河南省湘豫名校联考2023届高三物理上学期12月期末摸底考试试卷（Word版含解析）

湘豫名校联考2022-2023学年高三上学期12月期末摸底考试物理注意事项：1.本试卷共8页。时间90分钟，满分110分。答题前，考生先将自己的姓名、准考证号填写在试卷指定位置，并将姓名、考场号、座位号、准考证号填写在答题卡上，然后认真核对条形码上的信息，并将条形码粘贴在答题卡上的指定位置。2.作答选择题时，选出每小题答案后，用2B铅笔把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。作答非选择题时，将答案写在答题卡上对应的答题区域内。写在本试卷上无效。3.考试结束后，将试卷和答题卡一并收回。一、选择题：本题共12小题，每小题4分，共48分。在每小题给出的四个选项中，第1~8题只有一个选项符合题目要求，第9~12题有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有错选的得0分。1.在新能源中，核能是重要开发能源之一，其中氘（）、氚（）核聚变反应可以释放巨大的能量，氘（）在海水中储量极为丰富，1L海水里提取出的氘（），在完全的聚变反应中可释放出相当于燃烧300L汽油的能量。若氘（）、氚（）聚变成氦（），已知氘（）的平均结合能是1.09MeV，氚（）的平均结合能是2.78MeV，氦（）的平均结合能是7.03MeV。关于氘（）、氚（）核聚变反应，下列说法正确的是（）A.氘（）和氚（）核聚变反应的方程是B.氘（）和氚（）核聚变反应后质量数变小，释放能量C.氘（）和氚（）核聚变反应时释放的能量是3.16MeVD.在氘（）、氚（）、氦（）三种核中，氘（）最稳定2.如图所示，一段内壁光滑的钢管，上端吊起，下端位于水平地面上，钢管的倾角为。将一枚小钢球从钢管上端口由静止释放（小钢球的直径小于钢管的内直径），最后小钢球从钢管的下端口离开。小钢球在钢管内运动的过程中，下列说法正确的是（） A.钢管的倾角越大，小钢球重力的冲量越大B.钢管的倾角越大，钢管对小钢球弹力的冲量越大C.钢管的倾角越大，小钢球所受合力的冲量越大D.小钢球所受合力的冲量与钢管的倾角无关3.如图所示，倾角为的光滑斜面固定在水平地面上，斜面上放置两根长为L、质量为m的平行直导线a、b，两直导线被斜面上的挡板挡住且处于平衡状态。现给a、b两直导线通入图示方向、大小为I的恒定电流，此时撤去直导线b的挡板，直导线b能够静止不动。若保留直导线b的挡板，撤去直导线a的挡板，为使直导线a静止不动，现施加一垂直于斜面的匀强磁场，则匀强磁场的磁感应强度B的大小为（）A.B.C.D.4.如图所示，竖直放置的轻质弹簧一端固定在地面上，另一端放上一个重物，重物上端与一根跨过光滑定滑轮的轻绳相连，在轻绳的另一端施加一竖直向下的拉力F。当时，重物处于平衡状态，此时弹簧的压缩量为（弹簧在弹性限度内），某时刻拉动轻绳，使得重物向上做匀加速直线运动，用h表示重物向上做匀加速直线运动的距离，在范围内，下列拉力F与h的关系图象中可能正确的是（） A.B.C.D.5.两个可看作质点的物体a、b，在同一条直线上运动，运动过程中的图象如图所示。已知时刻a、b两物体位于同一位置O点，物体a运动的最远点为A点，物体b运动的最远点为B点。则下列说法正确的是（）A.时两物体相距最远B.时两物体相距最近C.时物体a运动到OA的中点D.时物体b运动到OB的中点6.如图所示，理想变压器的原、副线圈的匝数比，原线圈接入一理想电流表A，副线圈接入一内阻为的电动机M。当原线圈接入电压为的交流电源时，电动机M的输出功率为，则电流表A的读数为（）A.B.C.D.7.如图所示，甲、乙两人利用简单的机械装置将物体从深井中提升至地面。当物体提升到井口时，甲、乙两人保持位置不动，甲缓慢释放手中的绳子，乙水平向左缓慢拉系在竖直绳与物体连接处的轻绳，将物体运送至乙所在的位置，在此过程中，乙与物体之间的轻绳始终保持水平，物体离地面的高度不变，直到物体到达乙所在的位置。若不计滑轮和绳的重力及滑轮与绳之间的摩擦力，已知O点为滑轮的固定点，则物体从偏离竖直位置缓 慢向左移动至乙所在位置的过程中，下列说法正确的是（）A.固定滑轮的O点对滑轮的力不变B.水平轻绳对乙的作用力先变大后变小C.甲对地面的摩擦力增大D.甲对地面的压力增大8.如图所示，竖直平面直角坐标系xOy所在平面内存在一匀强电场，电场的方向与x轴负方向成角。A是电场中的一点，O、A两点的连线与一条电场线重合。一质量为m、电荷量为q的带电小球从A点沿平行于x轴正方向射出，小球经过时间t到达x轴上的B点，到达B点时小球的动能与在A点射出时相同。已知A、B两点距离坐标原点O的距离相等，重力加速度大小为g。则带电小球从A点运动到B点增加的电势能为（）A.B.C.D.9.如图所示，倾角为的斜面固定在水平地面上，时，滑块以的初速度从斜面的底端A滑上斜面，时滑块正好通过B点。已知滑块与斜面间的动摩擦因数为，重力加速度大小g取，，。则下列说法正确的是（）A.滑块能在斜面上滑行的最远距离为2.25mB.A、B两点间的距离为2mC.时滑块通过B点的加速度大小为D.时滑块通过B点的速度大小为1m/s10.中国“雪龙号”南极科考船上的科研人员，在经过赤道时测量的重力加速度大小为g ，到达南极后，在南极附近测得的重力加速度大小为，已知地球的自转周期为T，引力常量为G，假设地球是均匀球体。则下列说法正确的是（）A.地球的密度为B.地球的半径为C.地球的第一宇宙速度为D.若地球的自转角速度变为原来的倍时，地球赤道上的物体对地面的压力为零11.如图所示，在平行于纸面的匀强电场（图中未画出）中，有A、B、C、D、E、F六个点，正好构成一个边长为的正六边形。在B点的电子发射装置可向电场中的各个方向发射动能为30eV的电子，经过A点和D点时的电子的动能都为60eV，忽略电子之间的相互作用和电子的重力。则下列说法正确的是（）A.匀强电场的电场强度大小为200V/mB.经过C点时的电子的动能为30eVC.B、E两点间的电势差为60VD.经过E点时的电子的动能为75eV12.如图所示，边长为2L的正方形ABCD区域内，以对角线AC为分界线分布着磁感应强度大小均为B、方向不同的匀强磁场，分界线左下方的磁场方向垂直纸面向里，右上方的磁场方向垂直纸面向外。直角边长度为L的等腰直角三角形单匝金属线框abc，bc边与正方形的DC边在同一直线上，ab边与正方形的AD边平行。金属线框abc以速度v匀速通过正方形ABCD区域，从金属线框abc的ab边通过AD边开始到c点离开BC边的过程中，下列说法正确的是（）A.金属线框abc的电流方向先是逆时针方向，然后是顺时针方向，最后是逆时针方向 B.当时，金属线框abc内的磁通量大小是，感应电动势是BLvC.当时，金属线框abc内磁通量的大小为，磁通量的变化率为D.在的时间内，金属线框abc内的磁通量和感应电流都为零二、非选择题：本题共6小题，共62分。13.（7分）某实验小组利用如图甲所示实验装置做“探究小车速度随时间变化的规律”的实验。（1）按照甲图所示的实验装置图安装好实验器材，打点计时器与低压交流电源相连。以下两种测量工具中，不需要的是______（填器材前的字母标号）。A.毫米刻度尺B.秒表（2）小车拖着纸带运动，打点计时器在纸带上打下一系列小点，重复几次，选出一条点迹比较清晰的纸带，选取纸带上0、1、2、3、4、5、6作为计数点，每个计数点之间间隔一个点。分别测量6个计数点到0计数点之间的距离、、、…、，如图乙所示。设打点计时器的打点周期为T，利用逐差法处理实验数据，并使误差尽量小，则小车的加速度a的表达式为______（用题目中所给物理量的字母表示）。（3）然后利用图象法处理数据，以时间t为横坐标，以位移x与对应时间t的比值为纵坐标，根据实验数据在坐标纸上描点、连线如图丙所示，根据图象可求出打下0计数点时的速度为______m/s，小车运动的加速度为______。（结果保留两位有效数字） 14.（8分）如图甲所示的电路可以用来测量电阻丝的电阻率，电阻丝ab与电流表A及电阻箱串联接入电路，电阻箱起到短路保护作用。电阻丝ab被固定在带有刻度的木板上，P是鳄鱼夹，用来调整接入电路中的电阻丝长度l。（1）实验中用螺旋测微器测得电阻丝的直径如图乙所示，其示数为______mm。（2）实验开始前把电阻箱的阻值调整到，然后闭合开关，从左向右逐渐改变鳄鱼夹的位置，记录下鳄鱼夹每一个位置对应的bc长度l及对应的电流表A的示数I，得到多组数据。（3）利用图象法处理数据，建立平面直角坐标系，以接入电路的电阻丝长度l为横轴，以______（选填“I”或“”）为纵轴，再根据实验数据在坐标系中描点，并且把这些点拟合为一条直线，如图丙所示。（4）如果（3）中图丙所拟合的直线的斜率为k，纵轴截距为b，金属丝的直径为d，本实验所用的电源电动势为E。则金属丝的电阻率______，电源的内阻______。（5）任何实验总会存在误差，带来实验误差的因素多种多样。你认为本实验中电流表的内阻______影响电阻率的测量值，______影响电源电阻的测量值。（以上两空均选填“会”或“不会”）15.（9分）如图所示，倾角为的光滑斜面固定在水平地面上，斜面的底端固定一垂直斜面的挡板，上端固定一光滑定滑轮。劲度系数为k、平行于斜面的轻质弹簧两端分别与质量均为m的物块A、B相连，物块A被挡板托住，物块B与跨过定滑轮的轻绳相连，轻绳拉直时，定滑轮与物块B之间的轻绳与斜面平行。开始时A、B两物块处于静止状态，定滑轮右侧的轻绳自然下垂，弹簧在弹性限度内。已知重力加速度大小为g。 （1）若用的恒力竖直向下拉动滑轮右侧的轻绳，求物块A刚离开挡板时物块B的动能。（2）若在滑轮右侧的轻绳上悬挂质量为3m的重物，从静止释放重物后，求物块A刚离开挡板时重物的下落速度（重物下落过程未与地面相碰）。16.（11分）如图甲所示，两条电阻忽略不计的平行金属导轨ABC、，导轨的间距为，其中AB、段导轨水平放置，BC、段导轨竖直放置。a、b是两根由相同材料制成的导体棒，电阻均为，质量均为，与导轨间的动摩擦因数均为。时把导体棒a锁定在距距离为处，把导体棒b由处在竖直段导轨BC、右侧紧靠导轨由静止释放，同时给整个导轨装置加上如图乙所示的规律变化、竖直向上的磁场，时导体棒b恰好匀速下落，此时解除对导体棒a的锁定，并给导体棒a一个瞬时冲量使导体棒a获得一速度v，同时给导体棒a施加水平力F，使导体棒b仍保持匀速下落。若导轨足够长，a、b两导体棒与导轨始终垂直且接触良好，重力加速度大小g取。求：（1）磁场稳定时的磁感应强度大小；（2）导体棒a的速度v的大小和方向；（3）水平力F的功率。17.（12分）如图所示，水平虚线是磁场的边界线，虚线上方存在垂直纸面向里的匀强磁场，O、P是边界线上的相距为L的两点，Q是磁场中的一点，P、Q两点相距，P、Q两点的连线与边界线垂直。一质量为m、电荷量为e的电子以速度大小从O点沿与边界线有一定夹角的方向向左上方射入磁场，电子经磁场偏转后经过Q点，且Q点是电子在磁场运动过程中距离出发点O最远的一点，电子的重力忽略不计。 （1）求匀强磁场的磁感应强度大小。（2）若有两个电子同时以速度从O点以不同的角度射入磁场，都能经过P点，忽略两电子间的相互作用力，求这两个电子到达P点的时间差。18.（15分）某工厂为实现自动传输工件设计了如图所示的传送装置，倾角为的传送带固定在地面上，下端的B点与半径为、圆心为O的光滑圆弧轨道BCD相切且紧密连接，B、D两点等高，D点为圆弧轨道BCD与地面的连接点，C点为圆弧轨道BCD的最低点。高度为、上面敞口的箱子P放置在圆弧轨道BCD右侧的水平地面上。工人将质量为m的工件（可视为质点）由静止置于顺时针转动的传送带顶端的A点，工件到传送带底端B点沿切线进入光滑圆弧轨道，在D点飞出后落入箱子P中。已知传送带匀速转动的速度是，工件与传送带之间的动摩擦因数为，传送带的A、B两点之间的长度为，箱子的长度为。忽略工件由传送带进入圆弧轨道时的能量损失，箱子的厚度及空气阻力，已知重力加速度大小g取，，。（1）若工件的质量，求工件运动至圆弧轨道最低点C时对轨道的压力大小。（结果保留一位小数）（2）若箱子P放置在合适的位置，求工件从D点飞出到开始进入箱子所需要的时间。（3）为使工件能落入箱子P，求箱子P的左侧距D点的距离范围。 湘豫名校联考2022-2023学年高三上学期12月期末摸底考试物理参考答案题号123456789101112答案ACBCABCCADBCABCD一、选择题：本题共12小题，每小题4分，共48分。在每小题给出的四个选项中，第1~8题只有一个选项符合题目要求，第9~12题有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有错选的得0分。1.A【解析】由质量数和电荷数守恒知氘（）和氚（）核聚变反应的方程是，选项A正确；核反应前后质量数不变，选项B错误；核聚变前氘（）、氚（）的总结合能为，核聚变反应后氦（）的总结合能，由于单个核子（）无结合能，故核聚变反应过程中释放的能量，选项C错误；氘（）、氚（）、氦（）三种核中，氦（）平均结合能最大，最稳定，氘（）平均结合能最小，最不稳定，选项D错误。2.C【解析】小钢球从钢管的上端口滑到下端口，位移L相等，倾角越大，时间t越短，小钢球重力的冲量为，钢管的倾角越大，小钢球重力的冲量越小，选项A错误；由钢管对小钢球的弹力，则弹力的冲量为，所以钢管倾角越大，弹力的冲量越小，选项B错误；由动量定理可知，小钢球所受合力的冲量为，钢管倾角越大，小钢球从钢管下端口离开时的速度v越大，因此小钢球所受合力的冲量就越大，选项C正确，选项D错误。3.B【解析】根据右手螺旋定则和左手定则可以得出通有同向电流的两导线互相吸引，此时撤去直导线b的挡板，直导线b能够静止不动，表明a、b两直导线之间的安培力，若保留直导线b的档板，撤去直导线a的挡板，直导线a静止不动的条件是，解得，选项B正确。4.C【解析】当重物向上移动的距离为h时，对重物进行受力分析，由牛顿第二定律知 ，由题意知，解得，可见F与h是一次函数关系，且截距不为零，选项C正确。5.A【解析】由题图知，时，a、b两物体从同一位置O点开始以大小相等、方向相反的初速度做匀变速直线运动，时a、b两物体的速度均为零，此时a、b两物体相距最远，选项A正确，选项B错误；由于是变速运动，运动的距离不与时间成正比，因此时物体所运动到的位置不是OA的中点，选项C错误，同理，选项D错误。6.B【解析】由理想变压器电压与匝数的关系可知副线圈两端的电压，设副线圈中的电流为，由，代入数据解得，根据理想变压器的电流关系，可得原线圈中的电流，选项B正确。7.C【解析】在物体缓慢左移的过程中，以绳与物体的连接处为对象进行受力分析，如图所示，设为水平绳的拉力，为绕过滑轮部分绳的拉力，与水平方向的夹角为。水平方向有，竖直方向有，解得，，物体向左缓慢移动的过程中，逐渐变小，则、都变大，选项B错误；滑轮两侧绳的夹角变小，拉力变大，故合力变大，固定滑轮的O点对滑轮的力变大，选项A错误；拉甲的绳拉力变大，由于甲的位置不变，故绳对甲的拉力沿竖直方向分力和水平方向分力都变大，由甲受力平衡可知，地面对甲的支持力变小，故甲对地面的压力变小，水平方向上地面对甲的摩擦力变大，故甲对地面的摩擦力变大，选项C正确，选项D错误。8.C【解析】小球从A点运动到B点动能不变，设A、B两点距离坐标原点O的距离为L，由动能定理知，解得。小球沿y轴方向，由牛顿第二定律知，又，解得 ，小球沿电场线方向上的位移大小为，则电势能的增加量，选项C正确。9.AD【解析】滑块沿斜面向上运动时，加速度大小为，滑块经速度减为零，此时距A点最远，最远距离，选项A正确；滑块下滑时加速度大小为，时滑块已经下滑了，时滑块正好通过B点，此时滑块的速度大小。A、B两点间的距离，选项B、C错误，选项D正确。10.BC【解析】物体在地球表面赤道与两极处的重力不同，是由于物体随地球的自转时需要向心力引起的。设物体的质量为m，地球的半径为R，在赤道上有，解得，选项B正确；设地球的质量为M，则，在南极，解得，选项A错误；地球的第一宇宙速度为，解得，选项C正确；若放在地球赤道上的物体对地面的压力为零，物体受到的万有引力充当随地球自转的向心力，即，即，解得，又，故，选项D错误。11.AB【解析】电子以30eV的动能从B点释放后，经过A、D 两点时的电子的动能相同，则A、D是等势点，连接AD，AD为匀强电场在平面内的等势线，由几何知识知BF垂直于AD，则BF是电场线的方向，电场的方向由F指向B，如图所示，，则B、C两点是等势点，E、F两点是等势点，故经过C点时的电子的动能仍是30eV，选项B正确；由几何知识知B点到AD的距离，由动能定理知，，所以。由得，选项A正确；由几何知识得，故，选项C错误；由动能定理知，，选项D错误。12.CD【解析】金属线框abc从ab边进入磁场，在上时间内垂直纸面向里的磁通量增加，由楞次定律知金属线框abc内的电流方向是逆时针方向，在时间内垂直纸面向里的磁通量减少，垂直纸面向外的磁通量增加，由楞次定律知金属线框abc内的电流方向是顺时针方向，在时间内，金属线框abc内磁通量和感应电流都为零，选项A错误，选项D正确；当时，金属线框abc恰好全部进入左侧磁场，金属线框abc内的磁通量是，感应电动势是0，选项B错误；当时，金属线框abc的位置如图所示，金属线框abc在磁场ABC区域内的磁通量大小，方向垂直纸面向外，金属线框abc在磁场ACD区域内的磁通量大小，方向垂直纸面向里，所以金属线框abc在磁场中的磁通量大小，此时金属线框abc在两磁场中切割磁感线的有效长度为图中虚线间的距离，由几何知识知有效长度，由法拉第电磁感应定律知，故感应电动势是，即磁通量的变化率是，选项C正确。 二、非选择题：本题共6小题，共62分。13.（7分）【答案】（1）B（1分）（2）（2分）（3）0.18（结果在0.16~0.20均给分）（2分）4.8（结果在4.5~5.1均给分）（2分）【解析】（1）因为要测量纸带的数据，毫米刻度尺是必须的，实验器材中已经提供了打点计时器，就不需要秒表了，选项B正确。（2）加速度。（3）由，则，由题图丙可读出，图线的斜率，解得。14.（8分）【答案】（1）0.725（结果在0.723~0.727均给分）（1分）（3）（1分）（4）（2分）（2分）（5）不会（1分）会（1分）【解析】（1）由题图乙可知。（3）由闭合电路欧姆定律知，则，由电阻定律知，，代入上式得，可以看出与l是一次函数关系，因此纵轴为。（4）图象的斜率，解得。关系图线的纵截距，则电源内阻。（5）由可知电流表的内阻不会影响电阻率的测量值。由可知，中包含电流表的内阻，因此会使得电源内阻r的测量值出现误差。 15.（9分）【解析】A、B两物块静止时，弹簧被压缩，设弹簧的压缩量为，则（1分）因此若用大小为的恒力向下拉动绳子，设物块A刚好离开档板时弹簧的伸长量为，则（1分）因此弹簧由压缩到伸长过程中恒力F所做的功为（1分）设物块A刚好离开挡板时，物块B的动能为，由功能关系知（2分）解得（1分）（2）设物块A刚离开挡板时重物下落的速度为v，重物下落的高度为，在此过程中由功能关系知（2分）解得（1分）16.（11分）【解析】（1）由题图乙知内回路中感应电动势（1分）设通过导体棒的电流为I，则（1分）导体棒b匀速下落时的安培力，水平向左压紧导轨（1分）导体棒b匀速下落时，由牛顿第二定律知（1分）代入数据解得，（1分）（2）时给导体棒a一个瞬时冲量使其获得一速度v时，导体棒b仍保持匀速下落， 则（1分）解得（1分）由于导体棒的电流方向不变，根据右手定则知导体棒a的速度方向向左。（1分）（3）导体棒a做匀速运动，则受到的水平力（1分）解得（1分）水平力F的功率（1分）17.（12分）【解析】（1）由左手定则可以判断电子在磁场中沿顺时针方向做圆周运动，电子运动轨迹如图所示，因为Q点是电子在磁场中运动轨迹上距离出发点O最远的一点，所以OQ是电子做圆周运动的直径。因为，所以的顶角，则电子在磁场中的轨迹半径（1分）根据洛伦兹力等于向心力有（1分）联立解得（2分）（2）电子做圆周运动的周期为（1分）两电子从O点到P点的运动轨迹如图所示。由于OQ的长度等于轨迹圆的直径，因此两个轨迹圆对应的圆心角分别为（1分）（1分）一个电子从O点到P点的时间（1分）另一个电子从O点到P点的时间（1分）因此这两个电子到达P点的时间差为 （1分）因为（1分）所以（1分）18.（15分）【解析】（1）工件在A点放置后，由牛顿第二定律知（2分）若工件一直加速至B点，设工件运动至B点时的速度为，由运动学规律知（1分）解得（1分）又传送带速度，故工件传动到B点时的速度大小是10m/s（1分）工件从B到C由机械能守恒知（1分）在C点由牛顿第二定律知（1分）代入数据解得（1分）由牛顿第三定律知，工件对轨道的压力为101.3N（1分）（2）由于轨道光滑，工件在D点的速度大小，飞离D点后在竖直方向上做竖直上抛运动，经时间t开始进入箱子，由运动学规律知（1分）解得（舍去），（1分）（3）工件飞离D点后，由（2）知工件在时上升的高度为，则工件时间内飞过的水平距离为（1分）工件在时间内飞过的距离（1分）因，故若使工件落入箱子，则箱子P的左侧距D点的距离（1分）代入数据解得（1分）