2023届河北省衡水中学高三下学期五调考试物理答案

2022—2023衡水中学下学期高三年级五调考试物理本试卷分第I卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分。共8页，总分100分，考试时间75分钟。第I卷（选择题共46分）一、选择题：本题共10小题，共46分。在每小题给出的四个选项中，第l~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，每小题6分，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.甲、乙两小球先后从同一水平面的两个位置，以相同的初速度竖直向上抛出，小球距抛出点的高度与时间的关系如图所示。不计空气阻力，重力加速度为，则两小球在图中的交点位置时，距离抛出点的高度为（ ）A. B.C. D.【答案】B【解析】【详解】物体能上升的最大高度为从最高点到交点位置下落的时间从最高点到交点位置下落的高度则两小球在图中的交点位置时，距离抛出点的高度为故选B。2.2023年1月，“中国超环”成为世界上首个实现维持和调节超过1000秒的超长时间持续脉冲的核反应堆。其核反应方程，已知的质量，的质量，的质量，反应中释放出光子，下列说法正确的是（ ）A.该核反应在高温高压下才能发生，说明该核反应需要吸收能量B.光子来源于核外电子的能级跃迁C.X是中子，该核反应为核聚变反应D.X的质量为【答案】C【解析】【详解】A．该核反应为核聚变反应，释放能量，故A错误；B．光子来源于原子核的能级跃迁，而不是核外电子的能级跃迁，故B错误；C．根据电荷数和质量数守恒可知X是中子，该核反应为核聚变反应，故C正确；D．该反应释放能量，有质量损失，则X的质量小于，故D错误。故选C。3.2018年1月12日，我国成功发射北斗三号组网卫星．如图为发射卫星的示意图，先将卫星发射到半径为r的圆轨道上做圆周运动，到A点时使卫星加速进入椭圆轨道，到椭圆轨道的远地点B点时，再次改变卫星的速度，使卫星进入半径为2r的圆轨道．已知卫星在椭圆轨道时距地球的距离与速度的乘积为定值，卫星在椭圆轨道上A点时的速度为v，卫星的质量为m，地球的质量为M，引力常量为G，则发动机在A点对卫星做的功与在B点对卫星做的功之差为(忽略卫星的质量变化)（）A.B.C.D.【答案】B【解析】【详解】由可知，卫星在轨道半径为r圆轨道上运动的线速度大小，在半径为2r的圆轨道上做圆周运动的线速度大小为，设卫星在椭圆轨道上B点的速度为，由，可知在A点时发动机对卫星做功，在B点时发动机对卫星做的功为，因此，B正确，ACD错误．故选：B．4.空间中a、b、c、d四点位于正四面体的四个顶点，m、n两点分别ab是和cd的中点。在a、b两点分别固定等量正电荷，正四面体对电场分布没有影响。下列说法正确的是（ ）A.m、n两点的电势相等B.c、d两点的电场强度相同C.带正电的试探电荷从c点沿cm移动到m点，试探电荷的电势能减小D.带负电的试探电荷从c点沿cd移动到d点，试探电荷的电势能先减少后增加【答案】D【解析】【详解】A．根据题意可知，等量同种电荷的等势面分布图，如图所示由沿电场线方向，电势逐渐降低可知，离两个点电荷距离越远电势越低，由于点离两个点电荷的距离大于点离两个点电荷的距离，则有故A错误；BD．c、d两点离两个点电荷的距离相等，由对称性可知，c、d两点电势相等，电场强度的大小相等，但方向不同，由于点离两个点电荷的距离小于c、d两点离两个点电荷的距离，则有由可知，带负电的试探电荷从c点沿cd移动到d点，试探电荷的电势能先减少后增加，故B错误，D正确；C．由于c点离两个点电荷的距离大于点离两个点电荷的距离，则有则带正电的试探电荷从c点沿cm移动到m点，试探电荷的电势能增加，故C错误。故选D。5.空间中有一列简谐横波沿x轴正方向传播，t＝0s时位于O点的波源开始振动。0.4s时的波形如图所示，波源的位移y＝2cm，下列说法正确的是（ ）A.波源起振方向是沿y轴负方向B.波源的振动周期是0.8sC.简谐波的波长4.2mD.再经过0.64s时，x＝4m处的质点到达波峰【答案】D【解析】【分析】【详解】A．根据波形平移法判断可知，图示时刻x=2m处质点的振动方向沿y轴正方向，因此波源开始振动时的方向也为沿y轴正方向运动，故A错误；B．由波形图可知则周期为故B错误；C．波速为波长为故C错误；D．0.4s时的波形如图所示，波峰位于再经过0.64s时，波向前传播则x＝4m处的质点到达波峰，故D正确。故选D。6.如图所示，轻绳MN的两端固定在水平天花板上，物体m1通过另一段轻绳系在轻绳MN的某处，光滑轻滑轮跨在轻绳MN上，可通过其下边的一段轻绳与物体m2一起沿MN自由移动。系统静止时轻绳MN左端与水平方向的夹角为60°，右端与水平方向的夹角为30°。则物体m1与m2的质量之比为（ ）A.1：1 B.1：2 C. D.【答案】A【解析】【详解】对物体m1上端绳结受力分析如图所示根据共点力平衡及几何关系，合力正好平分两个分力的夹角，可得对滑轮受力分析得根据轻绳拉力特点可知则A正确。故选A。7.如图所示，轻质弹簧的一端与固定的竖直挡板拴接，另一端与物体相连，物体置于光滑水平桌面上（桌面足够大），A右端连接一细线，细线绕过光滑的定滑轮与物体B相连。开始时托住B，让A处于静止且细线恰好水平伸直，然后由静止释放B，直至其获得最大速度。已知物体A始终没有碰到滑轮，弹簧始终在弹性限度内，不计空气阻力。关于该过程，下列说法正确的是（ ）A.物体B受到细线的拉力保持不变B.物体B机械能的减少量等于弹簧弹性势能的增加量C.物体A动能的增量小于物体B所受重力对B做的功与弹簧弹力对做的功之和D.物体A与弹簧所组成的系统机械能的增加量等于物体B所受重力对B做的功【答案】C【解析】【详解】A．物体B下降的过程中，B的速度逐渐增大，弹簧弹力逐渐增大，因此加速度逐渐减小，对物体B进行受力分析可知，绳子拉力逐渐增大，A错误；B．根据能量守恒可知，物体B机械能的减小量等于弹簧弹性势能的增量和物体A动能的增量之和，B错误；C．根据动能定理可知物体A动能的增量等于弹簧对A做的负功与绳子拉力对A做的正功之和，而由于物体B加速下降，绳子拉力小于B的重力，因此物体A动能的增量小于物体B所受重力对B做的功与弹簧弹力对A做的功之和，C正确；D．物体A与弹簧所组成的系统机械能的增加量等于绳子拉力对A做的功，而绳子拉力小于B所受的重力，D错误。故选C。8.如图所示，输入电压有效值且保持不变，完全相同的灯泡两端的电压均为，已知为随温度升高阻值减小的热敏电阻，变压器为理想变压器，两灯泡阻值不变且始终未烧坏，下列说法正确的是（ ）A.原、副线圈的匝数之比为B.流经灯泡的电流与热敏电阻的电流之比为C.若热敏电阻温度升高，灯泡变亮、变暗D.若热敏电阻温度升高，灯泡变亮、变亮【答案】BC【解析】【详解】A．由于灯泡a两端的电压为U0，因此加在原线圈两端的电压为2U0，根据可知原、副线圈的匝数之比A错误；B．根据原、副线圈电流之比而流过灯泡的电流相等，因此流经灯泡的电流与热敏电阻的电流之比为，B正确；CD．若热敏电阻温度升高，电阻减小，副线圈的总电阻减小，总电流增大，导致原线圈的电流增大，加在灯泡a两端的电压升高，灯泡a变亮，原线圈分得的电压降低，从而副线圈电压降低，灯泡b变暗，C正确，D错误。故选BC。9.如图所示，一开口竖直向下导热良好的玻璃管用水银柱封闭一定质量的空气。水银柱长度为15cm，下端刚好与玻璃管溢出口平齐；被封闭的空气柱长度为30cm。此时周围环境温度为，大气压强为。现将玻璃管缓慢旋转至开口竖直向上（水银没溢出玻璃管），然后再加热至。下列说法正确的是（ ）A.玻璃管刚好旋转至开口向上时管内空气柱长度为20cmB.玻璃管刚好旋转至开口向上时管内空气柱长度为25cmC.将玻璃管加热至时空气柱长度为33.6cmD.将玻璃管加热至时空气柱长度为36cm【答案】AD【解析】【详解】AB．设玻璃管横截面积为，则倒置时管内气体压强为，由平衡条件可知解得管内气柱体积为将玻璃管缓慢倒置过来，稳定后管内气体压强为，由平衡条件得解得设此时管内气体气柱长度为，则根据玻意耳定律可得解得故A正确，B错误；CD．假设加热过程中，水银未溢出。将玻璃管加热至的过程中管内气体为等压变换，玻璃管气柱高度为，则由盖—吕萨克定律得由单位换算，解得故有部分水银溢出，此种结果不符合题意，需要舍弃。设水银溢出后，水银柱高度为，则设温度加热到时，水银柱上端正好与溢出口平齐且不溢出，则由盖—吕萨克定律得解得水银柱上端正好与溢出口平齐后再继续加热到，则联立以上方程，解得则空气柱长度为故C错误，D正确。故选AD。10.如图所示，水平面内有两根间距为d的光滑平行导轨，右端接有电容为C的电容器。一质量为m的导体棒固定于导轨上某处，轻绳一端连接导体棒，另一端绕过定滑轮下挂一质量为M的物块。由静止释放导体棒，物块下落从而牵引着导体棒向左运动。空间中存在垂直导轨平面的匀强磁场，磁场磁感应强度大小为B，不计导体棒和导轨的电阻，忽略绳与定滑轮间的摩擦。若导体棒运动过程中电容器未被击穿，导体棒始终与导轨接触良好并保持垂直，重力加速度为g，则在物块由静止下落高度为h的过程中（）A.物块做加速度逐渐减小的加速运动B.物块与导体棒组成的系统减少的机械能等于导体棒克服安培力做的功C.轻绳的拉力大小为D.电容器增加的电荷量为【答案】BCD【解析】【详解】A．根据法拉第电磁感应定律可知，导体棒产生的感应电动势为电容器两端电压在时间内的变化量为在时间内电容器储存的电荷量的变化量为则回路中的电流为导体棒所受安培力为根据牛顿第二定律可得联立解得易知物块做匀加速直线运动。故A错误；B．根据能量守恒可知物块与导体棒组成的系统减少的机械能等于导体棒克服安培力做的功。故B正确；C．对物块受力分析，由牛顿第二定律可知解得故C正确；D．电容器增加的电荷量为又解得故D正确。故选BCD。第Ⅱ卷（非选择题共54分）二、非选择题：本题共5小题，共54分。带*题目为能力提升题，分值不计入总分。11.某同学进行“探究加速度与物体受力的关系”的实验。将实验器材按图甲所示安装好。已知打点计时器的工作频率为50Hz。请完成下列相关内容：（1）该同学在进行平衡摩擦力的操作时，将木板垫高后，在_________（选填“挂”或“不挂”）小吊盘（含砝码）的情况下，轻推小车，让小车拖着纸带运动，得到了如图乙所示的纸带，则该同学平衡摩擦力时木板的倾角_________（选填“过大”“过小”或“适中”）。（2）该同学按步骤（1）操作后，保持小车质量不变，通过改变小吊盘中砝码的质量来改变小车受到的合外力，得到了多组数据。①根据实验数据作出了如下a-F图像，则符合该同学实验结果的是_______。A．B.C.②某次实验打出的纸带如图丙所示，其中每两个计数点之间有四个计时点未画出，则对应的小车加速度为_______m/s2；打点计时器打E点时，对应的小车速度为_______m/s。（计算结果保留两位有效数字）【答案】①.不挂②.过大③.B④.1.6⑤.0.99【解析】【详解】（1）[1]在平衡摩擦力时，小车在运动方向上只受到摩擦力和重力的分力，所以不挂小吊盘（含砝码）。[2]由题图乙可知纸带上点间距随小车的运动不断增大，说明小车做加速运动，即平衡摩擦力过度，则该同学平衡摩擦力时木板的倾角过大。（2）①[3]当平衡摩擦力过度时，小车在F=0时即具有加速度，故B图像符合该同学的实验结果。故选B。②[4]由题意可知相邻两计数点间的时间间隔为T=5×0.02s=0.1s根据逐差法可得小车的加速度为 [5]打点计时器打E点时，对应的小车速度为D、F间的平均速度，即12.某实验小组用如图甲所示的电路测量一电池的电动势和内阻，该电池的电动势E约为9V、内阻r约为2Ω，允许流过的最大电流为0.9A。现有量程为0~2.5V、内阻为2kΩ的电压表Vl，电阻箱R1、R2和定值电阻R0=10Ω，开关S，导线若干。请回答下列问题：（1）将电压表Vl和电阻箱R1改装成量程为0~10V的新电压表V2，电阻箱R1的阻值应该调节为______k