安徽省“皖南八校”2022-2023学年高三上学期开学考试物理试题

试卷更新日期：2022-09-21 类型：开学考试

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一、单选题

1. 科学家发现银河系中存在大量的放射性同位素铝26，铝26的半衰期为72万年，其衰变方程为 $_{13}^{26} A l \to_{12}^{26} M g + Y$ 。下列说法正确的是（）

A、Y是氮核 B、Y是质子 C、Y是中子 D、再经过72万年，现有的 $_{13}^{26} A l$ 衰变一半

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2. 如图所示，质量均为M的A、B两滑块放在粗糙水平面上，两轻杆等长，杆与滑块、杆与杆间均用光滑铰链连接，在两杆铰合处悬挂一质量为m的重物C，整个装置处于静止状态，设杆与水平面间的夹角为θ。下列说法正确的是（）

A、当m一定时，θ越小，滑块对地面的压力越大 B、当m一定时，θ越大，轻杆受力越小 C、当θ一定时，M越大，滑块与地面间的摩擦力越大 D、当θ一定时，M越大，可悬挂重物C的质量m越小

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3. 一带负电的粒子只在电场力作用下沿x轴正方向运动，其电势能E_p随位移x变化的关系如图所示，其中0~x₂段是关于直线x ＝x₁对称的曲线，x₂~x₃段是直线。则下列说法正确的是（）

A、x₁处电场强度为零 B、粒子经过x₁处时动能最小 C、x₂~x₃段粒子做匀加速直线运动 D、在0、x₁、x₂、x₃处电势的关系为 $φ_{1} < φ_{2} = φ_{0} < φ_{3}$

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4. 一质点做曲线运动，在前一段时间内速度大小由 $v$ 增大到 $2 v$ ，在随后的一段时间内速度大小由 $2 v$ 增大到 $5 v$ 。前后两段时间内，合外力对质点做功分别为 $W_{1}$ 和 $W_{2}$ ，则 $W_{1}$ 和 $W_{2}$ 的关系正确的是（）

A、 $W_{2} = 3 W_{1}$ B、 $W_{2} = 4 W_{1}$ C、 $W_{2} = 6 W_{1}$ D、 $W_{2} = 7 W_{1}$

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5. 如图，理想变压器的原、副线圈匝数比为 $1 ： 5$ ，原线圈两端的交变电压 $μ = 20 \sqrt{2} s i n 100 π t V$ 。氖泡在两端电压达到 $100 V$ 时开始发光。下列说法中正确的有（）

A、开关接通后，氖泡的发光频率为 $50 H z$ B、开关接通后，电压表的示数为 $100 V$ C、开关断开后，电压表的示数变大 D、开关断开后，变压器的输出功率不变

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6. 有一种灌浆机可以持续将某种涂料以速度v喷在墙壁上，其喷射出的涂料产生的压强为p，若涂料打在墙壁上后便完全附着在墙壁上，涂料的密度为ρ。则墙壁上涂料厚度增加的速度u为（）

A、 $\frac{ρ p}{v}$ B、 $\frac{p}{ρ v}$ C、 $\frac{ρ}{p v}$ D、 $\frac{p v}{ρ}$

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二、多选题

7. 一列沿 $x$ 轴传播的简谐横波在 $t = 0$ 时刻的波形图如图所示，此刻平衡位置位于 $x = 10 m$ 处的质点正沿 $y$ 轴负方向运动，且经过1s第一次回到平衡位置。则下列分析正确的是（）

A、该波沿 $x$ 轴正方向传播 B、该波的传播速度为3m/s C、在 $0 ~ 10 s$ 内，平衡位置位于 $x = 5 m$ 处的质点通过的路程为1.6m D、 $t = 0$ 时刻， $x = 0$ 处的质点沿y轴负方向运动

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8. 某同学记录教室内温度如下表∶
时刻
6∶00
9∶00
12∶00
15∶00
18∶00
温度
12℃
15℃
18℃
23℃
17℃
教室内气压可认为不变，则当天15∶00与9∶00相比，下列说法正确的是（）

A、由于温度升高，空气对教室墙壁单位面积的压力变大 B、由于温度升高，教室内空气密度减小 C、由于温度升高，空气分子的平均动能变大 D、教室内单位体积内的分子个数一定增加

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9. 如图所示，A是地球同步卫星，B是近地卫星，C是在赤道上随地球一起转动的物体，A、B、C的运动速度分别为v_A、v_B、v_C ，向心加速度分别为a_A、a_B、a_C ，下列说法正确的是（）

A、v_B>v_A>v_C B、a_B＝a_C>a_A C、a_B>a_A>a_C D、A在4h内转过的圆心角是 $\frac{π}{6}$

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10. 半径为R的绝缘细圆环固定在图示位置，圆心位于O点，环上均匀分布着电荷量为Q的正电荷。点A、B、C将圆环三等分，取走A、B处两段弧长均为 $Δ$ L的小圆弧上的电荷。将一点电荷q置于OC延长线上距O点为2R的D点，O点的电场强度刚好为零。圆环上剩余电荷分布不变，q为（）

A、正电荷 B、负电荷 C、 $q = \frac{2 Q Δ L}{π R}$ D、 $q = \frac{2 \sqrt{3} Q Δ L}{π R}$

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11. 彩虹圈有很多性质和弹簧相似，在弹性限度内彩虹圈间的弹力随着形变量的增加而增大，但彩虹圈的重力不能忽略。用手拿起彩虹圈的上端，让彩虹圈的下端自由下垂且离地面一定高度，然后由静止释放。设下落过程中彩虹圈始终没有超出弹性限度且相邻的圈接触后不会弹开。则（）

A、刚释放瞬间彩虹圈上端的加速度大于当地的重力加速度 B、刚释放瞬间彩虹圈下端的加速度等于当地的重力加速度 C、刚开始下落的一小段时间内彩虹圈的长度变长 D、彩虹圈的下端接触地面前彩虹圈的长度变短

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12. 如图所示，光滑且足够长的两平行金属导轨固定在同一水平面上，两导轨间的距离 $L = 1 m$ ，定值电阻 $R_{1} = 6 Ω$ 、 $R_{2} = 3 Ω$ ，导轨上放一质量为 $m = 1 k g$ 的金属导体棒 $a b$ ，棒的电阻 $r = 2 Ω$ 。整个装置处于磁感应强度为 $B = 0.8 T$ 的匀强磁场中，磁场的方向垂直于导轨平面向上，现用一拉力F沿水平方向向左拉棒，使棒以一定的初速度开始运动，如图为 $R_{1}$ 中电流的平方 $I_{1}^{2}$ 随时间t的变化关系图像，导轨的电阻不计。下列说法正确的是（）

A、 $5 s$ 末棒 $a b$ 的速度大小为 $3 m / s$ B、 $5 s$ 内 $R_{1}$ 中产生的焦耳热为 $1.0 J$ C、 $5 s$ 内拉力F所做的功为 $7.65 J$ D、棒 $a b$ 受到的安培力的大小与时间t的关系为 $F_{安} = 0.24 \sqrt{2 + 0.4 t} N$

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三、实验题

13. 利用计算机和力传感器可以比较精确地测量作用在挂钩上的力，并能得到挂钩所受的拉力随时间变化的关系图象，实验过程中挂钩位置可认为不变。某同学利用力传感器和单摆小球来验证机械能守恒，实验步骤如下：

①如图甲所示，固定力传感器M

②取一根不可伸长的轻质细线，一端连接一小铁球，另一端穿过固定的光滑小圆环O（小圆环重力不计）并固定在传感器M的挂钩上（小圆环刚好够一根细线通过）；

③让小铁球自由悬挂并处于静止状态，从计算机中得到拉力随时间变化的关系图象如图乙所示；

④让小铁球以较小的角度在竖直平面内的A、B之间摆动，从计算机中得到拉力随时间变化的关系图象如图丙所示。请回答以下问题

(1)、小铁球的重力为

(2)、为了验证小铁球在最高点A和最低点处的机械能是否相等（忽略空气阻力），现已测得图乙和图丙中的F₀、F₁、F₂的大小，只需验证等式是否成立即可用F₀、F₁、F₂来表示）

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14. 某实验小组为探究欧姆表的倍率挡原理，设计了如图a所示的欧姆表电路。某同学通过控制电键S和调节电阻箱，使欧姆表具有“×1”和“×10”两种倍率，所用器材如下：
A．干电池：电动势E=1.5V，内阻不计

B．电流表 G：满偏电流I_g=1mA，内阻R_g=150Ω

C．电阻箱R₁和R₂：最大阻值都为9999.99Ω

D．电键一个，红、黑表笔各1支，导线若干

(1)、如图左端电源正极处应接表笔（红或黑）。

(2)、电键S断开，将红、黑表笔短接，调节电阻箱R₁=Ω，使电流表达到满偏，此时对应的是挡（选“×1”或“ ×10”）。

(3)、开关S闭合，电阻箱R₂调至Ω，就变成另一倍率挡的欧姆表。

(4)、开关S闭合后，在红、黑表笔间接入某一电阻R，电流表指针指向图b所示的位置时，对应的欧姆表的刻度值应为Ω。

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四、解答题

15. 某透明材料对红光的折射率为n=2，工厂用这种材料做出一个半径为r= $\sqrt{2}$ cm的透明半球体，其底而内壁涂有吸光材料，O为半球体的球心，在O点正上方有一点光源S，能够朝各个方向发射红光，如图为透明半球体的截面示意图。已知OS的距离d=1cm，真空中的光速c=3.0×10⁸ m/s。（忽略经透明半球体内表面反射后射出的光，计算结果可以保留根式）求：

(1)、红光射出透明半球体的最短时间；

(2)、透明半球体外表面发光区域在此截面上形成的弧长。

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16. 机场地勤工作人员利用传送带从飞机上卸行李。如图所示，以恒定速率v₁=0.6m/s运行的传送带与水平面间的夹角α=37°，转轴间距L=2m。工作人员沿传送方向以速度v₂=1m/s从传送带顶端推下一件小包裹（可视为质点）。小包裹与传送带间的动摩擦因数μ=0.8。取重力加速度g=10m/s² ， sin37°=0.6，cos37°=0.8。求：

(1)、小包裹相对传送带滑动时加速度的大小a；

(2)、小包裹通过传送带所需的时间t。

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17. 在如图所示的xOy平面内，边长为2R的正方形ABCD区域中存在方向垂直xOy平面向外、磁感应强度大小为B的匀强磁场，自O点沿x轴放置－一长为2R的探测板，与磁场下边界的间距为R；离子源从正方形一边（位于y轴上）的中点P沿垂直于磁场方向持续发射质量为m、电荷量为+q的离子，发射速度方向斜向上，与x轴正方向的夹角范围为0~50°，且各向均匀分布，单位时间发射离子数为N，离子的速度大小随发射角变化的关系为 $v = \frac{v_{0}}{c o s α}$ ， $α$ 为发射速度方向与水平方向夹角，其中 $α = 0 °$ 的离子恰好从磁场下边界的中点沿y轴负方向射出。不计离子间的相互作用和离子的重力，离子打在探测板即被吸收并中和，已知R＝0.05 m，B＝1 T，v₀＝5×10⁵ m/s，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，sin50°＝0.77，cos50°＝0.64。

(1)、求离子的比荷 $\frac{q}{m}$ ；

(2)、证明∶从AB边飞出磁场的离子速度方向与AB边垂直；

(3)、求单位时间内能打在探测板上的离子数n。

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18. 如图所示，劲度系数 $k = 100 N / m$ 的弹簧一端固定于地面上，另一端连接绝缘物体A，物体B置于A上不粘连，A不带电，B的带电量 $q = + 1 0^{- 4} C$ ， A，B质量均为 $2 k g$ 且都可看做质点，整个装置处于静止状态．物体B正上方有一带圆孔的挡板，质量为4kg的不带电绝缘物体C放于圆孔上方不掉落，现在挡板与地面之间加上竖直向上、大小 $E = 2 \times 1 0^{5} N / C$ 的匀强电场使A、B开始运动，A、B分离时，A在某装置作用下迅速在该位量处于静止状态，以后此装量不再对A作用；A、B分离后，B向上运动并与C发生碰撞，且以后每次磁撞前C均已静止在圆孔上方，已知弹簧的弹性势能 $E_{p} = \frac{1}{2} k x^{2}$ (x为弹簧的形变量)，重力加速度为 $10 m / s^{2}$ ， B与A、C碰撞时为弹性碰撞且没有电荷转移．求：

(1)、A、B两物体从开始运动到分离时上升的高度；

(2)、A、B第一次碰后物体A向下运动的最大距离；

(3)、从A、B第一次撞开始，A物体运动的总路程．

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时刻	6∶00	9∶00	12∶00	15∶00	18∶00
温度	12℃	15℃	18℃	23℃	17℃