河南省郑州市金水区实验中学2023届高三3月联考物理试题理试题

河南省郑州市金水区实验中学2023届高三3月联考物理试题理试题注意事项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，水平放置的圆环形窄槽固定在桌面上，槽内有两个大小相同的小球a、b，球b静止在槽中位置P。球a以一定初速度沿槽运动，在位置P与球b发生弹性碰撞，碰后球a反弹，并在位置Q与球b再次碰撞。已知∠POQ=，忽略摩擦，且两小球可视为质点，则a、b两球质量之比为（）A．3︰1 B．1︰3 C．5︰3 D．3︰52、图甲中的变压器为理想变压器，原线圈的匝数n1与副线圈的匝数n2之比为5∶1。变压器的原线圈接如图乙所示的正弦式电流，两个20Ω的定值电阻串联接在副线圈两端。电流表、均为理想电表。则（）A．电流表示数为0.2A B．电流表示数为5AC．电压表示数为4V D．通过电阻R的交流电的周期为2×10-2s3、在水平地面上O点正上方不同高度的A、B两点分别水平抛出一小球，不计空气阻力，如果两小球均落在同一点C上，则两小球（）A．抛出时的速度大小可能相等 B．落地时的速度大小可能相等C．落地时的速度方向可能相同 D．在空中运动的时间可能相同4、2019年1月3日，嫦娥四号成功着陆在月球背面开始了对月球背面区域的科学考察之旅。由于月球在绕地球的运行过程中永远以同一面朝向地球，导致地球上的任何基站信号都无法直接穿透月球与嫦娥四号建立联系，为此，我国特意于2018年5月21日成功发射了嫦娥四号中继星“鹊桥”，如下图所示，若忽略除地球和月球外其他天体的影响，运行在地月第二拉格朗日点（L2点）的“鹊桥”的运动可简化为同时参与了以L2点为中心的自转和与月球一起绕地球的公转两个运动，以确保嫦娥四号和地球之间始终能够正常的进行通讯联系。以下关于月球和中继星“鹊桥”运动的认识中正确的是：A．月球的自转周期与其绕地球的公转周期一定是相同的B．“鹊桥”的公转周期一定大于月球的公转周期C．“鹊桥”的自转的周期一定等于其绕地球公转的周期D．“鹊桥”绕L2点自转的向心力一定是地球和月球对其万有引力的合力5、科学家计划在1015年将首批宇航员送往火星进行考察．一质量为m的物体，假设在火星两极宇航员用弹簧测力计测得的读数为F1，在火星赤道上宇航员用同一把弹簧测力计测得的读数为F1．通过天文观测测得火星的自转角速度为ω，已知引力常量为G，将火星看成是质量分布均匀的球体，则火星的密度和半径分别为A．和 B．和C．和 D．和6、如图所示，一有界区域磁场的磁感应强度大小为B，方向垂直纸面向里，磁场宽度为L;正方形导线框abcd的边长也为L，当bc边位于磁场左边缘时，线框从静止开始沿x轴正方向匀加速通过磁场区域。若规定逆时针方向为电流的正方向，则反映线框中感应电流变化规律的图像是A． B．C． D．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，半径为R的光滑绝缘圆环固定于竖直平面内，a为圆环的最低点，c为圆环的最高点，b点与圆心O等高，该空间存在与圆环平面平行的匀强电场。质量为m、带电量为+q的小球P套在圆环上，沿环做圆周运动，通过a、b、c三点时的速度大小分别为、、。下列说法正确的是（）A．匀强电场方向水平向右B．匀强电场场强大小为C．小球运动过程中对圆环的最大压力为7.5mgD．小球运动过程中对圆环的最小压力为1.25mg8、如图所示，用跨过光滑滑轮的轻质细绳将小船沿直线拖向岸边，已知拖动细绳的电动机功率恒为P，电动机卷绕绳子的轮子的半径，轮子边缘的向心加速度与时间满足，小船的质量，小船受到阻力大小恒为，小船经过A点时速度大小，滑轮与水面竖直高度，则（）A．小船过B点时速度为4m/sB．小船从A点到B点的时间为C．电动机功率D．小船过B点时的加速度为9、如图所示，定值电阻R和电阻箱电阻R串联在恒定电压为U的电路中，电压表V1、V2和电流表A均为理想电表，且电压表V1的示数大于电压表V2的示数。已知电阻箱电阻R2的最大值大于定值电阻R1的值，若现在逐渐增大电阻箱的电阻直至最大，则下列有关说法正确的是（）A．不变，不变B．变大，变大C．电阻箱电阻消耗的功率逐渐增大D．电阻箱电阻消耗的功率先增大后减小10、两材料完全相同的、可视为质点的滑块甲和滑块乙放在粗糙的水平上，在两滑块的右侧固定一挡板。已知两滑块与水平面之间的动摩擦因数均为μ，甲、乙两滑块的质量分别为m1=3m、m2=2m，且在水平面上处于静止状态。现给滑块甲一向右的初速度v0（未知），使滑块甲和滑块乙发生无能量损失的碰撞，经过一段时间滑块乙运动到挡板处且被一接收装置接收，而滑块甲未与挡板发生碰撞，开始两滑块之间的距离以及滑块乙与挡板之间的距离均为L，重力加速度为g。滑块甲与滑块乙碰后的瞬间速度分别用v1、v2表示，下列正确的说法是（）A．v1∶v2=1∶5 B．v1∶v2=1∶6C．v0的最小值为 D．v0的最小值为三、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）如图甲所示是一种研究气球的体积和压强的变化规律的装置。将气球、压强传感器和大型注射器用T型管连通。初始时认为气球内无空气，注射器内气体体积，压强，型管与传感器内少量气体体积可忽略不计。缓慢推动注射器，保持温度不变，装置密封良好。(1)该装置可用于验证______定律。填写气体实验定律名称(2)将注射器内气体部分推入气球，读出此时注射器内剩余气体的体积为，压强传感器读数为，则此时气球体积为______。(3)继续推动活塞，多次记录注射器内剩余气体的体积及对应的压强，计算出对应的气球体积，得到如图乙所示的“气球体积和压强”关系图。根据该图象估算：若初始时注射器内仅有体积为、压强为的气体。当气体全部压入气球后，气球内气体的压强将变为______。（保留3位小数）12．（12分）某同学做“验证力的平行四边形定则”的实验情况如图甲所示，其中A为固定橡皮条的图钉，O为橡皮条与细绳的结点,OB与OC为细绳．图乙是在白纸上根据实验结果面出的图．(1)如果没有操作失误，图乙中的F与两力中，方向一定沿AO方向的是____________________．(2)该实验用到的实验器材除了方木板、白纸、橡皮条、细绳套(两个)、图钉(几个)等，还需要的实验器材有______A．刻度尺B．量角器C．弹簧测力计(3)有关该实验，下列说法正确的是______A．同一实验中的两只弹簧测力计的选取方法是:将两只弹簧测力计水平放置并调零，之后互钩对拉，若两只弹簧测力计读数相同，则可选:若读数不同，应调整或另换，直至相同为止．B．在同一次实验中，只用一个弹簧测力计通过绳套拉橡皮条，使橡皮条的伸长量与用两个弹簧测力计拉时相同即可．C．用两只弹簧测力计钩住绳套，互成角度地拉橡皮条时，夹角应取合适角度，以便算出合力大小．D．若只增大某一只弹簧测力计的拉力大小而保持橡皮条结点位置不变，只需调整另一只弹簧测力计拉力的大小即可．E.在用弹簧测力计拉橡皮条时，应使弹簧测力计的弹簧与木板平面平行．(4)在该实验中，如果将OB与OC细绳也换成橡皮条，那么对实验结果___________影响．(选填“有"或“没有”)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，两个截面积都为S的圆柱形容器，右边容器高为H，上端封闭，左边容器上端是一个可以在容器内无摩擦滑动的质量为M的活塞．两容器由装有阀门的极细管道相连，容器、活塞和细管导热性良好．左、右两边容器中装有相同的理想气体，开始时阀门打开，平衡时活塞到容器底的距离为H．现将阀门关闭，在活塞上放一个质量也为M的砝码，活塞缓慢下降，直至系统达到新的平衡．已知外界温度恒定，外界大气压强为，重力加速度为g，．求：(1)当系统达到新的平衡时，活塞距底端的高度；(2)当系统达到平衡后再打开阀门，活塞又缓慢下降，直到系统再次达到平衡，求左边气体通过阀门进入右边容器的质量与右边气体原有质量的比值．14．（16分）如图所示，光滑绝缘的半圆形轨道ABC固定在竖直面内，圆心为O，轨道半径为R，B为轨道最低点。该装置右侧的圆弧置于水平向右的足够大的匀强电场中。某一时刻一个带电小球从A点由静止开始运动，到达B点时，小球的动能为E0，进入电场后继续沿轨道运动，到达C点时小球的电势能减少量为2E0，试求：（1）小球所受重力和电场力的大小；（2）小球脱离轨道后到达最高点时的动能。15．（12分）在纳米技术中需要移动或修补原子，必须使在不停地做热运动（速率约几百米每秒）的原子几乎静止下来且能在一个小的空间区域内停留一段时间，为此已发明了“激光致冷”的技术。即利用激光作用于原子，使原子运动速率变慢，从而温度降低。(1)若把原子和入射光子分别类比为一辆小车和一个小球，则“激光致冷”与下述的力学模型相似。如图所示，一辆质量为m的小车（左侧固定一轻质挡板以速度v0水平向右运动；一个动量大小为p。质量可以忽略的小球水平向左射入小车后动量变为零；紧接着不断重复上述过程，最终小车将停下来。设地面光滑。求：①第一个小球入射后，小车的速度大小v1；②从第一个小球入射开始计数到小车停止运动，共入射多少个小球?(2)近代物理认为，原子吸收光子的条件是入射光的频率接近于原子吸收光谱线的中心频率如图所示，现有一个原子A水平向右运动，激光束a和激光束b分别从左右射向原子A，两束激光的频率相同且都略低于原子吸收光谱线的中心频率、请分析：①哪束激光能被原子A吸收?并说明理由；②说出原子A吸收光子后的运动速度增大还是减小。

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、D【解题分析】

由动量守恒可知，碰后两球的速度方向相反，且在相同时间内，b球运动的弧长为a球运动的弧长为3倍，则有由动量守恒定律有由能量守恒有联立解得故ABC错误，D正确。故选D。2、A【解题分析】

AB．根据图象可得原线圈的电压的最大值为，所以电压的有效值为原线圈的匝数n1与副线圈的匝数n2之比为5∶1，则有解得副线圈电压则副线圈中的电流根据变压器电流与匝数的关系有所以原线圈中的电流即电流表的读数故A正确，B错误；C．电压表示数为电阻R上的电压，根据欧姆定律有故C错误；D．由乙图可知通过电阻R的交流电的周期为4×10-2s，故D错误。故选A。3、B【解题分析】

AD．小球做平抛运动，竖直方向有，则在空中运动的时间由于不同高度，所以运动时间不同，相同的水平位移，因此抛出速度不可能相等，故AD错误；B．设水平位移OC为x，竖直位移BO为H，AO为h，则从A点抛出时的速度为从B点抛出时的速度为则从A点抛出的小球落地时的速度为从B点抛出的小球落地时的速度为当解得此时两者速度大小相等，故B正确；C．平抛运动轨迹为抛物线，速度方向为该点的切线方向，分别从AB两点抛出的小球轨迹不同，在C点的切线方向也不同，所以落地时方向不可能相同，故C错误。故选B。4、A【解题分析】

A.月球一面始终朝着地球，说明月球也有自转，其自转周期等于其公转周期，故A正确；B.地月系统的拉格朗日点就是小星体在该位置时，可以与地球和月球基本保持相对静止，故中继星“鹊桥”随拉格朗日点L2绕地球运动的周期等于月球绕地球的周期，故B错误；C.为确保嫦娥四号和地球之间始终能够正常的进行通讯联系，所以“鹊桥”的自转的周期要小其绕地球公转的周期，故C错误；D.中继星“鹊桥”绕拉格朗日点L2运动过程，只受到地球和月球万有引力作用，合力不能提供向心力，因此还受到自身的动力作用，故D错误。5、A【解题分析】

在两极：，在赤道：，联立解得：，由，且，解得：，故A正确．6、B【解题分析】

由楞次定律可判断线圈中的电流方向；由E=BLV及匀加速运动的规律可得出电流随时间的变化规律。【题目详解】设导体棒运动的加速度为，则某时刻其速度所以在0-t1时间内（即当bc边位于磁场左边缘时开始计时，到bc边位于磁场右边缘结束）根据法拉第电磁感应定律得：，电动势为逆时针方向由闭合电路欧姆定律得：，电流为正。其中R为线框的总电阻。所以在0-t1时间内，，故AC错误；从t1时刻开始，换ad边开始切割磁场，电动势大小，其中，电动势为顺时针方向为负电流：，电流为负（即，）其中，电流在t1时刻方向突变，突变瞬间，电流大小保持不变。故B正确，D错误。故选B。【题目点拨】对于电磁感应现象中的图象问题，经常是根据楞次定律或右手定则判断电流方向，根据法拉第电磁感应定律和闭合电路的欧姆定律求解感应电流随时间变化关系，然后推导出纵坐标与横坐标的关系式，由此进行解答，这是电磁感应问题中常用的方法和思路．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．从最低点到最高点：解得：故ac连线为等势线，从a到b，有解得：电场线垂直于等势线，且沿电场线方向电势逐渐降低，故匀强电场方向水平向右，故A正确；B．匀强电场场强大小故B错误；C．电场力当电场力与重力合力与圆心在一条直线上时，对圆环的压力达到最大和最小，根据几何关系可知，最大速度根据牛顿第二定律解得最大支持力为：根据牛顿第三定律可知，最大压力为1．5mg；根据几何关系可知，最小速度根据牛顿第二定律解得最小支持力为：故C正确D错误。故选AC。8、AD【解题分析】

AB.由得，沿绳子方向上的速度为：小船经过A点时沿绳方向上的速度为：小船经过A点时沿绳方向上的速度为：作出沿绳速度的v-t图象，直线的斜率为：A到B图象与横轴所夹面积即为沿绳的位移：联立可解得：；选项A正确，B错误；C.小船从A点运动到B点，由动能定理有：由几何知识可知：联立可解得：选项C错误；D.小船在B处，由牛顿第二定律得：解得：选项D正确。故选AD。9、AD【解题分析】

A．对于定值电阻，根据欧姆定律有：故A正确；B．将定值电阻和恒定电压电路等效成一个电源，其中U是等效电动势，R1是等效内阻，可得故B错误；CD．在等效电路中，当R2=R1，电阻箱电阻消耗的功率最大，又依题意可知电阻箱的原阻值小于定值电阻R1，可见，在逐渐增大电阻箱的电阻直至最大的过程中，电阻箱电阻消耗的功率先增大后减小，故C错误，D正确。故选AD。10、BC【解题分析】

AB．两滑块碰撞过程满足动量守恒定律和机械能守恒定律，设碰撞前瞬间滑块甲的速度为v，则有m1v＝m1v1＋m2v2由机械能守恒定律得m1v2＝m1v12＋m2v22联立解得v1＝，v2＝则二者速度大小之比为v1∶v2＝1∶6A错误，B正确；CD．当滑块甲初速度最小时，碰后滑块乙应刚好运动到右侧的挡板，则－μm2gL＝－m2v22碰前滑块甲做减速运动－μm1gL＝m1v2－m1v02可得v0＝C正确，D错误。故选BC。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、玻意耳1.027【解题分析】

(1)[1]用DIS研究在温度不变时，气体的压强随温度的变化情况，所以该装置可用于验证玻意耳定律；(2)[2]将注射器内气体部分推入气球，压强传感器读数为p1，根据玻意耳定律得：所以读出此时注射器内剩余气体的体积为，所以时气球体积为；(3)[3]由题可知，若初始时注射器内仅有体积为、压强为p0的气体，气体全部压入气球后气球的压强与初始时注射器内有体积为、压强为p0的气体中的气体压入气球，结合题中图乙可知，剩余的气体的体积约在左右，压强略大于p0，所以剩余的气体的体积略小于0.5V0。由图可以读出压强约为1.027p0。【题目点拨】本实验是验证性实验，要控制实验条件，此实验要控制两个条件：一是注射器内气体的质量一定；二是气体的温度一定，运用玻意耳定律列式进行分析。另外，还要注意思维方式的转化，即可以将初始时注射器内仅有体积为0.5V0、压强为p0的气体，气体全部压入气球，与初始时注射器内有体积为V0、压强为p0的气体中的气体压入气球是等效的。12、F′ACAE没有【解题分析】

（1）[1].F是通过作图的方法得到合力的理论值，而F′是通过一个弹簧称沿AO方向拉橡皮条，使橡皮条伸长到O点，使得一个弹簧称的拉力与两个弹簧称的拉力效果相同，测量出的合力．故方向一定沿AO方向的是F′，由于误差的存在F和F′方向并不在重合；（2）[2].该实验用到的实验器材除了方木板、白纸、橡皮条、细绳套(两个)、图钉(几个)等，还需要的实验器材有刻度尺和弹簧测力计，故选AC.（3）[3].A.同一实验中的两只弹簧测力计的选取方法是：将两只弹簧测力计水平放置并调零，之后互钩对拉，若两只弹簧测力计读数相同，则可选；若读数不同，应调整或另换，直至相同为止．故A正确．B.在同一次实验中，只用一个弹簧测力计通过绳套拉橡皮条，使橡皮条的结点与用两个弹簧测力计拉时拉到同一位置O，故B错误．C.用两只弹簧测力计钩住绳套，互成角度地拉橡皮条时，夹角没有严格要求，故C错误．D.若只增大某一只弹簧测力计的拉力大小而保持橡皮条结点位置不变，需调整另一只弹簧测力计拉力的大小和方向，故D错误．E.在用弹簧测力计拉橡皮条时，应使弹簧测力计的弹簧与木板平面平行，故E正确．（4）[4].由于用一个弹簧测力计和用两个弹簧测力计拉橡皮条结点，只需要效果相同，所以将两个细绳套换成两根橡皮条，不会影响实验结果