河南省扶沟县2023届高三(上)摸底测试物理试题
第Ⅰ卷(选择题 共48分)
一、选择题(本题共8小题,每小题6分,共48分。在每小题给出的四个选项中,第1~3题只有一项符合题目要求,第4~8题有多项符合题目要求。全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分)
1. 下列说法正确的是( )
A. 物理学家为了方便研究物体的运动规律而引入质点概念,这里用到的物理思想方法是等效替代法
B. 米、牛顿、秒都是国际单位制中的基本单位
C. 矢量既有大小又有方向,如速度、速度变化量和加速度都是矢量
D. 伽利略的理想斜面实验得出的结论是必须有力作用在物体上物体才能运动,撤去外力物体就会停下来
2. 行星各自卫星的轨道可以看作是圆形的。某同学根据A行星和B行星的不同卫星做圆周运动的半径r与周期T的观测数据,作出如图所示的图像,其中图线A是根据A行星的不同卫星的数据作出的,图线B是根据B行星的不同卫星的数据作出的。已知图线A的斜率为k1,图线B的斜率为k2,A行星半径为B行星半径的n倍,则( )
A. A行星的质量小于B行星的质量
B. A行星与B行星表面的重力加速度之比为
C. A行星与B行星的第一宇宙速度之比为
D. A行星与B行星平均密度之比为
3. 高台跳水被誉为最富有冒险性的体育项目。质量为m的高台跳水运动员在一次训练中,从距离水面高h的高台自由下落,在空中保持姿态不变,接触水面后在平均大小等于4倍重力的阻力作用下,竖直向下减速运动。若忽略空气阻力,重力加速度为g。运动员在接触水面到速度减为零的过程中( )
A. 动能的改变量与阻力做功大小相等 B. 阻力的冲量与重力的冲量相同
C. 重力势能减少了mgh D. 机械能减少了mgh
4. 如图,△ABC为直角三角形,∠B=90°,∠C=37°。将一电荷量为 (Q>0)的点电荷固定在B点,下列说法正确的是( )
A. 沿AC边,从A点到C点,电场强度的大小逐渐增大
B. 沿AC边,从A点到C点,电势先降低后升高
C. 正电荷在A点的电势能比其在C点的电势能大
D. 将正电荷从A点移动到C点,电场力所做的总功为负
5. 利用磁场可以屏蔽带电粒子。如图所示,真空中有一匀强磁场,磁场边界为两个半径分别为r和3r的同轴圆柱面,磁场的方向与圆柱轴线平行,磁感应强度大小为其横截面如图所示。一带电粒子从P点正对着圆心O沿半径方向射入磁场。已知该粒子的比荷为k,重力不计。为使该带电粒子不能进入图中实线圆围成的区域内,粒子的最大速度为( )
A. kBr B. 2kBr C. 3kBr D. 4kBr
6. 在一次检测宝骏E200电动汽车时,驾驶员驾车由静止开始沿平直公路做直线运动,直至达到最大速度30。在此过程中利用传感器测得各时刻汽车的牵引力F与对应的速度v,并描绘出图像,如图所示,已知图中、均为直线,汽车质量为1000 (含驾驶员和测量设备),设汽车行驶中受到的阻力大小不变,则该车( )
A. 从A→B过程中,做匀速运动
B. 从B→C过程中,做加速度减小的加速运动
C. 做匀加速运动时,加速度大小为3
D. 受到的阻力大小为1200N,最大功率为36
7. 如图所示,水平面内的等边三角形ABC的边长为L,顶点C恰好位于光滑绝缘直轨道CD的最低点,光滑直导轨的上端点D到A、B两点的距离均为L,D在AB边上的竖直投影点为O,一对电荷量均为-Q的点电荷分别固定于A、B两点.在D处将质量为m、电荷量为+q的小球套在轨道上,由静止开始释放.已知静电力常量为k、重力加速度为g,且 (忽略空气阻力及小球对原电场的影响) ,则
A. 小球刚到达C点时,其动能为
B. 小球刚到达C点时,其加速度为零
C. A、B两处的电荷在D点产生的场强大小为
D. 小球沿直轨道CD下滑过程中,其电势能先减小后增大
8. 如图所示,一内壁光滑的圆形管道用钢材固定在天花板上(管道不晃动),环面位于竖直平面内,小球的直径略小于管道的孔径,小球能在管道内自由滑动,小球从管道的最高点由静止开始下滑,在小球滑动过程中,下列说法正确的是( )
A. 小球能回到最高点,且此时对管壁的作用力为零
B. 管壁给小球的力一直不做功
C. 小球滑到管道水平直径AB(图中虚线)的两端时钢材受管道的力相同
D. 小球从最高点滑到最低点的过程中,小球的向心力一直增加
第Ⅱ卷(非选择题共62分)
二、非选择题(本题包括必考题和选考题两部分,共62分。第9题~第12题为必考题,每个试题考生都必须作答,第13题~第16题为选考题,考生根据要求作答)
(一)必考题
9. 兴趣小组为测一遥控电动小车的额定功率,进行了如下实验:
①用天平测出电动小车的质量为0.4kg;
②将电动小车、纸带和打点计时器按如图甲所示安装;
③接通打点计时器(其打点周期为0.02s);
④使电动小车以额定功率加速运动,达到最大速度一段时间后关闭小车电源,待小车静止时再关闭打点计时器(设小车在整个过程中小车所受的阻力恒定)。在上述过程中,打点计时器在纸带上所打的部分点迹如图乙所示。请你分析纸带数据,回答下列问题(计算结果保留2位有效数字):
(1)该电动小车运动的最大速度为______m/s;
(2)关闭小车电源后,小车的加速度大小为______m/s2;
(3)该电动小车的额定功率为______W。
10. 利用如图所示的电路既可以测量电压表和电流表的内阻,又可以测量电源电动势和内阻,所用到的实验器材有:
两个相同的待测电源(内阻r约为1Ω)
电阻箱R1(最大阻值为999.9Ω)
电阻箱R2(最大阻值为999.9Ω)
电压表V(内阻未知)
电流表A(内阻未知)
灵敏电流计G,两个开关S1、S2
主要实验步骤如下:
①按图连接好电路,调节电阻箱R1和R2至最大,闭合开关S1和S2,再反复调节R1和R2,使电流计G的示数为0,读出电流表A、电压表V、电阻箱R1、电阻箱R2的示数分别为0.40A、12.0V、30.6Ω、28.2Ω;
②反复调节电阻箱R1和R2(与①中电阻值不同),使电流计G的示数为0,读出电流表A、电压表V的示数分别为0.60A、11.7V。
回答下列问题:
(1)步骤①中,电流计G的示数为0时,电路中A和B两点的电势差UAB=______ V;A和C两点的电势差UAC=______ V;A和D两点的电势差UAD=______ V;
(2)利用步骤①中的测量数据可以求得电压表的内阻为_______ Ω,电流表的内阻为______Ω;
(3)结合步骤①步骤②的测量数据,电源电动势E为___________V,内阻为________Ω。
11. 如图所示,间距为d、足够长的两平行金属导轨固定放置在同一水平面上,导轨左端接一阻值为R的电阻,垂直导轨平面有磁感应强度大小为B的匀强磁场,磁场区域左、右边界与导轨垂直且间距也为d。一导体棒在外力作用下以某一速度向右进入磁场并做匀速运动。当导体棒离开磁场时,磁感应强度开始随时间均匀减小,其大小由B减小到零所用时间为t。整个过程回路中电动势大小保持不变,导体棒与导轨始终垂直并接触良好,回路中除R外其余电阻不计,求:
(1)导体棒在磁场中做匀速运动的速度大小;
(2)从导体棒进入磁场到磁感应强度减小到零的过程中电阻R产生的焦耳热。
12. 如图所示,一半径为的圆形竖直轨道与水平轨道相切,圆形轨道间相互不重叠,即滑块离开圆形轨道后可继续向P点运动,圆形轨道及N点左侧水平轨道均光滑,B滑块与水平轨道NP间的动摩擦因数,水平轨道NP长为,P点右侧有一壕沟,P、Q两点的竖直高度,水平距离,将A、B两小滑块间用一轻细绳锁定住一压缩的轻弹簧,A、B两小滑块的质量分别为,。某时刻细绳突然断裂,滑块进入圆形轨道,恰好能通过圆轨道的最高点M,重力加速度g取。求:
(1)小滑块B刚与弹簧分离时的速度大小;
(2)轻绳未断时,弹簧的弹性势能;
(3)若B滑块从M到达最低点时,恰好有一块橡皮泥从圆心方向落在滑块上,和滑块合为一体。若要求B滑块不会掉进壕沟,求在最低点落在B滑块上的橡皮泥的质量范围。
(二)选考题(共15分.请考生从给出的2道物理题任选一题作答,并用2B铅笔在答题卡上把所选题目题号后的方框涂黑。注意所做题目的题号必修与所涂题目的题号一致,并且在解答过程中写清每问的小题号,在答题卡指定位置答题。如果多做,则每学科按所做的第一题计分。
【物理-选修3-3】
13. 下列说法正确的是________
A. 布朗运动是液体或气体分子的运动,它说明分子永不停息做无规则运动
B. 液晶显示屏是应用液晶的光学各向异性制成的
C. 理想气体等压膨胀过程一定放热
D. 热量不可能自发地从低温物体传到高温物体
E. 露珠呈球状是由于液体表面张力的作用
14. 如图所示,足够长的两端开口的导热性能良好的U型玻璃管开口向上,管中有一段水银柱,左管中用一密闭良好的活塞封闭一段气体,气柱长为10cm,左管足够长,右管中液面离右管口的高度为7.5cm,左、右水银液面的高度差为h=15cm,大气压强为P0=75cmHg。现将右管管口封闭,提拉活塞缓慢上移,假设环境温度始终不变,封闭气体均可视为理想气体,不计一切摩擦,当左、右两管中液面在同一高度时,求:
(1)右管中气体的压强;
(2)左管中活塞上移的距离。
【物理-选修3-4】
15. 如图为一列沿x轴正方向传播的简谐横波在某一时刻的图像,该时刻波的能量刚好传播到x=12m处,质点M、N在图示位置,波源的振动频率为2Hz。下列说法正确的有( )
A. 该时刻x=12m处质点开始向y轴正方向运动
B. 质点M在平衡位置时质点N也在平衡位置
C. 质点M的振幅大于x=12m处质点的振幅
D. 从该时刻起经过0.25s,质点M通过的距离大于5cm
E. x=12m 处质点从该时刻开始的振动图像方程为
16. 如图所示,AOB是一半径为R的扇形玻璃砖的横截面,顶角∠AOB=120°。两束光线a、b(图中未画出)均向右垂直于OA边射入玻璃砖。其中光线a只经1次反射后垂直OB边射出;光线b经2次反射后垂直OB边射出,此时光线恰好在圆弧面上发生全反射。已知光在真空中的传播速度为c。求:
(i)光线a入射点与O点的距离;
(ii)光线b在玻璃砖中的传播速度。
参考答案
一.选择题
1. C 2. C 3. D 4. B 5. D 6. BCD 7. BD 8. BD
二. 非选择题
9. (1). 2.0
(2). 4.1
(3). 3.3
10. (1). 0 ; 12.0V ; -12.0V
(2). 1530Ω ; 1.8Ω
(3). 12.6V ; 1.50
11. 解:(1)导体棒在磁场中匀速运动时的感应电动势
离开磁场时的感应电动势
由题意可知
E1=E2
解得
(2)从导体棒进入磁场到磁感应强度减小到零的过程共经历的时间为2t,则电阻R产生的焦耳热
12. 解:(1)B滑块恰能通过最高点,由牛顿第二定律
由N点到M点,机械能守恒
联立以上两式得
(2)A、B与弹簧组成的系统在水平方向动量守恒,即
A、B与弹簧组成的系统能量守恒,有
代入数据解得
(3)若B滑块刚好停在P处,B滑块在最低点落上质量为的橡皮泥后速度为,由动量守恒定律得
从N到P,由动能定理得
代入数据解得
若赛车恰能越过壕沟,且恰好落在Q点,设在P点的速度为,则竖直方向,水平方向,B滑块在最低点落上质量为的橡皮泥后的速度为,由动量守恒定律得
从N到P,由动能定理得
代入数据解得
综上所述,满足题意的橡皮泥质量m应满足
或
13. BDE
14. 解:(1)以右管封闭的气体为研究对象,若右管管口封闭,右管中封闭气体的压强为
p0=75cmHg
气柱的长度为L1=7.5cm;当左右管中水银面相平,右管中气体压强为p1,气柱的长度为
解得
p1=37.5cmHg
(2) 以左管封闭的气体为研究对象,开始时左管气体的压强为
p2=p0+h=90cmHg
气柱的长度为L3=10cm
当左右管中水银面相平时,气体的压强为p1,设气柱长为L4,则
解得
L4=24cm
则活塞上移的距离为
15. ADE
16. 解:(i)光线a入射的光路图如图,则由几何关系可知,入射点距离O点的距离为;
(ii)依题意可知,光线b在玻璃砖中的光路如图,则临界角为
C=60°
则折射率
光在玻璃中的传播速度