湖南省湘潭市2022届高三上学期物理9月第一次模拟试卷

试卷更新日期：2021-11-10 类型：月考试卷

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一、单选题

1. 伽利略在研究自由落体规律时假设小球下落的速度和所用的时间成正比，由于当时实验条件的限制，速度的测量很困难，于是伽利略根据假设推出了一个便于测量的物理量，也就是我们今天所说的“位移”，并通过研究“位移”和时间的关系验证了他的假设。在这个过程中，伽利略主要用到的科学研究方法是（）

A、等效替代法 B、转换法 C、控制变量法 D、放大法

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2. 小明在暑假里做了一次城市道路破损情况调查，发现在平直的道路上，交通红绿灯前斑马线附近路面破损开裂比较严重。小明针对这个问题提出了各种解释，你认为造成这种现象最主要的原因是（）

A、斑马线附近通过的行人多，路面被踩踏严重 B、斑马线附近交通信号设备多，路面下管道多导致路面不结实 C、行驶的汽车经常在斑马线前刹车，汽车对路面的摩擦力增大 D、行驶的汽车经常在斑马线前刹车，汽车对路面的正压力增大

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3. 2018年5月14日，四川航空3U8633航班在飞往拉萨途中突遇前挡风玻璃脱落事故，随后飞机在成都双流机场紧急着陆，飞机着陆时速度与水平方向成 $30 °$ 角向下，且着陆速度大小为 $360 km/h$ 。假设飞机从触地经过 $0.5 s$ 开始水平滑行，取 $g = 10 {m/s}^{2}$ ，则飞机上一位质量为 $50 kg$ 的乘客在竖直方向上所受的平均冲击力大小为（）

A、 $10500 N$ B、 $5500 N$ C、 $10000 N$ D、 $9500 N$

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4. 如图所示电路中， $A B C D$ 是由同种金属材料制成的离电源足够远的正方形导线框， $O$ 为其对角线交点，已知 $A B$ 、 $B C$ 、 $C D$ 三根导线粗细相同且其半径是导线 $A D$ 半径的3倍，通电直导线周围某点的磁感应强度 $B = \frac{k I}{r}$ ， $I$ 是导线中的电流强度， $r$ 是某点到导线的直线距离， $k$ 是常数。则下列说法正确的是（）

A、导线 $A D$ 与导线 $A B$ 的电阻相等 B、导线 $A D$ 中的电流是导线 $A B$ 中的电流大小的3倍 C、 $O$ 点处的磁感应强度大小为0 D、 $O$ 点处的磁感应强度方向垂直纸面向里

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5. 水平光滑的绝缘木板上O点的正上方固定一正点电荷，其电荷量为Q，a、b、c为木板上以O为圆心的三个等间距同心圆。现将一带正电的小球P从木板上O点附近静止释放，小球依次经过a、b、c位置，其电势能分别为 $E_{1}$ 、 $E_{2}$ 、 $E_{3}$ ，加速度分别为 $a_{1}$ 、 $a_{2}$ 、 $a_{3}$ ，忽略P对电场的影响，下列说法中正确的是（）

A、a、b、c三处的电势大小 $φ_{a} > φ_{b} > φ_{c}$ B、ab间的电势差与bc间的电势差大小 $U_{a b} > U_{b c}$ C、P在a、b、c位置处的电势能大小 $E_{1} < E_{2} < E_{3}$ D、P在a、b、c位置处的加速度大小 $a_{1} > a_{2} > a_{3}$

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6. 质量为 $2 π kg$ 的均匀条形铁链 $A B$ 在半径 $R = \frac{6}{π} m$ 的光滑半球体上方保持静止，已知 $∠ A O B = 60 °$ ，给 $A B$ 一个微小的扰动使之向右沿球面下滑，当端点A滑至 $C$ 处时铁链变为竖直状态且其速度大小为 $2 \sqrt{14} m/s$ ，以 $O C$ 所在平面为参考平面，取 $g = 10 {m/s}^{2}$ ，则下列关于铁链的说法中正确的是（）

A、铁链在初始位置时具有的重力势能为 $120 J$ B、铁链在初始位置时其重心高小于 $\sqrt{3} m$ C、铁链的端点 $A$ 滑至 $C$ 点时其重心下降约 $2.91 m$ D、铁链的端点 $B$ 滑至 $C$ 处时其速度大小为 $3 \sqrt{2} m/s$

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二、多选题

7. 2021年6月17日，航天员聂海胜、刘伯明、汤洪波乘神舟十二号载人飞船成功飞天，成为中国空间站天和核心舱的首批入驻人员，开启了中国载人航天工程空间站阶段的首次载人飞行任务。已知中国空间站和国际空间站都在离地高度约为 $400 km$ 的圆形轨道飞行，下列说法正确的是（）

A、神舟十二号载人飞船在上升阶段加速度达到3g时，处于超重状态，宇航员承受的支持力约为地球对他重力的3倍 B、国际空间站比中国空间站质量大，所以国际空间站在轨道上绕地球做匀速圆周运动的加速度更大 C、与离地高度约为 $36000 km$ 的同步卫星相比，空间站做圆周运动的加速度更大 D、处于低轨道的神舟十二号与处于高轨道的天和核心舱交汇对接时需要适当加速

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8. 一玩具小车（可视为质点）以初速度 $v_{0}$ 沿粗糙斜面从底端向顶端滑去，已知斜面倾角为 $θ$ ，此后该小车运动的水平分速度与时间的关系图像可能是（）

A、 B、 C、 D、

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9. 有一匀强磁场，磁感应强度为 $B$ ，方向垂直纸面向外，一个原来静止在 $A$ 处的原子核，发生衰变放射出某种粒子，两个新核的运动轨迹如图所示，已知两个相切圆半径分别为 $r_{1}$ 、 $r_{2}$ 。下列说法正确的是（）

A、原子核发生 $α$ 衰变，根据已知条件可以算出两个新核的质量比 B、衰变形成的两个粒子带同种电荷 C、衰变过程中原子核遵循动量守恒定律 D、衰变形成的两个粒子电荷量的关系为 $q_{1} ： q_{2} = r_{1} ： r_{2}$

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10. 如图所示，半径为r的祖糙四分之一圆弧导轨与光滑水平导轨平滑相连，四分之一圆弧导轨区域没有磁场，水平导轨区域存在磁感应强度大小为B、方向竖直向上的匀强磁场，导轨间距为d，ab、cd是质量为m、电阻为R的金属棒，导轨电阻忽略不计。cd静止在平滑轨道上，ab从四分之一圆弧轨道顶端由静止释放，在圆弧轨道上克服阻力做功 $\frac{1}{2}$ mgr，水平导轨足够长，ab、cd始终不会相撞，重力加速度为g。从ab棒进入水平轨道开始，下列说法正确的是（）

A、ab棒先做匀减速直线运动，最后做匀速直线运动 B、cd棒先做匀加速直线运动，最后和ab以相同的速度做匀速直线运动 C、ab棒刚进入磁场时，cd棒电流大小为 $\frac{B d \sqrt{g r}}{2 R}$ D、ab棒的最终速度大小为 $\frac{\sqrt{g r}}{2}$

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11. 2021年8月5日东京奥运会跳水女子 $10 m$ 台决赛中，14岁的全红婵领先第二名90多分，以总分466.2拿到金牌，并打破了世界纪录。五次跳水有三次满分，娴熟的动作，标准的姿势，李小鹏感叹：我扔个硬币溅起的水花都比她跳水大。下列说法错误的是（）

A、运动员出水后泳衣上的水很快滑落是因为制造泳衣的材料对水不浸润 B、运动员入水过程中，在水中产生的气泡内的气体压强小于大气压 C、运动员入水过程中激起的水花中，很多水滴呈现球形是因为水的表面张力的作用 D、跳水池水温保持恒定约 $26 ° C$ ，保证运动员入水后的舒适度，此时运动员和水池中的水处于热平衡状态 E、跳水运动员入水后，身体周围会出现一些小气泡，这些小气泡在做无规则的布朗运动

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12. 2021年7月1日上午，中国共产党成立100周年庆祝大会在北京天安门隆重举行，中央广播电视总台全程直播。央视首次使用5G网络代替传统微波技术进行移动4K高清视频直播，5G技术大带宽、低时延的技术优势在直播中得以充分展现，全国人民看到了精彩的现场直播。下列说法正确的是（）

A、现场影像资料传输的时候利用了5G高速网络，5G网络技术使用更高频率的传输波段，单个基站覆盖范围更大，更利于信号绕过障碍传播 B、在广场上两个喇叭之间行走时，听到声音忽高忽低是两个喇叭发出的声波的干涉现象造成的 C、现场摄影师使用的照相机镜头采用镀膜技术增加透射光，膜的厚度为入射光在真空中波长的 $\frac{1}{4}$ ，这是利用了光的薄膜干涉原理 D、当天活动结束后有演职人员发现，前方路面有水可以看到前方行车的倒影，但是走到前方发现路面无水，这是因为柏油马路温度较高，靠近地表的空气密度减少，发生了全反射 E、现在很多家庭使用的是光纤有线网络电视，信号在光纤中高速传播利用了光的干涉原理

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三、实验题

13. 如图所示，小明同学借用“探究

a

与

F

、

m

之间的定量关系”的相关实验思想、原理及操作，进行“研究合外力做功和动能变化的关系”的实验：

(1)、小明首先取下细绳及托盘，调整垫片的位置，改变长木板的倾斜程度，使小车能沿长木板做匀速直线运动，小明这样做的目的是。

(2)、接下来小明连接细绳及托盘，放入砝码，通过实验得到如图所示的纸带。纸带上

O

为小车运动起始时刻所打的点，选取时间间隔为

0.1 s

的相邻计数点

A

、

B

、

C

、

D

、

E

、

F

、

G

。实验时固定在小车上且与绳相连的拉力传感器示数为

0.2 N

，小车和拉力传感器的总质量为

0.2 kg

。

小明计算了小车与拉力传感器所受合外力做的功 $W$ 和其动能的变化 $Δ E_{k}$ ，请在下表空格中帮助小明补充完整。（结果保留至小数点后第4位）

距离	$O - B$	$O - C$	$O - D$	$O - E$	$O - F$
$W / J$	0.0432	0.0572	0.0734	0.0915	0.1115
$Δ E_{k} / J$	0.0430		0.0734	0.0907	0.1105

(3)、假如实验中小明所使用电源频率低于正常值，则小明测得的小车与拉力传感器的动能变化量

Δ E_{k}

与真实值相比会（填“偏大”“偏小”或“不变”）。

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14. 某物理实验小组准备测一个电源的电动势和内阻，他们身边的器材有：
待测电源（ $E$ 为 $5 V$ 以下的电源）、电流表（量程 $0.6 A$ ，内阻为 $0.5 Ω$ ）、电压表（量程 $15 V$ ，内阻为 $1500 Ω$ ）、定值电阻 $R_{0} = 5 Ω$ 、导线和开关若干。

(1)、由于缺少变阻箱或者滑动变阻器，他们找来了一根粗细均匀的金属导体棒 $R$ 替代，利用接入电路不同长度的导体来改变电阻，首先他们测量了导体棒的长度为 $10 cm$ ，用欧姆表“ $\times 1$ 挡”测量了导体棒的电阻，指针偏转如图甲所示，导体棒每 $1 cm$ 的电阻大小为 $Ω$ 。

(2)、关于器材的选择，他们的解释合理是___________。

A、不使用电压表的原因是电压表内阻过小 B、不使用电压表的原因是电压表量程过大 C、使用定值电阻 $R_{0}$ 可以增大实验数据范围

(3)、选定好器材后，设计了如乙所示实验电路图（导体棒 $R$ 用表示），你认为合理的是。

(4)、根据实验数据他们画出了接入电路的导体的长度 $l$ 与电流表示数 $I$ 之间的图像，如图丙所示，则该电源的电动势 $E =$ $V$ ，内阻 $r =$ $Ω$ 。（结果保留一位小数）

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四、解答题

15. 如图所示，半径 $R = 20 m$ 的光滑圆轨道 $A B C$ 与光滑斜直轨道 $C D$ 平滑相接于 $C$ 点， $O B$ 水平、 $O C$ 垂直水平地面，一质量为 $m$ 的小球在 $D$ 点静止释放，小球恰好通过 $A$ 点。已知 $∠ A O B = 53 °$ ，斜面倾角 $α$ 为 $37 °$ ，取 $g = 10 {m/s}^{2}$ ， $\sin 37 ° = 0.6$ ， $\cos 37 ° = 0.8$ ，求：

(1)、 $D C$ 之间的竖直高度；

(2)、小球从 $A$ 飞出后落在斜面上的 $E$ 点（图中没有画出）， $C E$ 间的距离是多少？

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16. 如图所示，两金属杆 $a b$ 和 $c d$ 长均为 $L = 0.5 m$ ，电阻分别为 $R_{1} = 0.1 Ω$ 和 $R_{2} = 0.2 Ω$ ，质量分别为 $m_{1} = 4 kg$ 和 $m_{2} = 2 kg$ ，用两根质量和电阻均可忽略的不可伸长的柔软导线将它们连成闭合回路，并悬挂在水平、光滑、不导电的圆棒两侧。两金属杆都处在水平位置，整个装置处在一与回路平面相垂直的匀强磁场中，磁感应强度为 $B = 2 T$ 。初始状态杆 $a b$ 比杆 $c d$ 高 $h = 1.2 m$ ，现让杆 $a b$ 由静止开始向下运动，当杆 $c d$ 运动到比杆 $a b$ 高 $h$ 时，杆 $a b$ 恰好开始做匀速直线运动，取 $g = 10 {m/s}^{2}$ 。求：

(1)、杆 $a b$ 从释放到开始做匀速直线运动的过程中通过杆 $a b$ 的电荷量；

(2)、杆 $a b$ 做匀速直线运动时的速度；

(3)、杆 $a b$ 从释放到开始做匀速直线运动的过程中杆 $a b$ 上产生的焦耳热。

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17. 中国共产党成立100周年庆祝大会临近尾声时，广场上的100个气球笼同时打开，10万只气球腾空而起，缤纷的色彩在天空中恣意绽放，一道斑斓的气球幕墙在北京上空描绘出一幅美丽的画卷。据报道，本次使用的气球为氦气球，每个气球需要充入氦气 $10 L$ ，充气后压强等于一个标准大气压，地面附近空气温度为 $27 ° C$ 、压强为 $1.0 \times 10^{5} Pa$ 。

(1)、用一个体积为 $50 L$ 、压强为 $2.0 \times 10^{7} Pa$ 的氦气罐给气球充气（认为充气前后气球和氦气罐温度都与环境温度一致，不发生变化），在忽略漏气损耗的情况下，这样的1个氦气罐可以充满多少个氦气球；

(2)、本次大会使用的气球由可降解材料制成，当气球体积膨胀到 $15 L$ 时会发生爆炸。已知高度每升高 $1000 m$ ，空气温度下降 $6 ° C$ ，若一个气球在刚好上升到 $2000 m$ 时发生爆炸（气球上升过程中没有漏气），则此时 $2000 m$ 高处大气压强为多少。

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18. 一列简谐横波在 $t = 0.4 s$ 时的波形图如甲所示，波上质点A从 $t = 0$ 时刻开始的振动图像如图乙所示，求：

(1)、该列波的传播速度并判断其传播方向；

(2)、若图甲中质点P的纵坐标为-1，请写出质点P的振动方程并求出P在平衡位置的x坐标。

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