2022届湖南省湘西自治州高三（下）第三次模拟考试物理试题

试卷更新日期：2022-05-16 类型：高考模拟

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一、单选题

1. 春节鸣放烟花爆竹，寓意对新的一年的美好向往。一烟花被点燃后，先竖直向上做加速度随时间均匀减小的变加速直线运动，经时间t₀后做匀速直线运动，再经时间t₀后爆炸。以竖直向上为正方向，下列关于烟花爆炸前运动的速度—时间图像（v-t图像）和加速度—时间图像（a-t图像）的描述，可能正确的是（）

A、 B、 C、 D、

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2. 衰变亦称“蜕变”，指放射性元素放射出粒子而转变为另一种元素的过程。一个铀核 $(_{92}^{238} U)$ 经过若干次 $α$ 衰变和 $β$ 衰变后变为铅核 $(_{82}^{206} P b)$ ，下列说法正确的是（）。

A、放射性元素衰变的快慢会受到环境温度的影响 B、铀核变为铅核的过程中发生了6次 $α$ 衰变 C、铀核变为铅核的过程中发生了8次 $β$ 衰变 D、铀核变为铅核的过程中共有6个中子变为质子

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3. 某同学探究细线能承受的最大拉力。如图所示，他将质量为1.7kg的物体用光滑挂钩挂在细线上，用双手捏取长为4cm的细线两端并靠近水平刻度尺，沿刻度尺缓慢增大细线两端的距离，当细线两端位于图示位置时，细线恰好被拉断。则细线能承受的最大拉力约为（）。

A、5N B、10N C、25N D、50N

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4. 电容式加速传感器常用于触发汽车安全气囊等系统，如图所示。极板M、N组成的电容器视为平行板电容器，M固定，N可左右运动，通过测量电容器板间的电压的变化来确定汽车的加速度。当汽车减速时，极板M、N间的距离减小，若极板上的电荷量不变，则该电容器（）

A、电容变小 B、极板间电压变大 C、极板间电场强度不变 D、极板间的电场强度变小

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5. 如图所示，固定在竖直平面内半径为R的四分之一圆弧轨道与水平轨道相切于最低点B，质量为m的小物块（视为质点）从圆弧轨道的顶端A点由静止滑下，经过B点后滑上水平轨道，最后停在C点。若B、C两点间的距离为 $\frac{R}{2}$ ，物块与两轨道间的动摩擦因数均为 $μ$ ，重力加速度大小为g，则物块到达B点前瞬间受到的摩擦力大小为（）。

A、 $μ (1 + μ) m g$ B、 $μ (1 + 2 μ) m g$ C、 $2 μ m g$ D、 $3 μ m g$

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6. 匝数为110、面积为 $\frac{0.5}{π} m^{2}$ 的矩形线圈，在磁感应强度大小为 $\frac{\sqrt{2}}{25} T$ 的匀强磁场中，绕垂直磁场的轴以 $100 π r a d / s$ 的角速度匀速转动，产生正弦交变电流。如图所示，在理想变压器的输入端加上该交变电流，额定电压为10V的小灯泡L正常发光。不计线圈与导线的电阻。下列说法正确的是（）

A、该交变电流的电压最大值为220V B、该交变电流的频率为100Hz C、理想变压器原、副线圈的匝数比为22∶1 D、将滑动变阻器的滑片向d端移动，小灯泡变暗

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二、多选题

7. 在纸面内固定三根间距相等的竖直长直导线a、b、c，导线a、b、c中通过的电流相等、方向如图所示。若在三根导线所在空间内加上磁感应强度方向垂直导线的匀强磁场后，导线b所受安培力的合力方向水平向左，则下列说法正确的是（）

A、所加磁场的磁感应强度方向垂直纸面向外 B、所加磁场的磁感应强度方向垂直纸面向里 C、加上磁场后，导线a所受安培力的合力方向一定水平向左 D、加上磁场后，导线c所受安培力的合力方向一定水平向右

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8. 如图所示，一带电粒子（不计粒子受到的重力）的质量为m、电荷量为q，从a点以与边界夹角为60°的速度垂直射入磁感应强度大小为B、宽度为d的条形匀强磁场，从b点穿出磁场时的速度方向与边界夹角为45°。下列说法正确的是（）

A、粒子的速度大小为 $\frac{(\sqrt{2} - 1) d q B}{m}$ B、粒子的速度大小为 $\frac{2 (\sqrt{2} - 1) d q B}{m}$ C、粒于在磁场中运动的时间为 $\frac{5 π m}{12 q B}$ D、粒子在磁场中运动的时间为 $\frac{π m}{3 q B}$

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9. 如图所示，将质量为m的物块（视为质点）从空中O点以大小为 $v_{0}$ 的初速度水平抛出，恰好沿斜面方向落到倾角为 $θ$ 的固定斜面顶端，然后沿斜面下滑，到达斜面底端时的速度为零。重力加速度大小为g，不计空气阻力。下列说法正确的是（）

A、物块与斜面间的动摩擦因数为 $t a n θ$ B、物块在空中做平抛运动的时间为 $\frac{v_{0} t a n θ}{g}$ C、物块沿斜面下滑的过程中，因摩擦产生的内能为 $\frac{1}{2} m v_{0}^{2}$ D、物块沿斜面下滑的过程中，合力的冲量大小为 $\frac{m v_{0}}{c o s θ}$

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10. 设想宇航员随飞船绕火星飞行，飞船贴近火星表面时的运动可视为绕火星做匀速圆周运动。若宇航员测得飞船在靠近火星表面的圆形轨道绕行n圈的时间为t，飞船在火星上着陆后，宇航员用弹簧测力计测得质量为m的物体受到的重力大小为F，引力常量为G，将火星看成一个球体，不考虑火星的自转，则下列说法正确的是（）

A、火星的半径为 $\frac{F t^{2}}{4 π^{2} n^{2} m}$ B、火星的质量为 $\frac{F^{} t^{4}}{4 π^{2} G n^{4} m^{3}}$ C、飞船贴近火星表面做圆周运动的线速度大小为 $\frac{F t}{2 π n m}$ D、火星的平均密度为 $\frac{3 π n^{2}}{4 G t^{2}}$

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11. 下列说法正确的是（）

A、当分子间的作用力表现为斥力时，分子势能随分子间距离的增大而减小 B、自然发生的热传递过程都是沿着分子热运动无序性减小的方向进行的 C、已知气体的摩尔体积和阿伏加德罗常数，可求得气体分子的大小 D、在完全失重状态下，水滴呈球形，这是液体表面张力作用的结果 E、相同质量和温度的氢气与氧气（均视为理想气体）相比，平均动能相等，内能不相等

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三、实验题

12. 某学习小组利用如图甲所示的装置验证动量守恒定律。挡板左侧从左到右依次固定复写纸、白纸，白纸上的O点与轨道末端的B点等高，入射小球1、被碰小球2的半径相同，质量分别为 $m_{1}$ 、 $m_{2} (m_{1} > m_{2})$ 。主要实验步骤如下：

①将球1从斜槽上S处由静止释放，球1从轨道末端B飞出后打到挡板上，多次从S处由静止释放球1；

②将球2静置于B点，再将球1从S处由静止释放，两球碰撞后均打到挡板上，多次重复实验；

③确定落点的平均位置N、P、M（其中P点是未放球2时，球1落点的平均位置），用毫米刻度尺测得ON、OP、OM的长度分别为 $h_{1}$ 、 $h_{2}$ 、 $h_{3}$ 。

(1)、下列做法中，必须完成的是。
A．轨道SA抹上润滑油 B．将轨道AB调成水平 C．挡板竖直固定

(2)、用游标卡尺测量球1的直径d时，游标卡尺的示数如图乙所示，则d=mm。

(3)、若在实验误差允许范围内满足等式（用相关物理量的符号表示），则两球在碰撞过程中动量守恒。

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13. 某同学设计了如图甲所示的电路，测量并描绘某PTC热敏电阻的阻值 $R_{t}$ 随温度t变化的关系曲线，测量的PTC热敏电阻的阻值范围为 $2 k Ω \sim 8 k Ω$ 。实验室提供的器材有：
A．待测PTC热敏电阻；

B．电池组：电动势约为3V，内阻可忽略不计；

C．电压表 $V_{1}$ ：量程为15V，内阻约为 $15 k Ω$ ；

D．电压表 $V_{2}$ ：量程为3V，内阻约为 $3 k Ω$ ；

E．电流表 $A_{1}$ ：量程为100mA，内阻约为 $2.5 Ω$ ；

F．电流表 $A_{2}$ ：量程为2mA，内阻约为 $30 Ω$ ；

G．滑动变阻器R：最大阻值为 $15 Ω$ ；

H．开关一个，导线若干。

(1)、电压表应选用（选填“C”或“D”），电流表应选用（选填“E”或“F”）。

(2)、请用笔画线代替导线将图甲电路补充完整。

(3)、将PTC热敏电阻浸入不同温度的热水中，改变热敏电阻的温度，测出PTC热敏电阻在不同温度t下的阻值 $R_{t}$ ，描绘出的 $R_{t} - t$ 图像如图乙所示，图像过坐标为（60℃， $6 k Ω$ ）的点，则 $t = 60$ ℃时PTC热敏电阻的真实值（选填“大于”、“等于”或“小于”） $6 k Ω$ 。

(4)、将该PTC热敏电阻用于如图丙所示的火灾报警器电路中，报警器接在M、N两点。已知 $R_{1} = 1.9 k Ω$ ， $R_{2} = 2 k Ω$ ， $R_{3} = 8 k Ω$ ，当M点的电势高于N点的电势时报警器开始报警，若出现火灾，则PTC热敏电阻的温度为℃时报警器开始报警。（结果保留两位有效数字）

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四、解答题

14. 如图所示，光滑水平面（足够大）的右端B处连接一半径 $R = 0.5 m$ 的光滑竖直半圆轨道，B点为水平面与半圆轨道的切点，用大小恒定的水平推力将一质量 $m = 0.2 k g$ 的滑块（视为质点）从B点左侧的A点由静止开始推到B点，然后立即撤去推力，滑块恰好能沿半圆轨道运动到最高点C，并且恰好落回A点。取重力加速度大小 $g = 10 m / s^{2}$ ，不计空气阻力。

(1)、求A、B两点的距离x；

(2)、若A、B两点的距离可调节，用最小推力完成上述过程（不要求滑块经过C点时对半圆轨道无压力），求该最小推力 $F_{m i n}$ 及其对应A、B两点的距离s。

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15. 如图所示，两条相距为d的光滑平行长直导轨与水平面的夹角均为 $θ$ ，其上端接一阻值为R的定值电阻，水平分界线AC与DE的距离为L。矩形区域ACDE内存在方向垂直导轨平面向上的匀强磁场；AC下方的导轨间存在方向垂直导轨平面向下、磁感应强度大小为 $B_{1}$ 的匀强磁场。现将一长度为d、质量为m、电阻为r的金属棒从AC处由静止释放，金属棒沿导轨下滑距离L后开始匀速下滑。金属棒与导轨始终垂直且接触良好，不计导轨的电阻，重力加速度大小为g。

(1)、求金属棒从AC处开始下滑距离L的过程中回路产生的总焦耳热Q；

(2)、求金属棒从AC处开始下滑距离L的过程中所用的时间 $t_{0}$ ；

(3)、若从金属棒由静止释放开始计时，AC上方磁场的磁感应强度大小 $B_{2}$ 随时间t的变化关系为 $B_{2} = k t$ （式中k为正的已知常量），求金属棒中通过的电流为零时金属棒的速度大小 $v_{1}$ 以及金属棒所能达到的最大速度 $v_{2}$ 。

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16. 如图所示，横截面积S=0.01m²的薄壁汽缸开口向上竖直放置，a、b为固定在汽缸内壁的卡口，a、b之间的距离h=0.03m，b到汽缸底部的距离H=0.45m，质量m=10kg的水平活塞与汽缸内壁接触良好，只能在a、b之间移动。刚开始时缸内理想气体的压强为大气压强p₀=1×10⁵Pa，热力学温度T₀=300K，活塞停在b处。取重力加连度大小g=10m/s² ，活塞厚度、卡口的体积均可忽略，汽缸、活塞的导热性能均良好，不计活塞与汽缸之间的摩擦。若缓慢升高缸内气体的温度，外界大气压强恒定，求：
（i）当活塞刚要离开卡口b时，缸内气体的热力学温度T₁；
（ii）当缸内气体的热力学温度T₂=400K时，缸内气体的压强p。

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17. 一简谐横波沿x轴正方向传播，t₀=0时刻平衡位置在x=0处的质点恰好开始沿y轴负方向振动，t₁=3.5s时刻在x=0到x=5m之间第一次出现如图所示的波形。求：
（i）这列波的周期T；
（ii）从t=0时刻到t₂=6s时刻，平衡位置在x=9m处的质点通过的路程s。

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五、填空题

18. 如图所示，某透明体的横截面是半径为R的四分之一圆弧AOB，一光线从半径OA上的P点垂直OA射入透明体，光线射到圆弧AB上时恰好发生全反射，P、O两点间的距离为 $\frac{\sqrt{2}}{2} R$ 。透明体对光线的折射率为；若光在真空中的传播速度为c，不考虑光线在透明体中的多次反射，则光线在透明体中传播的时间为。

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