河北省邯郸市2022-2023学年高三上学期摸底考试物理试题(Word版含答案)
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邯郸市2023届高三年级摸底考试试卷
物理
本试卷共8页,满分100分,考试用时75分钟。
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、班级、考场号、座位号、考生号填写在答题卡上。
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.利用传感器与计算机结合,可以自动得出物体运动的图像。某同学在一次实验中,获取了小车运动过程中,速度随时间变化规律的图像,如图中实线所示,虚线为过坐标原点的一条直线。关于小车的运动,下列说法正确的是( )
A.小车做非匀变速曲线运动 B.小车的平均速度一定不等于
C.图中两部分阴影面积 D.小车在前内的位移大小可能为
2.某同学利用图示装置测量玻璃砖对单色光的折射率。将半圆形玻璃砖固定在量角器上,量角器的圆心与半圆形玻璃砖的圆心重合。实验时将含有单色光A、B(A光的折射率大于B光的折射率)的复色光沿半径方向从量角器某刻度线射入半圆形玻璃砖,复色光被分成a、b两光束,如图甲。逐渐增大入射角,a、b两光束都向水平方向靠近,如图乙,当复色光沿图丙所示位置射入半圆形玻璃砖时,a光束刚好消失。下列判断正确的是( )
A.丙图中刚好要消失的是单色光A,因此测得单色光A的折射率为
B.丙图中刚好要消失的是单色光B,因此单色光B的折射率为
C.丙图中刚好要消失的是单色光A,因此测得单色光A的折射率为2
D.丙图中刚好要消失的是单色光B,因此测得单色光B的折射率为2
3.如图所示是某跳台滑雪运动员从斜坡顶端以水平初速度飞出落到斜坡上的运动轨迹。以抛出点O为坐标原点,建立如图所示的坐标轴,利用信息技术手段拟合得到此曲线的轨迹方程是,且落点的横坐标为。不计空气阻力,重力加速度g取。则运动员落在斜面上速度方向与水平方向夹角的正切值是( )
A.2 B.1 C. D.
4.探究影响平行板电容器电容的有关因素的实验装置如图所示,关于该实验,下列说法正确的是( )
A.实验前,如果只用与毛皮摩擦过的硬橡胶棒与电容器a板接触,不能使电容器带电
B.实验中,只将电容器b板向上平移,两板间电场强度不变,静电计指针的张角变小
C.实验中,只在极板间插入有机玻璃板,两板间电场强度减小,静电计指针的张角变小
D.实验中,只将电容器b板向左平移,两板间电场强度增大,静电计指针的张角变大
5.某探究小组为了研究波的传播过程及其特点,将两根完全相同的轻质细绳一端固定在墙上处于同一水平线上的A、B两点,另一端由组内甲、乙两位同学同时以相同的起振方向上下持续振动产生横波。已知甲、乙两同学抖动细绳的频率之比为,则某时刻用手机拍摄下波刚好传播到墙壁处的波形图。以下选项中波形图正确的是( )
A. B.
C. D.
6.一个静止的放射性原子核处于垂直纸面向里、磁感应强度为B的匀强磁场中,由于发生了(或)衰变而得到两种粒子,一种是(或)粒子,另一种是反冲核。如图所示为两种粒子在磁场中的圆形轨迹,已知衰变前核的质量为,衰变后形成的两种新粒子的质量分别为,在磁场中的轨迹半径分别为。两圆半径之比为,则以下说法正确的是( )
A.该原子核发生的是衰变,得到的两种新粒子在磁场中做圆周运动的绕向相反
B.原来静止的原子核的原子序数为92,反冲核的轨道半径为
C.衰变过程释放的核能,得到的射线在空气中具有较强的穿透本领
D.该衰变的衰变方程可能为
7.“张北的风点亮北京的灯”,中国外交部发言人赵立坚这一经典语言深刻体现了2022年北京冬奥会的“绿色奥运”理念。张北可再生能源示范项目,把张北的风转化为清洁电力,并入冀北电网,再输向北京、延庆、张家口三个赛区。现有一小型风力发电机通过如图甲所示输电线路向北京赛区某场馆1万个额定电压为、额定功率为的LED灯供电。当发电机输出如图乙所示的电压时,赛区的LED灯全部可以正常工作。已知输电导线损失的功率为赛区获得总功率的,输电导线的等效电阻为。则下列说法正确的是( )
A.风力发电机的转速为 B.风力发电机内输出的电能为
C.降压变压器原、副线圈匝数比为 D.升压变压器副线圈输出的电压的最大值为
二、多项选择题: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,有两个或两个以上选项符合题目要求,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.某人造地球卫星绕地球的公转轨道是个椭圆,公转周期为,质量为m,其近地点A到地球中心的距离为a,远地点C到地球中心的距离为b。A、C两点的曲率半径均为ka(通过该点和曲线上紧邻该点两侧的两点作一圆,在极限情况下,这个圆就叫作该点的曲率圆,其半径叫作该点的曲率半径),如图所示。若地球的质量为M,引力常量为G,忽略其他卫星对它的影响,则以下说法正确的是( )
A.卫星从B→A所用的时间等于
B.卫星从AD→C运行的过程中,万有引力对它做的功为
C.卫星运行过程中机械能守恒,最大速率与最小速率之比为
D.若要使卫星到近地圆形轨道上运行,可以在C点进行适当制动
9.如图所示,质量为M的光滑斜面静止在光滑水平面上。某时刻,质量为m的可视为质点的小物块从斜面顶端由静止开始下滑,经过一段时间,小物块滑到斜面底端,速度大小为,方向与水平地面成角,重力加速度大小为g。则小物块从斜面顶端下滑到底端过程中,下列说法中正确的是( )
A.斜面与小物块组成的系统动量守恒
B.斜面对小物块的支持力做的功等于小物块机械能的变化
C.小物块对斜面的压力做的功等于
D.小物块对斜面的压力的冲量大小为
10.如图所示,空间中有正交的匀强磁场和匀强电场,磁场方向垂直纸面向里,磁感应强度大小为B,匀强电场方向竖直向下,将一质量为m,带电量为的粒子沿水平向左以速度v抛入复合场中,忽略粒子的重力。已知匀强电场的强度大小,在粒子之后运动的过程中,以下说法正确的是( )
A.粒子偏离人射方向的最大距离为 B.粒子在轨迹最低点的曲率半径为
C.粒子从抛出到最低点的过程电势能的变化量为 D.粒子运动过程中动能与电势能的总和是守恒的
三、非选择题:共5小题,共54分。
11.(6分)某同学采用图甲所示的装置做“验证小球摆动的过程中满足机械能守恒”的实验。细线上端固定在铁架台上的O点,下端悬挂一小球,将小球拉起一定角度,由静止释放,摆到最低点时,恰好通过固定在铁架台上的光电门。
(1)用游标卡尺测量小球的直径,如图乙所示,则小球的直径__________mm;
(2)该同学将小球从不同高度释放,测出释放点到小球摆动最低点的高度h及挡光时间t,若作出__________(选填“t”“”或“”)与h(为横坐标)的图像是过原点的一条倾斜直线,则直线的斜率为__________,则小球在摆动的过程中满足机械能守恒。(用重力加速度g和小球直径d表示)
(3)若另一小组同学用安装在O点的力传感器代替光电门完成实验。将细线拉至水平状态,把小球由静止释放,当小球摆到O点正下方时,力传感器示数F为__________,则可验证小球在摆动的过程中满足机械能守恒。(用重力加速度g和小球质量m表示)
12.(9分)某同学想较准确地测量定值电阻的阻值,设计实验方案如下:
(1)用如图1所示的多用电表粗测电阻,要用到选择开关K和两个部件S、T。请根据下列步骤完成电阻测量:
①旋动部件__________,使指针对准电流的“0”刻度线。
②将K旋转到电阻挡“”的位置。
③将插入“+”“-”插孔的表笔短接,旋动部件__________,使指针对准电阻的“0”刻度线。
④将电阻接入两表笔之间,指针指示的位置如图2所示,则待测电阻的阻值为__________。
(2)为了较准确测量的阻值,有以下一些器材可供选择。
电流表(量程,内阻约);
电流表(量程,内阻约);
电压表(量程,内阻很大);
电压表(量程,内阻很大);
电源E(电动势约为,内阻约为);
定值电阻R(,允许最大电流);
滑动变阻器(,允许最大电流);
滑动变阻器(,允许最大电流);
单刀单掷开关S一个,导线若干。
①电流表应选__________,滑动变阻器应选__________。(填器材的符号)
②请在线框内画出测量电阻的实验电路图。(要求所测量范围尽可能大)
③某次测量中,电压表示数为U时,电流表示数为I,则计算待测电阻阻值的表达式为__________。
13.(11分)汽车的轮胎压力监测系统的作用是在汽车行驶过程中对轮胎气压进行实时自动监测,并对轮胎漏气和低气压进行报警,以确保行车安全。某汽车在北方冬季某天的最高温度、最低温度时刻,轮胎压力监测系统测定前左侧轮胎的气压最大值、最小值分别为。若轮胎内气体可视为理想气体,漏气前后轮胎容积不变。当天最低温度为。
(1)求当天的最高温度为多少摄氏度;
(2)若该汽车某时刻显示前左侧车胎气压为,后由于轮胎被钉子所扎开始漏气,造成轮胎气压降低,当气压降低至,轮胎压力监测系统开始报警。试求此过程中,轮胎漏气的质量与原有气体质量的比值。可认为漏气过程温度不变,室外气体压强为。
14.(12分)如图甲所示,左端间距为、右端间距为L的足够长光滑水平金属导轨固定在水平桌面上,虚线MN的左侧一面积的圆形区域存在匀强磁场,磁场方向垂直纸面向里,磁感应强度B的大小随时间t的变化规律如图乙所示(取垂直纸面向里为正方向);虚线MN的右侧区域存在垂直于导轨平面、磁感应强度大小为的匀强磁场。一长也为、质量为、电阻为r的金属棒ab紧靠MN右侧且与导轨垂直放置,在时,闭合开关S,金属棒ab开始向右运动,当其达到稳定状态时,断开开关,同时把另一与金属棒ab完全相同的金属棒cd轻轻垂直于水平导轨置于导轨左端。g取,,不计导轨电阻与其他阻力。
求:
(1)断开开关瞬间,金属棒ab速度的大小;
(2)金属棒cd由静止到达到稳定速度过程中产生的电荷量及焦耳热。
15.(16分)如图所示,质量为的长木板静止在粗糙的水平地面上,在木板的右端有一质量为的小物块,初始状态木板和小物块均处于静止状态。已知小物块与木板之间的动摩擦因数为,木板与地面之间的动摩擦因数为,某时刻一质量为的子弹以速度,沿水平方向向右射入木板并留在其中,g取,忽略小物块的大小,子弹射入木板时间极短,不考虑射入过程中木板对地发生的位移。
(1)求子弹射入木板过程中子弹和木板内能的增量;
(2)若使小物块不能从木板上滑落,求木板的最小长度L;
(3)物块与木板之间由于摩擦而产生的内能增量。
高三年级摸底考试试卷
物理 全解全析
1.C由题图速度随时间变化规律可知,小车做加速度先增大后减小的非匀变速直线运动,A错误;小车在内运动的位移是,因此其平均速度大小为,B错误;若小车做匀加速直线运动,如图中虚线所示,其位移大小等于虚线与横坐标轴围成的面积,等于,因此虚线与横坐标轴围成的面积与图中实线与横坐标轴围成的面积相等,因此可得图中两部分阴影面积,C正确;若小车做匀加速直线运动,在前内的位移为,由题图可知,在前内小车的实际位移一定小于小车做匀加速直线运动的位移,因此小车在前内位移大小不可能为,D错误。
2.B根据(可知折射率大的A光,发生全反射的临界角较小,因此随着入射角增大,先发生全反射,即丙图中刚好消失的是后发生全反射的B光,A、C错误;丙图显示此时全反射的角度为,代入上式可得折射率较小的单色光B的折射率,B正确。
3.A若以抛出点O为坐标原点,建立如题图所示的坐标轴,则运动员经过时间t的横、纵坐标分别为,因此得到运动员的轨迹方程为,可得,解得初速度,根据可得运动员在空中运动时间,设运动员落在斜面上速度方向与水平方向夹角为,则正切值,A正确。
4.C实验前,只用与毛皮摩擦过的硬橡胶棒与电容器a板接触,a板带负电,由于感应起电,在电容器b板上将感应出异种电荷,A错误;电容器b板向上平移,电容器带电量Q不变,正对面积S变小,由知,电容C变小,由电场强度知,E增大,由知,Q不变,U变大,因此静电计指针的张角变大,B错误;插入有机玻璃板,相对介电常数变大,由知,电容C变大,由知,Q不变,U变小,因此静电计指针的张角变小,由知,E减小,C正确;只将电容器b板向左平移,d增大,由知,C减小,由知,Q不变,U变大,静电计指针的张角变大,由知,E不变,D错误。
5.A甲、乙两同学抖动细绳的率之比为,周期之比为,波在两根完全相同的细绳中传播的速度相等,因此甲、乙两波的波长之比为,排除B、D选项。在选项C中,根据波形图可知,A、B处细绳上质点开始振动的方向相反,与题意中两列波起振方向相同不一致,不符合题意,因此可能的波形图只有选项A。
6.D两圆形轨迹外切,可知是衰变,根据动量守恒定律得,所以静止原子核衰变后两种新粒子动量等大反向,根据,得,结合可知,粒子和反冲核均带正电。根据左手定则知,在磁场中均沿逆时针方向做匀速圆周运动,绕向相同,A选项错误。反冲核的原子序数为,为钍核,衰变前静止原子核的原子序数为,为铀核,铀核具有衰变特性。根据,电荷数大的半径小,反冲核的轨道半径为,B选项错误。衰变过程释放的核能为,得到的射线是射线,但射线在空气中电离本领较强,贯穿本领较弱,空气中一张纸就能把射线挡住,C选项错误。依据题意分析该静止原子核为铀核,但不能确定是铀的哪种同位素,所以衰变方程可能为,D选项正确。
7.C由图乙可知,交流电的频率为,因此风力发电机的转速,A错误;1万个额定功率为的LED灯正常工作时,电功率,而输电线上损失的功率,所以风力发电机的功率为,因此风力发电机输出的电能,B错误;输电线路损失的功率,根据可得,输电线上电流为,而通过降压变压器副线圈的电流,因此降压变压器原、副线圈匝数比,C正确;输电线路损失的电压:,根据可得,所以升压变压器副线圈输出的电压有效值为,最大值为,D错误。
8.B、C卫星绕地球沿椭圆轨道运行,远离地球运行过程中万有引力做负功,速度减小,同理靠近地球运行过程中万有引力做正功,速度增大,所以卫星从B到A运行过程所用的时间小于,A选项错误。卫星经过A点时,根据,得,同理卫星运行到C点时,由,得,卫星从A→D→C运行的过程中,根据动能定理有,万有引力对卫星做的功,得,B选项正确。根据前面分析,卫星在A点速度最大,C点速度最小,,卫星运行过程中只有万有引力做功,卫星的机械能不变,C选项正确。若要使卫星在近地圆形轨道上运行,应该在卫星运行到A点时进行适当制动,在C点制动,卫星仍然是在椭圆轨道上运行,D选项错误。
9.B、C小物块从斜面顶端下滑到底端过程中,斜面与小物块组成的系统水平方向不受外力,竖直方向所受外力矢量和不为零,因此系统动量不守恒,A错误;小物块下滑过程中,斜面对小物块的支持力做负功,引起小物块机械能减小,B正确;物块下滑过程,小物块与斜面组成系统,水平方向动量守恒,因此根据动量守恒定律可得,解得小物块滑到斜面底端时,斜面的速度大小为,根据动能定理可知,小物块对斜面的压力做的功即合外力对斜面做的功,等于其动能变化量,为,C正确;根据动量定理可知,小物块对斜面的压力在水平方向的分力的冲量等于斜面动量变化量,即等于,而小物块对斜面的压力在竖直方向分力的冲量不为零,因此小物块对斜面的压力的冲量大小不等于,D错误。
10.B、C、D根据题意,得,将粒子以速度v水平向左抛入复合场中,根据“配速法”,粒子的初速度可以等效为一个水平向左的和一个水平向右的v,向右的速度v会产生一竖直向上的洛伦兹力。因,则粒子的一个分运动为水平向右的匀速直线运动,另一个分运动是水平向左沿逆时针方向的匀速圆周运动,速度大小为,,得,粒子偏离入射方向的最大距离为,A选项错误。粒子在轨迹最低点速度大小为,方向水平向右,,得,即轨迹最低点的曲率半径为,B选项正确。粒子从抛出到最低点的过程中电场力做正功,电势能减小,电势能的变化量为,C选项正确。粒子在复合场中运动过程中只有电场力做功,所以粒子的动能和电势能的总和是守恒的,D选项正确。
11.【解析】(1)由图乙可知,游标卡尺的主尺读数为,游标尺的第5条刻度线与主尺的某刻度线对齐,因此游标卡尺的读数为,所以小球直径为。
(2)小球下落过程若机械能守恒,则有,且,联立可得,由此可见与h成正比,图像为一条过原点的倾斜直线,且直线的斜率为。
(3)若用力传感器测量小球摆到O点正下方时细线拉力为F,根据牛顿第二定律可得,若小球下落过程机械能守恒,则有,代入上式可得。因此当小球摆到O点正下方时,力传感器示数F为,则可验证小球在摆动的过程中满足机械能守恒。
答案:(1)11.5(2分) (2)(每空1分) (3)(2分)
12.【解析】(1)多用电表使用前要先进行机械调零,然后测电阻前再进行电阻调零。K旋转到电阻挡“”的位置,指针指在电阻刻度15的位置即待测电阻的阻值为。
(2)伏安法测电阻,第一步,先选择唯一性的器材,本题唯一性的器材是电源E、定值电阻R。第二步,选择电流表和电压表并判断电流表的接法,由于电源电动势为,通过被测电阻的最大电流为,电流表相对通过被测电阻的最大电流而言量程过大,表盘利用率太低,所以选择电流表,但量程又偏小,所以,把定值电阻R和被测电阻串联整体作为被测对象,这样通过被测电阻的最大电流为,正好和搭配。由于被测电阻阻值较小,故选择电流表外接。第三步,选择滑动变阻器并判断滑动变阻器的接法。选择滑动变阻器的原则是够用情况下优先选择小阻值滑动变阻器,本题选择滑动变阻器,题中要求测量范围尽可能大,所以滑动变阻器采取分压式接法;根据欧姆定律得。
答案:(1)①S ③T ④15.0 (2)①(以上每空1分)
②电路如图所示:(3分)
③ (1分)
13.【解析】(1)根据查理定律可知,(2分)
即, (1分)
解得当天的最高温度为 (1分)
(2)以轮胎漏气前原有气体为研究对象,在漏气过程中,根据玻意耳定律可得
(V为轮胎的体积), (2分)
即,解得漏气体积
(1分)
根据玻意耳定律可知,同等质量的空气在及下的体积之比为(2分)
在及下的空气密度之比为 (1分)
所以轮胎漏气质量与原有气体质量的比值为 (1分)
答案:(1) (2)
14.【解析】(1)在闭合开关后,回路中由于圆形磁场区域中磁场的变化而产生的感应电动势为,
则 (1分)
金属棒由于运动产生的动生电动势
(1分)
当时, (1分)
金属棒达到稳定状态,速度 (1分)
(2)断开开关后,金属棒ab减速,金属棒cd加速,某时刻两金属棒再次达到稳定状态,
有 (1分)
对金属棒ab、cd分别根据动量定理有
(1分)
(1分)
联立以上各式,解得,
(1分)
金属棒cd由静止达到稳定速度过程中产生的电荷量
(1分)
在金属棒cd由静止达到稳定速度过程中,闭合电路产生的焦耳热
(2分)
金属棒ab、cd接入电路的阻值之比为,因此金属棒cd产生的焦耳热
(1分)
答案:(1) (2)
15.【解析】(1)对子弹和木板组成的系统,取水平向右为正方向
(1分)
(1分)
(2)对木板和子弹:
(1分)
(1分)
对物块:
(1分)
联立解得: (1分)
物块相对于木板的位移大小:
(1分)
共速后,假如物块与木板不发生相对滑动,对整体:
(1分)
因为,所以物块与木板发生相对滑动。物块将相对于木板向右滑动,
物块与木板共速后,对木板和子弹:
得: (2分)
对物块: (1分)
物块相对于木板的位移大小:
(1分)
综上分析,若使小物块不能从木板上滑落,
木板的最小长度 (1分)
(3)整个过程,物块相对于木板运动的路程:
(1分)
物块与木板之间由于摩擦而产生的内能增量:
(2分)
答案:(1) (2) (3)
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