2023届河南省天一大联考高三下学期阶段性测试(六)三模理综物理试题

2023届河南省天一大联考高三下学期阶段性测试（六）三模理综物理试题
一、单选题：本题共7小题，每小题4分，共28分 (共7题)
第(1)题如图所示，质量分别为、的小球，通过完全相同的甲、乙两弹簧竖直悬挂在天花板上。

已知重力加速度大小为，弹
簧质量可忽略不计且始终在弹性限度内，不计一切阻力。

用水平挡板竖直向上缓慢托起小球，直至将甲弹簧压缩到弹力大小
为，之后在某时刻突然撤去挡板，下列说法正确的是（ ）
A ．与初始位置比，撤去挡板前甲弹簧的弹性势能增加
B ．与初始位置比，撤去挡板前乙弹簧的弹性势能增加
C ．在撤去挡板的瞬间，甲、乙两弹簧的弹力之比为
D ．在撤去挡板的瞬间，甲、乙两弹簧的形变量之比一定为
第(2)题
某摩天轮的直径达120m ，转一圈用时1600s 。

某同学乘坐摩天轮，随座舱在竖直平面内做匀速圆周运动，依次从A 点经B 点运动到C 的过程中（ ）
A
．角速度为
B ．座舱对该同学的作用力一直指向圆心
C ．重力对该同学做功的功率先增大后减小
D ．如果仅增大摩天轮的转速，该同学在B 点受座舱的作用力将不变
第(3)题图甲为某款电子称，其内部有平行板电容器（图乙所示），两极板之间用劲度系数为的绝缘弹簧相连，下极板固定在绝缘水
平台面上，上极板接地，且可在竖直方向上移动并始终与下极板保持平行。

已知上极板质量为，电容器充完电后与电源断开，极板间距为d ，不称物体时，两极板间电压为，待测物体置于称上时，两极板间距发生微小变化，若此时电容器的电压改变量为，重力加速度为，则待测物体所受的重力大小为（ ）
A
．
B ．C
．
D ．
第(4)题两个住在相邻宿舍的大学生，为了节约电费，把他们的天花板上的电灯串联了起来，商定双方都安装照明功率为100W 的白炽灯泡，电费平分，但两个人各自心怀鬼胎，A 学生安装了照明功率为200W 的灯泡，B 学生安装了照明功率为50W 的灯泡，假设每个灯泡的电阻不随着加在其上的电压变化而变化，则下列说法正确的是（ ）
A ．按照最初的协议，A 学生和
B 学生获得的实际的照明功率均为50W
B ．实际上，A 获得了32W 的照明功率
C ．实际上，B 获得了32W 的照明功率
D ．相比较之下，A 同学在花费相同的电费的情况下，获得了更多的照明功率
第(5)题
如图所示，一半径为R的竖直光滑圆轨道固定在倾角为37°的斜面上，圆轨道与斜面相切于N点，MN为圆轨道的一条直径，整个装置始终保持静止。

一个质量为m的小球恰能在圆轨道内侧做圆周运动，重力加速度为g，，则（ ）
A．小球通过M点时速度大小为
B．小球在N点对轨道的压力大小为
C．小球从M点顺时针运动到N点的过程中，重力的功率先增大后减小
D．小球从M点顺时针运动到N点的过程中，轨道对小球的弹力先增大后减小
第(6)题
如图所示，一长为L的绝缘轻绳一端系着质量为m、带电荷量为+q的小球（可视为质点）、另一端固定在O点，整个空间存在与竖直方向夹角为的匀强电场。

小球绕O点在竖直面ACBD内做圆周运动，其中AB水平，CD竖直，E、F连线与电场平行且经过O点，小球运动到A点时速度最小，为，g为重力加速度，则下列说法正确的是（ ）
A
．匀强电场的电场强度大小为B．小球从A点运动到B点，合力做功为4mgL
C．小球在B点时轻绳的拉力大小为6mg D．小球运动到E点时机械能最小
第(7)题
阿香同学在实验过程中发现以下现象：他先用蜡烛将一银白色金属钢球熏黑，之后把完全熏黑的钢球浸入一盛有水的无色透明的玻璃杯中，从玻璃杯侧面观察，却发现金属球由黑色变成银光闪闪的。

经过仔细观察，阿香发现当金属球浸没在水面之下时候表面有一层被水膜包裹着的空气层，如图所示，则下列推断不正确的是（）
A．由于水不浸润烟灰，所以在金属球附近形成了被水膜包裹着的空气层
B．如果取出金属球，则金属球依然是一团漆黑
C．从玻璃杯侧面看过去，金属球表面银光闪闪，是因为光线在金属球表面发生了全反射
D．水膜与空气层的形成，与液体的表面张力有关
二、多选题：本题共3小题，每小题6分，共18分 (共3题)
第(1)题
如图，真空中同一平面内固定两点电荷和，以点电荷为圆心的圆上有A、B、C、D四点，其中C点为两点电荷连线与圆的交点且场强为零，和为两条互相垂直的直径。

关于A、B、C、D四点，下列说法正确的是（ ）
A．A、B两处电场强度相同
B．C处电势最高
C．C点到、的距离之比为
D．电子从A点沿着圆弧逆时针运动到B点过程中，电势能先增大后减小
第(2)题
陶瓷是中华瑰宝，是中华文明的重要名片。

在陶瓷制作过程中有一道工序叫利坯，如图（a）所示，将陶瓷粗坯固定在绕竖直轴转动的水平转台上，用刀旋削，使坯体厚度适当，表里光洁。

对应的简化模型如图（b）所示，粗坯的对称轴与转台转轴重合。

当转台转速恒定时，关于粗坯上P、Q两质点，下列说法正确的是（）
A．P的角速度大小比Q的大B．P的线速度大小比Q的大
C．P的向心加速度大小比Q的大D．同一时刻P所受合力的方向与Q的相同
第(3)题
某光控开关控制电路如图所示，R1为光敏电阻（电阻值随光照强度的减弱而增大），R2为滑动变阻器，电源内阻忽略不计。

当光控开关两端电压升高到一定值时，照明系统打开，以下操作能使傍晚时照明系统更早打开的是（ ）
A．电源不变，R2的滑片P向下滑动
B．电源不变，R2的滑片P向上滑动
C．R2的滑片位置不变，换电动势更大的电源
D．R2的滑片位置不变，换电动势更小的电源
三、解答题：本题共4小题，每小题8分，共32分 (共4题)
第(1)题
金刚石中碳原子间的作用力很强，具有很大硬度，可以用来切割玻璃。

已知金刚石的密度，碳原子的摩尔质量M为，阿伏加德罗常数为。

现有一块体积的金刚石，则
（1）这块金刚石中含有N个碳原子，N=？
（2）假如金刚石中碳原子是紧密地排列在一起的，写出碳原子的直径的表达式。

第(2)题
如图所示，在平面直角坐标xOy的第1象限内存在垂直纸面向里的匀强磁场，第Ⅲ象限存在平行于x轴的匀强电场，第Ⅳ象限存在垂直纸面向里的磁感应强度大小为B0的匀强磁场。

质量为m、电荷量为+q的粒子从P（-3a，-a）点由静止释放，
经Q（O，-a）点进入第Ⅳ象限，此后经M（，0）点进入第1象限。

不计粒子的重力。

（1）求第Ⅲ象限内匀强电场的电场强度大小E
（2）若粒子未进入第Ⅱ象限，则第Ⅰ象限内匀强磁场的磁感应强度B的大小应满足的条件。

（3）若第Ⅰ象限内匀强磁场的磁感应强度B=4B0，在x轴上过N点有一垂直于x轴的挡板，粒子恰好能垂直打在挡板上，求N点的横坐标x N及粒子在第Ⅰ象限和第Ⅳ象限运动的总时间t。

第(3)题
智能驾驶辅助系统极大提高了汽车运行的安全性。

如图所示，在某次安全性能测试中两辆汽车A、B沿同一条直线同向行驶，前车B的速度，后车A的速度，A车在时刻发射一超声波脉冲，脉冲波经 B车反射后在时被 A车
刚好接收。

A车接收到超声脉冲后立即以大小为的加速度刹车至两车速度大小相等，已知声波在空气中传播的速度，求：
（1）A 车刹车时A、B两车间的距离；
（2）A、B两车速度大小相等时两车间的距离。

第(4)题
第24届冬奥会将于2022年由北京和张家口两个城市联合举办，跳台滑雪是其中最具观赏性的项目之一，因其惊险刺激，动作优美深受观众喜爱。

某滑道示意图如图所示，长直助滑道AB与圆弧形滑道BC平滑衔接，且AB与水平面的夹角为37°，助滑
道AB长L＝90m，滑道BC光滑，高h=10m，圆弧滑道的半径R=20m。

C是圆弧滑道的最低点，质量m=80kg（含滑板等装备）的运动员（可视为质点）从A处由静止开始匀加速下滑，加速度a=5m/s2，重力加速度g=10m/s2。

（sin37°=0.6，cos37°=0.8）（1）求滑板与AB段的动摩擦因数µ是多大？
（2）求运动员在AB段所受合外力的冲量的I；
（3）若不计BC段的阻力，求运动员经过C点时对轨道压力F的大小。

四、实验题：本题共2小题，每小题11分，共22分 (共2题)
第(1)题
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，设计的实验装置如图。

固定在竖直木板上的量角器直边水平，橡皮筋一端固定在量角器圆心O的正上方A点，另一端系绳套1和绳套2。

（1）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O点，记下弹簧测力计的示数F；
②弹簧测力计挂在绳套1上，手拉着绳套2，缓慢拉橡皮筋，使橡皮筋的结点达到O点，此时绳套1沿0°方向，绳套2沿120°方向，此时弹簧测力计的示数为；
③根据力的平行四边形定则计算绳套1和绳套2的合力___________；
④比较___________，即可初步验证力的平行四边形定则。

（2）将绳套1由0°方向缓慢转动到60°方向，同时绳套2沿120°方向不变，此过程中保持橡皮筋的结点在O点不动，关于绳套1的拉力大小的变化，下列结论正确的是___________。

A．逐渐增大 B．先增大后减小
C．逐渐减小 D．先减小后增大
第(2)题
某同学做“探究平抛运动的特点”实验。

（1）该同学先用图1所示的器材进行实验。

他用小锤打击弹性金属片，A球就水平飞出，同时B球被松开，做自由落体运动，改变小球距地面的高度和打击小球的力度，多次重复实验，均可以观察到A、B两球同时落地。

关于本实验，下列说法正确的是( )
A．实验现象可以说明平抛运动在水平方向上是匀速直线运动
B．实验现象可以说明平抛运动在竖直方向上是自由落体运动
C．实验现象可以同时说明平抛运动在两个方向上的运动规律
（2）为了在（1）实验结论的基础上进一步研究平抛运动的规律，该同学用图2所示的器材继续进行实验，描绘出小球做平抛运动的轨迹。

如图3所示，以小球的抛出点O为原点，水平方向为x轴，竖直方向为y轴建立坐标系。

该同学在轨迹上测量
出A、B、C三点的坐标分别为、和。

如果坐标满足___________关系，说明小球抛出后
在O、A、B、C相邻两点间运动经历了相等的时间间隔。

同时，如果坐标还满足___________关系，那么证明小球的水平分运动是匀速直线运动。

（3）某同学设计了一个探究平抛运动的家庭实验装置。

如图4所示，在一个较高的塑料筒侧壁靠近底部的位置钻一个小孔，在小孔处沿水平方向固定一小段吸管作为出水口。

将塑料筒放在距地面一定高度的水平桌面上，在筒中装入一定高度的水，水由出水口射出，落向地面，测量出水口到地面的高度y和水柱的水平射程x。

在实验测量的过程中，该同学发现测量水柱的水平射程x时，若测量读数太慢，x的数值会变化。

a.请分析水平射程x的数值变化的原因。

( )
b.为了减小实验误差，应选用直径较大的容器，还是直径较小的容器？请说明判断依据。

( )。