青海省西宁市大通县2023-2024学年高三上学期开学摸底考试物理试题（解析版）

高级中学名校试卷PAGEPAGE1青海省大通县教学研究室2024届高三开学摸底考试物理考生注意：1.本试卷分选择题和非选择题两部分。满分100分，考试时间90分钟。2.答题前，考生务必用直径0.5毫米黑色墨水签字笔将密封线内项目填写清楚。3.考生作答时，请将〖答案〗答在答题卡上。选择题每小题选出〖答案〗后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的〖答案〗标号涂黑；非选择题请用直径0.5毫米黑色墨水签字笔在答题卡上各题的答题区域内作答，超出答题区域书写的〖答案〗无效，在试题卷、草稿纸上作答无效。4.本卷命题范围：高考范围。一、选择题：本题共12小题，共40分。在每小题给出的四个选项中，第1～8题只有一项符合题目要求，每小题3分；第9～12题有多项符合题目要求，每小题4分。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。1.功是力在空间上的积累，类比于此，根据定义分析下列哪个说法符合这种规律（）A.位移是速度对时间的积累 B.速度是加速度对时间的积累C.力是质量对加速度的积累D.滑动摩擦力是摩擦系数对正压力的积累〖答案〗A〖解析〗A．当物体具有速度时，随着时间的积累，产生位移，A正确；B．速度的变化量是加速度对时间的积累，B错误；C．力是产生加速度的原因，加速度由力和质量共同决定，C错误；D．因为接触面粗糙，所以会存在摩擦力，滑动摩擦力与正压力的比值等于摩擦系数，不能说滑动摩擦力是摩擦系数对正压力的积累，D错误。故选A。2.2021年九月下旬，世界首个钍核反应堆在我国甘肃省测试成功！该装置中的钍吸收某个粒子X后转变成钍，然后衰变为铀，同时放出两个相同的粒子Y，则（）A.X为质子，Y是中子 B.X为质子．Y是电子C.X为中子，Y是质子 D.X为中子，Y是电子〖答案〗D〖解析〗核反应中，根据质量数和电荷数守恒的原则，两个核反应方程分别为可知X为中子，Y是电子，故ABC错误，D正确。故选D。3.某学校举行百米赛跑，小明同学运动的图像，如图所示，则小明同学加速运动过程中的加速度大小为（）A. B.C. D.〖答案〗C〖解析〗在图像中，图像的面积表示位移，令匀速运动的速度为v，根据图像可知，匀加速与匀速经历的时间分别为，令，则有在匀加速过程有解得故选C。4.如图所示，碰碰车是一种机动游戏设施，车四周有橡胶做成的缓冲装置。若两碰碰车发生了正碰后立即停下，已知两车相撞前速度大小约为1m/s，碰撞过程作用时间约为0.1s，车和人总质量约100kg。则两车碰撞过程中的平均作用力大小约为（）A.100N B.200N C.1000N D.2000N〖答案〗C〖解析〗以其中一辆小车碰前速度方向为正方向，根据动量定理可得解得F=1000N故选C。5.如图所示，在一匀强磁场中，两长直导线P和Q垂直于纸面固定放置，两者之间的距离为l。在两导线中均通有方向垂直于纸面向里的电流I时，纸面内与两导线距离均为l的a点处的磁感应强度为零。若每根导线在a点的磁感应强度大小均为B，则匀强磁场的磁感应强度大小和方向为（）A.B，方向平行向左 B.，方向平行向右C.，方向平行向左 D.，方向平行向右〖答案〗C〖解析〗导线P和Q中电流I均向里时，设其在a点产生的磁感应强度大小如图所示则其夹角为60°，它们在a点的合磁场的磁感应强度平行于向右、大小为。又根据题意则匀强磁场的磁场应强度大小为、方向平行于向左。故C正确，ABD错误。故选C。6.如图所示，质量为m的小球用细绳悬挂在天花板上，用拉力F作用在小球上，静止时细绳与竖直方向的夹角、细绳能承受的最大拉力等于，重力加速度为g，保持小球的位置始终不变则拉力F与细绳的夹角α应满足的条件为（）A.0°≤α≤60° B.0°≤α≤90° C.30°≤α≤60° D.30°≤α≤90°〖答案〗D〖解析〗重力竖直向下，绳子的张力沿绳收缩的方向，由题图可知，小球要保证位置不变应满足当F的方向与细绳垂直时，即时，细绳的拉力达到最大值，因此，D正确。故选D。7.如图所示，从固定斜面的顶端A以大小为v的水平速度抛出一个质量为m的小球，小球落在斜面上且不反弹。斜面的倾角为，不计空气阻力，重力加速度为g，，则小球在空中运动过程中重力做功的平均功率为（）A. B. C. D.〖答案〗C〖解析〗小球做平抛运动，有解得小球做平抛运动重力做功的平均功率C正确，ABD错误。故选C8.两个点电荷的质量分别为m1、m2，带异种电荷，电荷量分别为Q1、Q2，相距为d，只在库仑力作用下（不计万有引力）各自绕它们连线上的某一固定点，在同一水平面内做匀速圆周运动，它们的总动能为A. B. C. D.〖答案〗B〖解析〗对于质量m1，它们的库仑力提供其向心力，即对于质量m2，它们的库仑力提供其向心力，即则它们总的动能为故选B．点晴：两异种点电荷能绕圆心各自做匀速圆周运动，其向心力是由它们间库仑力提供，则可以求出它们的总动能．9.如图所示，北斗三号导航系统主要由三种卫星组成：地球同步静止轨道卫星（图中a）、地球同步倾斜轨道卫星（图中b）、中圆轨道卫星（图中c），c的轨道半径是a的轨道半径的k倍。若卫星都在圆轨道上运行，则下列判断正确的是（）A.卫星a和卫星c加速度之比为B.卫星和卫星c角速度之比为C.卫星a和卫星b轨道半径不同D.卫星与卫星b所受向心力大小相等〖答案〗AB〖解析〗A．根据牛顿第二定律可得由此可知，卫星a和卫星c加速度之比为，故A正确；B．根据开普勒第三定律可知解得由可得故B正确；C．卫星a和卫星b做匀速圆周运动的周期都等于地球自转周期T，由可知两卫星的轨道半径相同，故C错误；D．由可知卫星a与卫星b的质量不一定相同，所受向心力大小不一定相等，故D错误。故选AB。10.如图所示，平行线为某匀强电场中的电场线（方向未标出），一个带负电的粒子甲仅在电场力作用下沿图中的轨迹1从A运动到B，另一个带电粒子乙仅在电场力作用下沿图中轨迹2从A运动到B，下列判断正确的是（）A.粒子甲从A到B速度增大 B.A点电势比B点电势高C.乙粒子一定带正电 D.乙粒子从A到B电势能减小〖答案〗BCD〖解析〗A．带负电的粒子甲仅在电场力作用下沿图中的轨迹1从A运动到B，根据合力指向轨迹凹的一侧，则甲粒子受到的电场力方向向左，电场力对粒子甲做负功，粒子甲的速度变小，故A错误；B．由于甲粒子受到的电场力方向向左，因此场强方向向右，根据沿电场线方向，电势逐渐降低，可知A点电势比B点电势高，故B正确；C．带电粒子乙仅在电场力作用下沿图中轨迹2从A运动到B，由图可知，该粒子受到的电场力方向向右，因此乙粒子带正电，故C正确；D．电场力对乙粒子做正功，因此乙粒子的电势能减小，故D正确。故选BCD。11.在如图甲所示的电路中，变压器为理想变压器，电表为理想电表，定值电阻，在a，b两端接入如图所示的电压（为正弦曲线的一部分），电流表的示数为2.2A，电压表的示数为27.5V，则（）A.变压器原、副线圈的匝数比为4：1B.变压器原、副线圈的匝数比为C.定值电阻R消耗的功率为22WD.定值电阻R消耗的功率为15.125W〖答案〗AC〖解析〗AB．由题图乙，根据电流的热效应有解得变压器原线圈输入电压则原、副线圈的匝数比故A正确，B错误；CD．电阻中的电流因此原线圈中的电流为0.2A，根据变流比可知，副线圈中的电流则定值电阻消耗的功率故C正确，D错误。故选AC。12.如图所示，间距为L，电阻不计的足够长的平行光滑金属导轨水平放置，导轨左端连接一阻值为R的电阻，导轨上横跨一根质量为m、电阻为r的金属棒，金属棒与导轨接触良好。整个装置处于竖直向下的匀强磁场中。现给金属棒一沿导轨向右、大小为F的恒力，让金属棒从静止开始运动，金属棒经过前进了s，然后以的速度匀速向右运动，重力加速度为g，下列说法正确的是（）A.0～金属棒的速度随时间均匀增大B.匀强磁场的磁感应强度大小为C.0～流过电阻的平均电流为D.0～电阻R上的平均电功率为〖答案〗BC〖解析〗A．随着速度增大，安培力增大，合外力逐渐减小，金属棒做加速度逐渐减小的加速运动，故A错误；B．金属棒匀速运动时解得故B正确；C．0～内解得故C正确；D．根据能量守恒定律，电阻上产生的热量则定值电阻上产生的热量为平均电功率故D错误。故选BC。二、非选择题：共60分。第13～17题为必考题，每个试题考生都必须作答，第18～19题为选考题，考生根据要求作答。（一）必考题：共45分。13.用如图甲所示的实验装置可以进行力学中的很多实验探究，回答下列问题：（1）下列说法正确的是__________。A．用此装置来“研究匀变速直线运动”时，长木板上表面必须光滑B.让小车在水平粗糙的长木板上运动可验证机械能守恒定律C.用此装置来“探究加速度a与力F的关系”时，需要平衡摩擦力，且钩码的总质量应远大于小车的质量D.用此装置来“验证动量定理”时，需要平衡摩擦力，且钩码的总质量应远小于小车的质量（2）图乙为探究“功与速度变化的关系”的实验中打出的一条纸带，选取纸带中的B、E两点间的运动过程来探究功与速度变化的关系，已知打点计时器的打点频率为f，相邻两个计数点之间还有一个点未画出，重力加速度为g，小车、钩码的质量分别为M、m（），实验时平衡了摩擦力，则探究的结果为__________。（用题中给出的字母来表达）〖答案〗（1）D（2）〖解析〗（1）[1]A．用此装置来“研究匀变速直线运动”时，只需要用纸带来测小车的加速度，不需要知道小车的受力，长木板上表面不需要光滑，故选项A错误；B．用此装置来“验证机械能守恒”时，如果长木板上表面粗糙，则系统的机械能一定不守恒，不能进行机械能守恒的验证，故选项B错误；C．用此装置来“探究加速度a与力F关系”时，需要平衡摩擦力，且钩码的总质量应远小于小车的质量，这样才能知道小车受到的拉力（近似等于钩码的重力），故选项C错误D.用此装置来“验证动量定理”时，需要平衡摩擦力，且钩码的总质量应远小于小车的质量，这样才能知道小车受到的拉力（近似等于钩码的重力），故选项D正确。故选D。（2）[2]打点周期中间时刻速度，由动能定理得得14.实验小组用图甲所示的电路来测量待测电阻的阻值，图中为标准电阻（）；、可视为理想电流表，S为开关，R为滑动变阻器，E为电源。采用如下步骤完成实验，回答下列问题：（1）若先用多用表来粗略测量的阻值，选择的倍率为“×1”，示数如图乙所示，则读数为__________（结果保留整数）。（2）按照图甲所示的实验原理线路图将实物图连接完整__________。（3）将滑动变阻器的滑动触头置于__________（填“左端”“右端”或“中间”）位置，合上开关S，改变滑动变阻器滑动触头的位置，记下两电流表的、示数分别为、，则待测电阻的表达式__________。（用、、表示）（4）为了减小偶然误差，改变滑动变阻器滑动触头的位置，多测几组、的值，作出-关系图像如图丙所示，图像的斜率k＝__________（用、表示），可得待测电阻__________（结果保留整数）。〖答案〗（1）19（2）（3）右端（4）24〖解析〗（1）[1]根据图乙可得其读数（2）[2]根据图甲，完整的电路连线图如下（3）[3][4]为了电路安全，防止电流过大，闭合开关前，将滑动变阻器的滑动触头置于右端位置，由并联电路电压相等的关系可得待测电阻（4）[5][6]由可得则关系图像的斜率结合，可得15.某实验小组设计了如图所示的小球运动轨道，若将小球从左侧固定斜面上、离地高度为的位置由静止释放，经过圆弧轨道后，小球飞上右侧平台且与平台不发生碰撞，已知斜面与圆弧轨道相切，圆弧轨道左右两端点等高，圆弧轨道所对圆心角为，半径为，小球质量为，整个轨道处在竖直面内，不计空气阻力及一切摩擦，重力加速度取．求：（1）小球在圆弧轨道最低点所受到的支持力大小；（2）平台左侧上边缘到圆弧轨道右端点的水平距离。〖答案〗（1）23N；（2）3.072m〖解析〗（1）由动能定理得小球在圆弧轨道最低点时,对其由牛顿第二定律得解得（2）小球到圆弧轨道右端点的速度为v0,由动能定理得解得飞出圆弧轨道右端点水平方向小球做匀速运动,则解得16.2022年6月17日，经中央军委批准，我国第三艘航空母舰命名为“中国人民解放军海军福建舰”。福建舰是我国完全自主设计建造的第一艘弹射型航空母舰，采用平直通长飞行甲板，配置电磁弹射和阻拦装置，满载排水量8万余吨。舰载作战飞机沿平直跑道起飞过程分为两个阶段：第一阶段是电磁弹射，电磁弹射区的长度为80m，弹射原理如图乙所示，飞机钩在滑杆上，储能装置通过导轨和滑杆放电，产生强电流恒为4000A，导轨激发的磁场在两导轨间近似为匀强磁场，磁感应强度B=10T，在磁场力和飞机发动机推力作用下，滑杆和飞机从静止开始向右加速，在导轨末端飞机与滑杆脱离，导轨间距为3m；第二阶段在飞机发动机推力的作用下匀加速直线运动达到起飞速度。已知飞机离舰起飞速度为100m/s，航空母舰的跑道总长为180m，舰载机总质量为kg，起飞过程中发动机的推力恒定，弹射过程中及飞机发动机推力下的加速过程，舰载机所受阻力恒为飞机发动机推力的20%，求：（1）电磁弹射过程电磁推力做的功（2）飞机发动机推力的大小；（3）电磁弹射过程，飞机获得的加速度。〖答案〗（1）；（2）；（3）〖解析〗（1）由题意可知，电磁推力大小电磁推力做功（2）设飞机常规推动力的大小为，对整个过程根据动能定理有解得（3）弹射过程，根据牛顿第二定律解得17.如图所示，平面直角坐标系的第一象限内存在垂直纸面向外的有界匀强磁场，磁场边界为边长为的等边三角形点坐标为；在第二象限存在沿轴正方向的匀强电场，电场强度大小为。一质量为，电荷量为的粒子从电场中的（值不确定）点处由静止释放，当时，粒子经磁场偏转后恰好垂直轴飞出磁场，不计粒子重力，求：（1）匀强磁场磁感应强度的大小；（2）若要求粒子从边飞出，当取最大值时，粒子在磁场中运动轨迹所对圆心角的余弦值；（3）满足第（2）问的粒子释放时其横坐标的值。〖答案〗（1）；（2）；（3）〖解析〗（1）依题意，画出粒子运动轨迹如图甲所示在电场中，由动能定理有由几何关系可知，粒子的轨迹半径根据洛伦兹力提供向心力有解得（2）由题意知，满足条件的粒子运动轨迹恰好与MN相切，如图乙所示C为切点，粒子从D点射出磁场，轨迹所对圆心角为，由几何关系可知，，设轨迹半径为，根据几何关系有解得则（3）根据洛伦兹力提供向心力有则在电场中应用动能定理有求得（二）选考题：共15分.请考生从2道题中任选一题作答.如果多做，则按所做的第一题计分.[选修3—3]18.一定量的理想气体从状态a开始，经历a→b→c→a三个过程回到初始状态，其压强p和热力学温度T的关系图像如图所示，下列说法正确的是（）A.a→b过程中，气体体积不变，吸收热量B.b→c过程中，气体对外做功小于气体所吸收的热量C.a→b→c→a过程中，气体对外做的功在数值上等于三角形abc的“面积”D.b→c→a过程中，容器内单位体积内气体分子数目先减小后增大E.c→a过程中，容器内单位时间内气体分子碰撞器壁的次数增加〖答案〗ADE〖解析〗A．根据图像可知，a→b过程中，压强与热力学温度成正比﹐则气体做等容变化，气体体积不变，功为零，温度升高内能增加，由热力学第一定律气体吸收热量，故A正确；B．b→c过程中，气体做等温变化，内能不变，由PV＝C压强减小，体积增大，气体对外做功由热力学第一定律则气体吸收热量等于对外做的功，故B错误；C．a→b→c→a过程中，其中a→b过程气体做等容变化，对外不做功，b→c过程，气体做等温变化，压强减小体积增大，气体对外做功，对外做的功等于吸收热量，c→a过程气体做等压变化，温度降低体积减小，外界对气体做正功，综合分析，气体对外界做的功等于吸收热量，数值上不等于三角形abc的“面积”（三角形面积意义不是功），只有在p-V图像中，图形面积表示气体对外做功，p-T图像图形面积不具备该物理意义，故C错误；D．b→c→a过程中，气体体积先增大后减小，由于分子总量不变，故容器内单位体积内分子数目先减小后增大，故D正确；E．c→a过程中，温度降低，分子平均动能减小，单位时间气体分子碰撞器壁的作用力减小，由于压强不变，单位时间内气体分子碰撞器壁次数增加，故E正确。故选ADE。19.如图所示，竖直绝热汽缸高度为60cm，缸口处有卡槽，中央处有固定绝热超薄隔板，隔板上有单向阀门K，上层有可移动活塞，活塞上有压力报警系统P，活塞（含报警系统）质量m=10kg，面积S=20cm2，报警系统内、外压强差高于1.5倍大气压强时，触发报警系统，初始时A、B两部分气体温度均为27℃，A部分气体长度为20cm，B部分气体长度为30cm、压强为2p0，现通过电阻丝对A气体加热.已知标准大气压强，重力加速度g取10m/s2，系统不漏气，气体为理想气体，求触发报警时气体的温度。〖答案〗〖解析〗设初始状态A气体压强为pA1，由平衡条件有可得气体A初态：，，气体B初态：，，升温过程A气体先做等压变化，当活塞到达卡槽后再做等容变化，当A气体压强为，阀门K才打开，两部分气体混合，此时还没达到报警压强。当气体压强为触发报警，此时温度为，由物质量守恒关系有