2023届河北省部分学校高三下学期学生全过程纵向评价(三)物理试题（解析版）

高级中学名校试卷PAGEPAGE1河北省2023届高三学生全过程纵向评价（三）物理注意事项：1．答卷前，考生务必将自己的姓名、班级和考号填写在答题卡上。2．回答选择题时，选出每小题答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑，如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上，写在本试卷上无效。3．考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。一、单项选择题：共7个小题，每小题4分，共28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.近日，“夸父一号”先进天基太阳天文台载荷“硬X射线成像仪”的首张科学图像在中国科学院紫金山天文台发布。这是目前国际上以地球视角拍摄的唯一太阳硬X射线图像。太阳耀斑加速的高能粒子可以与太阳大气作用使其原子向高能级跃迁，部分原子跃迁后在向低能级跃迁的过程中会产生X射线，根据玻尔理论，下列说法正确的是（）A.该过程只能产生一种频率的X射线B.该过程可能产生多种频率的X射线C.该过程可能产生任意频率的X射线D.该过程不可能使太阳大气中的原子电离【答案】B【解析】ABC．根据玻尔理论，原子向低能级跃迁时会产生能量为能级差的射线，故该过程不可能产生任意频率的X射线，可能产生多种频率的X射线，故AC错误，B正确；D．若高能粒子的能量大于太阳大气中某些的原子的基态能量，则有可能使原子电离，故D错误。故选B。2.牛顿在剑桥大学读书时，对光的颜色问题颇感兴趣，于是在1664年初做了一个三角形玻璃棱镜，对太阳光进行了实验研究。牛顿的实验如图甲所示，太阳光通过三角形玻璃棱镜后，在光屏上形成一条彩色的光带。图乙为其中一种单色光在三角形玻璃棱镜中传播的情况，角A为棱镜顶角，θ称为偏向角。下列说法正确的是（）A.根据牛顿的实验可知，同种介质对不同波长的光的折射率不同B.折射率越大，偏向角θ越小C.偏向角θ与棱镜顶角A无关D.入射角i3越大，折射角i4越大，所以光一定能够在图乙中棱镜右侧表面发生全反射【答案】A【解析】A．根据图甲可知，太阳光（白光）通过三角形玻璃棱镜后，光的入射角相同，但不同波长的光的折射角不同，根据光的折射定律可知，不同波长的光，尽管通过同样的介质，光的折射率不同，故A正确；B．根据折射定律可知，折射率越大，偏向角越大，故B错误；C．通过几何关系有解得说明偏向角θ与折射率与棱镜顶角A有关，故C错误；D．i3最大为A，若A小于临界角，则不会发生全反射，故D错误。故选A。3.如图所示，小飞放风筝时调整风筝面与水平面成一夹角，使风筝静止在空中，小飞站在地面上拉住连接风筝的细线。若风对风筝的作用力方向垂直风筝平面，下列说法中正确的是（）A.细线与水平面的夹角可能大于B.细线与风筝面的夹角可能小于C.保持细线与水平方向夹角不变，缓慢增大，细线拉力增大D.保持细线与风筝面的夹角不变，缓慢增大，细线拉力减小【答案】C【解析】A．风筝受重力、拉力和垂直风筝面的风力保持静止状态，如果细线与水平面的夹角大于，风筝所受合力不可能为零，故A错误；B．由于风筝与地面（人）有一定高度，故细线不可能水平，即与风筝面的夹角不可能小于或等于，故B错误；C．保持细线与水平方向夹角不变，缓慢增大，细线拉力增大，故C正确；D．如图所示不变，减小，增大，故细线拉力增大，故D错误。故选C。4.科学家目前发现距离地球仅12光年蒂加登之星b与地球相似指数高达0.95，是迄今为止发现的与地球相似指数最高的星体，蒂加登之星b将成为未来天文学家探寻外星生命迹象的重要对象。已知蒂加登之星b绕恒星蒂加登之星做圆周运动的周期为4.9天，距离为380万公里，万有引力常量G=6.67×10−11N⋅m2/kg2，根据以上数据可估算出恒星蒂加登之星的质量为（）A.1.8×1029kg B.1.8×1027kg C.7.2×1029kg D.7.2×1027kg【答案】A【解析】蒂加登之星b绕恒星蒂加登之星做圆周运动代入数据解得恒星蒂加登之星的质量约1.8×1029kg。故选A。5.如图所示，三个完全相同的小球A、B、C分别套在同一竖直面内相互平行的两根长杆上，两杆均水平且相距，小球质量均为m，A、B通过不可伸长的细线相连，细线长为L，小球与长杆间的动摩擦因数均为μ。初始时，A、C球静止，给B球一个垂直于A、B连线且沿杆的初速度v，绳子绷紧后B球立即与C球发生弹性正碰，C球运动的位移大小为（）A. B. C. D.【答案】D【解析】设绳绷直前瞬间小球B的速度为v1，由动能定理得绷直后，A、B水平方向动量守恒，小球B的速度为v2，根据水平方向动量守恒有小球B与C球碰撞后与C球交换速度，设C运动的距离为x，则解得故选D。6.如图甲所示为某时刻一列沿x轴传播的横波图像，图乙是以该时刻为计时起点的处质点的振动图像，下列说法正确的是（）A.这列横波沿x轴向左传播B.从图甲时刻起再过，处的质点的路程为5cmC.从图甲时刻起再过，处的质点向右移动的距离为3mD.图甲时刻，处的质点位移为【答案】D【解析】A．根据图乙可知处的质点向上振动，则这列横波向右传播，故A错误；B．图甲时刻处的质点向下振动，再过该质点到达平衡位置，该质点在这1s内运动路程为，在过0.5s，该质点运动2.5cm，所以从图甲时刻起再过1.5s，处的质点的路程为故B错误；C．质点只在平衡位置附近做简谐运动，不会沿x轴运动，故C错误；D．图甲时刻，处的质点偏离平衡位置振动了，则该质点距离平衡位置，因此图甲时刻，处的质点位移为，故D正确。故选D7.平面直角坐标系内存在一静电场，取O点电势为0，其电势沿水平方向变化的图像如图甲所示，沿竖直方向变化的图像如图乙所示。现有一质量为m、电荷量为q的带负电粒子，从O点由静止释放，不计粒子重力，下列说法正确的是（）A.释放瞬间，粒子的加速度为B.刚开始释放的一段时间内，粒子沿与x轴夹角为60°的方向斜向上做直线运动C.粒子运动到横坐标为d的点时，其速度大小为D.粒子运动到横坐标为的点时，其纵坐标为【答案】C【解析】AB．O点水平方向的电场强度方向水平向左；竖直方向的电场强度方向竖直向下；释放后粒子将向与x轴负方向夹角为45°的方向斜向上做直线运动，其加速度大小为故AB错误；C．粒子运动到横坐标为d的点时，竖直方向运动到纵坐标为d的点，其速度大小故C正确；D．粒子从O点在水平方向运动到横坐标为的点的过程中，水平方向先加速后减速，加速减速时间相同，竖直方向一直做加速运动，根据匀加速运动的规律可知，粒子竖直方向的坐标为，故D错误。故选C。二、多选题：本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，有两个或两个以上选项符合题目要求，全部选对得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。8.如图为小明设计的一个自动控制电路，电源的电动势为E，内阻为r，R为光敏电阻，C为电容器，为定值电阻，L为灯泡，电流表和电压表均为理想电表。已知光敏电阻的阻值随着光照强度的增加而减小，电容器未被击穿。闭合开关，减小光敏电阻的光照强度，下列说法正确的是（）A.灯泡变亮 B.电容器储存电量变大C.不变 D.电源的输出功率变大【答案】AC【解析】A．减少光敏电阻R的光照强度，则光敏电阻阻值增大，则总电阻增大，干路电流减小，内电压和定值电阻分得电压减小，灯泡电压增大，灯泡亮度变亮，故A正确；B．并联部分电阻增大，干路电流减小，定值电阻R0分压减小，根据可知电容器所带电量减少，故B错误；C．路端电压根据数学知识则有故C正确；D．内外电阻的阻值关系未知，光敏电阻阻值增大时，电源的输出功率不一定变大，故D错误。故选AC。9.如图所示，竖直面内有一截面为圆形的抛物线管道，O点为抛物线的顶点，整个装置置于电场强度为、方向水平向右的匀强电场中，现有一质量为、电荷量为的小球从管道的O点由静止释放，小球经过M点的速度为，已知小球半径略小于管道的内径，，，，小球的直径与管道的粗细忽略不计。下列说法正确的是（）A.小球经过M点时的速度方向与电场强度的方向夹角为45°B.管道对小球的摩擦力为零C.小球的机械能减少了7JD.小球的机械能增加了3J【答案】AD【解析】A．由于为抛物线管道，所以小球在M点的速度方向与电场强度的方向夹角为，则有解得故A正确；B．对小球从O到M根据动能定理得解得故B错误；CD．由功能关系可知小球的机械能增加量解得所以从O到M小球的机械能增加了3J，故C错误，D正确。故选AD。10.如图所示，边长为l的正六边形ACDEFG和以O为圆心、半径为l的圆形区域内分别存在垂直纸面方向的匀强磁场B1、B2，现有一质量为m、电荷量为q的粒子以速度v从A点沿AE连线方向垂直磁场射入，粒子恰好经过D点进入圆形磁场，经圆形磁场偏转后从H点沿OH方向射出磁场，在H点下方某处有一弹性挡板，可使粒子以碰撞前大小相等的速度反弹后从E点沿EA方向返回六边形磁场区域（图中未画出）。已知∠DOH=90°，不计粒子重力，下列说法正确的是（）A.B1、B2方向相同B.B1、B2大小的比值为C.粒子在磁场内运动的时间为D.粒子从H点运动到E点的时间为【答案】BD【解析】A．粒子在磁场中运动的轨迹如图所示由左手定则可知，B1、B2方向相反，故A错误；B．根据几何关系可得，粒子在六边形磁场中运动的轨道半径为在圆形磁场中运动的轨道半径为根据洛伦兹力提供向心力联立可得故B正确；C．粒子在六边形磁场中运动轨迹的圆心角为120°，在圆形磁场中运动轨迹的圆心角为90°，粒子在磁场中运动的时间故C错误；D．根据几何关系可得，粒子在磁场外运动的轨迹长度为所以粒子运动的时间故D正确。故选BD。三、实验题：本题共2小题，11小题6分，12小题9分，共15分。11.三位同学想利用所学知识验证力的平行四边形定则，他们找来三个弹簧秤和一个轻绳（将其捆成绳结O），然后分别用弹簧秤钩住此绳结，保持三个弹簧秤与水平桌面平行并贴近桌面，绳结静止。最后记下绳结O的位置、三个弹簧秤的示数和三条细线的方向，如图甲所示。（1）其中一个弹簧秤的读数如图乙所示，______；（2）下列说法正确的是______；A.弹簧秤在不超过弹性限度的前提下，读数应尽量大些B.多次实验时，不必保证绳结O的位置不变C.三个弹簧秤之间的夹角必须保证都是120°D.做力的图示时可以选取不同的标度（3）如果______，则验证了平行四边形定则。【答案】（1）2.8；（2）AB（3）通过画力的图示，在误差范围内，如果其中任意两个力的合力与第三个力等大反向【解析】【小问1详解】弹簧秤的最小示数为0.2N，弹簧秤的读数为2.8N。【小问2详解】A．弹簧秤在不超过弹性限度的前提下，读数尽量大些可减小读数误差，A正确；B．每次实验只要保证结点静止即可，不必保证位置不变，B正确；C．不必三个弹簧秤之间的夹角必须保证都是120°，C错误；D．同一个题中做力的图示时应选用同样的标度，D错误。故选AB。【小问3详解】通过画力的图示，如果其中任意两个力的合力与第三个力等大反向，则可验证平行四边形定则。12.小明和小红同学在实验室测量一节干电池的电动势与内阻，可供选用的器材有：电压表（量程，内阻约为3000Ω），电流表A（量程，内阻约为0.5Ω），滑动变阻器（最大阻值20Ω）．电阻箱（阻值），开关、导线若干。（1）小明同学用图甲电路进行实验，闭合开关，调节电阻箱阻值R，记录对应电流表示数I，取，做出图像如图丙所示，图像的纵截距为，横截距为，可知干电池的电动势为______；不考虑偶然误差，小明测得的电池电动势与真实值相比______（选填“偏大”、“偏小”、“相等”）（2）小红同学用图乙电路进行实验，闭合开关，调节滑动变阻器阻值，记录电压表示数U和电流表示数I，请在图丙中做出关系的示意图______；（3）小明同学为了测出干电池内阻的准确值，他设计电路测量电流表的内阻，请将下面方框中的电路图补充完整，并在图中标出器材的符号______；（4）根据（3）中的电路，小明测出电流表的内阻为，则干电池的内阻为______（用、、表示）【答案】（1）相等（2）（3）（4）【解析】【小问1详解】[1][2]图像的纵截距代表电源的电动势，故电源的电动势为，图甲电路测得的电动势无系统误差，故电动势的测量值和真实值相等；【小问2详解】图乙电路测得的电动势比真实值小，测得的内阻比真实值小，示意图如下图所示【小问3详解】将电阻箱与待测电流表串联，电压表并联在电阻箱与电流表两端，实验电路如下图【小问4详解】根据闭合电路的欧姆定律得故得电源的内阻为四、计算题：本题共3小题，13小题10分、14小题13分、15小题16分，共39分。13.如图所示，带有气嘴、导热性能良好的汽缸固定在水平地面上，横截面积为S、厚度不计的活塞与汽缸底部之间封闭有一定质量的气体，气体压强与大气压强相同，活塞距气缸底部的距离为L，环境温度为，大气压强恒为，活塞与汽缸之间的最大静摩擦力为，现用以下两种方式使活塞移动：（1）封闭气嘴，缓慢加热气体，求气体温度加热到多大时活塞开始移动；（2）打开气嘴，保持环境温度不变，将压强为的气体充入汽缸，求充入气体的体积为多大时活塞开始移动。【答案】（1）（2）【解析】【小问1详解】设活塞移动时，缸内气体的压强为p，根据玻意耳定律有解得加热气体的过程中气体做等容变化解得【小问2详解】设冲入气体的体积为V，根据玻意耳定律有解得14.如图所示，将一个质量为的小球从A点以某一水平速度抛出，当小球运动至B点时，恰好沿切线方向进入一段圆心角为37°、半径为的竖直光滑圆弧轨道Ⅰ，经一段水平光滑轨道后进入一个半径为的竖直光滑圆形轨道Ⅱ，圆形轨道Ⅱ后连接一个水平放置的粗糙圆形管道小球在圆形管道Ⅲ内运动时会受到大小为（v为小球速率）、方向与运动方向相反的阻力。已知A点相对水平面的竖直高度为，，。（取，，）求：（1）小球过B点时的速度大小；（2）要使小球不脱离竖直光滑圆形轨道Ⅱ，求的范围；（3）若、，求小球在圆形管道Ⅲ中运动的路程。【答案】（1）（2）或（3）【解析】【小问1详解】物体从A到B做平抛运动，竖直方向有代入数据解得当物块运动至B点时，恰好沿切线方向进入，则有代入数据解得【小问2详解】小球运动到圆形轨道Ⅱ最低点C的速度为，根据动能定理代入数据解得若小球刚好能通过轨道Ⅱ的最高点，小球过最高点的最小速度为根据动能定理代入数据解得若小球不能通过轨道Ⅱ的圆心等高处，根据动能定理代入数据解得要使小球不脱离竖直光滑圆形