石家庄市2022届高三上学期开学诊断考试物理试卷（考试时间：75分钟；分值100分）命题人：王永欣注意事项：1．答题前，考生先将自己的姓名、考号等填写在相应位置，并将考号用2B铅笔填涂在指定位置上。2．选择题答案必须使用2B铅笔正确填涂；非选择题答案必须使用0.5毫米黑色签字笔书写，字体工整、笔迹清楚。3．请按照题号在各题目的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效；在草稿纸、试题卷上答题无效。保持卡面整洁，不折叠、不破损。一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28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．用如图甲所示的电路研究光电效应中光电流与照射光的强弱、频率等物理量的关系。图中A、K两极间的电压大小可调，电源的正负极也可以对调，分别用a、b、c三束单色光照射，调节A、K间的电压U，得到光电流I与电压U的关系如图乙所示，由图可知甲乙A．单色光a和c的频率相同，且a光更弱些，b光频率最大B．单色光a和c的频率相同，且a光更强些，b光频率最大C．单色光a和c的频率不同，且a光更弱些，a光频率最大D．单色光a和c的频率不同，且a光更强些，c光频率最小2．如图甲所示，某工地上起重机将重为G的正方形工件缓缓吊起，四根质量不计等长的钢绳，一端分别固定在正方形工件的四个角上，另一端汇聚于一处挂在挂钩上，绳端汇聚处到每个角的顶点的距离均与正方形工件的对角线长度相等，如图乙所示。则每根钢绳的受力大小为,甲乙A．B．C．D．3．如图所示为氢原子的能级图。一个氢原子吸收光子后由基态跃迁到的激发态，然后向低能级跃迁，下列说法正确的是A．一定发出6种能量的光子B．一定发出1种能量的光子C．吸收光子的能量一定为12.75eVD．可能发出能量为0.85eV的光子4．蹦极是一项刺激的户外休闲活动。如图所示，把蹦极者视为质点，认为其离开塔顶时的速度为零，不计空气阻力。设轻质弹性绳的原长为L，蹦极者下落第一个所用的时间为，下落第五个所用的时间为，则满足A．B．C．D．5．北京时间2021年5月15日，中国首辆火星车“祝融”号成功登陆火星。已知火星半径是地球半径的，质量是地球质量的，自转周期基本相同。下述说法正确的是A．物体在火星表面绕火星做圆周运动的周期等于它在地球表面绕地球做圆周运动的周期B．物体在火星表面所受火星的引力是它在地球表面所受地球引力的倍,C．火星的同步卫星距火星表面的高度等于地球的同步卫星距地球表面高度的D．火星的第一宇宙速度是地球第一宇宙速度的倍6．如图所示，质量为的物体A静止在竖直的轻弹簧上面，质量为的物体B用细线悬挂，A、B间相互接触但无压力。取重力加速度。某时刻将细线剪断，则细线剪断瞬间A．B对A的压力大小为12NB．弹簧弹力大小为50NC．B的加速度大小为D．A的加速度为零7．电动车是目前使用最为广泛的交通工具之一。某驾驶员和电动车总质量为m，在平直公路上由静止开始加速行驶，经过时间t，达到最大行驶速度，通过的路程为s，行驶过程中电动车功率及受到的阻力保持不变，则A．在时间t内电动车做匀加速运动B．在时间t内电动车的平均速度要小于C．电动车的额定功率为D．电动车受到的阻力为二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18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6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。8．在修筑铁路时，弯道处的外轨会略高于内轨。如图所示，当火车以规定的行驶速度转弯时，内、外轨均不会受到轮缘的挤压，设此时的速度大小为v，重力加速度为g，两轨所在面的倾角为，则,A．该弯道的半径B．当火车质量改变时，规定的行驶速度大小不变C．当火车速率大于v时，内轨将受到轮缘的挤压D．当火车速率小于v时，内轨将受到轮缘的挤压9．如图甲所示，甲、乙两物体静止叠放在光滑水平面上。现对甲物体施加水平向右的拉力F，通过传感器可测得甲物体的加速度a随拉力F变化的关系如图乙所示。已知重力加速度，乙物体足够长，甲物体一直未离开乙物体，则由图线可以得到甲乙A．乙的质量是B．甲的质量是C．甲、乙之间的动摩擦因数是0.2D．当时，乙物体的加速度将保持不变10．如图甲所示，轻弹簧竖直固定在水平面上处于自由状态，一质量为的小球，从弹簧上端正上方某高度处自由下落，从它接触弹簧到弹簧压缩至最短的过程中（弹簧始终在弹性限度内），其速度v和弹簧压缩量之间的函数图象如图乙所示，其中A为曲线的最高点，小球和弹簧接触瞬间机械能损失不计，取重力加速度，则下列说法正确的是甲乙A．当时，小球处于失重状态B．小球在最低点时的加速度大于C．从接触弹簧到压缩弹簧至最短的过程中，小球的机械能守恒D．小球从速度最大到压缩弹簧至最短，弹簧弹性势能增加量为3.621J三、非选择题：共54分。第11～14题为必考题，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42分。11．（6分）在探究加速度与力、质量关系的实验中，某同学设计了如图所示的实验装置。力传感器可测出轻绳中的拉力大小。（1）实验中为探究加速度与力的关系，一定要进行的操作是________A．为减小误差，实验中一定要保证砂和砂桶的质量远小于小车的质量B．用天平测出砂和砂桶的质量C．将带滑轮的长木板右端垫高，以平衡摩擦力D．小车远离打点计时器，先接通电源，再释放小车，打出一条纸带，同时记录力传感器的示数（2）在正确操作的前提下，该同学在实验中得到如图所示的一条纸带（两计数点间还有四个点没有画出）。已知打点计时器采用的是频率为的交流电，根据该纸带，可求打计数点2时小车的速度大小________，小车的加速度为________（结果均保留三位有效数字）。若打点计时器交流电源的实际频率偏大，则小车加速度的测量值比真实值________（选填“偏小”“不变”或“偏大”）。12．（7分）如图1所示的实验装置，可用来探究物体在斜面上运动的加速度以及弹簧储存的弹性势能。实验器材有：斜面、弹簧（弹簧弹性系数较大）、带有遮光片的滑块（总质量为m）、光电门、数字计时器、游标卡尺、刻度尺。甲乙实验步骤如下：①用游标卡尺测得遮光片的宽度为d；②弹簧放在挡板P和滑块之间，当弹簧为原长时，遮光板中心对准斜面上的A点；,③光电门固定在斜面上的B点，并与数字计时器相连；④压缩弹簧，然后用销钉把滑块锁定，此时遮光板中心对准斜面上的O点；⑤用刻度尺测量A、B两点间的距离L；⑥拔去锁定滑块的销钉，记录滑块经过光电门时数字计时器显示的时间；⑦移动光电门位置，多次重复步骤④⑤⑥。根据实验数据做出的图象为如图2所示的一条直线，并测得图象斜率为k、纵轴截距为b。（1）根据图象可求得滑块经过A位置时的速度________，滑块在斜面上运动的加速度________。（2）本实验中，使用的弹簧劲度系数较大，滑块从O到A恢复原长过程中，弹簧弹力远大于摩擦力和重力沿斜面的分量，则弹簧储存的弹性势能________，的测量值与真实值相比，测量值偏________（填“大”或“小”）。13．（9分）在针对新型冠状病毒的生死时速的战“疫”中，部分医院出现了一批人工智能机器人。如图，机器人“小易”在医护人员选择配送目的后，开始沿着测算的路径出发，在匀加速启动的过程中“小易”发现正前方站一个人，立即匀减速制动，恰好在人前停下，行驶过程的最大速度是，运动总时间为2s，整个过程图像如图所示。已知减速运动的加速度大小是加速运动的3倍，“小易”的总质量，运动过程始终受到恒定的阻力，求：（1）“小易”加速过程与减速过程的加速度大小；（2）制动过程的制动力大小（不含阻力）。14．（20分）如图所示，足够长的光滑水平台左端固定一被压缩的轻质弹簧，一个质量可视为质点的小球与弹簧接触但不栓接。某一瞬间释放弹簧弹出小球，小球从水平台右端A点飞出，恰好能没有碰撞地落到粗糙倾斜轨道的最高点B点，并沿轨道滑下。已知的竖直高度，倾斜轨道与水平方向夹角、倾斜轨道长，,小球与倾斜轨道间的动摩擦因数，倾斜轨道通过光滑水平轨道与光滑竖直圆轨道相连，小球在C点没有能量损失，小球仅在光滑竖直圆轨道运动时受到竖直向下的恒力。已知，，取重力加速度，求：（1）小球刚被释放时的速度大小；（2）若光滑水平轨道足够长，要使小球不离开轨道，光滑竖直圆轨道的半径应该满足什么条件？（3）如果竖直圆弧轨道的半径，小球进入轨道后可以有多少次通过竖直圆轨道上距水平轨道高为0.01m的某一点P？（二）选考题：共12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。15．［选修3-3］（12分）（1）（4分）如图所示，绝热容器A部分装有理想气体，B部分是真空，二者体积相等，卡销固定一个轻质绝热活塞，卡销固定一可抽式绝热隔板，现将绝热隔板缓慢抽开，气体稳定后，占其内能________（选填“变大”、“变小”或“不变”）；再打开卡销缓慢调节右侧重物，直至封闭气体体积减小到总体积的一半，则封闭气体的温度________（选填“升高”、“降低”或“不变”）。（2）（8分）新型冠状病毒肺炎给人们的生产、生活甚至生命造成了极大的影响和危害。如图所示是我国用来对疑似病例进行隔离转运的一种负压隔离单元，其内部尺寸为（长、宽、高），不工作时为密闭状态，工作时通过顶部循环过滤的进、排气高效净化系统保证隔离单元内为微负压环境及内部空气流通，为疑似病例提供新鲜空气，同时保护周围人员及周围环境不受病源体污染。已知大气压强，,环境温度，负压隔离单元停止工作且温度时，内部压强比外界低，空气视为理想气体，热力学温度与摄氏温度之间的关系为，求：（计算结果均保留两位有效数字）（1）负压隔离单元停止工作且内部温度与外界相同时的内部气体的压强；（2）已知温度为0℃、大气压强为时，空气的密度为，计算负压隔离单元停止工作且温度时内部空气的质量。16．［选修3-4］（12分）（略）石家庄市第二中学2022届高三上学期开学诊断考试物理参考答案12345678910BDCCDACABDCDBD11．（6分）C（1分）；0.411；2.00；偏小（1分）12．（7分）；；；大（1分）13．（9分）解析：（1）（5分）设加速过程的加速度为，减速过程的加速度为，则（2分）所以又（1分）解得，所以（1分）,（1分）（2）（4分）制动过程中的制动力为，则（3分）解得（1分）14．（20分）解析：（1）（5分）A到B平抛运动：（2分）B点：（2分）所以（1分）（2）（9分）B点：（1分）B到C：（2分）①恰好过竖直圆轨道最高点时：（1分）从C到圆轨道最高点：（1分）联立并代数解得（1分）②恰好到竖直圆轨道最右端时：（2分）联立并代数解得（1分）要使小球不离开轨道，竖直圆弧轨道的半径或（3）（6分），小球冲上圆轨道高度时速度变为0，然后返回倾斜轨道高处再滑下，然后再次进入圆轨道达到的高度为。有联立解得：之后物块在竖直圆轨道和倾斜轨道之间往返运动,同理：n次上升高度（2分）（1分）当时，上升的最大高度小于0.01m则小球共有6次通过距水平轨道高为0.01m的某一点。（1分）15．（12分）（1）（4分）不变；升高（2）（8分）解析：（1）（3分）以负压隔离单元内部气体为研究对象，初状态，；末状态，根据查理定律得（2分）代人数据得（1分）（2）（5分）负压隔离单元内部气体初状态，，。设其在，，没有束缚条件下的体积为，则（3分）代入数据解得所以其质量为（2分）
