河南省郑州市高新区一中2023学年高三下学期期中联考（全国卷）物理试题试卷

河南省郑州市高新区一中2023学年高三下学期期中联考（全国卷）物理试题试卷注意事项1．考生要认真填写考场号和座位序号。2．试题所有答案必须填涂或书写在答题卡上，在试卷上作答无效。第一部分必须用2B铅笔作答；第二部分必须用黑色字迹的签字笔作答。3．考试结束后，考生须将试卷和答题卡放在桌面上，待监考员收回。一、单项选择题：本题共6小题，每小题4分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。1、如图所示，图甲为质点a和b做直线运动的位移一时间图象，图乙为质点c和d做直线运的速度一时间图象，由图可知()A．若t1时刻a、b两质点第一次相遇，则t2时刻两质点第二次相遇B．若t1时刻c、d两质点第一次相遇，则t2时刻两质点第二次相遇C．t1到t2时间内，b和d两个质点的运动方向发生了改变D．t1到t2时间内，a和d两个质点的速率先减小后增大2、如图所示为氢原子能级的示意图，下列有关说法正确的是A．处于基态的氢原子吸收10.5eV的光子后能跃迁至，n＝2能级B．大量处于n＝4能级的氢原子向低能级跃迁时，最多可辐射出3种不同频率的光C．若用从n＝3能级跃迁到n＝2能级辐射出的光，照射某金属时恰好发生光电效应，则用从n＝4能级跃迁到n＝3能级辐射出的光，照射该金属时一定能发生光电效应D．用n＝4能级跃迁到n＝1能级辐射出的光，照射逸出功为6.34eV的金属铂产生的光电子的最大初动能为6.41eV3、近年来测g值的一种方法叫“对称自由下落法”，它是将测g归于测长度和时间，以稳定的氦氖激光波长为长度标准，用光学干涉的方法测距离，以铷原子钟或其他手段测时间，能将g值测得很准，具体做法是：将真空长直管沿竖直方向放置，自其中O点竖直向上抛出小球，小球又落到原处的时间为T2，在小球运动过程中要经过比O点高H的P点，小球离开P点到又回到P点所用的时间为T1，测得T1、T2和H，可求得g等于()A． B． C． D．4、狞猫弹跳力惊人，栖息在干燥的旷野和沙漠，善于捕捉鸟类。一只狞猫以某一初速度斜向上与水平地面成θ角跳离地面，落地前其最大高度为h，最大水平位移为x。不考虑空气阻力。下列说法正确的是（）A．保持起跳速度大小不变，增大θ角，狞猫在空中的运动时间不变B．保持起跳速度大小不变，增大θ角，狞猫在空中的最大高度h增大C．保持起跳角度θ不变，增大起跳速度，x与h的比值减小D．保持起跳角度θ不变，增大起跳速度，x与h的比值增大5、2013年6月20日，女航天员王亚平在“天宫一号”目标飞行器里成功进行了我国首次太空授课．授课中的一个实验展示了失重状态下液滴的表面张力引起的效应．在视频中可观察到漂浮的液滴处于相互垂直的两个椭球之间不断变化的周期性“脉动”中．假设液滴处于完全失重状态，液滴的上述“脉动”可视为液滴形状的周期性微小变化（振动），如图所示．已知液滴振动的频率表达式为，其中k为一个无单位的比例系数，r为液滴半径，ρ为液体密度，σ为液体表面张力系数（其单位为N/m），α、β、γ是相应的待定常数．对于这几个待定常数的大小，下列说法中可能正确的是（）A．，， B．，，C．，， D．，，6、甲、乙两个质点沿同一直线运动，它们的位移一时间图象如图所示。对0-t0时间内甲、乙两质点的运动情况，下列说法正确的是A．甲运动得比乙快B．甲运动的位移比乙运动的位移小C．乙先沿负方向运动后沿正方向运动D．甲、乙两质点间的距离先增大后减小二、多项选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有多个选项是符合题目要求的。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。7、一个电子在电场力作用下做直线运动（不计重力）。从0时刻起运动依次经历、、时刻。其运动的图象如图所示。对此下列判断正确的是（）A．0时刻与时刻电子在同一位置B．0时刻、时刻、时刻电子所在位置的电势分别为、、，其大小比较有C．0时刻、时刻、时刻电子所在位置的场强大小分别为、、，其大小比较有D．电子从0时刻运动至时刻，连续运动至时刻，电场力先做正功后做负功8、如图所示，在一端封闭的光滑细玻璃管中注满清水，水中放一红蜡块R（R视为质点）．将玻璃管的开口端用胶塞塞紧后竖直倒置且与y轴重合，在R从坐标原点以速度v0=3cm/s匀速上浮的同时，玻璃管沿x轴正向做初速度为零的匀加速直线运动，合速度的方向与y轴夹角为α．则红蜡块R的（）A．分位移y与x成正比B．分位移y的平方与x成正比C．合速度v的大小与时间t成正比D．tanα与时间t成正比9、卡文迪许把自己测量引力常量的实验说成是“称量地球重量”。若已知引力常量，下列说法正确的是（）A．根据火星的半径和火星表面的重力加速度，可估算出火星的密度B．根据土星绕太阳公转的半径和周期，可估算出土星的质量C．根据金星绕太阳公转的半径、周期和太阳半径，可估算出太阳表面的重力加速度D．根据月球公转的周期、月地距离和地球表面的重力加速度，可估算出地球的第一宇宙速度10、如图，电源电动势为E，内阻为r，为定值电阻，为光敏电阻（其电阻随光照强度增大而减小）。当开关S闭合时，电容器中一带电微粒恰好静止，下列说法中正确的是（）A．断开开关S瞬间，电阻中有向上的电流B．只减小的光照强度，电源输出的功率变小C．只将电容器上板向下移动时，带电微粒向上运动D．只将向上端移动时，下板电势升高三、实验题：本题共2小题，共18分。把答案写在答题卡中指定的答题处，不要求写出演算过程。11．（6分）同学们利用西红柿自制了水果电池，现在通过实验测量水果电池的电动势和内阻，(1)甲同学采用图a测量电路测量水果电池的电动势，用电压表测量结果如图b所示，读数为___，测量结果比水果电池电动势___（选填“偏小”、“偏大”或“相等”）。(2)实验室可提供以下器材，乙同学设计了电路图测量水果电池电动势和内阻。微安表（，内阻为）；电阻箱；开关（一个）；导线若干。①请在虚线框中画出乙同学设计的电路图_______（如图c所示）；②同学们完成了实验数据记录，通过图像法来分析数据，做出与的图像如图d所示，则电源电动势为___，水果电池的内阻为____。（结果保留三位有效数字）12．（12分）某同学测定电源电动势和内阻，所使用的器材有：待测干电池一节（内阻较小）、电流表A（量程0.6A，内阻RA小于1Ω）、电流表A1（量程0.6A，内阻未知）、电阻箱R1（0-99.99Ω）、滑动变阻器R2（0-10Ω）、单刀双掷开关S、单刀单掷开关K各一个，导线若干。该同学按图甲所示电路连接进行实验操作。（1）测电流表A的内阻：闭合开关K，将开关S与C接通，通过调节电阻箱R1和滑动变阻器R2，读取电流表A的示数为0.20A、电流表A1的示数为0.60A、电阻箱R1的示数为0.10Ω，则电流表A的内阻RA=______Ω（2）测电源的电动势和内阻：断开开关K，调节电阻箱R1，将开关S接______（填“C“或“D“），记录电阻箱R1的阻值和电流表A的示数；多次调节电阻箱R1重新实验，并记录多组电阻箱R1的阻值R和电流表A的示数I。数据处理：图乙是由实验数据绘出的图象，由此求出干电池的电动势E=______V，内阻r=______Ω（计算结果保留二位有效数字）四、计算题：本题共2小题，共26分。把答案写在答题卡中指定的答题处，要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。13．（10分）如图所示，MN和M′N′为两竖直放置的平行光滑长直金属导轨，两导轨间的距离为L。在导轨的下部有垂直于导轨所在平面、方向向里的匀强磁场，磁感应强度为B。在导轨的MM′端连接电容为C、击穿电压为Ub、正对面积为S、极板间可认为是真空、极板间距为d的平行板电容器。在t＝0时无初速度地释放金属棒ef，金属棒ef的长度为L、质量为m、电阻可忽略不计．假设导轨足够长，磁场区域足够大，金属棒ef与导轨垂直并接触良好，导轨和各接触处的电阻不计，电路的电感、空气的阻力可忽略，已知重力加速度为g。(1)求电容器两端的电压达到击穿电压所用的时间；(2)金属棒ef下落的过程中，速度逐渐变大，感应电动势逐渐变大，电容器极板上的电荷量逐渐增加，两极板间存储的电场能也逐渐增加。单位体积内所包含的电场能称为电场的能量密度。已知两极板间为真空时平行板电容器的电容大小可表示为C＝。试证明平行板电容器两极板间的空间内的电场能量密度ω与电场强度E的平方成正比，并求出比例系数(结果用ε0和数字的组合表示)。14．（16分）如图，竖直放置的粗细均匀的U形管左端封闭，右端开口。左管内用水银封闭一段长L1＝20cm的空气柱，左右两管水银面差为h＝15cm。已知外界温度为27℃，大气压为75cmHg。(i)如果缓慢向右管内注入水银，直到左右水银面相平(原来右管水银没有全部进入水平部分)，求在右管注入的水银柱长度(ii)在左右管水银面相平后，缓慢升高左管内封闭气体的温度，使封闭空气柱长度变为20cm，求此时左端空气柱的温度。15．（12分）如图所示是一玻璃砖的截面图,一束光沿与面成30°角从边上的点射入玻璃砖中,折射后经玻璃砖的边反射后,从边上的点垂直于边射出．已知,,,．真空中的光速,求:①玻璃砖的折射率;②光在玻璃砖中从传播到所用的时间．

参考答案一、单项选择题：本题共6小题，每小题4分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。1、A【解题分析】

在位移-时间图象中，两图线的交点表示两质点位置相同而相遇，由甲图可知，t1时刻a、b两质点第一次相遇，则t2时刻两质点第二次相遇，故A正确；t1到t2时间内，根据v-t图像的面积表示位移知c的位移大于d的位移，若t1时刻c、d两质点第一次相遇，则t2时刻两质点没有相遇。故B错误；两质点中只有b运动方向改变，a、c、d质点的方向未发生改变，故C错误；根据x-t图象的斜率表示速度，知t1到t2时间内，a质点的速度不变。由v-t图象知：d的速率先减小后增大，故D错误。2、D【解题分析】

A．处于基态的氢原子吸收10.2eV的光子后能跃迁至n=2能级，不能吸收10.2eV的能量．故A错误；B．大量处于n=4能级的氢原子，最多可以辐射出，故B错误；C．从n=3能级跃迁到n=2能级辐射出的光的能量值大于从n=4能级跃迁到n=3能级辐射出的光的能量值，用从n=3能级跃迁到n=2能级辐射出的光，照射某金属时恰好发生光电效应，则用从n=4能级跃迁到n=3能级辐射出的光，照射该金属时不一定能发生光电效应，故C错误；D．处于n=4能级的氢原子跃迁到n=1能级辐射出的光的能量为：，根据光电效应方程，照射逸出功为6.34eV的金属铂产生的光电子的最大初动能为：，故D正确；3、A【解题分析】小球从O点上升到最大高度过程中：①

小球从P点上升的最大高度：②

依据题意：h2-h1=H③

联立①②③解得：，故选A.点睛：对称自由落体法实际上利用了竖直上抛运动的对称性，所以解决本题的关键是将整个运动分解成向上的匀减速运动和向下匀加速运动，利用下降阶段即自由落体运动阶段解题．4、B【解题分析】

A．狞猫做斜抛运动，在竖直方向则有狞猫在空中的运动时间保持起跳速度大小不变，增大角，狞猫在空中的运动时间增大，故A错误；B．狞猫在空中的最大高度保持起跳速度大小不变，增大角，狞猫在空中的最大高度增大，故B正确；CD．狞猫最大水平位移为最大水平位移与最大高度的比值为保持起跳角度不变，增大起跳速度，与的比值不变，故C、D错误。故选B。5、B【解题分析】

从物理单位的量纲来考虑，则A中单位，故A错误；在B选项中，，故B正确；对C选项，，故C错误；在D选项中，，故D错误。故选B。6、B【解题分析】

C.由图可知，甲、乙做的是同向运动，C错误；D.由图可知，甲、乙间的距离在逐渐减小，D错误；A.图线的斜率为速度，因此中运动得比乙慢，A错误；B.乙运动的位移比甲的位移大，B正确。二、多项选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有多个选项是符合题目要求的。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。7、AC【解题分析】

A．电子只受电场力作用沿直线运动，该直线为一条电场线。结合其图象知其运动情景如图所示。则0时刻与时刻电子在同一位置。所以A正确；B．电子受电场力向左，则场强方向向右，沿电场线方向电势逐渐降低，则有所以B错误；C．图象的斜率为加速度。由图象知过程加速度增大，过程加速度减小。又有则有所以C正确；D．由图象知过程速度减小，过程速度增大，则其动能先减小、后增大。由动能定理知电场力先做负功，后做正功。所以D错误。故选AC。8、BD【解题分析】试题分析：红蜡烛在竖直方向做匀速运动，则y=v0t；在水平方向，解得：，选项A错误，B正确；蜡烛的合速度：，故选项C错误；，即tanα与时间t成正比，选项D正确；故选BD.考点：运动的合成.9、ACD【解题分析】

A．根据物体在火星表面受到重力等于万有引力可知解得可以求出火星密度，故A正确；

B．只能求出中心天体的质量，环绕天体的质量无法求出，故土星质量无法求出，故B错误；

C．金星绕太阳公转解得太阳的质量太阳半径R已知，则表面重力加速度故C正确；

D．月球绕地球做匀速圆周运动可求解地球的质量M，地球表面重力加速度g已知，根据黄金代换式GM=gR2，可以求出地球半径R，根据可以求出地球的第一宇宙速度，故D正确。

故选ACD。10、AC【解题分析】

A．若断开电键S，电容器处于放电状态，电荷量变小，因下极板带正电，故电阻中有向上的电流，故A正确；B．若只减小的光照强度，电阻变大，但由于不知道外电阻和内阻的大小关系，因此无法判断电源输出的功率的变化情况，故B错误；C．电压不变，只将电容器上板向下移动时距离d减小，根据可知电场强度增加，则电场力增大，所以带电粒子向上运动，故C正确；D．由于下极板接地，只将P1向上端移动时，下板电势不变，依然为零，故D错误。故选AC。三、实验题：本题共2小题，共18分。把答案写在答题卡中指定的答题处，不要求写出演算过程。11、偏小（均可）【解题分析】

(1)[1]电压表的最小分度为0.1V，由图可知，电压表的读数为0.71V，由于误差0.71V－0.75V均可[2]由于电池有内阻，则电压表测的为电源路端电压，则测量值小于电动势(2)[3]由题所给器材可知，可用微安表和电阻箱进行测量，电路图如图[4]根据闭合电路欧姆定律有变形得电动势等图像斜率为由于误差均可[5]截距的绝对值为则12、0.20D1.50.25【解题分析】

第一空.根据串并联电路的规律可知，流过电阻箱R1的电流I=（0.60-0.20）A=0.40

A；电压U=0.10×0.40

V=0.040

V，则电流表内阻RA=Ω=0.20Ω。第二空.测电源的电动势和内阻：断开开关K，调节电阻箱R1，将开关S接D。第三空.第四空.根据实验步骤和闭合电路欧姆定律可知：E=I（R+RA+r），变形可得：

根据图象可知：，=0.3

解得：E=1.5

V，r=0.25Ω；四、计算题：本题共2小题，共26分。把答案写在答题卡中指定的答题处，要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。13、(1)(2)ε0，证明见解析【解题分析】

本题为“单棒＋电容器＋导轨模型”，可以根据牛顿第二定律，使用“微元法”对棒列方程求