青海省西宁市海湖中学2022-2023学年高三下学期开学摸底考试物理试卷(含答案)

这是一份青海省西宁市海湖中学2022-2023学年高三下学期开学摸底考试物理试卷(含答案)，共16页。试卷主要包含了单选题，多选题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。


一、单选题
1．如图是古人筛谷时的场景，人对筛子不施加力时筛面水平，三根轻杆与竖直方向的夹角均为θ，三根轻绳与竖直方向的夹角均为β，则每根轻杆上的力与每根轻绳上的拉力之比为( )
A.B.C.D.
2．自然界中很多具有放射性的原子核，需要发生一系列的衰变才能达到稳定状态。如图所示，某原子核X经过多次衰变后变成原子核Y，则( )
A.原子核X的比结合能大于原子核Y的比结合能
B.β衰变的实质是
C.20个原子核X经过一个半衰期后，还有10个未发生衰变
D.原子核X变成原子核Y，需要经过8次α衰变和6次β衰变
3．如图所示，在空间直角坐标系中，沿z轴正方向有电场强度为E的匀强电场，沿y轴正方向有磁感应强度为B的匀强磁场，一质量为m、带电荷量为的小球以一定的初速度沿x轴正方向抛出后小球做平抛运动，已知重力加速度为g，则下列说法正确的是( )
A.小球的初速度可能小于
B.经过时间，小球的动能变为初始时的2倍
C.仅将小球的初速度方向变为沿y轴正方向，小球不可能做匀变速运动
D.仅将磁感应强度B的方向变为沿z轴正方向，小球不可能做类平抛运动
4．如图所示，质量相等的物块A和物块B置于倾角为θ的光滑斜面上，两物块用平行于斜面的轻弹簧连接，重力加速度大小为g，用沿斜面向上的力F推A，使一起向上做匀速运动，某时刻突然撤去力F，则从撤去力F开始到弹簧第一次恢复原长（此时A有向上的速度）的过程中( )
A.撤去力F瞬间，A的加速度大小为
B.撤去力F瞬间，B的加速度大小为
C.A重力势能的变化量等于B重力势能的变化量
D.A机械能的减少量小于B机械能的增加量
5．如图所示，水平地面上，某运动员手拿篮球站在滑板车上向一堵竖直的墙（向右）滑行，为了避免与墙相撞，在接近墙时，运动员将篮球水平向右抛出，篮球反弹后运动员又接住篮球，速度恰好减为0。不计地面的摩擦和空气阻力，忽略篮球在竖直方向的运动，篮球与墙的碰撞过程不损失能量。运动员和滑板车的总质量为M，篮球的质量为m。抛球前，运动员、滑板车和篮球的速度为。则( )
A.整个过程中运动员、滑板车及篮球的总动量守恒
B.运动员抛球与接球时对篮球的冲量相同
C.墙对篮球的冲量大小为
D.篮球被墙反弹后的速度大小为
二、多选题
6．2022年6月一篇论文称新发现了距离地球仅33光年的一个行星系统，两个“超级地球”（记为行星）围绕一颗恒星近似做匀速圆周运动，其中行星b的半径是地球的1.2倍，质量为地球的2倍，每2.8天绕恒星一周，行星c的半径是地球的1.5倍，质量是地球的3倍，每5.7天绕恒星一周。下列可以计算出的是( )
A.行星表面的重力加速度大小之比B.太阳与题述恒星的质量之比
C.行星c、地球的运行轨道半径之比D.行星b、地球的第一宇宙速度之比
7．一列简谐横波沿x轴传播，如图所示是在时刻的部分波形图，时刻图中质点P恰好处于波谷，则下列说法正确的是( )
A.质点P从波谷到图示平衡位置一定运动了个周期
B.如果质点P在图示中向上运动，则波沿x轴负方向传播
C.如果波沿x轴负方向传播，则波传播的最小速度为1 m/s
D.如果波沿x轴正方向传播，0~1 s内质点P经过的最短路程为15 cm
8．如图所示，自耦变压器原、副线圈匝数比为，原线圈所接正弦交流电源电压为，线圈所接电阻，， 滑动变阻器的总阻值为8 Ω，滑片为P，则( )
A.当P在最下端时，两端电压的有效值为9 V
B.在P从最下端向最上端滑动的过程中，电压表的示数先增大后减小
C.无论P在哪，与消耗的电功率之比一定为
D.当P在最上端时，副线圈输出功率最大，为28.125 W
9．如图所示，两平行倾斜导轨与两足够长的平行水平导轨平滑连接，导轨光滑且电阻不计，质量为m的金属棒b静止在水平导轨上，棒与导轨垂直。图中虚线右侧有范围足够大、方向竖直向上的匀强磁场。质量为m的金属棒a垂直放置在倾斜导轨上并由静止释放，释放位置与水平导轨的高度差为h。金属棒a进入磁场瞬间，加速度大小为，之后始终未与金属棒b发生碰撞，金属棒的电阻不可忽略，重力加速度为g，则下列说法正确的是( )
A.金属棒a沿斜导轨下滑过程中机械能守恒
B.金属棒a进入磁场后，组成的系统机械能守恒
C.整个过程两金属棒产生的焦耳热之和为
D.金属棒a的加速度大小为时，棒a的速度为
三、实验题
10．某兴趣小组想利用手机的连拍功能探究小车在斜面上的运动规律，设计了如下实验：取一个长木板，用木块将其一端垫起一定高度，将一个刻度尺固定在长木板侧面，使其上侧与木板上表面平行：一位同学将小车从木板顶端由静止释放，另一位同学利用手机的连拍功能对运动过程进行连续拍照。已知该手机能够在2 s；内连续拍摄20张照片，该小组同学从第一张开始每隔两张取出一张照片，并把它们标记为，得到如图所示的四张图片，根据图片回答下列问题：（刻度尺单位：cm）
（1）上述四张图片中，相邻两张图片的时间间隔为_______s。
（2）从A到D的过程中，小车的平均速度大小为_______m/s，小车经过B图位置时的瞬时速度大小为_______m/s。（结果保留2位有效数字）
（3）小车沿木板做匀变速直线运动，其加速度大小为_______。（结果保留2位有效数字）
11．某实验小组为测量一节干电池的电动势和内阻，实验室提供了如下器材。
A.电流表（量程0~10 mA，内阻约2Ω）
B.电流表（量程0~3mA，内阻为10Ω）
C.电阻箱R（最大阻值为99.99Ω）
D.定值电阻
E.开关S一个，导线若干
（1）为了测量结果的准确性、测量范围尽可能大和操作方便，电流表应选______（填器材前面的序号）。
（2）请根据所选的实验器材，在虚线框内画出电路图。
（3）该实验小组的实验过程如下：
①按设计的电路图连接实物电路；
②将电阻箱的阻值调到_______（填“最大”或“最小”）；
③闭合开关S，将电阻箱的阻值调至某一值R，读出电流表的示数I，记录数据；
④改变电阻箱的阻值，得到多组数据；
⑤在实验数据处理环节，小组成员一致认为采用图象法进行实验数据处理可以减小误差，但是在用图象法处理数据时，小组成员有两种观，点，一部分成员认为需要形象、直观地观察电流I随R变化的规律，可以以______（填“I”“”或“”）为纵轴，以为横轴作图画出一条直线；
⑥有同学以为纵轴，以R为横轴，用计算机拟合出了如图所示的关系图线，其中为图线的渐近线，A点为图线上的一点，则_______，________。（结果保留2位小数）
四、计算题
12．如图所示，导热良好的气缸竖直固定放置。由两部分连接而成，上下截面积分别为，两个活塞质量分别为，用不可伸长的细线连接，两活塞在气缸内封闭一定质量的理想气体。开始时环境热力学温度为，阀门K关闭，活塞a上部为真空，封闭气体的压强等于外界大气压强，活塞到气缸连接处的距离均为L，系统保持静止。已知重力加速度为g，不计活塞与气缸间的摩擦。
（1）打开阀门K，使a上部与大气连通，求稳定后细线上的张力；
（2）接（1）问，系统稳定后缓慢升高封闭气体温度，直到温度变为，求再次稳定时活塞a的位置。
13．如图所示为一游乐场中的滑轨简化图，一次测试中质量为的物体自滑轨上A点由静止开始滑下，从B点滑至水平地面上后最终滑行到C点处。已知图中A点距水平地面高，物体与地面间的动摩擦因数为0.2，B点到C点的距离为，物体在滑轨上滑行的时间为，不计空气阻力，重力加速度取，滑轨在B点与水平地面相切。求：
（1）物体滑到B点时的速度大小；
（2）物体在滑轨上滑行过程中克服阻力所做的功；
（3）物体在下滑过程滑轨对它的冲量大小。
14．如图所示，光滑绝缘水平桌面上，虚线的左侧区域内存在水平向右的匀强电场，场强大小为，已知和之间的距离，其中存在垂直桌面向下的匀强磁场，磁感应强度大小为，的右侧存在垂直桌面向上、足够宽的匀强磁场，磁感应强度大小为，现将一个带电荷量、质量的小球从左侧的A点由静止释放，小球在电场力作用下向右运动，之后在两个磁场区域内做匀速圆周运动，最终又回到电场区域，求：
（1）带电小球在两个磁场区域内做匀速圆周运动的轨迹半径和；
（2）带电小球从释放到第一次速度减到零的过程所经历的时间。
参考答案
1．答案：B
解析：设筛子和谷子的总重力为G，把杆或绳上的力沿竖直方向和水平方向分解，在竖直方向上根据平衡条件有，可得，B正确。
2．答案：D
解析：原子核X经一系列衰变成原子核Y表明原子核Y比原子核X稳定，则原子核Y的比结合能大于原子核X的比结合能，A错误；β衰变的实质是,B错误；半衰期是大量原子核衰变的统计规律，20个原子核X经过一个半衰期后，发生衰变的个数不确定，C错误；原子核X可表示为，原子核Y可表示为，设总共经过x次α衰变和y次β衰变，由质量数守恒和电荷数守恒可得，解得，D正确。
3．答案：C
解析：小球在平面内做平抛运动，则有，故，A错误；经过时间，小球在y轴方向的速度，小球的动能为，B错误；当小球的初速度方向变为沿y轴正方向时，在z轴方向，洛伦兹力和电场力不平衡，小球沿z轴方向的速度大小发生变化，小球受到的洛伦兹力变化，小球的加速度变化，小球不可能做匀变速运动，C正确；当磁感应强度B的方向变为沿z轴正方向，若有，小球将在电场力的作用下，在平面内做类平抛运动，D错误。
4．答案：D
解析：撤去力F瞬间，弹簧弹力不能发生突变，所以B的受力情况不变，故物块B的加速度为零，B错误；撤去力F瞬间，A所受合力为弹簧弹力和重力沿斜面向下的分力的矢量和，为，则A的加速度大小为，A错误；从撤去力F开始到弹簧第一次恢复原长的过程中，之间的距离增大，B的位移大于A的位移，故B重力势能的变化量大于A重力势能的变化量，C错误；弹簧弹力对B做正功，B的机械能增加，弹簧弹力对A做负功，A的机械能减小，因B的位移大于A的位移，所以A机械能的减少量小于B机械能的增加量，D正确。
5．答案：D
解析：由于墙对篮球有向左的冲量，整个过程中运动员、滑板车及篮球的总动量不守恒，A错误。设抛出时篮球对地的速度为v，运动员抛球时对篮球的冲量为、方向向右，接球时对篮球的冲量为、方向向右，所以运动员抛球与接球时对篮球的冲量方向相同、大小不同，B错误。设运动员抛球后速度变为，抛球过程，由动量守恒定律有，接球过程有，可得，由动量定理可知篮球撞墙过程有，C错误，D正确。
6．答案：AD
解析：在行星表面的物体，根据重力近似等于万有引力有，可得，行星的质量之比和半径之比均已知，则可以求出行星表面的重力加速度大小之比，A正确；根据，可得，由于不知道地球和行星b（或c）的运行轨道半径之比，所以不能求出太阳与题述恒星的质量之比，B错误；行星c和地球的运行周期已知，但中心天体不同，不能根据开普勒第三定律求出行星c与地球的运行轨道半径之比，C错误；根据可知，行星b与地球质量之比和半径之比均已知，则可以求出行星b与地球的第一宇宙速度之比，D正确。
7．答案：BCD
解析：因运动的时间与周期关系不明确，波的传播方向也不明确，所以不能认为质点P从波谷到图示平衡位置一定运动了个周期，A错误；由同侧法可知，如果质点P在图示中向上运动，则波沿x轴负方向传播，B正确；如果波沿x轴负方向传播有，由图可知波长为4 m，可得，所以波传播的最小速度为1 m/s，C正确；由于振动的质点在任意一个周期内经过的路程都是，所以周期越小，在相等的时间内振动的质点经过的路程越大，所以当周期最大时，质点经过的路程最小，波沿x轴正方向传播有，当时，周期最大为，1 s为个周期，由于时刻质点P位于波谷，所以在个周期内经过的路程为，D正确。
8．答案：CD
解析：先求变压器原线圈及其右侧电路的等效电阻，设副线圈右侧电路的总电阻为R，，当P在最下端时，和串联，被短路，有，根据串联分压可得，两端电压的有效值为6 V，A错误；在P从最下端向最上端滑动的过程中，设滑动变阻器下端的电阻为，，增大时，总电阻减小，等效电阻减小，原线圈两端电压减小，副线圈两端电压减小，电压表的示数减小，B错误；通过与的电流之比为2:1，则与消耗的电功率之比一定为2:1，C正确；当P在最上端时，有，与阻值相等，副线圈输出的功率最大，为，D正确。
9．答案：ACD
解析：金属棒a沿斜导轨下滑过程中只有重力对金属棒a做功，则机械能守恒，故A正确；金属棒a进入磁场后，回路中的磁通量发生变化，有感应电流，会产生热量，组成的系统机械能不守恒，故B错误；金属棒a进入磁场后组成的系统动量守恒，最终有，对金属棒a由动能定理可得，解得，，整个过程两金属棒产生的焦耳热之和为，故C正确；由，，，，可得，金属棒a进入磁场时的加速度最大，即，金属棒a进入磁场后，加速度等于最大加速度的一半时，设金属棒a的速度为，b的速度为，则，可得，由动量守恒可得，则，即金属棒a进入磁场后，加速度等于最大加速度的一半时，棒a的速度大小为，故D正确。
10．答案：（1）0.3
（2）0.32；0.28
（3）0.30（0.28~0.30）
解析：（1）相邻两张照片间的时间间隔，本题每隔两张照片取一张，有。
（2）从A到D的过程中，小车的平均速度大小为，小车经过B图位置时的瞬时速度大小为。
（3）小车经过C图位置时的瞬时速度大小为，小车运动的加速度大小为。
11．答案：（1）B
（2）如图所示
（3）②最大
⑤
⑥1.45V；0.29Ω
解析：（1）根据实验器材，要完成电源电动势和内阻的测量，需将电流表改装成电压表，电流表应选B。
（3）②为了保证安全，闭合开关前，需将电阻箱阻值调至最大。⑤根据闭合电路欧姆定律得，变形得，以为纵轴，以为横轴作图得到的图线是直线。⑥当时，，当时，，解得。
12．答案：（1）
（2）
解析：（1）设开始时细线上的张力为
对活塞b有
对活塞a有
解得
打开阀门，a上部与大气连通，稳定后，活塞a落到气缸连接处，设气体压强变为
等温过程，对封闭气体由玻意耳定律有
对活塞b有
解得
（2）缓慢升高温度，设温度为时，活塞a对气缸连接处恰无压力，气体压强为，细线上的张力为
对活塞a有
对活塞b有
等容过程，有
得
继续升高温度，气体压强不变，体积变大。设温度为时，活塞a到气缸连接处的距离为x
等压过程，有
得
13．答案：（1）2m/s
（2）900 J
（3）
解析：（1）物体在水平地面上运动过程中，由动能定理有
解得
（2）物体在滑轨上滑行过程中，由动能定理有
解得阻力做的功
所以物体在滑轨上滑行时克服阻力所做的功为900 J
（3）物体下滑过程中动量变化量大小为，方向水平向右
物体重力的冲量大小，方向竖直向下
如图所示，根据动量定理和矢量运算法则可得，滑轨对物体的冲量大小为
14．答案：（1），（2）
解析：（1）带电小球在电场中加速的过程，重力与支持力平衡，电场力的大小等于小球所受合外力的大小，根据动能定理有
代入数据解得
带电小球进入中间磁场区域做匀速圆周运动的过程中，重力与支持力仍平衡，由洛伦兹力提供向心力有
代入数据解得
带电小球进入右侧磁场区域做匀速圆周运动的过程中，有
代入数据解得
（2）开始时，带电小球在匀强电场中做匀加速直线运动，设小球在电场中做加速运动的时间为，则有
带电小球在中间磁场中做匀速圆周运动的周期为
小球在两磁场中运动的轨迹如图所示
由几何关系有
设带电小球第一次在中间磁场中运动的时间为，有
带电小球在右侧磁场中做匀速圆周运动的周期为
由几何关系可知，带电小球在右侧磁场做匀速圆周运动的轨迹所对的圆心角为240°，设小球在右侧磁场中运动的时间为，则
根据对称性可知，带电小球从电场中由静止释放到第一次速度减为零的过程所经历的总时间为