河北省2022届高三上学期物理第一次省级联测试卷

试卷更新日期：2021-09-22 类型：高考模拟

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一、单选题

1. 山东海阳核电站建成并实现并网发电，有效缓解了山东电力不足的情况，为建设生态山东做出了贡献。核电站核反应堆中，用中子轰击 ${}_{92}^{235}U$ 原子核的核反应方程为 ${}_{92}^{235}U + {}_{0}^{1}n \to {}_{56}^{144}B a + {}_{36}^{89}X + 3 {}_{0}^{1}n$ ， ${}_{92}^{235}U$ 、 ${}_{0}^{1}n$ 、 ${}_{56}^{144}B a$ 、X的质量分别为 $m_{1}$ 、 $m_{2}$ 、 $m_{3}$ 、 $m_{4}$ ，其中 ${}_{56}^{144}B a$ 是不稳定的，其衰变的周期为T，真空中的光速为c，以下说法正确的是（）

A、X原子核中含有的中子数为50 B、该反应属于人工转变核反应 C、该反应中释放的能量为 $\frac{1}{2} (m_{1} - 2 m_{2} - m_{3} - m_{4}) c^{2}$ D、经过2T，一定质量的 ${}_{56}^{144}B a$ 原子核衰变了的质量占开始时的 $\frac{3}{4}$

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2. 吊车是工程上常用的一种机械，如图为一吊车吊起一批木材，吊车大臂支架顶端固定一定滑轮，一根缆绳绕过定滑轮，一端固定于吊车车身的控制器上，另一端连接一吊钩，吊钩下挂着木材，保持缆绳的长度不变，控制吊车大臂支架绕固定轴转动使木材缓慢升高，在木材缓慢升高的过程中吊钩不会碰到定滑轮，木材也不会接触到大臂。为了研究问题的方便，不计缆绳和定滑轮的质量，不计缆绳和定滑轮之间的摩擦，不计定滑轮与转轴之间的摩擦，则在此过程中下列说法正确的是（）

A、缆绳上的弹力一直减小 B、缆绳上的弹力一直增大 C、吊车大臂支架对定滑轮的弹力一直减小 D、吊车大臂支架对定滑轮的弹力一直增大

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3. 磁场的磁感应强度是电磁学中一个重要的物理量，其单位用国际单位制基本单位可表示为（）

A、 $T$ B、 $\frac{kg}{A \cdot s^{2}}$ C、 $\frac{V \cdot s}{m^{2}}$ D、 $\frac{kg \cdot s^{2}}{A}$

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4. 2021年4月29日11时22分，中国空间站天和号核心舱发射成功，2021年5月30日5时1分，天舟二号货运飞船与天和号核心舱完成自主快速交会对接。设建成后的“中国站”和同步卫星均绕地球做圆周运动，同步卫星的轨道半径约为“中国站”轨道半径的6.6倍，则（）

A、“中国站”的向心加速度小于同步卫星的向心加速度 B、“中国站”的周期小于同步卫星的周期 C、“中国站”的线速度小于同步卫星的线速度 D、“中国站”的天和号核心舱在地表的发射速度应小于第一宇宙速度

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5. 如图甲为市面上常见的一种电动车，图乙为这种电动车的电动机的工作示意图。电动机电路两端电压为10V，额定功率为200W，A、B为线圈上的两点。下列选项中不正确的是（）

A、在额定功率下运行时，电动机电路中的电流大小为20A B、电刷a接入电路正极，电刷b接入电路负极 C、A点与B点间电流方向在不断变化 D、直流电源可以驱动该电动机正常工作

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6. 2021年6月28日聂海胜利用太空跑台——动感单车锻炼，如图所示。假设聂海胜锻炼15分钟克服动感单车阻力而消耗的能量约为 $900 k J$ 。假设动感单车的阻力主要来源于距车轴 $30 c m$ 的阻尼装置（可视为质点），宇航员每分钟蹬车90圈，则阻尼装置对车轮的阻力约为（）

A、180N B、350N C、580N D、780N

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7. 某同学设计了一种无线供电装置，原理如图甲所示，感应线圈处在垂直于感应线圈平面的磁场中，磁场的磁感应强度变化如图乙所示，规定磁场垂直感应线圈平面向上为正，下列说法正确的是（）

A、 $0 \sim t_{1}$ 时间内，感应线圈中的电流方向自b流向a B、 $t_{2} \sim t_{3}$ 时间内，感应线圈中的电流方向自a流向b C、保持磁场磁感应强度最大值不变，使其周期减半，则 $a b$ 端感应电动势将加倍 D、保持磁场磁感应强度最大值不变，使其周期加倍，则 $a b$ 端感应电动势将加倍

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二、多选题

8. 如图所示，高铁的供电流程是将高压 $220 kV$ 或 $110 kV$ 经过牵引变电所进行变压，降至 $27.5 kV$ ，通过接触网上的电线与车顶上的受电器进行接触而完成受电，机车最终获得 $25 kV$ 的电力使高铁机车运行。以下说法正确的是（）

A、若电网的电压为 $220 kV$ ，则变电所的变压器原、副线圈匝数比 $n_{1} ： n_{2} = 8 ： 1$ B、若电网的电压为 $110 kV$ ，则变电所的变压器原、副线圈匝数比 $n_{1} ： n_{2} = 1 ： 4$ C、如果高铁机车功率为 $9000 kW$ ，则自牵引变电所至机车间的等效电阻约为6.9Ω D、如果高铁机车功率为 $9000 kW$ ，则自牵引变电所至机车间的等效电阻约为7.6Ω

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9. 如图为用于超重耐力训练的离心机。航天员需要在高速旋转的座舱内完成超重耐力训练。这种训练的目的是为了锻炼航天员在承受巨大过载的情况下仍能保持清醒，并能进行正确操作。离心机拥有长18m的巨型旋转臂，在训练中产生8g的向心加速度，航天员的质量为70kg，可视为质点， $g = 10 m / s^{2}$ ，则下列说法正确的是（）

A、离心机旋转的角速度为 $\frac{2 \sqrt{10}}{3} rad/s$ B、离心机旋转的角速度为 $\frac{40}{9} rad/s$ C、座椅对航天员的作用力约为5600N D、座椅对航天员的作用力约为5644N

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10. 如图所示，等边三角形 $A B C$ 处于匀强电场中，电场强度为E，方向与 $B C$ 平行，水平向右。在B、C两点分别固定电荷量为 $+ q$ 和 $- q$ 的点电荷，D点为 $B C$ 的中点，已知A点电场强度大小为2E。下列说法正确的是（）

A、D点的电场强度水平向右，大小为2E B、D点的电场强度水平向右，大小为9E C、把一正点电荷自A点沿直线移动到D点，电场力做正功 D、把一正点电荷自A点沿直线移动到D点，电场力不做功

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三、实验题

11. 某同学想要精确测量如图甲所示的玩具小车上的太阳能电池的电动势和内阻。他借助测电源电动势和内阻的方法得到该电池在某一光照条件下的 $U - I$ 图像，如图乙所示。

(1)、分析该曲线可知，该电池板作为电源时的电动势约为V，其内阻随输出电流的增大而（填“增大”“不变”或“减小”）。

(2)、若把该电池板与阻值为1Ω的定值电阻连接构成一个闭合电路，在该光照条件下，该定值电阻的功率是W。（结果保留3位有效数字）

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12. $Tracker$ 软件是一种广泛使用的视频分析软件。某学生利用 $Tracker$ 软件对一维碰撞的实验视频进行分析，视频中 $m_{1} = 15 g$ 的小球碰撞原来静止的 $m_{2} = 10 g$ 的小球，由视频分析可得它们在碰撞前、后的 $x - t$ 图像如图所示。

(1)、由图可知，入射小球碰撞前的 $m_{1} v_{1}$ 是 $kg \cdot m/s$ ，入射小球碰撞后的 $m_{1} v_{1}^{'}$ 是 $kg \cdot m/s$ ，被碰小球碰撞后的 $m_{2} v_{2}^{'}$ 是 $kg \cdot m/s$ ，由此得出结论。

(2)、碰撞的恢复系数的定义为 $e = | \frac{v_{2}^{'} - v_{1}^{'}}{v_{2} - v_{1}} |$ ，其中 $v_{1}$ 和 $v_{2}$ 分别是碰撞前两物体的速度， $v_{1}^{'}$ 和 $v_{2}^{'}$ 分别是碰撞后两物体的速度，弹性碰撞的恢复系数 $e = 1$ ，非弹性碰撞的恢复系数 $e > 1$ ，该实验碰撞的恢复系数 $e =$ ，可判断该视频中的碰撞属于（填“弹性碰撞”或“非弹性碰撞”）。

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四、解答题

13. 如图甲所示，质量m＝1 kg的物块在平行斜面向上的拉力F作用下从静止开始沿斜面向上运动，t＝0.5 s时撤去拉力，利用速度传感器得到其速度随时间的变化关系图象(vt图象)如图乙所示，g取10 m/s² ，求：

(1)、2 s内物块的位移大小x和通过的路程L．

(2)、沿斜面向上运动两个阶段的加速度的大小 $a_{1}$ 、 $a_{2}$ 和拉力F的大小．

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14. 如图所示，AB、CD间的区域有竖直向上的匀强电场，在CD的右侧有一与CD相切于M点的圆形有界匀强磁场，磁场方向垂直于纸面．一带正电粒子自O点以水平初速度v₀正对P点进入该电场后，从M点飞离CD边界，再经磁场偏转后又从N点垂直于CD边界回到电场区域，并恰能返回O点．已知OP间距离为d，粒子质量为m，电荷量为q，电场强度大小 $E = \frac{\sqrt{3} m v_{0}^{2}}{q d}$ ，不计粒子重力．试求：

(1)、M、N两点间的距离

(2)、磁感应强度的大小和圆形匀强磁场的半径

(3)、粒子自O点出发到回到O点所用的时间

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15. 家用轿车轮胎气压的安全范围为 $2.3 ~ 2.5 b a r$ （ $b a r$ 是胎压单位，计算时可以近似认为 $1 b a r = 1 a t m$ ）。已知当某汽车正常胎压为 $2.4 bar$ 时，此时轮胎内气体体积为 $V_{0}$ 。长时间行驶后，发现左前轮胎胎压显示为 $2.0 b a r$ ，且轮胎内气体体积为 $\frac{19}{20} V_{0}$ 。现用电动气泵给左前轮胎充气，每秒钟充入压强为 $1 atm$ ，体积为 $Δ V = \frac{1}{200} V_{0}$ 的气体，求如果使胎压达到 $2.4 bar$ ，电动气泵需要给左前轮胎充气多长时间？（充气过程中认为气体温度不变）

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16. 1801年，托马斯•杨用双缝干涉实验研究了光波的性质。1834年，洛埃利用单面镜同样得到了杨氏干涉的结果（称洛埃镜实验）。洛埃镜实验的基本装置如图所示，S为单色光源，M为一平面镜。S发出的光直接照在光屏上，同时S发出的光还通过平面镜反射在光屏上。从平面镜反射的光相当于S在平面镜中的虚像发出的，这样就形成了两个一样的相干光源。

(1)、试用平面镜成像作图法画出S经平面镜反射后的光与直接发出的光在光屏上相交的区域。

(2)、设光源S到平面镜的垂直距离和到光屏的垂直距离分别为a和L，光的波长为 $λ$ ，在光屏上形成干涉条纹。写出相邻两条亮纹（或暗纹）间距离 $Δ x$ 的表达式。

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五、填空题

17. 2021年7月4日，中国“天和空间站”航天员刘伯明、汤洪波先后从天和核心舱节点舱出舱成功，顺利完成了舱外操作。节点舱具有气闸舱功能，即航天员出舱前先要“减压”，在航天员从太空返回进入航天器后要“升压”，其原理简化如图所示，相通的舱A、B间装有阀门K，舱A中充满气体，舱B内为真空，若整个系统与外界没有热交换，将此气体近似看成理想气体，则打开阀门K后，A中的气体进入B中，此时气体的内能将（填“增加”“减少”或“不变”），最终达到平衡，则平衡后气体分子单位时间对舱壁单位面积碰撞的次数将（填“增加”“减少”或“不变”）。

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18. 甲、乙两列波均向右传播，在相遇处各自的波形图如图所示，已知两列波为同一性质的波，在同种介质中传播，则两列波的频率之比为， 10m处质点的速度方向（填“向上”或“向下”）。

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