河南省焦作市山阳区2023届高三（上）摸底测试物理模拟试题(word版含答案)

河南省焦作市山阳区2023届高三（上）摸底测试物理试题
第Ⅰ卷(选择题 共48分)
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1～3题只有一项符合题目要求，第4～8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. 我国国产首批医用钻－60原料组件从秦山核电站启运，这标着着我国国伽马刀设备“中国芯”供应同题得到解决，核电站是利用中子照射钻－59制备钻－60，伽马刀是利用钻－60发生衰变释放的射线工作的，已知钻－60的半期约为5.3年，下列说法正确的是( )
A. 秦山核电站制备钴－60的反应是重核衰变
B. 钻－60发生衰变后生产的新核比钻－60少一个电子
C. 钻－60发生衰变后生产的新核比钻－60多一个中子
D. 钻－60制成后，经过5.3年剩下的钻－60的约有一半
2. 把火星和地球绕太阳运行的轨道视为圆周．由火星和地球绕太阳运行的周期之比可求得
A. 火星和地球绕太阳运行的轨道半径之比 B. 火星和地球的质量之比
C. 火星和地球的密度之比 D. 火星和地球所受太阳的万有引力之比
3. 如图所示，一根均匀柔软的细绳质量为m。两端固定在等高的挂钩上，细绳两端的切线与水平方向夹角为θ，重力加速度为g。挂钩对细绳拉力的大小为
A. B.
C. D.
4. 一个电子在电场力作用下沿x轴做直线运动(不计重力)，以水平向右的方向为x轴的正方向，从0时刻起运动依次经历t0、2t0、3t0时刻。其运动的v t图象如图所示。对此下列判断正确的是(　　)
A. 0时刻与2t0时刻电子在不同位置
B. 0时刻、t0时刻、3t0时刻电子所在位置的电势分别为0、1、3，其大小比较有1 0 3
C. 0时刻、t0时刻、3t0时刻电子所在位置的场强大小分别为E0、E1、E3，其大小比较有E3 E0 E1
D. 电子从0时刻运动至t0时刻，连续运动至3t0时刻，电场力先做正功后做负功
5. 如图所示，两根电阻不计的平行光滑长直金属导轨水平放置，导体棒a和b垂直跨在导轨上且与导轨接触良好，导体棒a的电阻大于b的电阻，匀强磁场方向竖直向下。当导体棒b在大小为F2的水平拉力作用下匀速向右运动时，导体棒a在大小为F1的水平拉力作用下保持静止状态。若U1、U2分别表示导体棒a和b与导轨两个接触点间的电压，那么它们大小关系为(　　)
A. F1=F2，U1> U2 B. F1< F2，U1< U2 C. F1 > F2，U1< U2 D. F1 = F2，U1= U2
6. 如图所示，倾角为θ的斜面放在粗糙的水平地面上，现有一带固定支架的滑块M正沿斜面加速下滑。支架上用细线悬挂质量为m的小球达到稳定(与滑块相对静止)后，悬线的方向与竖直方向的夹角也为θ，斜面体始终保持静止，则下列说法正确的是(　　)
A. 斜面光滑
B. 斜面粗糙
C. 达到稳定状态后，地面对斜面体的摩擦力水平向左
D. 达到稳定状态后，地面对斜面体的摩擦力水平向右
7. 如图所示，两根通电长直导线a、b平行放置，a、b中的电流强度分别为2I和I，电流方向如图中箭头所示，此时a受到的磁场力大小为F。若在a、b的正中间再放置一根与a、b平行共面的通电长直导线c后，a受到的磁场力大小变为2F，则b受到的磁杨力可能为( )
A. 大小为，方向向左 B. 大小为，方向向右
C. 大小为，方向向右 D. 大小为，方向向左
8. 质量为m的烟花弹从地面以初动能E向上飞出，当其上升的速度为零时，弹中火药爆炸将烟花弹炸为质量相等的a、b、c、d四部分(可视为质点)，其中a、b两部分速度方向分别为竖直向上和竖直向下，c、d两部分速度方向分别为水平向左和水平向右，a的动能也为E，如图所示。爆炸时间极短，且炸药对a、b、c、d四部分的作用力大小相等，重力加速度大为g，不计空气阻力和火药的质量。关于它们后面的运动，下列说法正确的是(　　)
A. 落地前同一时刻，a、b、c、d分布在一个四边形的四个顶点上，且ac连线比cb连线短
B. 落地前，a、b、c、d在相等的时间内速度的变化量相同
C. 落地时，a的速度大小为
D. 落地时，a、b、c、d重力的功率关系为Pa=Pb>Pc=Pd
第Ⅱ卷(非选择题共62分)
二、非选择题(本题包括必考题和选考题两部分，共62分。第9题～第12题为必考题，每个试题考生都必须作答，第13题～第16题为选考题，考生根据要求作答)
(一)必考题
9. 某实验小组欲验证机械能守恒定律，他们设计的实验装置如图甲所示，当地重力加速度为g，实验操作步骤如下。
A．用天平称量出A、B两小球的质量m1、m2，其中m1B．小球A的直径d用20分度的游标卡尺测量，示数如图乙所示，其读数d=_____mm。
C．用一轻质细绳跨过悬挂的定滑轮，两端分别系上小球A和B，用手托住小球A，使其与刻度尺“0”刻线对齐，细绳张紧，然后释放小球，读出小球A通过正上方光电门的时间Δt，同时在刻度尺上读出光电门到“0”刻线的距离h。
D．多次改变h，重复步骤c，让小球A每次从同一位置释放，同时读出小球A通过正上方光电门时每次挡光时间Δt，得到多组△t、h数据。
(1)作出()2随h的变化图像，如果是一条过原点的直线，且()2和h的关系式满足()2=_______(用给出的物理量表示)，可判断两小球运动过程中机械能守恒。
(2)写出一条减小实验误差的建议：______。
10. 某同学欲将量程为300的微安表头G改装成量程为0.3A的电流表。可供选择的实验器材有：
A．微安表头G(量程300，内阻约为几百欧姆)
B．滑动变阻器(0 ～10)
C．滑动变阻器(0～50)
D．电阻箱(0～9999.9)
E．电源(电动势约为1.5V)
F．电源(电动势约为9V)
G．开关、导线若干
该同学先采用如图甲的电路测量G的内阻，实验步骤如下：
①按图甲连接好电路，将滑动变阻器的滑片调至图中最右端的位置；
②断开，闭合，调节滑动变阻器的滑片位置，使G满偏；
③闭合S2，保持滑动变阻器的滑片位置不变，调节电阻箱的阻值，使G的示数为200，记下此时电阻箱的阻值。
回答下列问题：
(1)实验中电源应选用_____(填“”或“”)，滑动变阻器应选用____(填“”或“”)。
(2)若实验步骤③中记录的电阻箱的阻值为R，则G的内阻Rg与R的关系式为Rg=______。
(3)实验测得G的内阻Rg＝500Ω，为将G改装成量程为0.3 A的电流表，应选用阻值为_____Ω的电阻与G并联。(保留一位小数)
(4)接着该同学利用改装后的电流表A，按图乙电路测量未知电阻Rx的阻值。某次测量时电压表V的示数为1.20V，表头G的指针指在原电流刻度的250处，则Rx＝_______Ω。(保留一位小数)
11. 空间存在如图所示的相邻磁场，磁场I垂直纸面向内，磁感应强度为B，磁场II垂直纸面向外，宽度为。现让质量为m带电量为q的粒子以以水平速度v垂直磁场I射入磁场中，当粒子a从磁场II边缘C处射出时，速度也恰好水平。若让质量为2m、带电量为q的粒子b从a下方处水平射入磁场I中，最终粒子b也恰好从C处水平射出。已知粒子以在磁场I中运动的时间是磁场II中运动的时间的2倍，且，不计粒子重力，sin37°=0.6，cos37°=0.8，求
(1)粒子a在磁场中运动的时间；
(2)粒子a、b的速度大小之比。
12. 如图所示，足够大的水平面的右侧有一固定的竖直钢板，质量为m的小球静置于A处，A处与钢板之间放一带有竖直半圆轨道的滑块，半圆轨道与水平面相切于B点，BD为竖直直径，OC为水平半径。现对小球施加一水平向右的推力，推力的功率恒定，经过一段时间t撤去推力，此时小球到达B处且速率为v。当滑块被锁定时小球沿半圆轨道上滑且恰好通过D点。已知重力加速度为g，不计一切摩擦。
(1)求推力的功率P以及半圆轨道的半径R。
(2)若滑块不固定，小球从B点进入半圆轨道恰好能到达C点，与滑块分离后滑块与钢板相碰并以原来的速率反弹，求：
①滑块的质量M以及小球与滑块分离时小球、滑块的速度v1、v2
②通过计算判断小球第二次滑上半圆轨道能否通过D点？
(二)选考题(共15分．请考生从给出的2道物理题任选一题作答，并用2B铅笔在答题卡上把所选题目题号后的方框涂黑。注意所做题目的题号必修与所涂题目的题号一致，并且在解答过程中写清每问的小题号，在答题卡指定位置答题。如果多做，则每学科按所做的第一题计分。
【物理-选修3-3】
13. 如图所示，一定质量的理想气体从状态A依次经过状态B、C和D后再回到状态A.其中，A→B和C→D为等温过程，B→C和D→A为绝热过程．该循环过程中，下列说法正确的是（ ）．
A. A→B过程中，气体对外界做功，吸热
B. B→C过程中，气体分子的平均动能增加
C. C→D过程中，单位时间内碰撞单位面积器壁的分子数减少
D. D→A过程中，气体分子的速率分布曲线发生变化
E. 该循环过程中，气体吸热
14. 如图所示，圆柱形气缸倒置在水平粗糙地面上，气缸内部封有一定质量的空气，气缸质量为 10kg，缸壁厚度可不计，活塞质量为25kg，其横截面积为，活塞与缸壁间的摩擦不计。当缸内气体温度为27℃时，活塞刚好与地面相接触，但对地面无压力。现对气缸传热，使缸内气体温度升高。当气缸对地面无压力时，求缸内气体温度是多少摄氏度？(已知大气压强)
【物理-选修3-4】
15. 一列机械波以5m/s的速度，沿x轴负方向传播。在t1=0时，波形图如图所示，P、Q质点的平衡位置分别为1.0m、2.0m。则质点P振动的周期T= ___________s；t2=0.35s时，质点Q的振动方向为y轴___________方向(填“正”或“负”)；t3=0.45s时，质点P的加速度大小___________(填“大于”、“等于”或“小于”)质点Q的加速度大小。
16. 如图所示，一细光束从空气垂直射到直角三棱镜的AB界面上，在BD界面的中点E发生全反射，并从AD界面射出(不考虑光束在AD界面上发生反射的光线)，出射光线与BD界面平行。已知AB长为2L，∠A=90°， ∠B =60°，光在真空中传播速度为c，求：
①棱镜材料的折射率n；
②光在棱镜中传播所用时间t。
参考答案
一.选择题
1. D 2. A 3. A 4. C 5. D 6. AC 7. BD 8. BD
二. 非选择题
9. (1). 6.75
(2).
(3). 减小A球的直径
10. (1). E2
(2). R2
(3).
(4). 0.5
(5). 4.3
11. 解：(1)粒子a在磁场中做匀速圆周运动，轨迹如图所示，
粒子a、b均从C处水平射出，则可知粒子在磁场Ⅰ、Ⅱ中偏转的圆心角相同。设粒子a在磁场Ⅰ中做圆周运动的半径为、圆心角为，粒子b在磁场Ⅰ中做圆周运动的半径为、圆心角为，粒子a在磁场Ⅰ中运动的时间是磁场Ⅱ中运动的时间的2倍，则磁场Ⅰ的宽度为d。
代入数据得
设磁场Ⅱ中磁场为B：
由集合关系可知
则
则
粒子a在磁场中运动的时间为
代入数据得
(2)设粒子b速度为v，在磁场Ⅰ、Ⅱ中的半径分别为、，由
得
同理有
粒子a、b均从C处水平射出，运动轨迹如图所示，则有
由集合关系可知
代入数据得
解得a、b两粒子的速度之比
12. 解：(1)推理作用过程中，根据动能定理有
解得
设小球到达D点时的速率为vD，则有
联立方程，解得
(2)若滑块不固定
①小球到达C点时与滑块共速，设此时速度大小均为vC，根据系统水平方向动量守恒有
根据系统机械能守恒有
联立方程，解得
小球从B点进入到与滑块分离时的全过程，有
联立方程，解得
，
方向均水平向右
②滑块反弹后的速度为-v2，假设小球第二次能到达D点，此时小球、滑块的速度分别为v3、v4，则有
设小球第二次滑上半圆轨道至第二次到达D点的全过程中系统机械能变化量为，则
解得
由判别式
则无实数解，违背能量守恒定律，所以小球第二次滑上半圆轨道不能通过最高点D点
13. ADE
14. 解:设活塞质量为m，活塞横截面积为S，当活塞对地面无压力时气缸内气体压强为，则对活塞有
解得
设气缸质量为M，当缸内气体温度为T2时，气缸对地面无压力，设气缸内气体压强为P2，则对气缸有
解得
两种状态气缸内气体的体积相同，则
解得
即
15. 0.4 ； 正 ；等于
16. 解:①光在直角三棱镜中传播的光路图如图所示：
设光在AD界面的入射角为r，折射角为i ，根据几何关系和折射定律可得
解得
②根据直角三角形的边角关系可得
解得