河南省济源市2023届高三（上）摸底测试物理模拟试题(word版含答案)

河南省济源市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. 刷抖音成了人们茶余饭后的休闲娱乐项目。其中一个视频记录了采石工人手抡连接弹性杆的铁锤打击铁楔子的场景，如图甲所示，该场景可以简化为图乙，铁锤每次打击后均反弹。下列关于该场景说法正确的是。(　　)
A. 连接弹性杆可以延长人对铁锤的作用时间，增大铁锤打击铁楔子时的初动量
B. 连接弹性杆可以减少人对铁锤的作用时间，减小铁锤打击铁楔子时的初动能
C. 使用铁楔子而不用木楔子是为了增大铁锤打击楔子的时间，以增大楔子对石头的作用力
D. 打击的过程，铁锤的动能全部转化为热能
2. 在海南文昌航天发射场，中国运载能力最强的长征7号运载火箭成功发射，将实践二十号卫星送入地球同步轨道，变轨过程简化如图所示，轨道Ⅰ是超同步转移轨道，轨道Ⅲ是地球同步轨道，轨道Ⅱ是过渡轨道(椭圆的一部分)，轨道Ⅱ、轨道I的远地点切于M点，轨道Ⅱ的近地点与轨道Ⅲ切于N点，下列说法正确的是( )
A. 卫星在轨道I上运行时速度大小不变
B. 从轨道I进入轨道Ⅱ，卫星在M点需要减速
C. 从轨道Ⅱ进入轨道Ⅲ，卫星在N点需要减速
D. 在轨道Ⅱ上，卫星受到地球的引力对卫星做功为零
3. 如图所示，质量为m的物块A叠放在物块B上无相对运动地沿固定斜面匀速下滑，已知B上表面与竖直方向的夹角为θ，重力加速度大小为g，则(　　)
A. B对A的作用力大小为mgsinθ
B. B对A的作用力大小为mgcosθ
C. B对A摩擦力大小为mgsinθ
D. B对A的摩擦力大小为mgcosθ
4. 水平地面上方分布着水平向右的匀强电场，一光滑绝缘轻杆竖直立在地面上，轻杆上有两点A、B。轻杆左侧固定一带正电的点电荷，电荷量为+Q，点电荷在轻杆AB两点的中垂线上，一个质量为m，电荷量为+q的小球套在轻杆上，从A点静止释放，小球由A点运动到B点的过程中，下列说法正确的是( )
A. 小球受到的电场力先减小后增大
B. 小球的运动速度先增大后减小
C. 小球的电势能先增大后减小
D. 小球的加速度大小不变
5. 如图所示，光滑绝缘的斜面与水平面的夹角为θ，导体棒ab静止在斜面上，ab与斜面底边平行，通有图示的恒定电流I，空间充满竖直向上的匀强磁场，磁感应强度大小为B，现缓慢增大θ(0<θ<90°)，若电流I不变，且ab始终静止在斜面上(不考老磁场变化产生的影响)，下列说法正确的是
A. B应缓慢减小
B. B应缓慢增大
C. B应先增大后减小
D. B应先减小后增大
6. 如图所示，钟表挂在竖直墙面上，秒针尾部有一质量为m的圆形小片P，在秒针做匀速圆周运动过程中，以下分析正确的是(　　)
A. 在任意相等时间内，P所受重力对P做的功相等
B. 在任意相等时间内，P所受重力对P的冲量相等
C. 秒针对P的作用力所做的功等于P的机械能变化量
D. 秒针对P的作用力的冲量等于P的动量变化量
7. 如图，光滑平行金属导轨间距为L，与水平面夹角为θ，两导轨上端用阻值为R的电阻相连，该装置处于磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场方向垂直于导轨平面。质量为m的金属杆ab以沿导轨平面向上的初速度v0从导轨底端开始运动，然后又返回到出发位置。在运动过程中，ab与导轨垂直且接触良好，不计ab和导轨的电阻及空气阻力。则(　　)
A. 初始时刻金属杆的加速度为
B 金属杆上滑时间小于下滑时间
C. 在金属杆上滑和下滑过程中电阻R上产生的热量相同
D. 在金属杆上滑和下滑过程中通过电阻R上的电荷量相同
8. 如图(甲)所示，在光滑水平面上，轻质弹簧一端固定，物体A以速度v0向右运动压缩弹簧，测得弹簧的最大压缩量为x，现让弹簧一端连接另一质量为m的物体B[如图(乙)所示]，物体A以2v0的速度向右压缩弹簧，测得弹簧的最大压缩量仍为x，则( )
A. A物体的质量为3m
B. A物体的质量为2 m
C. 弹簧压缩量最大时的弹性势能为
D. 弹簧压缩量最大时的弹性势能为
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. 甲、乙、丙三位同学分别设计了测量动摩擦因数的实验(重力加速度大小为)。
(1)甲同学设计的实验装置如图a所示，实验时把A水平拉出，弹簧测力计稳定时示数为F，已知A和B的质量分别为M和m，则能测出_______(填A与B或A与地面)之间的动摩擦因数，且 =__________。
(2)乙同学设计的实验装置如图b所示，已知打点计时器所用电源的频率为，物块下滑过程中所得到的纸带的一部分如图所示，图中标出了五个连续点之间的距离，为求出动摩擦因数，还必须测量的物理量是__________(填正确答案标号)。
A．物块的质量 B．斜面的高度 C．斜面的倾角
(3)丙同学设计的实验装置如图c所示，物块从斜面顶端A由静止释放，滑至水平部分C点停止。已知斜面高为h，滑块运动的整个过程水平距离为s，设转角B处无动能损失，斜面和水平部分与物块的动摩擦因数相同，则物块与斜面间的动摩擦因数__________。
10. 某同学想用伏安法测定一块精度很高的电压表V(量程3V，内阻)的内阻，并将其改装成欧姆表，现有器材如下：
直流电源E(电动势4V，内阻不计)；
电流表A1(量程150μA,内阻约为)；
电流表A2(量程6mA,内阻约为)；
电流表A3(量程0.6A,内阻约为)；
滑动变阻器R1(最大阻值)；
滑动变阻器R2(最大阻值)；
开关S，导线若干
(1)为使实验误差尽量减小，要求电压表示数从零开始变化且多取几组数据，电流表应选______用，滑动变阻器应选用______；(填器材代号)
(2)为达到上述目的，请在图甲的虚框中画出实验电路原理图，要求滑动变阻器滑片由a向b移动时电压表的示数逐渐增大__________。
(3)实验测得电压表的内阻为，该同学用这电压表与上述电源E及其中的一个滑动变阻器改装为欧姆表，并将电压表盘换成直接表示电阻的欧姆表表盘，如图乙、丙，则滑动变阻器应选用______(填器材代号)电压表表盘上2V处对应的电阻示数为______(保留三位有效数字)
11. 如图所示，在方向竖直向下、磁感应强度为B的匀强磁场中，沿水平面固定一个V字型光滑金属框架，已知，导体棒在框架上从A点开始在外力作用下，沿垂直方向以速度v匀速向右平移，使导体棒和框架始终构成等边三角形回路，经过时间t导体棒运动到图示位置。已知框架和导体棒的材料和横截面积均相同，其单位长度的电阻均为r，框架和导体棒均足够长，导体棒运动中始终与磁场方向垂直，且与框架接触良好。求：
(1)t时刻回路的总电阻；
(2)t时刻流过导体棒的电流大小。
12. 静止在水平地面上的两小物块A、B(均可视为质点)，质量分别为mA=1.0kg、mB=4.0kg，两者之间有一被压缩的微型弹簧，A与其右侧竖直墙壁的距离L，如图所示。某时刻，将压缩的微型弹簧释放，使A、B瞬间分离，两物块获得的动能之和为EK=10.0J。释放后，A沿着与墙壁垂直的方向向右运动。A、B与地面之间的动摩擦因数均为μ=0.2。重力加速度取g=10m/s2。A、B运动过程中所涉及的碰撞均为弹性碰撞且碰撞时间极短。
(1)求弹簧释放后瞬间A、B速度的大小；
(2)若要让B停止运动后A、B才第一次相碰，求L的取值范围；
(3)当L=0.75m时，B最终停止运动时到竖直墙壁的距离。
(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. 如图所示，一定质量的理想气体从状态A依次经过状态B、C和D后再回到状态A.其中，A→B和C→D为等温过程，B→C和D→A为绝热过程．该循环过程中，下列说法正确的是（ ）．
A. A→B过程中，气体对外界做功，吸热
B. B→C过程中，气体分子的平均动能增加
C. C→D过程中，单位时间内碰撞单位面积器壁的分子数减少
D. D→A过程中，气体分子的速率分布曲线发生变化
E. 该循环过程中，气体吸热
14. 如图所示，粗细均匀的管子，竖直部分长为l＝50 cm，水平部分足够长．当温度为15 ℃时，竖直管中有一段长h＝20 cm的水银柱，封闭着一段长l1＝20 cm的空气柱．设外界大气压强始终保持在76 cmHg.求：
①被封空气柱长度为l2＝40 cm时的温度；
②温度升高至327 ℃时，被封空气柱的长度l3.
【物理-选修3-4】
15. 简谐横波在均匀介质中沿直线传播，P、Q是传播方向上相距8m的两质点，波先传到P，当波传到Q开始计时，P、Q两质点的振动图像如图所示。则(　　)
A. 质点Q开始振动的方向沿y轴正方向
B. 该波从P传到Q的时间可能为7s
C. 该波的传播速度可能为2m/s
D. 若质点P振动的振幅为A，从2s开始计时，P点的振动方程为
E. 简谐横波从该介质传播到另一个不同的介质中时频率可能发生变化
16. 一正三棱柱形透明体的横截面如图所示，AB=AC=BC=6R，透明体中心有一半径为R的球形真空区域，一束平行单色光从AB面垂直射向透明体。已知透明体的折射率为，光在真空中的传播速度为c。求：
(i)从D点射入透明体的光束要经历多长时间从透明体射出；
(ii)为了使光线不能从AB面直接进入中间的球形真空区域，则必须在透明体AB面上贴至少多大面积的不透明纸。(不考虑AC和BC面的反射光线影响)。
参考答案
一.选择题
1. A 2. C 3. D 4. C 5. B 6. BC 7. BD 8. AC
二. 非选择题
9. (1). A与B ;
(2). C
(3).
10. (1). A1
(2). R2
(3).
(4). R1
(5). 12.0kΩ
11. 解:(1)t时刻导棒运动的距离
导棒有效长度为
总电阻
(2)电动势为
则电流有
解得
12. 解：(1)设弹簧释放瞬间A和B获得的速度大小分别为，以向右为正方向，由动量守恒定律：
①
两物块获得的动量之和为：
②
联立①②式并代入数据得：
(2)A、B两物块与地面间的动摩擦因数相等，因而两者滑动时加速度大小相等，设为加速度为
③
设从弹簧释放到B停止所需时间为t，B向左运动的路程为，则有：
④
弹簧释放后A先向右匀减速运动，与墙碰撞后再反向匀减速。因，B先停止运动。设当A与墙距离为时，A速度恰好减为0时与B相碰
⑥
设当A与墙距离为时，B刚停止运动A与B相碰
⑦
联立③④⑤⑥⑦得
范围为：
(3)当时，B刚停止运动时A与B相碰，设此时A的速度为v
⑧
故A与B将发生弹性碰撞。设碰撞后AB的速度分别为和，由动量守恒定律与机械能守恒定律有：
⑨
⑩
联立⑧⑨⑩式并代入数据得
碰撞后B继续向左匀减速运动，设通过位移为

最终B离墙的距离为S
解得
13. ADE
14. 解：
①气体在初态时有：
p1="96" cmHg，T1="288" K，l1="20" cm．
末态时有：p2="86" cmHg，l2="40" cm．
由理想气体状态方程得：=
所以可解得：T2="516" K
②当温度升高后，竖直管中的水银将可能有一部分移至水平管内，甚至水银柱全部进入水平管．因此当温度升高至327℃时，水银柱如何分布，需要分析后才能得知．设水银柱刚好全部进入水平管，则此时被封闭气柱长为l="50" cm，压强p="76" cmHg，此时的温度为
T= T1==570K
现温度升高到600K＞T=570K，可见水银柱已全部进入水平管内，末态时p3="76" cmHg，T3="600" K，此时空气柱的长度
l3= l1=="52.6" cm
答：①被封空气柱长度为l2=40cm时的温度为516K；
②温度升高至327℃时，被封空气柱的长度l3为52.6cm．
15. ACD
16. 解:(i)设透明体的临界角为C，依题意
可知，从D点射入的光线在E点处的入射角为，大于临界角C，发生全反射，其光路图如图所示，
最终垂直于BC边射出，设经历时间为t，则
又
又
得：
(ii)如图，
从真空球上G和G′处射入的光线刚好在此处发生全反射，而在这两条光线之间射入的光线，其入射角均小于，将会射入真空区域，所以只要将这些区间用不透明纸遮住就可以了，显然，在透明体AB面上，被遮挡区域至少是个圆形,设其半径为r，由几何关系可知
则