山东省潍坊市2022届高三上学期物理12月抽测试卷

试卷更新日期：2021-12-31 类型：月考试卷

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一、单选题

1. 如图所示，在球型的大碗内，一同学用倒置的筷子缓慢推动光滑小球，由碗底G沿弧面向上运动，推动过程中筷子始终沿半径方向，已知碗的上沿与圆心的连线与水平方向的夹角为30°，球的大小不计，关于小球的受力下列说法正确的是（）

A、上升过程碗对小球的弹力先变大后变小 B、上升过程筷子对小球的弹力先变大后变小 C、筷子对球的最大弹力为 $\frac{\sqrt{3}}{3} m g$ D、碗对小球的最小弹力为 $\frac{1}{2} m g$

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2. 截止2020年底，中国在轨卫星数量大约400颗，居世界第二位。现有质量相同的三颗卫星a、b、c绕地球沿逆时针方向运动，其中卫星a为遥感卫星“高分三号”，b、c为同步卫星，则（）

A、卫星c加速就可以使c与b对接 B、卫星a和b间的距离保持不变 C、卫星a的动能大于卫星b的动能 D、卫星a的机械能大于卫星b的机械能

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3. 如图所示，一平行板电容器连接在电路中、开关K闭合，粒子沿两板中心线方向射入，粒子穿过极板后打在屏上的S点，仅改变下列条件可使粒子打在S点上方的是（）

A、K闭合，向左移动滑动变阻器触头 B、K闭合，向下移动下极板 C、K断开，向下移动上极板 D、K断开，向下移动下极板

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4. 如图所示，水平面的abc区域内存在有界匀强磁场，磁感应强度大小为B，边界的夹角为30°，距顶点b为L的S点有一粒子源，粒子在水平面内垂直bc边向磁场内发射速度大小不同的带负电的粒子、粒子质量为m、电量大小为q，下列说法正确的是（）

A、从边界bc射出的粒子速度方向各不相同 B、粒子离开磁场时到b点的最短距离为 $\frac{L}{3}$ C、垂直边界ab射出的粒子的速度大小为 $\frac{q B L}{2 m}$ D、垂直边界ab射出的粒子在磁场中运动的时间为 $\frac{π m}{3 q B}$

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5. 固定滚轮训练是飞行员为提高空间定向能力而特有的一种训练手段。如图所示，固定滚轮是固定在竖直面内可绕中心轴自由转动的轮子，训练时飞行员手脚支撑在轮子上做变速圆周运动，若某次转动中飞行员双臂间的夹角为120°，飞行员恰好能通过圆周最高点在竖直面内自由转动，已知飞行员质量为m，重心到转轴距离为L。当其头部转动到最低点时，踏板对脚无作用力，此时（）

A、飞行员脚的线速度大小为 $2 \sqrt{g L}$ B、飞行员头部的线速度大小为 $2 \sqrt{g L}$ C、每个手臂的支持力大小为5mg D、每个手臂的支持力大小为6mg

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6. 如图所示，三条水平虚线 $L_{1}$ 、 $L_{2}$ 、 $L_{3}$ 之间有宽度为L的两个匀强磁场区域Ⅰ、Ⅱ，两区域内的磁感应强度大小相等方向相反，正方形金属线框abcd的质量为m、边长为L，开始ab边与边界 $L_{1}$ 重合，对线框施加拉力F使其匀加速通过磁场区，以顺时针方向电流为正，下列关于感应电流i和拉力F随时间变化的图像可能正确的是（）

A、 B、 C、 D、

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7. 如图所示，从斜面上的a、b、c三点水平抛出三个相同的小球，三个小球均落在斜面上的d点，已知 $a b ： b c ： c d = 5 ： 3 ： 1$ ，则从a、b、c抛出的小球，下列说法正确的是（）

A、从a抛出的球落到d点时速度与水平方向的夹角最大 B、三球下落过程的动量变化量之比3：2：1 C、小球离斜面的最大距离之比为3：2：1 D、三球到达d点前重力的瞬时功率之比为9：4：1

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8. 如图所示，底端固定在水平面上的轻弹簧竖直放置，物块A、B叠放在弹簧上，物块相互绝缘且质量均为1.0kg，A带正电且电荷量为0.2C，B不带电。开始处于静止状态，此时弹簧压缩了10cm，若突然施加竖直方向的匀强电场，此瞬间A对B的压力大小变为5N， $g = 10 m / s^{2}$ ，则（）

A、电场强度大小为 $50 N / C$ ，方向竖直向上 B、此后系统振动的振幅为10cm C、施加电场后系统机械能的最大增加量为1.0J D、一起振动的最大加速度为 $2.5 m / s^{2}$

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二、多选题

9. 如图甲所示，一长为L的导体棒，绕水平圆轨道的圆心O匀速顺时针转动，角速度为 $ω$ ，电阻为r，在圆轨道空间存在有界匀强磁场，磁感应强度大小为B．半径小于 $\frac{L}{2}$ 的区域内磁场竖直向上，半径大于 $\frac{L}{2}$ 的区域磁场竖直向下，俯视如图乙所示，导线一端Q与圆心O相连，另一端P与圆轨道连接给电阻R供电，其余电阻不计，则（）

A、电阻R两端的电压为 $\frac{B L^{2} ω}{4}$ B、电阻R中的电流方向向上 C、电阻R中的电流大小为 $\frac{B L^{2} ω}{4 (R + r)}$ D、导体棒的安培力做功的功率为0

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10. 甲、乙两汽车从 $t = 0$ 时刻从同一地点沿同一直线运动，其运动的 $v - t$ 图像如图所示，下列分析正确的是（）

A、甲乙两车在 $t_{0}$ 时刻相遇 B、乙车在前 $2 t_{0}$ 时间内的平均速度等于 $v_{2}$ C、 $t = 0$ 时刻乙车的加速度比甲车的大 D、甲追上乙之前两车间的最大距离为 $\frac{v_{1}}{2} t_{0}$

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11. 光滑平行导轨水平放置，导轨左端通过开关S与电源相连，电源的电动势为E、内阻为r，一根质量为m、电阻为R的导体棒ab，用长为L的绝缘细线悬挂，细线竖直时导体棒恰好与导轨良好接触且细线处于张紧状态，导轨间距为L，如图所示，系统空间有竖直方向的匀强磁场，磁感强度大小为B，闭合开关S导体棒向右摆出，摆到最大高度时细线与竖直方向夹角为 $θ$ ，导轨电阻不计，则（）

A、磁场方向竖直向上 B、此过程中安培力的最大功率为 $\frac{B L E}{R + r} \sqrt{2 g L (1 - c o s θ)}$ C、电源消耗的电能为 $\frac{E m}{B L} \sqrt{2 g L (1 - c o s θ)}$ D、导体棒中产生的热量为 $\frac{E m \sqrt{2 g L (1 - c o s θ)}}{B L} - m g L (1 - c o s θ)$

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12. 如图所示，一透明绝缘半球壳，O为球心，一同学将带有等量异种电荷的小球分别固定在直径ab的两端，c、d、e、f为平行底面大圆的小圆上的点，且c、d位于过直径ab的大圆周上，e、f位于垂直直径ab面的大圆上，下列说法正确的是（）

A、e点与f点的场强相同 B、c点与d点的场强相同 C、O点电势高于e点电势 D、将一电荷从无穷远移到c点与从d点移到f点电势能的变化相同

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三、实验题

13. 为验证匀速圆周运动的向心加速度与角速度、轨道半径间的定量关系，某同学设计了如图甲所示的实验装置。其中AB是固定在竖直转轴 $O O$ 上的水平平台，A端固定的压力传感器可测出小物体对其压力的大小，B端固定一宽度为d的挡光片，光电门可测量挡光片每一次的挡光时间。
实验步骤如下：
①测出挡光片与转轴间的距离L；
②将小物体紧靠传感器放置在平台上，测出小物体中心与转轴的距离r；
③使平台AB绕转轴 $O O$ 匀速转动；
④记录压力传感器的示数F和对应的挡光时间 $Δ t$ ；
⑤保持小物体质量和距离r不变，多次改变转动角速度，记录压力传感器示数F和对应的挡光时间 $Δ t$ 。

(1)、小物体转动的角速度 $ω =$ （用L、d、 $Δ t$ 表示）；若某次实验中挡光片的宽度如图乙所示，其读数为mm；

(2)、要验证小物体的向心加速度与角速度、轨道半径间的定量关系，还需要测出小物体的质量m，则在误差允许范围内，本实验需验证的关系式为（用所测物理量的符号表示）。

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14. 某兴趣小组测一电池组的电动势和内阻，电动势约为3V，内阻约为10Ω。现有如下实验器材：
A．电压表V（0~15V，内阻约为3kΩ）
B．电流表A（0~2mA， $R_{g} = 12 Ω$ ）
C．定值电阻 $R_{0} = 6 Ω$
D．电阻箱 $R_{1}$ （0~999Ω）
E．滑动变阻器 $R_{2}$ （0~2000Ω）
F．待测电池组
G．电键S、导线若干

(1)、为完成实验该小组选用不同器材设计了如下四种实验电路，为使测量结果尽量准确，应选用电路。

(2)、选用合适的电路后，连接好电路进行实验，多次测量，记录各仪器的读数，根据记录数据做出的图像如图所示，但忘记标注纵坐标，请你补充完整，此纵坐标应为（填I、U、 $\frac{1}{I}$ 或 $\frac{1}{U}$ ）。

(3)、若该图像的斜率为k，纵轴截距为b，结合所选仪器和电路可知该电池组的电动势 $E =$ ，内阻 $r =$ 。（用题中的相应符号表示）

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四、解答题

15. 为欢庆北京冬奥会学校举行冰上比赛，一小组同学参加冰上滑板游戏，木板放在水平冰面上，儿童坐在静止的木板上如图甲所示。已知儿童质量 $m = 20 k g$ ，木板质量 $M = 40 k g$ ，木板与冰面间的动摩擦因数为 $μ_{1} = 0.1$ ，儿童与木板间的摩擦因数 $μ_{2} = 0.2$ ，对木板施加水平向右的推力F，F随时间变化的图像如图乙所示。为保证儿童安全，当儿童即将与木板发生滑动时撤去推力，取 $g = 10 m / s^{2}$ ，求：

(1)、经多长时间撤去推力；

(2)、撤力时木板的速度大小。

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16. 如图所示，一平行光滑金属导轨间距为 $L = 1.5 m$ ，倾斜部分与水平部分平滑连接，左端接有电阻 $R_{1} = 10 Ω$ ，导轨水平部分在CDEF区域有垂直导轨向上的匀强磁场区，磁感强度大小 $B = 2.0 T$ ， CF长为d=2m。一金属棒垂直导轨放置，金属棒质量 $m = 0.3 k g$ ，接入电阻 $R_{2} = 5 Ω$ ，金属棒由距水平面 $h = 1.8 m$ 处无初速释放，金属棒与导轨始终接触良好，其余电阻不计，取 $g = 10 m / s^{2}$ ，求：

(1)、AB两点间的最大电势差 $U_{A B}$ ；

(2)、电阻 $R_{1}$ 上产生的最大热量。

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17. 如图所示，在光滑水平桌面上依次放10个相同的物块，物块1~9的质量均为m，物块10质量 $M = 3 m$ ，物块排列在同一直线上，物块间的距离均为L，物块1在桌子的最右端，某时刻敲击物块10，使其获得初速度 $v_{0}$ ，已知物块间均发生弹性正碰，碰撞时间忽略不计，求：

(1)、物块1自桌面抛出的速度大小；

(2)、物块10在桌面上运动的时间。

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18. 如图所示，xOy平面内沿y轴负方向的匀强电场和垂直平面向里的匀强磁场交替出现，间隔时间为 $T_{0}$ ， $t = 0$ 时刻一质量为m、电量为q的带正电的粒子从 $(0 ， d)$ 点沿x轴正方向射入电场，经 $T_{0}$ 从 $(2 d ， 0)$ 点离开电场，已知磁场的磁感应强度大小为 $B = \frac{2 π m}{q T_{0}}$ ，粒子的重力不计。求：

(1)、匀强电场的场强大小；

(2)、粒子第n次进磁场时圆心的位置坐标。

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