河南省豫南五市2023届高三下学期第一次联考物理试题及答案

2023年河南省五市高三第一次联考

理科综合能力测试

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

广4题只有一项符合题目要求，第5~8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。）

1.下列四幅图涉及到不同的物理知识，图①为黑体辐射的实验规律示意图，图②为氨222衰变规

律图，图③为氢原子的能级示意图，图④为原子核的比结合能示意图。关于这四幅图，下列说法

正确的是（）

辐射强度

图①黑体辐射的实验规律示意图

nE/eV

8------------------0

5--------------------0.54

4--------------------0.85

3---------------------1.51

2--------------------3.40

1-------------------13.6

图③氢原子的能级示意图

图④原子核的比结合能示意图

A.图①：可看出随着温度升高，辐射强度极大值向频率较小的方向移动

B.图②：120个放射性原子核氨222,经过3.8天后将剩余60个

C.图③：用光子能量为2.55eV的光直接照射大量处于〃=2激发态的氢原子，最多可以产生3种

不同频率的光子

D.图④：图中氧的原子核（：o）比锂的原子核（:Li）更稳定

答案：D

2.建造一条能通向太空的电梯如图甲所示，是人们长期的梦想。材料的力学强度是材料众多性能

中被人们极为看重的一种性能，目前已发现的高强度材料碳纳米管的抗拉强度是钢的100倍，密度

是其卷，这使得人们有望在赤道上建造垂直于水平面的“太空电梯”。图乙中r为航天员到地心

的距离，R为地球半径，。一广图像中的图线A表示地球引力对航天员产生的加速度大小与r的关

系，图线8表示航天员由于地球自转而产生的向心加速度大小与r的关系。关于相对地面静止在不

图甲图乙

A.图中G为地球同步卫星的轨道半径

B.航天员在r处的线速度等于第一宇宙速度

C.从地面到%的过程中，随着r增大，航天员受到电梯舱的弹力减小

D.宇航员感受到的“重力”随着r的增大而增大

答案：A

3.如图所示，8。是竖直平面内圆的一条竖直直径，AC是该圆的另一条直径，ZAOB=0,该

圆处于匀强电场中，场强方向平行于圆。带等量负电荷的相同小球从o点以相同的动能沿不同方

向射出，小球能够到达圆周上任意一点。小球在经过这些点时，过点A的小球的动能最小。忽略空

气阻力，则下列说法中正确的是（）

MB

A.可以断定电场方向由C指向A

B.小球经过圆周上的不同点时，过8点的小球的动能和电势能之和最小

mstan6

C.若小球带电量和质量分别为q和m,则电场强度的最小值为」——

q

D.小球经过圆周时，机械能最小的小球应经过圆弧CND上的某一点

答案：B

4.近年来，国家大力开展冰雪运动进校园活动，目前已有多所冰雪特色学校，蹬冰踏雪深受学生

喜爱。如图所示，现有两名滑雪运动员（均视为质点）从跳台a处先后沿水平方向向左飞出，其速

度大小之比为甘：岭=2:1,不计空气阻力，则两名运动员从飞出至落到斜坡（可视为斜面）上的过

程中，下列说法正确的是（）

A.他们飞行时间之比为彳：芍=1：2

B.他们飞行的水平位移之比为百：々=2：1

他们速度变化之比为

c.Av,:AV2=2:1

D.他们在空中离坡面的最大距离之比为』：邑=2：1

答案：c

5.如图所示，一长木板a在水平地面上运动，在某时刻。=0）将一相对于地面静止的物块b轻放到

木板上，此时a的速度为%,同时对a施加一个水平向右的恒力F,己知物块与木板的质量相等,

物块与木板间及木板与地面间的动摩擦因数均相等，物块与木板间的最大静摩擦力等于滑动摩擦

力，且物块始终在木板上•在物块放到木板上之后，a、b运动的速度时间图像可能是下列图中的

()

答案：c

6.如图所示，理想变压器原、副线圈匝数之比4:电=2:5,定值电阻R=2C,滑动变阻器R?

的最大值为10Q,阻值恒定的小灯泡L的规格为“6V,6W”，电流表是理想交流电表，输入端接

入〃=lO0sinlO乃川V）的交流电压，下列说法正确的是（）

A.通过电流表的电流方向每秒钟改变20次

B.小灯泡正常工作时，滑动变阻器的阻值为6.5。

c.滑片自上而下滑动时，电流表示数一直增大

D.滑动变阻器阻值为6Q时，变压器输出功率最大

答案：BC

7.如图所示为一种质谱仪的工作原理示意图，此质谱仪由以下几部分构成：离子源、加速电场、

静电分析器、磁分析器、收集器。静电分析器通道中心线MN所在圆的半径为R,通道内有均匀辐

射的电场，中心线处的电场强度大小为E;磁分析器中分布着方向垂直于纸面，磁感应强度为B的

匀强磁场，磁分析器的左边界与静电分析器的右边界平行。由离子源发出一个质量为m、电荷量为

q的离子（初速度为零，重力不计），经加速电场加速后进入静电分析器，沿中心线MN做匀速圆

周运动，而后由户点进入磁分析器中，最终经过Q点进入收集器（进入收集器时速度方向与02P平

行）。下列说法正确的是（

磁分析器

静电分析器

M\C

加速电场二西收集器

子源

A.离子带负电

B.加速电场中的加速电压。=一臼?

2

C.磁分析器中轨迹圆心d到Q点的距离d=_1您公

B\m

D.能进入收集器的离子，一定具有相同的比荷

答案：BD

8.某人最多能提起质量为m的物体，如图，现在他在机场要把质量为M的行李箱通过倾角为1的

斜坡A3拉上水平平台8C,已知行李箱与ABC路面的动摩擦因数均为tan",重力加速度为g,

（&+尸）＜90。，下列说法正确的是（）

A.若在水平面3c上匀速拉物体，拉力与水平面的夹角为月时拉力最小

B.若在斜坡AB上匀速拉物体，拉力与斜坡的夹角为（。+2）时拉力最小

C.若水平面上匀速拉物体，拉力F由水平变到竖直方向过程中，F的功率先减小后增大

m

D.在斜坡AB上，此人最多能匀速拉动质量为「——质的物体

sin（a+p）

答案：AD

第n卷（非选择题：共62分）

二、非选择题（包括必考题和选考题两部分。第9题~12题为必考题，每个试题考生

都必须作答。第13题~16题为选考题，考生根据要求作答。）

（一）必考题：共129分

9.某同学用如图所示的实验装置测量滑块和木板之间的动摩擦因数，滑块上有一宽度为/的挡光

片。

（1）他首先测量滑块的加速度。该同学设计的思路是将滑块从距离光电门不同位置处由静止释放,

用毫米刻度尺测量出该距离X,用光电门测出对应挡光片的挡光时间t。测出多组X、t的数据。该

同学在直角坐标系中作出4-X的图像，如果作出的图像为直线，图线的斜率为k,则滑块运动的

加速度大小。=o

（2）实验中一共挂了三个钩码，如果每个钩码的质量为m,滑块的质量为6m,根据题中所给的数

据可求出滑块与木板之间的动摩擦因数〃=（已知重力加速度为g）

2

…kl13H2

答案：①.——②.---

224g

（1）⑴滑块到达光电门处的速度

/

V=-

t

滑块从释放点运动到光电门处，由运动学公式有

2ax=v2

联立解得

12a

7=下x

可知l-x图像的斜率

,2a

&=至

解得

kl2

a=——

2

（2）⑵因为不满足钩码的质量远小于滑块的质量，故需要对钩码和滑块整体受力分析，根据牛顿

第二定律得

3加g—〃x6/wg=9加x?

解得

13kl2

〃=----------

24g

10.如图甲为物理兴趣小组设计的多用电表的电路原理图。他们选用内阻&=10Q、满偏电流

人=10mA的电流表、标识不清的电源，以及由定值电阻、导线、滑动变阻器等组装好的多用电

©

上排刻度线对应数值还没有及时标出。

甲

丙

该兴趣小组在实验室找到了一个电阻箱，利用组装好的多用电表设计了如下从“校”到“测”的实

验：

（I）将选择开关接“2”，红黑表笔短接，调节R］的阻值使电表指针满偏；

（2）将多用电表红黑表笔与电阻箱相连，调节电阻箱使多用电表指针指在电表刻度盘中央C处，

此时电阻箱如图丙所示，则C处刻度线的标注值应为,多用电表内部电源的电动势

E—V。

（3）用待测电阻R,代替电阻箱接入两表笔之间，表盘指针指在图乙所示位置，则计算可知待测电

阻约为R,=Q。（结果保留三位有效数字）

（4）小组成员拿来一块电压表，将两表笔分别触碰电压表的两接线柱，其中表笔（填“红”

或“黑”）接电压表的正接线柱，该电压表示数为L45V,可以推知该电压表的内阻为Qo

答案：①.150C②.1.5③.67.4（65.8-69.0）（方法二：67.4或70.6）④.黑

（5）.4350

（2）⑴将多用电表红黑表笔与电阻箱相连，调节电阻箱使多用电表指针指在电表刻度盘中央C处,

此时电阻箱如图丙所示，则C处刻度线的标注值应为

/?c=(0xl000+lxl00+5xl0+0xl)Q=150Q

[2]红黑表笔短接时，根据闭合电路欧姆定律可得

「E

=

g~R~

*欧

指针指在电表刻度盘中央C处时，根据闭合电路欧姆定律可得

联立解得

E=1.5V,勺=150C

（3）⑶用待测电阻R,代替电阻箱接入两表笔之间，表盘指针指在图乙所示位置，此时电流

6.9mA,根据闭合电路欧姆定律可得

1=---

%+4

解得

F15

&=一一%.=——;_-C1-150。»67.4。

I股6.9x10-3

（4）⑷⑸欧姆表的黑表笔接电源的正极，红表笔接电源的负极；将两表笔分别触碰电压表的两接

线柱，其中黑表笔接电压表的正接线柱；该电压表示数为L45V,根据闭合电路欧姆定律可得

…+在欧

解得该电压表的内阻为

附1.45x150

R7=4350Q

E-U1.5-1.45

11.过山车是一项惊险刺激的娱乐项目，如图甲所示。图乙为类似的模型，由三段玻璃细管平滑连

接而成：中间为光滑圆形轨道，左侧段AC是光滑圆弧轨道，右侧段为粗糙直轨道。可视为质

点的钢球自A点由静止释放，沿斜轨道运动后经过圆轨道最高点8,继续运动到圆轨道最低点C

后，沿CO段轨道恰能运动到。点。已知圆形轨道半径为R,CD段倾角为夕，钢球质量为加，在

经过圆轨道最高点时对上管壁的压力大小为3，咫，钢球在CZ）段运动时受到的摩擦阻力为其重力的

k倍。求：

（1）钢球释放点A距离点。的高度差从

（1）根据题意，钢球经8点时，由牛顿第二定律有

&+"吆=一^-

K

其中

&=3mg

解得

%=24

钢球由A到8过程中，由动能定理有

1,

mg(H_2R)=3^1*

解得

H=4R

（2）根据题意，钢球A到。过程中，由动能定理有

mg（4R—Asin6）—kmgL=0

解得

L=^-

sin0+k

12.如图所示，两条间距d=0.5m的平行金属导轨水平放置，导轨左端接一电容C=L2F的电容

器，右端接一阻值为R=2.5O的定值电阻，图中的各虚线均与导轨垂直。导轨的CO和C'。'段光

滑，其余部分粗糙，oc、O'C'为绝缘棒，连接导轨的左、右两部分。左侧4Ao'O区域和右侧

CC'ZXD区域有垂直导轨平面向里的匀强磁场，磁感应强度均为8=1T。质量为叫=0.3kg的金

属棒甲垂直放在导轨AA的位置，质量为加2=O.lkg的金属棒乙垂直放在导轨83'位置。某时刻

给金属棒甲施加与导轨平行的恒力F,当金属棒甲运动到00'位置时撤去拉力E，金属棒甲继续向

右运动与静止在8?处的金属棒乙发生弹性碰撞（碰撞时间极短），最终金属棒甲恰好停在CC（绝

缘部分）。已知两金属棒与导轨之间的动摩擦因数均为4=04,A4,与00,的距离为乙=2.5m,

。0'与B8'的距离为4=、，B9与CC'的距离为4=0.5m,CC'与DU的距离为4，

8

两金属棒运动中始终与导轨垂直且接触良好，两金属棒电阻不计，重力加速度g取lOm/s?,求:

(1)金属棒甲与乙碰后，甲的速度大小;

(2)恒力F的大小;

(3)金属棒乙离开磁场时速度以及乙穿过磁场过程中电阻R上产生的焦耳热。（结果可带根号）

A

0BCD

；xxx；

X卢XXXX

:XXX：

C甲X冰XXXX乙R

;xxx;

XXXXXX

[xxx]

'A'O'B'\c\D'

答案：(1)2m/s；(2)4.2N；(3)3&m/s,0.7J

（1）根据题意可知，碰后甲继续向右运动并最终停在CC,运动的位移为乙，根据动能定理有

一〃机话右=0一/机产；2

解得

V,=2m/s

（2）根据题意可知，甲、乙发生弹性碰撞,根据动量守恒有

叫匕=叫匕'+m2v2

根据机械能守恒有

121,2,12

2^'耳机幽+,飞吗

解得甲碰前、乙碰后的速度分别为

Vj=4m/s,v2=6m/s

从尸撤去到碰撞前，根据动能定理有

,1212

代入数据解得F撤去时甲的速度

v=5m/s

对金属棒甲在磁场运动过程中，电容器两极板间电压变化

△U=Bd\v

电容器所带电荷量的变化量

M=C\U=CBd\v

金属棒中的电流

I=^-=CBd—=CBda

ArAr

根据牛顿第二定律有

F--Bld-m^a

得

一一〃町g

CB2d2+呵

即金属棒甲在磁场做匀变速运动，则有

v2=2aLi

解得

a—5m/s2

联立解得

F=a(仍+CB2d~)+/MTi\g

解得

F=4.2N

(3)根据题意，设碰后乙到达左侧磁场边界时的速度为因，根据动能定理有

mV2mV

一〃7722g4=122-^22

解得

v；=4&m/s

乙穿过磁场过程，根据动量定理有

=m2v"-m2v'2

又

_△①

q==BdL^

RRR

联立解得

v"=3也m/s

由能量守恒定定律有，电阻R上产生的焦耳热

Q=^m2V2~^m2V22

代入数据解得

Q=0.7J

（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。

【选修3一3】

13.下列说法正确的是.

A.单晶体在不同方向上的导热性、导电性、机械强度等物理性质不一样

B.热量不可能从低温物体向高温物体传递

C.一定质量的理想气体，保持气体的压强不变，温度越高，体积越大

D.功可以完全转化为热量，而热量不能完全变为功，即不可能从单一热源吸热使之全部变为有用

的功

E.若气体的温度不变，压强增大，说明每秒撞击单位面积器壁的分子数增多

答案:ACE

A.单晶体具有各向异性，但并不是在不同方向上的导热性、导电性、机械强度等物理性质都不一样.

故A正确.

B.热力学第二定律是说热量不能自发地从低温物体传到高温物体，通过外力做功是可以把热量从低

温物体传到高温物体.故B错误.

C.根据理想气体方程

工C

T

一定质量的理想气体，保持气体的压强不变，温度越高，体积越大.故C正确.

D.在引起其他变化的情况下，是可以从单一热源吸热使之全部变为有用的功.故D错误.

E.气体的温度不变则单个分子对器壁的撞击力不变，压强增大，说明每秒撞击单位面积器壁的分子

数增多.故E正确.

14.如图甲所示，一上端开口、下端封闭的细长玻璃管竖直放置，管长为L,管里一段长的水

银柱封住一段长的气柱，温度为To,大气压强为po。若gL水银柱产生的压强为po。

（1）现通过升高气体温度，使水银柱上端恰好到达管口，则气体温度应升为多少？

（2）保持气体温度不变，在管口加一个厚度、重力均不计的活塞，给活塞加一个向下的力，使活

塞缓慢向下移动，当水银柱下降二心时，活塞下降的距离为多少？

甲乙

7

答案：（1）27o；（2）——L

1o

（1）气柱发生等压变化，由盖一吕萨克定律得

lLS2LS

3=3

ToT2

解得

Tz=2To

（2）下气柱发生等温变化，下气柱初状态的气压为

P卜产Po+P水银=2p。

由玻意耳定律得

（Po+P水银）.4LS=pF2.!LS

解得

P下2=4Po

对上部气体

PL.2=3Po

对上部气体由玻意耳定律得

Po'1^=3/?o-/it2S

解得

h上2="

则活塞下移距离

d=-L--L+-L^—L

39618

【选修3一4】

15.如图甲为一列简谐横波在某一时刻的波形图，图乙为介质中x=2m处的质点P以此时刻为计

时起点的振动图像。下列说法正确的是（）

A.这列波沿x轴正方向传播

B.这列波的传播速度是2.0m/s

C.经过0.1s,质点Q的运动方向沿y轴负方向

D.经过0.35s，质点Q距平衡位置的距离大于质点P距平衡位置的距离

E.若。点此时刻纵坐标为一0.1m,再经过Q点达到最大速度

答案：ACE

A.根据乙图可知，质点P此时向）轴负方向振动，根据波形平移法可知，这列波沿轴正方向传播,

故A正确；

B.由甲图可知波长为4m，由乙图可知周期为0.2s,则波的传播速度为

A4

v=—=-----m/s=20m/s

T0.2

故B错误；

c.此时质点Q向y轴正方向振动，由于

T

0.1s=-

2

可知经过0.1s,质点Q处于从波峰向平衡位置振动的过程，即质点Q的运动方向沿y轴负方向,

故C正确：

D.由于

0.35s=T+—

4

经过0.35s,质点P处于波峰位置，可知质点Q