2023届河南省创新发展联盟高三(上)开学摸底考试物理试题（解析版）

2022~2023年度河南省高三年级入学摸底考试（一）物理考生注意：1.本试卷分第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分，共100分。考试时间90分钟。2.请将各题答案填写在答题卡上。3.本试卷主要考试内容：高考全部内容。第Ⅰ卷（选择题共40分）一、选择题：本题共10小题，每小题4分，共40分。在每小题给出的四个选项中，第1~6小题只有一个选项正确，第7~10小题有多个选项正确。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错或不答的得0分。1.某次发射地球同步卫星时，该卫星先进入椭圆轨道再进入同步轨道，椭圆轨道的近地点A在近地圆轨道上，远地点B在同步轨道上，如图所示。该卫星（）A.在椭圆轨道上运行的周期小于1天B.在同步轨道上的角速度小于赤道上物体随地球自转的角速度C.在B点需要减速才能进入同步轨道D.在椭圆轨道上从A点运动到B点的过程中，速度增大【答案】A【解析】【详解】AB．地球同步卫星运行的周期与地球自转的周期（1天）和角速度相等，故该卫星在同步轨道上的角速度等于赤道上物体随地球自转的角速度，根据开普勒第三定律可知，该卫星在椭圆轨道上运行的周期小于1天，故A正确、B错误；C．该卫星B点需要加速才能进入同步轨道，故C错误；D．该卫星在椭圆轨道上从A点运动到B点的过程中，速度减小，故D错误。故选A。2.如图所示，从右向左看，带正电的金属圆环绕轴顺时针匀速旋转，金属圆环的左侧有通有逆时针方向电流的超导圆环，两环共轴放置，其中O点为左边超导圆环的圆心，点为右边金属圆环的圆心。下列说法正确的是（）

A.超导圆环不受安培力作用 B.两环在磁场力作用下相互排斥C.两环在磁场力作用下相互吸引 D.、两点连线的中点的磁感应强度不可能为零【答案】B【解析】【详解】ABC．根据题意可知，金属环形成顺时针的等效电流，与超导环的电流方向相反，根据异向电流相互排斥可知，两环在磁场力作用下相互排斥，即超导圆环受安培力作用，故AC错误，B正确；D．由安培定则可知，当两圆环中的电流相等时，、两点连线的中点的磁感应强度为零，故D错误。故选B。3.某同学在滑冰时，先后两次以不同的初速度沿同一水平冰面滑出，滑出后做匀减速直线运动，滑行不同距离后停下。若该同学第一次与第二次滑出的初速度大小之比为，则他第一次与第二次滑行的距离之比为（）A. B. C. D.【答案】D【解析】【详解】假定两次初速度分别为v1、v2，而加速度大小相等，两次滑行距离分别为x1、x2，依题意有因则可得故选D。4.如图所示，质量为M的斜面体放在粗糙的水平地面上，质量为m的物体放在斜面上，用方向竖直向上、大小为F的力拉物体，物体沿斜面匀加速下滑，斜面体始终静止。重力加速度大小为g。下列说法正确的是（）A.地面对斜面体的静摩擦力可能为零 B.地面对斜面体的支持力大小为C.斜面对物体的力竖直向上 D.斜面对物体的摩擦力可能为零【答案】D【解析】【详解】A．由于物体沿斜面向下匀加速下滑，因此物体有水平方向向左的分加速度，对斜面体和物体组成的系统，由牛顿第二定律，地面对斜面体静摩擦力方向水平向左，A错误；B．物体有竖直向下的分加速度，由牛顿第二定律，对斜面体和物体组成的系统，由牛顿第二定律，地面对斜面体的支持力小于，B错误；C．物体受到的合力沿斜面向下，其所受重力、拉力在竖直方向，故斜面对物体的力偏向左上方，C错误；D．当物体不受斜面的摩擦力时，其所受合力沿斜面向下，D正确。故选D。5.如图所示，某次战斗中，战士从倾角为的斜坡上的A点水平投出一个质量为的手榴弹，一段时间后，手榴弹落到斜坡上到A点距离为的B点。取重力加速度大小，不计空气阻力。下列说法正确的是（）A.手榴弹在空中飞行位移大小为B.手榴弹在空中飞行的时间为C.手榴弹被投出时的初动能为D.手榴弹落在B点前瞬间所受重力的功率为【答案】C【解析】【详解】A．手榴弹在空中飞行的位移大小为s＝，故A错误；B．手榴弹在空中飞行的时间故B错误；C．手榴弹被投出时的初速度大小此时手榴弹的动能故C正确；D．手榴弹落在B点前瞬间的竖直分速度大小此时手榴弹所受重力功率故D错误。故选C。6.如图甲所示，是由导体做成的“U”形粗糙框架，其所在平面与绝缘水平面（在水平面上）的夹角为，质量为m、电阻为R的导体棒与导轨垂直且接触良好，回路是边长为L的正方形。整个装置放在垂直框架平面的磁场中，磁场的磁感应强度大小随时间变化的关系图像如图乙所示（图中的、均已知），导体棒始终静止。重力加速度大小为g，导轨电阻不计。下列说法正确的是（）A.在时间内，导体棒中感应电流的方向由M到NB.在时间内，回路中产生的感应电动势为C.在时间内，导体棒中产生的焦耳热为D.在时刻，导体棒所受导轨的摩擦力小于【答案】C【解析】【详解】A．根据题意，由楞次定律可知，在时间内，导体棒中感应电流的方向由N到M，故A错误；B．根据题意，由法拉第电磁感应定律可知，在时间内，回路中产生的感应电动势故B错误；C．根据题意可知，在时间内，导体棒中产生的焦耳热故C正确；D．在时刻，导体棒所受安培力为零，根据物体的平衡条件可知，此时导体棒所受导轨的摩擦力大小为故D错误。故选C。7.微型核电池的体积很小，只有一个硬币的厚度，电力极强，可用于手机充电。微型核电池利用微型和纳米级系统研发出了一种超微型电源设备，这种通过放射性物质的衰变，释放出带电粒子，从而获得持续电流。镍发生衰变变为铜，用它制成的大容量核电池，续航可超百年。下列说法正确的是（）A.镍的衰变方程为B.衰变中粒子来源的方程为C.升高镍的温度，可使其半衰期减小D.的比结合能比铜的比结合能小【答案】BD【解析】【详解】A．根据核反应方程的核电荷数守恒、质量数守恒可知，镍的衰变方程为故A错误；B．衰变中粒子来自原子核中的中子，其方程为故B正确；C．放射性元素的半衰期与温度无关，故C错误；D．的比结合能比铜的比结合能小，铜比结合能大更稳定，故D正确。故选BD。8.暴风雨后，道路两旁很多树苗被刮倒，某志愿者正在扶正一棵树苗，如图所示。若志愿者向左匀速运动扶正树苗时，手与树苗接触点的高度不变，则该过程中树苗（）A.与手接触点的线速度变大 B.与手接触点的线速度变小C.绕O点转动的角速度变大 D.绕O点转动的角速度变小【答案】AC【解析】【详解】假定分的速度大小为v，将人的速度v分解为垂直于树苗的速度与沿树苗方向的速度，如图所示设手与树苗接触点的高度为h，当树苗的倾角为时，则手与树苗接触点到O点的距离为此时树苗与手接触点的线速度大小树苗绕O点转动的角速度大小为该过程中变大，可知、均变大，故选AC。9.某研究性学习小组利用风速仪测风速，风速仪的简易装置如图甲所示。在风力作用下，风杯带动与其固定在一起的永磁铁转动，某一风速下线圏中的感应电流如图乙所示（其中与均为已知量）。下列说法正确的是（）

A.若发现线圈中感应电流的峰值变大，则风速变大B.若发现线圈中感应电流的峰值变大，则风速变小C.若回路总电阻为R，线圈匝数为N，则穿过线圈磁通量的最大值为D.若回路总电阻为R，线圈匝数为N，则穿过线圈磁通量的最大值为【答案】AD【解析】【详解】AB．当风速变大时，线圈中产生的最大感应电动势变大，感应电流的峰值也变大，可知，当感应电流的峰值变大时，风速变大，故B错误，A正确；CD．根据题意可知，线圈中产生的最大感应电动势又有，可得故C错误，D正确。故选AD。10.如图所示，为边长为L的正方形，O点为正方形的中心，在A、C两处分别固定两个等量异种点电荷、，竖直绝缘细杆固定在处，一质量为m、电荷量为q的带正电小球（视为质点）套在杆上。现将小球从B点由静止释放，小球通过O点时的速度大小为v。静电力常量为k，小球与杆各处间的动摩擦因数相同。下列说法正确的是（）

A.小球在B处时受到的电场力大小为B.小球通过O点时所受杆的弹力大小为C.小球通过O点时受到的滑动摩擦力最大D.小球通过D点时的速度大小为【答案】ACD【解析】【详解】A．小球在B处时受到的电场力为A，C两处点电荷对小球的库仑力的合力，其大小故A正确；BC．小球水平方向受力平衡，小球通过O点时所受电场力最大，此时小球所受杆的弹力最大，最大弹力根据滑动摩擦定律可知，此时小球受到的滑动摩擦力最大，故B错误，C正确；D．根据对称性可知，小球从B点运动到O点与从O点运动到D点克服摩擦力做的功相等，根据动能定理有解得故D正确。故选ACD。第Ⅱ卷（非选择题共60分）二、非选择题：共60分。包括必考题和选考题两部分。第11~14题为必考题，每个试题考生都必须作答。第15~16题为选考题，考生根据要求作答。（一）必考题：共45分。11.某同学用如图甲所示的装置验证机械能守恒定律。A点距光电门B的高度为h。（1）用十分度游标卡尺测量小球的直径，若测量结果如图乙所示，则小球的直径______________。（2）将小球从A点由静止释放，若小球通过光电门B的时间为t，则小球通过光电门B时的速度大小______________（用d、t表示）。（3）已知，当地的重力加速度大小为g，若满足关系式______________（用d、t表示），则说明在误差允许的范围内，小球下落过程中机械能守恒。【答案】①.9.3②.③.【解析】【详解】（1）依题意，小球的直径为（2）极短时间内的平均速度等于瞬时速度，故小球通过光电门B时的速度大小为（3）设小球的质量为m，根据机械能守恒定律有因可得如果上式在误差允许的范围内成立，则小球下落过程中机械能守恒。12.某课外研究小组用如图甲所示的电路测定电源的电动势与内阻。电流表的量程符合实验要求，其内阻很小（可忽略）。

（1）按如图甲所示的电路在图乙中连接实物图____________。（2）定值电阻的作用是____________。（3）闭合开关S，读出电阻箱的示数R以及相应的电流表示数I，调节电阻箱的电阻R，得到多组R值与相应的I值，作出图像如图丙所示。若定值电阻，定值电阻，则该电源的电动势________V、内阻_________。（结果均保留两位有效数字）【答案】①.②.保护实验电路③.3.0④.2.3【解析】【详解】（1）[1]电路图采用安培表和电阻箱测电源的电动势与内阻，定值电阻充当电压表，实物连线如图所示

（2）[2]定值电阻连接在干路上，具有保护实验电路的作用。（3）[3][4]根据闭合电路的欧姆定律有整理可得结合题图丙有解得,13.如图所示，在直角坐标系xOy中，两平行x轴的金属板M、N有两个小孔S、K，S、K均在y轴上。在以原点O为圆心，R为半径的四形区域内，存在磁感应强度大小为B、方向垂直坐标平面向外的匀强磁场。圆O与M板相切于S，与x轴相交于C点。现将一质量为m、电荷量为q的带负电粒子从小孔K由静止释放，粒子恰好通过C点。不计粒子所受重力。（1）求两金属板间的电压U；（2）若粒子在两金属板间与圆形区域内运动的时间相等，求两金属板的距离d。【答案】（1）；（2）【解析】【详解】（1）根据几何关系可知，粒子在磁场中做圆周运动的半径为R设粒子在磁场中做圆周运动的速度大小为v，有解得根据动能定理有解得（2）设粒子在两金属板间运动的时间为，则粒子在磁场中做圆周运动的周期满足粒子在圆形区域内运动的时间又解得14.如图所示，质量的平板小车静止在竖直弹性墙壁左侧的光滑水平地面上，质量的铁块（视为质点）以大小的初速度向右滑上平板小车左端上表面，小车第一次与墙壁碰撞前瞬间恰好与铁块达到共同速度，之后小车与墙壁发生多次正碰（每次碰撞前小车与铁块已达到共同速度），碰撞中无机械能损失，碰撞时间极短，最终铁块恰好静止在小车的右端。铁块与小车上表面间的动摩擦因数，取重力加速度大小。求：（1）从铁块滑上小车上表面至小车与墙壁第一次碰撞的时间；（2）全过程中铁块相对小车滑动的总时间t以及小车的长度L；（3）从小车与墙壁第一次碰撞至小车静止，小车对地运动的总路程s。【答案】（1）；（2），；（3）【解析】【详解】（1）设小车第一次与墙壁碰撞前瞬间的速度大小为，根据动量守恒定律有解得对小车，根据动量定理有解得（2）小车第一次与墙壁碰撞后的一段时间内，铁块向右做匀减速直线运动，小车向左做匀减速直线运动，小车的速度先减为零，然后小车在摩擦力的作用下向右做匀加速直线运动，直到小车与铁块第二次达到共同速度，此后铁块与小车一起向右做匀速直线运动直到小车与墙壁发生第二次碰撞，小车不断与墙壁碰撞，铁块在小车上滑行，系统的机械能不断减少，直到铁块与小车均静止且铁块恰好在小车的右端，对铁块，根据动量定理有解得根据功能关系有解得（3）经分析可知，小车每一次与墙壁碰撞后都先向左做匀减速直线运动至静止，再向右做匀加速直线运动至与铁块达到共同速度后再与墙壁碰撞，在两次碰撞间的运动过程中，系统动量守恒，有解得设第一次碰撞后小车向左运动的最大距离为，对小车，根据动能定理有解得设第n次碰撞后小车向左运动的最大距离为，对小车，根据动能定理有同理有可得根据对称性，结合数学知识可得其中解得（二）选考题：共15分。请考生从给出的15、16两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]（15分）15.下列说法正确的是（）A.温度越高，布朗运动越激烈B.空调既能制热又能制冷，说明热传递不存在方向性C.做功和热传递对改变物体的内能是等效的D.液晶既有液体的流动性又有晶体的各向异性E.晶体均有规则的几何形状和固定的熔点【答案】ACD【解析】【详解】A．温度越高，布朗运动越激烈，A正确；B．据热力学第二定律可知，热传递存在方向性，B错误；C．做功和热传递对改变物体的内能是等效的，C正确；D．液晶既有液体的流动性又有晶体的各向异性，D正确；E．单晶体有规则的几何形状和固定的熔点，E错误。故选ACD。16.有一导热汽缸，用质量为m的光滑活塞密封着一定量的理想气体，活塞的上表面水平，下表面倾斜，活塞和汽缸均保持静止，如图所示。活塞上表面的面积为S，大气压强恒为p0，环境温度不变，重力加速度大小为g。（1）求缸内气体的压强；（2）若在活塞上表面缓慢加细砂，求缸内气体体积变为原来的一半时已加细砂的质量M。【答案】（1）；（2）【解析】【详解】（1）设活塞下表面与汽缸壁的夹角为θ，对活塞进行受力分析，竖直方向受力平衡，有解得（2）设加细砂前缸内气体的体积为V，缸内气体的体积变为原来的一半时的压强为，根据玻意耳定律有解得对活塞与所加细砂进行受力分析，竖直方向受力平衡，有解得[选修3-4]（15分