河北省邯郸市2022-2023学年高三上学期摸底考试物理试题

试卷更新日期：2022-09-21 类型：开学考试

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一、单选题

1. 利用传感器与计算机结合，可以自动得出物体运动的图像。某同学在一次实验中，获取了小车运动 $10 m$ 过程中，速度随时间变化规律的图像，如图中实线所示，虚线为过坐标原点的一条直线。关于小车的运动，下列说法正确的是（）

A、小车做非匀变速曲线运动 B、小车的平均速度一定不等于 $1 m / s$ C、图中两部分阴影面积 $S_{1} ＝ S_{2}$ D、小车在前 $4 s$ 内的位移大小可能为 $2 m$

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2. 某同学利用图示装置测量玻璃砖对单色光的折射率。将半圆形玻璃砖固定在量角器上，量角器的圆心与半圆形玻璃砖的圆心重合。实验时将含有单色光A、B（A光的折射率大于B光的折射率）的复色光沿半径方向从量角器某刻度线射入半圆形玻璃砖，复色光被分成a、b两光束，如图甲。逐渐增大入射角，a、b两光束都向水平方向靠近，如图乙，当复色光沿图丙所示位置射入半圆形玻璃砖时，a光束刚好消失。下列判断正确的是（）

A、丙图中刚好要消失的是单色光A，因此测得单色光A的折射率为 $\frac{2 \sqrt{3}}{3}$ B、丙图中刚好要消失的是单色光B，因此单色光B的折射率为 $\frac{2 \sqrt{3}}{3}$ C、丙图中刚好要消失的是单色光A，因此测得单色光A的折射率为2 D、丙图中刚好要消失的是单色光B，因此测得单色光B的折射率为2

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3. 如图所示是某跳台滑雪运动员从斜坡顶端以水平初速度 $v_{0}$ 飞出落到斜坡上的运动轨迹。以抛出点O为坐标原点，建立如图所示的坐标轴，利用信息技术手段拟合得到此曲线的轨迹方程是 $y = \frac{1}{80} x^{2}$ ，且落点的横坐标为 $80 m$ 。不计空气阻力，重力加速度g取 $10 m / s^{2}$ 。则运动员落在斜面上速度方向与水平方向夹角的正切值是（）

A、2 B、1 C、 $\frac{\sqrt{2}}{2}$ D、 $\frac{1}{2}$

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4. 探究影响平行板电容器电容的有关因素的实验装置如图所示，关于该实验，下列说法正确的是（）

A、实验前，如果只用与毛皮摩擦过的硬橡胶棒与电容器a板接触，不能使电容器带电 B、实验中，只将电容器b板向上平移，两板间电场强度不变，静电计指针的张角变小 C、实验中，只在极板间插入有机玻璃板，两板间电场强度减小，静电计指针的张角变小 D、实验中，只将电容器b板向左平移，两板间电场强度增大，静电计指针的张角变大

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5. 某探究小组为了研究波的传播过程及其特点，将两根完全相同的轻质细绳一端固定在墙上处于同一水平线上的A、B两点，另一端由组内甲、乙两位同学同时以相同的起振方向上下持续振动产生横波。已知甲、乙两同学抖动细绳的频率之比为 $3 ： 2$ ，则某时刻用手机拍摄下波刚好传播到墙壁处的波形图。以下选项中波形图正确的是（）

A、 B、 C、 D、

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6. 一个静止的放射性原子核处于垂直纸面向里、磁感应强度为B的匀强磁场中，由于发生了 $α$ （或 $β$ ）衰变而得到两种粒子，一种是 $α$ （或 $β$ ）粒子，另一种是反冲核。如图所示为两种粒子在磁场中的圆形轨迹，已知衰变前核的质量为，衰变后形成的两种新粒子的质量分别为 $m_{1} 、 m_{2}$ ，在磁场中的轨迹半径分别为 $R_{1} 、 R_{2}$ 。两圆半径之比为 $R_{1} ： R_{2} = 1 ： 45$ ，则以下说法正确的是（）

A、该原子核发生的是 $α$ 衰变，得到的两种新粒子在磁场中做圆周运动的绕向相反 B、原来静止的原子核的原子序数为92，反冲核的轨道半径为 $R_{2}$ C、衰变过程释放的核能 $E = (m - m_{1} - m_{2}) c^{2}$ ，得到的射线在空气中具有较强的穿透本领 D、该衰变的衰变方程可能为 $_{92}^{238} U \to_{2}^{4} H e +_{90}^{234} T h$

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7. “张北的风点亮北京的灯”，中国外交部发言人赵立坚这一经典语言深刻体现了2022年北京冬奥会的“绿色奥运”理念。张北可再生能源示范项目，把张北的风转化为清洁电力，并入冀北电网，再输向北京、延庆、张家口三个赛区。现有一小型风力发电机通过如图甲所示输电线路向北京赛区某场馆1万个额定电压为 $220 V$ 、额定功率为 $11 W$ 的LED灯供电。当发电机输出如图乙所示的电压时，赛区的LED灯全部可以正常工作。已知输电导线损失的功率为赛区获得总功率的 $4 %$ ，输电导线的等效电阻为 $R = 11 Ω$ 。则下列说法正确的是（）

A、风力发电机的转速为 $50 r / m i n$ B、风力发电机 $1 h$ 内输出的电能为 $110 k W \cdot h$ C、降压变压器原、副线圈匝数比为 $25 ： 1$ D、升压变压器副线圈输出的电压的最大值为 $5720 V$

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二、多选题

8. 某人造地球卫星绕地球的公转轨道是个椭圆，公转周期为 $T_{0}$ ，质量为m，其近地点A到地球中心的距离为a，远地点C到地球中心的距离为b。A、C两点的曲率半径均为ka（通过该点和曲线上紧邻该点两侧的两点作一圆，在极限情况下，这个圆就叫作该点的曲率圆，其半径叫作该点的曲率半径），如图所示。若地球的质量为M，引力常量为G，忽略其他卫星对它的影响，则以下说法正确的是（）

A、卫星从B→A所用的时间等于 $\frac{T_{0}}{4}$ B、卫星从A→D→C运行的过程中，万有引力对它做的功为 $\frac{1}{2} G k M m (\frac{a}{b^{2}} - \frac{1}{a})$ C、卫星运行过程中机械能守恒，最大速率与最小速率之比为 $\frac{b}{a}$ D、若要使卫星到近地圆形轨道上运行，可以在C点进行适当制动

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9. 如图所示，质量为M的光滑斜面静止在光滑水平面上。某时刻，质量为m的可视为质点的小物块从斜面顶端由静止开始下滑，经过一段时间，小物块滑到斜面底端，速度大小为 $v_{0}$ ，方向与水平地面成 $θ$ 角，重力加速度大小为g。则小物块从斜面顶端下滑到底端过程中，下列说法中正确的是（）

A、斜面与小物块组成的系统动量守恒 B、斜面对小物块的支持力做的功等于小物块机械能的变化 C、小物块对斜面的压力做的功等于 $\frac{m^{2} v_{0}^{2} c o s^{2} θ}{2 M}$ D、小物块对斜面的压力的冲量大小为 $m v_{0} c o s θ$

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10. 如图所示，空间中有正交的匀强磁场和匀强电场，磁场方向垂直纸面向里，磁感应强度大小为B，匀强电场方向竖直向下，将一质量为m，带电量为 $+ q$ 的粒子沿水平向左以速度v抛入复合场中，忽略粒子的重力。已知匀强电场的强度大小 $E = B v$ ，在粒子之后运动的过程中，以下说法正确的是（）

A、粒子偏离人射方向的最大距离为 $\frac{2 m v}{B q}$ B、粒子在轨迹最低点的曲率半径为 $\frac{9 m v}{2 B q}$ C、粒子从抛出到最低点的过程电势能的变化量为 $- 4 m v^{2}$ D、粒子运动过程中动能与电势能的总和是守恒的

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三、实验题

11. 某同学采用图甲所示的装置做“验证小球摆动的过程中满足机械能守恒”的实验。细线上端固定在铁架台上的O点，下端悬挂一小球，将小球拉起一定角度，由静止释放，摆到最低点时，恰好通过固定在铁架台上的光电门。

(1)、用游标卡尺测量小球的直径，如图乙所示，则小球的直径 $d =$ mm；

(2)、该同学将小球从不同高度释放，测出释放点到小球摆动最低点的高度h及挡光时间t，若作出（选填“t”“ $t^{2}$ ”或“ $\frac{1}{t^{2}}$ ”）与h（为横坐标）的图像是过原点的一条倾斜直线，则直线的斜率为，则小球在摆动的过程中满足机械能守恒。（用重力加速度g和小球直径d表示）

(3)、若另一小组同学用安装在O点的力传感器代替光电门完成实验。将细线拉至水平状态，把小球由静止释放，当小球摆到O点正下方时，力传感器示数F为，则可验证小球在摆动的过程中满足机械能守恒。（用重力加速度g和小球质量m表示）

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12. 某同学想较准确地测量定值电阻Rx的阻值，设计实验方案如下：

(1)、用如图1所示的多用电表粗测电阻Rx，要用到选择开关K和两个部件S、T。请根据下列步骤完成电阻测量：
①旋动部件，使指针对准电流的“0”刻度线；

②将K旋转到电阻挡“×1”的位置；

③将插入“+”“-”插孔的表笔短接，旋动部件，使指针对准电阻的“0”刻度线；

④将电阻Rx接入两表笔之间，指针指示的位置如图2所示，则待测电阻Rx的阻值为Rx=Ω。

(2)、为了较准确测量Rx的阻值，有以下一些器材可供选择：
电流表A₁（量程0~100mA，内阻约0.2Ω）；

电流表A₂（量程0~3A，内阻约0.12Ω）；

电压表V₁（量程0~3V，内阻很大）；

电压表V₂（量程0~15V，内阻很大）；

电源E（电动势约为3V，内阻约为0.2Ω）；

定值电阻R（15Ω，允许最大电流1.0A）；

滑动变阻器R₁（0~10Ω，允许最大电流2.0A）；

滑动变阻器R₂（0~1kΩ，允许最大电流0.5A）；

单刀单掷开关S一个，导线若干。

①电流表应选，滑动变阻器应选；（填器材的符号）

②请在线框内画出测量电阻Rx的实验电路图；（要求所测量范围尽可能大）

③某次测量中，电压表示数为U时，电流表示数为I，则计算待测电阻阻值的表达式为Rx=。

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四、解答题

13. 汽车的轮胎压力监测系统的作用是在汽车行驶过程中对轮胎气压进行实时自动监测，并对轮胎漏气和低气压进行报警，以确保行车安全。某汽车在北方冬季某天的最高温度、最低温度时刻，轮胎压力监测系统测定前左侧轮胎的气压最大值、最小值分别为 $2.8 a t m$ 、 $2.5 a t m$ 。若轮胎内气体可视为理想气体，漏气前后轮胎容积不变。当天最低温度为 $- 23 ℃$ 。

(1)、求当天的最高温度为多少摄氏度；

(2)、若该汽车某时刻显示前左侧车胎气压为 $2.5 a t m$ ，后由于轮胎被钉子所扎开始漏气，造成轮胎气压降低，当气压降低至 $1.8 a t m$ ，轮胎压力监测系统开始报警。试求此过程中，轮胎漏气的质量与原有气体质量的比值。可认为漏气过程温度不变，室外气体压强为 $1 a t m$ 。

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14. 如图甲所示，左端间距为 $2 L$ 、右端间距为L的足够长光滑水平金属导轨 $A B C D - A_{1} B_{1} C_{1} D_{1}$ 固定在水平桌面上，虚线MN的左侧一面积 $S = 0.6 m^{2}$ 的圆形区域存在匀强磁场，磁场方向垂直纸面向里，磁感应强度B的大小随时间t的变化规律如图乙所示（取垂直纸面向里为正方向）；虚线MN的右侧区域存在垂直于导轨平面、磁感应强度大小为 $B_{0} = 0.5 T$ 的匀强磁场。一长也为 $2 L$ 、质量为 $m = 1 k g$ 、电阻为r的金属棒ab紧靠MN右侧且与导轨垂直放置，在 $t = 0$ 时，闭合开关S，金属棒ab开始向右运动，当其达到稳定状态时，断开开关，同时把另一与金属棒ab完全相同的金属棒cd轻轻垂直于水平导轨 $C D - C_{1} D_{1}$ 左端。g取 $10 m / s^{2}$ ， $L = 0.5 m$ ，不计导轨电阻与其他阻力。
求：

(1)、断开开关瞬间，金属棒ab速度 $v_{0}$ 的大小；

(2)、金属棒cd由静止到达到稳定速度过程中产生的电荷量及焦耳热。

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15. 如图所示，质量为 $M = 0.4 k g$ 的长木板静止在粗糙的水平地面上，在木板的右端有一质量为 $m = 0.5 k g$ 的小物块，初始状态木板和小物块均处于静止状态。已知小物块与木板之间的动摩擦因数为 $μ_{1} = 0.2$ ，木板与地面之间的动摩擦因数为 $μ_{2} = 0.3$ ，某时刻一质量为 $m_{0} = 0.1 k g$ 的子弹以速度 $v_{0} = 25 m / s$ ，沿水平方向向右射入木板并留在其中，g取 $10 m / s^{2}$ ，忽略小物块的大小，子弹射入木板时间极短，不考虑射入过程中木板对地发生的位移。

(1)、求子弹射入木板过程中子弹和木板内能的增量Q₁；

(2)、若使小物块不能从木板上滑落，求木板的最小长度L；

(3)、物块与木板之间由于摩擦而产生的内能增量Q₂。

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