河南省普通高中2023-2024学年高三上学期学情调研考试物理试题

2023-2024学年河南省普通高中高三（上）调研物理试卷（9月份）一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28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．我国科学家通过研究“嫦娥五号”带回的月球样品，发现其中含有丰富的。可通过核反应释放能量ΔE。已知的质量为3.0160u，的质量为4.0026u，的质量为1.0078u，的质量为2.0141u，1u相当于931.5MeV的能量。下列说法正确的是（）A．X为，ΔE＝920.42MeV B．X为，ΔE＝18.35MeV C．X为，ΔE＝951.62MeV D．X为，ΔE＝12.85MeV2．舞蹈演员在排练现场通过蹲起模拟从左向右传播的波（视为简谐波），某时刻的波形如图所示。相邻演员间隔0.5m，16个间隔构成一个完整的波形，演员从蹲下的最低位置到站直经历的时间为8个音乐节拍，每个节拍时长固定。下列说法正确的是（）A．演员模拟的“波”波长为4m B．演员模拟的“波”周期为8个音乐节拍 C．该时刻第5个演员正在下蹲，第13个演员正在起立 D．该时刻后，第9个演员的蹲起方向与第33个始终相反3．将一个不带电的金属球壳放置在平行板电容器之间，球心到两极板的距离相等，电容器上极板带正电，下极板接地，极板与球壳间的电场分布如图所示。下列说法正确的是（）A．金属球壳的顶部感应出负电荷，底部感应出正电荷 B．电子在a点的加速度比在b点的小 C．电子在a点的电势能比在b点的大 D．一质子从b点移至a点，电场力做正功4．野炊时，三根对称分布的轻质细杆构成烹煮支架静置于水平地面上，如图甲所示。炊具与食物的总质量为m，各杆与竖直方向的夹角均为30°。出于安全考虑，盛取食物时用光滑铁钩缓慢拉动吊绳使炊具偏离火堆，如图乙所示。重力加速度为g，下列说法正确的是（）A．烹煮食物时，各杆对地面的压力大小均为 B．烹煮食物时，各杆受到地面的摩擦力大小均为 C．拉动吊绳过程中，吊绳上的张力不断增大 D．拉动吊绳过程中，铁钩对吊绳的作用力方向不变5．地球同步卫星发射过程至少需经过两次变轨。如图所示，先把卫星发射到圆形近地轨道1，然后让卫星在A点沿切线方向加速进入椭圆形转移轨道2，最后在椭圆轨道2的远地点B使卫星进入地球同步轨道3。当卫星分别在1、2、3轨道上稳定运行时，下列说法正确的是（）A．卫星在轨道2上的周期比地球自转周期小 B．卫星在轨道2上运行时，A点的机械能小于B点的机械能 C．卫星在轨道2上由A到B的过程中速度始终小于轨道3上的速度 D．卫星在轨道2上由A到B的过程中加速度始终大于轨道1上的加速度6．某同学利用自制发电机给小风扇供电，使小风扇正常工作，其设计的电路简化模型如图甲所示。发电机产生正弦式交流电，其电动势如图乙所示。已知理想变压器原副线圈匝数比为N1：N2＝1：12，小风扇内阻为8Ω，正常工作电流为1A。忽略导线与发电机线圈的电阻，电压表为理想交流电压表。下列说法正确的是（）A．发电机的瞬时电动势为 B．t＝0.25s时，电压表示数为0 C．正常工作时小风扇的输出功率为28W D．小风扇的转速一定与发电机的转速相同7．一风力发电机出现故障，检修人员乘坐图甲所示升降机到顶端检修平台进行检修，升降机上升过程的速度—时间关系如图乙所示，加速和减速运动时加速度大小均为a，匀速运动时速度为v0。已知升降机和检修人员的总质量为m，升降机启动平台到检修平台的竖直高度为h，上升过程中升降机所受阻力恒为总重力的k倍，重力加速度为g。在此过程中下列说法正确的是（）A．升降机总的运行时间为 B．牵引力对升降机的冲量大小为 C．牵引力做功为（mg﹣kmg）h D．匀减速初始时刻牵引力的功率为（mg+kmg）v0二、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，有多项符合题目要求。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。（多选）8．某公园的水池底部有一排等间距的光源（视为点光源），如图所示，每个光源可以依次发出红、黄、蓝三种颜色的光。水池底部水平，水深为h，红、黄、蓝三种颜色的光在水中的折射率分别为n1、n2、n3，下列说法正确的是（）A．蓝光在水中的传播速度最大 B．红光在水中的波长最长 C．单个光源发出的黄光照亮的水面面积为 D．相邻光源的距离只要大于就可以使所有的光色在水面不交叠（多选）9．某学生小组在探究电磁感应现象时，进行了如下实验。如图所示，回路处于垂直纸面向里的匀强磁场中，CD、EF为两根相互平行、水平放置的光滑金属导轨，导轨材质均匀，单位长度阻值恒定，轨道上有一根与导轨垂直且接触良好的金属杆（电阻不计），CE、DF分别与微电流传感器1和2接通。一学生以速度v将金属杆从M点水平匀速拉至N点的过程中，用I1、I2分别表示微电流传感器1、2测得的电流大小，F表示导体棒所受安培力大小，P表示作用于导体棒上的拉力的功率。它们随时间t变化的图像正确的是（）A． B． C． D．（多选）10．已知无限长通电直导线周围某点的磁感应强度大小，其中r为该点到直导线的垂直距离，I为直导线中的电流，k为常量。如图所示，三维直角坐标系Oxyz的三个轴上分别放有电流大小为I、方向未知的无限长通电直导线，三条导线互相绝缘，则坐标为（a，a，0）的P点的磁感应强度大小可能为（）A． B． C． D．（多选）11．如图所示，物块A和其上的物块B一起以初速度v0沿固定斜面向上运动，经过一段时间后返回出发点。运动过程中物块B与物块A未发生相对滑动，斜面倾角为θ。下列说法正确的是（）A．向上运动时，B对A的摩擦力方向沿斜面向上 B．向上运动的时间大于向下运动的时间 C．向上、向下运动时，AB间的摩擦力大小相等 D．A与斜面间的动摩擦因数大于AB间的动摩擦因数三、实验题：本题共2小题，共15分。12．某同学做“利用单摆验证机械能守恒定律”的实验，如图甲所示，将单摆悬挂在铁架台上的O点，悬点下方放置一组光电门，当摆球摆至最低点时，球心恰能经过光电门，重力加速度为g。（1）摆球的直径d通过游标卡尺测出，由图乙可知d＝cm；（2）测出摆线的长度为l，拉紧摆线，当其与竖直方向夹角为60°时，静止释放，光电门测得挡光时间为Δt，只需要验证，则表明机械能守恒（用l、d、g、Δt表示）；（3）（多选）在实验过程中该同学拿铅笔挡在悬点正下方约处，则下列说法正确的是A．小球向左的最大摆角仍为60°B．小球向左经过最低点时，其角速度将突然变大C．小球向左经过最低点时，其速度将突然变大D．小球向左经过最低点时，摆线的拉力将突然变大13．某兴趣小组测量一电源的电动势（约3V）和内阻，该小组在实验室找到的器材有：电压表（量程0～1V，内阻1kΩ）、电阻箱（量程0～999.9Ω）、定值电阻R1＝1kΩ和R2＝2kΩ、开关和若干导线。具体操作为：设计如图甲所示的电路图，连接电路，闭合开关，调节电阻箱，记录多组电阻箱的阻值R和电压表的读数U。完成下列问题。（1）电路图中与电压表串联的电阻应是（填“R1”或“R2”）；（2）根据实验电路图，用笔画线代替导线，完善图乙的实物电路图；（3）实验得到的数据如表所示：组别1234567R/Ω2.04.06.08.014.020.033.0U/V0.340.500.590.620.740.800.840.500.250.170.130.070.050.032.942.001.691.611.351.251.19在图丙所示的坐标纸上，以为纵坐标，为横坐标的坐标系已标注出了与测量对应的坐标点，请你画出拟合的图像；（4）根据图丙，电源的电动势E＝V，电源的内阻r＝Ω；（结果均保留2位小数）（5）某同学发现图丙右上方的点较为稀疏，打算在横坐标为0.3～0.4之间再加测一组数据，应将电阻箱阻值调为Ω再次测量（填“1.0”、“3.0”、“5.0”或“7.0”）。四、计算题：本题共3小题，共37分。解答时写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。14．某同学喝一盒牛奶但未喝完，想测量剩余牛奶的体积。他发现插在牛奶盒里的透明竖直吸管内残留了一小段长度为l的牛奶柱，于是用蜡将接口密封，吸管下端在液面上方，如图所示。他先在室内测得牛奶盒接口处到牛奶柱下端的距离为l1，再将牛奶盒拿到室外一段时间后，测得接口处到牛奶柱下端的距离变为l2。已知室内的热力学温度为T1，室外的热力学温度为T2（T2＞T1），大气压恒为p0，吸管横截面积为S，牛奶盒容积为V0，牛奶密度为ρ，重力加速度为g，忽略吸管壁的厚度和牛奶柱的蒸发，整个过程牛奶盒未形变，牛奶未溢出，牛奶盒及吸管内的封闭气体视为理想气体。（1）求剩余牛奶的体积；（2）若气体的内能与热力学温度成正比，比例系数为k，求该过程封闭气体吸收的热量。15．如图所示，AC为3m长的水平桌面，其中AB段粗糙，BC段光滑且长为2m。质量m1＝0.5kg长度为1m的匀质长方体物块，静置于桌面上的AB部分，另有一个质量m2＝1kg的小球，静置于桌面上靠近C的位置。现有一水平向左的恒力F作用于物块上，当物块完全经过B点时立即撤去恒力F，随后物块与小球发生弹性正碰，碰撞后小球从D点进入光滑的圆弧形轨道，再从H点进入光滑半圆形凹槽，凹槽右侧有一固定挡板，挡板左侧的水平地面光滑。已知小球在D处对轨道的压力为小球重力的3倍，物块与桌面AB部分的动摩擦因数μ＝0.4，圆弧形轨道的半径R1＝0.4m，半圆形凹槽的半径R2＝0.4m，CD间距和EH间距均略大于小球直径，小球直径远小于R1，重力加速度g＝10m/s2。（1）求小球在D点的速度；（2）求恒力F的大小；（3）若使小球不从凹槽左侧冲出去，求半圆形凹槽的质量M需满足的条件。16．如图所示，在直角坐标系xOy中，y＞0的区域I里有沿y轴正向的匀强电场，﹣L＜y＜0的区域Ⅱ里有垂直坐标平面向里的匀强磁场，y＜﹣L的区域Ⅲ里有沿y轴负向的匀强电场。在处有一沿y轴方向放置的光屏MN，第二象限内一电子枪每隔发射一个质量为m、电荷量为e的电子，电子枪出口A的坐标为。发射电子的初速度相同且沿x轴正方向，恰能从坐标原点O首次进入磁场，最