高三开学摸底检测物理
分值：100 分 时间：75 分钟
一、选择题：本题共 10小题，共50分。第 1~7题，每小题5分，只有一项符合题目要求第 8~10 题，每小题5分，有多项符合题目要求，全部选对的得5分，选对但不全的得3分有选错的得0分。
1. 中国高铁领跑全球，目前我国高铁里程占到了世界总里程的三分之二，高铁进站时可看成做匀减速直线运动，3s内速度由减至。该过程中加速度大小为（ ）
A. B. C. D.
2. 某同学在家卫生大扫除中用拖把拖地，沿推杆方向对拖把施加推力F，如图所示，此时推力与水平方向的夹角为θ，且拖把刚好做匀速直线运动，下列说法正确的是（ ）
A. 拖把所受的支持力和重力大小相等
B. 拖把对地面的压力大于拖把所受的支持力
C. 拖把所受地面的摩擦力大小为Fsinθ
D. 拖把所受地面的摩擦力大小为Fcosθ
3. 如图所示，一负点电荷固定于O点，虚线为其等势面，带电粒子A、B仅在电场力作用下的运动路径分别如图中实线所示，a、b、c、d、e为粒子轨迹与虚线的五个交点。下列判断正确的是（ ）
A. A带负电，B带正电
B. A在a处的动能大于在b处的动能
C. B由c处到d处电场力做正功
D. B在e处的电势能小于在c处的电势能
4. 如图所示，粗细均匀的木筷下端绕几圈铁丝，竖直浮在较大的装有水的杯中。把木筷往上提起一小段距离后放手，同时开始计时，木筷的振动方程。则（ ）
A. 木筷振动周期为1s B. 木筷的回复力由浮力提供
C. 内，木筷的机械能减小 D. 内，木筷的路程为
5. 如图所示，有一束平行于等边三棱镜截面的复色光从空气射向边的中点，入射方向与边的夹角为，经三棱镜折射后分为、两束单色光，单色光折射到边的中点，单色光折射到点，则下列说法中正确的是（ ）
A. 光在棱镜中的传播速度大于光
B. 对同一障碍物光比光衍射现象更明显
C. 入射光线从之间且垂直边射入，则光不能从边射出
D. 用、光分别照射同一种金属，若光能发生光电效应，则光也一定能发生光电效应
6. 假设宇宙中有一双星系统由质量分别为m和M的A、B两颗星体组成。这两颗星绕它们连线上的某一点在二者万有引力作用下做匀速圆周运动，如图所示，A、B两颗星的距离为L，引力常量为G，则（ ）
A. 因为，所以
B. 两颗星做圆周运动的周期为
C. A做圆周运动需要的向心力大于B做圆周运动需要的向心力
D. 若A由于不断吸附宇宙中的尘埃而使得质量缓慢增大，其他量不变，则A的角速度缓慢减小
7. 极光是由来自宇宙空间的高能带电粒子流进入地球大气层后，由于地磁场的作用而产生的。如图所示，科学家发现并证实，这些高能带电粒子流向两极时做螺旋运动，旋转半径不断减小。此运动形成的主要原因是（ ）
A. 太阳辐射对粒子产生了驱动力的作用效果
B. 粒子的带电荷量减小
C. 洛伦兹力对粒子做负功，使其动能减小
D. 南北两极附近的磁感应强度较强
8. 某兴趣小组设计了一款金属探测仪，如图所示，探测仪内部的线圈与电容器构成LC振荡电路，当探测仪检测到金属物体时探测仪线圈的自感系数发生变化，从而引起振荡电路中的电流频率发生变化，探测仪检测到这个变化就会驱动蜂鸣器发出声响。已知某时刻，电流的方向由b流向a，且电流强度正在增强，则（ ）
A. 该时刻电容器下极板带正电荷
B. 在电流强度增强过程中，线圈的自感电动势在减小
C. 若探测仪靠近金属物体，其线圈的自感系数增大，则振荡电流的频率降低
D. 若探测仪靠近金属物体，并保持相对静止时，金属中不会产生感应电流
9. 如图所示，轻质弹簧的左端固定在竖直墙面上的O点，右端连接一个小球，小球套在固定的竖直光滑长杆上。一开始小球位于A点并处于静止状态，将小球由静止释放，小球先后经过B、C，到达D点时速度为零。小球在A点时弹簧处于原长，B点与O点等高，，，弹簧始终处于弹性限度内，重力加速度为g，不计一切阻力。则（ ）
A. 小球在B点的速度为
B. 小球在C点的速度为
C. 小球在D点时，弹簧的弹性势能为mgH
D. 小球还能回到A点
10. 如图所示，一个电子沿AO方向垂直射入匀强磁场中，磁场只限于半径为R的圆内。若电子速度为v，质量为m，带电量为q，磁感应强度为B，电子在磁场中偏转后从C点射出，，下面结论正确的是（ ）
A. 电子经过磁场的时间为 B. 电子经过磁场的时间为
C. AC间的距离为 D. 磁场半径R为
二、非选择题：本题共5小题，共50分。
11. 为探究物体质量一定时加速度与力的关系，小明设计了如图甲实验装置。
（1）实验中，平衡摩擦力时，___________ （选填“需要”或者“不需要”）将砂及砂桶用细线绕过定滑轮系在小车上。适当垫高木板一端，轻推小车，使得小车能匀速下滑则认为平衡摩擦力。之后改变砂和砂桶质量，___________ （选填“需要”或者“不需要”）重新平衡摩擦力。
（2）小明根据实验数据作出图像如图乙，该图线不过原点并在末端发生弯曲，其原因是_______。（选填字母代号）
A. 木板右端垫起的高度过小（即平衡摩擦力不足）
B. 木板右端垫起的高度过大（即平衡摩擦力过度）
C. 砂和砂桶的总质量m远小于小车及车上砝码的总质量M
D. 砂和砂桶的总质量m未远小于小车及车上砝码的总质量M
（3）图丙为某次实验得到的纸带，相邻两个计数点之间的距离如图，已知交流电频率为f，则小车加速度的表达式为a=___________。（用x1、x2、x3、x4、x5、x6及f表示）
12. 某同学设计了如图甲所示的电路，用于测量电源的电动势与内阻，同时实现简易电子测力计的功能。主要器材有：弹簧（电阻不计）、电阻箱，电流表、待测电源、粗细均匀的导体棒、开关。滑片固定在弹簧右端并与导体棒始终保持良好接触，整个装置在弹性限度内工作。当弹簧处于原长时，滑片位于导体棒最左端。
（1）闭合开关前，应将电阻箱的阻值调至_______（填“最大”或“最小”）。
（2）已知导体棒总电阻为，总长度为，则单位长度的电阻值________。
（3）已知电流表内阻。将调至，沿拉钩方向施加拉力，改变导体棒接入电路中的长度，记录相应的电流。根据测量数据作出图像如图乙所示。则由图线可求得电源电动势_______V，内阻________（结果均保留2位有效数字）。
（4）若沿拉钩方向每增加相同的拉力，就在电流表表盘上标注一个刻度，这些刻度是________（填“均匀”或“不均匀”）的。
13. 某充气式座椅简化模型如图所示，导热性能良好的两个汽缸通过活塞分别封闭质量相等的两部分同种理想气体，活塞通过轻弹簧相连，整个装置竖直静置在水平地面上。已知两个汽缸的质量均为（汽缸壁的厚度不计），活塞的横截面积均为S，活塞的质量和厚度不计。初始环境温度为，封闭气体的初始长度均为，在环境温度缓慢升至过程中，气体总内能增加了。已知轻弹簧的劲度系数为、原长为，弹簧形变始终在弹性限度内，大气压强为，重力加速度为，活塞始终未脱离汽缸，不计活塞与汽缸之间的摩擦。求：
（1）环境温度为时，活塞离水平地面的高度；
（2）升温过程A气体从外界吸收的热量。
14. 如图所示，足够长的固定斜面倾角为30°，工件质量，上表面光滑，长度，可视为质点的质量为的物块位于工件顶端，工件下表面与斜面之间的动摩擦因数，现将物块和工件同时由静止释放，重力加速度取10m/s 。求：
（1）物块经多长时间与工件挡板相碰；
（2）假设碰撞为弹性碰撞，碰撞结束后工件的速度；
（3）若，工件从开始运动到第一次与物块碰撞时，与斜面摩擦产生的热量。
15. 如图为某交流发电机简化示意图，长度为4m、间距为2m的两平行金属电极固定在同一水平面内，两电极之间的区域Ⅰ和区域Ⅱ有竖直方向的磁场，磁感应强度大小均为、方向相反，区域Ⅰ边界是边长为2m的正方形，区域Ⅱ边界是长为2m、宽为1m的矩形。绝缘传送带从两电极之间以速度2m/s匀速通过，传送带上每隔4m固定一根垂直运动方向、长度为2m的导体棒，导体棒通过磁场区域过程中与电极接触良好。已知每根导体棒的电阻为，，。求：
（1）图示位置时导体棒上产生的感应电动势大小；
（2）该装置产生的感应电动势有效值；
（3）从第一根导体棒进入磁场开始计时，1min内产生的热量。高三开学摸底检测物理
分值：100 分 时间：75 分钟
一、选择题：本题共 10小题，共50分。第 1~7题，每小题5分，只有一项符合题目要求第 8~10 题，每小题5分，有多项符合题目要求，全部选对的得5分，选对但不全的得3分有选错的得0分。
1. 中国高铁领跑全球，目前我国高铁里程占到了世界总里程的三分之二，高铁进站时可看成做匀减速直线运动，3s内速度由减至。该过程中加速度大小为（ ）
A. B. C. D.
【答案】B
2. 某同学在家卫生大扫除中用拖把拖地，沿推杆方向对拖把施加推力F，如图所示，此时推力与水平方向的夹角为θ，且拖把刚好做匀速直线运动，下列说法正确的是（ ）
A. 拖把所受的支持力和重力大小相等
B. 拖把对地面的压力大于拖把所受的支持力
C. 拖把所受地面的摩擦力大小为Fsinθ
D. 拖把所受地面的摩擦力大小为Fcosθ
【答案】D
3. 如图所示，一负点电荷固定于O点，虚线为其等势面，带电粒子A、B仅在电场力作用下的运动路径分别如图中实线所示，a、b、c、d、e为粒子轨迹与虚线的五个交点。下列判断正确的是（ ）
A. A带负电，B带正电
B. A在a处的动能大于在b处的动能
C. B由c处到d处电场力做正功
D. B在e处的电势能小于在c处的电势能
【答案】B
4. 如图所示，粗细均匀的木筷下端绕几圈铁丝，竖直浮在较大的装有水的杯中。把木筷往上提起一小段距离后放手，同时开始计时，木筷的振动方程。则（ ）
A. 木筷振动周期为1s B. 木筷的回复力由浮力提供
C. 内，木筷的机械能减小 D. 内，木筷的路程为
【答案】C
5. 如图所示，有一束平行于等边三棱镜截面的复色光从空气射向边的中点，入射方向与边的夹角为，经三棱镜折射后分为、两束单色光，单色光折射到边的中点，单色光折射到点，则下列说法中正确的是（ ）
A. 光在棱镜中的传播速度大于光
B. 对同一障碍物光比光衍射现象更明显
C. 入射光线从之间且垂直边射入，则光不能从边射出
D. 用、光分别照射同一种金属，若光能发生光电效应，则光也一定能发生光电效应
【答案】C
6. 假设宇宙中有一双星系统由质量分别为m和M的A、B两颗星体组成。这两颗星绕它们连线上的某一点在二者万有引力作用下做匀速圆周运动，如图所示，A、B两颗星的距离为L，引力常量为G，则（ ）
A. 因为，所以
B. 两颗星做圆周运动的周期为
C. A做圆周运动需要的向心力大于B做圆周运动需要的向心力
D. 若A由于不断吸附宇宙中的尘埃而使得质量缓慢增大，其他量不变，则A的角速度缓慢减小
【答案】B
7. 极光是由来自宇宙空间的高能带电粒子流进入地球大气层后，由于地磁场的作用而产生的。如图所示，科学家发现并证实，这些高能带电粒子流向两极时做螺旋运动，旋转半径不断减小。此运动形成的主要原因是（ ）
A. 太阳辐射对粒子产生了驱动力的作用效果
B. 粒子的带电荷量减小
C. 洛伦兹力对粒子做负功，使其动能减小
D. 南北两极附近的磁感应强度较强
【答案】D
8. 某兴趣小组设计了一款金属探测仪，如图所示，探测仪内部的线圈与电容器构成LC振荡电路，当探测仪检测到金属物体时探测仪线圈的自感系数发生变化，从而引起振荡电路中的电流频率发生变化，探测仪检测到这个变化就会驱动蜂鸣器发出声响。已知某时刻，电流的方向由b流向a，且电流强度正在增强，则（ ）
A. 该时刻电容器下极板带正电荷
B. 在电流强度增强过程中，线圈的自感电动势在减小
C. 若探测仪靠近金属物体，其线圈的自感系数增大，则振荡电流的频率降低
D. 若探测仪靠近金属物体，并保持相对静止时，金属中不会产生感应电流
【答案】BC
9. 如图所示，轻质弹簧的左端固定在竖直墙面上的O点，右端连接一个小球，小球套在固定的竖直光滑长杆上。一开始小球位于A点并处于静止状态，将小球由静止释放，小球先后经过B、C，到达D点时速度为零。小球在A点时弹簧处于原长，B点与O点等高，，，弹簧始终处于弹性限度内，重力加速度为g，不计一切阻力。则（ ）
A. 小球在B点的速度为
B. 小球在C点的速度为
C. 小球在D点时，弹簧的弹性势能为mgH
D. 小球还能回到A点
【答案】CD
10. 如图所示，一个电子沿AO方向垂直射入匀强磁场中，磁场只限于半径为R的圆内。若电子速度为v，质量为m，带电量为q，磁感应强度为B，电子在磁场中偏转后从C点射出，，下面结论正确的是（ ）
A. 电子经过磁场的时间为 B. 电子经过磁场的时间为
C. AC间的距离为 D. 磁场半径R为
【答案】AC
二、非选择题：本题共5小题，共50分。
11. 为探究物体质量一定时加速度与力的关系，小明设计了如图甲实验装置。
（1）实验中，平衡摩擦力时，___________ （选填“需要”或者“不需要”）将砂及砂桶用细线绕过定滑轮系在小车上。适当垫高木板一端，轻推小车，使得小车能匀速下滑则认为平衡摩擦力。之后改变砂和砂桶质量，___________ （选填“需要”或者“不需要”）重新平衡摩擦力。
（2）小明根据实验数据作出图像如图乙，该图线不过原点并在末端发生弯曲，其原因是_______。（选填字母代号）
A. 木板右端垫起的高度过小（即平衡摩擦力不足）
B. 木板右端垫起的高度过大（即平衡摩擦力过度）
C. 砂和砂桶的总质量m远小于小车及车上砝码的总质量M
D. 砂和砂桶的总质量m未远小于小车及车上砝码的总质量M
（3）图丙为某次实验得到的纸带，相邻两个计数点之间的距离如图，已知交流电频率为f，则小车加速度的表达式为a=___________。（用x1、x2、x3、x4、x5、x6及f表示）
【答案】（1） ①. 不需要 ②. 不需要 （2）AD
（3）
（1）
[1]平衡摩擦力时，不需要将砂和砂桶用细线绕过定滑轮系在小车上，只需要适当垫高木板一端，轻推小车，使得小车能匀速下滑。
[2]平衡摩擦力之后，小车所受重力的下滑分力和摩擦力平衡，之后不需要再次平衡摩擦力。
（2）
AB．该图线不过原点是因为平衡摩擦力不足，导致小车一开始没有加速度，故A正确，B错误；
CD．设小车及车上砝码的总质量为M，砂和砂桶的总质量m
根据牛顿第二定律有，，解得
由上式可知时，可以认为细绳拉力近似等于砂和砂桶的重力，即当这个条件不满足时，图像发生弯曲，故C错误，D正确。
故选AD。
（3）
根据逐差公式，其中
解得
12. 某同学设计了如图甲所示的电路，用于测量电源的电动势与内阻，同时实现简易电子测力计的功能。主要器材有：弹簧（电阻不计）、电阻箱，电流表、待测电源、粗细均匀的导体棒、开关。滑片固定在弹簧右端并与导体棒始终保持良好接触，整个装置在弹性限度内工作。当弹簧处于原长时，滑片位于导体棒最左端。
（1）闭合开关前，应将电阻箱的阻值调至_______（填“最大”或“最小”）。
（2）已知导体棒总电阻为，总长度为，则单位长度的电阻值________。
（3）已知电流表内阻。将调至，沿拉钩方向施加拉力，改变导体棒接入电路中的长度，记录相应的电流。根据测量数据作出图像如图乙所示。则由图线可求得电源电动势_______V，内阻________（结果均保留2位有效数字）。
（4）若沿拉钩方向每增加相同的拉力，就在电流表表盘上标注一个刻度，这些刻度是________（填“均匀”或“不均匀”）的。
【答案】（1）最大 （2）1.5
（3） ① 3.0 ②. 1.5
（4）不均匀
（1）
[1]了保护电路，闭合开关前，电阻箱阻值应调到最大；
（2）
[2] 导体棒单位长度的阻值为；
（3）
[3][4]根据闭合电路欧姆定律有
整理得关系式为
结合图乙，纵轴截距和斜率分别为，
联立解得，；
（4）
[5] 用力拉动拉钩时，弹簧伸长，接入电路的阻值减小，则电流增大，由胡克定律和电阻定律得导体棒阻值随拉力均匀变化，再根据闭合电路欧姆定律
可知与不是线性关系，所以在电流表表盘上每隔相同力的大小标注一个刻度，则刻度分布不均匀。
13. 某充气式座椅简化模型如图所示，导热性能良好的两个汽缸通过活塞分别封闭质量相等的两部分同种理想气体，活塞通过轻弹簧相连，整个装置竖直静置在水平地面上。已知两个汽缸的质量均为（汽缸壁的厚度不计），活塞的横截面积均为S，活塞的质量和厚度不计。初始环境温度为，封闭气体的初始长度均为，在环境温度缓慢升至过程中，气体总内能增加了。已知轻弹簧的劲度系数为、原长为，弹簧形变始终在弹性限度内，大气压强为，重力加速度为，活塞始终未脱离汽缸，不计活塞与汽缸之间的摩擦。求：
（1）环境温度为时，活塞离水平地面的高度；
（2）升温过程A气体从外界吸收的热量。
【答案】（1）
（2）
（1）
B气体的压强不变，由盖-吕萨克定律得
解得
对气体A所在汽缸与活塞整体受力分析，设弹簧的形变量为，则
稳定时活塞离地的高度
所以
（2）
A气体的压强也保持不变，同理由盖一吕萨克定律知气体A末状态的长度
对汽缸C受力分析得
解得
由于质量相等的同种理想气体，状态变化相同，所以
对气体A由热力学第一定律得
其中
解得
14. 如图所示，足够长的固定斜面倾角为30°，工件质量，上表面光滑，长度，可视为质点的质量为的物块位于工件顶端，工件下表面与斜面之间的动摩擦因数，现将物块和工件同时由静止释放，重力加速度取10m/s 。求：
（1）物块经多长时间与工件挡板相碰；
（2）假设碰撞为弹性碰撞，碰撞结束后工件的速度；
（3）若，工件从开始运动到第一次与物块碰撞时，与斜面摩擦产生的热量。
【答案】（1）
（2），方向沿斜面向下
（3）
（1）
分析物块受力，在沿斜面方向有
解得
分析工件受力，在沿斜面方向有
解得
设经过时间t物块与工件相碰，物块的位移为，工件的位移为
因为，根据位移关系有
解得
（2）
物块与工件挡板即将相碰时的速度大小为
此时工件的速度大小为
物块与工件组成的系统碰撞过程中，在沿着斜面方向由动量守恒定律
有
根据机械能守恒定律
有
解得碰后工件的速度，方向沿斜面向下
（3）
工件在第一次碰撞前的位移大小为
工件与斜面间摩擦力大小
由功能关系
解得
15. 如图为某交流发电机简化示意图，长度为4m、间距为2m的两平行金属电极固定在同一水平面内，两电极之间的区域Ⅰ和区域Ⅱ有竖直方向的磁场，磁感应强度大小均为、方向相反，区域Ⅰ边界是边长为2m的正方形，区域Ⅱ边界是长为2m、宽为1m的矩形。绝缘传送带从两电极之间以速度2m/s匀速通过，传送带上每隔4m固定一根垂直运动方向、长度为2m的导体棒，导体棒通过磁场区域过程中与电极接触良好。已知每根导体棒的电阻为，，。求：
（1）图示位置时导体棒上产生的感应电动势大小；
（2）该装置产生的感应电动势有效值；
（3）从第一根导体棒进入磁场开始计时，1min内产生的热量。
【答案】（1）4V （2）
（3）200J
（1）
图示位置时导体棒切割区域Ⅱ磁场
产生感应电动势
解得
（2）
导体棒切割区域Ⅰ磁场时，
产生的感应电动势
导体棒在磁场区域Ⅰ和磁场区域Ⅱ运动时间
设电动势有效值，由有效值定义可知
解得
（3）
根据串并联电路
总电流的有效值
的有效电流
由焦耳定律，1min内的发热
（或用的有效电压，
）
