山西省2022届高三上学期物理开学第一次摸底试卷

试卷更新日期：2021-09-23 类型：开学考试

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一、单选题

1. 2021年6月17日9时22分，“长征二号” $F$ 遥十二运载火箭成功将“神舟十二号”载人飞船中的3名航天员送入预定轨道，并顺利实现与“天和”核心舱的对接。以下说法正确的是（　　）

A、图甲：神舟飞船与“天和”核心舱对接过程，均可视为质点 B、图乙：载人飞船加速上升过程，3名航天员均处于失重状态 C、图丙：3名航天员环绕地球做圆周运动过程，均处于平衡状态 D、图丁：以地球为参考系，飞船与核心舱的组合体绕地球一周，平均速度为零

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2. 图中的虚线为真空中两个半径相同的带电金属球体之间的部分电场线示意图，电场线关于两球心连线的垂直平分线 $O O^{'}$ 对称， $a$ 和 $a^{'}$ 、 $b$ 和 $b^{'}$ 分别关于 $O O^{'}$ 对称。下列说法正确的是（　　）

A、两个金属球一定带同种电荷 B、 $a$ 、 $a^{'}$ 两点的电场强度相同 C、 $b$ 、 $b^{'}$ 两点的电场强度相同 D、将一带电荷量为 $q$ 的负电荷从 $a$ 移动到 $a^{'}$ ，电场力不做功

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3. 如图所示，光滑水平地面上的斜面体在水平向左的外力作用下，将光滑圆球抵在光滑竖直的墙壁上，现使斜面体缓慢向右运动，在圆球与地面接触之前，下列说法正确的是（　　）

A、圆球对竖直墙壁的压力逐渐变大 B、圆球对斜面体的压力保持不变 C、斜面体对地面的压力逐渐变大 D、水平外力逐渐变小

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4. 如图甲所示，一个质量为1kg的物体静止在水平地面上，物体与水平地面间的动摩擦因数为0.5， $t = 0$ 时刻对物体施加一个水平向左、大小恒为 $8 N$ 的力 $F_{1}$ ，同时在竖直方向施加一竖直向下的力 $F_{2}$ ，力 $F_{2}$ 的大小随时间变化的关系如图乙所示，取重力加速度大小为 $10 {m/s}^{2}$ ，则下列说法正确的是（　　）

A、 $0 ~ 2 s$ 内物体的加速度大小为 $3 {m/s}^{2}$ B、 $0 ~ 5 s$ 内物体运动的最大速度为 $6 m/s$ C、 $0 ~ 4 s$ 内物体的平均速度大小为 $4 m/s$ D、 $0 ~ 5 s$ 内物体的位移大小为 $8 m$

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5. 远距离输电示意图如图所示，两变压器均为理想变压器，升压变压器 $T$ 的原、副线圈的匝数分别为 $n_{1}$ 、 $n_{2}$ 。在 $T$ 的原线圈两端接入一电压 $u = U_{m} \cos ω t$ 的交流电源，已知升压变压器 $T$ 的原线圈输入的总电功率为 $P$ ，输电线的总电阻为 $r$ ，不考虑其他因素的影响，则用户消耗的电功率为（　　）

A、 $P - 2 {(\frac{P n_{1}}{U_{m} n_{2}})}^{2} r$ B、 $P - {(\frac{P n_{2}}{U_{m} n_{2}})}^{2} r$ C、 $2 {(\frac{P n_{1}}{U_{m} n_{2}})}^{2} r$ D、 $4 {(\frac{P n_{2}}{P_{m} n_{2}})}^{2} r$

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6. 如图所示，在足够长的水平轨道左侧放置一个质量为 $2 m$ 的圆弧形斜面，右侧放置一个质量为 $3 m$ 的滑块乙，另一质量为 $m$ 的滑块甲从圆弧上某处由静止滑下后，与滑块乙发生碰撞，整个过程无机械能损失，最终三者的速度大小分别记为 $v_{斜}$ 、 $v_{甲}$ 、 $v_{乙}$ ，则下列判断正确的是（　　）

A、 $v_{斜} < v_{甲} < v_{乙}$ B、 $v_{斜} > v_{甲} > v_{乙}$ C、 $v_{斜} = v_{甲} < v_{乙}$ D、 $v_{斜} = v_{甲} = v_{乙}$

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二、多选题

7. 2021年2月24日，我国“天问一号”火星探测器成功实施第三次环火制动，先在高度为 $h_{1}$ 、周期为 $T_{1}$ 的停泊轨道上做匀速圆周运动，之后又下降到高度为 $h_{2}$ 、周期为 $T_{2}$ 的轨道上运行，为择机着陆做准备。已知引力常量为 $G$ ，根据以上信息，可以推导出的物理量有（　　）

A、火星的第一宇宙速度 B、火星表面的重力加速度 C、探测器在高度为 $h_{1}$ 的轨道上的向心力 D、探测器在高度为 $h_{2}$ 的轨道上的向心加速度

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8. 氢原子的能级图如图甲所示，一群处于 $n = 3$ 的激发态的氢原子自发跃迁，辐射出的光子中仅有 $a$ 、 $b$ 两种光能使图乙中的光电管电路产生光电流，测量得到的光电流 $I$ 与电压 $U$ 的关系曲线如图丙所示。元电荷 $e = 1.6 \times 10^{- 19} C$ 。则下列说法正确的是（　　）

A、这群氢原子自发跃迁时最多能辐射出4种不同的光子 B、 $a$ 光产生的光电子的最大动能为 $1.12 \times 10^{- 18} J$ C、光电管阴极 $K$ 的逸出功为 $3.2 eV$ D、 $b$ 光的反向遏止电压为 $9.88 V$

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9. 电视机显像管应用电子束磁偏转的原理如图所示，电子枪产生的电子由静止经加速电场加速后进入磁感应强度大小为 $B$ 、半径为 $R$ 的圆形匀强磁场中，经磁场偏转后打在荧光屏上产生亮点 $P$ 。已知电子的质量为 $m$ 、电荷量为 $e$ ，电子正对磁场的圆心射入，通过磁场后的偏转角为 $θ$ 。圆心 $O$ 与屏上 $M$ 点的间距为 $s$ ，则下列说法正确的是（　　）

A、电子打在荧光屏上的偏移量为 $s \tan \frac{θ}{2}$ B、电子进入磁场时的速度大小为 $\frac{e B R}{m \tan \frac{θ}{2}}$ C、电子在圆形磁场中运动的轨迹长度为 $\frac{θ R}{\tan θ}$ D、电子枪两端加速电场的电压为 $\frac{e B^{2} R^{2}}{2 m \tan^{2} \frac{θ}{2}}$

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10. 如图所示，水平放置、半径为 $r$ 的环形光滑玻璃圆管内，放置一直径略小于管口径（远远小于 $r$ ）的质量为 $m$ 、电荷量为 $q$ 的带负电小球 $P$ 。现在圆环区域内加上竖直向上的匀强磁场，当磁感应强度均匀变化时，在玻璃圆管内产生电场强度大小处处相等的感生电场（电场线闭合的涡旋电场），原来静止的小球 $P$ 将沿图示方向在管内做圆周运动，运动第一周用时为 $t$ ，小球可看作点电荷且电荷量保持不变。则下列说法正确的是（　　）

A、圆环区域内竖直向上的匀强磁场一定在均匀增大 B、玻璃圆管内感生电场的电场强度大小为 $\frac{2 π r m}{t^{2} q}$ C、匀强磁场的磁感应强度随时间的变化率为 $\frac{8 π m}{t^{2} q}$ D、小球第4次回到出发点时的速度大小为 $\frac{8 π r}{t}$

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11. 下列说法正确的是（　　）

A、某气体的摩尔体积为 $V$ ，阿伏加德罗常数为 $N_{A}$ ，则每个分子的体积可表示为 $V_{0} = \frac{V}{N_{A}}$ B、当分子力表现为引力时，分子势能随分子间距离的减小而减小 C、晶体在熔化过程中吸收热量，内能增加，但其分子平均动能保持不变 D、如果两个系统均与第三个系统处于热平衡状态，那么这两个系统的温度一定相等 E、在热传递中，热量可以从高温物体传递给低温物体，也可以自发从低温物体传递给高温物体

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12. 下列说法正确的是（　　）

A、若宇航员把摆钟由地球搬到月球表面，摆钟会变慢 B、做简谐运动的弹簧振子，当它每次经过同一位置时，加速度与速度一定相同 C、机械波在介质中的传播速度仅由介质本身的性质决定，而与机械波的频率无关 D、卫星遥感技术是利用红外线探测器接收物体发出的红外线来探测被测物体的特征的 E、交通警察向远离警车的车辆发送频率为 $f$ 的超声波，测得返回警车的超声波频率将大于 $f$

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三、实验题

13. 某同学利用图甲所示装置测量物块与水平桌面间的动摩擦因数。

(1)、除图甲、乙仪器和刻度尺外，还需要的器材是________；

A、天平 B、秒表 C、弹簧测力计

(2)、用游标卡尺测量遮光条的宽度 $d$ 如图乙所示，则 $d =$ $cm$ ；

(3)、将物块从A点由静止释放，用数字毫秒计测得遮光条通过 $B$ 点光电门的时间 $Δ t = 6.25 ms$ ，A、 $B$ 两点间的距离 $s = 90.00 cm$ ，则物块通过光电门的速度大小 $v =$ $m/s$ ，物块运动的加速度大小 $a =$ ${m/s}^{2}$ ；（结果均保留两位有效数字）

(4)、若物块和遮光条的总质量为 $M$ ，重物的质量为 $m$ ，物块的加速度大小为 $a$ ，重力加速度大小为 $g$ ，则物块与水平桌面间的动摩擦因数 $μ =$ 。

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14. 小贾欲测绘额定电压为2.5V小灯泡的伏安特性曲线

(1)、若小贾连接的实物图如图甲所示，则必须调整导线（填图中数字编号）才能完成实验；

(2)、正确连线后闭合开关，将滑动变阻器的滑片向一端移动时，发现小灯泡始终不亮，电流表的示数几乎为零，电压表的示数逐渐增大，则电路的故障可能为________；

A、小灯泡短路 B、小灯泡断路 C、电流表断路 D、滑动变阻器断路

(3)、排除故障后，小贾分别用电流表内接和外接法测得多组 $(I ， U)$ 数据，并在图像中描绘出图乙所示的两图线，则该小灯泡正常发光时的电阻为 $Ω$ （结果保留两位有效数字）；

(4)、若小灯泡的功率为 $P$ ，两端电压为 $U$ ，则以下相关图像可能正确的是（______）

A、 B、 C、 D、

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四、解答题

15. 某遥控赛车轨道如图所示，赛车从起点A出发，沿摆放在水平地面上长度 $s = 5 m$ 的直线轨道 $A B$ 运动，从 $B$ 点进入光滑固定竖直圆轨道，经过一个完整的圆周后进入长度可调、倾角 $θ = 37 °$ 的固定斜直轨道 $C D$ ，最后在 $D$ 点速度方向变为水平后开始做平抛运动。已知赛车的质量 $m = 200 g$ ，通电后赛车以恒定功率 $P = 1.6 W$ 工作，要使赛车能沿圆轨道做完整的圆周运动，至少需通电 $t = 1.5 s$ ，赛车在轨道 $A B$ 、 $C D$ 段运动时受到的阻力恒为车重的 $\frac{1}{5}$ ，赛车经过轨道中 $C$ 、 $D$ 两点时的速度大小不变，取重力加速度大小 $g = 10 {m/s}^{2}$ ， $\sin 37 ° = 0.6$ 。

(1)、求光滑竖直圆轨道的半径 $R$ ；

(2)、已知赛车在水平轨道 $A B$ 上运动时一直处于通电状态且最后阶段以恒定速率运动，进入圆轨道后关闭电源，调节 $C D$ 轨道的长度，求赛车从 $D$ 点飞出后做平抛运动的最大水平位移 $x_{\max}$ 。

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16. 如图所示，固定光滑平行轨道 $a b c d$ 的水平部分处于磁感应强度大小为 $B$ 、方向竖直向上的匀强磁场中， $b c$ 段轨道宽度为 $2 d$ ， $c d$ 段轨道宽度为 $d$ ， $b c$ 段轨道和 $c d$ 段轨道均足够长，将质量分别为 $2 m$ 、 $m$ ，有效电阻分别为 $2 R$ 、 $R$ 的金属棒 $P$ 和 $Q$ 分别置于轨道上的 $a b$ 段和 $c d$ 段，且均与轨道垂直，金属棒 $Q$ 原来处于静止状态。现让金属棒 $P$ 从距水平轨道高为 $h$ 处无初速度释放，两金属棒运动过程中始终与导轨接触良好且与导轨垂直，不计其他电阻及空气阻力，重力加速度大小为 $g$ ，求：

(1)、金属棒 $Q$ 的最大加速度 $a_{m}$ ；

(2)、回路中产生的总焦耳热 $Q_{m}$ ；

(3)、两金属棒距离最近时两导轨间的电压 $U$ 。

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17. 如图所示，竖直放置、开口向上的足够长的粗细均匀的试管，用长度 $h = 4 cm$ 的水银柱将一定质量的理想气体封闭在管内。当气体的热力学温度 $T_{1} = 300 K$ 时，气柱长 $L_{1} = 19 cm$ ，大气压强恒为 $p_{0} = 76 cmHg$ 。现把试管顺时针缓慢旋转至水平，假设该过程中气体的温度不变。

(1)、求试管水平放置时管内气柱的长度 $L_{2}$ ；

(2)、继续顺时针缓慢旋转试管，使试管开口向下竖直放置，然后缓慢降低气体的温度，使气柱的长度回到19cm，求气体需要降低的温度 $Δ T$ 。

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18. 某玻璃砖的截面如图所示， $A C$ 的连线与 $A B$ 垂直， $A B$ 长为 $d$ ， $∠ A B C = 45 °$ ，弧 $A M C$ 的圆心 $O$ 为 $B C$ 边的中点。若一束宽度为 $d$ 的平行光从 $A B$ 边垂直射入玻璃砖，恰好在 $B C$ 界面发生全反射后，全部从弧 $A M C$ 界面射出（不考虑光在弧 $A M C$ 界面的二次反射），真空中的光速为 $c$ ，求：
·

(1)、玻璃砖的折射率 $n$ ；

(2)、光在玻璃砖内传播的最长时间 $t_{\max}$ 。

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