湖北省恩施州2022届高三上学期物理第一次质量监测考试试卷

试卷更新日期：2021-09-23 类型：月考试卷

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一、单选题

1. 2021年4月，日本政府不计后果决定将福岛核废水排放入海。核废水即使经处理，还是含有氚、锶-90、铯-137、碘-129等放射性元素。其中 ${}_{38}^{90}S r$ 半衰期为30年，它能通过 $β$ 衰变变为新核，用X表示其元素符号，下列有关说法正确的是（　　）

A、锶发生 $β$ 衰变的衰变方程为 ${}_{38}^{90}S r \to {}_{39}^{90}X + {}_{- 1}^{0}e$ B、10个锶核发生 $β$ 衰变时，经过30年，一定还有5个锶核未发生衰变 C、锶发生 $β$ 衰变时，产生的 $β$ 射线能穿透几厘米厚的铅板 D、新核X的比结合能比 ${}_{38}^{90}S r$ 小

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2. 2021年4月29日，中国“天宫”空间站“天和核心舱”在海南文昌发射场发射升空，并准确进入预定轨道，意味着我国载人航天工程空间站组装建设进入了新的阶段。已知天和核心舱在离地球表面h高处的轨道上做周期为T的匀速圆周运动，地球表面的重力加速度为g，引力常量为G，忽略地球的自转。由以上数据不能求出的物理量是（　　）

A、地球的平均密度 B、卫星受到的万有引力 C、天和核心舱在轨飞行的速度 D、地球的半径

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3. 汽车氙气大灯（前照灯）通常需要透镜（近似看作半球形玻璃砖）才能达到更好的照明效果，保证行车安全。如图是某汽车所用的透镜，图中MN为透镜的直径，两单色光A、B照射到圆心O上，出射光线都沿OP方向。下列说法正确的是（　　）

A、若A，B两单色光以相同入射角照射到某一界面，只有一种单色光发生了全反射，则该单色光一定是B光 B、不考虑反射，B光在玻璃中传播的时间比A光的短 C、若分别用A，B光照射某金属，只有一种单色光能产生光电效应，则该光一定是A光 D、若A，B两单色光经同样的装置做“双缝干涉”实验，A光的条纹间距小

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4. 图中实线为一列简谐横波在某一时刻（以该时刻作为t=0时刻）的波形曲线，经过0.3s后，其波形曲线如图中虚线所示。已知该波的周期T大于0.3s，振幅为A。下列说法正确的是（　　）

A、该波一定向左传播 B、该波的周期可能为0.4s C、从t=0至t=0.3s，x=5cm处的质点所走的路程为A D、x=5cm处的质点做简谐振动的表达式为 $y = A sin (5 π t + \frac{π}{2})$ （cm）

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5. 为做好疫情防控供电准备，防控指挥中心为医院设计的备用供电系统输电电路简图如图甲所示，矩形交流发电机匝数为n=50，线圈、导线的电阻均不计，在匀强磁场中以矩形线圈中轴线 $O O ＇$ 为轴匀速转动，穿过线圈的磁通量 $Φ$ 随时间t的变化图像如图乙所示， $Φ_{m} = \frac{\sqrt{2} \times 10^{- 2}}{π} Wb$ 。并与变压器的原线圈相连，变压器的副线圈接入到医院为医疗设备供电，变压器为理想变压器，假设额定电压为220V的医疗设备恰能正常工作。下列说法正确的有（　　）

A、电压表的示数为50 $\sqrt{2}$ V B、假如给变压器输入端接入电压 $U = 50$ V的直流电，医疗设备能正常工作 C、变压器的匝数比为5：22 D、从t=0开始计时，变压器的原线圈两端的电压 $u = 50 \sqrt{2} \sin 100 π t$ （V）

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6. 航空母舰的舰载机在起飞的过程中，仅靠自身发动机喷气不足以在飞行甲板上达到起飞速度，如果安装辅助起飞的电磁弹射系统（如图甲所示）就能达到起飞速度。电磁弹射系统的一种设计可简化为乙图所示，图中MN、PQ是光滑平行金属直导轨（电阻忽略不计），AB是电磁弹射车，回路PBAM中电流恒定，该电流产生的磁场对弹射车施加力的作用，从而带动舰载机由静止开始向右加速起飞，不计空气阻力，关于该系统，下列说法正确的是（　　）

A、MN、PQ间的磁场是匀强磁场 B、弹射车的速度与运动的时间成正比 C、弹射车所受的安培力与电流的大小成正比 D、回路PBAM中通以交变电流，弹射车不能正常加速

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7. 2021年3月24日“新疆棉事件”，加深了人们对新疆的棉花的认识，新疆是我国最大的产棉区，在新疆超出70%棉田都是通过机械自动化采收。自动采棉机能够在采摘棉花的同时将棉花打包成圆柱形棉包，通过采棉机后侧可以旋转的支架平稳将其放下。放下棉包的过程可以简化为如图所示模型，质量为m的棉包放在“V”型挡板上，两板间夹角为120°固定不变，“V”型挡板可绕P轴在竖直面内转动。在使BP板由水平位置逆时针缓慢转动60°的过程中，忽略“V”型挡板对棉包的摩擦力，已知重力加速度为g，下列说法正确的是（　　）

A、当BP板转过60°时，棉包受到三个力的作用 B、棉包对AP板的压力先增大后减小 C、当BP板转过30°时，棉包对AP板的作用力大小为 $m g$ D、棉包对BP板的压力逐渐减小

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二、多选题

8. 2021年5月25日，500架无人机自广州海心沙腾空，化作稻菽千重浪、田间耕耘人，纪念“杂交水稻之父”袁隆平院士。其中一架无人机在升空后进行编队表演的一段时间内沿竖直方向运动，以竖直向上为正方向，其v-t图像如图所示，假设空气阻力大小恒为5N，已知无人机的质量为2kg，重力加速度g=10m/s²。下列说法正确的是（　　）

A、0~3s时间内无人机所受空气阻力做功为22.5J B、0~6s时间内，无人机先上升后下降 C、0~6s时间内合外力的冲量大小为2N·s D、1.5s时，无人机所受升力做功的功率为40W

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9. 如图所示，在等腰三角形abc区域内有垂直纸面向外的匀强磁场，d是ac上任意一点，e是bc上任意一点。大量质量、电量相同的带正电的粒子从a点以相同方向进入磁场，由于速度大小不同，粒子从ac和bc上不同点离开磁场，不计粒子重力。设从d、c、e点离开的粒子在磁场中运动的时间分别为t_d、t_c、t_e ，进入磁场时的速度分别为v_d、v_c、v_e。下列判断正确的是（　　）

A、t_d一定小于t_c ， v_c一定小于v_d B、t_d一定等于t_c ， v_c一定大于v_d C、t_c一定小于t_e ， v_c一定大于v_e D、t_c一定大于t_e ， v_c一定小于v_e

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10. 如图所示，ABC-FHG是正三棱柱，△ABC的边长为L。A点固定一个电荷量为-q的点电荷，C点固定一个电荷量为+q的点电荷，D、E点分别为AC、FG边的中点，选无穷远处电势为0，静电力常量为k。下列说法中正确的是（　　）

A、B点的电场强度大小 $E = \frac{k q}{L^{2}}$ B、将一正试探电荷从F沿FH、HG移到G点，其电势能逐渐减少 C、沿直线DH移动正电荷，电场力做正功 D、若在F点再固定一电荷量为+Q的点电荷，G点再固定一个电荷量为-Q的点电荷，则B，H两点的电势相等

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11. 如图所示，半圆形光滑轨道竖直固定且与水平地面相切于A点，B为半圆轨道的最高点，半径R=1.6m，其右侧一定水平距离处固定一个斜面体。E端固定一轻弹簧，原长为DE，斜面CD段粗糙而DE段光滑。现给一质量为2kg的小物块（可看作质点）一个水平初速度v₀ ，使其从A处进入圆轨道，小物块恰能通过圆轨道最高点B，离开B点后恰好沿斜面切线方向落到斜面顶端C处，物块沿斜面下滑压缩弹簧后又沿斜面向上返回，第一次恰能返回到最高点C。已知物块与斜面CD段的动摩擦因数μ= $0.5$ ，斜面最大静摩擦力近似等于滑动摩擦力，斜面倾角θ=37°，重力加速度g=10m/s² ， $\cos 37 ° = 0.8$ ，不计物块碰撞弹簧时的机械能损失。下列说法正确的是（　　）

A、物块运动的初速度v₀= $4 \sqrt{5}$ m/s B、物块从B运动到C的时间t=0.4s C、粗糙斜面CD段的长度 $L = \frac{25}{16}$ m D、经过足够长的时间后，小物块将在DE段做往复运动且小物块的机械能守恒

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三、实验题

12. 某兴趣小组在探究加速度与力、质量的关系实验中，将一端带定滑轮的长木板放在水平实验桌面上，滑块的右端通过轻细绳跨过定滑轮与砝码盘相连，滑块的左端与穿过打点计时器（未画出）的纸带相连，如图甲所示。已知重力加速度为g，打点计时器的工作频率为50Hz。

(1)、甲同学在平衡摩擦力后，在保持滑块质量不变的情况下，放开砝码盘，滑块加速运动，处理纸带得到滑块运动的加速度为a；改变砝码盘中砝码的质量，重复实验多次。根据实验数据作出了如图乙所示的a-F图象，其中图线末端发生了弯曲，产生这种现象的原因可能是。

(2)、乙同学实验过程中打出的一条理想纸带如图丙所示，图中O、A、B、C、D为相邻的计数点，相邻两计数点间还有4个点未画出，则在打C点时滑块的速度大小v_C=m/s，滑块运动的加速度a=m/s²。（结果保留三位有效数字）。

(3)、丙同学保持滑块质量一定，探究加速度a与所受外力F的关系，他在轨道水平时做的实验，得到了如图丁所示a-F图线，则滑块与木板的动摩擦因数 $μ =$ 。（结果用字母表示）

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13. 某实验小组在“测定金属的电阻率”实验中，所用测量仪器均已校准。

(1)、该小组的同学用螺旋测微器测量金属丝的直径d，其中某一次测量结果如图所示，其读数应为mm；

(2)、已知该金属丝的阻值约为5Ω。现用伏安法测量其阻值R_x ，要求测量结果尽量准确，使待测电阻两端的电压能从零开始变化，现备有以下器材：

A．电池组（3V，内阻不计）

B．电流表（0~3A，内阻约为0.1Ω）

C．电流表（0~0.6A，内阻约为0.2Ω）

D．电压表（0~3V，内阻约为3kΩ）

E．电压表（0~15V，内阻约为15kΩ）

F．滑动变阻器（0~20Ω）

G．滑动变阻器（0~2000Ω）

H．开关、导线

上述器材中，电流表应选，电压表应选，滑动变阻器应选。

(3)、请按要求在下面方框中画出实验原理图。

(4)、该小组同学利用该原理图正确连接好电路，进行实验测量，记录数据如下：

次数	1	2	3	4	5	6	7
U/V	0.10	0.30	0.70	1.00	1.50	1.70	2.30
I/A	0.020	0.060	0.160	0.220	0.340	0.460	0.520

这个小组的同学在坐标纸上建立U、I坐标系，如图所示，图中已标出了与测量数据对应的5个坐标点。请在图中标出第2、4次测量数据的坐标点，并描绘出U-I图线。已知待测金属丝接入电路部分的长度为L=0.50m，根据以上数据可以估算出金属丝电阻率约为。

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四、解答题

14. 浮沉子实验是法国科学家笛卡尔所创，它的形式多样，一般都是通过外部压强的变化来改变浮沉子内部气体的体积，从而达到控制其沉浮的目的。如图所示，塑料瓶装入适量水，再把装有部分水的小玻璃瓶倒插入大塑料瓶中处于漂浮状态，盖住塑料瓶盖，当用力挤压塑料瓶可控制小玻璃瓶上下沉浮。若小玻璃瓶高为 $h$ ，漂浮时小玻璃瓶浸在水中的长度为 $\frac{2}{3} h$ ，水进入小瓶中的长度为 $\frac{1}{3} h$ 。如果挤压塑料瓶外壳使小玻璃瓶刚好浸没在水中时，求：塑料瓶内空气压强大小（已知大气压强为p₀ ，水的密度为ρ，重力加速度为g，小瓶内的空气可视为理想气体，环境温度保持不变）。

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15. 如图所示，木板B静止于光滑水平面上，质量 $M_{A} = 2 kg$ 的物块A放在B的左端，另一质量m=1kg的小球用长L=0.9m的轻绳悬挂在固定点O。木板B与地面锁定，将小球向左拉至轻绳与竖直方向呈60°并由静止释放小球，小球在最低点与A发生弹性正碰，碰撞时间极短，碰后A在B上滑动，恰好未从B的右端滑出。已知A、B间的动摩擦因数μ=0.1，物块与小球可视为质点，不计空气阻力，取重力加速度g=10m/s²。

(1)、求小球与A碰撞前瞬间绳上的拉力大小F；

(2)、求B的长度 $x$ ；

(3)、若解除B的锁定，仍将小球拉到原处静止释放，为使A不能滑过B板的四分之一，求B的质量M_B的范围。

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16. 如图所示，半径为L的金属圆环内部等分为两部分，两部分各有垂直于圆环平面、方向相反的匀强磁场，磁感应强度大小均为B₀ ，与圆环接触良好的导体棒绕圆环中心O匀速转动。圆环中心和圆周用导线分别与两个半径为R的D形金属盒相连，D形盒处于真空环境且内部存在着磁感应强度为B的匀强磁场，其方向垂直于纸面向里。t=0时刻导体棒从如图所示位置开始运动，在导体棒开始转动的半周内有一束相同粒子从D形盒内中心附近A处均匀飘入（可忽略粒子的初速度）宽度为d的狭缝，粒子质量为m，电荷量为-q（q>0），粒子每次通过狭缝都能得到加速，最后恰好从D形盒边缘出口射出。不计粒子重力及粒子间的相互作用，忽略粒子在狭缝中运动的时间，导体棒始终以最小角速度 $ω$ （未知）匀速转动，求：

(1)、 $ω$ 的大小；

(2)、考虑实际情况，粒子在狭缝中运动的时间不能忽略，求粒子从飘入狭缝一直加速至动能达到最大的过程中，粒子在狭缝中的加速时间 $Δ t$ ；

(3)、在第（2）问情景下，要使飘入的粒子有99%能射出，求狭缝宽度d满足的条件。

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