河南省名校2022-2023学年高三上学期开学第二次调研考试物理试题

试卷更新日期：2022-09-21 类型：开学考试

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一、单选题

1. 研究光电效应的实验中得到的光电流I与光电管两端电压U的关系图像如图所示。关于a、b、c三束单色光频的大小关系，下列说法正确的是（）

A、 $ν_{a} = ν_{b} < ν_{c}$ B、 $ν_{a} < ν_{b} < ν_{c}$ C、 $ν_{a} = ν_{c} = ν_{b}$ D、 $ν_{a} > ν_{b} > ν_{c}$

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2. 宇航员的训练、竞技体育的指导、汽车的设计等多种工作都用到急动度（jerk）的概念。加速度对时间的变化率称为急动度，其方向与加速度的变化量方向相同。一质点从静止开始竖直向下做直线运动，选向下为正方向，其加速度随时间的变化关系如图所示。下列说法正确的是（）

A、 $2 s$ 时质点速度方向改变 B、 $2 s$ 时质点的急动度为 $- 2 m / s^{3}$ C、 $0 ~ 1 s$ 内质点处于超重状态 D、 $1 ~ 2 s$ 内的质点做减速运动

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3. 人类通过不断的探索，发现了适宜人类居住的星球，该宜居星球的密度与地球密度相同，半径为地球半径的2倍，假设地球表面重力加速度为 $10 m / s^{2}$ ，则该宜居星球表面重力加速度为（）

A、 $5 m / s^{2}$ B、 $10 m / s^{2}$ C、 $40 m / s^{2}$ D、 $20 m / s^{2}$

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4. 如图，水平射出的子弹射穿直立于水平地面上的A、B两靶，并留下两个弹孔a、b，设子弹穿过靶过程能量损失不计，某同学测出弹孔a、b距离地面高度分别是 $h_{1}$ 和 $h_{2}$ ， AB水平距离为 $s_{1}$ ，同时还在地面上找到着弹点c，测量c点与B靶水平距离为 $s_{2}$ ，不计空气阻力，重力加速度为g，根据上述测量结果该同学不可能得到物理量是（）

A、射击点的位置 B、子弹出膛速度 C、子弹射出的初动量 D、子弹着地时的速度

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5. 在匀强磁场中有粗细均匀的同种导线制成的直角三角形线框abc， $∠ a = 90 °$ ， $∠ c = 30 °$ 。磁场方向垂直于线框平面，a、c两点接一直流电源，电流方向如图所示。则下列说法正确的是（）

A、导线bc受到的安培力大于导线ac所受的安培力 B、导线abc受到的安培力的合力大于导线ac受到的安培力 C、导线ab、ac所受安培力的大小之比为 $1 ： 3$ D、导线abc受到的安培力的合力方向垂直于ac向上

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6. 如图所示，倾角为 $30 °$ 的斜面顶端连接一轻质弹簧，弹簧下端连接一小物块，在斜面上保持静止状态。已知小物块质量为m、与斜面间的动摩擦因数为 $\frac{\sqrt{3}}{4}$ ，弹簧劲度系数为k。弹簧处于弹性限度内，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g，则（）

A、弹簧可能处于压缩状态 B、弹簧的最大形变量为 $\frac{7 m g}{8 k}$ C、小物块所受的摩擦力不可能为零 D、斜面对小物块的作用力方向竖直向上，且大小等于 $m g$

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二、多选题

7. 如图所示为某水电站输电线路原理图，水电站输出电压稳定的正弦交流电，升至特高压U后向远距离用户供电，总功率为P。用户端理想变压器原、副线圈匝数分别为 $n_{1}$ 和 $n_{2}$ ， $R_{1}$ 为输电线总电阻， $R_{2}$ 为不断电用户电阻（可视为定值电阻），R为可变用户电阻（可视为可变电阻），电压表和电流表均为理想电表。当可变用户电阻R增大时，下列说法正确的是（）

A、电流表示数将变大 B、电压表示数将变大 C、输电线路上损耗的功率为 $P_{损} = \frac{R_{1}}{R_{1} + R_{2} + R} P$ D、对于原线圈回路，虚线框所圈部分的等效电阻为 $R^{'} = {(\frac{n_{1}}{n_{2}})}^{2} (R_{2} + R)$

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8. 如图甲所示，水平地面上固定一竖直光滑杆，轻弹簧套在杆上且下端与杆下端固定，上端与一套在杆上的小物块接触但不拴接。将小物块向下压缩弹簧至离地高度 $h = 0.1 m$ 处，由静止释放小物块，其上升过程中的机械能E和位移x之间的关系如图乙所示，图像后一部分为直线。以地面为零势能面，不计空气阻力，重力加速度 $g = 10 m / s^{2}$ ，则（）

A、轻弹簧原长为 $0.2 m$ B、小物块的质量为 $0.2 k g$ C、弹簧最大弹性势能为 $0.3 J$ D、滑块上升后，距地面的最大高度为 $0.4 m$

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9. 如图所示，水平放置的光滑平行金属导轨MN和PQ，其左端接一电阻R，金属杆ab垂直导轨放置。整个装置处于磁感应强度方向竖直向上的匀强磁场中。现对金属杆ab施加一个与其垂直的水平恒力F，使其由静止开始运动，整个过程杆与导轨接触良好，金属杆与导轨电阻均不计。在运动过程中，金属杆的速度大小v、恒力F的功率P、金属杆与导轨形成的回路中的磁通量 $Φ$ 、产生的感应电动势E分别随时间变化的图像正确的是（）

A、 B、 C、 D、

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10. 真空中有四个相同的点电荷，所带电荷量均为q，固定在如图所示的四个顶点上，任意两电荷的连线长度都为L，静电力常量为k，若真空中点电荷周围电场中某点电势满足 $φ = k \frac{q}{r} (r$ 为电荷至该点距离），多个点电荷形成电场在同一点电势为各电荷在该点电势的代数和，下列说法正确的是（）

A、不相邻的两棱中点连线在同一条电场线上 B、每条棱中点的电场强度大小都为 $\frac{8 \sqrt{6} k q}{9 L^{2}}$ C、任意两棱中点间的电势差都为零 D、a、b、c三点为侧面棱中点，则a、b、c所在的平面为等势面

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11. 对于分子动理论和物体内能的理解，下列说法正确的是（）

A、温度越高，布朗运动越显著 B、外界对物体做功，物体内能一定增加 C、当分子间的距离增大时，分子间作用力就一直减小 D、温度高的物体内能不一定大，但分子平均动能一定大 E、当分子间作用力表现为斥力时，分子势能随分子间距离的减小而增大

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12. 如图所示，为一简谐运动的振动图像，由图可得（）

A、该简谐振动的振幅为 $10 c m$ B、该简谐运动的表达式为 $x = 5 s i n \frac{π}{2} t (c m)$ C、该质点在第 $10 s$ 时的位移为 $5 c m$ D、该质点在前 $12 s$ 内的路程为 $60 c m$ E、该简谐振动的周期为 $4 s$

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三、实验题

13. 如图甲所示是用轻杆、小球和硬纸板等制作而成的一个简易加速度计，可以粗略测量运动物体的加速度。在轻杆上端装上转轴，固定于竖直纸板上的O点，轻杆下端固定一小球，杆可在竖直平面内自由转动。将此装置固定于运动物体上，当物体向右加速（减速）运动时，杆便向左（向右）摆动。忽略摩擦及空气阻力。
为了制作加速度计的刻度盘，同学们进行了如下操作：

(1)、让重锤做自由落体运动，利用打点计时器（使用的电源频率为 $50 H z$ ）打出的纸带测量当地的重力加速度。实验中得到一条较理想的纸带，如图乙所示。在纸带上取7个连续计时点。根据数据求出重力加速度大小为 $g =$ $m / s^{2}$ 。（保留三位有效数字）

(2)、测量当地重力加速度后还应测量的物理量是____。（填入所选物理量前的字母）

A、小球的质量m B、轻杆的长度L C、轻杆与竖直方向的夹角 $θ$ D、小球的直径d

(3)、物体运动的加速度a与上述所测物理量之间的关系式为。（用所测物理量的字母表示）

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14. 某兴趣小组测一电池组的电动势和内阻，电动势约为 $3 V$ ，内阻约为 $10 Ω$ 。现有如下实验器材：
A．电压表 $V$ （ $0 ~ 15 V$ ，内阻约为 $3 k Ω$ ） B．电流表A（ $0 ~ 2 m A ， R_{g} = 12 Ω$ ）
C．定值电阻（ $R_{0} = 6 Ω$ ） D．电阻箱 $R_{1}$ （ $0 ~ 999 Ω$ ）
E.滑动变阻器 $R_{2}$ （ $0 ~ 2000 Ω$ ） F.待测电池组 G。电键S、导线若干

(1)、为完成实验需将电流表A改装成较大量程的电流表，A应与定值电阻 $R_{0}$ 联（填“串”或“并”），改装后电流表的量程为mA。

(2)、为使测量尽可能准确，电阻箱 $R_{1}$ 与滑动变阻器 $R_{2}$ 应选（填“ $R_{1}$ ”或“ $R_{2}$ ”）

(3)、根据你所选用的实验器材，设计实验电路并在虚线框内将电路图补充完整（所选器材要标明符号）。（）

(4)、按正确的电路图连接好电路进行实验，并多次测量，同时记录各仪器的读数，然后做出 $\frac{1}{I} - R$ 图像如图所示，若图像的斜率为k，纵轴截距为b，则该电池组的电动势 $E =$ ，内阻 $r =$ （用k、b表示，题中已知字母均为基本单位）。

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四、解答题

15. 如图所示，半径为 $R = 0.8 m$ 的光滑四分之一圆弧固定轨道AB与粗糙的水平固定轨道BC平滑连接，A点是四分之一圆弧轨道最高点，B点是四分之一圆弧轨道最低点，O为圆心。现有质量为 $m = 1 k g$ 的物块P和质量为 $M = 4 k g$ 的物块Q（均可看成质点），物块Q静止于B点，物块P从A点由静止释放，两物块在B点发生碰撞，碰后物块P恰好能返回到圆弧轨道的D处。已知 $c o s ∠ B O D = \frac{3}{4}$ ，物块Q与水平轨道之间的动摩擦因数为 $μ = 0.25$ ，重力加速度g取 $10 m / s^{2}$ 。求：

(1)、碰撞后瞬间，物块P对轨道压力的大小；

(2)、碰撞后物块Q在水平轨道上滑行的最大距离。

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16. 如图所示，平面直角坐标系 $x O y$ 内，x轴上方有垂直坐标系平面向里、半径为R的圆形匀强磁场 $B_{1}$ （大小未知），圆心为 $O_{1} (0 ， R)$ 。x轴下方有一平行x轴的虚线MN，在其下方有磁感应强度方向垂直坐标系平面向外、大小为 $B_{2} = \frac{\sqrt{3} m v_{0}}{2 q R}$ 的矩形匀强磁场，磁场上边界与MN重合。在MN与x轴之间有平行与y轴、场强大小为 $E = \frac{\sqrt{3} m v_{0}^{2}}{2 q R}$ 的匀强电场（图中未画出），且MN与x轴相距 $Δ y$ （大小未知）。现有两相同带电粒子a、b以平行x轴的速度 $v_{0}$ 分别正对 $O_{1}$ 点、A点 $(0 ， 2 R)$ 射入圆形磁场，经偏转后都经过坐标原点O进入x轴下方电场。已知粒子质量为m、电荷量大小为q，不计粒子重力及粒子间的相互作用力。

(1)、求磁感应强度 $B_{1}$ 的大小；

(2)、若电场沿y轴负方向，欲使带电粒子a不能到达MN，求 $Δ y$ 的最小值；

(3)、若电场沿y轴正方向， $Δ y = \sqrt{3} R$ ，欲使带电粒子b能到达x轴上且距原点O距离最远，求矩形磁场区域的最小面积。

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17. 如图所示，导热良好的薄壁气缸放在光滑水平面上，用横截面积为S=1.0×10^-2m²的光滑薄活塞将一定质量的理想气体封闭在气缸内，活塞杆的另一端固定在墙上．外界大气压强p₀=1.0×10⁵Pa．当环境温度为27℃时，密闭气体的体积为2.0×10^-3m³。

(1)、当环境温度缓慢升高到87℃时，气缸移动了多少距离？

(2)、如果环境温度保持在87℃，对气缸施加水平作用力，使缸内气体体积缓慢地恢复到原来数值，这时气缸受到的水平作用力多大？

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18. 如图所示，半圆玻璃砖可绕过圆心的垂直轴转动，圆心O与足够大光屏的距离 $d = 20 c m$ ，初始半圆玻璃砖的直径与光屏平行时，一束光对准圆心、垂直于光屏射向玻璃砖，在光屏上 $O_{1}$ 点留下一光点，保持入射光方向不变，让玻璃砖绕O点顺时针方向转动 $α$ （ $α < 90 °$ ）时，光屏上光点也会移动，当玻璃砖转过 $α = 30 °$ 角时，光屏上光点位置距离 $O_{1}$ 点为 $20 c m$ ， $s i n 75 ° = \frac{\sqrt{6} + \sqrt{2}}{4}$ ，则：

(1)、此时光束射出玻璃砖的折射角是多少度？

(2)、该玻璃砖的折射率为多少？

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