湖北省武汉市部分重点中学2022届高三上学期物理8月联考试卷

试卷更新日期：2021-09-23 类型：开学考试

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一、单选题

1. ${}_{2}^{3}H e$ 大量存在于月壤中，是未来的清洁能源。已知两个 ${}_{2}^{3}H e$ 聚变的核反应方程是 ${}_{2}^{3}H e + {}_{2}^{3}H e \to {}_{2}^{4}H e + 2 X + 12.86 Mev$ ，已知 ${}_{2}^{3}H e$ 、 ${}_{2}^{4}H e$ 和X粒子的质量分别为 $m_{1}$ 、 $m_{2}$ 和 $m_{3}$ 。下列说法正确的是（　　）

A、核裂变比核聚变更为安全、清洁 B、X粒子为质子 C、两个轻核结合成质量较大的核，比结合能较聚变前减小 D、由核反应过程质量守恒可知 $2 m_{1} = m_{2} + 2 m_{3}$

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2. 一束复色光射到三棱镜的O点，色散后在光屏上形成两条光束，分别记录为a光和b光，如图所示，下列说法正确的是（　　）

A、入射光以O点为轴顺时针转动，光屏上a光先消失 B、a光的折射率大于b光的折射率 C、在真空中，a光的速度大于b光的 D、在同一双缝干涉装置中，a光产生的干涉条纹比b光的宽

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3. 黄陂清凉寨旅游景区有一个户外荡秋千的活动项目，质量为m的小明坐在秋千上摆动到最高点时的照片如图所示，对该时刻，下列说法正确的是（）

A、秋千对小明的作用力小于 $m g$ B、小明的速度为零，所受合力也为零 C、小明的加速度为零，所受合力为零 D、小明的速度为零，所以处于平衡状态

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4. 一定质量的理想气体处于初始状态A时，其体积为V₀ ，温度为T₀ ，压强为p₀ ，该理想气体经过等压变化到状态B，温度升高到3T₀ ，气体的内能增加了 $Δ U$ 。则下列说法中正确的是（　　）

A、每秒撞击单位面积器壁的气体分子数增多 B、在状态B时，气体的体积为2V₀ C、理想气体经过等压变化，外界对气体做功为2p₀V₀ D、该过程中理想气体与外界交换的热量为 $Δ U$ +2p₀V₀

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5. “天问一号”探测器需要通过霍曼转移轨道从地球发送到火星，地球轨道和火星轨道看成圆形轨道，此时霍曼转移轨道是一个近日点M和远日点P都与地球轨道、火星轨道相切的椭圆轨道（如图所示）。在近日点短暂点火后“天问一号”进入霍曼转移轨道，接着“天问一号”沿着这个轨道直至抵达远日点，然后再次点火进入火星轨道。已知万有引力常量为G，太阳质量为m，地球轨道和火星轨道半径分别为r和R，地球、火星、“天问一号”运行方向都为逆时针方向。下列说法正确的是（　　）

A、两次点火方向都与运动方向相同 B、两次点火之间的时间为 $\frac{π}{2 \sqrt{2}} \sqrt{\frac{{(r + R)}^{3}}{G m}}$ C、“天问一号”在地球轨道上的角速度小于在火星轨道上的角速度 D、“天问一号”在转移轨道上近日点的速度大小等于地球公转速度大小

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6. 如图，在倾角为α的光滑斜面上，垂直纸面放置一根长为L，质量为m的直导体棒。当导体棒中的电流I垂直纸面向里时，欲使导体棒静止在斜面上，可加平行纸面的匀强磁场中，下列有关磁场的描述中正确的是（　　）

A、若磁场方向竖直向上，则 $B = \frac{m g \tan α}{I L}$ B、若磁场方向平行斜面向上，则 $B = \frac{m g \sin α}{I L}$ C、若磁场方向垂直斜面向上，则 $B = \frac{m g \cos α}{I L}$ D、若磁场方向垂直斜面向上，则 $B = \frac{m g \tan α}{I L}$

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7. 由相同材料的导线绕成边长相同的甲、乙两个正方形闭合线圈，两线圈的质量相等，但所用导线的横截面积不同，甲线圈的匝数是乙的2倍。现两线圈在竖直平面内从同一高度同时由静止开始下落，一段时间后进入一方向垂直于纸面的匀强磁场区域，磁场的上边界水平，如图所示。不计空气阻力，已知下落过程中线圈始终平行于纸面，上、下边保持水平。在线圈下边进入磁场后且上边进入磁场前，可能出现的是（　　）

A、甲和乙都加速运动或减速运动 B、甲和乙做什么运动与线圈的横截面积和匝数有关 C、甲加速运动，乙减速运动 D、甲减速运动，乙加速运动

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二、多选题

8. 如图甲所示，b为理想变压器原线圈的中心抽头，电流表为理想交流电表，在原线圈两端加上如图乙所示的交变电压，则下列说法正确的是（）

A、原线圈输入电压瞬时值的表达式为 $u = 220 \sqrt{2} sin 100 π t (V)$ B、仅将单刀双掷开关由a扳到b，电流表的示数变小 C、仅将滑动变阻器的滑片向上移，灯泡L的亮度将不变 D、仅将单刀双掷开关由a扳到b，变压器的输入功率变小

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9. 如图甲所示，两个等量同种电荷P、Q固定于光滑绝缘水平面上，电荷量q=+1×10^-3C、质量m=0.02kg，的小球在该平面上从a点由静止释放，沿中垂线运动到电荷连线中点O，其v-t图像如图乙中图线①所示，其中b点处为图线切线斜率最大的位置，图中②为过b点的切线，则下列说法正确的是（　　）

A、P、Q带正电荷 B、b点的场强 $E = 30 V / m$ C、a、b两点间的电势差为90V D、带电小球由a运动到O点，电势能减小

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10. 如图所示，载有物资的热气球静止于距水平地面H的高处，现将质量为m的物资以相对地面的速度 $v_{0}$ 水平投出，落地时物资与热气球的水平距离为d。已知投出物资后热气球的总质量为M，所受浮力不变，物资与热气球运动时空气的阻力和物资受到的浮力不计，重力加速度为g，以下判断正确的是（　　）

A、投出物资后，热气球做匀加速曲线运动 B、投出物资后，再物资落地前，热气球和物资组成的系统的动量守恒 C、物资落地时，热气球上升的高度h为 $h = \frac{M}{m} H$ D、物资落地时，物资与热气球的水平距离为 $d = \frac{（ M + m ） v_{0}}{M} \sqrt{\frac{2 H}{g}}$

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11. 图甲为一列简谐横波在t=0.10s时刻的波形图，P是平衡位置在x=1.0m处的质点，Q是平衡位置在x=4.0m处的质点；图乙为质点Q的振动图象，下列说法正确的是（　　）

A、在t=0.10s时，质点Q向y轴正方向运动 B、在t=0.25s时，质点P的加速度方向与y轴正方向相同 C、从t=0.10s到t=0.25s，该波沿x轴负方向传播了6m D、从t=0.10s到t=0.25s，质点P通过的路程为30cm

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三、实验题

12. 某同学研究小灯泡的伏安特性，实验室提供的器材有；小灯泡（ $6 .3V$ ， $0 .15A$ ），直流电源（ $9V$ ），滑动变阻器，量程合适的电压表和电流表，开关和导线若干，设计的电路如图1所示。

(1)、根据图1，完成图2中的实物连线；

(2)、按照图1连线后，闭合开关，小灯泡闪亮一下后熄灭，观察发现灯丝被烧断，原因可能是______（单项选择，填正确答案标号）；

A、电流表短路 B、滑动变阻器的滑片接触不良 C、滑动变阻器滑片的初始位置在b端

(3)、更换小灯泡后，该同学正确完成了实验操作，将实验数据描点作图，得到 $I - U$ 图像，其中一部分如图3所示，根据图像计算出P点对应状态下小灯泡的电阻为 $Ω$ （保留三位有效数字）。

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13. 用如图甲所示装置研究两个半径相同的小球在轨道水平部分碰撞前后的动量关系。

(1)、关于本实验，下列说法中正确的是__________。

A、同一组实验中，入射小球必须从同一位置由静止释放 B、轨道倾斜部分必须光滑 C、轨道末端必须水平

(2)、图甲中O点是小球抛出点在地面上的竖直投影，实验时先让入射小球多次从斜轨上的位置S由静止释放，通过白纸和复写纸找到其平均落点的位置（A、B、C三点中的某个点），然后，把被碰小球静置于轨道的水平部分末端，仍将入射小球从斜轨上的位置S由静止释放，与被碰小球相碰，并多次重复该操作，用同样的方法找到两小球碰后平均落点的位置（A、B、C三点中剩下的两个点）。实验中需要测量的有__________。

A、入射小球和被碰小球的质量 $m_{1}$ 、 $m_{2}$ B、入射小球开始的释放高度h C、小球抛出点距地面的高度H D、两球相碰前后的平抛射程OB，OA，OC

(3)、某同学在做上述实验时，测得入射小球和被碰小球的质量关系为 $m_{1} = 2 m_{2}$ ，两小球在记录纸上留下三处落点痕迹如图乙所示，他将米尺的零刻线与O点对齐，测量出O点到三处平均落地点的距离分别为OA、OB、OC。该同学通过测量和计算发现，在实验误差允许范围内，两小球在碰撞前后动量是守恒的。

①该同学要验证的关系式为；

②若进一步研究该碰撞是否为弹性碰撞，需要判断关系式是否成立。[用（2）中的物理量表示]

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四、解答题

14. 小园想用以下两种方式提起重物。图甲是一用铰链固定于O点的轻杆，通过绳 $P A$ 将挂于P端的重物提起；图乙是一端固定于 $O^{'}$ 的轻杆（斜角恒定为67°），其另一端N有一光滑滑轮，绳 $C D$ 绕过滑轮提起重物。当图甲中杆与水平面成67°夹角时，绳与水平方向夹角为30°；此时图乙中绳与水平方向夹角也为30°，已知重物的重力为 $60 \sqrt{3} N$ ，求两种情况下，杆的作用力分别为多少？（ $\sin 37 ° = 0.6$ ， $\cos 37 ° = 0.8$ ）

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15. 如图甲所示，一辆出租车在平直公路上以v₀=30 m/s的速度匀速行驶，此时车的正前方x₀＝126 m处有一辆电动车，正以v₁=8 m/s的速度匀速行驶，而出租车司机此时开始低头看手机， 4.5 s后才发现危险，司机经0.5 s反应时间后，立即采取紧急制动措施。若从司机发现危险开始计时，出租车的速度-时间图像如图乙所示。

(1)、若出租车前面没有任何物体，从司机开始低头看手机到出租车停止运动的这段时间内，出租车前进的距离是多少；

(2)、通过计算判断电动车是否被撞。若不会被撞，求两车之间的最小距离；若会相撞，求从出租车刹车开始，经过多长时间两车相撞。

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16. 如图所示，水平地面上有一高 $H = 0.4 m$ 的水平台面，台面上竖直放置倾角 $θ = 37 °$ 的粗糙直轨道 $A B$ 、水平光滑直轨道 $B C$ 、四分之一圆周光滑细圆管道 $C D$ 和半圆形光滑轨道 $D E F$ ，它们平滑连接，其中管道 $C D$ 的半径 $r = 0.1 m$ 、圆心在 $O_{1}$ 点，轨道 $D E F$ 的半径 $R = 0.2 m$ 、圆心在 $O_{2}$ 点， $O_{1}$ 、D、 $O_{2}$ 和F点均处在同一水平线上。小滑块从轨道 $A B$ 上距台面高为h的P点静止下滑，与静止在轨道 $B C$ 上等质量的小球发生弹性碰撞，碰后小球经管道 $C D$ 、轨道 $D E F$ 从F点竖直向下运动，与正下方固定在直杆上的三棱柱G碰撞，碰后速度方向水平向右，大小与碰前相同，最终落在地面上Q点，已知小滑块与轨道 $A B$ 间的动摩擦因数 $μ = \frac{1}{12}$ ， $\sin 37 ° = 0.6$ ， $\cos 37 ° = 0.8$ 。

(1)、若小滑块的初始高度 $h = 0.9 m$ ，求小滑块到达B点时速度 $v_{0}$ 的大小；

(2)、若小球能完成整个运动过程，求h的最小值 $h_{\min}$ ；

(3)、若小球恰好能过最高点E，且三棱柱G的位置上下可调，求落地点Q与F点的水平距离x的最大值 $x_{\max}$ 。

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