山西省代县2023届高三(上)摸底测试物理试题(word版,含答案)
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第Ⅰ卷(选择题 共48分)
一、选择题(本题共8小题,每小题6分,共48分。在每小题给出的四个选项中,第1~5题只有一项符合题目要求,第6~8题有多项符合题目要求。全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分)
1. 在国际单位制(简称SI)中,力学和电学的基本单位有:m(米)、kg(千克)、s(秒)、A(安培).导出单位V(伏特)用上述基本单位可表示为( )
A m2·kg·s-4·A-1 B. m2·kg·s-3·A-1 C. m2·kg·s-2·A-1 D. m2·kg·s-1·A-1
2. 中国航天科技集团在北京举行《中国航天科技活动蓝皮书》发布会。会议透露,嫦娥五号探测器实施首次月球采样返回。若火箭发射后某时,嫦娥五号离月球中心的距离为r,月球的半径为R,月球表面的重力加速度为g,引力常量为G,绕月周期为T。根据以上信息可求出( )
A. 嫦娥五号绕月运行的速度为
B. 嫦娥五号绕月运行的速度为
C. 月球的平均密度
D. 月球的平均密度
3. 如图所示,光滑金属环被固定在竖直平面内,一弹性绳上端被固定在圆弧最高点A,不挂重物时,弹性绳下端刚好在金属环圆心O处;现将一个中心带孔质量为m的小球拴在弹性绳的下端后再套在金属环最低点,用一始终与金属环相切的拉力F逆时针方向缓慢拉动小球,在小球运动的圆心角θ<90°的范围内,弹性绳与圆心O处的固定铁钉始终接触,不计铁钉与弹性绳间摩擦,则下列说法正确的是( )
A. 弹性绳的弹力变大
B. 拉力F变大
C. 金属环与小球间弹力一定变小
D. 金属环与小球间弹力一定变大
4. 如图所示,与绝缘柄相连的平行板电容器,其带电量为Q,正对面积为S,板间距离为d,为增大其板间电势差,可以采取的方式有( )
A. 保持S、d不变,减少其带电量Q
B. 保持Q、d不变,减少其正对面积S
C. 保持Q、S不变,减少其板间距离d
D. 保持Q、S、d不变,在板间插入云母片
5. 如图所示,两根电阻不计的平行光滑长直金属导轨水平放置,导体棒a和b垂直跨在导轨上且与导轨接触良好,导体棒a的电阻大于b的电阻,匀强磁场方向竖直向下。当导体棒b在大小为F2的水平拉力作用下匀速向右运动时,导体棒a在大小为F1的水平拉力作用下保持静止状态。若U1、U2分别表示导体棒a和b与导轨两个接触点间的电压,那么它们大小关系为( )
A. F1=F2,U1> U2 B. F1< F2,U1< U2 C. F1 > F2,U1< U2 D. F1 = F2,U1= U2
6. 物块A以3m/s的初速度在光滑水平面上运动,与静止的物块B发生弹性正碰。已知物块A、B的质量分别是2kg和1kg,则碰后物块A、B的速度大小v1、v2为( )
A. v1=1m/s B. v1=2m/s C. v2=4m/s D. v2=2m/s
7. 图(a)为一交流发电机示意图,线圈abcd在匀强磁场中绕固定轴OO'沿顺时针方向匀速转动,图(b)是该发电机的电动势已随时间t按余弦规律变化的图像。已知线圈电阻为2.5Ω,定值电阻R=10Ω,电表均为理想交流电表。由此可以判定( )
A. 电流表读数为0.8A
B. 电压表读数为10V
C. t=0.1s时刻,穿过线圈的磁通量为零
D. 0~0.05s内,通过电阻R的电荷量为0.04C
8. 如图所示,在竖直平面内有一匀强电场,一带电荷量为 + q、质量为m的小球在力F、重力、电场力的共同作用下,沿图中竖直虚线由M到N做匀速直线运动。已知MN竖直,力F方向与MN之间的夹角为45°,M、N之间的距离为d,重力加速度为g。下列说法正确的是( )
A. 如果电场方向水平向右,则qE = mg
B. 如果电场方向水平向右,则小球从M到N的过程中电势能增加mgd
C. 小球从M到N的过程中F所做的功为
D. 电场强度E可能的最小值为
第Ⅱ卷(非选择题共62分)
二、非选择题(本题包括必考题和选考题两部分,共62分。第9题~第12题为必考题,每个试题考生都必须作答,第13题~第16题为选考题,考生根据要求作答)
(一)必考题
9. 某实验小组欲验证机械能守恒定律,他们设计的实验装置如图甲所示,当地重力加速度为g,实验操作步骤如下。
A.用天平称量出A、B两小球的质量m1、m2,其中m1<m2。
B.小球A的直径d用20分度的游标卡尺测量,示数如图乙所示,其读数d=_____mm。
C.用一轻质细绳跨过悬挂的定滑轮,两端分别系上小球A和B,用手托住小球A,使其与刻度尺“0”刻线对齐,细绳张紧,然后释放小球,读出小球A通过正上方光电门的时间Δt,同时在刻度尺上读出光电门到“0”刻线的距离h。
D.多次改变h,重复步骤c,让小球A每次从同一位置释放,同时读出小球A通过正上方光电门时每次挡光时间Δt,得到多组△t、h数据。
(1)作出()2随h的变化图像,如果是一条过原点的直线,且()2和h的关系式满足()2=_______(用给出的物理量表示),可判断两小球运动过程中机械能守恒。
(2)写出一条减小实验误差的建议:______。
10. 某同学使用伏安法测量一电阻的阻值。
(1)该同学设计了如图甲所示的电路图,实验中读出电流表和电压表的读数分别为I0和U0,根据公式得出了被测电阻的阻值。由于电压表不能看作理想电表,该同学测出的阻值_________(填“大于”或“小于”)被测电阻的真实值;
(2)为使测量结果更准确,该同学又设计了如图乙所示的电路图。
①按照电路图乙,将图丙中实物连线补充完整__________;
②该同学连接好电路,保持开关S2断开、闭合开关S1,调节滑动变阻器的滑片到适当位置,读出电流表A1、A2和电压表V的示数分别为I1、I2和U,则电压表V的内阻__________;
③闭合开关S2,读出电流表A1和电压表V的示数分别为I1′和U′,则被测电阻的阻值__________(用I1、I2、U、I1′和U′表示)。
11. 如图所示,质量为m=1.0kg带正电q=1.0×10-4C的滑块从A点右侧光滑水平面以某一初速度冲上固定在竖直平面内的光滑圆轨道,并沿光滑圆轨道内侧运动到B处后离开圆轨道,恰好从C处无碰撞地冲上粗糙水平台面继续滑行0.3s停止运动,水平台面与滑块间动摩擦因数μ=0.2。整个装置处于竖直向下的匀强电场中,场强E=1.0×105N/C。竖直圆轨道在A点和光滑水平面相切,圆轨道半径R=0.1m,OB与水平面夹角θ=37°。重力加速度g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8。求:
(1)滑块在B处速度vB的大小;
(2)滑块在A处受到圆轨道的支持力F大小。
12. 在粗糙水平面上固定一半径的光滑四分之一圆弧槽。距圆弧槽最低点右侧处有一个质量、长度的薄木板,薄木板与圆弧槽最低点平齐。圆弧槽最低点放置一可视为质点的质量的小物块Q,现让一质量也为m的小物块P(可视为质点)以的水平初速度从右端滑上薄木板。当小物块运动至薄木板左端时,薄木板左端恰好与圆弧槽相撞,同时小物块P与Q碰撞并粘连在一起。已知小物块P与薄木板间的动摩擦因数,重力加速度,求:
(1)从P开始运动到与Q发生碰撞所经历的时间t;
(2)薄木板与水平面间的动摩擦因数;
(3)P、Q碰撞后运动的最大高度H。
(二)选考题(共15分.请考生从给出的2道物理题任选一题作答,并用2B铅笔在答题卡上把所选题目题号后的方框涂黑。注意所做题目的题号必修与所涂题目的题号一致,并且在解答过程中写清每问的小题号,在答题卡指定位置答题。如果多做,则每学科按所做的第一题计分。
【物理-选修3-3】
13. 关于气体内能,下列说法正确的是( )
A. 气体的内能是分子热运动的动能和分子间的势能之和
B. 气体被压缩时,内能可能减小
C. 气体吸收热量后,温度一定升高
D. 一定量的某种理想气体的内能只与温度有关
E. 当理想气体的状态改变时,内能一定发生改变
14. 如图所示,竖直放置、上端开口的绝热气缸底部固定一电热丝(图中未画出),面积为S的绝热活塞位于气缸内(质量不计),下端封闭一定质量的某种理想气体,绝热活塞上放置一质量为M的重物并保持平衡,此时气缸内理想气体的温度为,活塞距气缸底部的高度为h,现用电热丝缓慢给气缸内的理想气体加热,活塞上升了,封闭理想气体的内能增加了。已知大气压强为,重力加速度为g。求:
①活塞上升时理想气体的温度;
②理想气体吸收的热量Q。
【物理-选修3-4】
15. 图甲是沿x轴传播的简谐横波在时刻的波形图,乙图是处质点的振动图像。P是处的质点,Q是处的质点。下列说法正确的是_____
A. 该波沿x轴正方向传播
B. 在时刻,质点P的振动速度一定是10m/s
C. Q质点在0.2s~0.4s内的路程为10cm
D. 以为计时起点,P质点的振动方程为(cm)
E. 该波源的振动频率为5Hz
16. 如图所示,ABCD是某种透明材料的截面,AB面为平面CD面是半径为R的圆弧面,为对称轴。一束单色光从O点斜射到AB面上,折射后照射到圆弧面上E点,刚好发生全反射。已知单色光在AB面上入射角的正弦值为,,透明材料对该单色光的折射率为,光在真空中传播速度为c,求:
(1)与的夹角大小;
(2)光在透明材料中传播的时间(不考虑光在BC面的反射)(结果可以用根号表示)。
参考答案
一.选择题
1. B 2. A 3. B 4. B 5. D 6. AC 7. AC 8. AD
二. 非选择题
9. (1). 6.75
(2).
(3). 减小A球的直径
10. (1). 小于
(2).
(3).
(4).
11. 解:(1)从C处在粗糙水平台面滑行至停止,由动量定理得
μmgt=mvC
解得
vC=1.2m/s
由B到C逆向看成类平抛运动,则B处的速度
解得
vB=2m/s
(2)由A到B由动能定理有
-(mg+qE)R(1+sinθ)=mvB2-mv02
A处,由牛顿第二定律得
F-(mg+qE)=
解得
F=124N
12. 解:(1)对小物块,根据牛顿第二定律:
根据运动学公式:
联立可得:
(2)对薄木板,根据牛顿第二定律:
根据运动学公式:
联立可得:
(3)小物块运动至刚与发生碰撞时的速度:
对、系统,碰撞瞬间根据动量守恒定律:
沿圆弧面继续运动过程,根据能量守恒:
联立以上各式可得:
13. ABD
14. 解:①活塞上升时,理想气体温度为,
得
②活塞上升过程,气体压强为p1,气体对外做功W
由热力学第一定律
知
15. ACD
16. 解:(1)由折射公式有
解得,
光在圆弧面上刚好发生全反射,因此有
解得临界角,
由几何关系可知
故。
②由几何关系知,光在E点的反射光线EF平行于AB,则
光在材料中传播的速度
因此材料中传播时间
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