2023届河北省石家庄二中高三上学期9月开学考试-物理（word版）

这是一份2023届河北省石家庄二中高三上学期9月开学考试-物理（word版），共18页。试卷主要包含了选择题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。
石家庄二中2020级高三年级9月开学考试物理试题时间：75分钟，分值：100分一、选择题（1-7单选，每题4分，共28分。8-12多选，全部选对的得5分，选对但不全的得3分，错选得0分，共25分）1. 如图所示，旋臂式起重机的旋臂保持不动，可沿旋臂“行走”的天车有两个功能，一是吊着货物沿竖直方向运动，而是吊着货物沿旋臂水平运动，现天车吊着货物正在沿水平方向向右匀速行驶，同时又启动天车上的起吊电动机，使货物沿竖直方向做匀加速运动，此时，我们站在地面上观察到货物运动的轨迹可能是图中的（　　）A.  B.  C.  D. 2. 如图所示，质量为m的小球用一轻绳悬挂，在恒力F作用下处于静止状态，静止时悬线与竖直方向的夹角为60°。若把小球换成一质量为2m的小球，仍在恒力F作用下处于静止状态时，此时悬线与竖直方向的夹角为30°。已知重力加速度为g，则恒力F的大小为A. mg B. 2mg C. mg D. 2mg3. 如图所示，小车上有一定滑轮，跨过定滑轮的轻绳上一端系一小球，另一端系在弹簧秤上，弹簧秤固定在小车上.开始时小车向右运动，小球的悬绳与竖直方向的夹角为θ1，若小球的悬绳与竖直方向的夹角减小为θ2（θ1、θ2均保持不变），则夹角为θ2时与夹角为θ1时相比（　　）A. 小车的加速度、弹簧秤读数及小车对地面压力均变大B. 小车的加速度、弹簧秤读数及小车对地面压力均变小C. 小车加速度、弹簧秤读数均变小，小车对地面的压力不变D. 小车的加速度、弹簧秤读数均不变，小车对地面的压力变大4. 如图所示，一条圆柱形的光导纤维，长为L，它的内芯的折射率为n1，内部敷层的折射率为n2，光在空气中的传播速度为c，若光从它的一端射入经全反射后从另一端射出所需的最长时间为t，这时全反射的临界角C，满足sinC＝，则下列说法中正确的是(　　)A. n1>n2，t＝ B. n1<n2，t＝ C. n1>n2，t＝ D. n1<n2，t＝5. 已知地球两极的重力加速度为g,地球同步卫星的轨道半径是地球半径的n倍，考虑地球自转的影响,把地球视为质量均匀分布的球体,则赤道上的重力加速度为（  ）A.      B.    C.    D. 6. 质量为m的物体从高为h的斜面顶端静止下滑，最后停在平面上，若该物体以v0的初速度从顶端下滑，最后仍停在平面上，如图甲所示。图乙为物体两次在平面上运动的v－t图像，则物体在斜面上运动过程中克服摩擦力的功为(　  　)A.  B. C.   D. 7. 目前磁卡已有广泛的应用，如图甲所示，当记录磁性信息的磁卡以速度v在刷卡器插槽里匀速运动时，穿过刷卡器内线圈的磁通量按Φ=Φ0sinkvt的规律变化，刷卡器内的等效电路如图乙所示，已知线圈的匝数为n，电阻为r，外接电路的等效电阻为R。则在任意一段Δt=的时间内，通过等效电阻R的电荷量的最大值为（　　）A. qm= B. qm=C. qm= D. 无法求解8. 如图所示为某时刻的两列简谐横波在同一介质中沿相同方向传播的波形图，此时a波上某质点P的运动方向如图所示，则下列说法正确的是（　　）A. 在P质点完成30次全振动的时间内Q质点可完成20次全振动B. 两列波具有相同的波速C. 一个周期内，Q质点沿x轴前进的距离是P质点的1.5倍D. a波和b波在空间相遇处会产生稳定的干涉图样9. 如图所示，滑块A、B的质量均为m，A套在倾斜固定的直杆上，倾斜杆与水平面成45°角，B套在水平固定的直杆上，两杆分离不接触，两直杆间的距离忽略不计，两直杆足够长，A、B通过铰链用长度为L的刚性轻杆（初始时轻杆与水平面成30°角）连接，A、B从静止释放，B开始沿水平杆向右运动，不计一切摩擦，滑块A、B视为质点，重力加速度为g，下列说法正确的是（　　）A. A、B及轻杆组成的系统机械能守恒B. 当A到达B所在水平面时，A的速度为C. B到达最右端时，A的速度大于D. B的最大速度为10. 如图所示，轻质弹簧一端固定，另一端与质量为的圆环相连，圆环套在倾斜的粗糙固定杆上，杆与水平面之间的夹角为，圆环在处时弹簧竖直且处于原长。将圆环从处静止释放，到达处时速度为零。若圆环在处获得沿杆向上的速度，恰好能回到．已知，是的中点，弹簧始终在弹性限度之内，重力加速度为，则下列说法正确的是 A. 下滑过程中，环受到的合力不断减小B. 下滑过程中，环与杆摩擦产生的热量为C. 从到过程，弹簧对环做功为D. 环经过时，上滑的速度大于下滑的速度11. 如图，质量分别为mA=2kg、mB=4kg的A、B小球由轻绳贯穿并挂于定滑轮两侧等高H=25m处，两球同时由静止开始向下运动，已知两球与轻绳间的最大静摩擦力均等于其重力的0.5倍，且最大静摩擦力等于滑动摩擦力．两侧轻绳下端恰好触地，取g=10m/s2，不计细绳与滑轮间的摩擦，则下列说法正确的是(   )A. A与细绳间为滑动摩擦力，B与细绳间为静摩擦力B. A比B先落地C. A,B落地时的动能分别为400J、850JD. 两球损失的机械能总量250J12. 如图所示为聚力输电的原理图，升压变压器的原、副线圈匝数比为a，降压变压器的原、副线圈匝数比为b，输电线的电阻为，升压变压器和降压变压器均为理想变压器，发电机输出的电压恒为，若由于用户的负载变化，使电压表的示数增大了，则下列判断正确的是（）A. 电压表的示数不变B. 电流表的示数减小了C. 电流表示数减小了D. 输电线损失的功率减小了二、实验题（共12分）13. 用如图（a）所示装置做“验证机械能守恒定律”实验，质量均为m的钩码A、B通过定滑轮用细线连接，钩码B上放一个质量为M的槽码C，从一定高度由静止释放后，钩码B通过带孔搁板D而槽码C留在搁板上，之后钩码B匀速下降并通过光电门E。（1）用游标卡尺测得钩码厚度d如图（b）所示，则钩码厚度d=___________mm。（2）实验测得槽码C到搁板的高度为h，钩码通过光电门的时间为t，查得当地重力加速度为g，则只需由实验数据证明___________与___________（用上述符号表示）近似相等即可证明在误差允许范围内系统机械能守恒。（3）某次实验中从钩码和槽码上读出质量M=m=50g，当地重力加速度取g=9.80 m/s2，调整实验装置使h=30 cm时，测得钩码通过光电门的时间t=0.01120s，则系统损失的机械能ΔE=______J（保留4位小数）。14. 某实验小组想利用水流在重力作用下的粗细变化估测重力加速度大小。如图甲所示，水龙头出口竖直向下，流出的水在重力作用下速度越来越大，所以水流的横截面积会越来越小。水龙头在任意时间t内流出水的体积都为，用游标卡尺在相距的两处测出水流的横截面直径分别为和。（1）某次用游标卡尺测量水流的横截面直径时如图乙所示，其读数为10.4mm。（2）为提高该实验的精度，避免因水龙头出口不规则等一系列因素造成的影响，下列措施有效的是___________。A．水龙头出口越细越好B．测量d1时应尽量靠近水龙头出口C．测量同一横截面直径d时，应从多个角度测量再求平均值D．h取值尽可能大些，但是需要避免因为水流太细而形成离散的水珠（3）试写出重力加速度表达式___________。三、计算题（共35分）15. 我国可控核聚变技术已经走在了世界前列，“东方超环”是全超导托卡马克核聚变实验装置，又被称为“人造太阳”。其原理是让海水中大量存在的氘和氚原子在高温高密度条件下，像太阳一样发生核聚变，为人类提供源源不断的能源。氘核（）和氚核（）结合成氦核（）时，要放出某种质量的粒子，同时释放出能量。已知氘核质量，氚核质量，氦核质量，根据爱因斯坦的质能方程可知相当于，阿伏加德罗常数，氘核的摩尔质量。（1）写出该核聚变反应的核反应方程式，并计算一次核聚变反应中释放的核能；（保留2位有效数字）（2）未来建设一座应用此反应的热核发电站，若该发电站的功率万千瓦，计算理论上该发电站一年（），大约需要多少千克的氘？16. 如图所示，半径为、质量为m的小球用两根不可伸长的轻绳a、b连接，两轻绳的另一端系在一根竖直杆的A、B两点上，A、B两点相距为l，当两轻绳伸直后，A、B两点到球心的距离均为l．当竖直杆以自己为轴转动并达到稳定时(轻绳a、b与杆在同一竖直平面内)．求：(1)竖直杆角速度ω为多大时，小球恰好离开竖直杆；(2)轻绳a的张力Fa与竖直杆转动的角速度ω之间的关系．17. 如图所示，圆柱形管的底端固定一弹射器，弹射器上有一质量 m1= 1 kg的小滑块，管和弹射器的总质量 m2= 2 kg，滑块与管内壁间的滑动摩擦力大小为0.4m1g。整个装置竖直静止在水平地面上。发射时，滑块离开弹射器瞬间距离上管口的距离为 1.0 m； 滑块离开弹射器后上升的最大高度为1.4 m。小滑块可视为质点且弹射时间极短，每次弹射后滑块获得的初速度相等，忽略空气阻力，取重力加速度 g=10 m/s2。求（1）滑块被弹射后在圆柱形管内滑动时的加速度大小；（2）滑块离开弹射器后运动到最高点的时间；（3）当滑块离开弹射器瞬间，对圆柱形管施加一个竖直向上的恒力 F，为保证滑块不滑出管口，计算 F的最小值。                                    石家庄二中2020级高三年级9月开学考试时间：75分钟，分值：100分一、选择题（1-7单选，每题4分，共28分。8-12多选，全部选对的得5分，选对但不全的得3分，错选得0分，共25分）1. 如图所示，旋臂式起重机旋臂保持不动，可沿旋臂“行走”的天车有两个功能，一是吊着货物沿竖直方向运动，而是吊着货物沿旋臂水平运动，现天车吊着货物正在沿水平方向向右匀速行驶，同时又启动天车上的起吊电动机，使货物沿竖直方向做匀加速运动，此时，我们站在地面上观察到货物运动的轨迹可能是图中的（　　）A.  B.  C.  D. 【答案】B2. 如图所示，质量为m的小球用一轻绳悬挂，在恒力F作用下处于静止状态，静止时悬线与竖直方向的夹角为60°。若把小球换成一质量为2m的小球，仍在恒力F作用下处于静止状态时，此时悬线与竖直方向的夹角为30°。已知重力加速度为g，则恒力F的大小为A. mg B. 2mg C. mg D. 2mg【答案】A3. 如图所示，小车上有一定滑轮，跨过定滑轮的轻绳上一端系一小球，另一端系在弹簧秤上，弹簧秤固定在小车上.开始时小车向右运动，小球的悬绳与竖直方向的夹角为θ1，若小球的悬绳与竖直方向的夹角减小为θ2（θ1、θ2均保持不变），则夹角为θ2时与夹角为θ1时相比（　　）A. 小车的加速度、弹簧秤读数及小车对地面压力均变大B. 小车的加速度、弹簧秤读数及小车对地面压力均变小C. 小车的加速度、弹簧秤读数均变小，小车对地面的压力不变D. 小车的加速度、弹簧秤读数均不变，小车对地面的压力变大【答案】C4. 如图所示，一条圆柱形的光导纤维，长为L，它的内芯的折射率为n1，内部敷层的折射率为n2，光在空气中的传播速度为c，若光从它的一端射入经全反射后从另一端射出所需的最长时间为t，这时全反射的临界角C，满足sinC＝，则下列说法中正确的是(　　)A. n1>n2，t＝ B. n1<n2，t＝ C. n1>n2，t＝ D. n1<n2，t＝【答案】C5. 已知地球两极的重力加速度为g,地球同步卫星的轨道半径是地球半径的n倍，考虑地球自转的影响,把地球视为质量均匀分布的球体,则赤道上的重力加速度为（  ）A. B. C. D. 【答案】B6. 质量为m的物体从高为h的斜面顶端静止下滑，最后停在平面上，若该物体以v0的初速度从顶端下滑，最后仍停在平面上，如图甲所示。图乙为物体两次在平面上运动的v－t图像，则物体在斜面上运动过程中克服摩擦力的功为(　  　)A.  B. C.  D. 【答案】D7. 目前磁卡已有广泛应用，如图甲所示，当记录磁性信息的磁卡以速度v在刷卡器插槽里匀速运动时，穿过刷卡器内线圈的磁通量按Φ=Φ0sinkvt的规律变化，刷卡器内的等效电路如图乙所示，已知线圈的匝数为n，电阻为r，外接电路的等效电阻为R。则在任意一段Δt=的时间内，通过等效电阻R的电荷量的最大值为（　　）A. qm= B. qm=C. qm= D. 无法求解【答案】C8. 如图所示为某时刻的两列简谐横波在同一介质中沿相同方向传播的波形图，此时a波上某质点P的运动方向如图所示，则下列说法正确的是（　　）A. 在P质点完成30次全振动的时间内Q质点可完成20次全振动B. 两列波具有相同的波速C. 一个周期内，Q质点沿x轴前进的距离是P质点的1.5倍D. a波和b波在空间相遇处会产生稳定的干涉图样【答案】AB9. 如图所示，滑块A、B的质量均为m，A套在倾斜固定的直杆上，倾斜杆与水平面成45°角，B套在水平固定的直杆上，两杆分离不接触，两直杆间的距离忽略不计，两直杆足够长，A、B通过铰链用长度为L的刚性轻杆（初始时轻杆与水平面成30°角）连接，A、B从静止释放，B开始沿水平杆向右运动，不计一切摩擦，滑块A、B视为质点，重力加速度为g，下列说法正确的是（　　）A. A、B及轻杆组成的系统机械能守恒B. 当A到达B所在的水平面时，A的速度为C. B到达最右端时，A的速度大于D. B的最大速度为【答案】AC10. 如图所示，轻质弹簧一端固定，另一端与质量为的圆环相连，圆环套在倾斜的粗糙固定杆上，杆与水平面之间的夹角为，圆环在处时弹簧竖直且处于原长。将圆环从处静止释放，到达处时速度为零。若圆环在处获得沿杆向上的速度，恰好能回到．已知，是的中点，弹簧始终在弹性限度之内，重力加速度为，则下列说法正确的是 A. 下滑过程中，环受到的合力不断减小B. 下滑过程中，环与杆摩擦产生的热量为C. 从到过程，弹簧对环做功为D. 环经过时，上滑的速度大于下滑的速度【答案】CD11. 如图，质量分别为mA=2kg、mB=4kg的A、B小球由轻绳贯穿并挂于定滑轮两侧等高H=25m处，两球同时由静止开始向下运动，已知两球与轻绳间的最大静摩擦力均等于其重力的0.5倍，且最大静摩擦力等于滑动摩擦力．两侧轻绳下端恰好触地，取g=10m/s2，不计细绳与滑轮间的摩擦，则下列说法正确的是(   )A. A与细绳间为滑动摩擦力，B与细绳间为静摩擦力B. A比B先落地C. A,B落地时的动能分别为400J、850JD. 两球损失的机械能总量250J【答案】ACD12. 如图所示为聚力输电的原理图，升压变压器的原、副线圈匝数比为a，降压变压器的原、副线圈匝数比为b，输电线的电阻为，升压变压器和降压变压器均为理想变压器，发电机输出的电压恒为，若由于用户的负载变化，使电压表的示数增大了，则下列判断正确的是（）A. 电压表的示数不变B. 电流表的示数减小了C. 电流表的示数减小了D. 输电线损失的功率减小了【答案】AC二、实验题（共12分）13. 用如图（a）所示装置做“验证机械能守恒定律”实验，质量均为m的钩码A、B通过定滑轮用细线连接，钩码B上放一个质量为M的槽码C，从一定高度由静止释放后，钩码B通过带孔搁板D而槽码C留在搁板上，之后钩码B匀速下降并通过光电门E。（1）用游标卡尺测得钩码厚度d如图（b）所示，则钩码厚度d=___________mm。（2）实验测得槽码C到搁板的高度为h，钩码通过光电门的时间为t，查得当地重力加速度为g，则只需由实验数据证明___________与___________（用上述符号表示）近似相等即可证明在误差允许范围内系统机械能守恒。（3）某次实验中从钩码和槽码上读出质量M=m=50g，当地重力加速度取g=9.80 m/s2，调整实验装置使h=30 cm时，测得钩码通过光电门的时间t=0.01120s，则系统损失的机械能ΔE=______J（保留4位小数）。【答案】    ①. 15.60    ②. Mgh    ③.     ④. 0.001514. 某实验小组想利用水流在重力作用下的粗细变化估测重力加速度大小。如图甲所示，水龙头出口竖直向下，流出的水在重力作用下速度越来越大，所以水流的横截面积会越来越小。水龙头在任意时间t内流出水的体积都为，用游标卡尺在相距的两处测出水流的横截面直径分别为和。（1）某次用游标卡尺测量水流的横截面直径时如图乙所示，其读数为10.4mm。（2）为提高该实验的精度，避免因水龙头出口不规则等一系列因素造成的影响，下列措施有效的是___________。A．水龙头出口越细越好B．测量d1时应尽量靠近水龙头出口C．测量同一横截面直径d时，应从多个角度测量再求平均值D．h取值尽可能大些，但是需要避免因为水流太细而形成离散的水珠（3）试写出重力加速度表达式___________。【答案】    ①. CD##DC    ②. 三、计算题（共35分）15. 我国可控核聚变技术已经走在了世界前列，“东方超环”是全超导托卡马克核聚变实验装置，又被称为“人造太阳”。其原理是让海水中大量存在的氘和氚原子在高温高密度条件下，像太阳一样发生核聚变，为人类提供源源不断的能源。氘核（）和氚核（）结合成氦核（）时，要放出某种质量的粒子，同时释放出能量。已知氘核质量，氚核质量，氦核质量，根据爱因斯坦的质能方程可知相当于，阿伏加德罗常数，氘核的摩尔质量。（1）写出该核聚变反应的核反应方程式，并计算一次核聚变反应中释放的核能；（保留2位有效数字）（2）未来建设一座应用此反应的热核发电站，若该发电站的功率万千瓦，计算理论上该发电站一年（），大约需要多少千克的氘？【答案】（1）；；（2）【解析】【分析】【详解】（1）该核反应方程式为反应中的质量亏损为根据质能方程代入数据得（2）该发电站一年产生的电能代入数据求得理论上该发电站一年需要的氘的质量代入数据解得16. 如图所示，半径为、质量为m的小球用两根不可伸长的轻绳a、b连接，两轻绳的另一端系在一根竖直杆的A、B两点上，A、B两点相距为l，当两轻绳伸直后，A、B两点到球心的距离均为l．当竖直杆以自己为轴转动并达到稳定时(轻绳a、b与杆在同一竖直平面内)．求：(1)竖直杆角速度ω为多大时，小球恰好离开竖直杆；(2)轻绳a的张力Fa与竖直杆转动的角速度ω之间的关系．【答案】（1）（2）①时，；②时，；③时，．【解析】【详解】【分析】小球恰离开竖直杆时，受重力和拉力，拉力的竖直分力与重力平衡，水平分力提供向心力；根据两绳刚好伸直，利用水平方向的合力提供向心力即可求得；分墙壁对球有弹力、球飞起、绳子b也有弹力三种情况讨论，注意合力的水平分力提供向心力，合力竖直分力为零．解：（1）设a绳与杆夹角为，，（2）b绳刚伸直瞬间，时，时时         ，    17. 如图所示，圆柱形管的底端固定一弹射器，弹射器上有一质量 m1= 1 kg的小滑块，管和弹射器的总质量 m2= 2 kg，滑块与管内壁间的滑动摩擦力大小为0.4m1g。整个装置竖直静止在水平地面上。发射时，滑块离开弹射器瞬间距离上管口的距离为 1.0 m； 滑块离开弹射器后上升的最大高度为1.4 m。小滑块可视为质点且弹射时间极短，每次弹射后滑块获得的初速度相等，忽略空气阻力，取重力加速度 g=10 m/s2。求（1）滑块被弹射后在圆柱形管内滑动时的加速度大小；（2）滑块离开弹射器后运动到最高点的时间；（3）当滑块离开弹射器瞬间，对圆柱形管施加一个竖直向上的恒力 F，为保证滑块不滑出管口，计算 F的最小值。【答案】（1）；（2）；（3）24N【解析】【分析】【详解】（1）对滑块由牛顿第二定律得①解得②（2）设滑块离开弹射器的初速度为v0，离开管口的速度为v1，滑块到上端口的距离为l，滑块上升的最大高度为H。滑块由底端。上升到最高点的过程中，由动能定理得③滑块离开管口后竖直上抛，由动能定理得④滑块滑到管口的时间⑤滑块从管口，上抛到最大高度处的时间⑥滑块运动的总时间⑦解得⑧（3）为保证滑块不滑出圆柱管，当滑块运动至圆柱形管口时，滑块与圆柱形管恰好共速，所需要施加的外力F最小。设圆柱形管上升的加速度为a2，共速的时间为t3，共速的速度为v。对管由牛顿第二定律得⑨滑块与圆柱形管的相对位移共速时解得F= 24N