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

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