la)S，稳定后末状态压强为，体积为(lb＇-la)S，由玻意耳定律有得先分析温度从升高到后，活塞a是否离开卡口。设温度升高到Tm时，活塞a与卡口接触但无作用力。对下部气体，初状态压强为p0，体积为laS，温度为 末状态压强为，体积为l0S，温度为由理想气体状态方程有得由于，则环境温度为t2时，活塞a未离开卡口，对上部气体，初状态压强为p0，体积为(lb-la)S，温度为稳定后末状态压强为，体积为(-la)S，温度为由理想气体状态方程有得34.（1）【答案】ADE【解析】【详解】A．由题，任意振动质点连续2次经过平衡位置的时间间隔为，则周期为，由图可知，该波的波长是，所以波速故A正确；B．该波的周期是，则频率故B错误；C．坐标为的质点到P点的距离为所以坐标为的质点与P点的振动始终相同，P质点经过时间恰好经过平衡位置，所以坐标为的质点在时恰好位于平衡位置，故C错误；D．x坐标为的质点到P质点的距离为 所以x坐标为的质点与的点的振动始终相同，时刻的质点向上振动，经过时间恰好到达波峰，所以坐标为的质点在时恰好位于波峰位置，故D正确；E．坐标为的质点到P点的距离为所以坐标为的质点与P点的振动始终相反，当质点P位于波峰时，坐标为的质点恰好位于波谷，故E正确。故选ADE。（2）（１０分）【答案】【解析】【分析】由公式求得光在透明球体内的传播速度,再由求光从P点到Q点的传播时间t ；设透明球体介质的临界角为C,由求得C.光线恰好在球体内发生全反射时的入射角等于临界角C,结合几何关系求解即可.【详解】由得　　　（２分）　　　　　（２分）⑵设光线从球面上P点射出时恰好发生全反射　　（２分）可得C=60º由几何关系可知　　（１分）被光照亮区域的半径:r=LBQ＋LMQ=R　　（１分）被光照亮区域的面积　　（２分）