2023届河南省开封市高三年级上册第一次模拟考试物理试题（含答案解析）

2023届河南省开封市高三上学期第一次模拟考试物理试题

学校:姓名：班级：考号：

一、单选题

1.以下是有关近代物理内容的若干叙述，其中正确的是（）

A.核反应置Uf对Th+；He为重核裂变

B.记Th衰变为蕾Rn,经过3次a衰变，2次夕衰变

C.原子核发生一次用衰变，该原子外层就失去一个电子

D.汤姆逊通过对阴极射线的研究发现了电子，并提出了原子核式结构学说

2.习近平总书记指出：“发展航天事业，建设航天强国，是我们不懈追求的航天梦。”

如图所示，”是静止在地球赤道上的物体。。是在地球表面附近做匀速圆周运动的人造

卫星。c是地球同步卫星，已知地球表面的重力加速度为g,下列关于a、氏c的说法

正确的是（）

A.a、b、C做匀速圆周运动的向心加速度最大的是C

B.a、b、c做匀速圆周运动的速率最大的是〃

C.〃做匀速圆周运动的加速度等于g

D.a、b、c做匀速圆周运动的周期最小的是。

3.如图所示，虚线为匀强电场中的等势线，相邻两条虚线间的电势差相等，实曲线为

一个带电粒子仅在电场力作用下运动的轨迹。A、8、。为粒子的运动轨迹与等势线的交

点，C点为轨迹与该处等势线的切点，则下列判断正确的是（）

A.沿轨迹从A到。，轨迹上各点的电势先降低后升高

B.沿轨迹从A到。，粒子的机械能先减小后增大

C.粒子从A到C与从C到D运动的时间之比为4:1

D.粒子从4到B与从B到C电场力的冲量之比为近：1

4.如图所示，两条足够长的光滑平行金属导轨固定在水平面内，处于磁感应强度大小

为B、方向竖直向下的匀强磁场中，两导轨间距为3左端接一电阻R,质量为〃?的金

属杆功静置于导轨上。现给金属杆一个水平向右的冲量4,金属杆运动一段距离后停

止，运动过程中金属杆与导轨始终保持垂直且接触良好。不计杆和导轨的电阻，重力加

速度为g。则金属杆而在运动过程中（）

a

XXBX

Xx/XX

R——o>

XXXXX

XXXx

~b

刚开始运动时加速度大小为管

A.

B.杆中的电流大小逐渐减小，方向从a流向人

C.金属杆运动的位移为盟

B-L

D.电阻R上消耗的电能为上

m

5.如图所示，一内外侧均光滑的半圆柱槽置于光滑的水平面上，槽的左侧有一竖直墙

壁。现让一小球（可认为质点）自左端槽口A点的正上方从静止开始下落，与半圆槽相

切并从A点入槽内。则下列说法正确的（）

A.小球在槽内运动的全过程中机械能守恒

B.小球第二次经过槽最低点时，槽的速度最大

C.小球在槽内运动的全过程中，只有重力对小球做功

D.小球在槽内运动的全过程中，小球与槽组成的系统机械能守恒、动量守恒

二、多选题

6.如图为一理想变压器，其中所接的4盏灯泡规格均为“10V,5W“。当接入电压

〃=4sin（1007rf）的电源时，4盏灯均正常发光。下列说法正确的是（）

试卷第2页，共8页

B.电流在Is时间内改变50次方向

C.L/o=40V2V

D.变压器的输出功率为20W

7.如图所示，长木板放置在水平面上，一小物块置于长木板的中央，长木板和物块的

质量均为加，物块与木板间的动摩擦因数为〃，木板与水平面间的动摩擦因数为与，己

知最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等，重力加速度为g.现对物块施加一水平向右的

拉力，则木板加速度。大小可能是（）

_____________m—>F

m

/////////////////////////////////////

A.a=0B.a=

4

C.”丝D.a=2

33

8.如图所示，长为L倾角为6=30。的光滑绝缘斜面处于电场中，一带电荷量为+4、

质量为m的小球，以初速度％由斜面底端的A点开始沿斜面上滑，到达斜面顶端8点

A.小球在B点的电势能一定小于小球在A点的电势能

B.4、8两点的电势差一定为

2q

C.若该电场是AC边中垂线上某点的点电荷。产生的，则。一定是正电荷

mgL+3mv^

若电场是匀强电场，则该电场的电场强度的最小值

D.7t―2^L

三、实验题

9.某学习小组用如图所示的实验装置探究做功与动能变化的关系。在水平桌面上固定

一倾斜的气垫导轨，导轨上A处有一带长方形遮光片的滑块，其总质量为M,左端由跨

过轻质光滑定滑轮的细绳与一沙桶相连，沙桶和里面的细沙总质量为〃1;遮光片两条长

边与导轨垂直；导轨上B处有一光电门，可以测量遮光片经过光电门时的挡光时间为3

“表示遮光片的宽度，乙表示遮光片初位置至光电门之间的距离，用g表示重力加速度。

（1）该同学首先用游标卡尺测量了遮光片的宽度，如图所示，遮光片宽度的测量值4=

cm；

02cm

IIII1,11,1IIIII,1,1।।J.IIIII

「IIII|IIIIjIIII|「「「I|

05101520

（2）让沙桶内盛上适量细沙，测出沙桶和细沙的总质量〃?，调整导轨倾角，让滑块恰

好在4处静止。剪断细绳后，滑块开始加速下滑，记录遮光片通过光电门的时间此

过程中M受到的合力做功的表达式为：,M动能变化的表达式为：。

（用题目中所给字母表示）

（3）保持滑块的质量M和遮光片初位置至光电门之间的距离乙不变，改变沙桶内细沙

的质量和导轨倾角，重复以上步骤，通过每次实验记录的〃?和f,描点作出产-工的线

m

性关系图象，从而更直观地研究滑块动能变化与合外力对它所做功的关系。

（4）为了减小上述实验中的误差，下列实验要求中必要的是（请填写选项前对应

的字母）。

A.应使细线与气垫导轨平行

B.应使4位置与光电门间的距离适当大些

C.遮光片的宽度越小越好

D.应使沙桶和细沙的总质量，"远小于滑块和遮光片的总质量M

10.为了测得一干电池的电动势和内阻，实验室提供了下列器材：

待测电池组（电动势E约为3V,内阻r不超过2.5。）

电流表（量程00.6A,内阻小于2Q）

电阻箱（0-99.99。）

滑动变阻器（010Q）

单刀双掷开关、单刀单掷开关各一个及导线若干。

考虑到干电池组的内阻较小，电流表的内阻不能忽略，他设计了如图甲所示的实验电路。

（1）该同学先测电流表的内阻：

试卷第4页，共8页

①将开关S断开,滑动变阻器的阻值调到最大，开关K闭合,调节滑动变阻器的滑片P,

使电流表A满偏；

②将开关S接通C,保持阻值不变，调节阻值，使电流表A的指针达到满偏

的;处，记下电阻箱的阻值为0.3。；

③由以上操作可知电流表的内阻为

（2）该同学再测干电池组的电动势和内阻：

①将开关K断开，电阻箱的阻值调至最大，将开关S接通D；

②调节电阻箱的阻值R，使电流表A有足够示数，改变R的值，测出几组/和R；

③图乙是根据实验数据绘出的:-R图像，由此可得待测干电池组的电动势E=V,

内阻「=Qo（计算结果均保留三位有效数字）

四、解答题

11.光滑水平桌面上静止放置着长木板A、小木块B和C叠放在水平桌面上，如图所

示.其中A与C的质量均为2机，B的质量为〃?，长木板长为L,木块B、C可看成质

点。给A一个初速度％,A运动至小木块B处与B发生碰撞并粘在一起，A、B碰撞时

间极短.最后C恰好未从A上滑落，求A、C间的动摩擦因数〃。

12.光滑水平桌面上QM和QV之间存在匀强磁场，磁感应强度大小为B,方向垂直于

桌面向上，如图所示（俯视图），和QN之间的夹角为30。，一带电小球的质量为〃?,

电荷量为小沿纸面以大小为%的速度从OM的某点。向左上方射入磁场，速度方向与

成30。角。已知带电小球在磁场中的运动轨迹与。N恰好相切，且带电小球能从OM

上另一点P射出磁场。(P点未画出)

(1)带电小球离开磁场的出射点P到0点的距离S多大？

(2)若在。。'与之间加上水平方向的匀强电场，带电小球离开磁场后在该电场中

继续运动，恰能从。点以与第一次相同的速度射入磁场，求匀强电场的场强？

五、多选题

13.下列说法正确的是()

A.热量可能从内能少的物体传递到内能多的物体

B.同一时刻，教室内空气中氮气和氧气的内能是相同的

C.一定量的理想气体在等压膨胀过程中一定吸热

D.人们感到潮湿是因为空气的相对湿度大

E.饱和汽压与饱和气体的温度和体积都有关系

六、解答题

14.如图1,气缸由两个横截面不同的圆筒连接而成，活塞A、B被轻质刚性细杆连接

在一起，可无摩擦移动A、B的质量分别为%=12kg,〃1=8.0kg,横截面积分别为

2222

5A=2.8xlO-m,5B=2.OxlO-m,一定质量的理想气体被封闭在两活塞之间，活塞

外侧大气压强Po=LOxlO5Pa,已知此时气体的体积K=2.OxlO-2m3,现使气缸从水平

放置缓慢到竖直放置，保持温度不变，达到平衡后如图2所示,A未到达两气缸连接处，

取重力加速度g=10m/s2。求：

(1)与图1相比.活塞在气缸内移动的距离L；

(2)从图1到图2过程中气体放出热量。

试卷第6页，共8页

A

图1图2

七、填空题

15.由于地球表面存在大气层，所以人们早晨观察到的日出时刻将提前一段时间，并且

由于介质对不同颜色的光的折射率不同，所以人们早晨观察到的日出时刻的光的颜色先

后也不同。如图所示为早晨日出时刻的太阳光路示意图。已知地球半径为R,地球周围

大气层空气的厚度为〃。假设正常天气地球大气层空气的密度均匀，其折射率为外;雾

霾天气地球大气层空气的密度也均匀，折射率增大为4;太阳光在可见光范围内包含红、

橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种颜色的光；太阳光可视为平行光且只考虑空气对太阳光的

折射作用。则①人们在正常天气的早上最先看到日出时刻的光（选填可见光的

颜色）；②人们在雾霾天气的早上看到日出时刻的红光比人们在正常天气的早上看到日

出时刻的红光.（选填“提前”或“滞后”）一段时间。

八、解答题

16.有一放在空气中的透明介质球，其折射率〃=1.4、半径A=10cm,在玻璃球内有

•—与球心距离d=5cm的点光源S可向各个方向发光，如图所示。

（1）通过计算说明点光源发出的所有光都能够射出玻璃球；

（2）求射出玻璃球的光线的折射角的最大值和最小值。

试卷第8页，共8页

参考答案:

I.B

【详解】A.核反应号1；一记如+；氏为。衰变，A错误;

B.设记Th衰变为瞪Rn经过x次a衰变，y次夕衰变，则

4x=234-222

2x-y=90-86

解得

x=3

y=2

■Th衰变为年Rn经过3次a衰变，2次夕衰变，B正确;

C.原子核发生夕衰变的电子为中子转化为质子时从原子核中释放出来，不是原子核外电子,

C错误；

D.原子核式结构学说由卢瑟福提出，D错误；

故选B。

2.C

【详解】AC.b为近地卫星

GMm

解得

GM

a=~^~

由于人的轨道半径约等于地球半径，则b的加速度等于g,且力的向心加速度大于c的向心

加速度，同步卫星的周期和地球相同，则由

4/

。二不丁

可知。的加速度小于c的加速度，故人的向心加速度最大等于g,故A错误，C正确；

B.卫星绕地球做匀速圆周运动时，有

GMmv2

——---m—

rr

答案第1页，共11页

因为b的轨道半径小于C的轨道半径，所以b、C的线速度大小关系为

Vb>Ve

对w,根据

v=ra>

可知

K>匕,

故B错误;

D.“为地球赤道上随地球自转的物体，则。的周期等于地球自转周期，。为地球同步卫星,

则c的周期等于地球自转周期，所以。的周期等于。的周期，根据

GMm4乃2

——=mr——

r2T2

解得

可知b的周期最小，故D错误。

故选C。

3.B

【详解】A.根据等势线可知I,电场线沿水平方向，粒子仅在电场力作用下运动，则电场力

应指向轨迹凹侧，故电场力水平向左。但因不知道粒子带正电还是负电，故不可能判断出电

势变化，A错误;

B.粒子从A到C,电场力与运动方向成钝角做负功。粒子从C到。，电场力与运动方向成

锐角做正功，粒子的机械能先减小后增大。B正确;

C.C点为轨迹与该处等势线的切点，则粒子在C点的水平方向速度为0。设粒子从A到C

运动时间为必从C到。运动的时间为。相邻等势线的距离为乩粒子在水平方向做匀变

速运动，通过逆向思维可得

19,10.

-at；=2d,-at2~=d

所以

:/2=>/2:1

C错误;

答案第2页，共11页

D.设粒子从A到3运动时间为0从B到C运动的时间为。则

12）

*一

所以

，3：乙=（4-，4）:。=（应-1）：1

根据

I=Ft

粒子受到的电场力一直相等，则粒子从A到B与从8到C电场力的冲量之比为

D错误；

故选B。

4.C

【详解】B.给金属杆一个水平向右的冲量后，获得向右的速度，切割磁感线，产生感应电

动势

E=BLv

杆中的电流大小

,IE=—=BL-v---

RR

对金属杆由右手定则分析可得电流方向是〃到m所受安培力方向向左，杆做减速运动。随

着速度减小，杆中的电流大小逐渐减小，选项B错误；

A.安培力

根据牛顿第二定律有

F.安B2I}V

a=-2-=-------

mmR

刚开始运动时，有

/()=机%

则

B2L2V3*/

a=------L0=—r-2-

00mRm-R

选项A错误;

答案第3页，共11页

C.对金属棒应用动量定理有

lB213V

即

解得金属杆运动的位移为

_RI。

X=~

B2I3

选项c正确；

D.根据能量守恒得电阻R上消耗的电能为

选项D错误。

故选C。

5.B

【详解】AD.小球从下落到最低点的过程中，槽没有动，与竖直墙之间存在挤压，小球的

动量不守恒，小球与槽组成的系统动量也不守恒，小球的机械能守恒，小球与槽组成的系统

机械能也守恒；小球经过最低点往上运动的过程中，斜槽与竖直墙分离，小球与槽组成的系

统动量水平方向动量守恒，竖直方向动量不守恒；该过程小球的机械能不守恒，但是小球与

槽组成的系统机械能守恒，选项AD错误；

B.小球第一次到达最低点时槽开始向右运动离开墙壁，此后小球对槽有斜向右下的压力使

得槽向右加速运动，直到小球第二次经过槽最低点时，槽的速度最大，此后小球滑到槽的左

侧时对槽有斜向左下的压力槽做减速运动，选项B正确；

C.小球经过最低点往上运动的过程中，斜槽往右运动，除重力对小球做功之外还有斜槽对

小球的支持力对小球做负功，选项C错误。

故选B。

6.AC

【详解】B.交流电的频率为50Hz,所以在Is时间内方向要改变100次，B错误；

A.4盏灯相同且均正常发光，所以加在灯泡两端的电压均为U,理想变压器的输入功率等

于输出功率，则有

IU1=IU+2IU

答案第4页，共11页

(A。分别为灯泡的额定电流和额定电压)，得

Ui=3U

根据

勺_q_3

n2U21

2=幺=。

〃3。32

则有原、副线圈的匝数比如：〃2：“3=3：1：2,A正确；

C.电源电压的有效值为

U+U,=40V

则

C/()=40A/2V

C正确；

D.变压器的输出功率等于副线圈各用电器功率之和，即三个灯泡的功率之和15W,D错误。

故选AC。

7.ABC

【详解】A.水平面对木板的最大摩擦力为

若拉力满足

则物块和木板均处于静止状态，木板的加速度为

a=0

故A正确；

BCD.若物块相对木板运动，以木板为对象，根据牛顿第二定律可得

/jtng—；•2mg=ma

解得木板的加速度为

1

此时;〃g为木板的最大加速度；当物块与木板相对静止一起在水平面上加速运动时，木板

答案第5页，共11页

的加速度应满足

故BC正确，D错误。

故选ABC。

8.AD

【详解】A.从A到8小球的机械能在增大，故电场力做正功，电势能减小，故A正确;

B.根据动能定理有

=m(2%y-刎J

U,\B-q-mgLsin30°~

解得

mgL+3niv^

-</

故B错误；

C.若该电场是AC边中垂线上某点的点电荷Q产生的，根据点电荷的电势分布可知。可能

为处于AC边中垂线与边交点下方的正电荷，也可能为处于AC边中垂线与AB边交点上

方的负电荷，故C错误;

D.若电场是匀强电场，根据公式"品=Ed可知当场强方向沿48方向时”取最大值等于L,

此时电场强度有最小值为

石=媪=〃3+3哂

L2qL

故D正确。

故选AD。

9.0.240mgLAB/BA

【详解】(1)[1]遮光片宽度的测量值为

d=2mm+8x0.05mm=0.240cm

(2)⑵滑块在气垫导轨上的阻力可忽略不计，当滑块恰好在A处静止时可知此时滑块受到

细绳的拉力等于沙桶和细沙的重力，根据平衡条件可知细绳的拉力与滑块重力沿导轨向

下的分量平衡，当剪断细绳后，可知此时滑块受到的合力大小为"g,故合力做功为

W^=mgL

答案第6页，共11页

⑶以遮光片通过光电门的平均速度代替瞬时速度，故动能变化的表达式为

(4)[4]

A.根据前面分析要使剪断细绳后滑块受到的合力大小为3，细线应与气垫导轨平行，故

A正确；

B.应使A位置与光电门间的距离适当大些，以减少AB间距离测量的相对误差，故B正确；

C.遮光片的宽度适当小时通过光电门的速度越接近瞬时速度，但不是越小越好，太小时测

量遮光片的宽度时的误差越大，故C错误；

D.本实验中沙桶和细沙的总质量只是用来确定剪断细绳后滑块受到的合力大小，故不用满

足沙桶和细沙的总质量比远小于滑块和遮光片的总质量“，故D错误。

故选AB。

10.滑动变阻器电阻箱0.152.832.40

【详解】(1)②将开关S接通C,保持滑动变阻器阻值不变，调节电阻箱阻值，改变

电流表A的示数：

⑶根据并联分流

&=()」5Q

(2)③[4][5]由闭合电路欧姆定律

£=7(r+/?A+/?)

14.0-0.9

E8.8

E=2.83V,r=2.40Q

【详解】A、B、C这个系统动量守恒，碰后A、B粘在一起速度为丫共

满足

答案第7页，共11页

2加%=3%u共

最后C恰好未从A上滑落，表示当A、B、C共速时，C恰好位于A的最左端,

此时满足

lmvQ=5〃?%

2/nmgL=g3〃说一；5啖

联立得

〃=

15gL

12.(1)5=电詈；(2)E=—Bv.,方向垂直于。”向上

qB20

【详解】(1)设小球做圆周运动的半径为R,由洛伦兹力提供向心力得

qBvn=m^

由题知小球必沿顺时针方向作圆周运动，由几何关系可得，小球到达时速度必沿水平方

向向左，0P间距

s=4R

故

,qB

(2)小球从P到。运动的过程中，加速度不变.小球在方向做匀速直线运动，所以电

场E必垂直于0M方向向上。由几何关系知：PQ距离为R,则

R=%cos30°l①

在垂直0M方向上

2%sin30°=af②

其中

答案第8页，共11页

qE=ma③

①②③联立得

2

方向垂直于向上。

13.ACD

【详解】A.内能少的物体的温度可能高于内能多的物体的温度，则热量可能从内能少的物

体传递到内能多的物体，故A正确；

B.同一时刻，教室内空气中氮气和氧气的分子平均动能相等，但内能不一定相等，故B错

误；

C.一定量的理想气体在等压膨胀过程中，温度升高，则气体内能增大，由于体积增大，外

界对气体做负功，根据热力学第一定律可得，气体一定从外界吸热，故C正确；

D.在一定气温条件下，大气中相对湿度越大，水气蒸发也就越慢，人就感受到越潮湿，故

当人们感到潮湿时，空气的相对湿度一定较大，故D正确；

E.饱和汽压与饱和气体的温度有关，与体积无关，故E错误。

故选ACDe

14.(1)0.5m；(2)500J

【详解】(1)气缸处于图1位置时，设气缸内气体压强为P-对于活塞和杆，由平衡条件

得

POSK+P0B=P|SA+P°SB

代入数据解得

5

p、=p0=1.0x1()Pa

气缸处于图2位置时，设气缸内气体压强为外，对于活塞和杆，由平衡条件得

POSA+P2SB+(wA+/MB)^=p2SA+p0SB

设匕为气缸处于图2位置时缸内气体的体积，由玻意耳定律可得

py,=PM

由几何关系可得