内蒙古包头市2023-2024学年高三上学期开学调研考试物理试卷(含答案)

这是一份内蒙古包头市2023-2024学年高三上学期开学调研考试物理试卷(含答案)，共18页。试卷主要包含了单选题，多选题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。


一、单选题
1．实验室中的磁铁，长期使用后会消磁，消磁现象是因为( )
A.内部电子散失B.内部电子排布变得杂乱无章
C.内部电子均向同一方向做直线运动D.内部电子均向同一方向做圆周运动
2．打造大规模、多层级的空间站是未来宇宙航行的基础。用杆将宇宙飞船和空间站连接起来，这样飞船便可以随时投放或回收。如图所示，宇宙飞船A和空间站B都在圆周轨道上运动，用杆连接，且两颗卫星与地心连线始终在一条直线上，杆重力不计，忽略间引力，则下列说法正确的是( )
A.两颗卫星的线速度相等B.A卫星的向心加速度较大
C.如果杆突然断开，B将做离心运动D.地球对A的万有引力提供A的向心力
3．如图所示，真空中纸面内有一正方形区域ABCD，边长，区域内存在垂直于纸面向里的匀强磁场。一个带电粒子（不计重力）以一定的初速度从A点射入磁场，恰能从B点射出，则下列说法正确的是( )
A.该粒子带正电，其轨道半径可能为0.2m
B.该粒子带负电，其轨道半径可能为0.3m
C.该粒子带正电，其轨道半径可能为0.6m
D.该粒子带负电，其轨道半径可能为0.8m
4．如图，粗糙水平地面上一小车在外力作用下向右做匀速直线运动。一轻弹簧的一端与车厢的挡板相连，另一端与滑块相连，弹簧处于压缩状态，滑块与车厢的水平底板间有摩擦。小车与滑块始终相对静止，一起在水平地面上做匀速直线运动。在地面参考系（可视为惯性系）中，小车、弹簧和滑块组成的系统( )
A.动量守恒，机械能总量保持不变B.动量守恒，机械能总量发生改变
C.动量不守恒，机械能总量保持不变D.动量不守恒，机械能总量发生改变
5．太阳不断向外辐射能量，太阳的质量在不断的减小，已知地球所处位置每平方米每秒接收到的太阳能约为，日地间距离约为，设太阳辐射的能量均匀分布在以太阳为球心、日地距离为半径的球面上，则太阳每秒减少的质量约为( )
A.B.C.D.
6．质量相等的物体甲与木板乙通过光滑定滑轮（定滑轮质量不计）用轻绳竖直连接。对甲施加水平方向的力，将甲乙压在逆时针转动的固定竖直传送带上，如图所示。甲、乙恰好均处于静止状态（最大静摩擦力等于滑动摩擦力），则甲、乙间的摩擦因数与乙、传送带间的摩擦因数的比为（所有轻绳始终处于竖直方向）( )
A.B.C.D.
二、多选题
7．物体（可视为质点）静止在光滑水平面同一位置，在外力作用下，两物块的加速度随时间变化的情况如图所示。下列说法正确的是( )
A.物体A做加速运动B.时，
C.时，D.时两物体相距最远
8．一理想变压器的电路图如图甲所示，原线圈两端所加的正弦交变电压随时间变化的关系图像如图乙所示，副线圈所接电路中有额定功率均为100W的两个相同灯泡和，电压表的示数为60V，灯泡恰好正常发光。电压表和电流表均为理想电表，开始时开关S断开，则下列说法正确的是( )
A.电流表的示数为0.6A
B.变压器原、副线圈的匝数比为
C.闭合开关S后，灯泡的功率为100W
D.闭合开关S后，变压器的输入功率为50W
9．带有等量异种电荷的平行板电容器间存在匀强电场，如图所示，一氘核从两板间左上方的C点沿水平方向进入电场，落到下板的D点，将B板下移距离d，A板不动，带电粒子仍沿水平方向进入，下列做法可以使粒子再次落到D点的是( )
A.其他条件不变，仅减小粒子进入的初速度
B.其他条件不变，仅使带电粒子进入电场的位置下移d
C.其他条件不变，仅使带电粒子换成α粒子
D.其他条件不变，仅使带电粒子换成氚核
10．如图所示，水平轨道上有一个竖直放置的四分之三圆管轨道，管内外壁均光滑，半径为R，管的粗细忽略，其质量为3m，在管中有一个直径略小于管内径的质量为m的小球，小球可以看成质点。当用水平恒力向左推管时，小球恰好相对静止在管中与竖直方向成的位置，管向左运动一定距离与固定障碍物碰撞并粘在一起，此后小球离开管口后上升的最大高度与管最高点相同，重力加速度为g，，，下列说法正确的是( )
A.恒力为
B.管碰到障碍物前加速度为
C.管碰到障碍物前运动时间为
D.小球经过管最低点时对管壁的压力为5mg
三、实验题
11．小明同学在家自主开展实验探究。用手机拍摄刻度尺自由下落的视频，得到分帧图片，利用图片中刻度尺的位置来测量当地的重力加速度，实验装置如图甲所示。
（1）下列主要操作步骤的正确顺序是___________。（填写各步骤前的序号）
①捏住刻度尺静止释放
②手机固定在三角架上，调整好手机镜头的位置
③打开手机摄像功能，开始摄像
（2）停止摄像，从视频中截取三帧图片，图片中刻度尺示数如图乙所示。已知所截取的图片相邻两帧之间的时间间隔为，刻度尺的分度值是1mm，由此测得当地重力加速度为___________；图乙②中刻度尺下落的速度为___________m/s。（均保留3位有效数字）
12．传感器在现代生活中有着广泛的应用。某学习小组利用压力传感器设计了一个测量压力大小的电路。压敏电阻的阻值R与所受压力大小F的关系如图所示，压力F在0~200N范围内时图线为直线。
先利用如图乙所示的电路，测量时压敏电阻的阻值。主要器材如下。
压敏电阻R（时的阻值在之间）；
电源（电动势，内阻不计）；
电流表（量程10mA，内阻）；
电流表（量程50mA，内阻约为）；
定值电阻；
滑动变阻器；
开关、及导线若干。
请完成下列问题：
（1）要求尽量准确测量压敏电阻的电阻值，导线c端应与___________（填“a”或“b”）点连接。
（2）闭合开关、，调节滑动变阻器接入回路部分的阻值，从最大值逐渐减小，电流表读数为40mA时电流表读数为8.0mA，可知___________Ω。
（3）断开开关，继续调节滑动变阻器，使电流表达到满偏，满偏电流刻度处标记。此时滑动变阻器接入电路部分的阻值和内阻之和为___________Ω。保持滑动变阻器阻值不变，当电流表示数为30mA时，压力___________N。
四、计算题
13．我国新一代航母阻拦系统的研制，由传统的钢索阻拦转向电磁阻拦。其原理如图所示，飞机着舰时钩住跑道起始处的一根长为d的金属棒并关闭动力系统，在磁场中共同滑行减速，钢索与金属棒绝缘。已知航母的滑行跑道长为x，舰载机的质量为m，与跑道的摩擦因数为μ，飞机着舰时的速度为v，磁场的磁感应强度为B，金属棒的电阻为r，外接电阻为R，重力加速度为g。
（1）求飞机滑行过程中的最大电流及流过电阻R的电流方向；
（2）设飞机恰好停在跑道尽头，求电阻R上产生的焦耳热；
（3）在航母和舰载机固有属性不能改变的前提下，提出一条可行的改进方案，使舰载机滑行距离更短。
14．如图，由材料相同的两根直角折线滑杆构成的“凸形”滑轨悬空固定在水平面上，质量分布均匀的薄圆柱形滑块的横截面是半径为R的圆，滑块轴线平行于滑杆，两滑杆间的距离分别为、。滑块在恒定水平外力作用下从A点由静止开始做直线运动，经过B点到达滑杆末端C时速度恰好为零。滑块质量为，滑块与导轨间动摩擦因数为，AB间距离，重力加速度g取。不考虑轨道变化时的能量损失，滑块的长度可忽略不计。求：
（1）滑块到达B点时的速度；
（2）BC间距离。
15．如图所示，质量均为m的两个弹性小球，用原长为L的弹性绳连接。现把两球置于距地面高H处（H足够大），两球间距为L。当A球自由下落的同时，B球以速度指向A球水平抛出，两球碰撞时无机械能损失，不计空气阻力，重力加速度为g。求：
（1）经过多长时间两球第一次发生碰撞；
（2）弹性绳第一次恢复原长时A球的速度大小；
（3）弹性绳的最大弹性势能。
参考答案
1．答案：B
解析：根据安培分子电流假说可知，磁体的磁性是由内部电子向同一方向做圆周运动作用所形成的。消磁现象是因为内部电子排布变得杂乱无章，B正确，ACD错误。
故选B。
2．答案：C
解析：A.两卫星角速度相同，由于
根据
所以
故A错误；
B.根据
A卫星的向心加速度较小，故B错误；
C.A卫星受到指向地球中心的万有引力和背离中心的杆的拉力作用，卫星B受到指向地球中心的万有引力和杆拉力作用。杆突然断开，B的线速度不变，向心力（只有万有引力）不足以提供做圆周运动，B做离心运动，故C正确；
D.地球对A的万有引力和杆对A的拉力的合力提供A的向心力，故D错误。
故选C。
3．答案：D
解析：如下图所示，当粒子从A点垂直于AB射入时，轨道半径最小。根据洛伦兹力指向圆心，用左手定则可判定粒子带负电；最小的半径为
所以结论是：粒子带负电，半径大于等于0.5m，故ABC错误，D正确。
故选D。
4．答案：A
解析：根据题意可知，小车、弹簧和滑块组成的系统所受合外力为零，则系统的动量守恒，整个系统在水平地面上做匀速直线运动，系统的动能和重力势能都不变，物块与小车保持相对静止，弹簧的形变量不变，弹簧的弹性势能不变，则系统的机械能总量保持不变。
故选A。
5．答案：B
解析：由题可知太阳每秒辐射的能量为
根据质能方程
解得太阳每秒减少的质量为
约为；
故选B。
6．答案：C
解析：设绳子中的拉力为T，传送带逆时针转动可知传送带对乙的摩擦力竖直向上，对甲乙整体受力分析有
可知，对甲单独受力分析，竖直方向受力平衡，受到竖直向上绳子的拉力T，自身竖直向下的重力mg，可知乙对甲的摩擦力方向竖直向上，故有
联立解得
设水平方向的力为F，甲、乙恰好均处于静止状态可知
，
故可知
故选C。
7．答案：AC
解析：A.两物体的初速度均为零，则两物体都做加速运动，选项A正确；
B.图像与坐标轴围成的面积等于速度的变化量，可知时，，选项B错误；
C.图像与坐标轴围成的面积等于速度的变化量，可知时
选项C正确；
D.时两物体的加速度相等，此后两物体的速度之差恒定，因时，可知两物体间距离一直变大，选项D错误。
故选AC。
8．答案：BC
解析：A.S断开，由
可知，电流表的示数为1.67A，故A错误；B.由图乙可知，输入电压的有效值为
则有
解得
选项B正确；
C.闭合开关S后，副线圈两端的电压不变，灯泡的功率不变，仍为额定功率100W，故C正确；
D.理想变压器原线圈的输入功率与副线圈所接用电器消耗的功率相等，两个相同的灯泡都正常发光，故此时输入功率为200W，故D错误。
故选BC。
9．答案：AB
解析：A.初始时电场强度为
B板下移后，极板间距离增大，电场强度大小不变，氘核在电容器内做平抛运动，设初始时C点与A板的距离为h，则初始时在竖直方向
运动时间为
水平方向运动距离为
B板下移后，其他条件不变，仅减小粒子进入的初速度，则
由于初速度减小，当
即当
时，粒子会再次落到D点，故A正确；
B.其他条件不变，仅使带电粒子进入电场的位置下移d，则粒子在电容器极板间竖直方向运动的距离不变，故在极板间运动的时间不变，水平运动距离相同，粒子会再次落地D点，故B正确；
C.其他条件不变，仅使带电粒子换成α粒子，则
故
在极板间运动的时间
由于初速度大小不变，故水平方向
粒子不能再次落到D点，故C错误；
D.其他条件不变，仅使带电粒子换成氚核，则
故
则
由于初速度大小不变，故水平方向
粒子不能再次落到D点，故D错误。
故选AB。
10．答案：BD
解析：AB.管碰到障碍物前，对管中小球进行受力分析，如下图
根据牛顿第二定律可得
解得
以小球和管整体为研究对象，根据牛顿第二定律可得
故A错误，B正确；
C.管碰到障碍物后，小球上升到最高点过程，由动能定理可得
解得
若小球的初速度为零，则管碰到障碍物前的运动时间为
由于小球的初速度未知，因此时间t不确定，故C错误；
D.设小球在最低点时的速度为，小球从初始位置到最低点根据动能定理可得
由牛顿第二定律有
解得
根据牛顿第三定律可知小球经过管最低点时对管壁的压力为5mg，故D正确。
故选BD。
11．答案：（1）②③①（2）9.59/9.60/9.61；2.24
解析：（1）实验中用手机拍摄刻度尺在相同时间间隔内下落时的高度来测定重力加速度，故应先将手机固定在三角架上，调整好手机镜头的位置，然后打开手机摄像功能，开始摄像，最后捏住刻度尺静止释放，故顺序为②③①
（2）根据图像可知①到②和②到③时刻度尺下降的高度分别为
根据逐差法有
，
代入数值解得
根据匀变速直线运动中间时刻的瞬时速度等于该段的平均速度可知图乙②中刻度尺下落的速度为
12．答案：（1）a（2）100（3）140；160
解析：（1）导线c端应接a，和定值电阻串联可当成电压表测量压敏电阻R两端的电压，和的电流之差是通过压敏电阻R的电流，若接b，因的具体内阻未知，不能准确测量R两端的电压值。
（2）闭合开关、，当两电流表、的示数分别为、时，有
（3）断开开关，继续调节滑动变阻器，使电流表达到满偏，滑动变阻器接入电路的阻值为，有
可得
当电流表示数为30mA时，由
得
而图像斜率为
由线性关系可知
解得
13．答案：（1），由M到P
（2）
（3）增大磁场磁感应强度B
解析：（1）飞机刚着舰时速度最大，产生的感应电动势最大，根据法拉第电磁感应定律可得
根据闭合电路欧姆定律可得最大感应电流为
根据右手定则可知，通过ab的电流方向从b到a,则通过R的电流方向由M到P。
（2）根据动能定理可得
解得电阻R上产生的焦耳热为
（3）增大磁感应强度B，可以增加安培力，使得在航母和舰载机固有属性不能改变的前提下，滑行距离更短。
14．答案：（1）（2）
解析：（1）从右侧看滑块，滑块竖直方向受力如下图所示
由几何关系可知
可得
滑块竖直方向的合力为零，则有
滑块的摩擦力
代入数据可得
滑块从A到B过程，由动能定理有
代入数据可得
（2）两滑杆间的距离为时，设滑块所受支持力与竖直方向的夹角为β，同理可得
可得
滑块竖直方向的合力为零，则有
滑块的摩擦力
代入数据可得
滑块从B到C过程，由动能定理有
代入数据可得
15．答案：（1）（2）（3）
解析：（1）不计空气阻力，两球竖直方向均做自由落体运动，第一次发生碰撞时B球水平方向位移为L，则运动时间为
（2）两球第一次碰撞后，因机械能无损失，两球水平方向交换速度，竖直方向速度不变，弹性绳第一次恢复原长时，两球水平方向相距L，则有A球的水平方向速度为
A球竖直方向速度为
A的速度为
（3）当两球水平方向速度相等时，弹性绳最长，弹性势能最大，根据两球组成的系统水平方向动量守恒有
根据能量守恒
又由
解得