2023天津武清区杨村一中高三下学期开学摸底测试物理试题含解析

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2022-2023学年高三年级第二学期开学摸底测试物理试卷一、单项选择题（本题包括5小题，每小题5分，共25分．每小题只有一个选项符合题意）1. 一池塘，从水面往下越深水温越低，一水底的鱼吐出一气泡，气泡在缓慢上浮的过程中（接近水面时气泡内的温度高于在水底的温度），关于气泡内的气体（可看作理想气体），下列说法正确的是（　　）A. 气体的压强减小 B. 外界对气体做正功C. 气体的内能减小 D. 气体吸收的热量小于内能增加量【答案】A【解析】【详解】A．气泡内气体压强p=p0+ρgh气泡升高过程中，其压强减小，故A正确；B．温度升高，根据一定质量的理想气体状态方程知，气体体积一定增大，故气泡内气体对外界做正功，故B错误；CD．由于气体温度升高内能增加，且对外做功，根据热力学第一定律ΔU=W+Q可知气体吸收的热量大于内能增加量，故CD错误。故选A。2. 在科学技术研究中，关于原子定态、原子核变化的过程中，下列说法正确的是（　　）A. 采用物理或化学方法可以有效地改变放射性元素的半衰期B. 发生β衰变时原子核放出电子，说明电子是原子核的组成部分C. 原子核所含核子单独存在时的总质量小于该原子核的质量D. 由玻尔理论知道氢原子从激发态跃迁到基态时会放出光子【答案】D【解析】【详解】A．采用物理或化学方法都不能改变放射性元素的半衰期，选项A错误；B．发生β衰变时原子核放出电子，这是核内的中子转化为质子时放出的，不能说明电子是原子核的组成部分，选项B错误；C．原子核所含核子单独存在时的总质量大于该原子核的质量，故C错误；D．由玻尔理论知道氢原子从激发态跃迁到基态时会放出光子，选项D正确。故选D。3. 图（a）是目前世界上在建规模最大、技术难度最高的水电工程“白鹤滩水电站”，是我国实施“西电东送”的大国重器，其发电量位居全世界第二，仅次于三峡水电站。白鹤滩水电站远距离输电电路示意图如图（b）所示，如果升压变压器与降压变压器均为理想变压器，发电机输出电压恒定，表示输电线电阻，则当用户功率增大时（　　）A. 示数增大，示数减小B. 示数不变、示数减小C. 输电线上的功率损失减小D. 、示数的乘积等于、示数的乘积【答案】B【解析】【详解】A．由于发电机输出电压恒定，在升压变压器位置，根据可知，升压变压器副线圈两端电压不变，即示数不变，用户功率增大，即并联用户数量增多，令用户的等效电阻为R0，则等效电阻R0减小，将降压变压器与用户看为一个整体，令整体的等效电阻为，降压变压器原副线圈两端电压分别为、，电流表、示数分别为、，则有用户的等效电阻为R0减小，则 减小，示数可知，示数增大，降压变压器位置，根据可知，示数也增大，A错误；B．由于根据上述可知，示数不变，示数增大，降压变压器原线圈两端电压减小，根据可知，降压变压器副线圈两端电压减小，即示数不变、示数减小，B正确；C．输电线上损耗的功率根据上述，示数增大，则输电线上的功率损失增大，C错误；D．由于输电线上存在功率损耗，则、示数的乘积等于、示数的乘积与输电线上损耗的功率之和，D错误。故选B。4. 2022年10月31日15时37分我国长征五号运载火箭将梦天实验舱成功发射，梦天实验舱发射入轨后，于北京时间11月1日4时27分，成功对接于天和核心舱前向端口，整个交会对接过程历时约13个小时。梦天实验舱的加入标志中国空间站三舱“T”字的基本构型完成，若已知空间站在轨运行可看成匀速圆周运动，运行周期为，地球同步卫星的运行周期为，地球半径为，地球表面重力加速度为，引力常量为，下列说法正确的是（　　）A. 空间站在轨运行的线速度大于B. 空间站离地面的高度C. 要实现梦天实验舱从低轨道与天和核心舱对接，需使梦天实验舱加速D. 根据以上条件可以求出地球与空间站间的万有引力【答案】C【解析】【详解】A．中国空间站在轨运行做匀速圆周运动时，由万有引力提供向心力可知，空间站轨道半径大于近地卫星轨道半径，所以空间站在轨运行的线速度小于，故A错误；B．万有引力提供向心力 ，空间站离地面的高度故B错误；C．要实现梦天实验舱从低轨道与天和核心舱对接，需使梦天实验舱加速离心，故C正确；D．由于空间站质量未知，无法计算地球与空间站间的万有引力，故D错误。故选C。5. 如图所示，一定强度的激光（含有两种频率的复色光）沿半径方向入射到半圆形玻璃砖的圆心点，经过玻璃砖后有三束光射出，下列说法正确的是（　　）A. 光束单色光B. 做双缝干涉实验时，用光要比用光条纹间距小C. 入射光的入射角从0开始增大，光比光先消失D. 光穿过玻璃砖所用的时间比光穿过玻璃砖所用的时间短【答案】D【解析】【详解】A．复色光沿半径方向入射到半圆形玻璃砖圆心点，两种光都发生反射，光束是复色光，故A错误；B．根据图中折射情况，结合折射定律可知玻璃对B光的折射率比C光小，B光的频率比C光小，根据可知B光的波长比C光长，根据可知做双缝干涉实验时，用B光要比用C光条纹间距大，故B错误；C．根据临界角玻璃对B光的折射率比C光小，B光的临界角比C光大，入射光的入射角从0开始增大，C光比B光先消失，故C错误；D．根据可知玻璃对B光的折射率比C光小，B光在玻璃中速度比C光大，在玻璃砖中的光程相等，根据可知光穿过玻璃砖所用的时间比光穿过玻璃砖所用的时间短，故D正确。故选D。二、不定项选择题（每小题5分，共15分，每小题给出的四个选项中，都有多个选项是正确的，全部选对得5分，选对但选不全的得3分，选错或者不答的得0分）6. 某物体在水平面内运动的速度一时间（）关系图像如图所示．下列说法正确的是（　　）A. 物体在水平面内做曲线运动B. 在时间内，物体的运动方向改变C. 在时刻物体的加速度最大，速度最小D. 在时间内，物体平均速度的大小大于【答案】BD【解析】【详解】A．v-t图像只能描述直线运动，即物体在水平面内做直线运动，选项A错误；B．在0-t1时间内速度为正，在t1-t2时间内速度为负，即在时间内，物体的运动方向改变，选项B正确；C．图像的切线的斜率等于加速度，可知在时刻物体的加速度为零，速度反向最大，选项C错误；D．图像与坐标轴围成的面积等于位移，则在时间内，物体的位移大于做匀变速直线运动的位移，可知在该时间内的平均速度的大小大于，选项D正确。故选BD。7. 如图所示，平行板电容器与电动势为的电源连接，上极板接地，一带负电的油滴固定于电容器中的点，现将平行板电容器的下极板竖直向下移动一小段距离，则（　　）A. 带电油滴所受静电力不变B. 点的电势将降低C. 带电油滴在点时的电势能减小D. 电容器的电容减小，极板带电荷量将减小【答案】CD【解析】【详解】A．平行板电容器两端电压U不变，将平行板电容器的下极板B竖直向下移动一小段距离，根据可知两极板间电场强度减小，则带电油滴所受静电力减小，故A错误；B．A板接地，电势为零，设P到A板的距离为x，根据沿电场强度方向电势降低可知P点电势为因为x不变，而E减小，所以P点的电势将升高，故B错误；C．带电油滴所受电场力方向竖直向上，油滴带负电，根据公式因为P点电势升高，则带电油滴在P点时的电势能降低，故C正确；D．根据可知电容器的电容减小，再根据因为电压不变，可知极板带电荷量减小，故D正确。故选CD。8. 图甲为一列沿轴传播的简谐横波在时的波形图，是介质中的三个质点，的平衡位置，的平衡位置，的平衡位置；图乙为质点的振动图像。下列说法正确的是（　　）A. 这列波的传播方向沿轴正方向B. 这列波的传播速度大小为C. 从时起，质点比质点先回到平衡位置D. 在时，质点和质点的运动方向相同【答案】BD【解析】【详解】A．由图乙可知，质点P在时向下振动，据“同侧法”可知，这列波传播方向沿轴负方向，A错误；B．由甲图可知波长为8m，由乙图可知，周期为4s，故这列波的传播速度大小为B正确；C．从时起，质点向上振动远离平衡位置，质点向下振动靠近平衡位置，故质点N先回到平衡位置，C错误；D．在时，即经过，质点到达波峰后向下振动，质点越过平衡位置后向下振动，故两质点的运动方向相同，D正确。故选BD。三、实验题（本题共2个小题，每空2分，共12分）9. 图甲为“验证机械能守恒定律”的实验装置示意图。现有的器材为：带铁夹的铁架台、电磁打点计时器、纸带、带铁夹的重锤。回答下列问题：（1）为完成此实验，除了所给的器材，还需要的器材有______（填入正确选项前的字母）；A．秒表  B．刻度尺  C．的交流电源  D．的交流电源（2）关于此实验，下列说法中正确的是________；A．重物的质量可以不测量B．重物最好选择密度较小的木块C．实验中应先释放纸带，后接通电源D．可以利用公式来求解瞬时速度（3）若实验中所用重锤质量，打出的纸带如图乙所示，点为开始下落时打出的第一个点，打点时间间隔为，则打点时，重锤动能_____（，结果保留三位有效数字）。【答案】    ①. BC##CB    ②. A    ③. 0.171【解析】【详解】（1）[1]题中使用电磁打点计时器，需要的交流电源，还需要刻度尺测量纸带上的点距。故选BC。（2）[2]A．由机械能守恒定律可得故重物的质量可以不测量，A正确；B．重物最好选择密度较大的铁块，以减小空气阻力的影响，B错误；C．实验中应先接通电源，后释放纸带，C错误；D．若利用公式来求解瞬时速度，则当成物体以加速度g自由下落，机械能必然守恒，D错误。故选A。（3）[3]若实验中所用重锤质量，打出的纸带如图乙所示，点为开始下落时打出的第一个点，打点时间间隔为，则打点时，重锤的速度为重锤的动能为10. 多用电表是常用的测量仪表。（1）如图是多用电表原理简图，若选择开关S接6时，对应的挡位是直流电压挡，若选择开关S接5时，对应的挡位可能是直流电压_______挡（选填“”或“”）。若选择开关S接4时，对应的挡位是_____挡（选填“电流”或“欧姆”）。（2）关于多用电表欧姆挡的使用，下列说法正确的是________。A．因流过欧姆挡表头的电流与待测电阻的阻值不成线性关系，所以表盘刻度不均匀B．用欧姆挡测电阻时，被测电阻的阻值越大，指针向右转过的角度就越大C．用欧姆挡测电阻时，每次换挡后必须重新短接两表笔进行欧姆调零D．测量电阻时用手指紧紧按住红、黑表笔与电阻接触的部分，这样测量值会偏大【答案】    ①. 2.5V    ②. 欧姆    ③. AC##CA【解析】【详解】(1)[1]表头的改装利用的是串并联电路的特点，串联分压，并联分流，因此表头串联电阻将改装成电压表，在纯电阻电路中，串联电路各部分所分电压与电阻成正比，当开关S接6时要比接5时串联的电阻更大，因此当开关S接5时电压表的量程要小于接6时电压表的量程，由此可知此时对应的挡位可能是直流电压挡；[2]开关S接4时可知接通了多用电表内部电源，因此此时对应挡位是欧姆挡。(2)[3]A．设欧姆表的内阻为，当欧姆表红黑表笔两端接入待测电阻时，根据闭合电路的欧姆定律可得流过欧姆挡表头的电流与待测电阻的阻值不成线性关系，所以表盘刻度不均匀，故A正确；B．用欧姆挡测电阻时，被测电阻的阻值越大，指针向右转过的角度就越小，故B错误；C．用欧姆挡测电阻时，每次换挡后必须重新短接两表笔进行欧姆调零，故C正确；D．测量电阻时用手指紧紧按住红、黑表笔与电阻接触的部分，这时人体就会和待测电阻并联，并联后的等效电阻小于待测电阻，这样测量值会偏小，故D错误。故选AC四、计算题（本题共3小题，共48分）11. 2022年举办的第24届冬奥会中,短道速滑接力赛是冰上最为激烈的运动项目之一。质量60kg的队员甲，以速度12m/s从后方接近质量为50kg的队员乙，身体接触前队员乙的速度为9.6m/s；队员甲在推送队员乙的过程中推送时间极短，队员乙被推后的瞬时速度为12m/s，队员甲助力后在直道上向前滑行了19m，接着碰撞上缓冲垫后1s停下；运动员的鞋子与冰面间的动摩擦因数为0.05，g取10m/s2。（1）求甲运动员助力后的速度；（2）求甲对缓冲垫的平均作用力是多少。【答案】（1）；（2）【解析】【详解】（1）由甲运动员推送乙方队员过程中，由动量守恒得解得（2）队员甲推送完队员乙后到恰接触缓冲垫过程根据动能定理得甲运动员碰撞上缓冲垫后，根据动量定理得解得12. 如图所示，在竖直平面内建立直角坐标系xOy，其第一象限存在着正交的匀强电场和匀强磁场，电场强度的方向水平向右，磁感应强度的方向垂直纸面向里。一带电荷量为＋q、质量为m的微粒从原点出发，以某一初速度沿与x轴正方向的夹角为45°的方向进入复合场中，正好做直线运动，当微粒运动到A（l，l）时，电场方向突然变为竖直向上（不计电场变化的时间），微粒继续运动一段时间后，正好垂直于y轴穿出复合场。不计一切阻力，重力加速度为g，求：（1）电场强度E的大小；（2）磁感应强度B的大小；（3）微粒在复合场中的运动时间。【答案】（1）；（2）；（3）【解析】【详解】（1）微粒到达A(l，l)之前做匀速直线运动，对微粒受力分析如图甲可知得（2）由平衡条件得电场方向变化后，微粒所受重力与静电力平衡，微粒在洛伦兹力作用下做匀速圆周运动，轨迹如图乙由几何知识可得l联立解得解得（3）微粒做匀速直线运动的时间微粒做匀速圆周运动的时间微粒在复合场中的运动时间13. 如图甲为研究电磁感应的实验装置示意图，其中电流传感器（电阻不计）能将各时刻的电流数据实时通过数据采集器传输给计算机，经计算机处理后在屏幕上同步显示出I—t图像。平行且足够长的光滑金属轨道的电阻忽略不计，左侧倾斜导轨平面与水平方向夹角θ = 37°，与右侧水平导轨平滑连接，轨道上端连接一阻值R = 0.5Ω的定值电阻，金属杆MN的电阻r = 0.5Ω，质量m = 1kg，杆长L = 1m跨接在两导轨上。左侧倾斜导轨区域加一垂直轨道平面向下的匀强磁场；右侧水平导轨区域也加一垂直轨道平面向下的匀强磁场，磁感应强度大小都为B = 1.0T，让金属杆MN从图示位置由静止释放，其始终与轨道垂直且接触良好，金属棒经过倾斜轨道与水平轨道连接处无能量损失，此后计算机屏幕上显示出金属杆在倾斜导轨上滑行过程中的I—t图像，如图乙所示，g取10m/s2，sin37o = 0.6，求：(1)金属杆MN在倾斜导轨上滑行的最大速率；(2)金属杆MN在水平导轨上滑行过程中克服安培力做的总功；(3)根据计算机上显示的I—t图像可知，当t = 0.5s时I = 2A，求0 ~ 0.5s内在电阻R上产生的焦耳热。【答案】(1)6m/s；(2)18J；(3)2J【解析】【分析】【详解】(1)由I—t图象可知，当金属杆到达斜面低端时，已经达到最大速率匀速运动，由平衡条件得mgsinθ = BIL感应电动势E = BLvm = I(R + r)代入数据解得vm = 6m/s(2)金属杆MN在水平导轨上滑行过程中，由动能定理可得- W安 = 0 - mvm2代入数据解得W安 = 18J(3)由题t = 0.5s时I = 2A，依据闭合电路欧姆定律，有代入数据解得v = 2m/s在0 ~ 0.5s内，根据动量定理可得而联立整理得x = 1.0m由功能关系可得代入数据解得Q = 4J则