河北省沧州市2022-2023学年高三上学期物理摸底考试试卷

试卷更新日期：2022-10-11 类型：开学考试

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一、单选题

1. $t = 0$ 时刻A、B两车在同一位置，它们的速度—时间图像如图中a、b所示，则下列说法正确的是（）

A、A车做直线运动，B车做曲线运动 B、在 $t_{1}$ 时刻B车追上A车 C、在 $t_{2}$ 时刻B车的速度方向发生改变 D、在 $t_{1} ~ t_{2}$ 时间内两车有加速度相同的时刻

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2. 1916年密立根测量金属的遏止电压 $U_{c}$ （即图甲所示电路中电流表G的读数减小到零时加在电极K、A之间的反向电压）与入射光频率v的对应关系，实验中推导计算出普朗克常量h。图乙为某光电管发生光电效应时遏止电压 $U_{c}$ 与入射光频率v的关系图像，已知光电子的电荷量为e，下列说法正确的是（）

A、电极K的金属材料的截止频率为 $\frac{b}{a}$ B、普朗克常量 $h = \frac{e a}{b}$ C、电极K的金属材料逸出功随入射光频率的增大而减小 D、光电子最大初动能与入射光频率成正比

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3. 第24届冬奥会于2022年2月4日至2022年2月20日在北京市和张家口市举行，跳台滑雪是其中较为精彩的一个项目。如图所示，一运动员沿助滑道滑下，从起跳点用力蹬地起跳飞出后，在空中完成系列动作，最后落至着落坡，P为这段轨迹的最高点。不计空气阻力，关于运动员在空中运动过程中，下列说法正确的是（）

A、运动员在P点的机械能最大 B、运动员先处于超重状态后处于失重状态 C、发生相等的水平位移，运动员动量的变化量相同 D、发生相等的水平位移，运动员速率的变化量相同

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4. 如图所示，柱状光学器件横截面为等腰梯形，AB边长为d，CD边长为3d， $A E = \frac{1}{4} A D$ ，底角为45°。一束细激光从E点垂直AD面入射，器件介质对激光的折射率为 $\sqrt{3}$ 。已知激光在真空中的传播速度为c，则这束激光从射入到第一次从器件中射出在器件中经历的时间为（）

A、 $\frac{3 \sqrt{6} d}{2 c}$ B、 $\frac{3 \sqrt{2} d}{c}$ C、 $\frac{6 d}{c}$ D、 $\frac{6 \sqrt{2} d}{c}$

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5. 某物理兴趣小组在研究三力作用下物体平衡问题时，设计了如图所示的方案并进行了分析讨论。将一质量为m的小球系于轻质细线一端，细线另一端固定在O点。小球在外力F、细线拉力 $F_{T}$ 和重力mg的作用下处于平衡状态。开始时F水平，细线与F的夹角为 $α$ 。现将小球向右上方缓慢拉起，并保持夹角 $α$ 不变，下列说法正确的是（）

A、图示位置外力F的大小为 $m g \tan α$ B、图示位置细线拉力 $F_{T}$ 的大小为 $\frac{m g}{\cos α}$ C、在细线被拉到水平的过程中，外力F一直增大 D、在细线被拉到水平的过程中，细线拉力 $F_{T}$ 先增大后减小

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6. 如图所示，在边长为a的等边三角形的三个顶点A、B、C上，分别固定三个电荷量相等的点电荷，其中A、B处的点电荷均带正电，C处的点电荷带负电，O为三角形中心。已知点电荷Q的电势表达式为 $φ = k \frac{Q}{r}$ ，式中k为静电力常量，r为电场中某点到点电荷的距离，则下列说法正确的是（）

A、O点的电场强度大小为 $\frac{9 k Q}{a^{2}}$ B、O点的电场强度大小为 $\frac{3 k Q}{4 a^{2}}$ C、O点的电势为 $k \frac{\sqrt{3} Q}{a}$ D、O点的电势为 $- \frac{2 \sqrt{3} k Q}{3 a}$

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7. 在图甲所示的交流电路中，理想变压器原、副线圈的匝数比为2：1，电阻 $R_{1} = R_{2} = 4 Ω$ ， $R_{3}$ 为滑动变阻器。电源电压u随时间t按正弦规律变化如图乙所示，则下列说法正确的是（）

A、滑片P向下移动时，电流表示数增大 B、滑片P向上移动时，电阻 $R_{3}$ 的电流增大 C、当 $R_{3} = 4 Ω$ 时，电流表的示数为2A D、当 $R_{3} = 4 Ω$ 时，电源的输出功率为32W

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二、多选题

8. 两列分别沿x轴正、负方向传播的简谐横波在 $t = 0$ 时刻的波形如图所示。已知两列波传播速度的大小均为2.5m/s，质点P位于 $x = 0.25 m$ 的位置，下列说法正确的是（）

A、两列波相遇时会发生干涉现象 B、质点P开始振动时的方向沿y轴正方向 C、质点P第一次到达波峰的时刻是 $t = 1 s$ D、在0~0.5s时间内质点P通过的路程是1.2m

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9. 2020年4月24日，中国行星探测任务被命名为“天问系列”，2021年“天问一号”的成功发射基于对火星运动的精确测量。如图所示，测得地球A、火星B的连线与太阳O、火星B的连线的最大夹角为 $α$ ，设地球和火星均绕太阳做匀速圆周运动，则地球与火星做圆周运动的说法正确的是（）

A、加速度之比为 $a_{A} ： a_{B} = 1 ： \sin^{2} a$ B、线速度之比为 $v_{A} ： v_{B} = \sqrt{\sin α} ： 1$ C、角速度之比为 $ω_{A} ： ω_{B} = 1 ： \sqrt{\sin^{3} α}$ D、半径之比为 $r_{A} ： r_{B} = \cos α ： 1$

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10. 如图所示，在竖直平面内固定有足够长的平行金属导轨PQ、MN，导轨间距为L，在QN之间连接有阻值为R的电阻，导轨上放有质量为m、电阻为 $\frac{1}{5} R$ 的金属杆ab，整个装置处于磁感应强度为B、方向垂直导轨平面向里的匀强磁场中。现对金属杆ab施加一大小为 $F = 2 m g$ 的拉力，使其由静止开始向上运动，经时间t后金属杆达到最大速度。金属杆ab运动过程中始终与导轨垂直且接触良好，忽略所有摩擦，不计导轨电阻，当地重力加速度为g，则下列结论正确的是（）

A、通过电阻R的感应电流方向为由N向Q B、金属杆ab的最大速度为 $\frac{6 m g R}{5 B^{2} L^{2}}$ C、金属杆ab由静止到最大速度的过程中，上升的高度为 $\frac{5 m g R}{6 B^{2} L^{2}} (t - \frac{6 m R}{5 B^{2} L^{2}})$ D、金属杆ab由静止到最大速度的过程中，通过电阻R的电荷量为 $\frac{m g}{B L} (t - \frac{6 m R}{5 B^{2} L^{2}})$

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11. 如图所示，顶端带有光滑定滑轮、倾角 $θ = 30 °$ 的光滑斜面体固定在水平地面上，质量均为m的小球A、B之间用劲度系数为k的轻质弹簧连接，用一根不可伸长的轻绳跨过光滑定滑轮连接物块C和小球B，轻绳与斜面平行。初始时用手控制住物块C使弹簧与轻绳在同一竖直平面上，B、C之间的轻绳恰好张紧且无弹力作用。由静止释放物块C后，当其速度恰好达到最大值时，A小球对地面的压力刚好为零。已知弹簧的弹性势能可表示为 $E_{p} = \frac{1}{2} k x^{2}$ ，其中k为弹簧的劲度系数，x表示弹簧的形变量，当地的重力加速度为g，则（）

A、物块C的质量为4m B、物块C速度达到最大值时，小球B的加速度为 $\frac{1}{5} g$ C、物块C从释放到速度达到最大值的过程中，轻绳对小球B所做的功为 $\frac{12 m^{2} g^{2}}{5 k}$ D、物块C从释放到速度达到最大值的过程中，弹簧对小球B所做的功为 $\frac{6 m^{2} g^{2}}{5 k}$

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三、实验题

12. 某同学用如图所示的实验装置测物体的加速度并验证机械能守恒定律，所用器材包括：气垫导轨、滑块（上方安装有宽度为d的遮光条）、两个与数字计时器相连接的光电门、钩码等。

实验步骤如下：

⑴实验前要调整气垫导轨水平。不挂钩码和细线，接通气源，轻推滑块使其从轨道右端向左端运动的过程中，发现遮光条通过光电门2的时间小于通过光电门1的时间。以下能够解决上述问题的措施是（填入正确选项前的字母）；

A．调节旋钮P使轨道左端升高一些 B．调节旋钮Q使轨道右端升高一些

C．将两光电门间的距离缩短一些 D．将遮光条的宽度增大一些

⑵用天平测出钩码的质量为 $m_{1}$ 、滑块（含遮光条）的质量为 $m_{2}$ ；用米尺测出两光电门之间的距离L；

⑶用细线跨过轻质定滑轮，将滑块与钩码连接，并让细线水平拉动滑块；

⑷让滑块在钩码的拉动下从导轨右端开始运动，数字计时器读出遮光条通过光电门1、2的时间分别为 $t_{1}$ ， $t_{2}$ ，则滑块加速度的大小为 $a =$ ；验证机械能守恒定律的表达式为。（用题中给出的物理量表示，已知当地的重力加速度为g）

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13. 某兴趣小组要测量程为0~2mA电流表G的内阻，步骤如下：

(1)、先用多用电表的欧姆挡粗测该电流表G的内阻。选择开关拨至“×10”挡，调零后测得表盘示数如图甲所示，则电流表G的内阻为 $r_{g} =$ $Ω$ ；若将欧姆表换一个电动势相同，但内阻变大的电池，重新欧姆挡调零后测量电流表G内阻，其测量结果（填“偏大”、“偏小”或“不变”）。

(2)、为了进一步精确测量电流表G的内阻，兴趣小组改用如图乙所示电路测该电流表G的内阻，实验室中可供选择的器材有：

电流表 $A_{1}$ ：量程为6mA，内阻约为 $200 Ω$ ；

电流表 $A_{2}$ ：量程为0.6A，内阻约为 $0.1 Ω$ ；

定值电阻 $R_{1}$ ：阻值为 $20 Ω$ ：

定值电阻 $R_{2}$ ：阻值为 $80 Ω$ ；

滑动变阻器 $R_{3}$ ：最大电阻 $20 Ω$ ，额定电流1.5A；

直流电源：电动势1.5V，内阻 $0.5 Ω$ ；

开关，导线若干。

①为了精确测量电流G的内阻，电流表应选择，定值电阻应选择；（填写器材的符号）

②根据图乙所示电路将图丙中实物图连线；

③按照电路进行实验，测得电流表A的示数为 $I_{1}$ ，电流表G的示数为 $I_{2}$ ，则电流表G的内阻的表达式为 $r_{g} =$ 。

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四、解答题

14. 如图甲所示，一缸壁导热的汽缸水平放置，用质量为m的活塞封闭一定量的理想气体，活塞与汽缸底部用一原长为l、劲度系数为k的轻质弹簧连接，当封闭气体的温度为 $T_{0}$ 时，弹簧恰处于自然状态。现缓慢将汽缸转动到开口向上竖直放置，如图乙所示，此时活塞距汽缸底部的距离为 $\frac{4}{5} l$ 。已知外界大气压强为 $p_{0}$ ，活塞面积为S，忽略活塞与汽缸壁间的摩擦、汽缸无漏气，不计弹簧的体积，环境温度保持 $T_{0}$ 不变。求：

(1)、弹簧的劲度系数；

(2)、使汽缸内气体温度缓慢升高，则当弹簧恢复原长时，缸内气体的压强和温度。

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15. 如图所示，在光滑水平面上有一辆质量为 $M = 3.0 kg$ 的小车，小车左侧部分为四分之一光滑圆弧轨道，右侧部分为长度为 $L = 2.0 m$ 的粗糙水平板。质量为 $m = 1.0 kg$ 的小物块（可视为质点）从小车右端以初速度 $v_{0} = 4.0 m/s$ 滑上小车，小物块恰好能滑到光滑圆弧轨道的最高点，最终小物块返回小车右端时与小车保持相对静止。已知重力加速度g取 $10 {m/s}^{2}$ ，求：

(1)、小物块与小车粗糙区域的动摩擦因数及光滑圆弧轨道的半径；

(2)、小物块从滑上小车到第一次运动到光滑圆弧轨道最低点所用的时间。

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16. 如图所示，直角坐标系xOy的第一象限内有竖直向上的匀强电场，第二象限内既有沿x轴负方向的匀强磁场，又有沿x轴负方向的匀强电场，电场强度与第一象限内的电场强度等大。现有一质量为m、电荷量为 $+ q (q > 0)$ 的粒子从x轴上的P点，以初速度 $v_{0}$ 沿x轴负方向进入第一象限，经y轴上的Q点进入第二象限内，在以后的运动过程中恰好未从x轴上飞出电磁场。已知P、Q到坐标原点O的距离分别为2d、d，不计粒子重力，求：

(1)、电场强度的大小及粒子到达Q点时速度的大小；

(2)、匀强磁场的磁感应强度大小；

(3)、粒子在第二象限中第二次经过x轴的位置到坐标原点O的距离。

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