2023届高三上学期物理开学摸底考试试卷（全国卷）-在线组卷题库

1. 质子数与中子数互换的一对原子核称为镜像核，如 $_{2}^{3} H e$ 与 $_{1}^{3} H$ 。已知 $_{2}^{3} H e$ 的质量约为3.0160u， $_{1}^{3} H$ 的质量约为3.0161u，中子质量约为1.0087u，质子质量约为1.0078u， $1 u = 931.5 M e V / c^{2}$ ，则 $_{2}^{3} H e$ 与 $_{1}^{3} H$ 的结合能的差值约为（）

A、0.75MeV B、0.98MeV C、1.02MeV D、1.35MeV

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2. 如图，一不可伸长轻绳两端各连接一质量为m的小球，初始时整个系统静置于光滑水平桌面上，两球间的距离等于绳长L。一大小为F的水平恒力作用在轻绳的中点，方向与两球连线垂直。当两球运动至二者相距 $\frac{3}{5} L$ 时，它们加速度的大小均为（）

A、 $\frac{5 F}{8 m}$ B、 $\frac{2 F}{5 m}$ C、 $\frac{3 F}{8 m}$ D、 $\frac{3 F}{10 m}$

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3. 在高压电场烘干机的示意图中，金属板 $M N$ 上铺有潮湿的药材，针状电极O与 $M N$ 之间接高压直流电源，其间的等差等势面分布如虚线所示。水分子是极性分子，可等效为棒状带电体，一端带正电，另一端带等量负电。水分子在强电场力的作用下会从潮湿的药材中加速分离出去，在鼓风机的作用下飞离电场区域从而加速干燥。图中实线 $A B C D$ 是某一水分子从A点由静止开始运动的轨迹，下列说法正确的是（）

A、B点的电场强度大于D点的电场强度 B、B点的电势高于D点的电势 C、水分子经过B点时的加速度方向与电场力方向相同 D、水分子由A点运动到D点的过程中，电势能逐渐减少

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4. 如图所示，纸面内有两根平行放置的通有同向、等大电流的长直细导线 $M$ 、 $N$ ， $a 、 c$ 是关于导线N对称的两点，且a点到导线M的距离大于其到导线N的距离。已知通电长直导线周围某点的磁感应强度大小与该点到长直导线的距离成反比。若空间中同时存在磁感应强度大小为B的匀强磁场，且c点的磁感应强度为零，则关于a点的磁感应强度的大小和方向，下列说法正确的是（）

A、大于B，方向垂直纸面向外 B、小于B，方向垂直纸面向外 C、大于B，方向垂直纸面向里 D、小于B，方向垂直纸面向里

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5. 如图所示，小滑块 $P$ 、 $Q$ 质量均为m，通过一大小不计的定滑轮和轻质细线连接，Q套在光滑水平杆上，定滑轮距水平杆的高度为h，初始时Q与定滑轮之间的细线和水平杆的夹角为 $θ$ ， $P$ 、 $Q$ 由静止开始运动，P在运动到最低点的过程中不会与杆碰撞，重力加速度为g，不计一切摩擦，则P由静止到运动到最低点的过程中（）

A、Q的速度一直在增大 B、P的速度一直在增大 C、Q的最大速度为 $\sqrt{2 g (\frac{h}{s i n θ} - h)}$ D、当P速度最大时，杆对Q的弹力等于0

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6. 2022年2月，有科学家报告了迄今观测到的最大星系——“阿尔库俄纽斯”，它离地球30亿光年，自身横跨1630万光年的距离。星系中心有一个超大质量的黑洞，若观测到绕该黑洞做圆周运动的天体A的角速度为 $ω_{A}$ ，到黑洞中心的距离为 $R_{A}$ ，天体B绕黑洞运动的周期与地球绕太阳转动的周期相同，为T。已知地球中心到太阳中心的距离为R，则下列说法正确的是（）

A、该黑洞质量是太阳质量的 $\frac{ω_{A}^{2} T^{2} R^{3}}{4 π^{2} R_{A}^{3}}$ 倍 B、该黑洞质量是太阳质量的 $\frac{ω_{A}^{2} R_{A}^{3} T^{2}}{4 π^{2} R^{3}}$ 倍 C、天体B到该黑洞中心的距离为 $R_{A} \sqrt[3]{\frac{ω_{A}^{2} T^{2}}{4 π^{2}}}$ D、天体B到该黑洞中心的距离为 $\frac{ω_{A} T}{2 π} \sqrt[2]{R_{A}^{3}}$

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7. 如图所示的理想变压器中，原、副线圈匝数之比为 $n_{1} ： n_{2} = 5 ： 1$ ，在 $M 、 N$ 间接一输出电压有效值恒定的正弦式交流电源，小灯泡 $a 、 b 、 c 、 d$ 均能正常发光，小灯泡 $b 、 d$ 正常发光时的电阻都为 $2 Ω$ 、额定功率都为8W，小灯泡 $a 、 c$ 的额定功率相同。已知电源的输出功率为36W，则下列说法正确的是（）

A、小灯泡c的额定功率为10W B、小灯泡a的额定电流为0.5A C、小灯泡b的额定电压为4V D、 $M 、 N$ 间所加电源的输出电压有效值为24V

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8. 如图所示，两平行倾斜导轨与两足够长的平行水平导轨平滑连接，导轨光滑且电阻不计，质量为m的金属棒b静止在水平导轨上，棒与导轨垂直。图中 $E F$ 虚线右侧有范围足够大、方向竖直向上的匀强磁场。质量为m的金属棒a垂直放置在倾斜导轨上并由静止释放，释放位置与水平导轨的高度差为h。金属棒a进入磁场瞬间，加速度大小为 $a_{0}$ ，之后始终未与金属棒b发生碰撞，金属棒的电阻不可忽略，重力加速度为g，则下列说法正确的是（）

A、金属棒a沿斜导轨下滑过程中机械能守恒 B、金属棒a进入磁场后， $a 、 b$ 组成的系统机械能守恒 C、整个过程两金属棒 $a 、 b$ 产生的焦耳热之和为 $\frac{1}{2} m g h$ D、金属棒a的加速度大小为 $0.5 a_{0}$ 时，棒a的速度为 $\frac{3}{4} \sqrt{2 g h}$

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9. 一定质量的理想气体从状态 $a$ 开始，经 $a \to b 、 b \to c 、 c \to a$ 三个过程后回到初始状态a，其 $p - t$ 图像如图所示，已知气体在状态 $a$ 时的体积为 $V_{0}$ ， $a c$ 的延长线过点（ $- 273.15 ， 0$ ）。下列说法正确的是（）

A、气体在状态b时的体积为 $2 V_{0}$ B、 $a \to b$ 过程中，外界对气体做功 C、 $b \to c$ 过程中，气体向外界放热 D、 $b \to c$ 过程中，单位时间内容器壁单位面积上受到气体分子撞击的次数增加 E、 $c \to a$ 过程中，气体的体积增大

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10. 某学生用图1所示的实验装置测量当地的重力加速度。重锤从高处由静止开始下落，重锤拖着的纸带通过打点计时器，打出了一系列的点。

(1)、打出的纸带如图2所示，选取纸带上连续的五个计时点A、B、C、D、E，测量点A、C间的距离为s₁ ，点C、E间的距离为s₂ ，若相邻两点的时间间隔为T，则打C点时重锤的速度大小为；

(2)、根据纸带，先分别测量出A、B、C、D、E、F、G各点到O点的距离h（其中F、G点为E点后连续打出的点，图中未画出），再计算打出B、C、D、E、F各点时重锤下落的速度v和v² ，绘制出v²-h图像，如图3所示。实验时，由于操作失误，先释放纸带，后接通打点计时器，根据图像可知打O点时重锤的速度大小为m/s，测得当地的重力加速度大小为m/s²；请简述操作失误对测量结果的影响：。（结果保留2位有效数字）

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11. 某实验小组将锌片和铜片插入一个西红柿中，用电压表测得铜片和锌片间的电压约为 $0.3 V$ ，然后将同样的10个西红柿电池串联成电池组，与一个标称为“3V，1W”的小灯泡相连，小灯泡不发光，测得小灯泡两端的电压为 $0.3 V$ 。该小组同学利用电压传感器（内阻较大）、定值电阻 $R_{0}$ 、电阻箱 $R_{1}$ 等实验器材测量10个西红柿电池串联成的电池组的电动势E和内阻r，电路图如图甲所示。实验时多次改变电阻箱的阻值，记录外电路的总电阻R和对应的电压传感器的示数U，利用采集到的数据作出的 $\frac{1}{U} - \frac{1}{R}$ 图象如图乙所示。

(1)、用电池组给小灯泡供电，小灯泡不亮的原因可能是。

(2)、根据图乙可知，每个西红柿电池的平均电动势 $E_{0} =$ V，每个西红柿电池的平均内阻 $r_{0} =$ Ω。（结果均保留三位有效数字）

(3)、在调节电阻箱的过程中， $\frac{1}{U}$ 的最大值如图乙中所示，则定值电阻 $R_{0}$ 的阻值为Ω。

(4)、若实际情况中通过电压传感器的电流不能忽略，则测得电池组的电动势的值（选填“大于”“小于”或“等于”）电池组电动势的真实值。

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12. 如图所示，水平虚线 $A C$ 的上方存在磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向里的水平匀强磁场。一宽为L、长为 $3 L$ 、质量为m、电阻为R的闭合矩形导线框 $a b c d$ 在竖直向上的拉力F作用下从图示位置由静止开始竖直向上做匀加速直线运动，当运动位移为L时线框的速度大小为v，此时撤去拉力，再经时间t线框到达最高处（ $c d$ 边尚未进入磁场）。已知重力加速度大小为g。求：

(1)、撤去拉力前瞬间拉力的大小；

(2)、撤去拉力后的时间t内，线框中产生的总焦耳热Q。

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13. 如图所示，所对圆心角为 $α = 6 0^{∘}$ 、半径为 $R = 7.5 m$ 的光滑圆弧槽固定在水平面上，左侧放置一上表面水平且与圆弧槽圆心等高的桌子，质量为 $2 m_{0}$ 的物块乙放在桌子的右边缘，质量为 $m_{0}$ 的物块甲从距桌面右边缘 $L = \frac{31}{16} m$ 处以一定的初速度向右运动，两物块发生弹性碰撞，碰后瞬间立即撤走桌子，经过一段时间，物块乙刚好沿切线方向无碰撞地由B点进入圆弧槽，最后乙沿轨道 $C D$ 与距离圆弧槽最低点 $x = 4.5 m$ 处的弹性挡板发生碰撞，已知物块甲与桌子间、物块乙与水平轨道 $C D$ 间的动摩擦因数均为 $μ = 0.2$ ，重力加速度 $g = 10 m / s^{2}$ ，忽略空气阻力，两物块均可视为质点。求：

(1)、物块甲的初速度大小 $v_{0}$ 。

(2)、通过计算说明物块乙能否由B点离开圆弧槽，若不能，求物块乙最终静止时到D点的距离；若能，求物块乙第一次与第二次经过C点时对圆弧槽压力之比。

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14. 某学习小组利用所学的气体知识测量一大块冰糖的体积。如图所示，一竖直放置的导热性能良好的圆柱形汽缸体积为 $V_{0}$ ，活塞与汽缸壁间密封良好且无摩擦。第一次，将活塞从汽缸上沿处轻轻释放，经过足够长时间，活塞下降了高度 $H_{1}$ ；第二次，把冰糖放在汽缸内，再次将活塞从汽缸上沿处轻轻释放，经过足够长时间，活塞下降了高度 $H_{2}$ ；实验过程中大气压强保持不变，环境温度的变化可忽略不计，活塞不接触冰糖。

(1)、求冰糖的体积V；

(2)、若第二次操作时，活塞下降后等待时间过短，就测出活塞下降的高度，则对冰糖体积的测量结果会产生什么影响？

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15. 如图所示， $P 、 Q$ 两点为沿x轴正方向传播的简谐横波中的两质点，两质点的横坐标分别为 $x_{P} = 0$ ， $x_{Q} = 5 c m$ 。已知在 $t = 0$ 时，质点P的位移为4cm，质点Q位于正向最大位移处；在 $t = 1 s$ 时，质点P第一次回到平衡位置；在 $t = 3 s$ 时，质点Q第一次回到平衡位置。该波的波长 $λ \geq 10 c m$ 。求：

(1)、波的传播速度和波长；

(2)、质点P的振动方程。

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16. 如图所示， $A B C D$ 为一透明正方体的横截面图，N为 $A D$ 边的中点，Q点在 $A B$ 边上，正方形边长为 $L$ ， $A Q = \frac{1}{4} L$ 。现有两细束平行光 $P Q$ 、 $M N$ 分别从Q点和N点沿纸面与 $A B$ 边成 $α = 3 7^{∘}$ 角射入透明体中，两束光线经折射后恰好均从C点射出，取 $s i n 3 7^{∘} = 0.6$ ， $c o s 3 7^{∘} = 0.8$ ，则透明体对光线 $P Q 、 M N$ 的折射率之比为，光线 $P Q 、 M N$ 在透明体中传播的时间之比为。

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2023届高三上学期物理开学摸底考试试卷（全国卷）

一、单选题

二、多选题

三、实验题

四、解答题

五、填空题