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河南省部分中学2023-2024学年高三上学期开学考试
物理试题卷
注意事项：
1.答卷前，考生务必将自己的姓名.准考证号码填写在答题卡上。
2.作答时，务必将答案写在答题卡上，写在本试卷及草稿纸上无效。
3.考试结束后，将答题卡交回。
一、选择题；本题共8小题，每小题3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．
1．一正弦式交变电压随时间变化的规律如图所示，由图可知（ ）
A．该交变电压的瞬时值表达式为
B．该交变电压的频率为25Hz
C．该交变电压有效值为100V
D．若将该交变电压加在阻值为的电阻两端，该电阻消耗的功率为100W
2．一个在做加速直线运动的物体，它的加速度在不断减小，在第3秒内物体的速度大小由增加到则以下说法正确的是（ ）
A．第3秒内的平均速度小于
B．在秒时的加速度大小为
C．第3秒内的位移可能为7米
D．以上说法都不正确
3．如图所示，两个固定的半径均为的细圆环同轴放置，、分别为两细圆环的圆心，且，两圆环分别带有均匀分布的等量异种电荷、。一带正电的粒子（重力不计）从由静止释放。静电力常量为。下列说法正确的是（ ）
A．中点处的电场强度为
B．中点处的电场强度为
C．粒子在中点处动能最大
D．粒子在处动能最大
4．1905年，爱因斯坦提出光子假设，成功解释了光电效应，并因此获得1921年诺贝尔物理学奖。光电实验集基础理论、实验技术、科研开发于一体，与目前高新技术联系密切。如图为光电管实验，已知电子电荷量为，阴极材料逸出功为，用光子能量为的光照射阴极，假设光电子全都能打在阳极而形成饱和光电流，测得该电流为，则有（ ）
A．单位时间照在材料上的光子总数为个
B．光电子最大初动能为
C．光电子最大初动能还与该种入射光的强度有关
D．如果电源反接，测得遏止电压为3.2V
5．如图所示，从倾角为θ的斜面顶端分别以v0和2v0的速度水平抛出a、b两个小球，若两个小球都落在斜面上且不发生反弹，不计空气阻力，则a、b两球
A．水平位移之比为1∶2
B．下落的高度之比为1∶2
C．在空中飞行的时间之比为1∶2
D．落到斜面时速度方向与斜面夹角之比为1∶2
6．如图所示，实线是一列正弦波在时刻的波形图，虚线是该列波在s时的波形图。质点P（图中未画出）是平衡位置在cm处的该列波上的一点，若时刻P点向下振动，则下列说法正确的是（ ）
A．这列波的最小波速是12m/s
B．这列波频率一定为
C．质点P在到s这段时间内至少完成了1515次全振动
D．若这列波能够与另一列波发生干涉，则干涉后每个质点的振幅变为10cm
7．2020年7月23日，我国成功发射了“天问一号”火星探测器，据估算，“天问一号”探测器将于2020年除夕夜前后到达火星，向世人展示火星之美假设探测器着陆火星后，在两极处测得质量为m的物块受到的火星引力为F，已知火星的半径为R，万有引力常量为G，则有关火星的科学猜想正确的是（ ）
A．火星的第一宇宙速度为
B．火星的质量为
C．赤道表面的重力加速度为
D．火星的同步卫星线速度为
8．如图所示，足够长的固定斜面倾角为，质量为m的滑块在拉力F的作用下沿斜面向下做匀速直线运动。已知滑块与斜面之间的动摩擦因数 ，重力加速度大小为g，为了使拉力F最小，下列说法正确的是（ ）
A．拉力F应垂直于斜面向上 B．拉力F应沿着水平方向
C．拉力F的最小值为 D．拉力F的最小值小于
二、选择题；本题共4小题，每小题4分，共16分．在每小题给出的选项中，有多项符合题目要求．全部选对的得4分，有选错的得0分，部分选对的得2分．
9．法国物理学家贝克勒尔发现自然界中有一些物质具有天然放射现象，能够发生衰变反应。一个静止的原子核衰变一个新核，同时放出一个带电粒子，该粒子的动能大小为E，动量大小为p。下列说法正确的是（ ）
A．放出的带电粒子为α粒子
B．的结合能比大
C．的动量大小为
D．的动能大小为
10．2021年7月1日，上午，中国共产党成立100周年庆祝大会在北京天安门隆重举行，中央广播电视总台全程直播。央视首次使用5G网络代替传统微波技术进行移动4K高清视频直播，5G技术大带宽、低延时的技术优势在直播中得以充分展现，全国人民看到了精彩的现场直播。下列说法正确的是（ ）
A．现场影像资料传输的时候利用了5G高速网络，5G网络技术使用更高频率的传输波段，单个基站覆盖范围更大，更利于信号绕过障碍传播
B．在广场上两个喇叭之间行走时，听到声音忽高忽低，这是两个喇叭发出的声波的干涉现象造成的
C．现场摄影师使用的照相机镜头采用镀膜技术增加透射光，这利用了光的薄膜干涉原理
D．当天活动结束后，有演职人员发现，通过前方路面的“积水“可以看到前方行车的倒影，但是走到前方发现路面无水，这是因为柏油马路温度较高，靠近地表的空气密度较小，光线发生了全反射
11．如图所示，在方向水平向右的匀强电场中，一不可伸长的长度为L的不导电选项的一端连着一个质量为m的带电小球，另一端固定于O点，当小球静止在B点时，细线与竖直方向夹角（，），则（ ）
A．小球带负电
B．匀强电场电场强度的大小为
C．电场中AB两点的电势差为
D．当小球从A点由静止释放至B点，电场力做负功，则小球经B点时的速度大小为
12．如图所示，一重力不计的带电粒子以一定的速率从a点对准圆心射入一圆形匀强磁场，恰好从b点射出．增大粒子射入磁场的速率，下列判断正确的是( )
A．该粒子带正电
B．该粒子带负电
C．粒子从ab间射出
D．粒子从bc间射出
三、实验题：24分
13．（1）在测定金属丝的直径时，螺旋测微器的读数如图所示。可知该金属丝的直径d＝ ×10-3米。
（2）一量程为的电流表，内阻为，表盘刻度均匀，现串联一个的电阻将它改装成电压表，则该电压表的量程是 V。用它来测量电压时，表盘指针位置如图所示。此时电压表的读数大小为 V。
14．某同学用如图甲所示装置探究加速度与力的关系。当地的重力加速度为g。
(1)将长木板固定在水平桌面上，调节定滑轮高度，使连接小车的细线与长木板 ，接通电源，释放小车，打出的纸带如图乙所示，在纸带上取一系列计数点，每两计数点间还有4个点没有画出来，图中上部的数字为相邻两个计数点间的距离。打点计时器的电源频率为50Hz，则小车运动的加速度a= m/s2（结果保留3位有效数字）；
(2)保持小车质量M不变，多次改变砂和砂桶的质量m，重复实验，测得多组砂和砂桶的质量m及对应小车运动的加速度a，作出a-m图象如图丙中①所示，由图象可知，实验过程 （填“满足”或“不满足”）m远小于M；
(3)实验时，要使砂和砂桶的重力近似等于小车受到的合外力，需要将长木板没有定滑轮的一端适当垫高，使长木板与水平的夹角正切值为 （用题目及图丙中相关字母表示），以平衡摩擦力，然后重新实验，测得多组加速度a与砂和砂桶的质量m，作出的图线应是图丙中的图线 （填“①”“②”“③”或“④”）。
四、解答题：36分
15．如图，粗细均匀的光滑细玻璃管竖直放置，A、G端均开口，BC段和DEF段有水银柱。其中，AB段长度为40cm，BC、EF段长度均为25cm，CD段长度40cm。DE段长度10cm、FG段比较长，CD部分封闭有一定质量的理想气体，外界大气压强po=75cmHg。求：
（1）初始状态下，CD段气体的压强；
（2）当封闭A端，在G端加上活塞并缓慢向左压，使BC段水银柱的B端向上移动10cm。求FE段水银柱的F端向下移动的距离（整个过程温度不变）。
16．一长为L的细线一端固定于O点，另一端拴一质量为m、带电荷量为+q的小球，处于如图所示的水平向右的匀强电场中。开始时，将细线与小球拉成水平伸直状态，小球静止在A点，释放后小球由静止开始向下摆动，当细线转动到O点左侧且与竖直方向夹角θ=30°时，小球速度恰好为零，重力加速度大小为g，求：（答案可用根号表示）
（1）匀强电场的电场强度大小E；
（2）小球运动过程中的最大速度vm；
（3）若想让小球做完整的圆周运动，则小球在A点释放瞬间至少要获得多大的竖直向下的初速度v0。
17．如图甲所示，两条间距为l、足够长的平行光滑金属轨道MN、PQ固定在水平面上，轨道平面存在如图乙所示的磁场，磁感应强度在0~T时间内呈线性变化，T时刻后稳定不变，大小为B。t=0时刻，磁场方向垂直于纸面向下。有一边长也为l，质量为m，总电阻为R的正方形线框ABCD在外力的作用下固定在轨道上，线框有一半面积位于磁场内。T时刻，撤去外力，同时给线框一个水平向右的初速度v0，线框最终能全部穿过磁场右边界EF，已知CE长度大于线框的边长：
(1)在0~T时间内，线框中感应电流的大小和方向；
(2)线框完全进入磁场时的速度大小；
(3)从t=0时刻开始到穿出EF边界的过程中，线框产生的总热量。
参考答案
1．B
A．由图象可知，交流电的最大值为，电流的周期为0.04s，交流电的角速度为
所以交流电的电压瞬时值的表达式为
故A错误；
B．可得交流电的频率为
故B正确；
C．交流电的电压有效值为
故C错误；
D．将该交变电流的电压加在阻值的电阻两端，则电阻消耗的功率为
故D错误；
故选B。
2．C
物体做加速度不断减小的加速运动，图像如图所示
A．图像和时间轴围成的面积表示位移，可知位移大于物体做匀变速直线运动位移，而做匀变速直线运动位移为
所以第3秒内的实际的平均速度大于，A错误；
B．假如是匀变速运动，物体的加速度为
但是根据图像无法判断何时曲边的斜率等于4，即无法知道何时的加速度为，B错误；
C．第三秒内的位移为图像和时间轴围成的面积，这块面积大于做匀变速度运动位移6m，小于以8m/s做匀速运动的位移8m，所以第3秒内的位移可能为7米，C正确。
D．根据以上分析，D错误。
故选C。
3．A
AB．将+Q圆环看成n个点电荷组成的，每个点电荷的电荷量为q，每个点电荷在中点处的电场强度方向与的夹角均为30°，根据场强的叠加原理可知，+Q圆环在中点处产生的场强竖直分量矢量和为0，只有水平分量，且为
方向由O1→O2；
同理可知，-Q圆环在中点处产生的场强大小为
方向由O1→O2，故中点处的电场强度为
故A正确，B错误；
CD．间场强水平向左，在O1点到O2粒子所受的电场力水平向左，电场力做正功，动能增大；在O2点左侧某处合场强为零，在O2点左侧场强方向先水平向左后水平向右，粒子受到的电场力先水平向左后水平向右，电场力先做正功后做负功，动能先增大后减小，所以粒子在O2处左侧某处动能最大，故CD错误。
故选A。
4．B
A．根据
可得单位时间照在材料上的光子总数为
A错误；
B．根据光电效应方程
可得
B正确；
C．光电子最大初动能与该种入射光的频率有关，与光照强度无关。C错误；
D．遏止电压为
D错误。
故选B。
5．C
因为两个小球均落到斜面上，所以二者的位移偏转角相同，又由于初速度之比为1∶2，所以根据位移偏转角的正切值，所以运动时间之比为1∶2，C正确；再结合，可得水平位移之比为1：4，A错误；再根据，下落的高度之比为1：4，B错误；再根据速度偏转角的正切值是位移偏转角正切值的两倍可知，速度偏转角相同，速度方向与斜面夹角之比为1∶1，D错误
6．C
A．由波形图可知波长为λ=16cm，则个波长，若时刻P点向下振动，则波向x轴负向传播，则在1s内传播的距离为
波速为
（n=0，1，2，3……）
当n=0时，v=12cm/s，可知这列波的最小波速是12cm/s，选项A错误；
B．波的频率
（n=0，1，2，3……）
则这列波频率可能为，选项B错误；
C．波的周期为
最大周期为
可知，即质点P在到s这段时间内至少完成了1515次全振动，选项C正确；
D．若这列波能够与另一列波发生干涉，则干涉后有些质点的振动加强，振幅可能变为10cm，有些质点的振动减弱，振幅可能小于5cm，选项D错误。
故选C。
7．B
A．根据
解得火星的第一宇宙速度为
A错误；
B．根据
解得火星的质量为
B正确；
C．设火星的自转周期为T，则火星表面赤道处有
解得
C错误；
D．根据
解得
火星的同步卫星的轨道半径大于近地火星做圆周运动的半径，火星的同步卫星线速度小于，D错误。
故选B。
8．D
CD．为了使拉力F最小，设拉力F与斜面的夹角为，对滑块受力分析，根据平衡条件有
变形可得
应用辅助角公式有
，
当时，拉力F最小
故D正确，C错误；
AB．由，，可知
所以
故AB错误。
故选D。
9．AD
A．写出核反应方程为
故放出的粒子为α粒子，A正确；
B．虽然衰变的过程中释放能量，总结合能增大，但衰变生成的α粒子也有一部分结合能，所以结合能不一定比大，B错误；
C．核反应前后动量守恒有
pTh=pHe=p
C错误；
D．的动能为
的动能为
联立解得
D正确。
故选AD。
10．BCD
A．现场影像资料传输的时候利用了5G高速网络，5G网络技术使用更高频率的传输波段，意味着波长更短，抗干扰能力更强，缺点就是单个基站覆盖范围小，需要更多基站才能实现信号全覆盖，选项A错误；
B．在广场上两个喇叭之间行走时，听到声音忽高忽低，这是两个喇叭发出的声波的干涉现象造成的，选项B正确；
C．现场摄影师使用的照相机镜头采用镀膜技术增加透射光，这利用了光的薄膜干涉原理，选项C正确；
D．通过前方路面的“积水”可以看到前方行车的倒影，但是走到前方发现路面无水，这是因为柏油马路温度较高，靠近地表的空气密度较小，光在传播过程中发生了全反射，选项D正确。
故选BCD。
11．BD
A．小球静止在B点，受力平衡，受到重力、电场力和绳子的拉力，电场力水平向右，与电场方向一致，说明小球带正电，A错误；
B．根据共点力平衡条件可得
解得
B正确；
C．电场中AB两点的电势差为
C错误；
D．过程中电场力和重力做功，根据动能定理可得
解得
D正确。
故选BD。
12．BD
AB．由左手定则知，该粒子带负电，故A选项错误，B选项正确；
CD．由，解得知增大粒子射入磁场的速率，带电粒子的运动半径增大，故粒子从bc间射出，C选项错误，D选项正确．
13． 0.900 1 0.80
（1）[1]金属丝的直径
d＝0.5mm+0.01mm×40.0=0.900mm=0.900×10-3m
（2）[2]该电压表的量程是
[3]用它来测量电压时，表盘指针位置如图所示。此时电压表的读数大小为0.80V。
14． 平行 2.07 满足 ③
(1)[1]调节定滑轮高度，使连接小车的细线与长木板平行；
[2]每两点问还有4个点没有画出来，时间间隔为T=0.1s，根据逐差法可知，小车加速度为
(2)[3]由牛顿第二定律
得到
由图象可知，a与m成线性关系，由此可以判断满足m远小于M；
(3)[4][5]由
结合图象知
则小车与斜面间的动摩擦因数，平衡摩擦力时设长木板与水平面间的夹角为θ，则
平衡摩擦力后，重新实验，a与m的关系为
因此图线过原点并与图线①平行，因此作出的图线应是③。
15．（1）；（2）
(1)设初状态CD部分气体的压强为，则
(2)封闭A端，在G端加上活塞并缓慢向左压，设初状态AB部分气体的压强为，体积为，末状态AB部分气体的压强为，体积
由玻意耳定律
解得
再研究CD段气体，由玻意耳定律
解得
综合所述，FE段水银柱的F端向下移动的距离
16．（1）；（2）；（3）
（1）根据题意，从初始位置到左侧最高点过程中，根据功能关系可得
解得
（2）如下图所示，从圆心作一条重力与电场力合力方向的有向线段，交AB圆弧于C点，则C点为等效最低点；当小球运动到等效最低点C时，速度达到最大，且当小球位于等效最低点时，绳与水平方向的夹角为60°。
从初始位置到等效最低点C，根据动能定理得
解得
（3）若让小球恰能做完整的圆周运动，即小球恰好能通过等效最高点D，有由图可知，重力与电场力的合力为
在等效最高点，根据牛顿第二定律
从初始位置到D，根据动能定理得
联立解得
理解不受电场力时，物体做圆周运动在最低点和最高点时，合外力方向与速度方向的关系。再根据该关系，推导出同时受电场力和重力作用时，物体做圆周运动的等效最低点和等效最高点。
17．(1)，ABCDA；(2)；(3)
(1)在时间内，通过线框的磁通量发生变化，由法拉第电磁感应定律可得
产生的感应电流大小为
根据楞次定律，感应电流方向为ABCDA。
(2)T时刻，撤去外力后，线框在安培力作用下作减速运动，由动量定理可得
其中
解得
(3)时间内产生的热量
设进入磁场过程产生的热量为，根据能量关系可得
线框全部在磁场中匀速运动时不产生热量，设穿出磁场过程产生的热量为，线框在安培力作用下，做减速运动，由动量定理可得
其中
可得
则
可得全过程产生的总的热量
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