卷子答案网-一个不只有答案的网站2023年河北省石家庄市高考物理质检试卷（一）
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
题号 一 二 三 四 总分
得分
注意事项:
1.答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。
2.回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡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，写在试卷上无效。
3.考试结束后，本试卷和答题卡一并交回。
第I卷（选择题）
一、单选题（本大题共7小题，共28.0分）
1. 下列有关原子及原子核的叙述中正确的是( )
A. 卢瑟福否定汤姆孙枣糕式原子模型的依据是粒子散射实验中绝大多数粒子基本上仍沿原来方向前进
B. 氢原子从能级跃迁到能级比从能级跃迁到能级辐射出的光子波长长
C. 越稳定的原子核，其比结合能越大，核子平均质量越小
D. 铀核衰变时放出射线，说明铀核中有粒子
2. 、、为软绳上的三点，时刻手持点由平衡位置开始在竖直方向做简谐运动，至时刻恰好完成两次全振动，此时绳上间形成的波形如图所示，下列四幅位移时间图像中能反映点在时间内运动情况的是( )
A. B.
C. D.
3. 如图所示，竖直面内有矩形，，以为圆心的圆为矩形的外接圆，为竖直直径，空间存在范围足够大、方向由指向的匀强电场。将质量均为的小球、以相同速率从点抛出，小球经过点时的动能是小球在点时动能的倍。已知小球不带电，小球带正电，电荷量为，重力加速度为，该电场的电场强度大小为。则小球经过点时的动能是小球在点时动能的( )
A. 倍 B. 倍 C. 倍 D. 倍
4. 如图所示，用四根符合胡克定律且原长均的橡皮筋将质量为的四个小球连接成正方形，放在光滑水平桌面上。现在使这个系统绕垂直于桌面并通过正方形中心的轴以角速度匀速转动。在系统稳定后，观察到正方形边长变为，可知橡皮筋的劲度系数为( )
A. B. C. D.
5. 如图所示，不可伸长、质量不计的绳子两端分别固定在竖直杆、上，杂技演员利用轻钩让自己悬挂在绳子上，不计轻钩与绳间的摩擦。现将杆绕点垂直纸面向外缓慢转动，该过程中关于绳子上张力大小的变化，下列说法正确的是( )
A. 逐渐变大 B. 逐渐变小 C. 始终不变 D. 先变大后变小
6. 年月日，国务院新闻办公室发布我国第五部航天白皮书中国的航天，白皮书中提到将继续实施月球探测工程，发射“嫦娥六号”探测器、完成月球极区采样返回。若将地球和月球看作一个双星系统，二者间距离为，它们绕着二者连线上的某点做匀速圆周运动，运行周期为；从漫长的宇宙演化来看，两者质量都不断减小，将导致月地间距离变大。若引力常量为，则下列说法正确的是( )
A. 当前月球和地球的动能相等
B. 当前该双星系统的总质量为
C. 在将来的演化过程中，该双星系统运转的周期将逐渐减小
D. 在将来的演化过程中，该双星系统的总动能将逐渐增大
7. 某新新能源汽车以的速度行驶过程中发现其前方处有一辆货车，驾驶员立即刹车，其刹车过程中的图像如图所示，同时货车以下列哪种运动行驶可避免相撞( )
A. B.
C. D.
二、多选题（本大题共3小题，共18.0分）
8. 气缸中有一定质量的理想气体。气体由初始状态开始，经历、、三个过程回到初始状态，其图像如图所示，下列说法正确的是( )
A. 过程中气体分子的平均动能增大
B. 过程中气体分子数密度增大
C. 过程中气体分子在单位时间内撞击单位面积器壁的分子数增加
D. 过程中气体对外做的功小于过程中外界对气体做的功
9. 如图为一理想变压器，铁芯为“”形状，原线圈与副线圈的匝数比：：，通过副线圈的磁感线条数是通过原线圈磁感线条数的，原线圈中接有阻值为的电阻，副线圈中的灯泡额定电压为，额定电流为，滑动变阻器的阻值范围为。当仅闭合时，小灯泡恰能正常发光，假设小灯泡的电阻不变，电源输出电压的有效值恒定。下列说法正确的是( )
A. 若仅闭合，原线圈两端的电压值为
B. 若仅闭合，原线圈中的电流为
C. 若仅闭合，当滑动变阻器的阻值为时，变压器的输出功率最大
D. 当、都闭合，滑动变阻器的阻值逐渐增大时，小灯泡两端的电压逐渐增大
10. 如图所示，在方向竖直向下的匀强磁场中，水平地面上放置一长方体粒子收集装置，其中，，该装置六个面均为荧光屏，吸收击中荧光屏的粒子时可显示粒子位置。在长方体中心处的粒子放射源，可在水平面内沿各个方向均匀发射速率为的带正电粒子，发现在一段时间内，粒子源发射出粒子总数中有被荧光屏所吸收。已知这些粒子的比荷均为，不计粒子重力及粒子间的相互作用。下列说法正确的是( )
A. 匀强磁场的磁感应强度大小为
B. 匀强磁场的磁感应强度大小为
C. 荧光屏上亮线的长度为
D. 荧光屏上亮线的长度为
第II卷（非选择题）
三、实验题（本大题共2小题，共18.0分）
11. 某同学利用图甲所示装置研究“小车含拉力传感器质量一定时，加速度与合外力的关系”。
实验步骤如下：
将拉力传感器固定在小车后端，一细线一端系在拉力传感器上，另一端绕在电动机上，将小车放在长木板的某一位置，调整细线与长木板平行，启动电动机，使小车沿长木板向下做匀速直线运动，记下此时拉力传感器的示数；
保持小车质量不变，撤去细线，让小车由静止开始下滑，设小车受到的合外力为，则 选填“”、“”或“”。某次实验中通过速度传感器得到小车运动的图像如图乙所示，可知小车的加速度为 结果保留两位有效数字；
改变长木板的倾角，重复上述步骤可测出多组、数据，作出图像最接近 图。
12. 一根粗细均匀，中空的柱形导电元件，其横截面及中空部分均为正方形，如图甲所示。某同学想知道中空部分正方形的边长的大小，但太小，无法直接测出，他设计了如下实验进行测量，已知该元件的长度及电阻率。
该同学进行了如下实验步骤：
用螺旋测微器测得该元件横截面外边长；
用多用电表粗测该元件电阻阻值，多用电表的“”挡有“”，“”、“”和“”四挡，选用“”挡测量时，发现指针偏转角度过大，换用相邻的某倍率，重新调零后进行测量，结果如图乙所示，则该元件的电阻值为 。
为精确地测量该导电元件的电阻阻值，可供选择的器材如下：
A.待测导电元件
B.电流表量程，内阻约为
C.电流表量程，内阻约为
D.电流表量程，内阻为
E.滑动变阻器，额定电流
F.直流电源电动势约为，内阻不计
G.定值电阻
H.定值电阻
I.开关一只，导线若干
所用电流表应选择 和 ；定值电阻应选择 选填所选器材前的字母序号。并将实验电路图画在图丙虚线框内，标明所选器材后的字母代号 。
实验中调节滑动变阻器，测得多组电流值、，做出的图像如图丁所示，可得该导电元件的电阻的测量值为 ，则该元件横截面的内边长为 。结果均保留位有效数字
四、计算题（本大题共3小题，共30.0分）
13. 折射率为的半圆形透明柱体，其横截面的半径为，圆心为，为水平直径，如图所示。点光源置于点正下方距点处的圆面内，不考虑光在界面上的反射。
求半圆形界面上无光线射出的区域长度；
若从点正上方观察光源，求观察到的光源距点的距离。
14. 如图所示，光滑斜面体固定在水平地面上，轻弹簧的一端拴接于斜面底端，另一端拴接物块乙，初始时乙静止在斜面上的点。某时刻，物块甲从斜面上的点由静止释放，当甲动能为时与乙碰撞并合为一体，若把碰后的粘合体称为丙，此时丙的动能为，丙向下运动到点时达到最大动能为，向下运动到最低点时动能为，此过程中弹簧始终处于弹性限度内。求：
物块甲、乙的质量之比；
、两点与、两点之间的距离之比。
15. 如图所示，在正交坐标系空间中，竖直向下，为轴上的一点。相距的两平行抛物线状光滑轨道、通过长度不计的光滑绝缘材料在、处与平行倾斜粗糙直轨道、平滑相接，其中抛物线状轨道的方程为，间用导线连接的定值电阻，倾斜轨道足够长，间用导线连接的电容器。电容器最初不带电。抛物线状轨道区域存在方向竖直向下、磁感应强度的匀强磁场，倾斜直轨道区域存在与导轨垂直向上、磁感应强度的匀强磁场。一质量为，长为的金属导体棒在恒定外力作用下从轴开始以初速度沿抛物线状轨道做加速度方向竖直向下、大小为的加速运动，导体棒到达连接处后立即撤去该外力。已知金属导体棒与轨道始终接触良好，金属棒与倾斜直轨道间的动摩擦因数，点纵坐标，金属棒电阻为，其他电阻忽略不计，金属棒在运动过程中始终与轴平行，不计空气阻力，重力加速度取。求：
金属棒初速度的大小；
外力的大小和金属棒在抛物线状光滑轨道运动过程中产生的焦耳热；
电容器最终的电荷量。
答案和解析
1.【答案】
【解析】解：、粒子散射实验中绝大多数粒子穿过金箔后基本上仍沿原来方向前进或发生微小的偏转，说明原子绝大部分空间比较空旷，有很少一部分发生了较大的偏转，有些甚至直接被反弹回来，说明带正电的部分比较集中，且占据空间很小，卢瑟福由此确定了原子的核式结构模型，否定汤姆孙枣糕式原子模型，故A错误；
B、氢原子从能级跃迁到能级比从能级跃迁到能级放出的光子的能量更大，由公式，可知，前者跃迁辐射出的光子的波长比后者短，故B错误；
C、越稳定的原子核，其比结合能越大，核子平均质量越小，故C正确
D、铀核衰变时放出射线，是因为铀核发生了衰变，衰变使原子核的结构发生改变，变成了其它原子核的同时生成了粒子，而不是说铀核中有粒子，故D错误。
故选：。
根据散射实验的现象的分析核式结构模型建立的依据是发生大角度偏转的粒子；再根据能级比较能级跃迁中释放的能量大小关系，由光子能量与频率或波长的关系比较哪种光子波长较长；比结合能越大，表明原子核越稳定，平均核子质量越小；最后根据衰变的本质判断射线的来源。
本题考查原子物理的基础知识，解决此类问题的关键是熟练掌握相关物理学史以及理解物理概念。
2.【答案】
【解析】解：由题可知，简谐振动的周期为。由于图示波形是恰好完成两次全振动时的波形，且、两点正好在平衡位置，之间有一个完整的波形，说明之间的距离等于一个波长，、两点的振动是同步的，此时点正在向下振动，根据介质中各个质点的起振方向与波源起振方向相同，可知点开始时是向下振动的，所以在的时间内，波从点传播到了点；在时刻，点开始向下振动；在时间内，点完成了一个全振动；在时刻，点回到了平衡位置，并且正在向下振动，故ABC错误，D正确。
故选：。
根据点在时间的振动情况，确定波形长度，根据同侧法分析出质点在时刻的运动方向，即可确定振动图像的形状。
本题主要考查简谐横波的相关应用，能利用同侧法分析出质点的振动方向即可。
3.【答案】
【解析】解：由于匀强电场由指向，可知为等势线，设圆的半径为，小球经过点时的动能是小球在点时动能的倍，根据动能定理可得
小球从点抛出到点过程，有：
又
联立解得
则小球经过点时的动能是小球在点时动能的倍。
故ACD错误，B正确；
故选：。
由于匀强电场由指向，可知为等势线，根据动能定理，列式解答。
解题的关键是找到等势线，注意动能定理的应用要选取过程。
4.【答案】
【解析】解：系统稳定后，四个小球均做匀速圆周运动，每个小球做匀速圆周运动的向心力都由连接在其上的两根橡皮筋的拉力的合力提供，则由牛顿第二定律有：，解得，故ABD错误，C正确。
故选：。
四个小球均做匀速圆周运动，由合外力提供向心力。应用胡克定律求出橡皮筋的弹力表达式，由几何关系求出每个球受到的合力，再根据向心力公式列式即可求出橡皮筋的劲度系数。
解答本题时，要知道物体做匀速圆周运动时，由合外力提供向心力，利用合成法求合力。
5.【答案】
【解析】解：设两悬点间的水平距离为，绳长为，绳子与竖直方向的夹角为，则有：
当杆绕点垂直纸面向外缓慢转动的过程中，两悬点间的水平距离增大，绳长不变，增大，增大，对杂技演员受力分析，由平衡条件得：
增大，则减小，绳上拉力增大，故A正确，BCD错误。
故选：。
对杂技演员受力分析，根据平衡条件求解绳上的拉力，根据几何关系判断夹角的变化，进而得到绳上张力大小的变化。
本题考查共点力平衡问题，解题关键是对演员做好受力分析，根据平衡条件判断求解即可。
6.【答案】
【解析】解：、设地球的质量为，地球的轨道半径为，月球的质量为，轨道半径为，地球和月球间万有引力提供两天体做匀速圆周运动所需的向心力，有：
由于
联立解得：
故地球的动能为
月球的动能为
由于地球与月球的质量不同，故两者动能不同，故A错误；
B、双星系统中，两天体之间的万有引力提供向心力，有
将轨道半径代入后整理得：
将代入整理得：
故B正确；
C、由得，两天体质量减小，距离增大，则周期增大，故C错误；
D、由于两天体距离增大，万有引力做负功，系统总动能减小，故D错误；
故选：。
地球和月球间万有引力提供两天体做匀速圆周运动所需的向心力，结合两天体间距离的关系求解两天体的运动半径和双星系统的总质量，根据动能公式求解地球和月球的动能，比较即可；根据双星系统总质量的公式判断周期的变化；根据万有引力做功判断动能的变化。
本题考查双星问题，解题关键是知道两天体做匀速圆周运动所需要的向心力由万有引力提供，结合动能公式求解即可。
7.【答案】
【解析】解：由新能源汽车的图像结合其图像的函数式
可知，其刹车的加速度大小为
则其速度减为零所用的时间为
刹车时间内通过的位移为
A.图为图像，图像的斜率表示速度，可知货车做速度大小为的匀速运动，则两车速度相等所用的时间为
而在此时间内两车之间的位移关系为，故A错误；
B.图为图像，由图像可知货车做加速度的匀加速运动，则两车速度相等所用的时间为
在此时间内两车的位移关系为，故B错误；
图图都为，图在内的平均速度大于做加速度的匀加速直线运动的平均速度，而图在内的平均速度小于做加速度的匀加速直线运动的平均速度，若货车以加速度做匀加速运动时，则两车速度相等的时间为
两车内的位移关系有
则可知恰好相撞，而图反应出来的平均速度大于做加速度的匀加速直线运动的平均速度，故C正确，D错误。
故选：。
由位移时间公式结合图像求出加速度，由速度时间公式求出刹车的时间，然后求出位移。
解决本题的关键知道速度大者减速追速度小者，若速度相等时，未追上，则不可能追上，所以两车相撞只能在速度相等之时或相等之前．
8.【答案】
【解析】解：温度是分子平均动能的标志，过程中气体温度升高，气体分子的平均动能增大，故A正确；
B.的过程中，根据图像可知气体的体积不变，则单位体积内的气体分子密度不变，故B错误；
C.温度是分子平均动能的标志，过程中气体温度不变，分子平均动能不变，但气体体积减小，单位体积内的分子数目增多，因此单位时间内撞击单位面积器壁的分子数增多，故C正确；
D.过程中气体体积的变化量等于过程中气体体积的变化量，但过程中气体的平均压强小于过程中气体的平均压强，根据可知，过程中气体对外做的功大于过程中外界对气体做的功，故D错误。
故选：。
温度是分子平均动能的标志，气体分子数密度与体积有关；根据压强的微观意义分析；根据分析气体做功。
本题主要考查了热力学第一定律和理想气体状态方程以及结合图像来分析问题，内能的变化通过做功和热传递来实现，温度是平均动能的标志。
9.【答案】
【解析】解：原副线圈的匝数比为：，由于通过副线圈的磁感线条数是通过原线圈磁感线条数的，则原副线圈中的电压比为：，若仅闭合，则原线圈两端的电压值为，故A错误；
B.原副线圈中的电流比等于电压的反比，若仅闭合，原线圈中的电流为，故B正确；
C.若仅闭合，设交流电压有效值为，原线圈电流为，副线圈电流为，
：：
联立上式解得
滑动变阻器消耗的功率为
由均值不等式，当时，取得最大值，即当时，消耗的功率最大，故C错误；
D.当、都闭合，小灯泡两端的电压等于副线圈两端的电压，滑动变阻器的阻值逐渐增大时，副线圈中的等效电阻增大，电流逐渐减小，则原线圈中的电流也逐渐减小，两端的电压逐渐减小，电源输出电压的有效值恒定，则原线圈两端的电压逐渐增大，副线圈两端的电压逐渐增大，则小灯泡两端的电压逐渐增大，故D正确。
故选：。
通过副线圈的磁感线条数是通过原线圈磁感线条数的，因此原副线圈中的电压比为：；根据原副线圈电流比等于匝数反比求原线圈电流；根据找到功率的表达式，找到变压器的输出功率最大时滑动变阻器的阻值；小灯泡两端的电压等于副线圈两端的电压，滑动变阻器的阻值逐渐增大时，原线圈两端的电压逐渐增大，故副线圈两端的电压逐渐增大，即小灯泡两端的电压增大。
掌握住理想变压器的电压、电流及功率之间的关系，本题即可得到解决．
10.【答案】
【解析】解：、据题，从点粒子源沿各个方向均匀发射的带正电粒子，发射出粒子总数中有一半被荧光屏所吸收，可知发射的粒子两个临界方向夹角为，由几何知识可知，只能是向垂直于荧光面发射的粒子和背离荧光面发射的粒子，其中垂直于荧光面发射的粒子轨迹与相切，可知粒子运动的轨道半径为，根据洛伦兹力提供向心力得：，可得匀强磁场的磁感应强度大小为，故A正确，B错误；
、在点右侧距离最远的粒子为点，此时，由几何知识可得，因此荧光屏上亮线的长度为，故C错误，D正确。
故选：。
粒子源发射出粒子总数中有被荧光屏所吸收，发射的粒子两个临界方向夹角为，只能是向垂直于荧光面发射的粒子和背离荧光面发射的粒子，画出临界轨迹，由几何知识求出轨迹半径，结合洛伦兹力提供向心力列方程，即可求解匀强磁场的磁感应强度大小。根据几何关系求解荧光屏上亮线的长度。
本题考查带电粒子在磁场中的运动问题，关键要根据题意画出粒子的运动轨迹，结合几何关系求解轨迹半径。
11.【答案】
【解析】解：步骤中小车匀速下滑时，根据平衡条件有：
步骤中小车加速下滑时，受力分析可得：
联立可得：
图像的斜率表示加速度，由图乙可知加速度的大小为：
由本实验的原理可知，当木板倾角为零时，合外力为零，加速度为零，则的图像一定过坐标原点，故A正确，。
故选：。
故答案为：，；。
根据平衡条件计算合力；根据图像斜率计算加速度大小；
根据实验原理分析判断。
本题考查小车含拉力传感器质量一定时，加速度与合外力的关系实验，要求掌握实验原理、实验装置和数据处理。
12.【答案】
【解析】解：选用“”挡测量时，发现指针偏转角度过大，说明指针所指示数过小，为了使指针所指示数变大，因此要减小倍率，选择“”挡，则由图乙可读得该原件的电阻值为；
待测电阻约为，电路中的最大电流，故电流表选择：；
电源的电动势，实验器材中没有电压表，因此需要将用已知内阻的电流表进行改装，内阻已知的电流表只有，故电流表还需选择：；
要改装的电压表的量程需接近电源电压，根据欧姆定律，定值电阻，可知定值电阻需选用的。
由于滑动变阻器的阻值较小，因此要采用分压式接法；由于改装表支路的电流可以准确测出，因此电流表要采用外接法，电路图如图所示：
根据实验电路原理图结合欧姆定律，可得待测电阻
化简得
根据图丁，图像的斜率
结合函数，
待测电阻
由电阻定律有
代入数据解得
故答案为：；；；；电路图见解析； ；。
欧姆表指针偏转角度过大，说明指针所指示数过小，电阻测量值指针所指示数倍率，据此选择挡位，然后读数；
根据待测电阻和电源电动势求电流，然后选择电流表；由于所选器材中没有电压表，因此要将已知内阻的电流表改装成电压表；根据电压表改装的原理选择定值电阻；根据所选器材作电路图；根据欧姆定律求解函数，再结合图像斜率求解待测电阻；根据电阻定律求截面的内边长。
本题考查了实验器材的选择、实验电路图的绘制；实验的难点在于根据欧姆定律求解函数。
13.【答案】解：光在介质内刚好发生全反射时的光路图如图所示
光在点恰好发生全反射
解得：
无光线射出的部分对应的圆心角
故无光线射出的长度
解得：
从点正上方观察时光路如图所示
由图中几何关系可得：
由于、较小，故
由折射定律得
可得观察到得光源的深度为
答：半圆形界面上无光线射出的区域长度为；
观察到的光源距点的距离为。
【解析】光在介质内刚好发生全反射时，根据临界角公式求解临界角大小，进而求解无光线射出的长度；
根据几何关系和折射定律求解即可。
本题考查折射定律，解题关键是掌握折射定律和临界角公式。
14.【答案】解：设甲的质量为，乙的质量为。甲、乙碰撞的过程中，取沿斜面向下为正方向，由动量守恒定律得
由题可知，
解得：：：
在点时，设弹簧的压缩量为，在点时弹簧的压缩量为，在点时弹簧的压缩量为，斜面的倾角为。
初始时，根据平衡条件
在点时，丙的加速度为零，有
从到的过程中，由丙与弹簧组成的系统机械能守恒有
从到的过程中，同样由机械能守恒有
联立解得
即、两点与、两点之间的距离之比：。
答：物块甲、乙的质量之比为：；
、两点与、两点之间的距离之比为：。
【解析】根据碰撞过程的规律：动量守恒定律列方程，结合动能与速度的关系求解物块甲、乙的质量之比；
当丙的加速度为零时速度最大，由平衡条件列方程。结合丙与弹簧组成的系统机械能守恒求解、两点与、两点之间的距离之比。
分析清楚物体的运动过程，把握丙的速度最大的条件：加速度为零，应用机械能守恒定律、动量守恒定律、平衡条件即可正确解题。
15.【答案】解：由题意可知，金属棒在抛物线状轨道区域内做类平抛运动，加速度为，则有水平方向有
竖直方向有
解得：
对照轨迹方程，解得：
由金属棒运动性质可知，金属棒在抛物线状轨道区域内有效切割速度不变，由法拉第电磁感应定律可得
由闭合电路欧姆定律可得
又
联立解得：
由解得金属棒在抛体状轨道上运动的时间为
由焦耳定律可得
解得：
金属棒运动到连接处时，金属棒的竖直分速度为
金属棒运动到连接处时的速度为
斜面倾角满足
可得
金属棒滑上斜面后，取沿斜面向下为正方向，由动量定理可得
又
由电路特点和电容定义可得
联立解得：
答：金属棒初速度的大小为；
外力的大小为，金属棒在抛物线状光滑轨道运动过程中产生的焦耳热为；
电容器最终的电荷量为。
【解析】金属棒在抛物线状轨道区域内做类平抛运动，加速度为，根据分位移公式得到与的关系式，对照抛物线状轨道的方程，求出金属棒初速度的大小。
金属棒在抛物线状轨道区域内有效切割速度不变，由法拉第电磁感应定律、闭合电路欧姆定律、安培力公式相结合计算外力的大小。由焦耳定律求金属棒在抛物线状光滑轨道运动过程中产生的焦耳热；
由速度的合成求出金属棒运动到连接处时的速度。金属棒滑上斜面后，由动量定理求解电容器最终的电荷量。
解答本题的关键要理解金属棒的运动情况，运用运动的分解法研究类平抛过程，得到参数方程。要知道动量定理是求电磁感应问题中电荷量常用的方法。
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