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2024届青海省西宁市大通县高三上学期开学摸底考试物理试题（解析版）
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这是一份2024届青海省西宁市大通县高三上学期开学摸底考试物理试题（解析版），共18页。试卷主要包含了本试卷分选择题和非选择题两部分，答题前，考生务必用直径0，本卷命题范围，4B．0等内容，欢迎下载使用。
物理
考生注意：
1.本试卷分选择题和非选择题两部分。满分100分，考试时间90分钟。
2.答题前，考生务必用直径0.5毫米黑色墨水签字笔将密封线内项目填写清楚。
3.考生作答时，请将答案答在答题卡上。选择题每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑；非选择题请用直径0.5毫米黑色墨水签字笔在答题卡上各题的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效，在试题卷、草稿纸上作答无效。
4.本卷命题范围：高考范围。
一、选择题：本题共12小题，共40分.在每小题给出的四个选项中，第1～8题只有一项符合题目要求，每小题3分；第9～12题有多项符合题目要求，每小题4分.全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分.
1.功是力在空间上的积累，类比于此，根据定义分析下列哪个说法符合这种规律
A．位移是速度对时间的积累B．速度是加速度对时间的积累
C．力是质量对加速度的积累D．滑动摩擦力是摩擦系数对正压力的积累
2.2021年九月下旬，世界首个钍核反应堆在我国甘肃省测试成功！该装置中的钍232（）吸收某个粒子X后转变成钍233（），然后衰变为铀233（），同时放出两个相同的粒子Y，则
A．X为质子，Y是中子B．X为质子，Y是电子C．X为中子，Y是质子D．X为中子，Y是电子
3.某学校举行百米赛跑，小明同学运动的v—t图像，如图所示，则小明同学加速运动过程中的加速度大小为
A．0.4B．0.6C．1D．2
4.如图所示，碰碰车是一种机动游戏设施，车四周有橡胶做成的缓冲装置.若两碰碰车发生了正碰后立即停下，已知两车相撞前速度大小约为1m/s，碰撞过程作用时间约为0.1s，车和人总质量约100kg.则两车碰撞过程中的平均作用力大小约为
A．100NB．200NC．1000ND．2000N
5.如图所示，在一匀强磁场中，两长直导线P和Q垂直于纸面固定放置，两者之间的距离为l.在两导线中均通有方向垂直于纸面向里的电流I时，纸面内与两导线距离均为l的a点处的磁感应强度为零.若每根导线在a点的磁感应强度大小均为B，则匀强磁场的磁感应强度大小和方向为
A．B，方向平行PQ向左B．，方向平行PQ向右
C．，方向平行PQ向左D．，方向平行PQ向右
6.如图所示，质量为m的小球用细绳悬挂在天花板上，用拉力F作用在小球上，静止时细绳与竖直方向的夹角，细绳能承受的最大拉力等于，重力加速度为g，保持小球的位置始终不变，则拉力F与细绳的夹角应满足的条件为
A．B．C．D．
7.如图所示，从固定斜面的顶端A以大小为v的水平速度抛出一个质量为m的小球，小球落在斜面上且不反弹.斜面的倾角为，不计空气阻力，重力加速度为g，，，则小球在空中运动过程中重力做功的平均功率为
A．B．C．D．
8.两个点电荷的质量分别为、，带异种电荷，电荷量分别为、，相距为d，只在库仑力作用下（不计万有引力）各自绕它们连线上的某一固定点，在同一水平面内做匀速圆周运动，它们的总动能为
A．B．C．D．
9.如图所示，北斗三号导航系统主要由三种卫星组成：地球同步静止轨道卫星（图中a）、地球同步倾斜轨道卫星（图中b）、中圆轨道卫星（图中c），c的轨道半径是a的轨道半径的k倍.若卫星都在圆轨道上运行，则下列判断正确的是
A．卫星a和卫星c加速度之比为B．卫星α和卫星c角速度之比为
C．卫星a和卫星b轨道半径不同D．卫星α与卫星b所受的向心力大小相等
10.如图所示，平行线为某匀强电场中的电场线（方向未标出），一个带负电的粒子甲仅在电场力作用下沿图中的轨迹1从A运动到B，另一个带电粒子乙仅在电场力作用下沿图中轨迹2从A运动到B，下列判断正确的是
A．粒子甲从A到B速度增大B．A点电势比B点电势高
C．乙粒子一定带正电D．乙粒子从A到B电势能减小
11.在如图甲所示的电路中，变压器为理想变压器，电表为理想电表，定值电阻，在a，b两端接入如图所示的电压（为正弦曲线的一部分），电流表的示数为2.2A，电压表的示数为27.5V，则
甲乙
A．变压器原、副线圈的匝数比为4∶1B．变压器原、副线圈的匝数比为
C．定值电阻R消耗的功率为22WD．定值电阻R消耗的功率为15.125W
12.如图所示，间距为L，电阻不计的足够长的平行光滑金属导轨水平放置，导轨左端连接一阻值为R的电阻，导轨上横跨一根质量为m、电阻为r的金属棒，金属棒与导轨接触良好.整个装置处于竖直向下的匀强磁场中.现给金属棒一沿导轨向右、大小为F的恒力，让金属棒从静止开始运动，金属棒经过前进了s，然后以的速度匀速向右运动，重力加速度为g，下列说法正确的是
A．0～金属棒的速度随时间均匀增大B．匀强磁场的磁感应强度大小为
C．0～流过电阻的平均电流为D．0～电阻R上的平均电功率为
二、非选择题：共60分.第13～17题为必考题，每个试题考生都必须作答，第18～19题为选考题，考生根据要求作答.
（一）必考题：共45分.
13.（6分）
用如图甲所示的实验装置可以进行力学中的很多实验探究，回答下列问题：
甲
（1）下列说法正确的是 .
A．用此装置来“研究匀变速直线运动”时，长木板上表面必须光滑
B．让小车在水平粗糙的长木板上运动可验证机械能守恒定律
C．用此装置来“探究加速度a与力F的关系”时，需要平衡摩擦力，且钩码的总质量应远大于小车的质量
D．用此装置来“验证动量定理”时，需要平衡摩擦力，且钩码的总质量应远小于小车的质量
（2）图乙为探究“功与速度变化的关系”的实验中打出的一条纸带，选取纸带中的B、E两点间的运动过程来探究功与速度变化的关系，已知打点计时器的打点频率为f，相邻两个计数点之间还有一个点未画出，重力加速度为g，小车、钩码的质量分别为M、m（），实验时平衡了摩擦力，则探究的结果为 .（用题中给出的字母来表达）
乙
14.（9分）
实验小组用图甲所示的电路来测量待测电阻的阻值，图中为标准电阻（）；、可视为理想电流表，S为开关，R为滑动变阻器，E为电源.采用如下步骤完成实验，回答下列问题：
甲
（1）若先用多用表来粗略测量的阻值，选择的倍率为“×1”，示数如图乙所示，则读数为 （结果保留整数）.
乙
（2）按照图甲所示的实验原理线路图将实物图连接完整.
（3）将滑动变阻器的滑动触头置于 （填“左端”“右端”或“中间”）位置，合上开关S，改变滑动变阻器滑动触头的位置，记下两电流表的、示数分别为、，则待测电阻的表达式 .（用、、表示）
（4）为了减小偶然误差，改变滑动变阻器滑动触头的位置，多测几组、的值，作出-关系图像如图丙所示，图像的斜率k＝ （用、表示），可得待测电阻 （结果保留整数）.
丙
15.（8分）
某实验小组设计了如图所示的小球运动轨道，若将小球从左侧固定斜面上.离地高度为h＝3.2m的位置由静止释放，经过圆弧轨道后，小球飞上右侧平台且与平台不发生碰撞.已知斜面与圆弧轨道相切，圆弧轨道左右两端点等高，圆弧轨道所对圆心角为，半径为R＝2m，小球质量为m＝0.5kg，整个轨道处在竖直面内，不计空气阻力及一切摩擦，重力加速度g取10，，.求：
（1）小球在圆弧轨道最低点所受到的支持力大小；
（2）平台左侧上边缘到圆弧轨道右端点的水平距离x.
16.（9分）
2022年6月17日，经中央军委批准，我国第三艘航空母舰命名为“中国人民解放军海军福建舰”.福建舰是我国完全自主设计建造的第一艘弹射型航空母舰，采用平直通长飞行甲板﹐配置电磁弹射和阻拦装置，满载排水量8万余吨.舰载作战飞机沿平直跑道起飞过程分为两个阶段：第一阶段是电磁弹射，电磁弹射区的长度为80m，弹射原理如图乙所示，飞机钩在滑杆上，储能装置通过导轨和滑杆放电，产生强电流恒为4000A，导轨激发的磁场在两导轨间近似为匀强磁场，磁感应强度B＝10T，在磁场力和飞机发动机推力作用下，滑杆和飞机从静止开始向右加速，在导轨末端飞机与滑杆脱离，导轨间距为3m；第二阶段在飞机发动机推力的作用下匀加速直线运动达到起飞速度.已知飞机离舰起飞速度为100m/s，航空母舰的跑道总长为180m，舰载机总质量为kg，起飞过程中发动机的推力恒定，弹射过程中及飞机发动机推力下的加速过程，舰载机所受阻力恒为飞机发动机推力的20%，求：
甲乙
（1）电磁弹射过程电磁推力做的功；
（2）飞机发动机推力的大小；
（3）电磁弹射过程，飞机获得的加速度.
17.（13分）
如图所示，平面直角坐标系的第一象限内存在垂直纸面向外且强度不变的有界匀强磁场，磁场边界为边长为L的等边三角形MON，N点坐标为；在第二象限存在沿x轴正方向的匀强电场，电场强度大小为E.一质量为m，电荷量为＋q的粒子从电场中的（x值不确定）点处由静止释放，当时，粒子经磁场偏转后恰好垂直x轴飞出磁场，不计粒子重力.求：
（1）匀强磁场磁感应强度B的大小；
（2）若要求粒子从ON边飞出，当取最大值时，粒子在磁场中运动轨迹所对圆心角的余弦值；
（3）满足第二问的粒子释放时其横坐标x的值.
（二）选考题：共15分.请考生从2道题中任选一题作答.如果多做，则按所做的第一题计分.
18.[选修3—3]（15分）
（1）（5分）一定量的理想气体从状态a开始，经历a→b→c→a三个过程回到初始状态，其压强p和热力学温度T的关系图像如图所示，下列说法正确的是 .（填正确答案标号.选对1个得2分，选对2个得3分，选对3个得5分.每选错1个扣3分，最低得分为0分）
A．a→b过程中，气体体积不变，吸收热量
B．b→c过程中，气体对外做功小于气体所吸收的热量
C．a→b→c→a过程中，气体对外做的功在数值上等于三角形abc的“面积”
D．b→c→a过程中，容器内单位体积内气体分子数目先减小后增大
E．c→a过程中，容器内单位时间内气体分子碰撞器壁的次数增加
（2）（10分）如图所示，竖直绝热汽缸高度为60cm，缸口处有卡槽，中央处有固定绝热超薄隔板，隔板上有单向阀门K，上层有可移动活塞，活塞上有压力报警系统P，活塞（含报警系统）质量m＝10kg，面积S＝20，报警系统内、外压强差高于1.5倍大气压强时，触发报警系统，初始时A、B两部分气休温度均为27℃，A部分气体长度为20cm，B部分气体长度为30cm、压强为2，现通过电阻丝对A气体加热.已知标准大气压强，重力加速度g取10，系统不漏气，气体为理想气体，求触发报警时气体的温度.
19.[选修3—4]（15分）
（1）（5分）一列简谐横波在均匀介质中沿x轴传播，t＝0时刻波形如图所示，已知此时刻介质中质点a偏离平衡位置的位移为5cm且沿y轴负方向运动，若从t＝0时刻开始，经过2s质点a第一次到达波峰，则下列说法正确的是 .（填正确答案标号.选对1个得2分，选对2个得3分，选对3个得5分.每选错1个扣3分，最低得分为0分）
A．该列波的传播方向沿x轴负方向
B．该列波的周期为2.4s
C．该列波的传播速度大小为m/s
D．从t＝0到t＝8.4s时间内，质点a通过的总路程为1.4m
E．坐标为4m和6m的两个质点间的距离最小值为2m
（2）（10分）“道威棱镜”是一种光学图像旋转器，光线经过此棱镜后，图像被颠倒180°.“道威棱镜”是由底角为45°的等腰梯形棱镜构成，如图所示，梯形abcd是棱镜的横截面，已知ab边长度为L，一束红光从ab边中点e平行于bc边射入棱镜，从cd边中点f射出，已知红光对棱镜折射率，光在真空中速度为c，只考虑光线在棱镜表面发生一次反射，，求红光通过棱镜所用的时间.
大通县2023-2024学年高三上学期开学摸底考试
物理
参考答案、提示及评分细则
1.A
根据公式知，A正确；根据公式，速度变化量是加速度对时间的积累，而非速度，B错误；根据公式，加速度与力成正比，与质量成反比，并非积累，C错误；根据公式，滑动摩擦力与正压力成正比，D错误.
2.D
根据质量数和电荷数守恒的原则，两个核反应方程分别为，，则X为中子，Y是电子，D项正确.
3.C
设匀速运动的速度为v，根据图像有：，解得v＝10m/s，则，故C正确.
4.C
取其中一辆碰碰车运动方向为正方向，以这辆车和人为研究对象，根据动量定理得，解得.只有选项C正确.
5.C
导线P和Q中电流I均向里时，设其在a点产生的磁感应强度大小，如图所示，则其夹角为60°，它们在a点的合磁场的磁感应强度平行于PQ向右、大小为.又根据题意，则匀强磁场的磁场应强度大小为、方向平行于PQ向左.选项C正确.
6.D
由题图可知，小球要保证位置不变，；当F的方向与细绳垂直时，即时，细绳的拉力达到最大值.因此，D项正确
7.C
小球做平抛运动，有，，，解得，小球做平抛运动重力做功的平均功率，C项正确.
8.A
对于质量的电荷，它们的库仑力提供其向心力，即，对于质量的电荷，它们的库仑力提供其向心力，即，则它们总的动能为，故选A.
9.AB
由，得到，由此可知，卫星a和卫星c加速度之比为，选项A正确；根据开普勒第三定律可知，解得，由得，选项B正确，卫星a和卫星b做匀速圆周运动的周期都等于地球自转周期T，由可知，两卫星的轨道半径相同，选项C错误；由可知，卫星a与卫星b的质量不一定相同.所受向心力大小不一定相等，选项D错误.
10.BCD
带负电的粒子甲仅在电场力作用下沿图中的轨迹1从A运动到B，则电场力对粒子甲做负功，粒子甲的速度变小，A项错误；由于甲粒子受到的电场力方向向左，因此场强方向向右，A点电势比B点电势高，B项正确；带电粒子乙仅在电场力作用下沿图中轨迹2从A运动到B，由图可知，该粒子受到的电场力方向向右，因此乙粒子带正电，C项正确；电场力对乙粒子做正功，因此乙粒子的电势能减小，D项正确.
11.AC
由题图乙可知，变压器原线圈输入电压，则原、副线圈的匝数比，A项正确，B项错误；电阻中的电流，因此原线圈中的电流为0.2A，根据变流比可知，副线圈中的电流，则定值电阻消耗的功率，C项正确，D项错误.
12.BC
随着速度增大，安培力增大，合外力逐渐减小，金属棒做加速度逐渐减小的加速运动，A错误；金属棒匀速运动时，，解得，B正确；0～内，，，，解得，C正确；根据能量守恒定律，电阻上产生的热量，则定值电阻上产生的热量为，平均电功率，D错误.
13.（1）D（2）
解析：
（1）用此装置来“研究匀变速直线运动”时，只需要用纸带来测小车的加速度，不需要知道小车的受力，长木板上表面不需要光滑，A错误；用此装置来“验证机械能守恒”时，如果长木板上表面粗糙，则系统的机械能一定不守恒，不能进行机械能守恒的验证，B错误；用此装置来“探究加速度a与力F的关系”时，需要平衡摩擦力，且钩码的总质量应远小于小车的质量，这样才能知道小车受到的拉力（近似等于钩码的重力），C错误；用此装置来“验证动量定理”时，需要平衡摩擦力，且钩码的总质量应远小于小车的质量，这样才能知道小车受到的拉力（近似等于钩码的重力），D正确.
（2）周期，，，
由动能定理得，得.
14.（1）19（2）见解析图（3）右端24
解析：
（1）如图乙的读数
（2）完整的电路连线图如下.
（3）为了电路安全，防止电流过大，闭合开关前，将滑动变阻器的滑动触头置于右端位置，由并联电路电压相等的关系可得，待测电阻.
（4）由，可得，则关系图像的斜率，结合，，可得.
15.解：
（1）小球由最高点运动到最低点的过程，由动能定理有
在最低点根据向心力公式有
解得
（2）小球由静止释放到离开圆弧轨道过程，由动能定理有
由题意知，小球运动到最高点时恰对到达平台左端上表面，逆向分析由平抛运动规律有
解得
16.解：
（1）由题意可知，电磁推力大小
电磁推力做功
（2）设飞机常规推动力的大小为，对整个过程根据动能定理有
解得
（3）弹射过程，根据牛顿第二定律
解得
17.解：
（1）粒子运动轨迹如图甲所示，
甲
在电场中，由动能定理有：
由几何关系可知，粒子的轨迹半径
根据洛伦兹力提供向心力有
解得
（2）由题意知，满足条件的粒子运动轨迹恰好与MN相切，如图乙所示，C为切点，粒子从D点射出磁场，轨迹所对圆心角为，
乙
由几何关系可知，，设轨迹半径，
据几何关系有：
解得
则
（3）据洛伦兹力提供向心力有：
则：
在电场中应用动能定理有：
解得：
18.
（1）ADE
根据图像可知，a→b过程中，压强与热力学温度成正比﹐则气体做等容变化，气体体积不变，功为零，温度升高内能增加，由热力学第一定律，气体吸收热量，选项A正确；b→c过程中，气体做等温变化，内能不变，由PV＝C，压强减小，体积增大，气体对外做功，由热力学第一定律，则，气体吸收热量等于对外做的功，选项B错误；a→b→c→a过程中，其中a→b过程气体做等容变化，对外不做功，b→c过程，气体做等温变化，压强减小体积增大，气体对外做功，对外做的功等吸收热量，c→a过程气体做等压变化，温度降低体积减小，外界对气体做正功，综合分析，气体对外界做的功等于吸收热量，数值上不等于三角形abc的“面积”（三角形面积意义不是功），选项C错误；b→c→a过程中，气体体积先增大后减小，由于分子总量不变，故容器内单位体积内分子数目先减小后增大，选项D正确；c→a过程中，温度降低，分子平均动能减小，单位时间气体分子碰撞器壁的作用力减小，由于压强不变，单位时间内气体分子碰撞器壁次数增加，选项E正确.
（2）解：设初始状态A气体压强为，由平衡条件有
可得气体A初态：，，温度
气体B初态：，，温度
升温过程A气体先做等压变化，当活塞到达卡槽后再做等容变化，当A气体压强为，阀门K才打开，两部分气体混合，此时还没达到报警压强.
当气体压强为，触发报警
此时温度为，由物质量守恒关系有
得，即t＝227℃
19.
（1）BDE
根据传播方向与振动方向关系，质点a沿y轴负方向运动，波沿α轴正方向传播，选项A错误；a偏离平衡位置的位移为5cm，其a点的振动方程，由于t＝0时，y＝5cm，且此时a点沿y轴负方向运动，故可得，经过2s质点α第一次到达波峰，则有，可得T＝2.4s，选项B正确；由波形图可知波长，，选项C错误；，质点做简谐运动任意半个周期内位移为2A，则从t＝0到t＝8.4s时间内，质点a通过的总路程，选项D正确；位置坐标分别为4m和6m两个质点间距离，当两质点同时到达平衡位置时，两质点间距离最小为2m，当两质点分别为波峰的波谷时，两质点间距离最大，选项E正确.
（2）解：红光平行bc边从e点入射，入射角
由折射定律有
解得
设红光在棱镜中全反射临界角为C，由
可得C＝45°
红光在bc边中点g发生全反射，到达cd边中点f，其入射角为30°，其折射角为45°，其出射光线平行于bc边，光路图如图所示.
由图知
由正弦定理有
得
红光在介质中速度
红光通过棱镜所用时间
物理
考生注意：
1.本试卷分选择题和非选择题两部分。满分100分，考试时间90分钟。
2.答题前，考生务必用直径0.5毫米黑色墨水签字笔将密封线内项目填写清楚。
3.考生作答时，请将答案答在答题卡上。选择题每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑；非选择题请用直径0.5毫米黑色墨水签字笔在答题卡上各题的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效，在试题卷、草稿纸上作答无效。
4.本卷命题范围：高考范围。
一、选择题：本题共12小题，共40分.在每小题给出的四个选项中，第1～8题只有一项符合题目要求，每小题3分；第9～12题有多项符合题目要求，每小题4分.全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分.
1.功是力在空间上的积累，类比于此，根据定义分析下列哪个说法符合这种规律
A．位移是速度对时间的积累B．速度是加速度对时间的积累
C．力是质量对加速度的积累D．滑动摩擦力是摩擦系数对正压力的积累
2.2021年九月下旬，世界首个钍核反应堆在我国甘肃省测试成功！该装置中的钍232（）吸收某个粒子X后转变成钍233（），然后衰变为铀233（），同时放出两个相同的粒子Y，则
A．X为质子，Y是中子B．X为质子，Y是电子C．X为中子，Y是质子D．X为中子，Y是电子
3.某学校举行百米赛跑，小明同学运动的v—t图像，如图所示，则小明同学加速运动过程中的加速度大小为
A．0.4B．0.6C．1D．2
4.如图所示，碰碰车是一种机动游戏设施，车四周有橡胶做成的缓冲装置.若两碰碰车发生了正碰后立即停下，已知两车相撞前速度大小约为1m/s，碰撞过程作用时间约为0.1s，车和人总质量约100kg.则两车碰撞过程中的平均作用力大小约为
A．100NB．200NC．1000ND．2000N
5.如图所示，在一匀强磁场中，两长直导线P和Q垂直于纸面固定放置，两者之间的距离为l.在两导线中均通有方向垂直于纸面向里的电流I时，纸面内与两导线距离均为l的a点处的磁感应强度为零.若每根导线在a点的磁感应强度大小均为B，则匀强磁场的磁感应强度大小和方向为
A．B，方向平行PQ向左B．，方向平行PQ向右
C．，方向平行PQ向左D．，方向平行PQ向右
6.如图所示，质量为m的小球用细绳悬挂在天花板上，用拉力F作用在小球上，静止时细绳与竖直方向的夹角，细绳能承受的最大拉力等于，重力加速度为g，保持小球的位置始终不变，则拉力F与细绳的夹角应满足的条件为
A．B．C．D．
7.如图所示，从固定斜面的顶端A以大小为v的水平速度抛出一个质量为m的小球，小球落在斜面上且不反弹.斜面的倾角为，不计空气阻力，重力加速度为g，，，则小球在空中运动过程中重力做功的平均功率为
A．B．C．D．
8.两个点电荷的质量分别为、，带异种电荷，电荷量分别为、，相距为d，只在库仑力作用下（不计万有引力）各自绕它们连线上的某一固定点，在同一水平面内做匀速圆周运动，它们的总动能为
A．B．C．D．
9.如图所示，北斗三号导航系统主要由三种卫星组成：地球同步静止轨道卫星（图中a）、地球同步倾斜轨道卫星（图中b）、中圆轨道卫星（图中c），c的轨道半径是a的轨道半径的k倍.若卫星都在圆轨道上运行，则下列判断正确的是
A．卫星a和卫星c加速度之比为B．卫星α和卫星c角速度之比为
C．卫星a和卫星b轨道半径不同D．卫星α与卫星b所受的向心力大小相等
10.如图所示，平行线为某匀强电场中的电场线（方向未标出），一个带负电的粒子甲仅在电场力作用下沿图中的轨迹1从A运动到B，另一个带电粒子乙仅在电场力作用下沿图中轨迹2从A运动到B，下列判断正确的是
A．粒子甲从A到B速度增大B．A点电势比B点电势高
C．乙粒子一定带正电D．乙粒子从A到B电势能减小
11.在如图甲所示的电路中，变压器为理想变压器，电表为理想电表，定值电阻，在a，b两端接入如图所示的电压（为正弦曲线的一部分），电流表的示数为2.2A，电压表的示数为27.5V，则
甲乙
A．变压器原、副线圈的匝数比为4∶1B．变压器原、副线圈的匝数比为
C．定值电阻R消耗的功率为22WD．定值电阻R消耗的功率为15.125W
12.如图所示，间距为L，电阻不计的足够长的平行光滑金属导轨水平放置，导轨左端连接一阻值为R的电阻，导轨上横跨一根质量为m、电阻为r的金属棒，金属棒与导轨接触良好.整个装置处于竖直向下的匀强磁场中.现给金属棒一沿导轨向右、大小为F的恒力，让金属棒从静止开始运动，金属棒经过前进了s，然后以的速度匀速向右运动，重力加速度为g，下列说法正确的是
A．0～金属棒的速度随时间均匀增大B．匀强磁场的磁感应强度大小为
C．0～流过电阻的平均电流为D．0～电阻R上的平均电功率为
二、非选择题：共60分.第13～17题为必考题，每个试题考生都必须作答，第18～19题为选考题，考生根据要求作答.
（一）必考题：共45分.
13.（6分）
用如图甲所示的实验装置可以进行力学中的很多实验探究，回答下列问题：
甲
（1）下列说法正确的是 .
A．用此装置来“研究匀变速直线运动”时，长木板上表面必须光滑
B．让小车在水平粗糙的长木板上运动可验证机械能守恒定律
C．用此装置来“探究加速度a与力F的关系”时，需要平衡摩擦力，且钩码的总质量应远大于小车的质量
D．用此装置来“验证动量定理”时，需要平衡摩擦力，且钩码的总质量应远小于小车的质量
（2）图乙为探究“功与速度变化的关系”的实验中打出的一条纸带，选取纸带中的B、E两点间的运动过程来探究功与速度变化的关系，已知打点计时器的打点频率为f，相邻两个计数点之间还有一个点未画出，重力加速度为g，小车、钩码的质量分别为M、m（），实验时平衡了摩擦力，则探究的结果为 .（用题中给出的字母来表达）
乙
14.（9分）
实验小组用图甲所示的电路来测量待测电阻的阻值，图中为标准电阻（）；、可视为理想电流表，S为开关，R为滑动变阻器，E为电源.采用如下步骤完成实验，回答下列问题：
甲
（1）若先用多用表来粗略测量的阻值，选择的倍率为“×1”，示数如图乙所示，则读数为 （结果保留整数）.
乙
（2）按照图甲所示的实验原理线路图将实物图连接完整.
（3）将滑动变阻器的滑动触头置于 （填“左端”“右端”或“中间”）位置，合上开关S，改变滑动变阻器滑动触头的位置，记下两电流表的、示数分别为、，则待测电阻的表达式 .（用、、表示）
（4）为了减小偶然误差，改变滑动变阻器滑动触头的位置，多测几组、的值，作出-关系图像如图丙所示，图像的斜率k＝ （用、表示），可得待测电阻 （结果保留整数）.
丙
15.（8分）
某实验小组设计了如图所示的小球运动轨道，若将小球从左侧固定斜面上.离地高度为h＝3.2m的位置由静止释放，经过圆弧轨道后，小球飞上右侧平台且与平台不发生碰撞.已知斜面与圆弧轨道相切，圆弧轨道左右两端点等高，圆弧轨道所对圆心角为，半径为R＝2m，小球质量为m＝0.5kg，整个轨道处在竖直面内，不计空气阻力及一切摩擦，重力加速度g取10，，.求：
（1）小球在圆弧轨道最低点所受到的支持力大小；
（2）平台左侧上边缘到圆弧轨道右端点的水平距离x.
16.（9分）
2022年6月17日，经中央军委批准，我国第三艘航空母舰命名为“中国人民解放军海军福建舰”.福建舰是我国完全自主设计建造的第一艘弹射型航空母舰，采用平直通长飞行甲板﹐配置电磁弹射和阻拦装置，满载排水量8万余吨.舰载作战飞机沿平直跑道起飞过程分为两个阶段：第一阶段是电磁弹射，电磁弹射区的长度为80m，弹射原理如图乙所示，飞机钩在滑杆上，储能装置通过导轨和滑杆放电，产生强电流恒为4000A，导轨激发的磁场在两导轨间近似为匀强磁场，磁感应强度B＝10T，在磁场力和飞机发动机推力作用下，滑杆和飞机从静止开始向右加速，在导轨末端飞机与滑杆脱离，导轨间距为3m；第二阶段在飞机发动机推力的作用下匀加速直线运动达到起飞速度.已知飞机离舰起飞速度为100m/s，航空母舰的跑道总长为180m，舰载机总质量为kg，起飞过程中发动机的推力恒定，弹射过程中及飞机发动机推力下的加速过程，舰载机所受阻力恒为飞机发动机推力的20%，求：
甲乙
（1）电磁弹射过程电磁推力做的功；
（2）飞机发动机推力的大小；
（3）电磁弹射过程，飞机获得的加速度.
17.（13分）
如图所示，平面直角坐标系的第一象限内存在垂直纸面向外且强度不变的有界匀强磁场，磁场边界为边长为L的等边三角形MON，N点坐标为；在第二象限存在沿x轴正方向的匀强电场，电场强度大小为E.一质量为m，电荷量为＋q的粒子从电场中的（x值不确定）点处由静止释放，当时，粒子经磁场偏转后恰好垂直x轴飞出磁场，不计粒子重力.求：
（1）匀强磁场磁感应强度B的大小；
（2）若要求粒子从ON边飞出，当取最大值时，粒子在磁场中运动轨迹所对圆心角的余弦值；
（3）满足第二问的粒子释放时其横坐标x的值.
（二）选考题：共15分.请考生从2道题中任选一题作答.如果多做，则按所做的第一题计分.
18.[选修3—3]（15分）
（1）（5分）一定量的理想气体从状态a开始，经历a→b→c→a三个过程回到初始状态，其压强p和热力学温度T的关系图像如图所示，下列说法正确的是 .（填正确答案标号.选对1个得2分，选对2个得3分，选对3个得5分.每选错1个扣3分，最低得分为0分）
A．a→b过程中，气体体积不变，吸收热量
B．b→c过程中，气体对外做功小于气体所吸收的热量
C．a→b→c→a过程中，气体对外做的功在数值上等于三角形abc的“面积”
D．b→c→a过程中，容器内单位体积内气体分子数目先减小后增大
E．c→a过程中，容器内单位时间内气体分子碰撞器壁的次数增加
（2）（10分）如图所示，竖直绝热汽缸高度为60cm，缸口处有卡槽，中央处有固定绝热超薄隔板，隔板上有单向阀门K，上层有可移动活塞，活塞上有压力报警系统P，活塞（含报警系统）质量m＝10kg，面积S＝20，报警系统内、外压强差高于1.5倍大气压强时，触发报警系统，初始时A、B两部分气休温度均为27℃，A部分气体长度为20cm，B部分气体长度为30cm、压强为2，现通过电阻丝对A气体加热.已知标准大气压强，重力加速度g取10，系统不漏气，气体为理想气体，求触发报警时气体的温度.
19.[选修3—4]（15分）
（1）（5分）一列简谐横波在均匀介质中沿x轴传播，t＝0时刻波形如图所示，已知此时刻介质中质点a偏离平衡位置的位移为5cm且沿y轴负方向运动，若从t＝0时刻开始，经过2s质点a第一次到达波峰，则下列说法正确的是 .（填正确答案标号.选对1个得2分，选对2个得3分，选对3个得5分.每选错1个扣3分，最低得分为0分）
A．该列波的传播方向沿x轴负方向
B．该列波的周期为2.4s
C．该列波的传播速度大小为m/s
D．从t＝0到t＝8.4s时间内，质点a通过的总路程为1.4m
E．坐标为4m和6m的两个质点间的距离最小值为2m
（2）（10分）“道威棱镜”是一种光学图像旋转器，光线经过此棱镜后，图像被颠倒180°.“道威棱镜”是由底角为45°的等腰梯形棱镜构成，如图所示，梯形abcd是棱镜的横截面，已知ab边长度为L，一束红光从ab边中点e平行于bc边射入棱镜，从cd边中点f射出，已知红光对棱镜折射率，光在真空中速度为c，只考虑光线在棱镜表面发生一次反射，，求红光通过棱镜所用的时间.
大通县2023-2024学年高三上学期开学摸底考试
物理
参考答案、提示及评分细则
1.A
根据公式知，A正确；根据公式，速度变化量是加速度对时间的积累，而非速度，B错误；根据公式，加速度与力成正比，与质量成反比，并非积累，C错误；根据公式，滑动摩擦力与正压力成正比，D错误.
2.D
根据质量数和电荷数守恒的原则，两个核反应方程分别为，，则X为中子，Y是电子，D项正确.
3.C
设匀速运动的速度为v，根据图像有：，解得v＝10m/s，则，故C正确.
4.C
取其中一辆碰碰车运动方向为正方向，以这辆车和人为研究对象，根据动量定理得，解得.只有选项C正确.
5.C
导线P和Q中电流I均向里时，设其在a点产生的磁感应强度大小，如图所示，则其夹角为60°，它们在a点的合磁场的磁感应强度平行于PQ向右、大小为.又根据题意，则匀强磁场的磁场应强度大小为、方向平行于PQ向左.选项C正确.
6.D
由题图可知，小球要保证位置不变，；当F的方向与细绳垂直时，即时，细绳的拉力达到最大值.因此，D项正确
7.C
小球做平抛运动，有，，，解得，小球做平抛运动重力做功的平均功率，C项正确.
8.A
对于质量的电荷，它们的库仑力提供其向心力，即，对于质量的电荷，它们的库仑力提供其向心力，即，则它们总的动能为，故选A.
9.AB
由，得到，由此可知，卫星a和卫星c加速度之比为，选项A正确；根据开普勒第三定律可知，解得，由得，选项B正确，卫星a和卫星b做匀速圆周运动的周期都等于地球自转周期T，由可知，两卫星的轨道半径相同，选项C错误；由可知，卫星a与卫星b的质量不一定相同.所受向心力大小不一定相等，选项D错误.
10.BCD
带负电的粒子甲仅在电场力作用下沿图中的轨迹1从A运动到B，则电场力对粒子甲做负功，粒子甲的速度变小，A项错误；由于甲粒子受到的电场力方向向左，因此场强方向向右，A点电势比B点电势高，B项正确；带电粒子乙仅在电场力作用下沿图中轨迹2从A运动到B，由图可知，该粒子受到的电场力方向向右，因此乙粒子带正电，C项正确；电场力对乙粒子做正功，因此乙粒子的电势能减小，D项正确.
11.AC
由题图乙可知，变压器原线圈输入电压，则原、副线圈的匝数比，A项正确，B项错误；电阻中的电流，因此原线圈中的电流为0.2A，根据变流比可知，副线圈中的电流，则定值电阻消耗的功率，C项正确，D项错误.
12.BC
随着速度增大，安培力增大，合外力逐渐减小，金属棒做加速度逐渐减小的加速运动，A错误；金属棒匀速运动时，，解得，B正确；0～内，，，，解得，C正确；根据能量守恒定律，电阻上产生的热量，则定值电阻上产生的热量为，平均电功率，D错误.
13.（1）D（2）
解析：
（1）用此装置来“研究匀变速直线运动”时，只需要用纸带来测小车的加速度，不需要知道小车的受力，长木板上表面不需要光滑，A错误；用此装置来“验证机械能守恒”时，如果长木板上表面粗糙，则系统的机械能一定不守恒，不能进行机械能守恒的验证，B错误；用此装置来“探究加速度a与力F的关系”时，需要平衡摩擦力，且钩码的总质量应远小于小车的质量，这样才能知道小车受到的拉力（近似等于钩码的重力），C错误；用此装置来“验证动量定理”时，需要平衡摩擦力，且钩码的总质量应远小于小车的质量，这样才能知道小车受到的拉力（近似等于钩码的重力），D正确.
（2）周期，，，
由动能定理得，得.
14.（1）19（2）见解析图（3）右端24
解析：
（1）如图乙的读数
（2）完整的电路连线图如下.
（3）为了电路安全，防止电流过大，闭合开关前，将滑动变阻器的滑动触头置于右端位置，由并联电路电压相等的关系可得，待测电阻.
（4）由，可得，则关系图像的斜率，结合，，可得.
15.解：
（1）小球由最高点运动到最低点的过程，由动能定理有
在最低点根据向心力公式有
解得
（2）小球由静止释放到离开圆弧轨道过程，由动能定理有
由题意知，小球运动到最高点时恰对到达平台左端上表面，逆向分析由平抛运动规律有
解得
16.解：
（1）由题意可知，电磁推力大小
电磁推力做功
（2）设飞机常规推动力的大小为，对整个过程根据动能定理有
解得
（3）弹射过程，根据牛顿第二定律
解得
17.解：
（1）粒子运动轨迹如图甲所示，
甲
在电场中，由动能定理有：
由几何关系可知，粒子的轨迹半径
根据洛伦兹力提供向心力有
解得
（2）由题意知，满足条件的粒子运动轨迹恰好与MN相切，如图乙所示，C为切点，粒子从D点射出磁场，轨迹所对圆心角为，
乙
由几何关系可知，，设轨迹半径，
据几何关系有：
解得
则
（3）据洛伦兹力提供向心力有：
则：
在电场中应用动能定理有：
解得：
18.
（1）ADE
根据图像可知，a→b过程中，压强与热力学温度成正比﹐则气体做等容变化，气体体积不变，功为零，温度升高内能增加，由热力学第一定律，气体吸收热量，选项A正确；b→c过程中，气体做等温变化，内能不变，由PV＝C，压强减小，体积增大，气体对外做功，由热力学第一定律，则，气体吸收热量等于对外做的功，选项B错误；a→b→c→a过程中，其中a→b过程气体做等容变化，对外不做功，b→c过程，气体做等温变化，压强减小体积增大，气体对外做功，对外做的功等吸收热量，c→a过程气体做等压变化，温度降低体积减小，外界对气体做正功，综合分析，气体对外界做的功等于吸收热量，数值上不等于三角形abc的“面积”（三角形面积意义不是功），选项C错误；b→c→a过程中，气体体积先增大后减小，由于分子总量不变，故容器内单位体积内分子数目先减小后增大，选项D正确；c→a过程中，温度降低，分子平均动能减小，单位时间气体分子碰撞器壁的作用力减小，由于压强不变，单位时间内气体分子碰撞器壁次数增加，选项E正确.
（2）解：设初始状态A气体压强为，由平衡条件有
可得气体A初态：，，温度
气体B初态：，，温度
升温过程A气体先做等压变化，当活塞到达卡槽后再做等容变化，当A气体压强为，阀门K才打开，两部分气体混合，此时还没达到报警压强.
当气体压强为，触发报警
此时温度为，由物质量守恒关系有
得，即t＝227℃
19.
（1）BDE
根据传播方向与振动方向关系，质点a沿y轴负方向运动，波沿α轴正方向传播，选项A错误；a偏离平衡位置的位移为5cm，其a点的振动方程，由于t＝0时，y＝5cm，且此时a点沿y轴负方向运动，故可得，经过2s质点α第一次到达波峰，则有，可得T＝2.4s，选项B正确；由波形图可知波长，，选项C错误；，质点做简谐运动任意半个周期内位移为2A，则从t＝0到t＝8.4s时间内，质点a通过的总路程，选项D正确；位置坐标分别为4m和6m两个质点间距离，当两质点同时到达平衡位置时，两质点间距离最小为2m，当两质点分别为波峰的波谷时，两质点间距离最大，选项E正确.
（2）解：红光平行bc边从e点入射，入射角
由折射定律有
解得
设红光在棱镜中全反射临界角为C，由
可得C＝45°
红光在bc边中点g发生全反射，到达cd边中点f，其入射角为30°，其折射角为45°，其出射光线平行于bc边，光路图如图所示.
由图知
由正弦定理有
得
红光在介质中速度
红光通过棱镜所用时间
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