河北省2023年普通高中学业水平选择性考试（一）物理试卷
学校：___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、单选题
1、重元素的放射性衰变共有四个系列，其中一个为U238系列（从开始到稳定的为止），关于这个系列，下列说法正确的是( )
A.从到，共发生7次α衰变
B.从到，共有7个中子变成了质子
C.比多22个中子
D.比的比结合能大
2、如图所示，质量相等的两球从同一水平地面同时向上抛出，a抛出时的初速度大小为，方向竖直向上，b抛出时初速度与水平方向夹角为53°，此后两球在空中运动过程中，始终处在同一高度，不计空气阻力，两球在运动过程中任意时刻的( )
A.速度大小之比为定值 B.速度大小之差为定值
C.动能大小之比为定值 D.动能大小之差为定值
3、如图所示，一根轻质细线两端固定在天花板的两点，光滑圆环套在细线上，用大小为F的水平拉力拉着圆环，圆环静止于C点，和与水平方向的夹角分别为37°、53°.已知，则( )
A.细线的拉力大小等于 B.细线的拉力大小等于
C.圆环的重力大小等于 D.圆环的重力大小等于
4、一列简谐横波沿x轴传播时刻的波形如图所示，此时质点a位于平衡位置，质点b、c的位移均为5cm，质点a的振动方程为。下列说法正确的是( )
A.波沿x轴负方向传播 B.时刻，质点b的位移为-5cm
C.质点b与质点c振动完全相反 D.波传播的速度大小为12m/s
5、在如图所示的电路中，理想变压器的原、副线圈的匝数比为，定值电阻，，在两端输入一有效值恒定的正弦式交流电，结果理想电流表的示数之比为，则为( )
A. B. C. D.
6、质量为1kg的物块静止在水平面上，给物块一大小为3m/s的初速度，物块在水平面上滑行1s后停下，若给物块一相同的初速度的同时，再给物块一个沿运动方向的恒力F，结果物块运动3s后停下，重力加速度大小取，则整个过程中拉力F做功为( )
A.9J B.9.5J C.10J D.10.5J
7、半径为R的半圆形玻璃砖如图所示放置，AB面水平，O为圆心。一束单色光与水平面成45°角照射到AB面上的D点，D为OA中点，折射光线刚好照射到圆弧最低点C，光线在C点折射后照射到地面上的E点（图中未画出），将入射点从D点移到O点，保持入射方向不变，最终光线也照射到地面上的E点，不考虑光在圆弧面上的反射，则( )
A. 玻璃砖对光的折射率为 B.玻璃砖对光的折射率为
C.C点离地面的高度为R D.C点离地面的高度为
二、多选题
8、已知地球的密度为ρ，万有引力常量为G，同步卫星在轨运行的周期为T，则( )
A.近地卫星的运行周期为
B.近地卫星的运行周期为
C.同步卫星轨道半径与地球半径之比为
D.同步卫星轨道半径与地球半径之比为
9、如图所示，是圆的直径，长为，O为圆心.有一匀强电场（图中未画出），电场方向与圆周在同一平面内，从圆周上A点向圆面内各个方向发射出动能相同的电子，电子经过O点时和经过C点时动能均为4eV，电子经过B点时动能为2eV，，取O点电势为零，电子电荷量的绝对值为e，不计电子重力，则( )
A.B点的电势为2V B.电子从A点射出的初动能为6eV
C.匀强电场的电场强度大小为3V/m D.圆周上电势最高点的电势为V
10、如图甲所示，光滑平行金属导轨水平放置，处在垂直于导轨平面向上的匀强磁场中，磁场的磁感应强度大小为，导轨左端接有阻值为的定值电阻，导轨间距为.长为、电阻为、质量为的金属棒垂直放在导轨上.时刻，用水平向右的拉力F拉金属棒，金属棒从静止开始运动，电阻R中的电流随时间变化的规律如图乙所示，金属棒运动过程中始终与导轨垂直并接触良好，则( )
A.金属棒做加速度越来越大的变加速运动
B.拉力F的最小值为1.25N
C.0～4s内，通过金属棒横截面的电荷量为4C
D.0～4s内，拉力F的冲量大小为9N﹒s
三、实验题
11、某同学设计了一个测物块与长木板间动摩擦因数的实验，实验装置如图所示.长木板固定在水平桌面上，轻弹簧一端连接在长木板上的固定挡板上，质量为m的物块（视为质点）放在长木板上与轻弹簧另一端接触.重力加速度为g，（以下各空均用题中所给相关物理量的字母表示）
（1）实验前，测出长木板上表面离地面的高度，用力推动物块压缩轻弹簧，用刻度尺量出弹簧被压缩后的长度L，再量出物块离长木板右端N的距离，由静止释放物块，记录物块落地的位置，量出物块落地点离长木板右端N的水平距离，则物块离开木板时的速度大小____________。
（2）向左移动挡板，改变挡板在长木板上固定的位置，再用力推动物块压缩轻弹簧，使弹簧被压缩后的长度为___________，再量出物块离长木板右端N的距离，由静止释放物块，记录物块落地的位置，量出物块落地点离长木板右端N的水平距离，由此测出物块与长木板间的动摩擦因数为___________。
12、为了测量干电池组的电动势和内阻，某同学在实验室内选择了合适的器材组成了如图甲所示的电路。图中定值电阻，电流表的量程为100mA，内阻；电流表的量程为200mA，内阻，定值电阻。
（1）请在图乙的方框内，画出图甲电路的电路图；
（2）电路中将与电流表串联，将电流表改装成了量程为3V的电压表，则___________Ω，此电路中定值电阻中可能通过的最大电流为___________A；
（3）闭合开关K前，将图甲中滑动变阻器的滑片移到___________（填“a”或“b”）端，闭合电键后，多次调节滑动变阻器的滑片，得到多组电流表的示数，以为纵轴、为横轴作图像，得到图像与纵轴的截距为190mA，图像斜率绝对值为2，则电池组的电动势___________V，内阻___________Ω（结果均保留三位有效数字）。
四、计算题
13、如图所示，一个导热性能良好、质量为2kg的汽缸开口向下用轻绳悬吊在天花板上，用厚度不计、面积为的密封良好的活塞封闭缸中的气体，活塞的质量为1kg，此时活塞离缸底的距离为20cm，轻弹簧一端连接在活塞上，另一端固定在地面上，（轻弹簧处于竖直状态，此时弹簧的压缩量为1cm，弹簧的劲度系数为，外界大气压恒为。环境温度为300K，忽略一切摩擦，重力加速度取，问：
（1）要使弹簧处于原长，需要将环境温度降为多少？
（2）要使轻绳的拉力刚好为零，需要将环境温度升高为多少？
14、如图所示，质量为、长为的长木板A锁定在光滑的水平面上，质量为的物块B（可视为质点）以一定的初速度从长木板的左端滑上长木板，恰好能停在长木板的右端。B与A上表面的动摩擦因数μ从左向右随移动距离l变化关系如图乙所示.重力加速度取.
（1）求物块B滑上长木板时的初速度大小；
（2）若解除长木板的锁定，物块B仍以初速度从长木板左端滑上长木板，求最终物块相对长木板滑行的距离。
15、如图所示，在平面直角坐标系xOy的第一象限内，y轴与之间有斜向右上，方向与x轴正方向成45°角、电场强度大小为E的匀强电场，与之间有垂直于坐标平面向外的匀强磁场Ⅰ，在与之间有垂直于坐标平面向内的匀强磁场Ⅱ。若在坐标原点O处由静止释放一个质量为m、电荷量为q的带正电粒子a，粒子a经电场加速后第一次在磁场Ⅰ中运动的轨迹恰与相切。若在坐标原点O处由静止释放一个带正电的粒子b，粒子b经磁场Ⅰ运动后进入磁场Ⅱ，粒子b第一次在磁场Ⅰ中运动的偏向角为90°，粒子b第一次在磁场Ⅱ中运动轨迹恰好与相切，不计两个粒子的重力，求：
（1）匀强磁场Ⅰ的磁感应强度大小；
（2）粒子b的比荷大小；
（3）粒子b第三次经过时的位置坐标。
参考答案
1、答案：C
解析：从到，共发生次α衰变，A项错误；共发生次β衰变，因此共有6个中子变成了质子，B项错误；中子数为146，中子数为124，因此多22个中子，C项正确；衰变后原子核更稳定，比结合能更大，D项错误。
2、答案：D
解析：AB.由题意可知，球做竖直上抛运动。b球做斜抛运动，将b球的速度沿水平方向和竖直方向分解，则b球在竖直方向也做竖直上抛运动，在水平方向做匀速直线运动。由于两球在空中运动过程中，始终处在同一高度，则根据竖直上抛运动规律可知，b球在竖直方向的初速度等于，而水平分速度始终为，则运动过程中当a球速度大小为时，b球的速度大小为，故AB错误；
CD.设两球的质量为m，根据动能表达式可得，两球在运动过程中任意时刻的动能大小之差为，故C错误，D正确。
故选D。
3、答案：D
解析：设每根细线的拉力为T，根据共点力平衡有，解得，A、B项错误；设圆环的质量为m，根据力的平衡有，解得，C项错误，D项正确。
4、答案：B
解析：
5、答案：C
解析：根据题意，设理想电流表的示数为，则副线圈中电流为，根据电流比公式可知，原线圈中电流大小为，则中电流为，根据电压比公式有
解得
故选C。
6、答案：A
解析：根据题意，设物块与地面间的动摩擦因数为μ，则，解得，设拉力为F，则，解得，物块在拉力作用下运动的距离，则拉力做功，A项正确。
7、答案：C
解析：
8、答案：AC
解析：设地球半径为R，则，对同步卫星，，解得，则；设近地卫星绕地球做侧周运动的周期为，根据第三定律，，解得，A、C项正确。
9、答案：BD
解析：A.根据题意可知，电子经过O点时和经过C点时动能均为4eV，根据动能定理
解得
取O点电势为零
因此B点电势为
故A错误；
B.根据匀强电场电势分布特点，可知在任意方向上电势降落都是均匀的，则
得
根据动能定理
解得
故B正确；
C.根据题意可知，电子经过O点时和经过C点时动能均为4eV，所以两点电势相等，过B点作延长线的垂线，则垂线长为
因此匀强电场的电场强度大小为
故C错误；
D.圆周上电势最高点的电势
故D正确。
故选BD。
10、答案：BD
解析：A.电阻R中的电流
结合图像可得
代入数值解得
因此金属棒做加速度为的匀加速直线运动，选项A错误；
B.根据牛顿第二定律有
可知，最小拉力
选项B正确；
C.由图像的面积可知，0～4s内，通过金属棒横截面的电荷量为
选项C错误；
D.由得
当时
则0～4s内，拉力F的冲量大小
选项D正确。
故选BD。
11、答案：（1）
（2）L;
解析：（1）第一次物块滑离长木板时的速度大小为
（2）为保证物块离开了弹簧时速度大小相等，应使弹簧被压缩后的长度仍为L。
第二次物块滑离长木板时的速度大小为
根据动能定理
解得。
12、答案：（1）见解析
（2）10；0.6
（3）a；2.85；1.33
解析：（1）电路图如图所示
（2）与串联，将改装成量程为3V的电压表，则；与并联，将改装成的电流表量程为，因此此电路中中允许通过的最大电流为0.6A。
（3）闭合开关前，应将图甲中滑动变阻器的滑片移到a端，使滑动变阻器接入电路的电阻最大；根据闭合电路欧姆定律有，即，整理得，则，解得。
13、答案：（1）256.5K（2）396K
解析：（1）设开始时缸内气体压强为，对活塞进行受力分析，根据力的平衡有
代入数据解得
设弹簧处于原长时，缸内气体压强为，对活塞进行受力分析，根据力的平衡有
解得
根据理想气体状态方程
解得
（2）当轻绳的拉力刚好为零时，设弹簧的压缩量为，对汽缸和活塞整体进行受力分析，根据力的平衡有
解得
设缸内气体压强为，对汽缸进行受力分析，根据力的平衡有
解得
设升高后的温度为，根据理想气体状态方程
解得
14、答案：（1）
（2）
解析：（1）根据功能关系
解得
（2）设最后共同速度为v，根据动量守恒有
解得
系统损失的动能
由于
因此，物块B相对长木板滑行的距离大于0.5m，设物块滑过长木板中点后又相对滑行的距离为，则根据功能关系有
解得
因此，物块B相对长木板滑行的距离。
15、答案：（1）（）
（2）
（3）
解析：（1）设粒子a进磁场Ⅰ时的速度大小为，根据动能定理有
解得
设粒子a在磁场Ⅰ中做圆周运动的半径为，根据题意及几何关系有
解得
根据牛顿第二定律有
解得（）
（2）设粒子b在磁场Ⅰ中运动的轨道半径为，根据几何关系有
解得
设粒子b进入磁场Ⅰ时的速度大小为，根据动能定理
根据牛顿第二定律
解得
（3）根据几何关系可知，粒子b在磁场Ⅱ中做圆周运动的半径为，根据对称性可知，粒子第二次经过时，速度方向与夹角为45°，大小为，设位置坐标为
则
粒子b第二次在电场中做类平抛运动，根据运动的对称性可知，粒子沿x轴方向运动到速度为零时，刚好到y轴，设粒子b第二次在电场中运动时间为t，则
解得
设粒子第二次经过和第三次经过的位置之间距离为，则
因此粒子b第三次经过的位置坐标为。
