山东省临沂市2022-2023学年高三上学期开学摸底考试物理试题

试卷更新日期：2022-09-21 类型：开学考试

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一、单选题

1. 依据玻尔的原子模型可知，电子是在量子化能级的轨道上绕着原子核高速运转的粒子，这些能级以主量子数 $n = 1 ， 2 ， 3$ ， …来描述，电子只能存在于这些状态中，并且也只能在这些状态中转移。其中电子从 $n \geq 3$ 的能级直接转移到 $n = 2$ 的能级发出的谱线称为巴耳末系，并以连续的希腊字母命名： $n = 3$ 至 $n = 2$ 称为巴耳末 $- α$ 或 $H - α$ ， $n = 4$ 至 $n = 2$ 称为 $H - β$ ， $n = 5$ 至 $n = 2$ 称为 $H - γ$ ，依此类推。氢原子能级图如图所示，下列说法正确的是（）

A、用 $13 e V$ 的光子照射处于基态的氢原子可以使处于基态的氢原子发生跃迁并辐射出巴耳末系的谱线 B、一个处于 $n = 4$ 能级的氢原子向低能级跃迁时可辐射出2种巴耳末系的谱线 C、用光子能量介于 $10 ~ 12.9 e V$ 范围内的光去照射一群处于基态的氢原子，在照射光中可能被吸收的光子能量只有3种 D、氢原子从 $n = 4$ 能级跃迁到 $n = 2$ 能级时产生的光子a与从 $n = 5$ 能级跃迁到 $n = 2$ 能级时产生的光子b的频率之比为 $286 ： 255$

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2. 哥哥和弟弟在自家院子里跑步比赛，如图所示为他们在 $2 T$ 时间内的 $v - t$ 图像，已知哥哥前一半时间的加速度为后一半时间加速度的2倍，弟弟后一半时间的加速度为前一半时间加速度的2倍，且哥哥前一半时间的加速度与弟弟后一半时间的加速度相等，则下列说法正确的是（）

A、整个过程中哥哥和弟弟的位移大小之比为 $\frac{7}{4}$ B、T时刻哥哥和弟弟相距最远 C、若爸爸从0时刻开始以哥哥两段加速度的平均值为加速度做初速度为零的匀加速直线运动，则 $2 T$ 时刻爸爸正好在哥哥和弟弟的中间位置 D、若保持 $2 T$ 时刻的加速度不变继续运动，则T时间内弟弟追上哥哥

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3. 北京时间2021年10月16日0时23分，搭载“神舟十三号”载人飞船的“长征二号”F遥十三运载火箭，在酒泉卫星发射中心按照预定时间精准点火发射，并取得圆满成功。如果不考虑空气阻力的影响及其他天体对飞船的作用，下列关于“神舟十三号”载人飞船的说法正确的是（）

A、发射速度小于第一宇宙速度 B、为了更容易发射成功，需要自东向西发射飞船 C、“神舟十三号”载人飞船发射升空的过程中，三位航天员处于完全失重状态 D、关闭“神舟十三号”载人飞船的发动机，“神舟十三号”载人飞船在固定轨道运行期间，相同时间内，飞船与地心的连线扫过的面积相等

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4. 手工课上几个同学搭积木，他们将三棱柱C放在最下面，上面傲着三棱柱B，最上面是圆柱A，三块积木的截面如图所示。已知三块积木均处于静止状态，则下列说法正确的是（）

A、三棱柱C受到地面向右的摩擦力 B、三棱柱B与三棱柱C之间一定有摩擦力 C、若用水平向右的力推三棱柱C，系统仍保持静止，则三棱柱B与三棱柱C之间的相互作用力可能发生改变 D、若用水平向右的力推三棱柱C，系统保持相对静止向右做匀加速直线运动，则三棱柱B一定受到4个力的作用

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5. 北京时间2021年8月1日，在东京奥运会女子铅球决赛中巩立姣勇夺金牌，向全世界展示了“中国力量”。如果只研究铅球从手中抛出到落回出发点所在高度的运动过程，铅球的质量约为7.5kg，铅球在水平方向上运动的距离为20.6m，运动的时间约为5s，忽略空气阻力，g取10m/s²。则下列说法正确的是（）

A、铅球上升的最大高度约为125m B、投掷铅球的过程中，巩立姣对铅球做的功约为2407J C、铅球从出手到落回出发点所在高度的过程中，重力的瞬时功率一直增大 D、铅球落回出发点所在高度时，速度方向与水平方向的夹角小于37°

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6. 如图所示，点波源 $S_{1}$ 和 $S_{2}$ 分别位于A、B两点且垂直于平面ABC做简谐运动，它们在平面内形成的两列波的频率相同，波长均为 $0.5 m$ ，已知AC的中点D为振动减弱点，B、C两点距离为 $3 m$ ， $∠ B A C = 37 °$ 且 $B C ⊥ A B$ ，则下列描述正确的是（）

A、C点为振动加强点 B、AB的中点为振动加强点 C、A，B两点的连线上（不包含A、B两点）有16个振动减弱点 D、A，B两点的连线上（不包含A、B两点）有16个振动加强点

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7. 如图所示，一棱镜的横截面为四边形ABCD，其中 $∠ A = ∠ C = 90 ° ， ∠ A D C = 60 °$ ， AB、BC面的长度均为d。一细束黄光从距离A点为x的P点垂直AB面由真空射入棱镜后，恰好在CD面发生全反射，已知真空中的光速为c，则下列说法正确的是（）

A、该棱镜对黄光的折射率为 $\frac{2 \sqrt{3}}{3}$ B、若将一细束红光沿同样方向从P点入射，则该光束也可以在CD面发生全反射 C、若将一细束紫光沿同样方向从P点入射，则紫光在棱镜中传播的时间比黄光的长 D、若将该束黄光沿同样方向从PB之间的某点入射（即x增大），则黄光在棱镜中传播的时间变长

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8. 如图所示，在水平地面上竖直固定一根光滑杆，在杆的最高点O固定一根水平杆，在水平杆上与O点距离均为3m的A、B两点分别固定两个定滑轮，在距O点正下方4m的光滑杆上套一个质量为1.2m的物体甲，并在物体甲上拴接两根光滑的轻绳，两根轻绳跨过定滑轮后另一端分别与质量均为m的物体乙和物体丙相连。将该系统由图示位置从静止释放，已知重力加速度为g，下列说法正确的是（）

A、运动过程中甲、乙、丙三个物体的加速度始终相等 B、初始时刻物体甲的加速度大小为 $\frac{g}{3}$ C、物体甲最高不可能运动到与定滑轮等高的位置 D、运动过程中，某时刻物体甲的速度达到最大时，物体乙和物体丙的速度相等，且均为物体甲速度的 $\frac{4}{5}$

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二、多选题

9. 如图所示，单匝矩形线圈的长为 $2 l$ ，宽为l，总电阻为R，绕匀强磁场的边界 $O O^{'}$ 以角速度ω匀速转动， $O O^{'}$ 左侧没有磁场（磁场具有理想边界），已知磁场的磁感应强度为 $B$ ， $O O^{'}$ 为 $a d$ 边的垂直平分线。从图示时刻开始计时，下列说法正确的是（）

A、电流的瞬时值表达式为 $i = \frac{B l^{2} ω c o s ω t}{R}$ B、电流的有效值为 $\frac{B l^{2} ω}{\sqrt{2} R}$ C、电流的最大值为 $\frac{B l^{2} ω}{R}$ D、一个周期内线圈产生的焦耳热为 $\frac{2 π ω B^{2} l^{4}}{R}$

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10. 如图所示，足够深的导热容器用导热活塞封闭定质量的理想气体，活塞下方设有两个卡口，且初态时活塞与卡口只接触不挤压，之后环境温度升高至某一恒定值，活塞再次达到稳定后在活塞上面缓慢地倾倒细沙，直到活塞重新回到卡口处。不计活塞与容器间的摩擦，则整个过程中，关于气体的图像及说法正确的是（）

A、图甲为该过程气体的 $p - T$ 图像，气体先吸收热量后放出热量 B、图乙为该过程气体的 $p - V$ 图像，气体先吸收热量后放出热量 C、图丙为该过程气体的 $V - T$ 图像，气体先放出热量后吸收热量 D、图丁为该过程气体的 $T - V$ 图像，气体先吸收热量后放出热量

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11. 如图所示，由两个 $\frac{1}{4}$ 光滑圆弧轨道和水平光滑轨道组成的装置始终在速度为 $\sqrt{g R}$ 、方向向右的水平传送带上匀速运动，可看成质点的小球a和b分别从两侧半径为R的 $\frac{1}{4}$ 圆弧轨道上的C、B两点相对轨道由静止释放，其中C、D两点距水平轨道的高度为 $\frac{R}{2}$ ， A、B两点为圆弧轨道最高处。已知a、b两小球在水平轨道上发生弹性碰撞，且a、b两小球的质量相等，重力加速度为g，碰后a球与b球运动过程中能到达的最高位置分别为A点和D点，下列说法正确的是（）

A、碰撞过程中两球的动量改变量相等 B、碰撞过程中两球的动量改变量不相等 C、碰后小球a对圆弧轨道的最大压力为3mg D、碰后小球b对圆弧轨道的最大压力为5mg

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12. 如图所示为竖直面内固定的两水平粗糙管道，质量 $m = 2 k g$ 的带电小球套在紧挨地面的管道上，且通过原长 $l_{0} = 0.5 m$ 、动度系数 $k = 40 N / m$ 的弹簧与上方管道相连，空间存在水平向左的匀强电场（图中未画出），电场强度 $E = 20 V / m$ 。将小球从A点无初速度释放，小球恰好能运动到C点。已知小球所带电荷量为 $0.5 C$ ， $∠ C O A = 90 °$ ， OC，OA关于OB对称， $O B = 1 m$ ，重力加速度g取 $10 m / s^{2}$ 。则在小球从A点运动到C点的过程中，下列说法正确的是（）

A、O、C两点间的电势差为 $20 V$ B、小球在B点时的速度最大 C、小球克服摩擦力做的功为 $20 J$ D、小球所受的摩擦力先减小后增大

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三、实验题

13. 如图所示是用来“验证机械能守恒定律”的实验装置，弹性球1用长为L的细线悬挂于O点，O点下方桌子的边沿处有一竖直立柱。实验时，调节悬点，使弹性球1静止在最低点时恰好与立柱上的弹性球2接触且两球等高。将球1拉到水平位置并由静止释放，在最低点与球2发生正碰，随后球2落至水平地面上，球1静止，已知两小球完全相同。实验过程中测得立柱高 $h = 0.2 m$ ，桌面高 $H = 0.8 m$ ，绳长 $L = 0.5 m$ ，球2的落地点距O点正下方的水平距离 $x = 1.4 m$ 。

(1)、关于本实验，下列说法正确的是____。

A、实验过程中需要测量小球的质量 B、本实验中，应使两小球发生弹性碰撞 C、实验过程中需要知道当地重力加速度

(2)、本实验中验证机械能守恒定律的表达式为。

(3)、根据实验数据可得出的结论是。

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14. 某同学在物理课后自行尝试实验，他首先将电池、开关、灯泡用导线连接成一个简单电路，之后利用如图甲所示的器材设计元件连入电路，使其能改变灯泡的亮度。器材有：①大晾衣夹；②小晾衣夹；③镍铬合金丝（直径为 $2 m m$ ，长度为 $1.5 m$ ）；④钥匙；⑤筷子；⑥两端各固定一枚小钉子的纸筒（直径约为4cm，长度约为25cm）。另外备有绝缘漆、小刀。

实验步骤如下：

①先将合金丝上涂上绝缘漆，再把合金丝的一端固定在一枚钉子上，然后将合金丝绕在纸筒上，最后将合金丝的另一端固定在纸筒另一端的钉子上，如图乙所示。用大晾衣夹将纸筒固定在桌面上。

②将钥匙穿在筷子上，钥匙的一端与合金丝接触（接触处绝缘漆已刮掉），利用小晾衣夹将筷子固定在纸筒上边。

③将上述元件串联接入电路，导线固定在筷子的一个端点和一枚钉子上，当钥匙沿筷子移动时，合金丝接入电路的阻值发生变化，实现变阻的功能，则灯泡的亮度发生变化。

回答下列问题：

(1)、实验中必须为金属材质的是。

A、大晾衣夹 B、小晾衣夹 C、钥匙 D、筷子

(2)、若实验过程中将一根导线与筷子右端连接，另一根导线与纸筒上左端的钉子连接，则向（填“左”或“右”）移动匙，灯泡将变亮。

(3)、若在移动钥匙的过程中发现灯泡时亮时灭，则为了实现灯泡亮度变化连续且持续发光，绕合金丝时应。

(4)、绕线调整后，移动钥匙，灯泡亮度变化连续且持续发光，若换用更细的镍铬合金丝（直径为1mm，长度为1.5m），用同样的方法绕在纸筒上，则移动钥匙时，灯泡的亮度（填“变化明显”或“变化不明显”）。

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四、解答题

15. 如图所示为某同学设计的检查U形玻璃管是否漏气的装置。在U形玻璃管的右侧连接一水平且足够长的细玻璃管，用两段水银柱封闭一定质量的理想气体，已知U形玻璃管与水平玻璃管的内径均匀且相等，大气压强为75cmHg，环境温度为300K，稳定时U形玻璃管左、右液面的高度差为5cm，右侧液面到水平玻璃管的距离为20cm。

(1)、若U形玻璃管气密性良好，导热性能也良好，缓慢改变环境温度直到U形玻璃管左、右液面相平，求此时的环境温度。

(2)、若在（1）状态稳定后，U形玻璃管开始缓慢漏气，当漏到左、右液面的高度又相差5cm时，求剩余的气体质量占原来气体质量的百分比（结果保留3位有效数字）

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16. 如图所示，水平面上有一长木板，质量 $m = 1 k g$ 的物块A以 $2 m / s$ 的速度冲上木板左端，同时质量 $M = 2 k g$ 的物块B以 $1 m / s$ 的速度冲上木板右端。已知物块A、B与木板间的动摩擦因数分别为 $μ_{1} = 0.1$ 和 $μ_{2} = 0.05$ ，板长为 $2.25 m$ ，重力加速度g取 $10 m / s^{2}$ ， A、B间的碰撞为弹性碰撞。求：

(1)、A、B最终静止时的对地位移及二者间的距离；

(2)、整个过程中系统产生的热量。

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17. 如图所示，竖直面内有 $A 、 B 、 C$ 三个点，分布在半径为R、圆心为O的同一圆周上，A点为圆周上的最低点， $∠ B O C = 60 °$ 。空间有一方向与圆面平行的匀强电场（图中未画出），若从A点竖直向上以速度 $v_{0}$ 抛出一个质量为m、电荷量为 $+ q$ 的小球，经时间 $t_{1}$ 小球恰好沿 $O B$ 方向打在B点；若保持电场强度的大小不变，将其逆时针转过角θ，同时施加一垂直于圆面向外的匀强磁场，仍将该小球从A点竖直向上以速度 $v_{0}$ 抛出，小球恰好做圆周运动。已知小球与圆弧面的碰撞为弹性碰撞，经时间 $t_{2}$ 小球恰好打在B点，重力加速度为g。

(1)、求小球由A点运动到B点的时间 $t_{1}$ ；

(2)、求小球由A点运动到B点的时间 $t_{2}$ 及所施加磁场的磁感应强度的大小。

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18. 如图所示，质量为m、电阻为R、边长为L的单匝正方形线圈，从一倾角为α的光滑固定斜面的顶端由静止释放，下滑过程中经过一方向竖直向上的匀强磁场区域，磁场边界（图中虚线）与斜面底边平行，匀强磁场的宽度为 $L_{0}$ ，且线圈下滑过程中 $a b$ 边始终与磁场边界平行。已知线圈的 $a b$ 边刚进入磁场和 $c d$ 边刚穿出磁场时的速度均为 $v_{0}$ （ $m 、 R 、 L 、 α 、 L_{0}$ 均为已知量，但L与 $L_{0}$ 的大小关系不确定），重力加速度为g，求：

(1)、线圈的 $a b$ 边穿过磁场过程中通过线圈横截面的电荷量；

(2)、整个线圈穿过磁场的过程中产生的热量；

(3)、整个线圈穿过磁场所用的时间。

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