河北省五个一名校联盟2023届高三上学期6月摸底考试物理试题（Word版含答案）

河北省“五个一”名校联盟2023届高三年级摸底考试

物理试卷

命题单位：唐山市第一中学

（满分：100分，测试时间：75分钟）

第Ⅰ卷（选择题，共46分）

一、选择题：本题共10小题，第1~7题只有一项符合题目要求，每小题4分；第8~10题有多项符合题目要求，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。

1. 如图所示，是在赤道平面上相对地球静止的物体，随地球一起做匀速圆周运动。是在地球表面附近做匀速圆周运动的人造卫星，轨道半径约等于地球半径。是地球同步卫星，已知地球表面两极处的重力加速度为，下列关于、、的说法正确的是（　　）

A. 做匀速圆周运动的加速度等于

B. 、、做匀速圆周运动的向心加速度最大的是

C. 、、做匀速圆周运动的速率最大的是

D. 、、做匀速圆周运动的周期最小的是

【答案】A

【解析】

【详解】A．对b根据

可知做匀速圆周运动的加速度等于，选项A正确；

B．根据

卫星c的轨道半径比b大，则做匀速圆周运动的向心加速度小于b；对ac因角速度相等，根据

a=ω2r

可知，c的向心加速度大于a，则、、做匀速圆周运动的向心加速度最大的是b，选项B错误；

C．对ac因角速度相等，根据v=ωr可知，c速度大于a；根据

可知b速度大于c，可知、、做匀速圆周运动的速率最大的是b，选项C错误；

D．对ac因角速度相等，周期相等；对bc根据

可知c的周期大于b，可知、、做匀速圆周运动的周期最小的是b，选项D错误。

故选A。

2. 如图所示，竖直平面内有三根轻质细绳，绳1水平，绳2与水平方向成角，为结点，竖直绳3的下端栓接一质量为、长度为的垂直于纸面放置的金属棒。金属棒所在空间存在竖直向上，磁感应强度大小为B的匀强磁场，整个装置处于平衡状态。现给金属棒通入方向向里，大小由零缓慢增大的电流，电流的最大值为，可观察到绳3转过的最大角度为。已知重力加速度为，则在此过程中，下列说法正确的是（　　）

A. 绳1的拉力先增大后减小

B. 绳2的拉力先增大后减小

C. 绳3的拉力最大值为

D. 金属棒中电流的值为

【答案】C

【解析】

【详解】AB．对整体分析，重力大小和方向不变，绳1、2弹力方向不变，根据左手定则，安培力水平向右逐渐增大，有平衡条件得，水平方向

竖直方向

则电流逐渐变大，则F1增大、F2不变，故AB错误；

C．当电流增大到时，安力与力的合力最大，即绳3的拉力最大

最大值

故C正确；

D．对金属棒受力分析得

得

故D错误。

故选C。

3. 如图所示，在等边三角形三个顶点A、B、C处，分别固定三个点电荷，电荷量分别为、、。过点C作AB边的垂线，垂足为O，过点A作BC边的垂线，垂足为P，两垂线交于M点。取无穷远处电势为零，则下列说法正确的是（　　）

A. 将一个正电荷从O点移到M点电势能变大

B O点电势低于P点电势

C. M点电势低于P点电势

D. P点场强大小大于O点场强大小

【答案】D

【解析】

【分析】题中电场是三个点电荷共同产生的，可以分为两组，即A与B是等量同号电荷，A与C、B与C是等量异号电荷；注意等量同号电荷的中垂线的电场方向沿中垂线指向两侧无穷远，而等量异号电荷的中垂线的电场方向垂直与中垂线指向负电荷一侧。

【详解】A．OM线上的电场可以看作A与B两等量同号电荷产生的中垂线上沿OM指向M的场强，与C处负点电荷产生的沿OM指向M的场强的矢量和，OM线上的电场沿OM指向M，故将一个正电荷从O点移到M点电场力做正功，电势能减小，故A错误；

BC．MP线上的电场为B与C两等量异号电荷的中垂线上的电场，与A处正点电荷产生的电场的矢量和，故MP线上电势从M到P点电势降低，，而OM线上的电场沿OM指向M，故从O到M点电势降低，，所以，故BC错误；

D．P点场强等于B与C两等量异号电荷在中点的场强与A处正点电荷在P点产生的场强的矢量合，而 O点场强等于C处点电荷在O点产生的场强，故P点的场强大小一定大于O点的场强大小，故D正确。

故选D。

4. 由于太阳自身巨大的重力挤压，使其核心的压力和温度变得极高，形成了可以发生核聚变反应的环境。太阳内发生核聚变反应主要为：，已知氘核的比结合能是，氦核的比结合能是。则该反应释放的核能约为（　　）

A.  B.  C.  D.

【答案】C

【解析】

【详解】由比结合能的定义可知，该反应释放的核能约为

故ABD错误，C正确。

故选C。

5. 图甲为一列简谐横波在时刻的波形图，图乙为该波中平衡位置坐标为处质点P的振动图像，则下列说法中正确的是（　　）

A. 该波的传播方向沿轴正方向

B. 在时刻，图甲中质点P相对平衡位置的位移为

C. 在时刻，平衡位置在处的质点的位移为

D. 从时刻开始至时刻结束，在这段时间内，平衡位置在处的质点通过的路程为

【答案】D

【解析】

【详解】A．已知时刻质点P向上振动，根据“上下坡”法，可知该波的传播方向沿x轴负方向，故A错误；

B．由图乙可知

，

则质点的振动方程为

时，质点P的位移为

故B错误；

C．由图甲可知，波长为

又

将波形向左平移1m，此时处的质点位移为，故C错误；

D．因

此时，该质点位移为且向下振动，路程为

故D正确。

故选D。

6. 如图所示，理想变压器原、副线圈匝数之比为，正弦交流电源电压为，电阻，，滑动变阻器最大阻值为，滑片P处于正中间位置，则下列说法中正确的是（　　）

A. 通过的电流为

B. 电压表读数为

C. 若向上移动P，电压表读数将变大

D. 若向上移动P，变压器副线圈输出功率将变大

【答案】B

【解析】

【详解】AB．理想变压器原副线圈匝数之比为，可知原副线圈的电流之比为，设通过R1的电流为I，则副线圈电流为0.25I，原线圈电压

根据匝数比可知副线圈电压为

由欧姆定律知

联立解得

，

故A错误，B正确；

C．若向上移动P，则R3电阻减小，副线圈电流变大，原线圈电流也变大，电阻R1的电压变大，变压器原线圈电压变小，副线圈电压变小，故电压表示数变小，故C错误；

D．变压器副线圈输出功率为

若向上移动P，原线圈电流I>16A，故功率P减小，故D错误。

故选B。

7. 如图所示，在真空环境中有一个半径为R，质量分布均匀的玻璃球。一束复色光沿直线BC方向射入玻璃球，在C点分成两束单色光a、b，入射角为。a光和b光分别在玻璃球表面的E点和D点射出。已知，，真空中的光速为c，则下列说法中正确的是（　　）

A. 若改变入射角的大小，光束可能在玻璃球的内表面发生全反射

B. 若、光分别照射同一光电管都能发生光电效应，则光的遏止电压低

C. 光在射入玻璃球后，传播速度变小，光的波长变大

D. 若光的频率为，则光束在玻璃中的波长为

【答案】B

【解析】

【详解】A．由几何关系知，改变入射角的大小，光束在C点界面折射进入玻璃球的折射角总是等于到D点界面射出的入射角，可见要使激光束可能在玻璃球的内表面发生全反射，则入射角需要等于90°，但光线也就进入不到玻璃球中了，故光束不可能在玻璃球内发生全反射，故A错误；

B．由图、光入射角相同，但折射角a光大于b光，由折射定律

知

则a光的频率小于b光的频率，由光电效应方程

则光的遏止电压低，故B正确；

C．光在真空中速度最大，射入玻璃球后，传播速度变小，由

知射入玻璃球波长变短，故C错误；

D．由a光折射率为

则光束在玻璃中的波长

故D错误。

故选B。

8. 汽车运送圆柱形工件的示意图如图所示，图中P、Q、N是固定在车体上的压力传感器。假设圆柱形工件表面光滑，汽车静止时，Q传感器示数为零，P、N传感器示数不为零。汽车以加速度向左匀加速启动，重力加速度，下列情况说法正确的是（　　）（）

A. 当时，P有示数，Q无示数

B. 当时，P有示数，Q有示数

C. 当时，P有示数，Q有示数

D. 当时，P无示数，Q有示数

【答案】AD

【解析】

【详解】仅N传感器示数有示数时，有

得

当

时，P有示数，Q无示数

当

时，P无示数，Q有示数。

故选AD。

9. 如图所示，传送带与水平方向夹角为，且足够长。现有一质量为可视为质点的物体，以初速度沿着与传送带平行的方向，从点开始向上运动，物体与传送带之间的动摩擦因数为。传送带以恒定的速度运行，物体初速度大小和传送带的速度大小关系为。则物体在传送带上运动的过程中，下列说法正确的是（　　）（重力加速度为）

A. 运动过程中摩擦力对物体可能先做正功再做负功

B. 运动过程中物体的机械能一直增加

C. 若传送带逆时针运动，则摩擦力对物体做功为零

D. 若传送带顺时针运动，则物块在加速过程中电动机多消耗的电能为

【答案】CD

【解析】

【详解】动摩擦因数为，滑动摩擦力的大小为

且

C．若传送带逆时针运动，物体在传送带上先减速为零，再反向加速，加速阶段和减速阶段的加速度均为

又因为，根据运动的对称性可知，再与传送带共速之前，物体从B端以速度离开传送带，整个过程中重力做功为零，支持力不做功，物体动能的变化量为0，根据动能定理可知，整个过程中摩擦力做功也为零，C正确；

D．若传送带顺时针运动，物体放上传送带后摩擦力做正功，加速度大小为

则物体加速至跟传送带共速所用的时间为

物块在加速过程中电动机多消耗的电能等于传送带克服摩擦力所做的功，则有

D正确；

B．若传送带逆时针运动，物体在传送带上先减速为零，该过程摩擦力做负功，物体机械能减小，B错误；

A．若传送带逆时针运动，摩擦力先做负功，物体减速为零之后的反向加速过程中，摩擦力做正功；若传送带顺时针运动，物体先加速至传送带共速，再与传送带一起匀速，整个过程摩擦力均做正功，因此，无论传送带如何转动，摩擦力对物体不可能先做正功再做负功，A错误。

故选CD。

10. 在光滑的水平面上，有一竖直向下的匀强磁场，分布在宽度为的区域内。现有一边长为的正方形闭合金属线框ABCD。第一次线框以初速度沿垂直于磁场边界的方向进入磁场，线框刚好能穿出磁场；第二次线框以初速度沿垂直于磁场边界的方向进入磁场，下列说法正确的是（　　）

A. 线框两次进入磁场过程中，通过线框横截面的电荷量相同，时间相同

B. 第二次线框离开磁场所用时间小于第一次线框进入磁场所需时间

C. 第二次线框进入磁场过程克服安培力做功与第一次线框进入磁场过程克服安培力做功之比为

D. 第二次线圈进入磁场的过程中产生的热量与第二次线框穿出磁场的过程中产生的热量之比为

【答案】BCD

【解析】

【详解】A．线圈就进入磁场时，通过线框横截面的电荷量

则线框两次进入磁场过程中，通过线框横截面的电荷量相同；根据动量定理可知

第一次进入磁场时

出离磁场时

解得第一次线圈完全进入磁场时的速度为

第二次进入磁场时

出离磁场时

解得第二次线圈完全进入磁场时的速度为

第二次线圈出离磁场时的速度

可知线框两次进入磁场过程中，平均速度不等，则时间不相同，选项A错误；

B．由以上计算可知，线圈第一次离开磁场时速度从减小到零；线圈第二次离开磁场时速度从减小到v0，则第二次离开磁场时平均速度较大，则第二次线框离开磁场所用时间小于第一次线框进入磁场所需时间，选项B正确；

C．第二次线框进入磁场过程克服安培力做功

第一次线框进入磁场过程克服安培力做功

则两者之比为，选项C正确；

D．第二次线圈进入磁场的过程中产生的热量

第二次线框穿出磁场的过程中产生的热量

则两者之比为，选项D正确。

故选BCD。

第Ⅱ卷（非选择题，共54分）

二、实验题（本题共2小题，每空2分，共18分）

11. 如图所示，某实验小组用一只弹簧测力计和一个量角器等器材验证力的平行四边形定则。固定在竖直木板上的量角器直边水平，橡皮筋一端固定于量角器圆心的正上方A处，另一端系着绳套1和绳套2。

（1）主要实验步骤如下：

①弹簧测力计挂在绳套1上，竖直向下拉橡皮筋，使橡皮筋的结点到达处，记下弹簧测力计的示数；

②将弹簧测力计挂在绳套1上，手拉着绳套2，缓慢拉橡皮筋，使橡皮筋的结点到达处，此时绳套1沿方向，绳套2沿方向，记下拉绳套1的弹簧测力计的示数；

③根据力的平行四边形定则计算此时绳套1的拉力_________；

④比较_________，即可初步验证力的平行四边形定则；

⑤改变绳套2的方向，重复上述实验步骤。

（2）保持绳套2方向不变，绳套1从图示位置向下缓慢转动的过程中为保持橡皮筋的结点在处不动，绳套1旋转角度应满足的范围是_________。

【答案】    ①.     ②. 和    ③.

【解析】

【详解】（1）[1]据力的平行四边形定则，绳套1的拉力与绳套2的拉力的矢量和等于F，由几何关系知

[2]实际测量绳套1的拉力和应用平行四边形法则计算的绳套1的拉力进行比较，若两者在误差允许的范围内近似相等，即可初步验证力的平行四边形定则。

（2）[3]保持绳套2方向不变，绳套1从图示位置向下缓慢转动的过程中为保持橡皮筋的结点在处不动，即保持两力的合力沿AO方向，故绳套1旋转角度应满足的范围是。

12. 某学习小组为测量一铜芯电线的电阻率，他们截取了一段电线，用米尺测出其长度为，用螺旋测微器测得其直径为，用多用电表测得其电阻值约为。为提高测量的精确度，该小组的人员从下列器材中挑选了一些元件，设计了一个电路，重新测量这段电线（用表示）的电阻。

A．电源E（电动势为，内阻不计）

B．电压表（量程为，内阻约为）

C．电压表（量程为，内阻约为）

D．电流表（量程为，内阻约为）

E．电流表（量程为，内阻约为）

F．滑动变阻器（最大阻值为，允许通过的最大电流为）

G．滑动变阻器（最大阻值为，允许通过的最大电流为）

H．开关一个，导线若干

（1）如图所示，是该实验小组用螺旋测微器对铜芯电线直径的某次测量，其读数是_________。

（2）实验时电流表应选用_________，电压表应选用_________，滑动变阻器应选用_________（填元件前的序号字母）。

（3）为使铜芯电线两端的电压从0开始变化，请你为该实验小组设计电路图，并画在右侧的方框中_________。

（4）某次测量时，电压表示数为，电流表示数为，则该铜芯电线的电阻率的表达式_________。

【答案】    ①. 0.795##0.793##0.794##0.796##0.797    ②. D    ③. B    ④. F    ⑤.     ⑥.

【解析】

【详解】（1）[1]根据螺旋测微器的读数原理，固定尺刻度+可动尺转过的格数乘以精确度，则图中螺旋测微器的读数为

由于可动尺转过的格数需要估读，故读数有误差，结果在0.793~0.797均可。

（2）[2][3]待测电阻值约为，电源电压为3V，则回路最大电流为

故电流表应选量程为0.6A的D，电压表应选量程为3V的B。

[4]为方便操作，滑动变阻器应选最大阻值较小的F。

（3）[5]为使铜芯电线两端电压从0开始变化，滑动变阻器应采用分压式接法，由于

则选用电流表外接法，电路图如图

（4）[6]由欧姆定律

由电阻的决定式

解得

三、计算题（本题共3小题，13题10分，14题10分，15题16分，共36分）

13. 滑板运动是一种陆地上的“冲浪运动”，滑板运动员可以在不同的轨道上滑行。如图所示，轨道位于竖直平面内，其中BC和DE为半径和的两段圆弧轨道，BC的圆心为O点，圆心角，DE的圆心为点，D点在点正下方，CD为水平轨道，C、D处与圆弧轨道平滑连接；滑板a和b的质量均为，运动员的质量。某时刻，运动员踩在滑板a上，先从轨道上的A点以的速度水平滑出，在B点刚好沿着轨道的切线方向滑入圆弧轨道BC，滑上CD轨道后，运动员从滑板a跳到静止放置在水平轨道上的滑板b上，并一起向前继续滑动，跳后滑板a则以的速度返回，然后撤掉。运动员和滑板b经CD轨道后冲上DE轨道。滑板和运动员均可视为质点，运动员调整过程中无机械能增加，不计一切阻力，重力加速度取，求：

（1）运动员到达B点的速度大小；

（2）运动员在D点对滑板b的压力大小。

【答案】（1）6m/s；（2）1098N

【解析】

【详解】（1）运动员从A点运动到B点的过程中，做平抛运动，到达B点时，其速度沿B点的切线方向，根据几何关系可知，运动员到达B点的速度为

（2）从B到C，由动能定理得

解得

运动员跳离滑板a，运动员和滑板a动量守恒，有

运动员跳上滑板b，运动员和滑板b动量守恒，有

解得

运动员到达D点后开始做竖直面内圆周运动，设在点滑板对运动员的支持力为，有

解得

根据牛顿第三定律，运动员对滑板的压力为

14. 小明同学设计了一个用等臂电子天平测量环境温度的实验装置，如图所示。导热汽缸开口向上并固定在桌面上，用质量、截面积的活塞封闭一定质量的理想气体，活塞与汽缸壁间无摩擦。一轻质直杆中心置于固定支点A上，左端用不可伸长的细绳竖直悬挂活塞，右端用相同细绳竖直悬挂一个质量的铁块，并将铁块放置到电子天平上。当电子天平示数为时，测得环境温度。设外界大气压强，重力加速度取。

（1）当环境温度时，电子天平示数为多少克？

（2）该装置可测量的最低环境温度为多少？

【答案】（1）200.0g；（2）291K

【解析】

【详解】（1）轻质直杆中心置于固定支点A上，根据杠杆原理可知，两根细绳上的拉力相等。对铁块受力分析如图，电子天平示数为，理想气体压强，，当环境温度，由

代入数据解得

活塞受力平衡，有

其中拉力

其中，，解得

（2）当温度降低，细绳拉力增大，当拉力时，天平示数为零，此时的温度为该装置可测量的最低环境温度，活塞受力平衡，有

代入数据解得

由

解得

15. 如图所示，在平面直角坐标系的轴上方存在有界匀强电场区域，电场区域的上边界和轴相交于A点，下边界与轴重合，电场强度的方向沿轴负方向，大小为。在轴下方存在长为、宽度为的矩形匀强磁场区域，磁场区域的上边界与轴重合，坐标原点与磁场区域上边界的中点重合，磁感应强度大小为B，方向垂直坐标平面向里。一个质量为，电荷量为的粒子从A点由静止释放，不计粒子重力。

（1）若带电粒子从磁场右侧边界离开磁场，求电场上边界的纵坐标的最大值；

（2）若带电粒子从磁场右侧边界的中点离开磁场区域，求粒子在磁场中运动的最长时间。

【答案】（1）；（2）

【解析】

【详解】（1）如图1所示，当粒子的运动轨迹与磁场区域下边界相切时，电场上边界坐标有最大值，此时粒子的轨迹半径

设最大纵坐标为，根据动能定理及牛顿第二定律

得

（2）粒子从磁场右侧边界的中点离开磁场区域有以下两种情况

（i）粒子在磁场中偏转一次直接从磁场右边界中点离开磁场区域，如图2所示，由几何知识有

解得

（ii）由几何知识可知，粒子要能从磁场右边界中点离开磁场区域，粒子的轨迹半径要满足

则粒子在磁场中可能运动半个周期进入电场，经电场作用后以同样的速率垂直轴进入磁场，然后从磁场区域右边界中点离开磁场，可能的运动轨迹如图3、图4所示。

如图3由几何关系有

解得

如图4得

粒子在磁场中运动周期为

可得

综上，当

时，粒子在磁场中运动的时间最长

最长时间为