湖南省三湘创新发展联合2022-2023学年高三上学期起点调研考试物理试题

试卷更新日期：2022-09-21 类型：开学考试

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一、单选题

1. 2022年5月，宇航员王亚平为我们演示了如何在太空洗头，通过直播画面可以看到，洗头时有水漂浮在空间站中，这说明（）

A、水滴所受地球引力全部充当向心力 B、水滴所受地球引力与飞船对其作用力两者的合力近似为零 C、水滴受到了来自飞船的空气浮力平衡了重力 D、水滴在空间站时的质量小于在地球上时的质量

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2. 如图所示，一不可伸长的轻绳两端各连接一质量为m的小球，初始时整个系统静置于光滑水平桌面上，两球间的距离等于绳长L，且绳刚好伸直。现用一大小为F的水平恒力作用在轻绳的中点，方向与两球连线垂直，某时刻两小球的加速度大小均为 $\frac{F}{m}$ ，此时两个球的距离为（）

A、 $\frac{L}{2}$ B、 $\frac{5 L}{8}$ C、 $\frac{\sqrt{3} L}{2}$ D、 $\frac{3 L}{5}$

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3. 氢原子光谱除了巴耳末系外，还有赖曼系、帕邢系等，其中帕邢系的公式为 $\frac{1}{λ} = R_{∞} (\frac{1}{3^{2}} - \frac{1}{n^{2}}) (n = 4 ， 5 ， 6 ， ⋯)$ ， $R_{\infty} = 1.10 \times 1 0^{7} m^{- 1}$ 。电磁波谱如图所示，其中可见光的波长范围是400nm~760nm，帕邢系中，氢原子可以发出（）

A、可见光 B、红外线 C、紫外线 D、X射线

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4. 某透明物体的横截面如图所示，其中ABC为等腰直角三角形，直角边的长度为L，ADC为半圆，其圆心O在AC边的中点，此透明物体的折射率 $n = \sqrt{2}$ 。若一束宽度与AB边长度相等的平行光从AB边垂直射入透明物体，经过BC边全反射后能照亮（即有光射出）半圆某区域。则半圆ADC上被照亮（即有光射出）的圆弧长度为（）

A、 $\frac{π L}{2}$ B、 $\frac{π L}{4}$ C、 $\frac{π L}{8}$ D、 $\frac{π L}{16}$

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5. 如图所示，半径为R的半球形陶罐和陶罐内的物块（视为质点）绕竖直轴 $O O^{'}$ 从静止开始缓慢加速转动，当达到某一角速度时，物块受到的摩擦力减为零，此时物块和陶罐球心O点的连线与 $O O^{'}$ 之间的夹角为 $θ$ ，此后保持该角速度做匀速圆周运动，重力加速度大小为g，下列说法正确的是（）

A、物块匀速转动的周期为 $\frac{2 π}{\sqrt{\frac{g s i n θ}{R}}}$ B、物块匀速转动的线速度大小为 $\sqrt{\frac{g t a n θ}{R}}$ C、物块匀速转动的角速度大小为 $\sqrt{\frac{g}{R c o s θ}}$ D、若继续增大转动的速度，物块有下滑的趋势

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6. 如图所示，电阻不计的矩形线圈abcd处于磁感应强度大小B=2T的匀强磁场中，线圈面积 $S = \frac{\sqrt{2}}{5} m^{2}$ ，匝数n=10。线圈绕中心轴 $O O^{'}$ 匀速转动，转动角速度 $ω = 50 r a d / s$ 。线圈的输出端与理想变压器原线圈相连，变压器的原、副线圈的匝数比 $n_{1} ： n_{2} = 5 ： 1$ ，副线圈通过电流表与定值电阻R₁和滑动变阻器R₂相连，R₁的电阻为80Ω，R₂的最大电阻为120Ω。电流表与电压表均为理想电表。下列说法正确的是（）

A、当线圈平面与磁场方向垂直时，线圈中的感应电动势最大 B、电阻R₁中电流方向每秒变化100次 C、改变滑动变阻器R₂接入电路的阻值，滑动变阻器R₂两端电压最大瞬时值为24V D、改变滑动变阻器R₂接入电路的阻值，滑动变阻器R₂中消耗的最大电功率为5W

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二、多选题

7. 在粒子物理的研究中使用的一种球状探测装置的横截面的简化模型如图所示。内圆区域内有垂直纸面向里的匀强磁场，外圆是探测器。AB和PM分别为内圆的两条相互垂直的直径，两个粒子先后从P点沿径向射入磁场。粒子1经磁场偏转后打在探测器上的Q点，粒子2经磁场偏转后打在探测器上的N点。装置内部为真空状态，忽略粒子所受重力及粒子间相互作用力。下列说法正确的是（）

A、粒子2可能为电子 B、若两粒子的比荷相等，则粒子1的入射速度小于粒子2的入射速度 C、若两粒子的比荷相等，则粒子1在磁场中运动的时间小于粒子2在磁场中运动的时间 D、若减小粒子2的入射速度，则粒子2可能沿OA方向离开磁场

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8. 某简谐横波在同一均匀介质中由左向右传播，A、B两质点的平衡位置相距3m，如图甲所示。质点A的振动图像如图乙所示，已知t = 0时刻，质点A在平衡位置，质点B在波谷，且A、B之间只有一个波峰，则下列说法正确的是（）

A、该波的周期为0.2s B、该波的波长为6m C、t = 0.03s时，质点A沿y轴负方向运动 D、该波在此介质中的传播速度大小为10m/s

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9. 质量为m的平衡车进行空载测试时，以大小为 $v_{0}$ 的初速度在水平地面上沿直线做加速运动，经过时间t达到最大速度，此过程中平衡车受到的阻力恒为车重的k倍，重力加速度大小为g，电动机输出功率恒为额定功率 $P$ ，在时间t内，下列说法正确的是（）

A、平衡车达到的最大速度为 $\frac{P}{k m g}$ B、平衡车达到的最大速度为 $v_{0} + \frac{P}{k m g}$ C、平衡车的位移大小为 $\frac{2 P k^{2} m g^{2} t + k^{2} m^{2} g^{2} v_{0}^{2} - P^{2}}{2 k^{3} m^{2} g^{3}}$ D、平衡车的位移大小为 $\frac{2 P k^{2} m g^{2} t - P^{2}}{2 k^{3} m^{2} g^{3}}$

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10. 如图所示，在匀强电场中，有边长为2cm的等边三角形ABC和它的外接圆O（O点为圆心），三角形所在平面与匀强电场的电场线（图中未画出）平行，三角形各顶点的电势分别为 $φ_{A} = 2 V$ 、 $φ_{B} = 4 V$ 、 $φ_{C} = 6 V$ ，下列说法正确的是（）

A、O点的电势为4V B、匀强电场的电场强度大小为200V/m，方向由C指向A C、圆周上电势最低点的电势为2V D、将电子从圆周上的一点移至另一点，电子的电势能最多减小 $\frac{8 \sqrt{3}}{3} e V$

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三、填空题

11. 2022年6月17日，中国第三艘航空母舰正式下水，被命名为“福建舰”，“福建舰”配置了电磁弹射器，并采用了平直通长飞行甲板，配置了阻拦装置，排水量可达8万余吨。某次训练时传感器测得舰载机的位置如表格所示。从某时刻（t=0）开始的一段时间内，该舰载机可视为沿直线运动。
$t / s$
0
0.4
0.8
1.2
1.6
2
$x / m$
0
3.94
15.75
35.42
63.00
98.48
回答下列问题：

(1)、根据表中数据可判断该舰载机在这段时间内近似做匀加速运动，判断的理由是：。

(2)、当 $x = 15.75 m$ 时，该舰载机的速度大小v=m/s（结果保留三位有效数字）。

(3)、这段时间内该舰载机的加速度大小a= $m / s^{2}$ （结果保留三位有效数字）。

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四、实验题

12. 物理实验研究小组为较准确地测量空调遥控器使用过后的电池组（两节干电池）的电动势和内阻，采用了如下的实验测量方式，可使用的器材有：
A．电流表G：测量范围为0～10 mA，内阻为100Ω；
B．电流表A：测量范围为0～0.4A，内阻为1.5Ω；
C．定值电阻 $R_{1}$ ：电阻为200Ω；
D．定值电阻 $R_{2}$ ：电阻为1400Ω；
E．滑动变阻器 $R_{P}$ ：电阻变化范围为0～20Ω；
F．开关一个、导线若干。

(1)、为了把电流表G改装成合适的电压表，应选择的定值电阻为（填正确选项前的字母）。

(2)、将改装后的电流表G和电流表A接入电路，为了让测量更方便及结果更准确，应选择的电路是（填“甲”或“乙”）。

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五、解答题

13. 某简易温度报警装置的示意图如图所示，其原理是：导热性能良好的竖直细管中用水银封闭了一定质量的理想气体，当温度升高时，水银柱上升，使电路导通，蜂鸣器发出报警声。27℃时，空气柱长度 $L_{1} = 20 c m$ ，水银柱上表面与导线下端的距离 $L_{2} = 5 c m$ ，水银柱高度 $h = 2 c m$ ，用该温度报警装置测量沸腾的某种液体时恰好报警，该液体沸点与大气压强的关系表如下。
沸点
98℃
99℃
100℃
101℃
102℃
压强
74cmHg
75cmHg
76cmHg
77cmHg
78cmHg

(1)、求当地的大气压强p₀；

(2)、若取出1cm水银柱，求该装置报警时的热力学温度 $T_{3}$ 。（结果保留三位有效数字）

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14. 质量为m、边长为L的均匀导线首尾相接制成的单匝正方形闭合导线框abcd，总电阻为R。将其置于磁感应强度大小为B的水平匀强磁场上方h处，磁场的上边界 $O O^{'}$ 水平，方向垂直纸面向外，如图所示。将导线框由静止释放，当导线框一半面积进入磁场时，恰好处于平衡状态，导线框平面保持在竖直平面内，且b、d两点的连线始终水平，已知重力加速度大小为g，不计空气阻力。求：

(1)、导线框一半面积进入磁场时，导线框的速度大小v；

(2)、导线框从静止下落到一半面积进入磁场时，导线产生的热量Q；

(3)、导线框从静止下落到完全进入磁场时，通过导线框某一横截面的电荷量q。

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15. 如图所示，有两足够长倾角均为 $θ = 37 °$ 的粗糙斜面AB和CD均通过一小段平滑的圆弧与足够长的光滑水平面BC连接，小滑块a与斜面AB间的动摩擦因数 $μ_{1} = 0.3$ ，小滑块b与斜面CD间的动摩擦因数 $μ_{2} = 0.15$ ，小滑块a从斜面AB上的P点由静止开始下滑，一段时间后，与静止在水平面BC上的装有质量不计的弹簧的物块b发生第一次碰撞，之后弹簧储存的弹性势能的最大值 $E = 7.2 J$ ，已知小滑块a、b均可视为质点，质量均为 $m = 0.2 k g$ ，小滑块a与弹簧碰撞过程中不损失机械能，且弹簧始终在弹性限度内，取重力加速度大小 $g = 10 m / s^{2}$ ， $s i n 37 ° = 0.6$ ， $c o s 37 ° = 0.8$ 。求：

(1)、P点距水平面的高度h；

(2)、小滑块a与小滑块b第一次碰撞后，小滑块b沿CD斜面上滑的最大距离 $s_{1}$ ；

(3)、小滑块b在斜面上运动的总路程 $s_{b}$ 。

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沸点	98℃	99℃	100℃	101℃	102℃
压强	74cmHg	75cmHg	76cmHg	77cmHg	78cmHg

$t / s$	0	0.4	0.8	1.2	1.6	2
$x / m$	0	3.94	15.75	35.42	63.00	98.48