2022-2023学年重庆市四川外语学院重庆第二外国语学校高三下学期开学考试物理试题

这是一份2022-2023学年重庆市四川外语学院重庆第二外国语学校高三下学期开学考试物理试题，共12页。
物理试题
注意事项：
1.答卷前，考生务必在试题卷、答题卡规定的地方填写自己的准考证号、姓名。考生要认真核对答题卡上粘贴的条形码的 “准考证号、姓名” 与考生本人准考证号、姓名是否一致。
2.回答选择题时，选出每小题答案后，用2B铅笔把答题卡对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其它答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3.考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。
一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。
1.“超级电容器”由于电极中加入了表面积非常大的石墨烯，所以具备超大的容量，适合作为动力电池的助力动力源。相对于普通电容器，“超级电容器”（ ）
A、极板电荷量较大 B.极板间的电场强度较大
C.单位电压容纳的电荷量较大 B 带相同电荷量时电压较大
2.“天和一号”是中国载人航天工程中的第一个空间站核心舱，2021 年 4 月在海南文昌由长征五号 B 运载火箭发射升空．入轨后，“天和一号”的航天员将在一天内多次看到日出日落的神奇现象．关于“天和一号”在轨飞行时，描述正确的是（ ）
A．运行速度大于第一宇宙速度
B．离地面的高度小于地球同步卫星的高度
C．运行的向心加速度小于轨道所在处的引力加速度
D．航天员可以利用天平测量物体的质量
3.元代《王桢农书》记载了戽斗，它是一种小型的人力提水灌田农具，形状像斗，两边绳，靠两人拉绳牵斗取水．如图所示，忽略绳子质量，戽斗处于平衡状态时，两人站得越远，则（ ）
A．两边绳子对戽斗的合力越大
B．两边绳子对戽斗的合力越小
C．人对每边绳子的拉力越小
D．人对每边绳子的拉力越大
4．如图所示，水平传送带AB间的距离为16m，质量分别为2kg、4kg的物块P、Q，通过绕在光滑定滑轮上的细线连接，Q在传送带的左端且连接物块Q的细线水平。当传送带以8m/s的速度逆时针转动时，Q恰好静止。重力加速度g=10m/s2，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。当传送带以8m/s的速度顺时针转动时，下列说法正确的是（ ）
A．Q与传送带间的动摩擦因数为0.6
B．Q从传送带左端运动到右端所用的时间为2.6s
C．Q在运动过程中所受摩擦力始终不变
D．O从传送带左端运动到右端的过程中P处于失重状态
5.1970年4月我国发射了首颗人造地球卫星“东方红一号”，目前依然在太空翱翔。其运行轨道为绕地球的椭圆，远地点A距地球表面的高度为2129km，近地点B距地球表面的高度为429km；地球同步卫星距地面的高度约为36000km。已知地球可看成半径为6371km的匀质球体，地球自转周期为24h，引力常量，根据以上数据不能计算出（ ）
A.地球的质量
B.“东方红一号”绕地球运动的周期
C.“东方红一号”通过B点时的速度大小
D.“东方红一号”经过A点时的加速度大小
6．如图所示，矩形金属框MNQP竖直放置，其中MN、PQ足够长，且PQ杆竖直光滑，一根轻弹簧一端固定在N点，另一端连接一个质量为m的小球，小球穿过PQ杆，开始时整个装置处于静止状态。现在让金属框绕MN轴转动，其角速度逐渐增大，即，式中β是一个常数。则在角速度逐渐增大的过程中，下列判断正确的是（ ）
A．小球的重力势能减小
B．PQ杆对小球的作用力不断增大
C．PQ杆对小球的作用力垂直指向MN
D．PQ杆对小球的作用力做正功
7．2021年5月15日7时18分，“天问一号”探测器成功着陆于火星，我国首次火星探测任务着陆火星取得成功。“天问一号”发射后经过地火转移轨道被火星捕获，进入环火星圆轨道，经变轨调整后，进入着陆准备轨道，如图所示。已知“天问一号”火星探测器的火星着陆准备轨道半长轴为，周期为T1的椭圆轨道，我国北斗导航系统的中圆地球轨道卫星轨道半径为，周期为T2，引力常量为G。则下列判断正确的是（ ）
A．
B．“天问一号”在A点从环火星圆轨道进入着陆准备轨道时需要开启发动机向前喷气
C．“天问一号”在环火星圆轨道A点的加速度大于着陆准备轨道A点的加速度
D．由题目已知数据不可以估算火星质量及火星质量和地球质量的比值
二、多项选择题：本题共3小题，每小题5分，共15分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得5分，选对但不全的得了分，有错选的得0分。
8.如图甲是一个磁悬浮地球仪，它的原理如图乙所示上方的地球仪内有一个永磁体,底座内有一个线圈,线圈通上电,地球仪就可以悬浮起来。下列说法正确的是（ ）
A.将地球仪上下位置翻转,则不能继续保持悬浮
B.若增大线圈中的电流,稳定后地球仪受到的磁力不变
C.若增加线圈的匝数，稳定后地球仪受到的磁力增大
D.线圈中接入交流电的频率越高,地球仪悬浮的高度就越高
9.如图所示,在粗糙的水平面上,有四个完全相同的物块，放在一等腰梯形的四个顶点上，用四根完全相同的弹簧将它们连接起来,且da之间、ab之间、bc之间的弹簧长度相等,是cd之间的弹簧长度的一半。系统静止在水平地面上,已知da之间弹簧弹力的大小是cd之间弹簧弹力大小的一半,a受到的摩擦力大小为f,则（ ）
A. cd之间的弹簧一定是拉伸的 B. b受到的合力指向∠abc的角平分线方向
C. d受到的摩擦力大小为f D. c受到的摩擦力大小为f
10．某高中科研兴趣小组利用课余时间进行研究电磁阻尼效果的研究性学习实验示意图如图甲所示，虚线 MN 右侧有垂直于水平面向下的匀强磁场，边长为1m、质量为0.1kg、电阻为0.2Ω的正方形金属线框在光滑绝缘水平面上以大小 v0=2m/s 的速度向右滑动并进入磁场，磁场边界 MN 与线框的右边框平行．从线框刚进入磁场开始计时，线框的速度 v 随滑行的距离 x 变化的规律如图乙所示，下列说法正确的是（ ）
A．图乙中 x0 =1m
B．线框进入磁场的过程中，线框的加速度先不变再突然减为零
C．线框进入磁场的过程中，线框中产生的焦耳热为 0.15J
D．线框进入磁场的过程中，通过线框某横截面的电荷量为2.3C
三、非选择题：共57分。
11．（6分）为了测量木块与木板间的动摩擦因数μ，某小组使用位移传感器设计了如图甲所示实验装置，整个装置位于水平桌面上，位移传感器连接计算机。让木块从倾斜木板上一点A由静止释放，位移传感器可以测出木块到传感器的距离。利用计算机描绘出滑块相对传感器的位移x随时间t变化的规律，如图乙所示。
（1）根据图线可知，木块的加速度a=________m/s2；
（2）为了测定动摩擦因数μ，还需要测量的量是________。（已知当地的重力加速度为g）
（3）为了提高木块与木板间动摩擦因数μ的测量精度，下列措施可行的是________。
A．A点与传感器距离适当大些
B．木板的倾角不宜过大也不宜过小
C．传感器开始计时的时刻必须是木块从A点释放的时刻
12.(9分)夏天的时候,教室里很多同学都会买一个手持的小型电风扇,小芳同学想根据所学的
电学知识,利用实验室的器材描绘出这台电风扇的伏安特性曲线。她通过说明书得到电风扇的额定电压为5.0 V,额定功率约为2.5 W,并去实验室借到了开关、导线以及以下器材:
电源E:电动势为6.0 V,内阻忽略不计 电流表A1量程0.6 A.内阻r1约为10Ω
电流表A2:量程100 mA,内阻为r2=4 Ω 定值电阻R1=10 Ω
定值电阻R2=50 Ω
滑动变阻器R3:最大阻值1 Ω,最大电流0.5 A
滑动变阻器R4:最大阻值2 Ω,最大电流3 A
滑动变阻器R5:最大阻值100Ω,最大电流3A
(1)实验为了得到小电风扇完整的伏安特性曲线，实验中滑动变阻器应选用____ (选填“R3” “R4”或“R5”);为了精确测量数据，选用定值电阻______(选填“R1”或“R2”),将电流表A2改装成电压表使用。
(2)根据实验室借到的实验器材设计实验电路，将最优电路设计图画在图甲虚线方框内,电风扇符号用 eq \\ac(○,M)表示，需在图中标上所用元件对应的符号。
(3)小芳同学在实验中发现，小电风扇在电流较小时不能转动。她多次测量描绘出I2—I1图像如图乙所示,其中I1为电流表A1的读数,I2为电流表A2的读数。当I1为0.10 A，I2为10mA时,小电风扇的电阻为______Ω(结果保留两位有效数字)。
13．（13分）如图所示，PQ、MN为足够长的两平行金属导轨，它们之间连接一个阻值R=3Ω的电阻：导轨间距为L=1 m，导轨电阻不计。长为l m，质量m=0.5kg，电阻r=1Ω的金属棒水平放置在导轨上，它与导轨的滑动摩擦因数μ=0.5，导轨平面的倾角为θ=37°，在垂直导轨平面方向有匀强磁场，磁感应强度为B=1 T。今让金属棒AB由静止开始下滑，沿导轨下滑距离为s=20m时速度恰达到最大。（sin37°=0.6，cs37°=0.8）
求：
（1）画出导体棒在运动过程中的受力示意图，并指出金属棒AB中电流的方向；
（2）金属棒达到的最大速率；
（3）金属棒由静止开始沿导轨下滑距离为s=20m的过程中，电阻R上产生的焦耳热QR。
14.(11分)如图所示，用绝热的活塞封闭一定质量的理想气体，汽缸导热性能良好，不计活塞重力及活塞与缸壁间的摩擦．室内气压p0＝1.0×105Pa，室温T1＝27.3℃，气体的体积V1＝66 mL，现将汽缸竖直放置于冰水混合物中，待稳定后．(T＝t＋273，阿伏加德罗常数NA＝6.0×1023ml－1)
(1) 若已知该气体在1.0×105Pa、0℃时的摩尔体积为22.4 L/ml，求汽缸内气体分子数目N；(计算结果保留两位有效数字)
(2) 若已知该气体内能U与温度T满足U＝0.03T(J)，则在上述过程中该气体向外释放的热量Q.
15.(16分)如图所示，光滑水平面上放置一右侧带有半圆弧槽的质量为m的木板，半圆弧槽最底端B和最顶端D处切线水平，圆心为O，半径为R，槽面光滑．木板最左侧A处有一可视为质点的质量也为m的滑块，滑块与木板AB段间的动摩擦因数μ＝0.5.当木板固定时，对滑块施加水平向右的恒力F1＝mg，滑块运动到B处时撤去外力，滑块恰能沿槽面滑到与圆心等高的C处．已知重力加速度为g.
(1) 求AB段的长度L；
(2) 若木板不固定，开始时对滑块施加水平向右的恒力F2，滑块运动到木板上B点时撤去外力，滑块恰不脱离槽面从半圆弧槽上D处飞出．
① 求恒力F2的大小及恒力F2做的功；
② 判断滑块从半圆弧槽飞出后能否落到木板上．
参考答案
选择题：DBDBCDD AB AC AC
非选择题：
11.（6分）
（1）1（2分）
倾斜木板与水平面的夹角(或者A点到位移传感器的高度)（2分）
（3）AB（2分）
12.（9分）
（1）R4（2分） R2（2分）
（2）
（2分）
（3）6.0（3分）
13.（13分）
（1）AB棒受力示意图如图所示（2分） 金属棒AB电流的方向B到A（2分）
（2）对金属棒运动过程分析，可知合外力为零时金属棒达到最大速度
f
F安
FN
mg
于是有 ① （1分）
根据欧姆定律有 ② （1分）
根据法拉第电磁感应定律 ③ （1分）
由①～③并代入数据得 ④ （1分）
（3）由能量守恒定律可得 ⑤ （2分）
电阻R与金属棒串联，有 ⑥ （2分）
由④⑤⑥并代入数据得QR=12J ⑦ （1分）
14.(11分)
(1) 设汽缸竖直放置于冰水混合物中，待稳定后，气体的体积为V2
由等压变化 eq \f(V1,T1) ＝ eq \f(V2,T2)
解得V2＝60 mL(1分)
汽缸内气体分子数目N＝ eq \f(V,Vml) NA＝ eq \f(0.06,22.4) ×6×1023个(2分)
解得N≈1.6×1021个(2分)
(2) 根据关系式U＝0.03T得
初状态的气体的内能U1＝0.03T1＝0.03×300.3 J＝9.009 J
末状态气体的内能U2＝0.03T2＝0.03×273 J＝8.19 J
内能变化量ΔU＝－0.819 J(2分)
气体经历等压变化，外界对气体做功W＝p(V1－V2)
W＝0.6 J(2分)
由热力学第一定律W＋Q＝ΔU
Q＝ΔU－W＝－0.819 J－0.6 J＝－1.419 J(2分)
即气体向外界释放的热量为1.419 J
(18分)
(1) 当木板固定时，滑块在木板上加速过程由动能定理有(F1－μmg)L＝ eq \f(1,2) mv2－0(1分)滑块在槽面内上升过程，由机械能守恒定律有 eq \f(1,2) mv2＝mgR(2分)
联立解得L＝2R(2分)
(2) ① 当木板不固定时，设F2作用时间为t，到B点时，滑块速度为v1，木板速度为v2，滑块对地位移为x1，木板对地位移为x2，由动量定理，对滑块有(F2－μmg)t＝mv1－0(1分)
对木板有μmgt＝mv2－0(1分)
位移为分别为x1＝ eq \f(1,2) v1t，x2＝ eq \f(1,2) v2t，x1－x2＝L
滑块运动到圆弧槽最高点时，设滑块速度为v3，木板速度为v4，对系统，撤去外力后至滑块到达圆弧槽最高点，由动量守恒定律有mv1＋mv2＝mv3＋mv4(1分)
由机械能守恒定律有 eq \f(1,2) mv eq \\al(2,1) ＋ eq \f(1,2) mv eq \\al(2,2) ＝ eq \f(1,2) mv eq \\al(2,3) ＋ eq \f(1,2) mv eq \\al(2,4) ＋2mgR(2分)
滑块在最高点恰不脱离半圆弧槽，说明滑块与半圆弧槽间弹力为0，此时半圆弧槽的加速度为0，以半圆弧槽为参考系，滑块在半圆弧槽上滑动过程中相对半圆弧槽做圆周运动，到达半圆弧槽最高点时相对速度大小v相＝v4－v3
(对滑块恰好滑到半圆弧槽最高点时的运动状态进行分析时，对应的参考系是运动的半圆弧槽)
对滑块，由牛顿第二定律有mg＝ eq \f(mv eq \\al(2,相) ,R) (1分)
联立解得F2＝ eq \f(13,4) mg(1分)
v1＝ eq \f(11\r(gR),3) ，v2＝ eq \f(2\r(gR),3) ，v3＝ eq \f(5\r(gR),3) ，v4＝ eq \f(8,3) eq \r(gR) ，t＝ eq \f(4,3) eq \r(\f(R,g))
对滑块，有x1＝ eq \f(1,2) v1t＝ eq \f(22,9) R(1分)
恒力F2做的功W＝F2x1＝ eq \f(13,4) mg· eq \f(22,9) R＝ eq \f(143,18) mgR(2分)
② 滑块从半圆弧槽飞出后，滑块相对半圆弧槽做平抛运动，设做平抛运动的时间为t1，落点离木板上B点距离为x.竖直方向，滑块做自由落体运动，有2R＝ eq \f(1,2) gt eq \\al(2,1)
水平方向，滑块相对木板做匀速直线运动，有x＝v相t1(1分)
解得x＝2R＝L(1分)
可知滑块恰好落到木板左侧边缘处(1分)