江西省南昌市2022届高三上学期物理摸底考试试卷

试卷更新日期：2021-09-23 类型：开学考试

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一、单选题

1. 氚 ${}_{1}^{3}H$ 衰变后转变成稳定的氦 ${}_{2}^{3}H e$ ， ${}_{1}^{3}H$ 的半衰期为12.5年，下列说法正确的是（　　）

A、 ${}_{1}^{3}H$ 发生的是 $α$ 衰变，衰变过程吸收能量 B、 ${}_{1}^{3}H$ 发生的是 $β$ 衰变，放出的电子来源于核外电子 C、 ${}_{1}^{3}H$ 发生的是 $γ$ 衰变，衰变前后的质量相等 D、 ${}_{1}^{3}H$ 衰变时的环境温度升高，它的半衰期仍为12.5年

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2. 如图所示，质量分别为 $m_{1}$ 、 $m_{2}$ 的两物体甲、乙位于相邻的两水平台阶上，中间用轻绳相连，轻绳与竖直方向夹角为 $θ$ 。在甲左端施加水平拉力F，使甲、乙均处于静止状态。已知重力加速度为g，甲表面光滑，则下列说法正确的是（　　）

A、绳的拉力大小为 $\frac{m_{1} g}{\cos θ}$ B、地面对乙的摩擦力大小为F C、台阶对乙的支持力大小为 $m_{2} g$ D、台阶对甲的支持力大小为 $(m_{1} + m_{2}) g$

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3. 如图所示，某次训练时将乒乓球发球机置于地面上方某一合适位置，正对竖直墙面水平发射乒乓球。现有两个乒乓球a和b以不同速度水平射出，初速度之比为3：2，不计阻力，则乒乓球a和b（　　）

A、下落高度之比为4：9 B、下落高度之比为9：4 C、下落高度之比为2：3 D、下落高度之比为3：2

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4. 空间中有一试探电荷处在一区域电场中沿某方向建立一x轴，该试探电荷在x轴各点的电势能 $E_{p}$ 随x的分布如图所示。根据E_p—x图像，下列说法正确的是（　　）

A、 $x_{1}$ 处的电场强度大于0 B、沿x轴正方向电势逐渐降低 C、 $x_{3}$ 处的电场强度大于 $x_{4}$ 处的电场强度 D、试探电荷从 $x_{3}$ 处运动至 $x_{2}$ 处的过程中，电场力做功为 $E_{p 1} - E_{p 2}$

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5. 台风具有极强的破坏力，若某次台风以 $288 km/h$ 的水平速度垂直吹向某大楼外玻璃幕墙上，已知某块玻璃幕墙的长 $10 m$ 、宽 $5 m$ ，空气密度取 $1.3 {kg/m}^{3}$ ，设台风遇到玻璃幕墙后速度变为零，则幕墙受到台风的压力大小约为（　　）

A、 $8.3 \times 10^{3} N$ B、 $4.2 \times 10^{5} N$ C、 $5.4 \times 10^{6} N$ D、 $7.0 \times 10^{7} N$

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6. 我国首个独立火星探测器“天问一号”已于今年5月15日成功着陆火星表面，对我国持续推进深空探测、提升国家软实力和国际影响力具有重要意义。假设火星是质量分布均匀的球体，半径为R，自转周期为T，引力常量为G，则（　　）

A、火星密度为 $\frac{3 π}{G T^{2}}$ B、火星第一宇宙速度为 $\frac{2 π R}{T}$ C、火星赤道表面重力加速度为 $\frac{4 π^{2} R}{T^{2}}$ D、一个质量为m的物体分别静止在火星两极和赤道时对地面的压力的差值为 $\frac{4 π^{2} m R}{T^{2}}$

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7. 如图所示，理想变压器的原、副线圈的匝数比为5：1，在原、副线圈的回路中分别接有阻值均为 $20 Ω$ 的电阻，原线圈一侧接在电压如图（b）的正弦交流电源上，电流表可视为理想电表。下列说法正确的是（　　）

A、电流表的示数约为 $2.2 A$ B、副线圈的功率约为 $80 W$ C、副线圈的交流电频率 $100 Hz$ D、电源输出功率约为 $179 W$

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8. 如图，在腰长为L的等腰直角三角形区域内存在方向垂直于纸面向内的匀强磁场，磁感应强度大小为B。质量均为m的甲粒子 $+ q$ 和乙粒子 $- q$ 分别从A、B两点沿 $A B$ 方向和 $B A$ 方向射入磁场。不计粒子的重力，则（　　）

A、乙粒子速度合适，可以从C点出磁场 B、甲粒子从C点出磁场的时间为 $\frac{π m}{q B}$ C、乙粒子要从 $B C$ 边出去的最大半径为 $(\sqrt{2} - 1) L$ D、甲、乙两粒子在磁场中运动的最长时间之比为2：3

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二、多选题

9. 如图所示，A、B为两平行金属板，闭合开关S，靠近A板静止释放一电子，则（　　）

A、若增大两板间的距离，则电子到达B板的速度增大 B、若减小电源电动势，则电子到达B板的速度减小 C、若充电后断开S，减小两板间的距离则电子在两板间运动的加速度变大 D、若充电后断开S，减小两板间的距离则电子在两板间运动的时间变短

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10. 在如图所示的电路中，电源内阻和定值电阻的阻值均为 $2 Ω$ ，滑动变阻器的最大阻值为 $10 Ω$ ，闭合开关，将滑动变阻器的滑片P由a端向b端滑动的过程中，定值电阻下列选项正确的是（　　）

A、电压表的示数变大 B、电流表的示数变大 C、滑动变阻器消耗功率变小 D、电源输出功率变大

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11. 如图甲所示，正方形闭合导线圈 $a b c d$ 平面垂直放在图示匀强磁场中，导线圈匝数为20匝、边长为 $0.1 m$ 、总电阻为 $1 Ω$ 磁感应强度B随时间t的变化，关系如图乙所示，则以下说法正确的是（　　）

A、导线圈中产生的是正弦交变电流 B、在 $t = 5.5 s$ 时导线圈产生的感应电流为 $0.8 A$ C、在 $0 ~ 2 s$ 内通过导线横截面的电荷量为 $1 C$ D、在 $0 ~ 6 s$ 内，导线圈内产生的焦耳热为 $1.92 J$

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12. 如图所示，一弹性轻绳（绳的弹力与其伸长量成正比）穿过固定的光滑圆环B，左端固定在A点，右端连接一个质量为m的小球，A、B、C在一条水平线上，弹性绳自然长度为 $A B$ 。小球穿过竖直固定的杆，从C点由静止释放，到D点时速度为零，C、D两点间距离为h。已知小球在C点时弹性绳的拉力为 $m g$ ，g为重力加速度，小球和杆之间的动摩擦因数为0.8，弹性绳始终处在弹性限度内，下列说法正确的是（　　）

A、小球从C点到D点的过程中，小球受到杆的弹力不变 B、小球从C点到D点的过程中，小球的加速度不断减小 C、小球从C点到D点的过程中，绳的最大弹性势能为 $0.2 m g h$ D、若仅把小球质量变为 $2 m$ ，则小球到达D点时的动能为 $m g h$

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三、实验题

13. 其学习小组设计实验测量“物块与木板之间动摩擦因数的大小”，简要步骤如下：
⑴将一块长木板固定在水平桌面上，在木板左端固定一光滑小滑轮，右端固定电磁打点计时器；
⑵测出物块的质量M。接着把物块放在长木板上，把一轻质细线的一端固定在物块上，使物块能够沿细线方向做直线运动，再将细线绕过小滑轮，细线另一端挂上重物，物块连接纸带穿过打点计时器，纸带保持水平。
⑶释放重物，使物块能由静止开始加速运动，打出的纸带如图所示，0、1、2、3、4、5、6为计数点，相邻计数点之间有四个计时点没有画出，用刻度尺测量出两点之间的距离如图所示分别为 $S_{1} = 3.61 cm$ 、 $S_{2} = 4.20 cm$ 、 $S_{3} = 4.80 cm$ 、 $S_{4} = 5.40 cm$ 、 $S_{5} = 6.01 cm$ 、 $S_{6} = 6.60 cm$ ，打点计时器所接交流电频率为 $f = 50 Hz$ ，可算出运动的加速度a= ${m/s}^{2}$ （保留两位有效数字）用天平测出重物的质量为m，则木块与木板之间的动摩擦因数表达式为μ=；（用M、m、g、a表示）

⑷在测量过程中，下列说法正确的是（）
A．细线要与长木板保持平行
B．应将长木板垫高以平衡摩擦力
C．应该先接通计时器的电源后再使物块开始运动
D．实验需要m远小于M才行

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14. 现要组装一个酒精测试仪，它利用的是一种二氧化锡半导体型酒精气体传感器，此传感器的电阻R随酒精气体浓度的变化而变化，规律如图甲所示目前国际公认的酒驾标准是“ $0.2 mg/mL \leq$ 酒精气体浓度 $< 0.8 mg/mL$ ”，醉驾标准是“酒精气体浓度 $\geq 0.8 mg/mL$ ”提供的器材有：
A．二氧化锡半导体型酒精传感器 $R_{x}$

B．直流电源（电动势为 $4 V$ ，内阻不计）

C．电压表（量程为 $3 V$ ，内阻非常大，作为浓度表使用）

D．电阻箱（最大阻值为 $999.9 Ω$ ）

E.定值电阻 $R_{1}$ （阻值为 $50 Ω$ ）

F.定值电阻 $R_{2}$ （阻值为 $10 Ω$ ）

G.单刀双掷开关一个，导线若干

(1)、图乙是酒精测试仪电路图，请在图丙中完成实物连线；

(2)、电路中R应选用定值电阻（填 $R_{1}$ 或 $R_{2}$ ）；

(3)、为便于识别，按照下列步骤调节此测试仪：
①电路接通前，先将电阻箱调为 $30.0 Ω$ ，然后开关向（填“c”或“d”）端闭合，将电压表此时指针对应的刻度线标记为 $mg/mL$ ；

②逐步减小电阻箱的阻值，电压表的示数不断变大按照甲图数据将电压表上“电压”刻度线标为“酒精浓度”

③将开关向另一端闭合，测试仪即可正常使用。

(4)、某同学将调适好的酒精测试仪靠近酒精瓶口，发现电压表指针满偏，则测量的酒精浓度（填“有”或“没有”）达到醉驾标准。

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四、解答题

15. 如图所示，光滑水平面上有三个滑块A、B、C，质量分别为 $m_{A} = 4 kg$ ， $m_{B} = 2 kg$ ， $m_{c} = 2 kg$ ，A、B用一轻弹簧连接（弹簧与滑块拴接），开始时A、B以共同速度 $v_{0} = 4 m/s$ 运动，且弹簧处于原长，某时刻B与静止在前方的C发生碰撞并粘在一起运动求：

(1)、B与C碰后的瞬间，C的速度大小；

(2)、运动过程中弹簧最大的弹性势能。

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16. 如图所示，竖直平面内的装置由四分之一的光滑圆弧 $A B$ （B为圆弧轨道上的一个点）和二分之一的光滑圆弧 $C D E$ 及将二者平滑连接的粗糙水平轨道 $B C$ 组成的固定轨道。 $B C$ 长 $L = 0.5 m$ ， $A B$ 弧的半径 $R = 1 m$ ， $C D E$ 弧的半径 $r = 0.5 m$ 。质量为 $m = 1 kg$ 的小球在A点正上方与A相距 $h = 0.25 m$ 的P点由静止开始自由下落，经A点沿圆弧轨道运动。小球与水平轨道的动摩擦因数 $μ = 0.5$ ，重力加速度 $g = 10 {m/s}^{2}$ ，求：

(1)、小球到达B点时对轨道压力的大小；

(2)、要让小球能沿轨道运动到E点，小球释放时离A点的高度至少是多少？

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17. 如图所示传送带倾斜放置，与水平面夹角为 $θ = 53 °$ ，传送带 $A B$ 长 $8 m$ ，传送皮带轮以大小为 $v = 2 m/s$ 的恒定速率顺时针转动，一包质量 $m = 2 kg$ 货物以 $v_{0} = 13 m/s$ 的初速度从A端滑上倾斜传送带，若货物与皮带之间的动摩擦因数 $μ = 0.5$ ，且可将货物的最大静摩擦力认为等于滑动摩擦力。（ $g = 10 {m/s}^{2}$ ）

(1)、货物运动多大位移时货物和传送带的速度相同？

(2)、求货物到达最高点的过程中，因摩擦产生的热量。

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18. 如图所示，在坐标平面的第一象限内有一沿y轴正方向的场强大小为E的匀强电场，在第四象限内有一垂直于平面向外，磁感应强度为B的匀强磁场，现有一质量为m、电量为 $- q$ 的粒子（重力不计）从坐标原点O射入磁场，其入射方向与y轴成60°角。当粒子第一次进入电场的A点处时速度大小为 $v_{0}$ ，方向与x轴正方向相同。求：

(1)、粒子在磁场中运动的半径；

(2)、粒子第3次（入射点不算）经过x轴时离坐标原点的距离。

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19. 如图甲所示，两条相距l=2m的水平粗糙导轨左端接一定值电阻 $R = 1 Ω$ ， $t = 0 s$ 时，一质量 $m = 2 kg$ 、阻值为r的金属杆，在水平外力的作用下由静止开始向右运动， $5 s$ 末到达 $M N$ ， $M N$ 右侧为一匀强磁场，磁感应强度 $B = 0.5 T$ ，方向垂直纸面向内。当金属杆到达 $M N$ （含 $M N$ ）后，保持外力的功率P不变，金属杆进入磁场 $8 s$ 末开始做匀速直线运动。整个过程金属杆的v—t图像如图乙所示若导轨电阻忽略不计，杆和导轨始终垂直且接触良好，两者之间的动摩擦因数 $μ = 0.1$ ，重力加速度 $g = 10 {m/s}^{2}$ 。

(1)、求金属杆进入磁场后外力F的功率P；

(2)、若前8s回路产生的总焦耳热为 $51 J$ ，求金属杆在磁场中运动的位移大小；

(3)、求定值电阻R与金属杆的阻值r的比值。

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