河南省新乡市北站区2023届高三上学期物理摸底测试试卷

试卷更新日期：2022-08-05 类型：开学考试

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一、单选题

1. 由上海航天局联合国内数家科研机构研制的月球车，是我国探月工程中的重要部分。月球车进入休眠期时可采用同位素 $P u 238$ 电池为其保暖供电。 $P u 238$ 是人工放射性元素，可用弱 $_{93}^{237} N p$ 吸收一个中子得到。 $P u 238$ 衰变时只放出 $α$ 射线，其半衰期为88年。下列说法正确的是（）

A、 $N p 237$ 转变成 $P u 238$ 的核反应方程为 $_{93}^{237} N p +_{0}^{1} n \to_{94}^{238} p u +_{- 1}^{0} e$ B、 $α$ 衰变是原子核中的一个中子转变为一个质子和一个电子 C、若有4个 $P u 238$ 原子核，经过88年一定只剩下2个 $P u 238$ 原子核 D、在月球环境下 $P u 238$ 的半衰期可能会发生变化

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2. 我国自主研发的北斗卫星导航系统由35颗卫星组成，包括5颗地球静止同步轨道卫星和3颗倾斜同步轨道卫星，以及27颗相同高度的中轨道卫星。中轨道卫星轨道高度约为 $2.15 \times 1 0^{4} k m$ ，同步轨道卫星的高度约为 $3.60 \times 1 0^{4} k m$ ，已知地球半径为 $6.4 \times 1 0^{3} k m$ ，这些卫星都在圆轨道上运行。关于北斗导航卫星，下列说法正确的是（）

A、倾斜同步轨道卫星的动能与静止同步轨道卫星的动能一定相等 B、静止同步轨道卫星绕地球运行的线速度比月球绕地球运行的线速度大 C、中轨道卫星的运行周期约为 $30 h$ D、中轨道卫星的发射速度大于 $11.2 k m / s$

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3. 如图所示，光滑的金属环被固定在竖直平面内，一弹性绳上端被固定在圆弧最高点A，不挂重物时，弹性绳下端刚好在金属环圆心O处；现将一个中心带孔质量为m的小球拴在弹性绳的下端后再套在金属环最低点，用一始终与金属环相切的拉力F逆时针方向缓慢拉动小球，在小球运动的圆心角θ<90^°的范围内，弹性绳与圆心O处的固定铁钉始终接触，不计铁钉与弹性绳间摩擦，则下列说法正确的是（）

A、弹性绳的弹力变大 B、拉力F变大 C、金属环与小球间弹力一定变小 D、金属环与小球间弹力一定变大

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4. 如图所示，图a中变压器为理想变压器，其原线圈接在 $u = 24 \sqrt{2} s i n 50 π t$ （V）的交流电源上，副线圈与阻值R₁=2Ω的电阻接成闭合电路，电流表为理想电流表。图b中阻值为R₂=32Ω的电阻直接接到 $u = 12 \sqrt{2} s i n 50 π t$ （V）的交流电源上，结果电阻R₁与R₂消耗的电功率相等，则（）

A、通过电阻R₁的交流电的频率为50Hz B、电阻R₁消耗的电功率为9W C、变压器原、副线圈匝数比为8：1 D、电流表的示数为2.5A

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5. 如图所示，两根电阻不计的平行光滑长直金属导轨水平放置，导体棒a和b垂直跨在导轨上且与导轨接触良好，导体棒a的电阻大于b的电阻，匀强磁场方向竖直向下。当导体棒b在大小为F₂的水平拉力作用下匀速向右运动时，导体棒a在大小为F₁的水平拉力作用下保持静止状态。若U₁、U₂分别表示导体棒a和b与导轨两个接触点间的电压，那么它们大小关系为（）

A、F₁=F₂ ， U₁> U₂ B、F₁< F₂ ， U₁< U₂ C、F₁ > F₂ ， U₁< U₂ D、F₁ = F₂ ， U₁= U₂

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二、多选题

6. 如图所示，空间中存在水平向左的风力场，会对场中物体产生水平向左的恒定风力，质量为m的小球（视为质点）从A点由静止释放，一段时间后小球运动到O点（图中未画出），已知A、O两点的水平方向位移为x，竖直方向位移为y，重力加速度大小为g，则小球从A到O点的过程中（）

A、水平风力 $F = \frac{m g x}{y}$ B、小球运动的加速度与水平方向的夹角α满足 $t a n α = \frac{x}{y}$ C、小球运动时间 $t = \sqrt{\frac{2 y}{g}}$ D、小球在空中做匀变速曲线运动

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7. 如图甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为n₁：n₂=2：l，L₁、L₂、L₃为三只规格均为“6 V，2W”的灯泡，各电表均为理想交流电表，定值电阻R₁=8Ω。输入端交变电压u随时间t变化的图像如图乙所示，三只灯泡均正常发光，则（）

A、电压u的瞬时值表达式为 $u = 36 \sqrt{2} s i n π t (V)$ B、电压表的示数为32 V C、电流表的示数为1 A D、定值电阻R₂= 10Ω

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8. 如图所示，A、B、C三个一样的滑块从粗糙斜面上的同一高度同时开始运动。A由静止释放；B的初速度方向沿斜面向下，大小为v₀；C的初速度方向沿水平方向，大小也为v₀ ．斜面足够大，A、B、C运动过程中不会相碰，则（）

A、A和C所受的滑动摩擦力大小不相等 B、A将比C先滑到斜面底端 C、滑到斜面底端时，B的动能最大 D、滑到斜面底端时，C的机械能减少最多

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9. 一定质量的理想气体从状态a开始，经历三个过程ab、bc、ca回到原状态，其V—T图像如图所示，p_a、p_b、p_c分别表示a、b、c的压强，下列判断正确的是（）

A、状态a、b、c的压强满足p_c=p_b=3p_a B、过程a到b中气体内能增大 C、过程b到c中气体吸收热量 D、过程b到c中每一分子的速率都减小 E、过程c到a中气体吸收的热量等于对外做的功

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10. 如图所示是一列沿x轴正方向传播的简谐横波在t =0时刻的波形图，已知这列波的振幅为5cm，波速为0.3m/s，则下列说法中正确的是（）

A、这列波的波长是12cm，周期是0. 4s B、t=0时刻，x =5cm处质点位移为-2. 5cm C、t=0时刻，x=2cm处质点正在沿y轴方向向上做加速运动 D、经过一个周期x = 11cm处质点通过的路程为20cm E、t=0.2s 时刻，x = 8cm处质点正在向下运动

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三、实验题

11. 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 $g$ ）。

(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 $μ$ =。

(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 $50 H z$ ，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 $μ =$ 。

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12. $L E D$ 二极管的应用是非常广泛的，2014年诺贝尔物理学奖被授予了日本科学家赤崎勇、天野浩和美籍日裔科学家中村修二，以表彰他们发明了蓝色发光二极管（ $L E D$ ），并因此带来的新型节能光源。某实验小组要精确测定额定电压为 $5 V$ 的 $L E D$ 灯正常工作时的电阻，已知该灯正常工作时电阻大约为 $500 Ω$ 。实验室提供的器材有：
A．电流表 $A_{1}$ （量程为 $15 m A$ ，内阻 $R_{A 1}$ 约为 $3 Ω$ ）
B．电流表 $A_{2}$ （量程为 $3 m A$ ，内阻 $R_{A 2} = 15 Ω$ ）
C．定值电阻 $R_{1} = 997 Ω$
D．定值电阻 $R_{2} = 1985 Ω$
E．滑动变阻器 $R (0 ~ 20 Ω)$
F．蓄电池E（电动势为 $9 V$ ，内阻很小）
G．开关S

(1)、部分电路原理图如图所示，请选择合适的器材，电表1为，电表2为，定值电阻为（填写器材前的字母编号）。

(2)、将电路图补充完整。

(3)、写出测量 $L E D$ 灯正常工作时的电阻表达式 $R_{x} =$ （用已知量和测量量的字母表示），当表达式中的（填字母）达到 $m A$ ，记下另一电表的读数代入电阻表达式，其结果为 $L E D$ 灯正常工作的电阻。

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四、解答题

13. 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。

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14. 如图所示，光滑半圆轨道BDC的直径BC竖直，与水平粗糙轨道平滑连接于B点，O为圆心，D点与O等高。质量 $m_{0} = 2 k g$ 的小物块，以 $v_{0} = 7 m / s$ 初速度从水平轨道上的A点向位于B点的质量 $m_{1} = 1 k g$ 小球运动。半圆轨道半径 $R = 0.8 m$ ， A、B间距离 $L_{A B} = 12 m$ ，小物块与水平轨道间动摩擦因数 $μ = 0.1$ ，重力加速度g取 10m/s²。

(1)、求小物块从A点到B点运动时间；

(2)、若小球运动到C点受到半圆轨道的压力N=5N，求小物块与小球碰后瞬间的速度大小和方向：

(3)、有多个右侧面材料不同的小物块，质量都是 $m_{0} = 2 k g$ ，分别在A点以不同大小的初速度开始运动，由于小物块右侧面材料和初速度大小不同，与小球碰后，小球达到的最高位置不同。若所有小物块与小球碰后，小球达到的最高位置是D点，求小物块在A点的最大速度。

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15. 如图a所示是常见的饮水机的压水器，他可以简化为图b所示的模型，上面气囊的体积为V₁=0.5L，挤压时可以把气囊中的气体全部挤入下方横截面积为S=0.05m²的水桶中，随下方气体压强增大，桶中的液体会从细管中流出，已知在挤压气囊过程中，气体的温度始终不变，略去细管的体积及桶口连接处的体积，已知外部大气压为P₀=10⁵Pa，水的密度为ρ=10³kg/m³ ，重力加速度为g=10m/s² ，某次使用过程时，桶内气体体积为V₂=12.5L，挤压气囊一下后，桶内的水恰好上升到出水口处，认为每次挤压都能使气囊中的气体全部挤入桶中，则
①桶中液面离出水口多高？
②至少挤压多少次才能从桶内流出体积为V₃=2.5L的水？

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16. 如图所示，半径为R的半圆形玻璃砖。OP距离 $d = \frac{\sqrt{3}}{3} R$ 。当从P点入射的光线与界面的夹角θ=30°时，光能够射到Q点（OQ连线垂直于界面OP）。已知真空中的光速为c，求：

(1)、半圆形玻璃砖的折射率及出射角 $α$ ；

(2)、光在玻璃砖中从P到Q经历的时间。

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