2023屆高三開學摸底考試物理試卷（全國卷）一、選擇題：本題共8小題，每小題6分，共48分。在每小題給出的四個選項中，第1～4題只有一項符合題目要求，第5～8題有多項符合題目要求。全部選對的得6分，選對但不全的得3分，有選錯的得0分。1.質子數與中子數互換的一對原子核稱為鏡像核，如與。已知的質量約為3.0160u，的質量約為3.0161u，中子質量約為1.0087u，質子質量約為1.0078u，，則與的結合能的差值約為()A.0.75MeV B.0.98MeV C.1.02MeV D.1.35MeV2.如圖，一不可伸長輕繩兩端各連接一質量為m的小球，初始時整個系統(tǒng)靜置于光滑水平桌面上，兩球間的距離等于繩長L。一大小為F的水平恒力作用在輕繩的中點，方向與兩球連線垂直。當兩球運動至二者相距時，它們加速度的大小均為()

A. B. C. D.3.在高壓電場烘干機的示意圖中，金屬板上鋪有潮濕的藥材，針狀電極O與之間接高壓直流電源，其間的等差等勢面分布如虛線所示。水分子是極性分子，可等效為棒狀帶電體，一端帶正電，另一端帶等量負電。水分子在強電場力的作用下會從潮濕的藥材中加速分離出去，在鼓風機的作用下飛離電場區(qū)域從而加速干燥。圖中實線是某一水分子從A點由靜止開始運動的軌跡，下列說法正確的是()

A.B點的電場強度大于D點的電場強度B.B點的電勢高于D點的電勢C.水分子經過B點時的加速度方向與電場力方向相同D.水分子由A點運動到D點的過程中，電勢能逐漸減少4.如圖所示，紙面內有兩根平行放置的通有同向、等大電流的長直細導線，是關于導線N對稱的兩點，且a點到導線M的距離大于其到導線N的距離。已知通電長直導線周圍某點的磁感應強度大小與該點到長直導線的距離成反比。若空間中同時存在磁感應強度大小為B的勻強磁場，且c點的磁感應強度為零，則關于a點的磁感應強度的大小和方向，下列說法正確的是()

A.大于B，方向垂直紙面向外 B.小于B，方向垂直紙面向外C.大于B，方向垂直紙面向里 D.小于B，方向垂直紙面向里5.如圖所示，小滑塊質量均為m，通過一大小不計的定滑輪和輕質細線連接，Q套在光滑水平桿上，定滑輪距水平桿的高度為h，初始時Q與定滑輪之間的細線和水平桿的夾角為由靜止開始運動，P在運動到最低點的過程中不會與桿碰撞，重力加速度為g，不計一切摩擦，則P由靜止到運動到最低點的過程中()A.Q的速度一直在增大 B.P的速度一直在增大C.Q的最大速度為 D.當P速度最大時，桿對Q的彈力等于06.2022年2月，有科學家報告了迄今觀測到的最大星系——“阿爾庫俄紐斯”，它離地球30億光年，自身橫跨1630萬光年的距離。星系中心有一個超大質量的黑洞，若觀測到繞該黑洞做圓周運動的天體A的角速度為，到黑洞中心的距離為，天體B繞黑洞運動的周期與地球繞太陽轉動的周期相同，為T。已知地球中心到太陽中心的距離為R，則下列說法正確的是()A.該黑洞質量是太陽質最的倍 B.該黑洞質量是太陽質量倍C.天體B到該黑洞中心的距離為 D.天體B到該黑洞中心的距離為7.如圖所示的理想變壓器中，原、副線圈匝數之比為，在間接一輸出電壓有效值恒定的正弦式交流電源，小燈泡均能正常發(fā)光，小燈泡正常發(fā)光時的電阻都為、額定功率都為8W，小燈泡的額定功率相同。已知電源的輸出功率為36W，則下列說法正確的是()

A.小燈泡c的額定功率為10W B.小燈泡a的額定電流為0.5AC.小燈泡b的額定電壓為4V D.間所加電源的輸出電壓有效值為24V8.如圖所示，兩平行傾斜導軌與兩足夠長的平行水平導軌平滑連接，導軌光滑且電阻不計，質量為m的金屬棒b靜止在水平導軌上，棒與導軌垂直。圖中虛線右側有范圍足夠大、方向豎直向上的勻強磁場。質量為m的金屬棒a垂直放置在傾斜導軌上并由靜止釋放，釋放位置與水平導軌的高度差為h。金屬棒a進入磁場瞬間，加速度大小為，之后始終未與金屬棒b發(fā)生碰撞，金屬棒的電阻不可忽略，重力加速度為g，則下列說法正確的是()

A.金屬棒a沿斜導軌下滑過程中機械能守恒B.金屬棒a進入磁場后，組成的系統(tǒng)機械能守恒C.整個過程兩金屬棒產生的焦耳熱之和為D.金屬棒a的加速度大小為時，棒a的速度為三、非選擇題：本卷包括必考題和選考題兩部分。第9～12題為必考題，每個試題考生都必須作答。第13～14題為選考題，考生根據要求作答。（一）必考題（4題，共47分）9.（8分）某學生用圖1所示的實驗裝置測量當地的重力加速度。重錘從高處由靜止開始下落，重錘拖著的紙帶通過打點計時器，打出了一系列的點。

（1）打出的紙帶如圖2所示，選取紙帶上連續(xù)的五個計時點，測量點間的距離為，點間的距離為，若相鄰兩點的時間間隔為T，則打C點時重錘的速度大小為________。

（2）根據紙帶，先分別測量出各點到O點的距離h（其中點為E點后連續(xù)打出的點，圖中未畫出），再計算打出各點時重錘下落的速度v和，繪制出圖像，如圖3所示。實驗時，由于操作失誤，先釋放紙帶，后接通打點計時器，根據圖像可知打O點時重錘的速度大小為______m/s，測得當地的重力加速度大小為_______；請簡述操作失誤對測量結果的影響：___________（結果保留2位有效數字）

10.（7分）某實驗小組將鋅片和銅片插入一個西紅柿中，用電壓表測得銅片和鋅片間的電壓約為0.3V，然后將同樣的10個西紅柿電池串聯(lián)成電池組，與一個標稱為“3V1W”的小燈泡相連，小燈泡不發(fā)光，測得小燈泡兩端的電壓為0.3V。該小組同學利用電壓傳感器（內阻較大）、定值電阻、電阻箱等實驗器材測量10個西紅柿電池串聯(lián)成的電池組的電動勢E和內阻r，電路圖如圖甲所示。實驗時多次改變電阻箱的阻值，記錄外電路的總電阻R和對應的電壓傳感器的示數U，利用采集到的數據作出的圖象如圖乙所示。

（1）用電池組給小燈泡供電，小燈泡不亮的原因可能是_________。

（2）根據圖乙可知，每個西紅柿電池的平均電動勢__________V，每個西紅柿電池的平均內阻_______Ω。（結果均保留三位有效數字）

（3）在調節(jié)電阻箱的過程中，的最大值如圖乙中所示，則定值電阻的阻值為_________Ω。（4）若實際情況中通過電壓傳感器的電流不能忽略，則測得電池組的電動勢的值________（選填“大于”“小于”或“等于”）電池組電動勢的真實值。

11.（12分）如圖所示，水平虛線的上方存在磁感應強度大小為B、方向垂直紙面向里的水平勻強磁場。一寬為L、長為、質量為m、電阻為R的閉合矩形導線框在豎直向上的拉力F作用下從圖示位置由靜止開始豎直向上做勻加速直線運動，當運動位移為L時線框的速度大小為v，此時撤去拉力，再經時間t線框到達最高處（邊尚未進入磁場）。已知重力加速度大小為g。求

（1）撤去拉力前瞬間拉力的大?。唬?）撤去拉力后的時間t內，線框中產生的總焦耳熱Q。12.（20分）如圖所示，所對圓心角為、半徑為的光滑圓弧槽固定在水平面上，左側放置一上表面水平且與圓弧槽圓心等高的桌子，質量為的物塊乙放在桌子的右邊緣，質量為的物塊甲從距桌面右邊緣處以一定的初速度向右運動，兩物塊發(fā)生彈性碰撞，碰后瞬間立即撤走桌子，經過一段時間，物塊乙剛好沿切線方向無碰撞地由B點進入圓弧槽，最后乙沿軌道與距離圓弧槽最低點處的彈性擋板發(fā)生碰撞，已知物塊甲與桌子間、物塊乙與水平軌道間的動摩擦因數均為，重力加速度，忽略空氣阻力，兩物塊均可視為質點。求：

（1）物塊甲的初速度大小。（2）通過計算說明物塊乙能否由B點離開圓弧槽，若不能，求物塊乙最終靜止時到D點的距離；若能，求物塊乙第一次與第二次經過C點時對圓弧槽壓力之比。（二）選考題：共15分。請考生從給出的2道物理題中任選一道作答。如果多做，則每學科按所做的第一題計分。13.【物理——選修3-3】（15分）（1）（5分）一定質量的理想氣體從狀態(tài)a開始，經三個過程后回到初始狀態(tài)a，其圖像如圖所示。已知氣體在狀態(tài)a時的體積為的延長線過點。下列說法正確的是___________。（填正確答案標號。選對1個得2分，選對2個得4分，選對3個得5分。每選錯1個扣3分，最低得分為0分）

A.氣體在狀態(tài)b時的體積為B.過程中，外界對氣體做功C.過程中，氣體向外界放熱D.過程中，單位時間內容器壁單位面積上受到氣體分子撞擊的次數增加E.過程中，氣體的體積增大（2）（10分）某學習小組利用所學的氣體知識測量一大塊冰糖的體積。如圖所示，一豎直放置的導熱性能良好的圓柱形汽缸體積為，活塞與汽缸壁間密封良好且無摩擦。第一次，將活塞從汽缸上沿處輕輕釋放，經過足夠長時間，活塞下降了高度；第二次，把冰糖放在汽缸內，再次將活塞從汽缸上沿處輕輕釋放，經過足夠長時間，活塞下降了高度；實驗過程中大氣壓強保持不變，環(huán)境溫度的變化可忽略不計，活塞不接觸冰糖。

（i）求冰糖的體積V；

（ii）若第二次操作時，活塞下降后等待時間過短，就測出活塞下降的高度，則對冰糖體積的測量結果會產生什么影響？

14.【物理——選修3-4】（15分）（1）（5分）如圖所示，為一透明正方體的橫截面圖，N為邊的中點，Q點在邊上，正方形邊長為?，F有兩細束平行光分別從Q點和N點沿紙面與邊成角射入透明體中，兩束光線經折射后恰好均從C點射出，取，則透明體對光線的折射率之比為________，光線在透明體中傳播的時間之比為________。

（2）（10分）如圖所示，兩點為沿x軸正方向傳播的簡諧橫波中的兩質點，兩質點的橫坐標分別為。已知在時，質點P的位移為4cm，質點Q位于正向最大位移處；在時，質點P第一次回到平衡位置；在時，質點Q第一次回到平衡位置。該波的波長。求

（i）波的傳播速度和波長；

（ii）質點P的振動方程。

答案以及解析1.答案：A解析：中包含兩個質子和一個中子，質子和中子在結合成過程中虧損的質量為，在結合成過程中虧損的質量為，故二者的結合能之差為，A正確。2.答案：A解析：當兩球運動至二者相距時，二者連線與輕繩之間夾角的余弦值。設此時輕繩中拉力大小為，對輕繩的中點受力分析得，又輕繩質量近似為0，解得。對質量為m的小球，由牛頓第二定律有，解得，選項A正確。3.答案：D解析：A.根據等勢面的疏密反映電場強度的強弱知B點的電場強度小于D點的電場強度，錯誤。

B.由題圖可知，O點為正極，根據電場中過某點的電場線和等勢面相互垂直，可作出該電場的電場線，如圖所示，再根據沿電場線方向電勢逐漸降低知B點的電勢低于D點的電勢，錯誤。

C.水分子在非勻強電場中受到電場力和風力的共同作用，根據牛頓第二定律知，加速度方向與合外力方向相同，與電場力方向不同，錯誤。

D.水分子由A點運動到D點的過程中，電場力一直做正功，電勢能逐漸減少，正確。

4.答案：A解析：設導線M在c點產生的磁場的磁感應強度大小為，導線N在c點產生的磁場的磁感應強度大小為，由安培定則可知，兩導線獨立在c點產生的磁場的方向均垂直紙面向里，又因為c點的磁感應強度為零，故勻強磁場的方向為垂直紙面向外，大小為。設導線M在a點產生的磁場的磁感應強度大小為，導線N在a點產生的磁場的磁感應強度大小為，由題給條件知，由安培定則可知，導線M在a點產生的磁場的方向垂直紙面向里，導線N在a點產生的磁場的方向垂直紙面向外，故兩導線在a點產生的合磁場方向垂直紙面向外，大小為，故a點的磁感應強度大小為，方向垂直紙面向外，故A正確，B、C、D錯誤。5.答案：AC解析：P運動到最低點時，Q的速度最大，P的速度為零，組成的系統(tǒng)機械能守恒，有，故Q的最大速度為，C正確；P下落到最低點過程中，P先加速后減速，Q的速度一直在增大，A正確，B錯誤；當P速度最大時，細線上的拉力等于，滑輪右側細線與豎直方向的夾角大于0°小于90°，對Q受力分析，Q在細線拉力作用下加速度不為0，桿對Q的彈力小于但不為0，D錯誤。6.答案：BC解析：設該黑洞的質量為，對天體A，有，對天體由開普勒第三定律有，解得，C正確，D錯誤；對天體A，由萬有引力提供向心力有，對地球，有，解得，A錯誤，B正確。7.答案：AC解析：設原線圈的輸入功率為P，則有，聯(lián)立解得，A正確；小燈泡b消耗的功率為，解得，燈泡c的額定電流為，小燈泡b的額定電流為，由變壓器原、副線圈的電流關系有，則，B錯誤，C正確；電源的輸出功率為，解得，D錯誤。8.答案：ACD解析：金屬棒a沿斜導軌下滑過程中只有重力對金屬棒a做功，機械能守恒，A正確；金屬棒a進入磁場后，回路中的磁通量發(fā)生變化，有感應電流，會產生熱量，組成的系統(tǒng)機械能不守恒，B錯誤；金屬棒a進入磁場后組成的系統(tǒng)動量守恒，最終有，對金屬棒a由動能定理可得，解得，整個過程兩金屬棒產生的焦耳熱之和為，C正確；由和可得，金屬棒a進入磁場時的加速度最大，為，金屬棒a進入磁場后，加速度等于最大加速度的一半時，設金屬棒a的速度為的速度為，有，可得，由動量守恒可得，則，即金屬棒a進入磁場后，加速度等于最大加速度的一半時，棒a的速度大小為，D正確。9.答案：（1）（2）2.0；9.6；見解析解析：（1）根據運動學公式可知，打C點時重錘的速度大小為。（2）根據，可得，根據題中圖像可知，，解得，解得；用到的是圖像的斜率，這次操作失誤不影響測量結果。10.答案：（1）見解析（2）0.286；2.50（3）12.5（4）小于解析：（1）由題意知，西紅柿電池組的內阻較大，接燈泡時路端電壓較小，故燈泡不亮；（2）根據閉合電路歐姆定律，有，化簡得，結合題圖乙可知，解得，所以每個西紅柿電池的平均電動勢，平均內阻；（3）根據可知，當的值最大時，即最大，此時電阻箱的電阻為零，解得。（4）如果考慮電壓傳感器的內阻的影響，由，得，可知此時圖線的縱截距表示，所以小于。11.答案：（1）（2）解析：（1）設線框做勻加速直線運動的加速度大小為a，由運動學公式有

①

設線框的位移為L時，切割磁感線產生的感應電動勢為E，回路中的電流為I，線框受到的安培力大小為，則

②

③

④

此時對線框，根據牛頓第二定律有

⑤

聯(lián)立解得⑥

（2）設撤去拉力后的時間t內，線框上升的高度為h，所受安培力的平均值為，線框的平均速度為，對該過程，由動量定理有

⑦

根據②③④，同理可知⑧

由運動學公式有

⑨

對該過程，由能量守恒定律有

⑩

聯(lián)立以上各式解得12.答案：（1）（2）見解析解析：（1）物塊乙碰撞后做平拋運動，由幾何關系可知兩點的高度差為

物塊乙由A到B的運動時間為

設物塊乙離開桌面瞬間的速度為，落在B點時豎直分速度為，在B點的速度為，豎直方向有

如圖所示，由運動的合成與分解知識可知，

設碰前瞬間物塊甲的速度為，碰后瞬間速度為，物塊甲和物塊乙碰撞過程動量守恒、機械能守恒，則有

解得

物塊甲從開始運動到碰前瞬間的過程，由動能定理得

解得

（2）假設物塊乙能從B點離開圓弧槽，設物塊乙再次過B點時速度為v。由功能關系得

解得

顯然物塊乙能從圓弧槽的B點離開，設物塊乙第一次、第二次經過C點的速度分別為，

則有

又有、

解得13.答案：（1）ACD（2）（i）（ii）測出的冰糖體積比真實值偏大解析：（1）將攝氏溫度轉換為熱力學溫度，并根據數學知識可將題中的圖像轉換為圖像，如圖所示。

A.過程為等溫過程，由玻意耳定律有，解得，正確。

B.過程，氣體的體積增大，氣體對外界做功，錯誤。

C.這程為等壓過程，由蓋-呂薩克定律有，由于氣體溫度降低，體積減