山东省青岛市2022-2023学年高三（上）期初调研检测物理试题

试卷更新日期：2022-09-21 类型：开学考试

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一、单选题

1. 花岗岩、砖砂、水泥及深层地下水等物质会释放氡气。氡气被吸入人体后会形成内照射，对人体的危害仅次于吸烟。氡的同位素中对人体危害最大的是氡 $(_{86}^{222} R n)$ 及其衰变产物，氡 $(_{86}^{222} R n)$ 的衰变链为： $_{86}^{222} R n {\overset{①}{\to}}_{84}^{218} P o {\overset{②}{\to}}_{82}^{214} P b {\overset{③}{\to}}_{83}^{214} B i {\overset{④}{\to}}_{82}^{210} P b$ ，其中氡 $(_{86}^{222} R n)$ 的半衰期为3.8天。关于氡 $(_{86}^{222} R n)$ 的衰变，下列说法正确的是（）

A、将抽取的深层地下水煮沸后，氡会更快地衰变掉 B、衰变④过程只发生了 $α$ 衰变 C、每经过3.8天，将有半数的氡 $(_{86}^{222} R n)$ 衰变为铅 $(_{82}^{210} P b)$ D、一个氡核 $(_{86}^{222} R n)$ 每经过一个衰变链，共发生了3次 $α$ 衰变、2次 $β$ 衰变

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2. 某同学采用如图所示的实验装置测量单色光的频率。让一束单色光投射到一个有两条狭缝 $S_{1}$ 和 $S_{2}$ 的挡板上，P处是光屏上中央亮条纹O上方的第2条暗条纹。已知从双缝 $S_{1}$ 和 $S_{2}$ 发出的两束相干光到P点的路程差为 $9 \times 1 0^{- 7} m$ ，光速 $c = 3 \times 1 0^{8} m / s$ s，则实验所使用单色光的频率为（）

A、 $6.7 \times 1 0^{14} H z$ B、 $5.0 \times 1 0^{14} H z$ C、 $1.0 \times 1 0^{15} H z$ D、 $1.7 \times 1 0^{15} H z$

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3. 如图，一定质量的理想气体从状态A开始，经历两个状态变化过程，先后到达状态B和C。下列说法正确的是（）

A、 $A \to B$ 过程，所有气体分子热运动速率都增大 B、整个过程中，气体分子的平均动能先减小后增大 C、 $B \to C$ 过程，气体吸收的热量大于气体内能的增加量 D、 $A \to B$ 过程，气体吸收的热量大于对外界所做的功

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4. 2022年6月5日上午10时44分，神舟十四号载人飞船在酒泉卫星发射中心成功发射升空，然后采用自主快速交会对接模式与天和核心舱成功对接，蔡旭哲、陈冬、刘洋3名宇航员顺利进入天和核心舱，将在轨驻留6个月。已知地球半径为R，地球表面重力加速度为g。宇航员一天可以看到16次日出日落，根据以上信息可以估算（）

A、地球的平均密度 B、天宫空间站的总质量 C、地球质量 D、天宫空间站距离地面的平均高度

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5. 如图，为某装配车间自动安装设备，配件P吸附在电磁铁 $O M$ 上，O为水平固定转轴，配件与电磁铁间磁力大小不变，方向垂直于 $O M$ ；电磁铁 $O M$ 绕转轴O逆时针缓慢转至其左侧对称位置 $O M^{'}$ 处，释放配件并安装到位，转动过程中配件相对 $O M$ 保持静止。在电磁铁缓慢转动过程中，下列说法正确的是（）

A、配件与电磁铁间的弹力先减小后增大 B、配件与电磁铁间的摩擦力先减小后增大 C、配件所受弹力与摩擦力的合力大小逐渐减小 D、配件对电磁铁的作用力逐渐减小

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6. 在某直线电场线上有O、A、B、C四个点，相邻两点间距离均为d。以O点为坐标原点，沿电场线建立 $O x$ 坐标轴，该电场线上各点电场强度E随x变化的关系图像如图所示。一质量为m、带电量为 $+ q$ 的粒子静止在原点O处，由于受到微小的扰动，仅在电场力作用下沿x轴运动，下列说法正确的是（）

A、若取O点电势为零，则A点的电势为 $φ_{A} = \frac{E_{0} d}{2}$ B、粒子从A到B做匀速直线运动 C、粒子运动到B点时的动量大小为 $\sqrt{3 m q E_{0} d}$ D、粒子在 $O A$ 段的电势能变化量等于在 $B C$ 段的电势能变化量

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7. 如图，理想变压器输入端电压随时间变化为 $u = 220 \sqrt{2} s i n (100 π t) V$ ，在原线圈回路中串联阻值为R的电阻，a、b、c为副线圈上的3个抽头。若仅在抽头a、b间接入阻值为R的电阻，原线圈回路中电阻R消耗的功率为P；若仅在抽头b、c间接入阻值为 $4 R$ 的电阻，原线圈回路中电阻R消耗的功率也为P。已知原线圈匝数 $n_{1}$ 与a、b间线圈匝数 $n_{2}$ 之比为 $5 ： 1$ ，下列说法正确的是（）

A、a、b间线圈匝数 $n_{2}$ 与b、c间线圈匝数 $n_{3}$ 之比为 $1 ： 2$ B、原线圈匝数 $n_{1}$ 与b、c间线圈匝数 $n_{3}$ 之比为 $5 ： 3$ C、仅在抽头a、b间接入电阻R时，a、b两端电压为 $44 V$ D、仅在抽头b、c间接入电阻R时，b、c两端电压为 $88 V$

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8. 如图甲，一质量为m的物块在 $t = 0$ 时刻，以初速度 $v_{0}$ 从粗糙固定斜面底端向上滑行，斜面足够长、倾角为 $θ$ ，物块速度随时间变化的图像如图乙所示， $4 t_{0}$ 时刻物块返回底端，重力加速度为g，下列说法正确的是（）

A、物块在 $0 ~ 4 t_{0}$ 的过程中动量变化量的大小为 $\frac{2 m v_{0}}{3}$ B、物块在 $0 ~ 4 t_{0}$ 的过程中重力的冲量为 $4 m g t_{0} s i n θ$ C、物块在 $0 ~ 4 t_{0}$ 的过程中克服摩擦力所做的功为 $\frac{17 m v_{0}^{2}}{32}$ D、物块返回斜面底端时重力做功的瞬时功率为 $\frac{5 m {v_{0}}^{2}}{27 t_{0}}$

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二、多选题

9. 一列沿x轴正方向传播的简谐横波，t=0时刻波源质点O从平衡位置开始振动，图甲是简谐横波在 $t = 0.6 s$ 时的部分波形图，图乙是这列波上 $x = 0.7 m$ 处的质点从 $t = 0.7 s$ 时刻开始振动的图像，下列说法正确的是（）

A、波源的起振方向向上 B、 $t = 0.6 s$ 时， $x = 0.1 m$ 处的质点在波谷处 C、波的频率 $f = 0.5 H z$ D、波源的振动方程为 $y = - 5 s i n (5 π t) c m$

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10. 在光学仪器中，“道威棱镜”被广泛用来进行图形翻转。如图，ABCD是棱镜的横截面，截面是底角为45°的等腰梯形。现有与底面BC平行且频率相同的两束单色光a、b射入AB面，经折射反射，使从CD面射出的光线发生了翻转。已知棱镜材料对该色光的折射率 $n = \sqrt{2}$ ，下列说法正确的是（）

A、两束光中，有一束可能会从底面BC射出 B、两束光都不能从底面BC射出，光将从CD面平行于BC射出 C、若光a、b从CD面平行于BC射出，a光离底面BC更近 D、两束光在棱镜中的传播时间相同

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11. 意大利物理学家乔治·帕里西荣获2021年诺贝尔物理学奖，他发现了从原子到行星尺度的物理系统中无序和涨落间的相互影响，深刻揭示了无序体系中的隐藏对称性。如图为一个简单无序系统模型，两个质量均为m的小球M、N用两根长度均为l的轻质细杆a、b连接，细杆a的一端可绕固定点O自由转动，细杆b可绕小球M自由转动。开始时两球与O点在同一高度， $t = 0$ 时刻由静止释放两球，两球在竖直面内做无序运动； $t = t_{1}$ 时刻，细杆a与竖直方向的夹角 $θ = 30 °$ ，小球N恰好到达与O点等高处且速度方向水平向右。重力加速度为g，不计摩擦和空气阻力，下列说法正确的是（）

A、 $t_{1}$ 时刻，小球M的速度方向竖直向下 B、由静止释放两球后，M球先到达最低点 C、0到 $t_{1}$ 过程中，a、b两杆对M球做功之和为 $- \frac{3 \sqrt{3} m g l}{8}$ D、0到 $t_{1}$ 过程中，细杆b对N球的冲量大小为 $\frac{m}{2} \sqrt{3 \sqrt{3} g l}$

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三、解答题

12. 如图，空间存在竖直向下的匀强磁场，磁感应强度大小为B。有两根完全相同的金属棒a和b垂直静置于水平光滑平行金属导轨上。导轨间距为L，电阻不计，金属棒与导轨接触良好，两根金属棒质量均为m，电阻均为R。某时刻给a施加一个水平向右的恒力F，关于a、b棒最终的状态，下列说法正确的是（）

A、a、b棒处于相对静止的状态 B、a棒受到的安培力与F是一对平衡力 C、b棒的加速度为 $\frac{F}{2 m}$ D、回路中的电功率为 $\frac{R F^{2}}{2 B^{2} L^{2}}$

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13. 2021年5月15日，我国“天问一号”探测器经过伞降、动力减速、悬停避障、缓降等一系列过程在火星乌托邦平原预定地点成功着陆，这种着陆方式具有可控、精确及选择性强等优势。相对于我国这种先进着陆方式，2012年美国发射的“机遇号”火星探测器则采用了气囊式着陆，该着陆方式存在着陆地点不可控、风险大等缺陷。图甲是“机遇号”火星探测器着陆时的画面，包裹着火星车的充气气囊高速到达火星表面，经过多次弹跳，最终在火星表面静止。这种着陆方式在着陆前的部分运动过程可简化为图乙所示，气囊在距火星表面H高处以某一初速度水平抛出，撞击火星表面后弹起，经过多次弹跳后最终静止。假设气囊每次撞击火星表面前后水平方向速度不变，竖直方向速度大小衰减 $20 %$ 。已知火星表面重力加速度为 $g_{0}$ ，气囊总质量为m，空气阻力不计，求：

(1)、气囊第一次撞击火星表面过程损失的机械能 $Δ E$ ；

(2)、气囊第一次撞击火星表面后连续两次弹跳前进的距离 $x_{1} 、 x_{2}$ 之比。

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14. 跳楼机是现代大型游乐场内常见的游乐设施，如图为气动式跳楼机中气动部分工作原理简图。气缸内有一密闭薄活塞将气缸分成上下两部分，活塞上下面分别与钢丝绳连接，两钢丝绳跨过滑轮与外部座椅连接。气缸上下两端各有一个阀门A和B，通过阀门可给气缸充气或抽气。已知气缸高 $H = 25 m$ ，活塞质量 $m = 5 k g$ ，横截面积 $S = 0.1 m^{2}$ ，座椅及乘客总质量 $M = 505 k g$ 。启动前活塞卡在距顶部 $h = 1 m$ 的位置，A、B两阀门均已打开，气缸与外界大气相通。重力加速度 $g = 10 m / s^{2}$ ，大气压强 $p_{0} = 1.0 \times 1 0^{5} P a$ ，整个过程缸内气体温度不变，钢丝绳重力及所有摩擦均不计。

(1)、将气泵与阀门A连接，向气缸内充气，当座椅刚要向上运动时，求从外界抽取的压强为 $p_{0}$ 的气体的体积；

(2)、为了提高运行效率，气泵通过管道连接A、B阀门，将活塞下方的气体抽到活塞上方的气缸内，从而提升座椅，管道内的气体体积不计。当座椅刚要向上运动时，求气泵从活塞下方抽取的气体体积（换算成 $p_{0}$ 状态下）。

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15. 如图，粗糙水平地面上静置着由某种材料制成的相同的A、B两块板材，质量 $m_{A} = m_{B} = 2 k g$ ，长度均为 $L = 2 m$ ， A、B与地面的动摩擦因数均为 $μ_{1} = 0.3$ 。将一个可视为质点的小物块C放在B板的右端，小物块的质量 $m_{C} = 1 k g$ ，与A、B板间的动摩擦因数均为 $μ_{2} = 0.1$ 。现给A板以水平向右的初速度，当A板右端到达B板左端时的速度为 $v_{0} = 12 m / s$ ，然后与B板发生完全非弹性碰撞，碰后不粘连，可认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度 $g = 10 m / s^{2}$ ，求：

(1)、A与B碰后的瞬间，A和C的加速度大小；

(2)、物块C刚滑上A时的速度大小；

(3)、物块C最终静止的位置到A板右端的距离；

(4)、整个过程中，物块C与A、B板间产生的摩擦热。

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16. 从日冕发出的太阳风是由质子和电子组成的高速等离子体，人类可以利用太阳风的动力进行星际航行。科学家设计了如图甲所示的模拟实验装置，整个装置处于真空中。实验中模拟的太阳风在 $y ≥ 0$ 的范围内，以 $v_{0} = 4.0 \times 1 0^{5} m / s$ 的速度沿x轴负方向运动，图甲中虚拟曲面 $E F G H$ 与 $x o z$ 平面相切于 $o z$ 轴，该曲面与 $x o y$ 平面的交线是一条抛物线 $O M$ ，其抛物线方程满足 $y = \frac{3}{2} x^{2}$ ，其中 $0 \leq x \leq \frac{\sqrt{3}}{3} m$ 。曲面与 $y o z$ 平面间存在沿y轴负方向的匀强电场，其电场强度 $E_{1} = 5.01 \times 1 0^{3} N / C$ 。在 $y o z$ 平面左侧空间某区域有沿z轴负方向的匀强磁场 $B_{1}$ ，能把质子约束到 $(x = 0 ， y = - 0.4)$ 直线处，质子经过该直线后，进入左端开口的容器D。容器D的长度 $L = 15 m$ ，整个装置在 $x o y$ 平面内的截面图如图乙所示，已知质子的质量和电量分别为 $m = 1.67 \times 1 0^{- 27} k g 、 e = 1.6 \times 1 0^{- 19} C$ ，不计离子间的相互作用。

(1)、证明在 $x o y$ 平面内通过抛物线 $O M$ 进入电场区域的质子均经过原点O；

(2)、求匀强磁场 $B_{1}$ 的大小；

(3)、求匀强磁场 $B_{1}$ 的区域在 $x o y$ 平面内的最小截面积；

(4)、在 $x o y$ 平面内，单位时间内通过抛物线 $O M$ 的质子数 $n = 1 \times 1 0^{22}$ 个，容器内同时存在沿x轴正方向的匀强电场 $E_{2}$ 和匀强磁场 $B_{2}$ ，可使这些质子均能与容器右侧面发生弹性碰撞，已知所加电场的电场强度 $E_{2} = 167 N / C$ 。求该状态下通过O点的质子对容器产生的推力F。

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四、实验题

17. 某同学用图甲所示装置验证机械能守恒定律，重锤质量 $m = 0.1 k g$ ，实验打出一条纸带。在该纸带上不同位置，该同学截取了（a）、（b）两段进行测量处理，两段纸带上的计时点分别按打点的先后顺序依次编号为0~9，测量结果如图乙所示。所用电源频率为 $50 H z$ ，当地重力加速度 $g = 9.8 m / s^{2}$ 。

(1)、6、7两点之间被撕掉的纸带上有个计时点；

(2)、从打点计时器打下1号点到5号点的过程中，重锤的动能增加了J，重力势能减少了J（结果保留3位有效数字）；

(3)、本实验的系统误差来源有（至少写出一条）。

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18. 某实验小组要测量某型号电池的电动势和内阻，在实验室中找到如下器材：
A．量程为6V的电压表V₁ ，内阻很大；

B．量程为3V的电压表V₂ ，内阻很大；

C．电阻箱R的调节范围为0~999.9Ω；

D．定值电阻R₀ ，阻值约为10Ω；

E.开关和导线若干。

该实验小组设计了如图甲所示的电路图，并完成了如下的操作：

（1）组装好实验器材后，将电阻箱的阻值调到最大，开关闭合，减小电阻箱的阻值，读出两电压表V₁、V₂的示数U₁、U₂及相应的电阻箱示数R，反复调节，记录多组实验数据；
（2）该实验小组利用（1）中的数据建立如图乙所示的坐标系并绘制图像，由图像可知该电池的电动势E=V，内阻r=Ω（结果均保留2位有效数字）；

（3）本实验电路还可以准确测量R₀的阻值，该实验小组利用（1）中的数据建立如图丙所示的坐标系并绘制图像，则图像与纵轴的交点a=；由图像可知电路图甲中定值电阻的阻值R₀=Ω。

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