陕西省西安市西北大学附中2023学年高三学情摸底物理试题

陕西省西安市西北大学附中2023学年高三学情摸底物理试题考生请注意：1．答题前请将考场、试室号、座位号、考生号、姓名写在试卷密封线内，不得在试卷上作任何标记。2．第一部分选择题每小题选出答案后，需将答案写在试卷指定的括号内，第二部分非选择题答案写在试卷题目指定的位置上。3．考生必须保证答题卡的整洁。考试结束后，请将本试卷和答题卡一并交回。一、单项选择题：本题共6小题，每小题4分，共24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、如图所示，n匝矩形闭合导线框ABCD处于磁感应强度大小为B的水平匀强磁场中，线框面积为S，电阻不计．线框绕垂直于磁场的轴OO′以角速度ω匀速转动，并与理想变压器原线圈相连，变压器副线圈接入一只额定电压为U的灯泡，灯泡正常发光．从线圈通过中性面开始计时，下列说法正确的是（）A．图示位置穿过线框的磁通量变化率最大B．灯泡中的电流方向每秒改变次C．线框中产生感应电动势的表达式为e＝nBSωsinωtD．变压器原、副线圈匝数之比为2、如图，一个质量为m的刚性圆环套在竖直固定细杆上，圆环的直径略大于细杆的直径，圆环的两边与两个相同的轻质弹簧的一端相连，轻质弹簧的另一端相连在和圆环同一高度的墙壁上的P、Q两点处，弹簧的劲度系数为k，起初圆环处于O点，弹簧处于原长状态且原长为L；将圆环拉至A点由静止释放，OA=OB=L，重力加速度为g，对于圆环从A点运动到B点的过程中，弹簧处于弹性范围内，下列说法正确的是A．圆环通过O点的加速度小于gB．圆环在O点的速度最大C．圆环在A点的加速度大小为g+D．圆环在B点的速度为23、在真空中某点电荷Q的电场中，将带电荷量为q的负试探电荷分别置于a（0,0,r）、b两点时，试探电荷所受电场力的方向如图所示，Fa、Fb分别在yOz和xOy平面内，Fa与z轴负方向成角，Fb与x轴负方向成角。已知试探电荷在a点受到的电场力大小为Fa=F，静电力常量为k。则以下判断正确的是（）A．电场力的大小Fb大于FB．a、b、O三点电势关系为C．点电荷Q带正电，且大小为D．在平面xOz上移动该试探电荷，电场力不做功4、如图所示，在光滑绝缘水平面上有A、B两个带正电的小球，，。开始时B球静止，A球以初速度v水平向右运动，在相互作用的过程中A、B始终沿同一直线运动，以初速度v的方向为正方向，则（）A．A、B的动量变化量相同 B．A、B组成的系统总动量守恒C．A、B的动量变化率相同 D．A、B组成的系统机械能守恒5、如图所示，质量为M的小车的表面由光滑水平面和光滑斜面连接而成，其上放一质量为m的球，球与水平面的接触点为a，与斜面的接触点为b，斜面倾角为θ。当小车和球一起在水平桌面上做直线运动时，下列说法正确的是（）A．若小车匀速运动，则球对斜面上b点的压力大小为mgcosθB．若小车匀速运动，则球对水平面上a点的压力大小为mgsinθC．若小车向左以加速度gtanθ加速运动，则球对水平面上a点无压力D．若小车向左以加速度gtanθ加速运动，则小车对地面的压力小于（M+m）g6、下列说法正确的是（）A．组成原子核的核子越多，原子核的结合能越大，原子核越稳定B．核反应方程，X为，该反应为α衰变C．阴极射线可以在电场和磁场中偏转的现象，表明其本质是一种带电粒子流D．用紫光照射某金属板能产生光电子，则用红光照射该金属板也一定能产生光电子二、多项选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有多个选项是符合题目要求的。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。7、以点电荷A、B的连线为x轴，以点电荷B为坐标原点建立如图所示的坐标系，点电荷A、B带电量分别为q1、q2，间距为x0。一电子以一定的初速度进入该电场，由靠近坐标原点的位置沿x轴正方向运动，其电势能的变化如图中实线所示，图线与x轴交点的横坐标为x1，图线最高点对应的横坐标为x2，则下列判断正确的是A．0–x1之间电场强度沿x轴正方向 B．A电荷带正电，B电荷带负电C． D．8、下列说法正确的是（）A．外界对气体做功，气体的内能可能减少B．单晶体有固定的熔点，多晶体和非晶体没有固定的熔点C．空气中水蒸气的压强越大，空气的相对湿度就越小D．内能不同的物体，它们分子热运动的平均动能可能相同E.一定质量的理想气体的内能随温度的升高而增大9、在大型物流货场，广泛的应用着传送带搬运货物。如图甲所示，与水平面倾斜的传送带以恒定速率运动，皮带始终是绷紧的，将m=1kg的货物放在传送带上的A处，经过1.2s到达传送带的B端。用速度传感器测得货物与传送带的速度v随时间t变化图象如图乙所示，已知重力加速度g=10m/s2。由v﹣t图可知（）A．货物与传送带的摩擦因数为0.5B．A、B两点的距离为2.4mC．货物从A运动到B过程中，传送带对货物做功为-11.2JD．货物从A运动到B过程中，货物与传送带摩擦产生的热量为19.2J10、如图的实验中，分别用波长为的单色光照射光电管的阴极K，测得相应的遏止电压分别为U1和U1．设电子的质量为m，带电荷量为e，真空中的光速为c，极限波长为，下列说法正确的是（）A．用波长为的光照射时，光电子的最大初动能为B．用波长为的光照射时，光电子的最大初动能为C．普朗克常量等于D．阴极K金属的极限频率为三、实验题：本题共2小题，共18分。把答案写在答题卡中指定的答题处，不要求写出演算过程。11．（6分）在“DIS描绘电场等势线”的实验中，(1)给出下列器材，ab处的电源应选用_______，传感器应选用_______（用字母表示）。A．6V的交流电源B．6V的直流电源C．100V的直流电源D．电压传感器E．电流传感器F．力传感器(2)该实验装置如图所示，如果以c、d两个电极的连线为x轴，以c、d连线的中垂线为y轴，并将一个探针固定置于y轴上的某一点，合上开关S，而将另一探针由O点左侧沿x轴正方向移到O点右侧的过程中，则传感器示数的绝对值变化情况是__A．逐渐增大B．逐渐减小C．先变大后变小D．先变小后变大12．（12分）某同学采用如图甲所示的实验装置探究加速度和力的关系，其中小车的质量为M，砂和砂桶的总质量为m（滑轮光滑），交流电频率为Hz（1）本实验中______（需要/不需要）满足（2）松开砂桶，小车带动纸带运动，若相邻计数点间还有4个点未画出，纸带如图乙所示，则小车的加速度______m/s2（结果保留三位有效数字）四、计算题：本题共2小题，共26分。把答案写在答题卡中指定的答题处，要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。13．（10分）如图甲所示，真空中的电极被连续不断均匀地发出电子（设电子的初速度为零），经加速电场加速，由小孔穿出，沿两个彼此绝缘且靠近的水平金属板、间的中线射入偏转电场，、两板距离为、、板长为，两板间加周期性变化的电场，如图乙所示，周期为，加速电压为，其中为电子质量、为电子电量，为、板长，为偏转电场的周期，不计电子的重力，不计电子间的相互作用力，且所有电子都能离开偏转电场，求：(1)电子从加速电场飞出后的水平速度大小？(2)时刻射入偏转电场的电子离开偏转电场时距、间中线的距离；(3)在足够长的时间内从中线上方离开偏转电场的电子占离开偏转电场电子总数的百分比。14．（16分）如图所示，一束半径为R的半球形玻璃体放置在水平桌面|上，圆心为O，一束半径为R的单色光柱正对球面竖直射向半球体，光柱的圆心与半球体圆心在一条直线上。已知玻璃的折射率为，真空中的光速为c，忽略水平面上光的反射，求：①光在玻璃体中传播的最长时间；②)玻璃体水平面上光斑的面积。15．（12分）如图所示，在光滑水平面上A点固定一个底端有小孔的竖直光滑圆弧轨道，圆轨道与水平面在A点相切。小球甲用长为L的轻绳悬挂于O点，O点位于水平面上B点正上方L处。现将小球甲拉至C位置，绳与竖直方向夹角θ=60°，由静止释放，运动到最低点B时与另一静止的小球乙（可视为质点）发生完全弹性碰撞，碰后小球乙无碰撞地经过小孔进入圆弧轨道，当小球乙进入圆轨道后立即关闭小孔。已知小球乙的质量是甲质量的3倍，重力加速度为g。（1）求甲、乙碰后瞬间小球乙的速度大小；（2）若小球乙恰好能在圆轨道做完整的圆周运动，求圆轨道的半径。

参考答案一、单项选择题：本题共6小题，每小题4分，共24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、C【解题分析】图示位置穿过线框的磁通量最大，但是磁通量的变化率为零，选项A错误；交流电的周期为，一个周期内电流方向改变两次，则灯泡中的电流方向每秒改变次，选项B错误；交流电的电动势最大值：Em=nBSω，则线框中产生感应电动势的表达式为e＝nBSωsinωt,选项C正确；交流电的有效值为,则,选项D错误；故选C.点睛：此题关键是掌握交流电的瞬时值、最大值及有效值的意义，知道它们之间的关系；掌握住理想变压器的电压、电流及功率之间的关系，本题即可得到解决．2、D【解题分析】

A．圆环通过O点时，水平方向合力为零，竖直方向只受重力，故加速度等于g，故A错误；B．圆环受力平衡时速度最大，应在O点下方，故B错误；C．圆环在下滑过程中与粗糙细杆之间无压力，不受摩擦力，在A点对圆环进行受力分析如图，根据几何关系，在A点弹簧伸长根据牛顿第二定律，有解得故C错误；D．圆环从A到B过程，根据功能关系，减少的重力势能转化为动能解得故D正确。故选D。3、C【解题分析】

由题，Fa、Fb分别在yOz和xOy平面内，可知点电荷Q即在yOz平面内，也在xOy平面内，所以Q一定在坐标轴y上，过a点沿F的方向延长，与y轴交于Q点，设OQ之间的距离为y，由几何关系得则aQ之间的距离连接bQ，则b受到的电场力的方向沿bQ的方向。由几何关系得可知b点到O点的距离也是r，b到Q之间的距离也是2rA．b与a到Q点的距离相等，根据库仑定律可知，试探电荷在b点受到的电场力与在a点受到的电场力是相等的，所以故A错误；B．负电荷受到的电场力指向Q，根据异性电荷相互吸引可知，Q带正电，由于距离正电荷越近电势越高，所以O点的电势高，b与a点的电势相等，即故B错误；C．由于点电荷Q带正电，根据库仑定律解得点电荷Q的电荷量为故C正确；D．平面xOz上各点到Q的距离不一定相等，所以各点的电势不一定相等，则在平面xOz上移动该试探电荷，电场力不一定不做功，故D错误。故选C。4、B【解题分析】

AB．两球相互作用过程中A、B组成的系统的合外力为零，系统的总动量守恒，则A、B动量变化量大小相等、方向相反，动量变化量不同，故A错误，B正确；C．由动量定理可知，动量的变化率等于物体所受的合外力，A、B两球各自所受的合外力大小相等、方向相反，所受的合外力不同，则动量的变化率不同，故C错误；D．两球间斥力对两球做功，电势能在变化，总机械能在变化，故D错误。故选B。5、C【解题分析】

AB．小车和球一起匀速运动时，小球受到竖直向下的重力和水平面对小球竖直向上的支持力，二力平衡，所以小球对b点无压力，根据牛顿第三定律可知小球对a点的压力大小为mg，AB错误；C．若小车向左以加速度gtanθ加速运动，假设小球对a点无压力，根据牛顿第二定律解得假设成立，所以小球对a点无压力，C正确；D．对小车和球构成的系统整体受力分析可知，系统在竖直方向上加速度为0，竖直方向受到重力和支持力，二者等大反向，根据牛顿第三定律可知小车对地面的压力等于（M+m）g，D错误。故选C。6、C【解题分析】

A．原子核的比结合能越大，原子核越稳定，选项A错误；B．根据核反应的质量数和电荷数守恒可知，核反应方程，X为，该反应为原子核的人工转变方程，选项B错误；C．阴极射线可以在电场和磁场中偏转的现象，表明其本质是一种带电粒子流，选项C正确；D．用紫光照射某金属板能产生光电子，因红光的频率小于紫外线，则用红光照射该金属板不一定能产生光电子，选项D错误；故选C.二、多项选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有多个选项是符合题目要求的。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。7、AC【解题分析】

A．0到之间电子的电势能增大，电场力对电子做负功，电场力沿轴负方向，故电场强度沿轴正方向，A正确；B．0到过程中，电场力水平向左做负功，合电场强度水平向右，之后，电场力水平向右做正功，合电场强度水平向左，可知A电荷带负电，B电荷带正电，B错误；CD．电场力做功改变电势能，所以电场力的大小表示为：所以电势能随位移变化的图像的斜率为电场力，处电场力为0，电场强度为0，所以：解得：，C正确，D错误。故选AC。8、ADE【解题分析】

A．如果气体吸热的同时对外做功，吸收的热量小于对外所做的功，则内能可能减小，故A正确；B．晶体都有固定的熔点，故B错误；C．空气的相对湿度定义为空气中所含水蒸气的压强与相同温度时水的饱和蒸汽压之比，故C错误；D．内能是所有分子动能和分子势能之和。内能不同的物体，当它们的温度相同时，则它们分子热运动的平均动能可能相同，故D正确；E．一定质量的理想气体的内能只与温度有关，温度越高，内能越大，故E正确。故选ADE。9、AC【解题分析】

A.由图象可以看出货物做两段均做匀加速直线运动，根据牛顿第二定律有：由图象得到：代入解得：选项A正确；B.货物的位移就是AB两点的距离，求出货物的v-t图象与坐标轴围成的面积即为AB两点的距离。所以有：选项B错误；C.传送带对货物做的功即为两段运动中摩擦力做的功：选项C正确；D.货物与传送带摩擦产生的热量：选项D错误。故选AC。10、AC【解题分析】

A、B项：根据光电效应方程，则有：，故A正确，B错误；C项：根据爱因斯坦光电效应方程得：，，得金属的逸出功为：联立解得：，故C正确；D项：阴极K金属的极限频率，故D错误．三、实验题：本题共2小题，共18分。把答案写在答题卡中指定的答题处，不要求写出演算过程。11、BDD【解题分析】

(1)解答本题应抓住：本实验利用恒定电流场模拟静电场，要描绘电场等势线，需要电源与电压表．电源要分正负即为直流电源，确保电势的高低；需要电压传感器；(2)根据顺着电场线，电势逐渐降低，分析感器示数的绝对值变化情况。【题目详解】(1)[1]本实验利用恒定电流场模拟静电场，要描绘电场等势线，需要6V的直流电源，故选B；[2]要描绘电场等势线，要寻找等势点，即电势差为零的点，而电势差就是电压，所以传感器应选用电压传感器，故选D；(2)[3]从一个电极沿x轴到另一电极，电势逐渐升高或降低，则将一个探针固定置于y轴上的某一点，另一探针从一个电极沿连线逐渐移动到另一电极的过程中，两探针处的电势差先变小后变大，则传感器示数的绝对值先变小后变大，故D正确，ABC错误；故选D。【题目点拨】本题关键理解并掌握实验的原理