河北省部分学校2022-2023学年高三下学期4月质量检测联考
物理
注意事项：
1.本试卷满分100分，考试时间75分钟。
2.答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上，并将条形码粘贴在答题卡上的指定位置。
3.回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上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。写在本试卷上无效。
4.考试结束后，将本试卷和答题卡一并收回。
一、选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。
1.“东风”导弹的核弹头爆炸时，其中一个核反应方程为。已知的质量分别为、、、，真空中的光速为c，下列说法正确的是
A．该核反应为原子核的人工转变
B．X的比结合能比的比结合能小
C．发生一次该反应放出的能量为
D．若X原子核的半衰期为T，则经过3T时间，一定质量的X原子核衰变了的质量占初始质量的八分之一
2.科学家观测发现银河系的“MAXIJ”是一个由黑洞和恒星组成的双星系统，若系统中黑洞与恒星的中心距离为L，黑洞做匀速圆周运动的加速度为a，恒星做匀速圆周运动的加速度为，则黑洞做圆周运动的半径为
A． B． C． D．
3.长直导线a、b互相垂直放置，a导线中的电流大小为b导线中电流大小的2倍，电流方向如图所示，纸面内的P、Q分别是a、b导线上的点，PQ连线与导线b垂直，与导线a的夹角为，O为PQ的中点。已知通电长直导线在空间某点产生的磁感应强度大小（k为常量，I为电流，r为该点到直导线的距离）。若直导线a在O点产生的磁感应强度大小，则O点的磁感应强度大小为
A． B． C． D．
4.一列简谐横波沿x轴正方向传播，O为波源时O点开始振动，时的波形图如图所示，则该列波的波速大小为
A． 10m/s B． 9m/s C． 8m/s D． 7m/s
5. 如图所示，由P点斜射出一束单色光，没有玻璃砖时，光束会照射到水平面上的Q点，光束与水平面间的夹角为，放上平行玻璃砖后，移动玻璃砖的位置，使光束经玻璃砖上表面的折射后恰好照射在玻璃砖的右下角C点，这时光束照射在玻璃砖上表面O点，测得，，光在真空中的传播速率为c，则
A．玻璃砖对该单色光的折射率为
B．玻璃砖对该单色光的折射率为
C．光束从O点传播到C点所用的时间为
D．光束从O点传播到C点所用的时间为
6. 如图所示，从倾角为θ的斜面上某点沿水平方向抛出两个小球M和N，已知M球的初动能为，N球的初动能为，两小球均落在斜面上，不计空气阻力，则
A． M、N两小球落在斜面上时的速度方向与水平方向间夹角的正切值之比为
B． M、N两小球在空中运动的时间之比为
C． M、N两小球距离斜面的最远距离之比为
D． M球落在斜面上时的动能为
7.研究表明，影响电动车续航里程的因素有很多，如电池容量、环境温度、系统效率等。某电动车研究团队在平直公路上用同一辆电动车做研究，改变电池容量从而改变整车质量（整车质量等于电动车质量与电池质量之和），让电动车以某一速度做匀速直线运动，得到电池容量与续航里程的关系如图甲所示，设该电动车电机将电能转化为机械能的效率为，电动车受到的阻力恒为总重力的0.06倍，电池容量与电池质量的关系如图乙所示。重力加速度取，由以上信息，可得
A． 电池容量越大，电动车的续航里程一定越大
B．电池的容量为800kW·h时，电动车的整车质量为3000kg
C． 电池的容量分别为50kW·h和800kW·h时，电动车的整车质量之比为
D．图乙中
二、选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，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。
8. 如图所示的LC振荡电路中，某时刻线圈中磁场方向向下，且电路中的电流正在增强，则此时
A． M点电势比N点低 B．线圈中感应电动势正在减小
C．电容器两板间场强正在减小 D．电路中磁场能正在减小
9.如图所示，空间内存在足够大范围的匀强电场（图中未画出），有一带电小球沿虚线做匀速直线运动。空气阻力不计，则下列说法正确的是
A． 小球一定带正电 B．小球所受电场力方向一定竖直向上
C． 小球运动过程中电势能一定减小 D．小球运动过程中电势可能增大
10.如图所示，两根足够长的平行光滑金属导轨固定在绝缘水平面上，两平行绝缘轨道固定在斜面上，水平导轨与倾斜轨道在倾斜轨道的底部d、c处平滑连接，轨道间距均为，倾斜轨道与水平面间的夹角为。在水平导轨的abcd区域内存在方向竖直向上、磁感应强度大小为的匀强磁场。现有多根长度也为的相同金属棒依次从倾斜轨道上高为的MN处由静止释放，前一根金属棒刚好离开磁场时释放后一根金属棒，发现第1根金属棒穿越磁场区域的时间为。已知每根金属棒的质量为，电阻R=2Ω，且与轨道垂直，不计水平导轨的电阻，金属棒与水平导轨接触良好，金属棒与倾斜轨道的动摩擦因数为，重力加速度取，，则
A． 磁场区域的长度为5m
B．第2根金属棒刚进入磁场时的加速度大小为5
C．第3根金属棒刚出磁场时，第2、3两根金属棒的速度大小之比为
D．第n根金属棒在磁场中运动的过程中，第1根金属棒上产生的热量为
三、非选择题：本题共5小题，共54分。
11.（6分）某物理兴趣小组利用一种计时器和手机摄像功能来研究摩托车启动过程中速度随时间变化的规律，如图所示，该计时器的工作原理与单摆类似，摆杆每次经过中间标尺位置时会发出“啪”的一声响，实验时首先调节计时器的周期，摩托车启动后某时刻节拍器刚好响了一声“啪”，并计序号为0，通过拍摄影像，确定每一次“啪”声对应车的位置，数据如下表：
节拍器声响序号 0 1 2 3 4 5 6. 7 8
摩托车位置/m 0 0.46 1.24 2.32 3.72 5.46 7.53 9.91 12.60
根据表格内容可知（结果均保留两位小数）：
（1）由表格数据可判断摩托车近似做匀加速直线运动，理由是___________；
（2）当时，摩托车的速度大小为 m/s；
（3）摩托车的加速度大小为 。
12.（9分）某实验小组欲测量某电源的电动势E和内阻r。实验室提供下列器材：
A．待测电源（电动势不超过6V，内阻不超过2Ω）
B．定值电阻
C．滑动变阻器R（最大阻值为20Ω）
D．电压表（0~6V，内阻约为5kΩ）
E．电流表（0~0.6A，内阻约为0.5Ω）
F．开关1只，导线若干
（1）为了让实验效果较明显，且误差较小，请结合所给的实验器材设计最合理的实验电路图并画在虚线框中；
（2）按电路图连接实际电路，调节滑动变阻器R，绘出U-I图线（如图甲所示），则电源的电动势E=___________V，内阻r=___________Ω；（结果均保留2位有效数字）
（3）该小组同学又将该电源与另一个定值电阻和两个完全相同的热敏电阻连接成如图乙所示的电路，已知热敏电阻的伏安特性曲线如图丙所示，则此时每个热敏电阻消耗的电功率为___________W。
13.（10分）如图所示，左侧封闭、右侧开口的粗细均匀的 U形玻璃管竖直放置，左右两竖直管等长，长度均为65cm，底部长10cm，玻璃管横截面积，用20cm长的水银柱密封一段空气柱，管中两侧水银柱高度均为5cm，玻璃管导热良好，环境温度为27°C，若取大气压强，不考虑玻璃管拐角处的影响。
（1）环境的热力学温度为多少时，水银柱恰好全部在竖直管内？
（2）当水银柱恰好全部在右侧竖直管内时，缓慢升高温度，直到水银柱上表面到达管口为止，此过程空气柱内能增加了10J，求空气柱吸收或放出的热量。
14.（12分）如图所示，虚线边界M、N之间有垂直纸面向里的匀强磁场I，N、P之间有垂直纸面向外的匀强磁场II，两磁场的磁感应强度大小相等，M、N、P及竖直光屏Q相互平行且相邻间距均为d，虚线边界M上O点处有一粒子源在纸面内向磁场中发射速度垂直边界M的带正电粒子，粒子质量为m，电荷量大小为q，速率为，粒子经两磁场偏转后打在荧光屏上的E点，OO垂直荧光屏，，不计粒子的重力及其相互作用。已知。求：
（1）匀强磁场的磁感应强度大小；
（2）若只将粒子从O点射入磁场的方向在纸面内沿顺时针转过，则粒子打在荧光屏上的位置与的距离为多少？
15.（17分）如图，“”形木板静置在粗糙水平面上，在木板上某处放置木块，此时木块正下方对应水平面上的P点，P右侧的木板上表面光滑，左侧上表面粗糙。一颗子弹以速度=40m/s水平向右射入木块（未穿出木块，时间极短），此后木块与木板右端挡板发生弹性碰撞，当木块返回到P点时速度恰好为零，木块未从木板上掉落。已知子弹的质量=0.1kg，木块的质量，木板的质量为，木块与木板粗糙部分之间的动摩擦因数，木板与水平面间的动摩擦因数，不计空气阻力，子弹、木块均可视为质点，重力加速度取，求：
（1）子弹射人木块的过程，系统产生的内能；
（2）木块与挡板碰撞后木块及木板的速度大小；
（3）木板的最小长度（结果保留分数）。
参考答案、提示及评分细则
1.C 该反应为原子核的裂变反应，不是人工转变，故A错误；X原子核为器Sr，根据比结合能曲线可知，中等质量的原子核比结合能大，则X原子核的比结合能比Xe的大，故B错误；根据质能方程可知，反应后放出的能量为，故C正确；一定质量的X原子核经过3T时间，剩余质量m0，即衰变了，故D错误。
2.A 设黑洞的质量为M，恒星的质量为m，则，设黑洞做圆周运动的半径为R，则，联立解得，故选A。
3.B 根据安培定则可知，两直导线在O点产生的磁场相互垂直，设O点到a的距离为r，则，直导线b在O点产生的磁感应强度大小为，则O点的磁感应强度大小为。故选B。
4.A 根据时的波形图有，当时，，当时，2=，解得内，波向前传播的距离，该列波的波速为，则仅有A正确。
5.C 由几何关系，光在AB面上的入射角为，根据几何关系，BC边长为b），设光在AB面上的折射角为r，则，则玻璃砖对光的折射率为n=，由几何关系，光束从O点传播到C点所用的时间，故仅有C正确。
6.D 由于两小球均落在斜面上，位移与水平方向的夹角均为θ，速度方向与水平方向夹角为，则有tan=2tanθ，则两小球落在斜面上时速度方向与水平方向夹角正切值之比为，故A错误；设小球抛出点到落点的距离为x，则有，则，由于两球的质量关系不确定，所以不能确定两球运动的时间，故B错误；小球运动过程中距离斜面最远距离为，由于两球的质量关系不确定，所以不能确定两球距离斜面最远的距离关系，故C错误；根据平抛运动规律有、，由动能定理有，且，联立解得，故D正确。
7.C 由图甲可知，当电池的容量为800kW·h时，续航里程为1500km，再增大电池容量，续航里程不再增大，故A错误；由题意知确定续航里程的条件是电动车做匀速直线运动，设除电池外电动车的质量为M，根据能量的转化和守恒定律得电池的容量为时有，电池的容量为800kW·h时，有k，联立解得，则，综合图乙有，解得，则，得，故BD错误，C正确。
8.BC 根据安培定则，线圈中的电流从M到N，此时电流正在增强，表明电容器正在放电，所以电容器上极板带正电，所以M点电势比N点高，故A错误；电容器两极板间场强正在减小，电势能减小，电路中的磁场能增大，电容器放电变慢，线圈中感应电动势减小，故BC正确。
9.BD 由受力平衡可知，电场力方向一定竖直向上，但小球带电性质及小球运动方向无法确定，故电势能及电势变化无法确定，故BD正确、AC错误。
10. ACD 第1根金属棒在倾斜轨道上运动，根据动能定理有，解得，第1根金属棒在磁场中做匀速直线运动，磁场区域的长度，故A正确；由题意可知每根金属棒进入磁场时的速度均为，当第2根金属棒刚进入磁场时，根据法拉第电磁感应定律有，此时回路中电流，第2根金属棒受到的安培力F=BIL，此时第2根金属棒的加速度，故B错误；金属棒出磁场后做匀速直线运动，第n根金属棒在磁场中运动时，根据动量定理有-B，联立解得=m/s，第3根金属棒刚出磁场时，第2、3两根金属棒的速度大小为，则第3根金属棒刚出磁场时，第2、3两根金属棒的速度大小之比，故C正确；第n根金属棒在磁场中运动的过程中，根据能量守恒定律有，设第1根金属棒中电流为I，则第n根金属棒中电流为（n-1）I，总的焦耳热t，解得第1根金属棒上产生的热量，故D正确。
11.（1）连续相等时间间隔内的位移差近似相等（2分）
（2）1.84（2分）
（3）1.29（2分，1.27~1.32之间均可得分）
解析：（1）由表格数据可知，摩托车在连续相等时间间隔内的位移差近似等于0.32m，由此可知，摩托车近似做匀加速直运动；
（2）当时摩托车的速度为
（3）由逐差法可知，摩托车的加速度为
12.（1）如图所示（2分）
（2）6.0（2分） 1.0（2分）
（3）（3分，1.间均可得分）
解析：（1）电源的内阻远远小于电压表的内阻，所以应该选择对电源来说的外接法；
（2）根据闭合电路欧姆定律得可知图像的斜率为-，解得，纵截距为电动势；
（3）设热敏电阻两端电压为U、通过热敏电阻的电流为I，根据闭合电路欧姆定律有，代入数据得，作出图线如图所示。图线交点表示此时热敏电阻的电压为2.4V、电流为6mA，故电功率
13.解：（1）以密封气体为研究对象，状态、
当水银柱恰好在左侧竖直管内时，状态2：，由理想气体状态方程有（2分）
解得（1分）
当水银柱恰好在右侧竖直管内时，状态，由理想气体状态方程有（1分）
解得（1分）
（2）水银柱恰好全部在右侧竖直管内，升高温度，直到水银柱上表面到达管口为止，此过程空气柱发生等压变化，水银柱上升的位移
（1分）
空气柱对外界做功
（2分）
根据热力学第一定律有（1分）
解得（1分）
14.解：（1）设粒子在磁场中做圆周运动的半径为，轨迹如图甲所示
根据题意结合几何关系有
（2分）
解得（1分）
根据牛顿第二定律有
（1分）
解得（1分）
（2）设粒子在磁场I中做圆周运动的轨迹所对圆心角为θ，由（1）问可知
（1分）
解得（1分）
若将粒子从O点射入磁场的方向沿顺时针转过，则粒子在磁场中运动的轨迹如图乙所示，则粒子射出边界P时的位置与点的竖直距离为
（2分）
粒子从边界P射出时的速度方向与水平方向的夹角为，从边界P射出到运动至荧光屏，在竖直方向的位移
（2分）
因此粒子打在荧光屏上的位置与点的距离为
（1分）
15.解：（1）子弹射入木块过程，根据动量守恒定律有
（1分）
解得（1分）
系统增加的内能
（1分）
解得（1分）
（2）木块与挡板发生弹性碰撞，由动量守恒定律有
（1分）
由能量守恒定律有
（1分）
解得（2分）
（3）碰后木块在木板光滑区域内向左做匀速运动，木板向右做匀减速运动，木板加速度大小为
（1分）
木块进入粗糙区域内的加速度大小为
（1分）
木板光滑区域的长度设为d，设木块经过时间进入粗糙区域，有
（1分）
木块第一次返回P点时速度为零，则有
（1分）
联立解得（1分）
木板在时间内运动的位移大小为
（1分）
木块刚进入粗糙区域时木板的速度大小为
木块进入粗糙区域后木板的加速度大小为
（1分）
木块在木板粗糙区域运动的时间
当木块速度为零时，此时木板速度
说明木板先停止运动，木块刚进入粗糙区域后木板的位移
（1分）
则木板最小长度
（1分）
