河南省 2023 年 9 月普通高中学情调研测试
物理
注意事项：
1 ．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。
2 ．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。
3 ．考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。
一、单项选择题： 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 ．我国科学家通过研究“嫦娥五号”带回的月球样品， 发现其中含有丰富的 2 (3)He 。2 (3)He 可通
过核反应2 (3)He + X → 2 (4)He+2 1 (1)H 释放能量 ΔE 。已知 2 (3)He 的质量为 3.0160 u ， 2 (4)He 的质量为
4.0026 u ， 1 (1)H 的质量为 1.0078 u ， 1 (2)H 的质量为 2.0141 u ， 1 u 相当于 931.5 MeV 的能量。
下列说法正确的是
A ．X 为 1 (2)H ， ΔE = 920.42 MeV B ．X 为 1 (2)H ， ΔE = 18.35 MeV
C ．X 为2 (3)He ， ΔE = 951.62 MeV D ．X 为2 (3)He ， ΔE = 12.85 MeV
2． 舞蹈演员在排练现场通过蹲起模拟从左向右传播的波（视为简谐波），某时刻的波形如图 所示。相邻演员间隔 0.5 m ，16 个间隔构成一个完整的波形，演员从蹲下的最低位置到站
直经历的时间为 8 个音乐节拍，每个节拍时长固定 。下列说法正确的是
A ．演员模拟的“波 ”波长为 4 m
B ．演员模拟的“波 ”周期为 8 个音乐节拍
C ．该时刻第 5 个演员正在下蹲， 第 13 个演员正在起立
D ．该时刻后，第 9 个演员的蹲起方向与第 33 个始终相反
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3 ．将一个不带电的金属球壳放置在平行板电容器之间，球心到两
极板的距离相等， 电容器上极板带正电， 下极板接地， 极板与
球壳间的电场分布如图所示。下列说法正确的是
A ．金属球壳的顶部感应出负电荷， 底部感应出正电荷
B． 电子在 a 点的加速度比在 b 点的小
C． 电子在 a 点的电势能比在 b 点的大
D ．一质子从 b 点移至 a 点，电场力做正功
4． 野炊时，三根对称分布的轻质细杆构成烹煮支架静置于水平地面上， 如图甲所示 。炊具 与食物的总质量为 m，各杆与竖直方向的夹角均为30。。出于安全考虑，盛取食物时用光
滑铁钩缓慢拉动吊绳使炊具偏离火堆，如图乙所示。重力加速度为 g，下列说法正确的是
A． 烹煮食物时， 各杆对地面的压力大小均为mg
B． 烹煮食物时， 各杆受到地面的摩擦力大小均为mg
C ．拉动吊绳过程中， 吊绳上的张力不断增大
D ．拉动吊绳过程中， 铁钩对吊绳的作用力方向不变
5 ．地球同步卫星发射过程至少需经过两次变轨。如图所示，先把卫星发射到圆形近地轨道 1， 然后让卫星在 A 点沿切线方向加速进入椭圆形转移轨道 2，最后在椭圆轨道 2 的远地点 B 使
卫星进入地球同步轨道 3。当卫星分别在 1、2、3 轨道上稳定运行时，下列说法正确的是
A ．卫星在轨道 2 上的周期比地球自转周期小
B．卫星在轨道 2 上运行时，A 点的机械能小于 B 点的机械能
C ．卫星在轨道 2 上由 A 到 B 的过程中速度始终小于轨道 3
上的速度
D．卫星在轨道 2 上由 A 到 B 的过程中加速度始终大于轨道 1
上的加速度
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6． 某同学利用自制发电机给小风扇供电， 使小风扇正常工作，其设计的电路简化模型如图 甲所示。发电机产生正弦式交流电， 其电动势如图乙所示。已知理想变压器原副线圈匝 数比为 N1 ∶ N2 = 1∶12 ，小风扇内阻为 8 Ω, 正常工作电流为 1 A。忽略导线与发电机线
圈的电阻， 电压表为理想交流电压表。下列说法正确的是
A ．发电机的瞬时电动势为 e = 3sin 2πt V
B． t = 0.25 s 时， 电压表示数为 0
C． 正常工作时小风扇的输出功率为 28 W
D． 小风扇的转速一定与发电机的转速相同
7 ．一风力发电机出现故障， 检修人员乘坐图甲所示升降机到顶端检修平台进行检修， 升降 机上升过程的速度时间关系如图乙所示，加速和减速运动时加速度大小均为 a，匀速运动 时速度为 v0 。 已知升降机和检修人员的总质量为 m，升降机启动平台到检修平台的竖直 高度为 h ，上升过程中升降机所受阻力恒为总重力的 k 倍，重力加速度为 g 。在此过程中 下列说法正确的是
A ．升降机总的运行时间为 h - v0
v0 a
B ．牵引力对升降机的冲量大小为 (mg + kmg) h + v0
（v0 a )
C ．牵引力做功为 (mg - kmg)h
D． 匀减速初始时刻牵引力的功率为 (mg + kmg)v0
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二、多项选择题： 本题共 4 小题，每小题 5 分，共 20 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 5 分，选对但不全的得 3 分， 有选错的得 0 分。
8 ．某公园的水池底部有一排等间距的光源（视为点光源）， 如图所示， 每个光源可以依次发 出红、黄、蓝三种颜色的光。水池底部水平，水深为 h，红、黄、蓝三种颜色的光在水中
的折射率分别为 n1 、 n2 、 n3 ，下列说法正确的是
A ．蓝光在水中的传播速度最大
B． 红光在水中的波长最长
(
π
h
2
)C ．单个光源发出的黄光照亮的水面面积为
n2 (2) - 1
D ．相邻光源的距离只要大于 2h 就可以使所有的光色在水面不交叠 n3 (2) - 1
9． 某学生小组在探究电磁感应现象时，进行了如下实验。如图所示， 回路处于垂直纸面向 里的匀强磁场中，CD 、EF 为两根相互平行、水平放置的光滑金属导轨，导轨材质均匀， 单位长度阻值恒定，轨道上有一根与导轨垂直且接触良好的金属杆（电阻不计）， CE 、 DF 分别与微电流传感器 1 和 2 接通。 一学生以速度 v 将金属杆从 M 点水平匀速拉至 N 点的过程中，用 I1、I2 分别表示微电流传感器 1 、2 测得的电流大小，F 表示导体棒所受
安培力大小，P 表示作用于导体棒上的拉力的功率。它们随时间 t 变化的图像正确的是
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10． 已知无限长通电直导线周围某点的磁感应强度大小 B = k ，其中 r 为该点到直导线的垂
直距离，I 为直导线中的电流， k 为常量。如图所示， 三维直角坐标系 Oxyz 的三个轴上分
别放有电流大小为 I、方向未知的无限长通电直导线，三条导线互相绝缘，则坐标为(a,a,0)
的 P 点的磁感应强度大小可能为
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A.
B.
C.
D.
3kI
a
3kI
2a
kI
a
kI
2a
11 ．如图所示， 物块 A 和其上的物块 B 一起以初速度v0 沿固定斜面向上运动， 经过一段时间
后返回出发点。 运动过程中物块 B 与物块 A 未发生相对滑动， 斜面倾角为 θ。下列说法
正确的是
A． 向上运动时， B 对 A 的摩擦力方向沿斜面向上
B． 向上运动的时间大于向下运动的时间
C． 向上、向下运动时，AB 间的摩擦力大小相等
D．A 与斜面间的动摩擦因数大于 AB 间的动摩擦因数
三、实验题：本题共 2 小题， 共 15 分。
12．（6 分） 某同学做“利用单摆验证机械能守恒定律 ”的实验，如图甲所示，将单摆悬挂在 铁架台上的 O 点，悬点下方放置一组光电门， 当摆球摆至最低点时，球心恰能经过光电
门，重力加速度为 g。
（1）摆球的直径 d 通过游标卡尺测出，由图乙可知 d = cm；
（2）测出摆线的长度为 l，拉紧摆线，当其与竖直方向夹角为 60。时，静止释放，光电门 测得挡光时间为 Δt ，只需要验证 ，则表明机械能守恒（用 l、d、g、 Δt 表示）。
（3）（多选）在实验过程中该同学拿铅笔挡在悬点正下方约l 处，则下列说法正确的是
A． 小球向左的最大摆角仍为 60。
B． 小球向左经过最低点时，其角速度将突然变大
C． 小球向左经过最低点时，其速度将突然变大
D． 小球向左经过最低点时，摆线的拉力将突然变大
13．（9 分）某兴趣小组测量一电源的电动势（约 3 V）和内阻，该小组在实验室找到的器材有：
电压表（量程 0～1V，内阻 1 kΩ)、电阻箱（量程 0～999.9 Ω)、定值电阻 R1 = 1kΩ 和 R2 = 2kΩ 、 开关和若干导线。具体操作为： 设计如图甲所示的电路图，连接电路 ， 闭合开关，调节
电阻箱，记录多组电阻箱的阻值 R 和电压表的读数 U。完成下列问题。
（1） 电路图中与电压表串联的电阻应是 （填“ R1 ”或“ R2 ”）；
（2）根据实验电路图， 用笔画线代替导线，完善图乙的实物电路图；
（3）实验得到的数据如下表所示：
组别 1 2 3 4 5 6 7
R / Ω 2.0 4.0 6.0 8.0 14.0 20.0 33.0
U /V 0.34 0.50 0.59 0.62 0.74 0.80 0.84
1 -1 R / Ω 0.50 0.25 0.17 0.13 0.07 0.05 0.03
1 - 1 U /V 2.94 2.00 1.69 1.61 1.35 1.25 1.19
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(
U
) (
1
)在图丙所示的坐标纸上， 以
坐标点，请你画出拟合的图像；
(
R
) (
1
)为纵坐标，
为横坐标的坐标系已标注出了与测量对应的
图丙
（4）根据图丙， 电源的电动势E = V，电源的内阻 r = Ω ;（结果均保留 2 位小数）
（5）某同学发现图丙右上方的点较为稀疏，打算在横坐标为 0.3～0.4 之间再加测一组数
据，应将电阻箱阻值调为 Ω 再次测量（填“1.0”、“3.0”、“5.0”或“7.0”）。
四、计算题：本题共 3 小题， 共 37 分。解答时写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。
14．（10 分）某同学喝一盒牛奶但未喝完，想测量剩余牛奶的体积。他
发现插在牛奶盒里的透明竖直吸管内残留了一小段长度为 l 的牛奶
柱，于是用蜡将接口密封， 吸管下端在液面上方， 如图所示。他先
在室内测得牛奶盒接口处到牛奶柱下端的距离为 l1 ，再将牛奶盒拿
到室外一段时间后， 测得接口处到牛奶柱下端的距离变为 l2 。已知
室内的热力学温度为 T1 ，室外的热力学温度为T2 （T2 > T1 ），大气压
恒为 p0 ，吸管横截面积为 S，牛奶盒容积为V0 ，牛奶密度为 p ，重
力加速度为 g，忽略吸管壁的厚度和牛奶柱的蒸发，整个过程牛奶
盒未形变，牛奶未溢出，牛奶盒及吸管内的封闭气体视为理想气体。
（1）求剩余牛奶的体积；
（2）若气体的内能与热力学温度成正比，比例系数为 k，求该过程封闭气体吸收的热量。 15．（12 分） 如图所示， AC 为 3 m 长的水平桌面，其中 AB 段粗糙，BC 段光滑且长为 2 m。
质量 m1 = 0.5 kg 长度为 1 m 的匀质长方体物块， 静置于桌面上的 AB 部分，另有一个质量 m2 = 1 kg 的小球，静置于桌面上靠近 C 的位置。现有一水平向左的恒力 F 作用于物块上， 当物块完全经过 B 点时立即撤去恒力 F，随后物块与小球发生弹性正碰，碰撞后小球从 D
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(
4
) (
1
)点进入光滑的
圆弧形轨道，再从 H 点进入光滑半圆形凹槽， 凹槽右侧有一固定挡板，
挡板左侧的水平地面光滑。已知小球在 D 处对轨道的压力为小球重力的 3 倍， 物块与
桌面 AB 部分的动摩擦因数 μ=0.4 ， 圆弧形轨道的半径 R1 = 0.4 m ， 半圆形凹槽的半径 R2 = 0.4 m ，CD 间距和 EH 间距均略大于小球直径，小球直径远小于 R1 ，重力加速度
g = 10 ms2 。
（1）求小球在 D 点的速度；
（2）求恒力 F 的大小；
（3）若使小球不从凹槽左侧冲出去， 求半圆形凹槽的质量 M 需满足的条件。
16．（15 分） 如图所示，在直角坐标系 xOy 中， y > 0 的区域 I 里有沿 y 轴正向的匀强电场，
-L < y < 0 的区域 II 里有垂直坐标平面向里的匀强磁场， y < -L 的区域 III 里有沿 y 轴负
向的匀强电场。在 x = L 处有一沿 y 轴方向放置的光屏 MN，第二象限内一电子枪每
隔 Δt = 发射一个质量为 m、电荷量为 e 的电子，电子枪出口 A 的坐标为 - L, L 。
发射电子的初速度相同且沿 x 轴正方向，恰能从坐标原点 O 首次进入磁场，最终打到光 屏上的 P 点（图中未画出）。已知区域 I 和 III 的电场强度大小分别为 E 和 2E， 区域 II 的
磁感应强度大小为 B = ，不计电子重力及电子间的相互作用。
（1）求电子初速度v0 ；
（2）求 P 点的位置及电子从 A 点到 P 点的运动时间；
（3）关闭电子枪， 电子全被光屏吸收后， 撤去光屏，将一体积可以忽略的电子探测器（电 子遇到探测器即被吸收）置于坐标原点 O，之后再打开电子枪。当探测器第一次探测到电子时， 探测器便开始沿 x 轴向右匀速运动， 若探测器能探测到所有电子， 求探测器的速度。
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