河南省商城县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. 图示为氢原子能级示意图,已知大量处于能级的氢原子,当它们受到某种频率的光线照射后,可辐射出3种频率的光子,下面说法中正确的是( )
A. 能级氢原子受到照射后跃迁到能级
B. 能级氢原子吸收的能量
C. 频率最高的光子是氢原子从能级跃迁到能级放出的
D. 波长最长的光子是氢原子从能级跃迁到能级放出的
2. 如图所示,甲、乙为两颗轨道在同一平面内的地球人造卫星,其中甲卫星的轨道为圆形,乙卫星的轨道为椭圆形,M、N分别为椭圆轨道的近地点和远地点,P点为两轨道的一个交点,圆形轨道的直径与椭圆轨道的长轴相等。以下说法正确的是( )
A. 卫星乙在M点的线速度小于在N点的线速度
B. 卫星甲在P点的线速度小于卫星乙在N点的线速度
C. 卫星甲的周期等于卫星乙的周期
D. 卫星甲在P点的加速度大于卫星乙在P点的加速度
3. 如图所示是两个物体A和B同时出发沿同一直线运动的x-t图像。由图像可知( )
A. 时物体B的速度为0
B. 时物体A的加速度为0
C. 前4s内AB速度方向相同
D. t=2s时物体A和物体B速度相同
4. 如图所示,与绝缘柄相连的平行板电容器,其带电量为Q,正对面积为S,板间距离为d,为增大其板间电势差,可以采取的方式有( )
A. 保持S、d不变,减少其带电量Q
B. 保持Q、d不变,减少其正对面积S
C. 保持Q、S不变,减少其板间距离d
D. 保持Q、S、d不变,在板间插入云母片
5. 如图所示,直线MN上方有垂直纸面向里的匀强磁场,电子1从磁场边界上的a点垂直MN且垂直磁场方向射入磁场,经t1时间从b点离开磁场.之后电子2也由a点沿图示方向以相同速率垂直磁场方向射入磁场,经t2时间从a、b连线的中点c离开磁场,则为( )
A. B. 2 C. D. 3
6. 商场的智能扶梯如图所示,扶梯与水平面之间的夹角为θ,扶梯没有站人时以较小的速度v1匀速向上运动,当质量为m的人踏上自动扶梯的水平踏板时,扶梯会自动以加速度a向上匀加速运动,经过时间t加速到较大速度v2后再次匀速向上运动。已知电梯在加速过程人上升的竖直高度为h,人手未接触电梯扶手,重力加速度为g。则( )
A. 电梯在加速过程中人处于超重状态
B. 加速过程中踏板对人的摩擦力不做功
C. 加速过程电梯对人做的功为
D. 当扶梯以速度v2匀速运动时,支持力做功的功率为
7. 如图所示,在直角三角形ABC内存在垂直纸面向外的匀强磁场(图中未画出),AB边长度为d,,现垂直AB边射入一群质量均为m、电荷量均为q、速度相同的带正电粒子(不计重力).已知垂直AC边射出的粒子在磁场中运动的时间为t0,在磁场中运动时间最长的粒子经历的时间为t0.则下列判断正确的是
A. 粒子在磁场中做匀速圆周运动的周期为4t0
B. 该匀强磁场的磁感应强度大小为
C. 粒子在磁场中运动的轨道半径为
D. 粒子进入磁场时的速度大小为
8. 水平面右端固定一半径R=3.2 m的四分之一圆弧形滑槽,滑槽内壁光滑、下端与水平面平滑连接。一个可视为质点的滑块A从滑槽最高处由静止释放,滑到水平面上减速运动L=3.75 m时与水平面上静止的滑块B发生弹性正碰,已知A、B两滑块质量相等,与水平面间的动摩擦因数均为μ=0.2,取重力加速度g=10 m/s2,则( )
A. 滑块A运动的最大速度为8 m/s B. 碰前瞬间滑块A的速度为7 m/s
C. 碰后瞬间滑块A的速度为8 m/s D. 碰后滑块B运动时间为4s
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. 某同学欲将量程为300的微安表头G改装成量程为0.3A的电流表。可供选择的实验器材有:
A.微安表头G(量程300,内阻约为几百欧姆)
B.滑动变阻器(0 ~10)
C.滑动变阻器(0~50)
D.电阻箱(0~9999.9)
E.电源(电动势约为1.5V)
F.电源(电动势约为9V)
G.开关、导线若干
该同学先采用如图甲的电路测量G的内阻,实验步骤如下:
①按图甲连接好电路,将滑动变阻器的滑片调至图中最右端的位置;
②断开,闭合,调节滑动变阻器的滑片位置,使G满偏;
③闭合S2,保持滑动变阻器的滑片位置不变,调节电阻箱的阻值,使G的示数为200,记下此时电阻箱的阻值。
回答下列问题:
(1)实验中电源应选用_____(填“”或“”),滑动变阻器应选用____(填“”或“”)。
(2)若实验步骤③中记录的电阻箱的阻值为R,则G的内阻Rg与R的关系式为Rg=______。
(3)实验测得G内阻Rg=500Ω,为将G改装成量程为0.3 A的电流表,应选用阻值为_____Ω的电阻与G并联。(保留一位小数)
(4)接着该同学利用改装后的电流表A,按图乙电路测量未知电阻Rx的阻值。某次测量时电压表V的示数为1.20V,表头G的指针指在原电流刻度的250处,则Rx=_______Ω。(保留一位小数)
11. 科技在我国的“蓝天保卫战”中发挥了重要作用,某科研团队设计了一款用于收集工业生产中产生的固体颗粒的装置,其原理简图如图所示。固体颗粒通过带电室时带上正电荷,颗粒从A点无初速度地进人加速区,经B点进入径向电场区,沿圆弧BC运动,再经C点竖直向下进人偏转电场区,最终打在竖直收集挡板上的G点。建立如图所示坐标系,带电室、加速区、径向电场区在第二象限,偏转电场区和挡板在第四象限。已知固体颗粒的比荷为10-3 C/kg,加速区板间电压为U=2×103V,圆弧BC上各点的场强大小相同且为E1=2.5×104V/m,方向都指向圆弧BC的圆心D点,偏转电场大小为E2=4×104V/m,方向水平向右,挡板距离y轴0.2m。不计重力、空气阻力及颗粒间的作用力,求:
(1)带电固体颗粒离开加速区的速度大小及圆弧BC的半径;
(2)G点与x轴之间的距离。
12. 倾角为=30°光滑斜面固定在水平面上,其上有一质量为m的滑板B,滑板下端与斜面低端挡板的距离x=2.5m,上端也放一质量为m的小滑块A(可视作质点),将A和B同时静止释放,滑板B与挡板发生第二次碰撞时,滑块A位于滑板B的下端,已知滑板与挡板碰撞即以原速率反弹,碰撞时间极短,A、B间的动摩擦因数为,取重力速度g=10m/s,求:
(1)从静止释放,到滑板B与档板第一次碰撞经历的时间t0;
(2)滑板B与挡板第一次碰撞后沿斜面上升的最大距离x1;
(3)滑板B的长度L。
(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. 一定质量的理想气体,在压强不变时,单位时间内分子与器壁碰撞次数随温度降低而减少
B. 知道阿伏伽德罗常数、气体摩尔质量和密度,可以估算出该气体中分子间的平均距离
C. 同一化学成分的某些物质能同时以晶体的形式和非晶体的形式存在
D. 布朗运动是液体分子的运动,说明液体分子在永不停息地做无规则的热运动
E. 绕地球运行的“天宫二号”中自由漂浮的水滴成球形,这是表面张力作用的结果
14. 如图所示,一定质量的理想气体在状态A时压强为2.0×105 Pa,经历A-B-C-A的过程,整个过程中对外界放出154.5J的热量。求:
(1)该气体在C状态下的压强Pc;
(2)在B-C过程中外界对该气体所做的功。
【物理-选修3-4】
15. 如图所示,水平面上的同一区域介质内,甲、乙两列机械波独立传播,传播方向互相垂直,波的频率均为2Hz。图中显示了某时刻两列波的波峰与波谷的情况,实线为波峰,虚线为波谷。甲波的振幅为5cm,乙波的振幅为10cm。质点2、3、5共线且等距离。下列说法正确的是( )
A. 质点1的振动周期为0.5s
B. 质点2的振幅为5cm
C. 图示时刻质点2、4的竖直高度差为30cm
D. 图示时刻质点3正处于平衡位置且向上运动
E. 从图示的时刻起经0.25s,质点5能通过的路程为30cm
16. 梯形棱镜横截面如图所示,图中∠C=∠D=90°,∠B=60°,BC长为L。截面内一细束光线从棱镜AB边上的F点垂直AB边射入,在BC的中点P点恰好发生全反射,已知光在真空中传播的速度为c。
(1)棱镜对该光的折射率;
(2)求从CD边射出的光线折射角的正弦值以及细光束从射入棱镜到射出CD边所用的时间t(不考虑在CD界面的反射)。
参考答案
一.选择题
1. C 2. C 3. B 4. B 5. D 6. AD 7. ABC 8. AB
二. 非选择题
9. (1). A与B ;
(2). C
(3).
10. (1). E2 ;R2
(2).
(3). 0.5
(4). 4.3
11. 解:(1)从A到B的加速过程
则
解得
从B到C的过程,固体颗粒受到的径向电场力提供向心力
解得
(2)在C到G过程固体颗粒做类平抛运动
则
,,
解得
12. 解:(1)由于斜面光滑,A和B同时由静止释放后,A和B从静止开始以相同的加速度匀加速下滑,设加速度为,由牛顿第二定律有
又
联立解得
(2)设滑板B与挡板第一次碰撞前瞬间两者的速度大小为,则有
滑板B与挡板第一次碰撞后,滑板B将沿斜面匀减速上滑,设加速度大小,滑块A将开始沿滑板匀减速下滑,设加速度大小为,由牛顿第二定律有
可解得
又因为两者初速度大小相等,故滑板B速度减小到零时,滑块A还是向下匀减速阶段,所以滑板B与挡板第一次碰撞后铅斜面上升的最大距离满足
联立并代人数据可得
(3)设者板B与挡板第一次碰撞后至速度为零的过程历时,滑块A下滑位移为,速度大小变为,则有
滑板B速度为零后将沿斜面加速下滑,加速度大小仍为,滑块A仍以的加速度减速下滑,假设两者速度达到相等时,滑板还未与挡板碰撞,设滑板B速度为零后经时间两者达到共同速度,该过程中滑板B下滑的距离为、滑块A下滑距离为,则有
解得
故AB达到相同速度时,滑板还未与挡板碰撞
又有
之后AB一起以共同速度加速下滑,直至与挡板第二次碰撞,因为滑板B与挡板发生第二次碰撞时,滑块A位于滑板B的下端,所以AB共速时,滑块A已经在滑板B的下端,所以有
联立并代入数据得
13. BCE
14. 【解析】
【分析】
【详解】(1)气体从C到A的过程,由查理定律有
解得
(2)全过程中,内能改变量为零,而外界对气体做功
气体由A-B的过程
由热力学第一定律
代入数据得
15. ACE
16. 解:(1)光路图如下
由几何关系可知恰好发生全反射的临界角为,则
故
(2) 由光路图可知求从CD边射出的光线折射角的正弦值为
由几何关系知的距离
至射出边的距离
又有介质中光速
且
故解得