河北省2023届五个一名校联盟高三上学期物理摸底考试试卷

试卷更新日期：2022-08-04 类型：开学考试

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一、单选题

1. 如图所示， $a$ 是在赤道平面上相对地球静止的物体，随地球一起做匀速圆周运动。 $b$ 是在地球表面附近做匀速圆周运动的人造卫星，轨道半径约等于地球半径。 $c$ 是地球同步卫星，已知地球表面两极处的重力加速度为 $g$ ，下列关于 $a$ 、 $b$ 、 $c$ 的说法正确的是（）

A、 $b$ 做匀速圆周运动的加速度等于 $g$ B、 $a$ 、 $b$ 、 $c$ 做匀速圆周运动的向心加速度最大的是 $c$ C、 $a$ 、 $b$ 、 $c$ 做匀速圆周运动的速率最大的是 $a$ D、 $a$ 、 $b$ 、 $c$ 做匀速圆周运动的周期最小的是 $a$

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2. 如图所示，竖直平面内有三根轻质细绳，绳1水平，绳2与水平方向成 $60 °$ 角， $O$ 为结点，竖直绳3的下端栓接一质量为 $m$ 、长度为 $L$ 的垂直于纸面放置的金属棒。金属棒所在空间存在竖直向上，磁感应强度大小为B的匀强磁场，整个装置处于平衡状态。现给金属棒通入方向向里，大小由零缓慢增大的电流，电流的最大值为 $I_{0}$ ，可观察到绳3转过的最大角度为 $60 °$ 。已知重力加速度为 $g$ ，则在此过程中，下列说法正确的是（）

A、绳1的拉力先增大后减小 B、绳2的拉力先增大后减小 C、绳3的拉力最大值为 $2 m g$ D、金属棒中电流 $I_{0}$ 的值为 $\frac{\sqrt{3} m g}{2 L B}$

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3. 如图所示，在等边三角形三个顶点A、B、C处，分别固定三个点电荷，电荷量分别为 $+ q$ 、 $+ q$ 、 $- q$ 。过点C作AB边的垂线，垂足为O，过点A作BC边的垂线，垂足为P，两垂线交于M点。取无穷远处电势为零，则下列说法正确的是（）

A、将一个正电荷从O点移到M点电势能变大 B、O点电势低于P点电势 C、M点电势低于P点电势 D、P点场强大小大于O点场强大小

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4. 由于太阳自身巨大的重力挤压，使其核心的压力和温度变得极高，形成了可以发生核聚变反应的环境。太阳内发生核聚变反应主要为： $_{1}^{2} H +_{1}^{2} H \to_{2}^{4} H e$ ，已知氘核的比结合能是 $1.09 M e V$ ，氦核的比结合能是 $7.03 M e V$ 。则该反应释放的核能约为（）

A、 $5 M e V$ B、 $6 M e V$ C、 $24 M e V$ D、 $32 M e V$

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5. 图甲为一列简谐横波在 $t = 0$ 时刻的波形图，图乙为该波中平衡位置坐标为 $x = 6 m$ 处质点P的振动图像，则下列说法中正确的是（）

A、该波的传播方向沿 $x$ 轴正方向 B、在 $t = 0.5 s$ 时刻，图甲中质点P相对平衡位置的位移为 $10 c m$ C、在 $t = 1 s$ 时刻，平衡位置在 $x = 5 m$ 处的质点的位移为 $10 c m$ D、从 $t = 0$ 时刻开始至 $t = 6 s$ 时刻结束，在这段时间内，平衡位置在 $x = 5 m$ 处的质点通过的路程为 $120 c m$

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6. 如图所示，理想变压器原、副线圈匝数之比为 $1 ： 4$ ，正弦交流电源电压为 $U = 200 V$ ，电阻 $R_{1} = 10 Ω$ ， $R_{2} = 20 Ω$ ，滑动变阻器 $R_{3}$ 最大阻值为 $40 Ω$ ，滑片P处于正中间位置，则下列说法中正确的是（）

A、通过 $R_{1}$ 的电流为 $8 A$ B、电压表读数为 $160 V$ C、若向上移动P，电压表读数将变大 D、若向上移动P，变压器副线圈输出功率将变大

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7. 如图所示，在真空环境中有一个半径为R，质量分布均匀的玻璃球。一束复色光沿直线BC方向射入玻璃球，在C点分成两束单色光a、b，入射角为 $60 °$ 。a光和b光分别在玻璃球表面的E点和D点射出。已知 $∠ C O E = 90 °$ ， $∠ C O D = 120 °$ ，真空中的光速为c，则下列说法中正确的是（）

A、若改变入射角的大小， $b$ 光束可能在玻璃球的内表面发生全反射 B、若 $a$ 、 $b$ 光分别照射同一光电管都能发生光电效应，则 $a$ 光的遏止电压低 C、 $a$ 光在射入玻璃球后，传播速度变小，光的波长变大 D、若 $a$ 光的频率为 $ν$ ，则 $a$ 光束在玻璃中的波长为 $λ = \frac{\sqrt{3} c}{3 ν}$

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二、多选题

8. 汽车运送圆柱形工件的示意图如图所示，图中P、Q、N是固定在车体上的压力传感器。假设圆柱形工件表面光滑，汽车静止时，Q传感器示数为零，P、N传感器示数不为零。汽车以加速度 $a$ 向左匀加速启动，重力加速度 $g = 10 m / s^{2}$ ，下列情况说法正确的是（）（ $t a n 15 ° = 0.27$ ）

A、当 $a = 2 m / s^{2}$ 时，P有示数，Q无示数 B、当 $a = 2 m / s^{2}$ 时，P有示数，Q有示数 C、当 $a = 3 m / s^{2}$ 时，P有示数，Q有示数 D、当 $a = 3 m / s^{2}$ 时，P无示数，Q有示数

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9. 如图所示，传送带 $A B$ 与水平方向夹角为 $θ$ ，且足够长。现有一质量为 $m$ 可视为质点的物体，以初速度 $v_{0}$ 沿着与传送带平行的方向，从 $B$ 点开始向上运动，物体与传送带之间的动摩擦因数为 $μ (μ > t a n θ)$ 。传送带以恒定的速度 $v$ 运行，物体初速度大小和传送带的速度大小关系为 $v_{0} < v$ 。则物体在传送带上运动的过程中，下列说法正确的是（）（重力加速度为 $g$ ）

A、运动过程中摩擦力对物体可能先做正功再做负功 B、运动过程中物体的机械能一直增加 C、若传送带逆时针运动，则摩擦力对物体做功为零 D、若传送带顺时针运动，则物块在加速过程中电动机多消耗的电能为 $\frac{μ m v c o s θ (v - v_{0})}{μ c o s θ - s i n θ}$

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10. 在光滑的水平面上，有一竖直向下的匀强磁场，分布在宽度为 $L$ 的区域内。现有一边长为 $d (d < L)$ 的正方形闭合金属线框ABCD。第一次线框以初速度 $v_{0}$ 沿垂直于磁场边界的方向进入磁场，线框刚好能穿出磁场；第二次线框以初速度 $2 v_{0}$ 沿垂直于磁场边界的方向进入磁场，下列说法正确的是（）

A、线框两次进入磁场过程中，通过线框横截面的电荷量相同，时间相同 B、第二次线框离开磁场所用时间小于第一次线框进入磁场所需时间 C、第二次线框进入磁场过程克服安培力做功与第一次线框进入磁场过程克服安培力做功之比为 $7 ： 3$ D、第二次线圈进入磁场的过程中产生的热量与第二次线框穿出磁场的过程中产生的热量之比为 $7 ： 5$

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三、实验题

11. 如图所示，某实验小组用一只弹簧测力计和一个量角器等器材验证力的平行四边形定则。固定在竖直木板上的量角器直边水平，橡皮筋一端固定于量角器圆心 $O$ 的正上方A处，另一端系着绳套1和绳套2。

(1)、主要实验步骤如下：
①弹簧测力计挂在绳套1上，竖直向下拉橡皮筋，使橡皮筋的结点到达 $O$ 处，记下弹簧测力计的示数 $F$ ；
②将弹簧测力计挂在绳套1上，手拉着绳套2，缓慢拉橡皮筋，使橡皮筋的结点到达 $O$ 处，此时绳套1沿 $0 °$ 方向，绳套2沿 $150 °$ 方向，记下拉绳套1的弹簧测力计的示数 $F_{1}$ ；
③根据力的平行四边形定则计算此时绳套1的拉力 $F_{1}^{'} =$ $F$ ；
④比较，即可初步验证力的平行四边形定则；
⑤改变绳套2的方向，重复上述实验步骤。

(2)、保持绳套2方向不变，绳套1从图示位置向下缓慢转动的过程中为保持橡皮筋的结点在 $O$ 处不动，绳套1旋转角度应满足的范围是。

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12. 某学习小组为测量一铜芯电线的电阻率，他们截取了一段电线，用米尺测出其长度为 $L$ ，用螺旋测微器测得其直径为 $d$ ，用多用电表测得其电阻值约为 $5 Ω$ 。为提高测量的精确度，该小组的人员从下列器材中挑选了一些元件，设计了一个电路，重新测量这段电线（用 $R_{x}$ 表示）的电阻。
A．电源E（电动势为 $3.0 V$ ，内阻不计）
B．电压表 $V_{1}$ （量程为 $0 ~ 3.0 V$ ，内阻约为 $2 k Ω$ ）
C．电压表 $V_{2}$ （量程为 $0 ~ 15.0 V$ ，内阻约为 $6 k Ω$ ）
D．电流表 $A_{1}$ （量程为 $0 ~ 0.6 A$ ，内阻约为 $1 Ω$ ）
E．电流表 $A_{2}$ （量程为 $0 ~ 3.0 A$ ，内阻约为 $0.1 Ω$ ）
F．滑动变阻器 $R_{1}$ （最大阻值为 $10 Ω$ ，允许通过的最大电流为 $2.0 A$ ）
G．滑动变阻器 $R_{2}$ （最大阻值为 $1 k Ω$ ，允许通过的最大电流为 $1.0 A$ ）
H．开关 $S$ 一个，导线若干

(1)、如图所示，是该实验小组用螺旋测微器对铜芯电线直径 $d$ 的某次测量，其读数是mm。

(2)、实验时电流表应选用，电压表应选用，滑动变阻器应选用（填元件前的序号字母）。

(3)、为使铜芯电线两端的电压从0开始变化，请你为该实验小组设计电路图，并画在右侧的方框中。

(4)、某次测量时，电压表示数为 $U$ ，电流表示数为 $I$ ，则该铜芯电线的电阻率的表达式 $ρ =$ 。

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四、解答题

13. 滑板运动是一种陆地上的“冲浪运动”，滑板运动员可以在不同的轨道上滑行。如图所示，轨道位于竖直平面内，其中BC和DE为半径 $R_{1} = 1.3 m$ 和 $R_{2} = 3.6 m$ 的两段圆弧轨道，BC的圆心为O点，圆心角 $θ = 60 °$ ， DE的圆心为 $O'$ 点，D点在 $O'$ 点正下方，CD为水平轨道，C、D处与圆弧轨道平滑连接；滑板a和b的质量均为 $m = 5 k g$ ，运动员的质量 $M = 45 k g$ 。某时刻，运动员踩在滑板a上，先从轨道上的A点以 $3 m / s$ 的速度水平滑出，在B点刚好沿着轨道的切线方向滑入圆弧轨道BC，滑上CD轨道后，运动员从滑板a跳到静止放置在水平轨道上的滑板b上，并一起向前继续滑动，跳后滑板a则以 $2 m / s$ 的速度返回，然后撤掉。运动员和滑板b经CD轨道后冲上DE轨道。滑板和运动员均可视为质点，运动员调整过程中无机械能增加，不计一切阻力，重力加速度取 $g = 10 m / s^{2}$ ，求：

(1)、运动员到达B点的速度大小；

(2)、运动员在D点对滑板b的压力大小。

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14. 小明同学设计了一个用等臂电子天平测量环境温度的实验装置，如图所示。导热汽缸开口向上并固定在桌面上，用质量 $m_{1} = 600 g$ 、截面积 $S = 20 c m^{2}$ 的活塞封闭一定质量的理想气体，活塞与汽缸壁间无摩擦。一轻质直杆中心置于固定支点A上，左端用不可伸长的细绳竖直悬挂活塞，右端用相同细绳竖直悬挂一个质量 $m_{2} = 1200 g$ 的铁块，并将铁块放置到电子天平上。当电子天平示数为 $600.0 g$ 时，测得环境温度 $T_{1} = 300 K$ 。设外界大气压强 $p_{0} = 1.0 \times 1 0^{5} P a$ ，重力加速度 $g$ 取 $10 m / s^{2}$ 。

(1)、当环境温度 $T_{2} = 294 K$ 时，电子天平示数为多少克？

(2)、该装置可测量的最低环境温度 $T_{m i n}$ 为多少？

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15. 如图所示，在平面直角坐标系 $x O y$ 的 $x$ 轴上方存在有界匀强电场区域，电场区域的上边界和 $y$ 轴相交于A点，下边界与 $x$ 轴重合，电场强度的方向沿 $y$ 轴负方向，大小为 $E$ 。在 $x$ 轴下方存在长为 $3 L$ 、宽度为 $L$ 的矩形匀强磁场区域，磁场区域的上边界与 $x$ 轴重合，坐标原点与磁场区域上边界的中点重合，磁感应强度大小为B，方向垂直坐标平面向里。一个质量为 $m$ ，电荷量为 $+ q$ 的粒子从A点由静止释放，不计粒子重力。

(1)、若带电粒子从磁场右侧边界离开磁场，求电场上边界的纵坐标的最大值；

(2)、若带电粒子从磁场右侧边界的中点离开磁场区域，求粒子在磁场中运动的最长时间。

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