Você está esquecendo pelo menos um acesso ao disco: A entrada de diretório do arquivo tem um access time
, portanto, cada leitura, mesmo que o próprio arquivo esteja no cache, significa que o diretório precisa ser atualizado.
Mas, para ser honesto, essa pergunta não pode ser respondida com facilidade, sem conhecer muitas pré-condições. Os acessos a disco 'possíveis' dependem de muitos fatores, provavelmente o mais importante é o tamanho do arquivo.