第第頁河南省普通高中2023-2024學年高三上學期9月學情調研考試物理試卷（無答案）河南省2023年9月普通高中學情調研測試

物理

注意事項：

1．答卷前，考生務必將自己的姓名、準考證號填寫在答題卡上。

2．回答選擇題時，選出每小題答案后，用鉛筆把答題卡上對應題目的答案標號涂黑。如需改動，用橡皮擦干凈后，再選涂其他答案標號。回答非選擇題時，將答案寫在答題卡上。寫

在本試卷上無效。

3．考試結束后，將本試卷和答題卡一并交回。

一、單項選擇題：本題共7小題，每小題4分，共28分。在每小題給出的四個選項中，只有

一項是符合題目要求的。

1．我國科學家通過研究“嫦娥五號”帶回的月球樣品，發現其中含有豐富的2(3)He。2(3)He可通

過核反應2(3)He+X→2(4)He+21(1)H釋放能量ΔE。已知2(3)He的質量為3.0160u，2(4)He的質量為

4.0026u，1(1)H的質量為1.0078u，1(2)H的質量為2.0141u，1u相當于931.5MeV的能量。

下列說法正確的是

A．X為1(2)H，ΔE=920.42MeVB．X為1(2)H，ΔE=18.35MeV

C．X為2(3)He，ΔE=951.62MeVD．X為2(3)He，ΔE=12.85MeV

2．舞蹈演員在排練現場通過蹲起模擬從左向右傳播的波（視為簡諧波），某時刻的波形如圖所示。相鄰演員間隔0.5m，16個間隔構成一個完整的波形，演員從蹲下的最低位置到站

直經歷的時間為8個音樂節拍，每個節拍時長固定。下列說法正確的是

A．演員模擬的“波”波長為4m

B．演員模擬的“波”周期為8個音樂節拍

C．該時刻第5個演員正在下蹲，第13個演員正在起立

D．該時刻后，第9個演員的蹲起方向與第33個始終相反

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3．將一個不帶電的金屬球殼放置在平行板電容器之間，球心到兩

極板的距離相等，電容器上極板帶正電，下極板接地，極板與

球殼間的電場分布如圖所示。下列說法正確的是

A．金屬球殼的頂部感應出負電荷，底部感應出正電荷

B．電子在a點的加速度比在b點的小

C．電子在a點的電勢能比在b點的大

D．一質子從b點移至a點，電場力做正功

4．野炊時，三根對稱分布的輕質細桿構成烹煮支架靜置于水平地面上，如圖甲所示。炊具與食物的總質量為m，各桿與豎直方向的夾角均為30。。出于安全考慮，盛取食物時用光

滑鐵鉤緩慢拉動吊繩使炊具偏離火堆，如圖乙所示。重力加速度為g，下列說法正確的是

A．烹煮食物時，各桿對地面的壓力大小均為mg

B．烹煮食物時，各桿受到地面的摩擦力大小均為mg

C．拉動吊繩過程中，吊繩上的張力不斷增大

D．拉動吊繩過程中，鐵鉤對吊繩的作用力方向不變

5．地球同步衛星發射過程至少需經過兩次變軌。如圖所示，先把衛星發射到圓形近地軌道1，然后讓衛星在A點沿切線方向加速進入橢圓形轉移軌道2，最后在橢圓軌道2的遠地點B使

衛星進入地球同步軌道3。當衛星分別在1、2、3軌道上穩定運行時，下列說法正確的是

A．衛星在軌道2上的周期比地球自轉周期小

B．衛星在軌道2上運行時，A點的機械能小于B點的機械能

C．衛星在軌道2上由A到B的過程中速度始終小于軌道3

上的速度

D．衛星在軌道2上由A到B的過程中加速度始終大于軌道1

上的加速度

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6．某同學利用自制發電機給小風扇供電，使小風扇正常工作，其設計的電路簡化模型如圖甲所示。發電機產生正弦式交流電，其電動勢如圖乙所示。已知理想變壓器原副線圈匝數比為N1∶N2=1∶12，小風扇內阻為8Ω,正常工作電流為1A。忽略導線與發電機線

圈的電阻，電壓表為理想交流電壓表。下列說法正確的是

A．發電機的瞬時電動勢為e=3sin2πtV

B．t=0.25s時，電壓表示數為0

C．正常工作時小風扇的輸出功率為28W

D．小風扇的轉速一定與發電機的轉速相同

7．一風力發電機出現故障，檢修人員乘坐圖甲所示升降機到頂端檢修平臺進行檢修，升降機上升過程的速度時間關系如圖乙所示，加速和減速運動時加速度大小均為a，勻速運動時速度為v0。已知升降機和檢修人員的總質量為m，升降機啟動平臺到檢修平臺的豎直高度為h，上升過程中升降機所受阻力恒為總重力的k倍，重力加速度為g。在此過程中下列說法正確的是

A．升降機總的運行時間為h-v0

v0a

B．牽引力對升降機的沖量大小為(mg+kmg)h+v0

（v0a)

C．牽引力做功為(mg-kmg)h

D．勻減速初始時刻牽引力的功率為(mg+kmg)v0

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二、多項選擇題：本題共4小題，每小題5分，共20分。在每小題給出的四個選項中，有多

項符合題目要求。全部選對的得5分，選對但不全的得3分，有選錯的得0分。

8．某公園的水池底部有一排等間距的光源（視為點光源），如圖所示，每個光源可以依次發出紅、黃、藍三種顏色的光。水池底部水平，水深為h，紅、黃、藍三種顏色的光在水中

的折射率分別為n1、n2、n3，下列說法正確的是

A．藍光在水中的傳播速度最大

B．紅光在水中的波長最長

(

π

h

2

)C．單個光源發出的黃光照亮的水面面積為

n2(2)-1

D．相鄰光源的距離只要大于2h就可以使所有的光色在水面不交疊n3(2)-1

9．某學生小組在探究電磁感應現象時，進行了如下實驗。如圖所示，回路處于垂直紙面向里的勻強磁場中，CD、EF為兩根相互平行、水平放置的光滑金屬導軌，導軌材質均勻，單位長度阻值恒定，軌道上有一根與導軌垂直且接觸良好的金屬桿（電阻不計），CE、DF分別與微電流傳感器1和2接通。一學生以速度v將金屬桿從M點水平勻速拉至N點的過程中，用I1、I2分別表示微電流傳感器1、2測得的電流大小，F表示導體棒所受

安培力大小，P表示作用于導體棒上的拉力的功率。它們隨時間t變化的圖像正確的是

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10．已知無限長通電直導線周圍某點的磁感應強度大小B=k，其中r為該點到直導線的垂

直距離，I為直導線中的電流，k為常量。如圖所示，三維直角坐標系Oxyz的三個軸上分

別放有電流大小為I、方向未知的無限長通電直導線，三條導線互相絕緣，則坐標為(a,a,0)

的P點的磁感應強度大小可能為

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A.

B.

C.

D.

3kI

a

3kI

2a

kI

a

kI

2a

11．如圖所示，物塊A和其上的物塊B一起以初速度v0沿固定斜面向上運動，經過一段時間

后返回出發點。運動過程中物塊B與物塊A未發生相對滑動，斜面傾角為θ。下列說法

正確的是

A．向上運動時，B對A的摩擦力方向沿斜面向上

B．向上運動的時間大于向下運動的時間

C．向上、向下運動時，AB間的摩擦力大小相等

D．A與斜面間的動摩擦因數大于AB間的動摩擦因數

三、實驗題：本題共2小題，共15分。

12．（6分）某同學做“利用單擺驗證機械能守恒定律”的實驗，如圖甲所示，將單擺懸掛在鐵架臺上的O點，懸點下方放置一組光電門，當擺球擺至最低點時，球心恰能經過光電

門，重力加速度為g。

（1）擺球的直徑d通過游標卡尺測出，由圖乙可知d=cm；

（2）測出擺線的長度為l，拉緊擺線，當其與豎直方向夾角為60。時，靜止釋放，光電門測得擋光時間為Δt，只需要驗證，則表明機械能守恒（用l、d、g、Δt表示）。

（3）（多選）在實驗過程中該同學拿鉛筆擋在懸點正下方約l處，則下列說法正確的是

A．小球向左的最大擺角仍為60。

B．小球向左經過最低點時，其角速度將突然變大

C．小球向左經過最低點時，其速度將突然變大

D．小球向左經過最低點時，擺線的拉力將突然變大

13．（9分）某興趣小組測量一電源的電動勢（約3V）和內阻，該小組在實驗室找到的器材有：

電壓表（量程0～1V，內阻1kΩ)、電阻箱（量程0～999.9Ω)、定值電阻R1=1kΩ和R2=2kΩ、開關和若干導線。具體操作為：設計如圖甲所示的電路圖，連接電路，閉合開關，調節

電阻箱，記錄多組電阻箱的阻值R和電壓表的讀數U。完成下列問題。

（1）電路圖中與電壓表串聯的電阻應是（填“R1”或“R2”）；

（2）根據實驗電路圖，用筆畫線代替導線，完善圖乙的實物電路圖；

（3）實驗得到的數據如下表所示：

組別1234567

R/Ω2.04.06.08.014.020.033.0

U/V0.340.500.590.620.740.800.84

1-1R/Ω0.500.250.170.130.070.050.03

1-1U/V2.942.001.691.611.351.251.19

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(

U

)(

1

)在圖丙所示的坐標紙上，以

坐標點，請你畫出擬合的圖像；

(

R

)(

1

)為縱坐標，

為橫坐標的坐標系已標注出了與測量對應的

圖丙

（4）根據圖丙，電源的電動勢E=V，電源的內阻r=Ω;（結果均保留2位小數）

（5）某同學發現圖丙右上方的點較為稀疏，打算在橫坐標為0.3～0.4之間再加測一組數

據，應將電阻箱阻值調為Ω再次測量（填“1.0”、“3.0”、“5.0”或“7.0”）。

四、計算題：本題共3小題，共37分。解答時寫出必要的文字說明、方程式和演算步驟。

14．（10分）某同學喝一盒牛奶但未喝完，想測量剩余牛奶的體積。他

發現插在牛奶盒里的透明豎直吸管內殘留了一小段長度為l的牛奶

柱，于是用蠟將接口密封，吸管下端在液面上方，如圖所示。他先

在室內測得牛奶盒接口處到牛奶柱下端的距離為l1，再將牛奶盒拿

到室外一段時間后，測得接口處到牛奶柱下端的距離變為l2。已知

室內的熱力學溫度為T1，室外的熱力學溫度為T2（T2>T1），大氣壓

恒為p0，吸管橫截面積為S，牛奶盒容積為V0，牛奶密度為p，重

力加速度為g，忽略吸管壁的厚度和牛奶柱的蒸發，整個過程牛奶

盒未形變，牛奶未溢出，牛奶盒及吸管內的封閉氣體視為理想氣體。

（1）求剩余牛奶的體積；

（2）若氣體的內能與熱力學溫度成正比，比例系數為k，求該過程封閉氣體吸收的熱量。15．（12分）如圖所示，AC為3m長的水平桌面，其中AB段粗糙，BC段光滑且長為2m。

質量m1=0.5kg長度為1m的勻質長方體物塊，靜置于桌面上的AB部分，另有一個質量m2=1kg的小球，靜置于桌面上靠近C的位置。現有一水平向左的恒力F作用于物塊上，當物塊完全經過B點時立即撤去恒力F，隨后物塊與小球發生彈性正碰，碰撞后小球從D

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(

4

)(

1

)點進入光滑的

圓弧形軌道，再從H點進入光滑半圓形凹槽，凹槽右側有一固定擋板，

擋板左側的水平地面光滑。已知小球在D處對軌道的壓力為小球重力的3倍，物塊與

桌面AB部分的動摩擦因數μ=0.4，圓弧形軌道的半徑R1=0.4m，半圓形凹槽的半徑R2=0.4m，CD間距和EH間距均略大于小球直徑，小球直徑遠小于R1，重力加速度

g=10ms2。

（1）求小球在D點的速度；

（2）求恒力F的大小；

（3）若使小球不從凹槽左側沖出去，求半圓形凹槽的質量M需滿足的條件。

16．（15分）如圖所示，在直角坐標系xOy中，y>0的區域I里有沿y軸正向的勻強電場，

-L<y<0的區域II里有垂直坐標平面向里的勻強磁場，y<-L的區域III里有沿y軸負

向的勻強電場。在x=L處有一沿y軸方向放置的光屏MN，第二象限內一電子槍每

隔Δt=發射一個質量為m、電荷量為e的電子，電子槍出口A的坐標為-L,L。

發射電子的初速度相同且沿x軸正方向，恰能從坐標