2022-2023学年河南省漯河市中学高三下学期开学摸底考试物理试题含解析

这是一份2022-2023学年河南省漯河市中学高三下学期开学摸底考试物理试题含解析，共24页。试卷主要包含了选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。
漯河市中学2022-2023学年高三下学期开学摸底考试物理试题一、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. 红宝石激光器的工作物质是红宝石，它是含有铬离子的三氧化二铝晶体，利用其中铬离子产生激光。铬离子的能级图如图所示，是基态，是亚稳态，是激发态。若以脉冲氙灯发出的波长为的光照射晶体，处于基态的铬离子受到激发而跃迁到，而后自发地跃迁到，释放出波长为的光，处于亚稳态的离子跃迁到基态时辐射出的光就是激光，这种激光的波长为（　　）A.  B.  C.  D. 【答案】A【解析】【详解】根据波尔的能级跃迁假说可知，波长为的光照射晶体，处于基态的铬离子受到激发而跃迁到，有自发地跃迁到，释放出波长为的光，有处于亚稳态的离子跃迁到基态时辐射出的光就是激光，有联立各式解得激光的波长为故选A。2. 2022年8月20日1时37分，我国在西昌卫星发射中心使用长征二号丁运载火箭，成功将遥感三十五号04组卫星发射升空，卫星顺利进入预定轨道，发射任务获得圆满成功。通过观察火箭上搭载物视重（物体与支持物相对静止并不受地球、支持物以外其他作用时，物体对支持物的作用力）的变化可以测量火箭竖直向上运动的加速度。假设在火箭上放置质量为的物体，当火箭上升到距离地面高度为地球半径3倍时，检测仪器显示物体的视重为9 N，取地球表面重力加速度，忽略地球自转，则火箭竖直向上运动的加速度为（　　）A.  B.  C.  D. 【答案】C【解析】【详解】设距离地面高度为地球半径3倍处的重力加速度为g，在此位置处由牛顿第二定律得其中
 设地球半径为R，在距离地面高度为地球半径3倍处，由万有引力等于重力有在地球表面有联立解得故选C。3. 如图所示，足够长的光滑斜面体静止在光滑水平地面上，将由同种材料制成的A、B两物体放在斜面上，由静止释放，下滑过程中A、B两物体始终相对静止。下列关于A、B两物体下滑过程中的说法正确的是（　　）A. A物体的机械能守恒B. 斜面体与B在水平方向的加速度大小可能相等C. 斜面体的加速度逐渐减小D. A、B与斜面体构成的系统动量守恒【答案】B【解析】【详解】A．对斜面体进行受力分析，在水平方向有物体B对斜面压力的分力，故斜面体向右加速运动，又斜面体的重力势能不变，动能增加，则机械能增加，根据能量守恒可知A、B两物体的机械能均减小，故A错误；C．将A、B看成整体，A、B相对斜面体来说沿斜面向下做加速运动，对斜面的压力恒定，则斜面体在水平方向所受合力不变，即加速度不变，故C错误；D．竖直方向上合力对A、B与斜面体构成的系统的冲量不为零，故动量不守恒，故D错误；B．A、B与斜面体构成的系统在水平方向不受外力，故水平方向动量守恒，当斜面体的质量等于A、B的质量之和时，斜面体与B在水平方向的加速度大小相等，故B正确。故选B。4. 比荷为k的带正电粒子以速度v对准圆心O沿着方向射入半径为R的圆形匀强磁场区域，从磁场区域射出时速度方向偏转60°，若不计粒子的重力，则（　　）A. 带电粒子在圆形匀强磁场中运动的轨迹半径为RB. 圆形匀强磁场区域的磁感应强度为C. 带电粒子在圆形匀强磁场中运动的路程为D. 带电粒子在匀强磁场中运动的时间为【答案】B【解析】【详解】根据题述情景，画出带电粒子运动轨迹A．由几何关系有解得带电粒子轨迹半径故A错误；B．带电粒子在匀强磁场中运动，洛伦兹力提供向心力，有带电粒子的比荷解得故B正确；CD．带电粒子在圆形匀强磁场中运动的路程带电粒子在匀强磁场区域运动时间故CD错误。故选B。5. 如图所示，竖直平面内有一大小和方向均未知的匀强电场，一质量为m的带电小球从A点以速率抛出，经过B点时速率也为，A、B连线与水平方向的夹角为α，重力加速度为g，则所加匀强电场的场强最小值为（　　）A.  B. C.  D. 【答案】A【解析】【详解】小球在A、B两点速度大小一样，则电场力与重力的合力方向必垂直于A、B连线，可利用矢量三角形法作出如下图由分析图可以看出，电场力方向与合力方向垂直时有电场力最小值故选A。6. 地铁进站后的运动可以视为匀减速直线运动，某同学站在地铁站观察，看到地铁进站后用时20s停止，最后1s内位移大小为0.5m，则地铁（　　）A. 进站的加速度大小是2.0m/s2B. 进站后第1s内的位移大小是19.5mC. 进站后前10s位移和后10s的位移之比为4:1D. 进站初速度大小是20m/s【答案】BD【解析】【详解】A．由逆向思维法可把地铁的匀减速运动看作初速度为零的匀加速运动，最后1s内位移大小为0.5m，根据位移时间关系解得加速度大小为故A错误；D．地铁进站时速度大小为故D正确；B．地铁第1s内的位移大小是故B正确；C．由初速度为零的匀加速直线运动规律可知，地铁前10s的位移和后10s的位移之比为3:1，故C错误。故选BD。7. 在校运会上某同学参加了跳远比赛，并取得了8.0m远的成绩。图示为该同学起跳后被手机通过连拍得到的图象，拍摄相邻两位置的时间间隔为0.2s。忽略该同学在空中运动时受到的空气阻力且该同学可视为质点，已知当地的重力加速度为，则下列说法正确的是（　　）A. 起跳后该同学水平方向上的速度大小约为8 m/sB. 起跳瞬间该同学竖直方向上的速度大小约为4.9 m/sC. 起跳瞬间该同学的速度大小约为D. 起跳后该同学上升的最大高度约为2.5m【答案】ABC【解析】【详解】A．结合题述可知，该同学在空中运动的总时间为则起跳后该同学水平方向上的速度大小约为故A正确；B．起跳后该同学在空中做斜上抛运动，由运动的对称性可知，该同学起跳后在上升阶段用时t1=0.5s则起跳瞬间该同学竖直方向上的速度大小约为故B正确；C．起跳瞬间该同学的速度大小约为故C正确；D．起跳后该同学上升的最大高度约为故D错误。故选ABC。8. 如图所示，两条光滑平行的金属导轨水平放置，导轨间距为d，导轨右端之间接有阻值为R的定值电阻。导轨之间存在竖直向下、磁感应强度大小为B的匀强磁场。将一根质量为m、长度为（）的金属棒放在导轨左端，接入导轨的阻值为r，水平恒力F作用在金属棒中点，当金属棒运动位移s时达到最大速度后撤去恒力F，金属棒最后静止于水平导轨靠近右端处。已知金属棒始终与导轨垂直且接触良好，导轨电阻不计，则（　　）A. 电阻R中电流方向为从N到MB. 金属棒达到的最大速度为C. 水平恒力做的功为D. 整个过程中电阻R产生的焦耳热为【答案】BD【解析】【详解】A．由右手定则可判断出金属棒中电流方向为从Q到P，电阻R中电流方向为从M到N，故A错误；B．金属棒在恒力F作用下做加速度逐渐减小的加速运动，当金属棒受到的安培力与F平衡时，金属棒加速度减小到零，该时刻金属棒速度最大，此时金属棒的应电动势为金属棒中的感应电流为金属棒受到的安培力为根据受力平衡有联立解得故B正确；C．水平恒力做的功为故C错误；D．对金属棒运动的全过程，根据功能关系有根据焦耳定律有联立解得故D正确。故选BD。二、非选择题：本卷包括必考题和选考题两部分。第9～12题为必考题，每个试题考生都必须作答。第13～14题为选考题，考生根据要求作答。（一）必考题（4题，共47分）9. 某同学利用三根相同的轻质弹簧通过图甲装置验证“力的平行四边形定则”，其实验操作如下：①弹簧1自然下垂时用刻度尺测量弹簧1的长度；②弹簧2和3与弹簧1下端挂在一起，并用力拉2、3的另一端，如图乙所示，使弹簧1的下端在O点，在纸上标记O点的位置和弹簧2、3轴线所在直线，并测量相关量；③根据②中测得的量作出弹簧1、2、3的拉力的图示。请回答下列问题：（1）为了验证“力的平行四边形定则”，_________（选填“需要”或“不需要”）测量弹簧的劲度系数，步骤②中需要直接测量的量为_______________；（2）若步骤③中弹簧2、3共同作用时合力的理论值为，弹簧1弹力的测量值为，在实验误差允许范围内满足关系式________时，可验证力的平行四边形定则成立。【答案】    ①. 不需要    ②. 弹簧1、2、3的长度    ③. 【解析】【详解】(1)[1][2]根据胡克定律有，弹簧拉力与弹簧的伸长量成正比，不需要测量弹簧的劲度系数，只需要知道弹簧1、2、3的伸长量，即需要直接测量的量是弹簧1、2、3的长度。(2)[3]弹簧2、3共同作用时合力的理论值代表的有向线段与代表的有向线段相等时，可验证力的平行四边形定则成立。10. 如图甲是测量电源电动势及研究其输出功率的电路图，有下列器材可供选择，利用所选器材经过多次测量，记录电压表、电流表的示数，作出图像为图乙中曲线。A．电压表（量程为0~10 V，内阻几千欧姆）B．电压表（量程为0~5 V，内阻几千欧姆）C．电压表（量程为0~5 V，内阻几万欧姆）D．电流表（量程为0~0.6 A，内阻几欧姆）E．电流表（量程0~3 A，内阻约为0.1欧姆）F．电流表（量程为0~6 A，内阻约为0.01欧姆）G．滑动变阻器（最大阻值为）H．滑动变阻器（最大阻值）I．电源（电动势约为4 V，内阻约为几欧姆）J．导线、开关若干（1）为使实验数据尽量精确，电压表应选择___________，电流表应选择___________，滑动变阻器应选择___________。（填器材前面的序号）（2）如图乙中为曲线上点M的切线，则电源电动势为___________，其内阻为___________，其电路中的最大输出功率为___________。（均保留两位有效数字）【答案】    ①. C    ②. E    ③. G    ④. 4.0V    ⑤.     ⑥. 2.0W【解析】【详解】（1）[1]因电源电动势约为4 V，所以电压表选择0~5 V量程的，且电压表的内阻越大，并联在电源两端时分流就越小，造成的实验误差就越小，故选择电压表，即序号C；[2]根据题图乙可知，当电源的路端电压为零时，电路中的电流最大约为2 A左右，故选择电流表，即序号E；[3]滑动变阻器采用限流式接法，为使电压表的示数有明显变化，滑动变阻器的阻值不能太大，故选择滑动变阻器，即序号G。（2）[4][5][6]根据电源的输出功率，有故图线上某点与原点连线的斜率为该状态下电源输出功率P，对比题图乙可知，当、时图线上的点与原点连线的斜率最大，即输出功率最大，为结合闭合电路欧姆定律可知，外电阻和电源内阻相等时电源输出功率最大，则电源电动势11. 如图所示，一个U形光滑金属框架开口向下，固定于倾角为的斜面上，框架的宽度。现将一根长度略大于框架宽度的金属条放置于框架上由静止释放，已知金属条的质量、电阻，其余电阻均不计，在金属条释放瞬间沿垂直斜面向下的方向施加一磁感应强度大小为的匀强磁场。金属条从静止下滑1.0 m时速度达到1.6 m/s，从释放到通过金属条的电荷量时恰好达到稳定状态。重力加速度，，。求：（1）金属条从释放到达到稳定状态过程中回路产生的焦耳热；（2）金属条下滑1.0 m运动的时间。【答案】（1）28 J；（2）0.7 s【解析】【详解】（1）设金属条从释放到通过其的电荷量的过程中，金属条下滑的位移大小为，时间为，则有整理有得因金属条恰好达到稳定状态，则有联立并代入数据可得设整个过程回路产生的焦耳热为Q，根据动能定理可得代入数值得（2）金属条下滑位移大小时的速度大小为，设该过程运动时间为t，对金属条由动量定理有其中可得综合可得12. 如图所示，装置的左边是足够长的光滑水平台面，一轻质弹簧左端固定，右端连接着挡板；装置的中间是长度为的水平传送带，它与左右两边的台面等高，并能平滑对接，传送带始终以的速率顺时针转动；装置的右边是光滑平台，其与竖直面内半径为的光滑圆弧面平滑连接。质量的小物块（可以视为质点）从右边的光滑圆弧面顶端无初速度下滑，已知小物块与传送带之间的动摩擦因数，重力加速度。求：（1）小物块第一次滑到圆弧面最低点时对圆弧面的压力大小；（2）小物块压缩弹簧，弹簧获得的最大弹性势能；（3）小物块返回到光滑圆弧面能够上升的最大高度。【答案】（1）；（2）；（3）【解析】【详解】（1）小物块从右边的圆弧面顶端无初速度下滑到最低点过程，根据机械能守恒可得解得设第一次到B点时，光滑圆弧面对小物块的支持力为F，由牛顿第二定律有解得由牛顿第三定律可知，小物块滑到圆弧面最低点时对圆弧面的压力大小为30 N。（2）小物块滑上传送带后，在传送带作用下做匀减速运动，由动能定理有解得到达D点的速度大小为由能量守恒定律可知，弹簧获得的最大弹性势能为（3）由机械能守恒定律，可知小物块被弹簧弹开后仍以的速度从左端滑上传送带，由于大于传送带速率，假设小物块在滑动摩擦力作用下一直做减速运动，由动能定理有解得假设成立；小物块以大小为的速度滑上光滑圆弧面，设上升的最大高度为，由机械能守恒定律有解得（二）选考题：共15分。请考生从给出的2道物理题中任选一道作答。如果多做，则每学科按所做的第一题计分。13. 下列说法正确的是（　　）A. 质量和温度相同的冰和水，内能可能相同B. 液体表面存在着张力是因为液体表面层分子间的距离大于液体内部分子间的距离C. 当人们感到潮湿时，空气的绝对湿度一定较大D. 自然界自发的宏观过程都具有方向性，总是向分子热运动无序性更大的方向进行E. 分子间距离变化时，可能存在分子势能相等的两个位置【答案】BDE【解析】【详解】A．冰化成水的过程温度不变，则分子平均动能不变，但要吸收热量，吸收的热量用于增大分子势能，故质量和温度相同的冰和水，水的内能较大，故A错误；B．液体表面存在着张力是因为液体表面层分子间的距离大于液体内部分子间的距离，故B正确；C．当人们感到潮湿时，空气的相对湿度一定较大，但绝对湿度不一定大，故C错误；D．热力学第二定律说明，自然界自发的宏观过程都具有方向性，总是向分子热运动无序性更大的方向进行，故D正确；E．当分子间距离时，分子力表现为斥力，随着分子间距离的增大，分子力做正功，分子势能减小；当分子间距离时，分子力表现为引力，随着分子间距离的增大，分子力做负功，分子势能增大，在整个过程中，分子势能先减小后增大，故可能存在分子势能相等的两个位置，故E正确。故选BDE。14. 如图所示，三个粗细均匀装有一定量水银的导热试管底部连通，静止在水平面上，初始时三管中的水银面处于同一水平面，每个试管上端封闭有20cm的理想气体。试管下端部分和部分长度之比为1：2.现让试管一起以某一加速度向左运动，稳定时发现A管水银面下降了10cm，B管中水银面保持不变。已知环境温度始终不变，求原来三个试管中的气体压强。【答案】30 cmHg【解析】【详解】如图所示，设开始时试管中封闭气体的初始压强为，气柱长为，试管的横截面积为S，加速稳定后A、B、C管内气体压强分别为，因试管导热且环境温度不变，根据玻意耳定律，对A管中封闭气体有代入数据可得对B管中封闭气体分析可知其压强不变，即对C管中封闭气体有可得设试管下端部分水银的质量为m，则部分水银的质量为，根据牛顿第二定律，对部分水银有即对部分水银有即联立解得15. 北京时间2022年1月15日汤加发生了火山爆发，火山爆发引起了巨大的海啸。假设图甲是这次火山爆发在某地引起的海啸的一列水面波在时刻的波形图，该水面波正在海面上传播，其传播方向沿x轴的正方向，图乙是质点N的振动图像，则下列说法正确的是（　　）A. 该列波的传播速度为10 m/sB. 质点N经过0.8 s的时间将传播到距离原点10 m处C. 在时，质点N具有向下的最大加速度D. 若水面波前方有一尺寸为6 m的石头，该水面波遇到石头后还能继续向前传播E. 水面波传播过程中也能传递能量【答案】ADE【解析】【详解】A．由图乙可知该列波的振动周期为由图甲可知该列波的波长为该列波的传播速度为A正确；B．波在传播过程中，各质点都在平衡位置附近上下振动，不会随波迁移，B错误；C．由图乙可知，在时，质点N到达负向最大位移处，具有向上的最大加速度，C错误；D．根据波的衍射条件，波长与障碍物的尺寸差不多，因此该水面波遇到石头后还能继续向前传播，D正确；E．波在传播过程中会传递能量，E正确。故选ADE。16. 一同学测定一直角玻璃砖的折射率，已知为其横截面，，。他将玻璃砖放置在水平桌面上，接着用一束细光线照射到边上距离B点为的Q点，然后调节入射光线的入射角，当入射光线的入射角为时，光线通过玻璃砖后恰好到达边的中点O，设光在真空中的传播速度为c，求：（1）该玻璃砖的折射率；（2）光从由Q点进入到第一次折射出玻璃砖所用的时间。【答案】（1）；（2）【解析】【详解】（1）作出光路图，如图所示，由几何关系可知为等腰三角形，故   ，则光在边折射时折射角为30°，根据折射定律有（2）设光在该玻璃砖中发生全反射的临界角为θ，有解得由光路图及几何知识可判断，光在边发生全反射，当光射到边时光的入射角为30°，故光将在边第一次折射出玻璃砖。根据几何知识可知，故光线平行于边，则则光束从由边射入玻璃砖到第一次折射出玻璃砖所需的时间  代入解得