河南省顶级名校2022届高三上学期物理9月开学联考试卷

试卷更新日期：2021-09-22 类型：开学考试

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一、单选题

1. 如图所示，均匀分布有负电荷的橡胶圆环A和不带电的金属圆环B为同心圆，保持金属圆环位置固定，让橡胶圆环绕圆心 $O$ 在金属圆环的平面内沿顺时针方向匀速转动，则金属圆环（）

A、有沿逆时针方向的感应电流 B、感应电流为零 C、有扩张趋势 D、有沿顺时针方向转动的趋势

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2. 放射性元素 ${}_{90}^{232}T h$ 经过多次 $α$ 衰变和 $β$ 衰变，最终变成稳定的 ${}_{82}^{208}P b$ ，则关于此衰变过程，下列说法正确的是（）

A、 $α$ 衰变的次数为5次 B、 $β$ 衰变的次数为5次 C、某次衰变中，会同时放出一个 $α$ 粒子和 $β$ 粒子 D、衰变中产生的 $β$ 粒子比 $α$ 粒子在空气中传播得远

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3. 在不同的高度，先后沿同一方向水平抛出 $A$ 、 $B$ 两个飞镖，两飞镖落地时的速度方向相同， $A$ 的水平位移是 $B$ 的两倍，若 $A$ 抛出时的高度为 $h_{1}$ ， $B$ 抛出时的高度为 $h_{2}$ ，不计空气阻力，则（）

A、 $h_{1} = 2 h_{2}$ B、 $h_{1} = \frac{3}{2} h_{2}$ C、 $h_{1} = \frac{4}{3} h_{2}$ D、 $h_{1} = \frac{5}{4} h_{2}$

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4. 2021年6月17日，神舟十二号载人飞船在酒泉成功发射，并进入预定轨道，顺利将聂海胜、刘伯明、汤洪波3名航天员送入太空，飞船入轨后，按照预定程序，与天和核心舱进行自主快速交会对接．对接前，神舟十二号和天和核心舱在轨运动的情形如图甲所示，对接时的情形如图乙所示，则下列说法不正确的是（）

A、甲图中，A是神舟十二号，B是天和核心舱 B、甲图中，A的加速度比B的加速度大 C、乙图中，对接时，神舟十二号的速度比在甲图中在轨运行时速度大 D、乙图中，对接时，神舟十二号的机械能比在甲图中在轨运行时机械能大

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5. 一个质点以初速度 $v_{0}$ 做加速直线运动，质点运动的加速度 $a$ 与位移 $x$ 关系如图所示，当质点的加速度刚减为零时，质点的速度为 $2 v_{0}$ ，则质点从开始到速度为 $2 v_{0}$ 的过程中，运动的位移大小为（）

A、 $\frac{v_{0}^{2}}{2 a_{0}}$ B、 $\frac{v_{0}^{2}}{a_{0}}$ C、 $\frac{2 v_{0}^{2}}{a_{0}}$ D、 $\frac{3 v_{0}^{2}}{a_{0}}$

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6. 用回旋加速器可获得高能量的粒子，两个 $D$ 形金属盒分别与高频交流电源两极相连接，在两盒间的狭缝中形成周期性变化的电场，两 $D$ 形金属盒处于垂直于盒底的匀强磁场中，如图所示。用此回旋加速器加速质子时，高频交流电的周期为 $T_{1}$ ，质子获得的最大动能为 $E_{k 1}$ ，加速 $α$ 粒子时，高频交流电的周期为 $T_{2}$ ， $α$ 粒子获得的最大动能为 $E_{k 2}$ ，匀强磁场的磁感应强度不变，则（）

A、 $T_{1} > T_{2}$ B、 $T_{1} = T_{2}$ C、 $E_{k 1} = E_{k 2}$ D、 $E_{k 1} < E_{k 2}$

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7. 长为 $3 m$ 的传送带倾斜放置，以大小为 $v = 3 m / s$ 的速度沿顺时针匀速运动，保持传送带的速度不变，改变传送带的倾角 $θ$ ，当 $θ = 37 °$ （ $\sin 37 ° = 0.6$ ， $\cos 37 ° = 0.8$ ）时，将物块轻轻放在传送带的A端，物块刚好处于静止状态，重力加速度 $g = 10 m / s^{2}$ ，当 $θ = 30 °$ 时，再将物块轻放在A端，则物块从A运动到B所用的时间约为（ $\sqrt{3} = 1.7321$ ）（）

A、 $2 s$ B、 $3 s$ C、 $4 s$ D、 $5 s$

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8. 如图所示，长为 $L$ 、质量为2m的平板车放在光滑水平面上，质量为 $m$ 的物块放在平板车上表面的左端，给物块和平板车向右相同的初速度，同时给物块施加一个水平向右的恒力，经过 $t$ 时间，平板车运动的距离为 $L$ ，此时物块刚好滑离平板车，不计物块的大小，物块与平板车间的动摩擦因数为 $\frac{2}{3}$ ，重力加速度为 $g$ ，则水平拉力的大小为（）

A、 $\frac{m L}{t^{2}} + m g$ B、 $\frac{2 m L}{t^{2}} + m g$ C、 $\frac{3 m g L}{t^{2}} + m g$ D、 $\frac{4 m g L}{t^{2}} + m g$

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二、多选题

9. 如图所示的电路中，变压器为理想变压器，原、副线圈的匝数比为1：2，在 $a$ 、 $b$ 端接上正弦交流电，四个灯泡 $L_{1}$ 、 $L_{2}$ 、 $L_{3}$ 、 $L_{4}$ 均刚好能正常发光，则下列判断正确的是（）

A、灯泡 $L_{1}$ 、 $L_{2}$ 的额定电流相同 B、灯泡 $L_{3}$ 、 $L_{4}$ 的额定功率相同 C、灯泡 $L_{2}$ 、 $L_{4}$ 的额定电压之比为1：2 D、灯泡 $L_{1}$ 的额定电流大于其它三个灯泡的额定电流之和

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10. 如图所示，粗细均匀的绝缘光滑直杆水平固定放置，一个质量为 $m$ 、带电量为 $q$ 的小球套在杆上可自由滑动，空间固定一个带电量为 $Q$ 的点电荷，将带电小球在 $A$ 点由静止释放，小球运动到 $B$ 点时速度达到最大，则在 $Q$ 电荷的电场中沿杆从 $A$ 到 $B$ （）

A、电势不断升高 B、电场强度不断增大 C、小球的电势能不断减小 D、小球的加速度不断减小

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11. 如图所示，倾角为 $θ$ 的斜面体固定在水平面上，轻质薄纸板（质量不计）放在光滑斜面上，质量为 $m$ 的物块A和质量为 $2 m$ 的物块B均放在纸板上，用沿斜面向上的拉力 $F$ 拉物块A，使物块A、B及纸板均保持静止，已知 $\tan θ = 0.5$ ，A与纸板间的动摩擦因数为0.8，B与纸板间的动摩擦因数为0.6，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则（）

A、物块A，B受到的摩擦力大小相等 B、物块A受到的摩擦力大于物块B受到的摩擦力 C、逐渐增大拉力 $F$ ，物块A先与纸板发生相对滑动 D、逐渐增大拉力 $F$ ，物块B先与纸板发生相对滑动

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12. 如图所示，轻弹簧放在倾角 $37 °$ 的斜面体上，轻弹簧的下端与斜面底端的挡板连接，上端与斜面上 $b$ 点对齐，质量为 $m$ 的物块在斜面上的 $a$ 点由静止释放，物块下滑后，压缩弹簧至 $c$ 点时速度刚好为零，物块被反弹后滑到 $a b$ 的中点时速度刚好为零，已知 $a b$ 长为 $L$ ， $b c$ 长为 $\frac{1}{4} L$ ，重力加速度为 $g$ ， $\sin 37 ° = 0.6$ ， $\cos 37 ° = 0.8$ ，则（）

A、物块与斜面间的动摩擦因数为 $\frac{3}{16}$ B、物块与弹簧作用过程中，速度先减小后增大 C、弹簧具有的最大弹性势能为 $\frac{9}{16} m g L$ D、物块由静止释放到最终静止过程中，因摩擦产生的热量为 $\frac{3}{4} m g L$

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三、实验题

13. 某同学用如图甲所示装置做验证牛顿第二定律实验。

(1)、实验前，用游标卡尺测出遮光片的宽度，示数如图乙所示，则遮光片的宽度为d＝cm；再用垫木将长木板没有定滑轮的一端适当垫高，在（填“悬挂”或“不悬挂”）钩码的情况下，轻推小车，小车通过光门1时遮光片遮光时间（填“＜”“＝”或“＞”）小车通过光门2时遮光片遮光时间，则摩擦力得到平衡。

(2)、调节好装置后开始实验，实验测得小车分别通过光电门1、2时，遮光片遮光时间分别为 $t_{1}$ 、 $t_{2}$ ，小车和遮光片的质量为 $M$ ，悬挂钩码质量为 $m$ ，重力加速度为 $g$ ，力传感器的示数为 $F$ ，两光电门之间的距离为 $L$ ，如果表达式（用题目中的字母表示）成立，则牛顿第二定律得到验证。

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14. 某实验小组成员用如图所示装置验证系统机械能守恒。轻弹簧悬挂在铁架台的横杆上，下端带有指针，重物悬挂在轻弹簧下，刻度尺（零刻度在最上端）竖直地固定在轻弹簧的侧边，当地的重力加速度为 $g$ ，已知弹簧的弹性势能 $E_{p} = \frac{1}{2} k x^{2}$ ， $k$ 为弹簧的劲度系数， $x$ 为弹簧的形变量，每次实验保证弹簧发生弹性形变。

(1)、记录重物静止时指针所指刻度尺的示数 $x_{1}$ ，再用手托着重物缓慢向上移，使弹簧刚好处于原长时，记录此时指针所指刻度尺的示数 $x_{0}$ ，若重物的质量为 $m_{0}$ ，则轻弹簧的劲度系数 $k$ =。

(2)、当弹簧处于原长时，快速撤去手，让重物下落，观察重物下落到最低点时指针在刻度尺上的位置示数 $x$ ，则重物下落的最大高度 $h$ = ，如果在误差允许的范围内，表达式（用 $x_{0}$ 、 $x_{1}$ 、 $x$ 表示，化为最简式）成立，则弹簧和重物组成的系统机械能守恒。

(3)、多次改变重物的质量，重复实验步骤（2），测得多组重物的质量 $m$ 和下落的高度 $h$ ，作出 $h$ — $m$ 图像，如果图像是一条过原点的直线，且图像的斜率为（用 $x_{0}$ 、 $x_{1}$ 、 $m_{0}$ 表示），则机械能守恒定律得到验证。

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四、解答题

15. 如图所示，倾角为 $θ = 37 °$ 的斜面体固定在水平地面上，一轻绳跨过斜面顶端光滑的定滑轮，一端连接置于斜面上的物块A，另一端悬吊小球B，此时整个系统恰好处于静止状态，物块A刚好不下滑，已知物块A的质量为 $2 kg$ ，小球B的质量为 $1 kg$ ，物块A受到的最大静摩擦力等于滑动摩擦力（ $\cos 37 ° = 0.8$ ， $\sin 37 ° = 0.6$ ， $g$ 取 $10 m / s^{2}$ ），求：

(1)、物块A与斜面间的动摩擦因数；

(2)、给小球B施加一个水平向右的拉力 $F$ ，使小球B绕滑轮缓慢转动，当拉力 $F$ 多大时，物块A刚好不上滑．

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16. 某无人机在田间实施喷洒农药的任务，无人机和携带的农药总质量为 $25 kg$ ，无人机完成某块地的喷洒任务后，悬停在离地 $2 m$ 高处，然后先匀加速上升，再匀减速上升，到 $21.6 m$ 高处速度刚好为零，在离地面 $21.6 m$ 高处再做水平方向的匀速直线运动，到达另一块地上空，先匀加速下降，再匀减速下降，到离地面高度为 $2 m$ 处速度刚好为零，已知无人机上升和下降过程中受到的空气阻力大小均为重力的0.1倍，重力加速度为 $10 m / s^{2}$ ，上升过程中的最大速度与下降过程中的最大速度之比为3：2，求：

(1)、无人机上升过程和下降过程所用时间之比；

(2)、若无人机在上升过程中加速运动时的升力为其重力的1.6倍，减速运动时的升力为其重力的0.7倍，则上升过程加速的时间为多少。

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17. 如图所示为某轮滑比赛的场地，由斜面 $A B$ 、圆弧面 $B C D$ 和平台组成，斜面 $A B$ 和圆弧面在 $B$ 点相切， $C$ 为圆弧面的最低点，刚好与地面相切，圆弧 $B C$ 所对的圆心角 $a = 37 °$ ，圆弧轨道半径为 $R$ ， $D$ 点离地的高度是平台离地高度的一半，平台离圆弧轨道 $D$ 点的水平距离和平台的高度相等，轮滑运动员从斜面上 $A$ 点由静止滑下，从 $D$ 点飞出后，刚好沿水平方向滑上平台，整个过程运动员视为质点，不计一切摩擦和阻力，重力加速度为 $g$ ，求：（已知 $\sin 37 ° = 0.6$ ， $\cos 37 ° = 0.8$ ，）

(1)、圆弧 $C D$ 所对的圆心角 $θ$ ；

(2)、斜面 $A B$ 的长度。

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18. 如图所示，半径为 $R$ 的光滑圆环固定在竖直面内， $O$ 为圆环的圆心，与 $O$ 等高的 $P$ 点固定有一定滑轮，环上套有质量为 $m$ 的小球A，绕过定滑轮的细线连接小球A和质量也为 $m$ 的小球B，用与圆环相切斜向上的拉力作用于小球A，使小球A处于静止状态，此时 $O A$ 与水平方向的夹角为 $53 °$ 且 $A P$ 与圆相切，重力加速度为 $g$ ， $\sin 37 ° = 0.6$ ， $\cos 37 ° = 0.8$ ，不计一切摩擦，不计滑轮及两个小球的大小，求：

(1)、开始时，作用于小球A上的拉力 $F$ 大小；

(2)、撤去拉力 $F$ 一瞬间，细线的拉力多大；

(3)、撤去拉力 $F$ 后，小球A向下运动到与 $O$ 等高的位置时，小球A的速度多大；从开始到此位置过程中，细线对小球 $B$ 做功为多少。

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