2023-2024学年河南省豫西名校高三第五次模拟考试物理试卷含解析

2023-2024学年河南省豫西名校高三第五次模拟考试物理试卷请考生注意：1．请用2B铅笔将选择题答案涂填在答题纸相应位置上，请用0．5毫米及以上黑色字迹的钢笔或签字笔将主观题的答案写在答题纸相应的答题区内。写在试题卷、草稿纸上均无效。2．答题前，认真阅读答题纸上的《注意事项》，按规定答题。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、如图甲所示MN是一条电场线上的两点，从M点由静止释放一个带正电的带电粒子，带电粒子仅在电场力作用下沿电场线M点运动到N点，其运动速度随时间t的变化规律如图乙所示下列叙述中不正确的是（）A．M点场强比N的场强小B．M点的电势比N点的电势高C．从M点运动到N点电势能增大D．从M点运动到N点粒子所受电场力逐渐地大2、由于放射性元素Np的半衰期很短，所以在自然界中一直未被发现，只是在使用人工的方法制造后才被发现．已知Np经过一系列α衰变和β衰变后变成Bi，下列选项中正确的是()A．Bi的原子核比Np的原子核少28个中子B．Np经过衰变变成Bi，衰变过程可以同时放出α粒子、β粒子和γ粒子C．衰变过程中共发生了7次α衰变和4次β衰变D．Np的半衰期等于任一个Np原子核发生衰变的时间3、氢原子部分能级的示意图如图所示，不同金属的逸出功如下表所示：

铯

钙

镁

铍

钛

金

逸出功W/eV

1.9

2.7

3.7

3.9

4.1

4.8

大量处于n=4能级的氢原子向低能级跃迁时辐射的所有光子中，能够使金属铯发生光电效应的光子有几种A．2B．3C．4D．54、如图所示，虚线是某静电场的一簇等势线。实线是一带电粒子仅在电场力作用下的运动轨迹，A、B、C为轨迹上的三点。下列判断正确的是（）A．轨迹在一条电场线上 B．粒子带负电C．场强EAEC D．粒子的电势能EPAEPC5、图为氢原子的能级示意图。处于n=4能级的一群氢原子向低能级跃迁时，辐射出的光子再照射列逸出功为2.29eV的某金属板上，下列说法正确的是（）A．共有10种不同频率的光子辐射出来B．共有6种不同频率的光子能使该金属发生光电效应现象C．入射光子的频率越高，逸出光电子的最大初动能越大D．从金属板中逸出的光电子就是粒子6、太阳辐射能量主要来自太阳内部的（）A．裂变反应 B．热核反应 C．化学反应 D．放射性衰变二、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，发电机的输出电压，通过理想降压变压器给若干盏灯泡供电，输电线上连接可调电阻r。变压器原线圈两端接有理想交流电压表V，副线圈干路接有理想交流电流表A，下列说法正确的是（）A．电压表V的示数始终为1000V B．仅可调电阻r增大，电压表V的示数减小C．仅接入灯泡增多，电流表A的示数增大 D．仅可调电阻r增大，电流表A的示数减小8、关于理想气体，下列说法正确的是（）A．已知气体的摩尔质量和阿伏伽德罗常数，可估算一个分子质量B．已知气体的摩尔体积和阿伏伽德罗常数，可估算一个分子直径C．气体压强是因为气体分子间表现为斥力D．气体压强是因为气体分子无规则运动撞击器壁所致E.一定质量的理想气体体积不变，温度升高，压强一定增大9、某科技小组设计的月球探测器的环月轨道方案如图所示，环月轨道Ⅰ为圆形轨道，环月轨道Ⅱ为椭圆轨道，远月点记为P，近月点记为Q（图中未标出），下列说法正确的是（）A．探测器在环月轨道Ⅰ上运动的速度比月球的第一宇宙速度小B．探测器在环月轨道Ⅰ上的运行周期比在环月轨道Ⅱ上的运行周期长C．探测器在轨道Ⅱ上运行时，远月点的加速度数值比近月点的加速度数值大D．探测器在环月轨道Ⅰ上运行时的机械能小于在环月轨道Ⅱ上的机械能10、下列说法正确的是（）A．显微镜下观察到墨水中的小炭粒在不停地做无规则运动，这反映了液体分子运动的无规则性B．物体内能增加，温度不一定升高C．物体的温度越高，分子运动的速率越大D．气体的体积指的不是该气体中所有气体分子体积之和，而是指该气体中所有分子所能到达的空间的体积E.在完全失重的情况下，气体对容器壁的压强为零三、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a所示，某同学利用下图电路测量电源电动势和内阻。先将电路中的电压传感器d端与a端连接。（1）若该同学开始实验后未进行电压传感器的调零而其他器材的使用均正确，则移动滑片后，得到的U-I图象最可能为___________。A．B．C．D．（2）将电压传感器d端改接到电路中c端，正确调零操作，移动滑片后，得到如图b所示的U-I图，已知定值电阻R=10Ω，则根据图象可知电源电动势为_________V、内阻为________Ω。（结果保留2位有效数字）12．（12分）从下表中选出适当的实验器材，设计一电路来测量电阻Rx的阻值。要求方法简捷，得到多组数据，有尽可能高的测量精度。(1)电流表应选用______，电压表应选用_______。(2)完成图中实物间的连线，并使闭合开关的瞬间，电压表或电流表不至于被烧坏。_____(3)在实验中，有的同学连成下图所示的电路，其中a，b，c，…，k是表示接线柱的字母。请将图中接线错误（用导线两端接线柱的字母表示）、引起的后果、改正的方法（改接、撤消或增添），填在图中表格相应的位置中。接线错误引起的后果改正的方法____________________________________________________________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，在竖直虚线范围内，左边存在竖直向下的匀强电场，场强大小为，右边存在垂直纸面向里的匀强磁场，两场区的宽度相等。电荷量为、质量为的电子以初速度水平射入左边界后，穿过电、磁场的交界处时速度偏离原方向角。再经过磁场区域后垂直右边界射出。求：（1）电子在电场中运动的时间；（2）磁感应强度的大小。14．（16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)。15．（12分）如图所示，一玻璃砖的横截面为半径为R的半圆，折射率为一束单色平行光与直径MN成45°角入射。已知光在真空中传播的速度为c，不考虑玻璃砖内的反射光。求：(1)从弧面射出的光线在玻璃砖内传播的最长时间(2)弧面上有光线射出的弧线长度

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、C【解析】

AD．从v-t图像可以看出，加速度越来越大，根据牛顿第二定律，则说明受到的电场力越来越大，根据公式，说明电场强度越来越大，所以M点场强比N的场强小，故AD正确；B．因为带电粒子做加速运动，所以受到的电场力往右，又因为带电粒子带正电，所以电场线的方向往右，又因为顺着电场线的方向电势降低，所以M点的电势比N点的电势高，故B正确；C．从M点运动到N点动能增加，电势能应该减小，故C错误。故选C。2、C【解析】

A．的中子数为209－83＝126，的中子数为237－93＝144，的原子核比的原子核少18个中子。故A错误。B．经过一系列α衰变和β衰变后变成，可以同时放出α粒子和γ粒子或者β粒子和γ粒子，不能同时放出三种粒子。故B错误。C．衰变过程中发生α衰变的次数为次，β衰变的次数为2×7－(93－83)＝4次。故C正确。D．半衰期是大量原子核衰变的统计规律，对少数原子核不适用。故D错误。3、C【解析】

氢原子由量子数n=4的能级跃迁低能级时辐射光子的能量有6种；其中：E4-E1=-0.8+13.6eV=12.8eV；E4-E2=-0.8+3.40eV=2.6eV；E4-E3=-0.85+1.51eV=0.66eV；E3-E2=-1.51+3.40eV=1.89eV；E3-E1=-1.51+13.6eV=12.09eV；E2-E1=-3.40+13.6eV=10.2eV；金属铯的逸出功为1.9eV，则能够使金属铯发生光电效应的光子有4种，故选C.4、C【解析】

A．因为电场线与等势线垂直，所以轨迹不可能在一条电场线上，故A错误；B．电场线的方向大体上由C到A，粒子受到的力的方向大概指向左上方，与电场线方向大体相同，所以粒子应该带正电，故B错误；C．AB之间的距离小于BC之间的距离，AB与BC之间的电势差相等，根据公式可知，场强EAEC，故C正确；D．因为粒子带正电，A处的电势要比C处的电势低，根据公式，所以粒子的电势能EPA＜EPC，故D错误。故选C。5、C【解析】

A.共有种不同频率的光子辐射出来，选项A错误；B.其中能级差大于2.29eV的跃迁有：4→1、3→1、2→1、4→2，即共有4种不同频率的光子能使该金属发生光电效应现象，选项B错误；C.根据光电效应规律可知，入射光子的频率越高，逸出光电子的最大初动能越大，选项C正确；D.从金属板中逸出的光电子是，不是粒子，选项D错误。故选C。6、B【解析】

太阳的能量来自于内部的核聚变，产生很高的能量，又称为热核反应。B正确，ACD错误。故选B。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、BCD【解析】

A．电压表示数A错误；BD．可调电阻r增大，副线圈电阻不变，则电路总电阻增大，电流减小，副线圈电阻分压减小，BD正确；C．仅接入灯泡增多，副线圈电流增大，电流表示数增大，C正确。故选BCD。8、ADE【解析】

A．一个分子的质量已知气体的摩尔质量和阿伏伽德罗常数，可估算一个分子质量，A正确；B．一个气体分子占据的体积已知气体的摩尔体积和阿伏伽德罗常数，不可以估算一个分子直径，B错误；CD．气体压强是因为气体分子无规则运动撞击器壁所致，气体分子之间的距离较大，几乎不体现分子力，C错误，D正确；E．根据理想气体状态方程可知一定质量的理想气体体积不变，温度升高，压强一定增大，E正确。故选ADE。9、AB【解析】

A．根据第一宇宙速度的表达式，因探测器在环月轨道Ⅰ上运动的半径大于月球的半径，则在轨道Ⅰ上的运行速度比月球的第一宇宙速度小，选项A正确；B．根据开普勒第三定律可知，探测器在环月轨道Ⅰ上的运行半径大于在环月轨道Ⅱ上的运行的半长轴，则探测器在环月轨道Ⅰ上的运行周期比在环月轨道Ⅱ上的运行周期长，选项B正确；C．探测器在轨道Ⅱ上运行时，在远月点受到的月球的引力较小，则在远月点的加速度数值比近月点的加速度数值小，选项C错误；D．探测器从轨道Ⅰ在P点减速才能进入轨道Ⅱ，可知探测器在环月轨道Ⅰ上运行时的机械能大于在环月轨道Ⅱ上的机械能，选项D错误；故选AB.10、ABD【解析】

A．布朗运动反映了液体分子的无规则运动，A正确；B．物体的内能是分子动能和分子势能的总和，内能增加可能是分子势能增加了，此时物体的分子动能可能会减小，温度可能降低，所以B正确；C．温度越高，分子平均动能越大，但是个别分子的动能可能会减小，C错误；D．气体的体积是所有气体分子占有空间的总和，而不是所有气体分子的体积之和，D正确；E．气体的压强来自于气体分子对容器壁的不断撞击，与气体的重力无关，E错误。故选ABD。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、B3.00.53【解析】

（1）该同学开始实验后未进行电压传感器的调零，则电路电流为0时，电压传感器有示数，不为0，作出的U-I图象中，电压随电流的增大而增大，但纵坐标有截距，观察图b中的图象可知B符合；（2）将电压传感器d端改接到电路中c端，则电压传感器测量的是滑动变阻器的电压，但由于正负接线接反了，因此测量的数值会变为负值，计算时取绝对值即可，根据如图（c）所示的U-I图可知，电源电动势为3V，由闭合电路的欧姆定律有：，当U=2V时，I=0.095A，即，解得：内阻r≈0.53Ω。12、A1V1ce不利于调节电压，调节不当，电源可能短路，损坏电源撤消ce连线【解析】

（1）[1]器材中的电源为3V，被测电阻约为10kΩ，故通过电阻的电流最大约为I=3V/10kΩ=0.3mA=300μA刚好不超A1的量程，而A2的量程是0.6A就太大了；[2]电压表就选3V量程的V1，因为V2的量程也是太大了。（2）[3]因为题中要求得到多组数据，所以用分压式较好，再说所给的变阻器的最大阻值是50Ω，它比被测电阻小多了，也不能用限流的方法连接，又因为需要尽可能高的测量精度，所以电阻测量需要用电压表外接法，因为被测电阻的电阻值较大，外接法的误差较小；又因为使闭合开关的瞬间，电压表或电流表不至于被烧坏，所以闭合开关前，应该使电压表的示数接近0，故电路的实物图如图所示；（3）[4][5][6]接线错误的两个接线柱是ce，因为它接起来后，电压表与电源直接连接，变阻器的滑片如何滑动都不会影响电压表示数的变化了，当滑动滑片移动到最下端时，电源也可能短路，故是不可以的，应该将其去掉才行。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）【解析】

（1）解法一电子在电场中做类平抛运动，有由牛顿第二定律有由几何关系有解得解法二电子在电场中运动，竖直方向上由动量定理有由几何关系有解得（2）设场区的宽度为，则在电场中，有末速度电子在磁场中做匀速圆周运动，设轨迹半径为，则由几何知识得由洛伦兹力提供向心力有解得14、(1)(2)ε0，证明见解析