内蒙古赤峰市2022-2023学年高三（上）开学考试物理试题

试卷更新日期：2022-09-21 类型：开学考试

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一、单选题

1. 如图所示，一不可伸长的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，且绳刚好伸直。现用一大小为F的水平恒力作用在轻绳的中点，方向与两球连线垂直，某时刻两小球的加速度大小均为 $\frac{F}{m}$ ，此时两个球的距离为（）

A、 $\frac{L}{2}$ B、 $\frac{5 L}{8}$ C、 $\frac{\sqrt{3} L}{2}$ D、 $\frac{3 L}{5}$

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2. 氢原子光谱除了巴耳末系外，还有赖曼系、帕邢系等，其中帕邢系的公式为 $\frac{1}{λ} = R_{∞} (\frac{1}{3^{2}} - \frac{1}{n^{2}}) (n = 4 ， 5 ， 6 ， ⋯)$ ， $R_{\infty} = 1.10 \times 1 0^{7} m^{- 1}$ 。电磁波谱如图所示，其中可见光的波长范围是400nm~760nm，帕邢系中，氢原子可以发出（）

A、可见光 B、红外线 C、紫外线 D、X射线

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3. 质量为2kg的物体静止在光滑的水平面上，从某时刻起，对物体施加一方向不变的水平拉力F，该拉力与物体的位移x的关系图像如图所示，则物体在x=7m处时的速度大小为（）

A、 $2 \sqrt{10} m / s$ B、 $2 \sqrt{5} m / s$ C、5m/s D、4m/s

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4. 真空中两个点电荷 $Q_{1}$ 、 $Q_{2}$ 分别固定于x轴上 $x_{1} = 0$ 和 $x_{2} = 4 a$ 两点（图中未画出），在它们的连线上的电场强度E与x的关系图像如图所示。已知 $Q_{1}$ 带正电，取无穷远处为电势零点，下列说法正确的是（）

A、 $Q_{2}$ 带负电 B、 $Q_{1}$ 与 $Q_{2}$ 的电荷量大小之比是 $1 ： 3$ C、x轴上 $x = a$ 处的电势小于零 D、x轴的负方向为电场强度的正方向

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5. 如图所示，半径为R的半球形陶罐和陶罐内的物块（视为质点）绕竖直轴 $O O^{'}$ 从静止开始缓慢加速转动，当达到某一角速度时，物块受到的摩擦力减为零，此时物块和陶罐球心O点的连线与 $O O^{'}$ 之间的夹角为 $θ$ ，此后保持该角速度做匀速圆周运动，重力加速度大小为g，下列说法正确的是（）

A、物块匀速转动的周期为 $\frac{2 π}{\sqrt{\frac{g s i n θ}{R}}}$ B、物块匀速转动的线速度大小为 $\sqrt{\frac{g t a n θ}{R}}$ C、物块匀速转动的角速度大小为 $\sqrt{\frac{g}{R c o s θ}}$ D、若继续增大转动的速度，物块有下滑的趋势

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6. 如图所示，电阻不计的矩形线圈abcd处于磁感应强度大小B=2T的匀强磁场中，线圈面积 $S = \frac{\sqrt{2}}{5} m^{2}$ ，匝数n=10。线圈绕中心轴 $O O^{'}$ 匀速转动，转动角速度 $ω = 50 r a d / s$ 。线圈的输出端与理想变压器原线圈相连，变压器的原、副线圈的匝数比 $n_{1} ： n_{2} = 5 ： 1$ ，副线圈通过电流表与定值电阻R₁和滑动变阻器R₂相连，R₁的电阻为80Ω，R₂的最大电阻为120Ω。电流表与电压表均为理想电表。下列说法正确的是（）

A、当线圈平面与磁场方向垂直时，线圈中的感应电动势最大 B、电阻R₁中电流方向每秒变化100次 C、改变滑动变阻器R₂接入电路的阻值，滑动变阻器R₂两端电压最大瞬时值为24V D、改变滑动变阻器R₂接入电路的阻值，滑动变阻器R₂中消耗的最大电功率为5W

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二、多选题

7. 2022年5月，宇航员王亚平为我们演示了如何在太空洗头，通过直播画面可以看到，洗头时有水漂浮在空间站中，下列说法正确的是（）

A、水滴所受地球引力全部充当向心力 B、水滴所受地球引力与飞船对其作用力两者的合力近似为零 C、水滴受到来自飞船的空气浮力平衡了重力 D、水滴在空间站中的质量和在地球上时的质量相同

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8. 地球上之所以存在生命，其原因之一是地球具有地磁场，该磁场可以使从太阳发出的高能带电粒子流射向地球时发生偏转，保护了生命。地磁场的示意图如图所示，下列说法正确的是（）

A、地球北极相当于条形磁铁的北极 B、地球北极相当于条形磁铁的南极 C、两极比赤道的磁场弱 D、赤道比两极的磁场弱

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9. 质量为m的平衡车进行空载测试时，以大小为 $v_{0}$ 的初速度在水平地面上沿直线做加速运动，经过时间t达到最大速度，此过程中平衡车受到的阻力恒为车重的k倍，重力加速度大小为g，电动机输出功率恒为额定功率 $P$ ，在时间t内，下列说法正确的是（）

A、平衡车达到的最大速度为 $\frac{P}{k m g}$ B、平衡车达到的最大速度为 $v_{0} + \frac{P}{k m g}$ C、平衡车的位移大小为 $\frac{2 P k^{2} m g^{2} t + k^{2} m^{2} g^{2} v_{0}^{2} - P^{2}}{2 k^{3} m^{2} g^{3}}$ D、平衡车的位移大小为 $\frac{2 P k^{2} m g^{2} t - P^{2}}{2 k^{3} m^{2} g^{3}}$

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10. 如图所示，在匀强电场中，有边长为2cm的等边三角形ABC和它的外接圆O（O点为圆心），三角形所在平面与匀强电场的电场线（图中未画出）平行，三角形各顶点的电势分别为 $φ_{A} = 2 V$ 、 $φ_{B} = 4 V$ 、 $φ_{C} = 6 V$ ，下列说法正确的是（）

A、O点的电势为4V B、匀强电场的电场强度大小为200V/m，方向由C指向A C、圆周上电势最低点的电势为2V D、将电子从圆周上的一点移至另一点，电子的电势能最多减小 $\frac{8 \sqrt{3}}{3} e V$

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11. 一定质量的理想气体的体积V与热力学温度T的关系图像如图所示，气体由状态a经状态b、c到状态d，O、a、d三点在同一直线上，ab和cd平行于横轴，bc平行于纵轴，则下列说法正确的是（）

A、状态a的压强大于状态b的压强 B、由状态a变化到状态b的过程中，气体对外不做功 C、由状态c变化到状态d，气体的密度不变 D、由状态b变化到状态c，气体对外做功，内能减小 E、由状态a变化到状态d，气体对外做功，内能增大

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三、填空题

12. 2022年6月17日，中国第三艘航空母舰正式下水，被命名为“福建舰”，“福建舰”配置了电磁弹射器，并采用了平直通长飞行甲板，配置了阻拦装置，排水量可达8万余吨。某次训练时传感器测得舰载机的位置如表格所示。从某时刻（t=0）开始的一段时间内，该舰载机可视为沿直线运动。
$t / s$
0
0.4
0.8
1.2
1.6
2
$x / m$
0
3.94
15.75
35.42
63.00
98.48
回答下列问题：

(1)、根据表中数据可判断该舰载机在这段时间内近似做匀加速运动，判断的理由是：。

(2)、当 $x = 15.75 m$ 时，该舰载机的速度大小v=m/s（结果保留三位有效数字）。

(3)、这段时间内该舰载机的加速度大小a= $m / s^{2}$ （结果保留三位有效数字）。

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13. 某简谐横波在同一均匀介质中由左向右传播，A、B两质点的平衡位置相距3m，如图甲所示。质点A的振动图像如图乙所示，已知t = 0时刻，质点A在平衡位置，质点B在波谷，且A、B之间只有一个波峰，则该机械波在此介质中的传播速度大小v = m/s；t = 0.03s时，质点A沿y轴（填“正”或“负”）方向运动；在0 ~ 1s内，质点B运动的路程为m。

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四、实验题

14. 物理实验研究小组为较准确地测量空调遥控器使用过后的电池组（两节干电池）的电动势和内阻，采用了如下的实验测量方式，可使用的器材有：
A．电流表G：测量范围为 $0 ~ 10 m A$ ，内阻为 $100 Ω$ ；
B．电流表A：测量范围为 $0 ~ 0.4 A$ ，内阻为 $1.5 Ω$ ；
C．定值电阻 $R_{1}$ ：电阻为 $200 Ω$ ；
D．定值电阻 $R_{2}$ ：电阻为 $1400 Ω$ ；
E.滑动变阻器R：电阻变化范围为 $0 ∼ 20 Ω$ ；
F.开关一个、导线若干。

(1)、为了把电流表G改装成合适的电压表，应选择的定值电阻为（填正确选项前的字母）。

(2)、将改装后的电流表G和电流表A接入电路，为了让测量更准确，应选择的电路是（填“甲”或“乙”）。

(3)、若选择正确的定值电阻R和电路图进行实验，得到电流表G和A的几组数据，并根据数据绘出了 $I_{g} - I$ 的关系图像如图丙所示（ $I_{g}$ 、I分别对应电流表G和A的示数），由此可知，干电池的电动势为V，内阻为 $Ω$ 。（结果保留两位有效数字）

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五、解答题

15. 质量为m、边长为L的均匀导线首尾相接制成的单匝正方形闭合导线框abcd，总电阻为R。将其置于磁感应强度大小为B的水平匀强磁场上方h处，磁场的上边界 $O O^{'}$ 水平，方向垂直纸面向外，如图所示。将导线框由静止释放，当导线框一半面积进入磁场时，恰好处于平衡状态，导线框平面保持在竖直平面内，且b、d两点的连线始终水平，已知重力加速度大小为g，不计空气阻力。求：

(1)、导线框一半面积进入磁场时，导线框的速度大小v；

(2)、导线框从静止下落到一半面积进入磁场时，导线产生的热量Q；

(3)、导线框从静止下落到完全进入磁场时，通过导线框某一横截面的电荷量q。

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16. 如图所示，有两足够长倾角均为 $θ = 37 °$ 的粗糙斜面AB和CD均通过一小段平滑的圆弧与足够长的光滑水平面BC连接，小滑块a与斜面AB间的动摩擦因数 $μ_{1} = 0.3$ ，小滑块b与斜面CD间的动摩擦因数 $μ_{2} = 0.15$ ，小滑块a从斜面AB上的P点由静止开始下滑，一段时间后，与静止在水平面BC上的装有质量不计的弹簧的物块b发生第一次碰撞，之后弹簧储存的弹性势能的最大值 $E = 7.2 J$ ，已知小滑块a、b均可视为质点，质量均为 $m = 0.2 k g$ ，小滑块a与弹簧碰撞过程中不损失机械能，且弹簧始终在弹性限度内，取重力加速度大小 $g = 10 m / s^{2}$ ， $s i n 37 ° = 0.6$ ， $c o s 37 ° = 0.8$ 。求：

(1)、P点距水平面的高度h；

(2)、小滑块a与小滑块b第一次碰撞后，小滑块b沿CD斜面上滑的最大距离 $s_{1}$ ；

(3)、小滑块b在斜面上运动的总路程 $s_{b}$ 。

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17. 某简易温度报警装置的示意图如图所示，其原理是：导热性能良好的竖直细管中用水银封闭了一定质量的理想气体，当温度升高时，水银柱上升，使电路导通，蜂鸣器发出报警声。27℃时，空气柱长度 $L_{1} = 20 c m$ ，水银柱上表面与导线下端的距离 $L_{2} = 5 c m$ ，水银柱高度 $h = 2 c m$ ，用该温度报警装置测量沸腾的某种液体时恰好报警，该液体沸点与大气压强的关系表如下。
沸点
98℃
99℃
100℃
101℃
102℃
压强
74cmHg
75cmHg
76cmHg
77cmHg
78cmHg

(1)、求当地的大气压强p₀；

(2)、若取出1cm水银柱，求该装置报警时的热力学温度 $T_{3}$ 。（结果保留三位有效数字）

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18. 某透明物体的横截面如图所示，其中ABC为等腰直角三角形，直角边的长度为L，ADC为半圆，其圆心O在AC边的中点，此透明物体的折射率 $n = \sqrt{2}$ 。若一束宽度与AB边长度相等的平行光从AB边垂直射入该透明物体，经过一次全反射后能照亮（有光射出）半圆某区域。真空中的光速为c，求：

(1)、半圆ADC上被照亮（有光射出）的圆弧长度s；

(2)、经过圆心O（不考虑AC光线）的光线在透明物体中传播的时间t。

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沸点	98℃	99℃	100℃	101℃	102℃
压强	74cmHg	75cmHg	76cmHg	77cmHg	78cmHg

$t / s$	0	0.4	0.8	1.2	1.6	2
$x / m$	0	3.94	15.75	35.42	63.00	98.48