河南省许昌市长葛市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. 工程院院士黄旭华获得了今年国家最高科学技术奖，他为核潜艇研制和跨越式发展作出了巨大贡献，下列说法正确的是（）

A、核潜艇的核反应也叫热核反应 B、原子弹中铀或钚的质量可小于临界质量 C、核潜艇的核反应堆是利用镉棒控制核反应速度 D、核聚变和核裂变都能放出核能，故一切核反应都应放出核能

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2. 2016年8月，我国在酒泉卫星发射中心用长征二号丁运载火箭成功将世界首颗量子科学实验卫星“墨子号”发射升空。如图所示为“墨子号”卫星在距离地球表面500km高的轨道上实现两地通信的示意图。若已知地球表面重力加速度为g，地球半径为R，引力常量为G，则下列说法正确的是（）

A、工作时，两地发射和接收信号的雷达方向一直是固定的 B、不能估算出“墨子号”卫星绕地球做匀速圆周运动的速度 C、可以估算出“墨子号”卫星所受到的万有引力大小 D、可以估算出地球的平均密度

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3. 如图甲所示为架设在山坡上高压电线塔，由于相邻两高压塔距离较远，其间输电导线较粗，导线较重，导致平衡时导线呈弧形下垂。若其中两相邻高压塔A、B之间一条输电线平衡时呈弧形下垂最低点为C，输电线粗细均匀，已知弧线BC的长度是AC的3倍，而左塔B处电线切线与竖直方向夹角为β=30°，则右塔A处电线切线与竖直方向夹角α应为（）

A、30° B、45° C、60° D、75°

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4. 一个电子仅在电场力作用下沿x轴做直线运动，以水平向右的方向为x轴的正方向，从0时刻起运动依次经历t₀、2t₀、3t₀时刻。其运动的v~t图象如图所示。对此下列判断正确的是（）

A、0时刻与2t₀时刻电子在不同位置 B、0时刻、t₀时刻、3t₀时刻电子所在位置的电势分别为 $φ_{0}$ 、 $φ_{1}$ 、 $φ_{3}$ ，其大小比较有 $φ_{1}$ > $φ_{0}$ > $φ_{3}$ C、0时刻、t₀时刻、3t₀时刻电子所在位置的场强大小分别为E₀、E₁、E₃ ，其大小比较有E₃<E₀<E₁ D、电子从0时刻运动至t₀时刻，连续运动至3t₀时刻，电场力先做正功后做负功

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5. 空间存在范围足够大、竖直向下的、磁感应强度为B的匀强磁场，在其间竖直固定两个相同的、彼此正对的金属细圆环a、b，圆环a在前、圆环b在后。圆环直径为d，两环间距为L、用导线与阻值为R的外电阻相连，如图所示。一根细金属棒保持水平、沿两圆环内侧做角速度为ω的逆时针匀速圆周运动（如图），金属棒电阻为r。棒与两圆环始终接触良好，圆环电阻不计。则下列说法正确的是（）

A、金属棒在最低点时回路电流为零 B、金属棒在圆环的上半部分运动时（不包括最左和最右点），a环电势低于b环 C、从最高点开始计时，回路电流的瞬时值为 $i = \frac{B L d ω}{2 （ R + r ）} s i n ω t$ D、电阻R两端电压的有效值为 $U = \frac{\sqrt{2} B L d ω R}{4 (R + r)}$

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二、多选题

6. 如图所示，倾角为θ的斜面放在粗糙的水平地面上，现有一带固定支架的滑块M正沿斜面加速下滑。支架上用细线悬挂质量为m的小球达到稳定(与滑块相对静止)后，悬线的方向与竖直方向的夹角也为θ，斜面体始终保持静止，则下列说法正确的是（）

A、斜面光滑 B、斜面粗糙 C、达到稳定状态后，地面对斜面体的摩擦力水平向左 D、达到稳定状态后，地面对斜面体的摩擦力水平向右

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7. 如图所示，三角形 $P M O$ 区域有垂直于 $x O y$ 坐标向里、磁感应强度为B的匀强磁场，P，M的坐标分别为 $(0 ， 6 l)$ 、 $(6 l ， 0)$ ， $P M$ 边界无阻碍。x轴下方 $O M N Q$ 区域内有沿x轴正方向，且场强 $E = B v_{0}$ 的匀强电场，Q、N的坐标分别为 $(0 ， - 3 l)$ 、 $(6 l ， - 3 l)$ 。一系列电子以不同的速率从O点沿y轴正方向射入磁场，已知速率为 $v_{0}$ 的电子通过磁场和电场后恰好过Q点，忽略电子间的相互影响，则（）

A、通过Q点的电子轨道半径为 $\frac{3}{2} l$ B、通过Q点的电子轨道半径为 $2 l$ C、速率不超过 $3 (\sqrt{2} - 1) v_{0}$ 的电子均可进入电场 D、速率不超过 $4 （ \sqrt{2} - 1) v_{0}$ 的电子均可进入电场

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8. 如图所示，竖直绝缘墙上固定一带电小球A，将带电小球B用轻质绝缘丝线悬挂在A的正上方C处，图中AC=h。当B静止在与竖直方向夹角θ=30°方向时，A对B的静电力为B所受重力的0.5倍，则下列说法中正确的是（两球均可看作点电荷）（）

A、此时丝线长度为 $\frac{\sqrt{2}}{2} L$ B、以后由于A漏电，B在竖直平面内缓慢运动，到θ=0°处A的电荷尚未漏完，在整个漏电过程中，丝线上拉力大小保持不变 C、若保持悬点C位置不变，缓慢缩短丝线BC的长度，B球运动轨迹在最初阶段为圆弧 D、若A对B的静电力为B所受重力的 $\frac{\sqrt{3}}{3}$ 倍，要使B球依然在θ=30°处静止，则丝线BC的长度应调整为 $\frac{\sqrt{3}}{3}$ h或 $\frac{2 \sqrt{3}}{3}$ h

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9. 如图为一列沿x轴正方向传播的简谐横波在某一时刻的图像，该时刻波的能量刚好传播到x=12m处，质点M、N在图示位置，波源的振动频率为2Hz。下列说法正确的有（）

A、该时刻x=12m处质点开始向y轴正方向运动 B、质点M在平衡位置时质点N也在平衡位置 C、质点M的振幅大于x=12m处质点的振幅 D、从该时刻起经过0.25s，质点M通过的距离大于5cm E、x=12m 处质点从该时刻开始的振动图像方程为 $y = 5 s i n 4 π t (c m)$

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三、实验题

10. 某实验小组用如图所示的装置通过研究小车的匀变速运动求小车的质量。小车上前后各固定一个挡光条（质量不计），两挡光条间的距离为L，挡光条宽度为d，小车释放时左端挡光条到光电门的距离为x，挂上质量为m的钩码后，释放小车，测得两遮光条的挡光时间分别为t₁、t₂。

(1)、用游标卡尺测量挡光条的宽度，示数如图乙所示，则挡光条的宽度为d=cm；

(2)、本实验进行前需要平衡摩擦力，正确的做法是；

(3)、正确平衡摩擦力后，实验小组进行实验。不断改变左端挡光条到光电门的距离x，记录两遮光条的挡光时间t₁、t₂ ，作出 $\frac{1}{t_{2}^{2}} ~ \frac{1}{t_{1}^{2}}$ 图像如图丙所示，图线的纵截距为k，小车加速度为；小车的质量为（用题中的字母表示）。

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11. 某科学探究小组准备测定生活废水的电阻率，该小组用透明塑料板自制了一个长方体容器，其左、右两侧面内壁紧贴金属铜薄板（板的厚度和电阻的影响可忽略不计），铜薄板上端分别带有接线柱A、B，在容器外侧垂直底面粘一透明塑料刻度尺，其0刻度与容器内底面对齐，如图甲所示。容器内表面长a＝7.80cm，宽b＝4.00cm，高c＝3.90cm。

(1)、将废水注满容器后，正确使用多用电表欧姆档测得废水的电阻约为1400Ω。
为更精确地测量所取废水的电阻率，该小组从实验室中找到如下实验器材：
A．直流电源E（电动势E约3V，内阻r₀约0.1Ω）；
B．电流表A₁（量程0~3mA，内阻r₁=100.0Ω）；
C．电流表A₂（量程0~5mA，内阻r₂约40.0Ω）；
D．电流表A₃（量程0~0.6A，内阻r₃约0.4Ω）；
E．电阻箱R₁（0~999.9Ω）
F.滑动变阻器R₂（阻值范围0~50Ω，允许通过的最大电流2.0A）
G.开关S一个，导线若干。
由于找不到电压表，该小组将在上述器材中选择电流表A₁与电阻箱R₁组装一只量程为0~3.0V的电压表，则应将电流表A₁与电阻箱R₁联（选填“串”或“并”），且电阻箱的阻值应调为Ω。

(2)、图乙为该实验小组在实验过程中所采用的电路图，由于废水洒在纸上，导致部分电路图缺失不清，图乙中的A表应为（填写器材前面的字母序号“C”或“D”），请你在图乙中合理地还原电路图，并准确标明所采用的器材的符号。

(3)、正确连接好电路后，该实验小组完成以下操作步骤：
①将废水倒出适量，测出废水深度h₁ ，然后闭合开关S，调节滑动变阻器R₂ ，记录电流表A₁的读数，记录另一电流表A的读数I₁ ，断开开关S；
②再倒出适量废水，测出废水深度h₂ ，然后闭合开关S，调节滑动变阻器R₂ ，使电流表A₁的读数与操作①中电流表A₁的读数相同，记录另一电流表A的读数I₂ ，断开开关S；
③重复第②步操作多次，记录每次测量中的废水深度h和另一电流表A的读数I，并以I为纵轴、h为横轴，描点作图如图丙所示。
④图丙中直线的纵截距为a₀ ，斜率为k₀ ，则用于计算该容器内的废水的电阻率的表达式为ρ=。（用题中所给物理量的符号表示）

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12. 用“油膜法估测分子的大小”的实验步骤如下：
A．用滴管将浓度为0.1%的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中，记下滴入1mL的油酸酒精溶液的滴数N，求出；
B．将痱子粉均匀地撒在浅盘内水面上，用滴管吸取浓度为0.1%的油酸酒精溶液，从低处向水面中央滴入一滴油酸酒精溶液，使之充分扩散，形成；
C．待油酸薄膜的形状稳定后，将玻璃板放在浅盘上，用彩笔将油酸薄膜的形状画在玻璃板上；
D．将画有油酸薄膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上，以坐标纸上边长为1cm的正方形为单位，数出轮廓内正方形的个数约为M个，计算出油酸薄膜的面积。
利用以上测量数据，写出单个油酸分子直径d的表达式为d=m。

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四、解答题

13. 如图所示，水平面内平行放置着间距为3L的光滑金属导轨，在平行导轨左端连接阻值为R的电阻。虚线ab，cd，ef均与两导轨垂直，ab、cd间距等于cd、ef的间距，均为L。在abcdef区域内存在垂直于导轨平面向上的有界匀强磁场（边界上有磁场），磁感应强度为B，磁强左边界ab长为L，右边界长为3L，∠adh=∠bcg=45°。现将长度略大于3L的导体棒P放置在导轨上，在外力作用下使其以初速度v₀开始从磁场的左边界向右做直线运动，P始终垂直于导轨并与导轨接触良好，在P到达cd前速度v与位移x满足关系v= $\frac{v_{0} L}{L + 2 x}$ ，到达cd后保持匀速运动，不计导体棒P和导轨的电阻。求

(1)、导体棒P从ab运动到cd的过程中产生的感应电动势的变化规律；

(2)、整个过程中通过电阻R的总电量；

(3)、电阻R上产生的热量。

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14. 如图所示，用电动机带动倾斜传送带将货物从底端运送到顶端，A、B为传送带上表面平直部分的两端点，AB长为L = 30 m，传送带与水平面的夹角为θ（θ未知），保持速度v= 6m/s顺时针转动。将某种货物轻放在底端A，正常情况下，经加速后匀速，用时t₀=8s时间货物到达B端。某次运送这种货物时，货物从传送带A端无初速度向上运动Δt=7.5s时，电动机突然停电，传送带立刻停止转动，但最终该货物恰好到达B端。取g=10m/s² ，求：

(1)、货物在传送带上向上加速运动时的加速度大小a₁；

(2)、传送带停止转动后，货物运动的加速度大小a₂；

(3)、货物与传送带之间的动摩擦因数μ。

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15. 如图所示，质量为m＝10 kg的活塞将一定质量的理想气体密封在气缸中，开始时活塞距气缸底高度h₁＝40 cm．此时气体的温度T₁＝300 K．现缓慢给气体加热，气体吸收的热量Q＝420 J，活塞上升到距气缸底h₂＝60 cm．已知活塞面积S＝50 cm² ，大气压强p₀＝1.0×10⁵ Pa，不计活塞与气缸之间的摩擦，g取10 m/s² ．求：

(1)、当活塞上升到距气缸底h₂时，气体的温度T₂ ．

(2)、给气体加热的过程中，气体增加的内能ΔU．

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16. 如图所示，从长方体透明玻璃中挖去一个半径为R的半球体，O为半球的球心，O₁O₂连线为透明玻璃体的主光轴，在离球心0.5R处竖直放置一个足够大的光屏，O₂为屏上的点，让一单色光束平行O₁O₂垂直左侧表面入射，当光线距离O₁O₂连线0.5R时，折射后的光线达到光屏上距离O₂为 $\frac{\sqrt{3}}{2}$ R的P点，已知透明体的上下侧面均涂有吸光材料，则：
①透明玻璃的折射率为多少；
②当平行光线到光轴O₁O₂的距离为多少时，折射后射到光屏上的位置离O₂最远。

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