河南省汝州市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. 在国际单位制(简称SI)中,力学和电学的基本单位有:m(米)、kg(千克)、s(秒)、A(安培).导出单位V(伏特)用上述基本单位可表示为( )
A m2·kg·s-4·A-1 B. m2·kg·s-3·A-1 C. m2·kg·s-2·A-1 D. m2·kg·s-1·A-1
2. 如图所示为a、b两颗卫星绕地球运动的轨迹,其中a是地球的同步卫星,下列说法正确的是( )
A. 卫星a所受的向心力小于b所受的向心力
B. 卫星b运行周期小于24h
C. 在地面附近发射卫星a的速度为
D. 卫星b的运行速度可能大于
3. 如图所示,物块Q放置在水平桌面上,Q上放置另一物块P,Q的左侧通过滑轮与一竖直轻弹簧相连。现给弹簧下端施加一个竖直向下、逐渐增大的拉力F,使弹簧下端缓慢下移直至物块Q刚好滑动。轻绳不可伸长,弹簧始终在弹性限度内。此过程中,下列判断正确的是( )
A. 物块P所受的摩擦力逐渐增大
B. 物块Q所受的摩擦力逐渐增大
C. 物块Q所受的摩擦力和轻绳的拉力的合力方向斜向左上方
D. 拉力F和轻绳对轻弹簧的拉力是一对作用力和反作用力
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. 空间存在范围足够大、竖直向下的、磁感应强度为B的匀强磁场,在其间竖直固定两个相同的、彼此正对的金属细圆环a、b,圆环a在前、圆环b在后。圆环直径为d,两环间距为L、用导线与阻值为R的外电阻相连,如图所示。一根细金属棒保持水平、沿两圆环内侧做角速度为ω的逆时针匀速圆周运动(如图),金属棒电阻为r。棒与两圆环始终接触良好,圆环电阻不计。则下列说法正确的是( )
A. 金属棒在最低点时回路电流为零
B. 金属棒在圆环的上半部分运动时(不包括最左和最右点),a环电势低于b环
C. 从最高点开始计时,回路电流的瞬时值为
D. 电阻R两端电压的有效值为
6. 如图所示,质量相等的小球A、B由轻质弹簧连接,A球上端用细线悬挂于天花板。现烧断细线,两小球从静止开始下落,至弹簧第一次恢复原长过程中(B球未触地),不计空气阻力,重力加速度为g,下列说法正确的是( )
A. 细线烧断瞬间,A球的加速度为g,B球的加速度为零
B. 整个过程中,弹簧对A、B球的冲量大小相等
C. 弹簧第一次恢复原长时,A球动量大于B球动量
D. 整个过程中,A、B球的重力做功相等
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. 质量为m的烟花弹从地面以初动能E向上飞出,当其上升的速度为零时,弹中火药爆炸将烟花弹炸为质量相等的a、b、c、d四部分(可视为质点),其中a、b两部分速度方向分别为竖直向上和竖直向下,c、d两部分速度方向分别为水平向左和水平向右,a的动能也为E,如图所示。爆炸时间极短,且炸药对a、b、c、d四部分的作用力大小相等,重力加速度大为g,不计空气阻力和火药的质量。关于它们后面的运动,下列说法正确的是( )
A. 落地前同一时刻,a、b、c、d分布在一个四边形的四个顶点上,且ac连线比cb连线短
B. 落地前,a、b、c、d在相等的时间内速度的变化量相同
C. 落地时,a的速度大小为
D. 落地时,a、b、c、d重力的功率关系为Pa=Pb>Pc=Pd
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. 如图所示的实验装置可以用来测量滑块与长木板之间的动摩擦因数。长木板固定在水平桌面上,甲、乙是两个光电门,光电门与光电计时器相连(图中未画出),可以记录滑块通过光电门的时间。长木板左端有一弹簧,将弹簧从压缩状态释放,带有遮光片的沿块被弹簧弹出,滑块经过光电门甲的时候已经与弹簧脱离。已知当地重力加速度为g。
(1)在某次实验过程中,测得滑块经过光电门甲、乙的时间分别为t1和t2,要测出滑块与长木板之间的动摩擦因数μ,还需要测量出___________ 以及 ___________。(用文字和字母表示)
(2)滑块与长木板之间的动摩擦因数表达式为μ= ___________。(用测量的物理量的字母表示)
10. 某同学为了较精确地测量某一节干电池的电动势和内阻,实验室准备了下列器材:
A.待测干电池E(电动势约为1.5 V,内阻约为1 Ω)
B.电流表G(满偏电流3.0 mA,内阻为100 Ω)
C.电流表A(量程0~0.6 A,内阻约为1 Ω)
D.滑动变阻器R1(0~10 Ω,额定电流为2 A)
E.滑动变阻器R2(0~1 kΩ,额定电流为1 A)
F.定值电阻R0(阻值为900 Ω)
G.开关一个,导线若干
(1)为了能比较准确地进行测量,同时还要考虑操作的方便,实验中滑动变阻器应选____.(R1或R2)
(2)根据题意将图中实物图连接起来,组成完整的电路__________.
(3)如图所示,是某同学根据正确的实验得到的数据作出的图线,其中,纵坐标I1为电流表G的示数,横坐标I2为电流表A的示数,由图可知,被测干电池的电动势为________V,内电阻为________Ω(均保留两位有效数字).
11. 如图所示,两根“L”形金属导轨平行放置,间距为d,竖直导轨面与水平导轨面均足够长,整个装置处于方向竖直向上,大小为B的匀强磁场中。两导体棒ab和cd的质量均为m,阻值均为R,与导轨间的动摩擦因数均为μ。ab棒在竖直导轨平面左侧垂直导轨放置,cd棒在水平导轨平面上垂直导轨放置。当导体棒cd在水平恒力作用下以速度v0沿水平导轨向右匀速运动时,释放导体棒ab,它在竖直导轨上匀加速下滑。某时刻将导体棒加所受水平恒力撤去,经过一段时间后cd棒静止,已知此过程中流经导体棒cd的电荷量为q(导体棒ab、cd与导轨间接触良好且接触点及金属导轨的电阻不计,已知重力加速度为g),试求:
(1)导体棒ab匀加速下滑时的加速度大小;
(2)撤去水平恒力后到cd棒静止的时间内cd棒产生的焦耳热。
12. 如图所示,一辆质量的平板车,左端放有质量的滑块(可视为质点),滑块与平板车之间的动摩擦因数。开始时平板车和滑块共同以的速度在光滑水平面上向右运动,并与竖直墙壁发生碰撞,设碰撞时间极短且碰撞后平板车速度大小保持不变,但方向与原来相反,平板车足够长,以致滑块不会滑到平板车右端后掉下(重力加速度g取10)。求:
(1)平板车第一次与墙壁碰撞后向左运动的最大距离x;
(2)平板车第一次碰撞后再次与滑块共速时,平板车右端距墙壁的距离L;
(3)从平板车第一次与墙壁碰撞后瞬间算起,平板车来来回回所走的总路程s。
(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. 下列说法中正确的是( )。
A. 第二类永动机和第一类永动机都违背了能量守恒定律
B. 晶体一定有固定的熔点,但物理性质可能表现各向同性
C. 布朗运动说明构成固体的分子在永不停息地做无规则运动
D. 分子间同时存在着引力和斥力,当分子间距离增加时,分子间的引力减小,斥力也减小
E. 由于液体表面层中分子间距离大于液体内部分子间的距离,液体表面存在张力
14. 一圆柱形茶杯用杯盖盖紧,水平放在高温消毒柜里进行高温消毒。开始时茶杯内部封闭气体的温度为室内温度℃、压强为外界大气压强cmHg,随着柜内温度的升高,杯子逐渐漏气,当达到最高温度℃时杯内封闭气体的压强仍然为,消毒完成后,经足够长时间,茶杯内气体的温度降为℃。已知茶杯用杯盖盖紧后杯内气体的体积为V,假设温度达到t2后茶杯不再发生漏气。求:
(1)消毒后杯内气体的最终压强;
(2)高温消毒后杯内气体的质量与消毒前杯内气体质量之比。
【物理-选修3-4】
15. 一列机械波以5m/s的速度,沿x轴负方向传播。在t1=0时,波形图如图所示,P、Q质点的平衡位置分别为1.0m、2.0m。则质点P振动的周期T= ___________s;t2=0.35s时,质点Q的振动方向为y轴___________方向(填“正”或“负”);t3=0.45s时,质点P的加速度大小___________(填“大于”、“等于”或“小于”)质点Q的加速度大小。
16. 如图所示,一细光束从空气垂直射到直角三棱镜的AB界面上,在BD界面的中点E发生全反射,并从AD界面射出(不考虑光束在AD界面上发生反射的光线),出射光线与BD界面平行。已知AB长为2L,∠A=90°, ∠B =60°,光在真空中传播速度为c,求:
①棱镜材料的折射率n;
②光在棱镜中传播所用时间t。
参考答案
一.选择题
1. B 2. B 3. B 4. B 5. D 6. BC 7. BD 8. BD
二. 非选择题
9. (1). 遮光片宽度d ;两光电门之间的距离L
(2).
10. (1). R1
(2)
(3). 14
(4). 0.67 (0.66~0.68均可)
11. 解:(1)cd切割磁感线产生感应电动势为,根据闭合电路欧姆定律得
对于ab棒,由牛顿第二定律得
摩擦力f=μN,为轨道对ab棒的弹力,水平方向,由平衡条件得
解得
(2)对于cd棒,通过棒的电量
解得
设导体棒cd在水平恒力撤去后产生的焦耳热为Q,由于ab的电阻与cd相同,两者串联,则ab产生的焦耳热也为Q,根据能量守恒得
解得
12. 解:(1)平板车向左运动过程中始终受摩擦力的作用
(2)滑块与平板车相对静止时,二者共同速度为,由动量守恒定律
平板车速度由0变为过程中,向右做匀加速运动
平板车右端距墙壁
(3)第2次碰墙后,平板车向左减速运动至速度0;
再次共速
第3次碰墙后:
第n次碰墙
综合以上式子得
当时,有
13. BDE
14. 解:(1)杯内气体温度从127℃降到27℃的过程中发生等容变化,根据查理定律有
其中T2=(273+127)K=400K,T3=(273+27)K=300K
解得消毒后杯内气体的最终压强
p=57cmHg
(2)杯内气体温度从27℃升到127℃的过程中,假设气体做等压变化,则根据盖—吕萨克定律有
其中T1=(273+27)K=300K
解得
高温消毒后杯内气体的质量与消毒前杯内气体质量之比为
得
15. 0.4 ; 正 ;等于
16. 解:①光在直角三棱镜中传播的光路图如图所示:
设光在AD界面的入射角为r,折射角为i ,根据几何关系和折射定律可得
解得
②根据直角三角形的边角关系可得
解得