湖北省腾云联盟2022届高三上学期物理12月联考试卷

试卷更新日期：2021-12-29 类型：月考试卷

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一、单选题

1. 我国科学家为解决“玉兔二号”月球车长时间处于黑夜工作的需要，研制了一种小型核能电池，将核反应释放的核能转变为电能，需要的功率并不大，但要便于防护其产生的核辐射。请据此猜测“玉兔二号”所用核能电池有可能采纳的核反应方程是（）

A、 $94_{238} P u \to_{95}^{238} A m +_{- 1}^{0} e$ B、 $1_{3} H +_{1}^{2} H \to_{2}^{4} H e +_{0}^{1} n$ C、 $2_{4} H e +_{7}^{14} N \to_{8}^{17} O +_{1}^{1} H$ D、 $92_{235} U +_{0}^{1} n \to_{56}^{141} B a +_{36}^{92} k r + 3_{0}^{1} n$

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2. 关于波的干涉和衍射，下列说法正确的是（）

A、当孔的大小比波长小时，会发生明显的衍射现象 B、只有当障碍物的尺寸与波长差不多时，才会发生明显的衍射现象 C、波的干涉现象中，振动最强的点，位移始终最大 D、波的干涉现象中，振动最弱的点，位移始终最小

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3. 2021年10月16日6时56分，神舟十三号载人飞船采用自主快速交会对接模式成功对接于天和核心舱径向端（如图所示），与此前已对接的天舟二号、天舟三号货运飞船一起构成四舱（船）组合体，随后翟志刚、王亚平、叶光富3名航天员从神舟十三号载人飞船进入天和核心舱，发射取得圆满成功。已知四舱（船）组合体在近地点200km、远地点400km的椭圆轨道上运行，下列说法正确的是（）

A、四舱（船）组合体在近地点的速度比在远地点的速度小 B、四舱（船）组合体在近地点的加速度比在远地点的加速度大 C、四舱（船）组合体从近地点向远地点运动的过程中，机械能增加 D、四舱（船）组合体从远地点向近地点运动的过程中，万有引力做负功

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4. 如图所示，电源内阻不计， $V_{1}$ 、 $V_{2}$ 分别与电容器C₁、C₂并联，电压表 $V_{1}$ 和 $V_{2_{}}$ 的内阻分别为2kΩ和6kΩ。闭合开关， $V_{2}$ 最终的示数为6V。现断开开关将 $V_{2}$ 拆除，再次闭合开关， $V_{1}$ 最终的示数为（）

A、0V B、2V C、6V D、8V

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5. 如图所示，水平放置的平行板电容器与电源始终相连，两板间距为d。开关闭合，一带电微粒质量为m，电荷量为q，刚好静止在两板间。现将两板同时绕两板的中点A和B逆时针旋转 $θ$ 角 $(θ < 90 °)$ ，并给微粒一初速度 $v_{0}$ ，重力加速度为 $g$ ，则（）

A、带电微粒带正电 B、带电微粒将在板间做曲线运动 C、带电微粒在板间运动的加速度大小为 $g t a n θ$ D、电源电动势为 $\frac{m g d}{q c o s θ}$

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6. 一个半径为R的光滑圆环竖直放置，A为圆环最高点，B为圆环最低点。将一质量为m的小环（可视为质点）套在圆环上，小环恰好能在竖直面内做完整的圆周运动，周期为T，下列说法正确的是（）

A、小环在A点的速度大小为 $\sqrt{g R}$ B、小环在B点的速度大小为 $\sqrt{5 g R}$ C、小环从A点运动到B点的过程中所受重力的功率一直增大 D、小环从A点运动到B点，所受弹力的冲量大小为 $\sqrt{{(\frac{m g T}{2})}^{2} + {(2 m \sqrt{g R})}^{2}}$

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二、多选题

7. 如图所示，空间中存在垂直纸面向里的匀强磁场，一水平放置、表面光滑的绝缘木板质量为M，木板上有一电荷量+q，质量为m的带电微粒，木板和微粒均处于静止状态。在机械外力F的作用下，木板以速度 $v_{0}$ 竖直向上做匀速运动，微粒重力不计，木板足够长，下列说法正确的是（）

A、微粒运动轨迹为抛物线 B、机械外力F与时间成正比 C、微粒运动过程中，洛伦兹力水平方向的分力不做功 D、在某一时刻 $t_{0}$ 撤去力F和木板，此后微粒做圆周运动的周期与 $t_{0}$ 无关

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8. 如图所示，某人将一质量为m的石块从高度为h处以倾角 $θ$ 斜向上方抛出，初速度大小为 $v_{0}$ ，不计空气阻力，石块落地时速度的大小与下列哪些量有关（）

A、石块的质量m B、石块的初速度 $v_{0}$ C、石块抛出时的高度h D、石块初速度的倾角 $θ$

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9. 设计师设计了一个非常有创意的募捐箱，如图甲所示，把硬币从投币口放入，接着在募捐箱上类似于漏斗形的部位（如图乙所示，O点为漏斗形口的圆心）滑动很多圈之后从中间的小孔掉入募捐箱。如果硬币在不同位置的运动都可以看成匀速圆周运动，摩擦阻力忽略不计，则某一枚硬币在a、b两处时（）

A、线速度大小 $v_{a} > v_{b}$ B、加速度大小 $a_{a} > a_{b}$ C、角速度大小 $ω_{a} < ω_{b}$ D、向心力大小 $F_{a} < F_{b}$

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10. 如图所示带电平行板电容器的板长、间距都为L，相同带电粒子（不计重力）以不同初速度从上极板左边端点垂直电场方向射入电场，依次打到A、B、C、D四点，打到这四点时速度大小分别为 $v_{A}$ 、 $v_{B}$ 、 $v_{C}$ 、 $v_{D}$ 。A为底边中点，B为下极板右边端点，C为侧边中点，D为侧边四等分点。下列关系正确的是（）

A、 $v_{A} > v_{B}$ B、 $v_{B} > v_{C}$ C、 $v_{C} > v_{D}$ D、 $v_{B} = v_{D}$

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11. 如图所示，水平放置的长方体容器内存在竖直方向的匀强磁场，边长为 $L$ 的正方形abcd是长方体容器的横截面，a、b、c、d四个顶点处均开有小孔。一质量为m，电荷量为 $+ q$ 的带电粒子（不计重力）以速度 $v_{0}$ 从小孔a沿ac方向射入容器，带电粒子只与容器壁碰撞一次后从小孔d飞出。已知带电粒子与容器碰撞前后，沿平行于容器壁的方向速度不变，沿垂直于容器壁的方向速度等大反向，运动过程中带电粒子的电荷量保持不变。关于磁场的大小和方向，下列说法正确的是（）

A、磁场方向竖直向上， $B = \frac{2 \sqrt{2} m v_{0}}{L q}$ B、磁场方向竖直向上， $B = \frac{2 m v_{0}}{L q}$ C、磁场方向竖直向下， $B = \frac{4 m v_{0}}{5 L q}$ D、磁场方向竖直向下， $B = \frac{2 \sqrt{2} m v_{0}}{5 L q}$

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三、实验题

12. 有一额定电压为2.8V、额定功率为0.56W的小灯泡，现要用伏安法描绘这个小灯泡的伏安特性曲线，有下列器材可供选用：
A．电压表V₁（量程0~3V，内阻约3kΩ）
B．电压表V₂（量程0~18V，内阻约18kΩ）
C．电流表A（量程0~100mA，内阻为15Ω）
D．定值电阻 $R_{0} = 10 Ω$
E．滑动变阻器 $R_{1}$ （最大电阻10Ω，允许最大电流2A）
F．滑动变阻器 $R_{2}$ （最大电阻200Ω，允许最大电流150mA）
G．三节干电池（总电动势约为4.5V）
H．电键、导线若干

(1)、为提高实验的精确程度，电压表应选用；滑动变阻器应选用（以上均填器材前的序号）

(2)、请在虚线框内画出描绘小灯泡伏安特性曲线的电路图。

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13. 某物理课外小组利用如图甲所示的装置完成“探究小车的加速度与其所受合外力F之间的关系”实验。

(1)、请补充完整下列实验步骤的相关内容：
①用天平测量砝码盘的质量 $m_{0}$ ，用游标卡尺测量遮光片的宽度d，游标卡尺的示数如图乙所示，则其读数为cm；
②按图甲所示安装好实验装置，在砝码盘中放入适量的砝码，适当调节长木板的倾角，直到轻推小车，遮光片先后经过光电门A和光电门B的时间相等；
③取下细线和砝码盘，记下砝码盘中砝码的质量m；
④让小车从靠近滑轮处由静止释放，用数字毫秒计分别测出遮光片经过光电门A和光电门B所用的时间 $△ t_{A}$ 和 $△ t_{B}$ 以及从光电门A到光电门B所用的时间 $t$ ；
⑤重新挂上细线和砝码盘，改变砝码盘中砝码的质量和长木板的倾角，重复②~④步骤。

(2)、步骤④中，小车从光电门A下滑至光电门B的过程中所受合外力大小为，小车的加速度大小为；（用上述步骤中的物理量表示）

(3)、画出 $a - (m + m_{0})$ 的图像，测得图线斜率为 $k$ ，则小车质量为 $M =$ ；

(4)、本实验中，以下操作或要求是为了减小实验误差的是____。

A、砝码和砝码盘的总质量远小于小车的质量 B、尽量增大遮光片的宽度d C、调整滑轮，使细线与长木板平行 D、尽量减小两光电门间的距离s

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四、解答题

14. 手表的防水性能是衡量手表质量的一项重要指标，某次手表防水30米检测∶将被测手表放入盛有浅水的密封容器，压缩机在时间t内，向容器内充气加压到3个大气压（3P₀），保持10分钟然后放气。在1分钟内恢复到常态压力，取出手表，检查是否进水。若开始密封容器内气体压强为环境大气压P₀ ，质量为m₀ ，压缩机充入的气体压强为P、所有气体可为同种气体，温度相同且不考虑温度的变化，并可视为理想气体，求此次测试中∶

(1)、压缩机充入的气体体积

(2)、压缩机充入的气体质量

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15. 在一平直的水平轨道上，停放着两辆形状相同的玩具小车，其中A车质量为2kg，B车质量为1kg，两车相距1.625m，两车受到轨道的阻力均为各自重力的0.1倍。初始时A车以速度 $v_{1} = 2 m / s$ 向右运动，B车同时以速度 $v_{2} = 0.5 m / s$ 向左运动。

(1)、经过多长时间两车相遇？

(2)、已知两车之间发生弹性正碰，则碰后两车最终相距多远?

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16. 如图所示，间距为L的平行光滑导轨由一段水平导轨和一段倾斜导轨组成，两者之间平滑连接，水平导轨足够长，倾角为 $θ$ 的倾斜导轨顶端连接有一个阻值为R的定值电阻。在水平导轨的右侧，有一个间距为 $\frac{L}{2}$ 的水平导轨与之连接。质量为m、长度为L、电阻为R的金属杆a垂直倾斜导轨跨放在倾斜导轨上，在水平导轨右端有一与金属杆a完全相同的金属杆b，在b的右侧有两个小立柱挡住b。在倾斜导轨区域加一垂直导轨平面向下、磁感应强度大小为B的匀强磁场；在水平导轨区域加另一垂直导轨平面向下、磁感应强度大小也为B的匀强磁场。闭合开关，让金属杆a从图示位置由静止释放，已知金属杆运动到水平导轨前，已经达到最大速度，金属杆a恰好到达水平轨道时，断开开关，同时撤去金属杆b右侧的立柱。不计导轨电阻，金属杆始终与导轨接触良好，重力加速度为g。

(1)、求金属杆a在倾斜导轨上滑行的最大速率 $v_{m}$ ；

(2)、金属杆a在倾斜导轨上运动距离 $x$ 时速度为 $v (v < v_{m})$ ，求在这个过程中定值电阻R上产生的焦耳热Q；

(3)、求撤去立柱后金属杆b的最大速度。

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