2023届河北省石家庄市高三下第一次测试物理试题含解析

2023学年高考物理模拟试卷考生请注意：1．答题前请将考场、试室号、座位号、考生号、姓名写在试卷密封线内，不得在试卷上作任何标记。2．第一部分选择题每小题选出答案后，需将答案写在试卷指定的括号内，第二部分非选择题答案写在试卷题目指定的位置上。3．考生必须保证答题卡的整洁。考试结束后，请将本试卷和答题卡一并交回。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、2018年11月12日中科院等离子体物理研究所发布消息：全超导托克马克装置EAST在实验中有了新的突破，等离子体中心电子温度达到1亿摄氏度；其主要核反应方程为：①②，则下列表述正确的是A．X是质子 B．Y是氚核C．X与Y是同位素 D．①②两个核反应都属于裂变反应2、如图所示,小物体P放在水平圆盘上随圆盘一起转动，下列关于小物体所受摩擦力f的叙述正确的是（）A．f的方向总是指向圆心B．圆盘匀速转动时f=0C．在转速一定的条件下，f跟物体到轴O的距离成正比D．在物体与轴O的距离一定的条件下,f跟圆盘转动的角速度成正比3、在如图所示的理想变压器供电线路中，原线圈接在有效值恒定的交流电源上，副线圈接有两个灯泡，电流表、电压表均为理想电表。开关S原来是断开的，现将开关S闭合，则（）A．A1的示数增大，A2的示数增大B．A1的示数不变，A2的示数增大C．V1的示数减小，V2的示数减小。D．V1的示数不变，V2的示数减小4、利用半导体二极管的单向导电性，可以对交变电流进行整流将交变电流变为直流，一种简单的整流电路如图甲所示，ab为交变电流信号输入端，D为半导体二极管，R为定值电阻。信号输入后，电阻R两端输出的电压信号如图乙所示，则关于该输出信号，下列说法正确的是（）A．频率为100Hz.B．电压有效值为50VC．一个标有“90V，30μF”的电容器并联在电阻R两端，可以正常工作D．若电阻R=100Ω，则1min内R产生的热量为2.5×104J5、如图所示，顶端附有光滑定滑轮的斜面体静止在粗糙水平地面上，三条细绳结于0点，一条绳跨过定滑轮平行于斜面连接物块P，一条绳连接小球Q，P、Q两物体处于静止状态，另一条绳OA在外力F的作用下处于水平状态。现保持结点O位置不变，使OA绳逆时针缓慢旋转至竖直方向，在此过程中，P、Q及斜面均保持静止，则（）A．斜面对物块P的摩擦力一直减小B．斜面对物块P的支持力一直增大C．地面对斜面体的摩擦力一直减小D．地面对斜面体的支持力一直增大6、甲乙两车在水平地面上的同一位置同时出发，沿一条直线运动，两车均可看做质点，甲乙两车的速度时间图像如图所示，下列说法中正确的是（）A．t=1s时甲车加速度为零B．前4s内两车间距一直增大C．t=4s时两车相遇D．两车在前4s内的最大距离为5m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、如图所示，在光滑水平的平行导轨MN、HG左端接一阻值为的电阻（导轨电阻不计），两轨道之间有垂直纸面向里的匀强磁场。一电阻也为的金属杆，垂直两导轨放在轨道上。现让金属杆在外力作用下分别以速度v1、v2由图中位置1匀速运动到位置2，两次运动过程中杆与导轨接触良好，若两次运动的速度之比为，则在这两次运动中下列说法正确的是（）A．R0两端的电压之比为U1:U2＝1:2B．回路中产生的总热量之比Q1:Q2＝1:4C．外力的功率之比P1:P2＝1:2D．通过导体横截面的电荷量q1:q2＝1:18、如图所示，在竖直平面内存在竖直方向的匀强电场。长度为l的轻质绝缘细绳一端固定在O点，另一端连接一质量为m、电荷量为+q的小球（可视为质点），初始时小球静止在电场中的a点，此时细绳拉力为2mg，g为重力加速度。若小球在a点获得一水平初速度va，使其恰能在竖直面内做完整的圆周运动，则（）A．电场强度为，方向竖直向上B．a、O两点的电势差Uao=C．初速度va=D．小球在竖直面内做匀速圆周运动9、如图所示，倾斜固定放置的带电平行金属板，两板间距为，分别为上板和下板上的点，点高于点，距离大于，连线与上板夹角为，为锐角，平行板间存在水平向里的匀强磁场，磁场的磁感应强度大小为B。一带电荷量为的粒子从直线上的P点沿直线向点运动，初速度大小为，则下列判断正确的是（）A．带电粒子一定受到重力作用 B．上板一定带正电C．带电粒子可能做匀变速直线运动 D．两板间的电场强度可能大于10、质点在光滑水平面上做直线运动，图像如图所示。取质点向东运动的方向为正，则下列说法中正确的是（）A．加速度方向发生改变B．质点在2s内发生的位移为零C．质点在2s末的速度是3m/s，方向向东D．质点先做匀减速后做匀加速的直线运动三、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）某兴趣小组在实验室用圆锥摆演示仪来测定当地的重力加速度。图甲是演示仪的简化示意图，细线下面悬挂一个小钢球（直径忽略不计），细线上端固定在电动机转盘上，利用电动机带动钢球做圆锥摆运动。用转速测定仪测定电动机的转速，调节刻度板的位置，使刻度板水平且恰好与小钢球接触，但无相互作用力，用竖直放置的刻度尺测定细线悬点到刻度板的竖直距离，不计悬点到转轴间的距离。(1)开动转轴上的电动机，让摆球转动起来形成圆锥摆。调节转速，当越大时，越__________（选填“大”或“小”）。(2)图乙为某次实验中的测量结果，其示数为__________cm。(3)用直接测量的物理量的符号表示重力加速度，其表达式为__________。12．（12分）某同学用图甲所示装置测量木块与木板间动摩擦因数。图中，置于实验台上的长木板水平放置，其左端固定一轻滑轮，轻绳跨过滑轮，一端与放在木板上的小木块相连，另一端可悬挂钩码。实验中可用的钩码共有N个，将(依次取=1，2，3，4，5)个钩码挂在轻绳左端，其余个钩码放在木块的凹槽中，释放小木块，利用打点计时器打出的纸带测量木块的加速度。(1)正确进行实验操作，得到一条纸带，从某个清晰的打点开始，依次标注0、1、2、3、4、5、6，分别测出位置0到位置3、位置6间的距离，如图乙所示。已知打点周期T=0.02s，则木块的加速度=____m／s2。(2)改变悬挂钩码的个数n，测得相应的加速度a，将获得数据在坐标纸中描出(仅给出了其中一部分)如图丙所示。取重力加速度g=10m／s2，则木块与木板间动摩擦因数______(保留2位有效数字)(3)实验中______(选填“需要”或“不需要”)满足悬挂钩码总质量远小于木块和槽中钩码总质量。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，两平行金属导轨间的距离L=0.4m，金属导轨所在的平面与水平面夹角θ=37°，在导轨所在平面内，分布着磁感应强度B=0.5T、方向垂直于导轨所在平面的局部匀强磁场，金属导轨的一端接有电动势E=4.5V、内阻r=0.5Ω的直流电源。现把一个质量m=0.04kg的导体棒ab放在金属导轨上，导体棒恰好静止，导体棒与金属导轨垂直、且接触良好，导体棒与金属导轨接触的两点间的电阻R0=2.5Ω，金属导轨电阻不计。（已知最大静摩擦力等于滑动摩擦力，局部匀强磁场全部覆盖导体棒ab，但未覆盖电源）（1）求静止时导体棒受到的安培力F安大小和摩擦力f大小；（2）若将导体棒质量增加为原来两倍，而磁场则以恒定速度v1=30m/s沿轨道向上运动，恰能使得导体棒匀速上滑，（局部匀强磁场向上运动过程中始终覆盖导体棒ab，但未覆盖电源）求导体棒上滑速度v2；（3）在问题（2）中导体棒匀速上滑的过程，求安培力的功率P安和全电路中的电功率P电。14．（16分）牛顿说：“我们必须普遍地承认，一切物体，不论是什么，都被赋予了相互引力的原理”．任何两个物体间存在的相互作用的引力，都可以用万有引力定律计算，而且任何两个物体之间都存在引力势能，若规定物体处于无穷远处时的势能为零，则二者之间引力势能的大小为，其中m1、m2为两个物体的质量，r为两个质点间的距离（对于质量分布均匀的球体，指的是两个球心之间的距离），G为引力常量．设有一个质量分布均匀的星球，质量为M，半径为R．（1）该星球的第一宇宙速度是多少？（2）为了描述电场的强弱，引入了电场强度的概念，请写出电场强度的定义式．类比电场强度的定义，请在引力场中建立“引力场强度”的概念，并计算该星球表面处的引力场强度是多大？（3）该星球的第二宇宙速度是多少？（4）如图所示是一个均匀带电实心球的剖面图，其总电荷量为+Q（该带电实心球可看作电荷集中在球心处的点电荷），半径为R，P为球外一点，与球心间的距离为r，静电力常量为k．现将一个点电荷-q（该点电荷对实心球周围电场的影响可以忽略）从球面附近移动到p点，请参考引力势能的概念，求电场力所做的功．15．（12分）如图，在直角坐标系xOy平面内，虚线MN平行于y轴，N点坐标（－l，0），MN与y轴之间有沿y轴正方向的匀强电场，在第四象限的某区域有方向垂直于坐标平面的圆形有界匀强磁场（图中未画出）。现有一质量为m、电荷量大小为e的电子，从虚线MN上的P点，以平行于x轴正方向的初速度v0射入电场，并从y轴上A点（0，0.5l）射出电场，射出时速度方向与y轴负方向成30°角，此后，电子做匀速直线运动，进入磁场并从圆形有界磁场边界上Q点（，－l）射出，速度沿x轴负方向。不计电子重力。求：(1)匀强电场的电场强度E的大小？(2)匀强磁场的磁感应强度B的大小？电子在磁场中运动的时间t是多少？(3)圆形有界匀强磁场区域的最小面积S是多大？

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、B【解析】

根据质量数守恒、电荷数守恒判断X和和Y的种类，这两个方程都是聚变．【详解】A．根据质量数守恒、电荷数守恒可知X是中子，故A错误；B．对第二个方程，根据质量数守恒、电荷数守恒可知Y是氚核，故B正确；C．X是中子，Y是氚核，X与Y不是同位素，故C错误；D．①②两个核反应都属于聚变反应，故D错误．2、C【解析】

如果圆盘在做非匀速圆周运动，摩擦力不指向圆心，摩擦力分解为一个指向圆心的力和沿圆弧切线方向的力，指向圆心力提供向心力改变速度的方向，切向的分力改变速度的大小，所以A项错误；圆盘匀速转动时，物体在做匀速圆周运动，摩擦力提供向心力，摩擦力不为零，所以B项错误；当转速一定时，根据，角速度也是一定，摩擦力提供向心力，摩擦力与半径成正比关系，所以C项正确；在物体与轴O的距离一定的条件下，摩擦力与角速度的平方成正比，所以D项错误．3、A【解析】

副线圈输出电压由原线圈的输入电压和原、副线圈匝数比决定，原线圈输入电压和原、副线圈匝数比不变，则副线圈输出电压不变，电压表V1的示数不变，电压表V2的示数不变，开关S闭合后，总电阻减小，根据欧姆定律可知，副线圈输出电流增大，根据变流比可知，原线圈输入电流增大，即电流表A1的示数增大，电流表A2的示数增大，故A正确，BCD错误。故选A。4、B【解析】

A．由图乙可知，该电压的周期T=0.02s，故频率为50Hz故A错误；B．由电流的热效应知，一个周期内电阻产生的热量其中的故电压有效值为U有=50V，故B正确；C．电容器两端的瞬时电压不应超过标称电压90V，而R两端电压的瞬时值最大为100V，故电容不能正常工作，故C错误；D．电阻R产生的热量应使用电压的有效值进行计算，故1min内产生的热量为故D错误。故选B。5、C【解析】

缓慢逆时针转动绳OA的方向至竖直的过程中，OA拉力的方向变化如图从1位置到2位置再到3位置，如图所示，可见绳OA的拉力先减小后增大，绳OB的拉力一直减小。A．由于不清楚刚开始绳子拉力与重力沿斜面向下的分力大小关系，所以当连接P物体的绳子拉力一直减小，不能判断斜面对物块P的摩擦力变化情况，故A错误；B．P物体一直在斜面上处于静止状态，则斜面对P的支持力等于重力在垂直斜面向下的分力，保持不变，故B错误；C．以斜面体和P的整体为研究对象受力分析，根据平衡条件：斜面受地面的摩擦力与OB绳子水平方向的拉力等大反向，因绳OB的拉力一直减小，与水平方向的夹角不变，故其水平分力一直减小，则地面向左的摩擦力一直减小，故C正确；D．以斜面体和P整体为研究对象受力分析，由于绳OB的拉力一直减小，其竖直向下的分力一直减小，根据竖直方向受力平衡，知地面对斜面体的支持力不断减小，故D错误。故选C。6、C【解析】

A．由可知，甲车一直做匀加速直线运动，故A错误；B．在时两车速度相等，且乙车在甲车前，2s到4s由于甲车速度大于乙车速度，所以两车间距离减小，故B错误；C．由图像与坐标轴所围面积表示位移可知，4s内乙车的位移为由图可知，甲车的加速度为由于甲车前2s的位移为0，由后2s的位移故两车相遇，故C正确；D．在时两车速度相等，距离最大即为故D错误。故选C。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、AD【解析】

A．两种情况下杆产生的电动势分别为、回路中的总电阻为R。故回路中两次的电流分别为、故电流之比为根据欧姆定律，R0两端的电压之比故A正确；B．两次运动所用的时间为故产生的热量之比为故B错误；C．由于棒做匀速直线运动，故外力的功率等于回路中的功率，故故C错误。D．两种情况下磁通量的变化量相同，则通过导体横截面的电荷量为故通过电阻横截面的电荷量为q1:q2=1:1故D正确。故选AD。8、AC【解析】

A．小球静止在点时，由共点力平衡得解得方向竖直向上，故A正确；B．在匀强电场中，点电势比点低，根据电势差可知、两点电势差为故B错误；CD．小球从点运动到点，由于重力和电场力做功，不可能做匀速圆周运动，设到点速度大小为，由动能定理得小球做圆周运动恰好通过点时，由牛顿第二定律得联立解得故C正确，D错误；故选AC。9、AB【解析】

C．带电粒子在复合场中一定受洛伦兹力而做直线运动，一定为匀速运动，选项C错误；A．带电粒子沿做匀速直线运动，根据左手定则可知洛伦兹力垂直方向向上，而电场力方向垂直平行板向下，此二力不在一条直线上，可知一定受重力，选项A正确；B．带电粒子只受三个力，应用矢量三角形定则可知洛伦兹力垂直向上，则粒子带正电，选项B正确；D．为锐角，可知和两个力成锐角，此二力合力大于，又重力和电场力的合力大小等于，即，即，选项D错误。故选AB。10、BD【解析】

A．图像是一条倾斜直线，斜率表示加速度，故加速度保持不变，A错误；B．根据图线与坐标轴所围“面积”表示位移，图像在时间轴上方表示的位移为正，图像在时间轴下方表示的位移为负，则知在前2s位移为x＝×3×1m﹣×3×1m＝0B正确；C．根据图像可知，质点在2s末的速度是﹣3m/s，“﹣”说明方向向西，C错误；D．0~1s内质点速度在减小，加速度不变，做匀减速直线运动，1s~2s速度在增大，且方向相反，加速度不变，故做反向匀加速直线运动，D正确。故选BD。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、小18.50【解析】

(1)[1]越大，细线与竖直方向夹角越大，则h越小。(2)[2]悬点处的刻度为，水平标尺的刻度为，则示数为所以示数为。(3)[3]假设细线与竖直方向夹角为，由牛顿第二定律得又解得12、不需要【解析】

（1）木块的加速度：.（2）对N个砝码的整体，根据牛顿第二定律：，解得；画出a-n图像如图；由图可知μg=1.6，解得μ=0.16.（3）实验中是对N个砝码的整体进行研究，则不需要满足悬挂钩码总质量远小于木块和槽中钩码总质量。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）0.3N，0.06N；（2）7.5m/s；（3）4.5W，27W。【解析】

（1）导体棒、金属导轨和直流电源构成闭合电路，根据闭合电路欧姆定律，有I=由左手定则，导体棒受的安培力平行导轨平面向上，其大小F安=BIL=0.30N导体棒所受重力沿斜面向下的分力为：F1=mgsin37°=0.24N由于F1小于安培力，故导体棒受沿斜面向下的摩擦力f，根据共点力平衡条件，有mgsin37°+f=F安解得摩擦力f=0.06N（2）当导体棒质量加倍后，使其匀速运