山西省2022-2023学年高三上学期第一次摸底考试物理试题

试卷更新日期：2022-09-21 类型：开学考试

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一、单选题

1. 陶寺遗址是尧的都城，是最早的“中国”，在发掘中采用了碳十四测年技术等多项科技手段来判断陶寺文化的绝对年代。 ${}_{6}^{14}C$ 的衰变方程为 ${}_{6}^{14}C \to {}_{7}^{14}N + X$ ，下列说法正确的是（）

A、衰变方程中的X是中子 B、 ${}_{6}^{14}C$ 需吸收能量才能发生衰变 C、随着 ${}_{6}^{14}C$ 的不断衰变，其半衰期会逐渐变长 D、 ${}_{7}^{14} N$ 与X的质量之和小于 ${}_{6}^{14}C$ 的质量

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2. 如图所示为一同学从 $t = 0$ 时刻起逐渐增加水平推力推动箱子过程中三个时刻（ $t_{1}$ 、 $t_{2}$ 、 $t_{3}$ ）的漫画图。假设 $t_{1}$ 时刻同学对箱子的推力为5N， $t_{2}$ 时刻推力为10N， $t_{3}$ 时刻推力为15N。下列说法正确的是（）

A、箱子对地面的压力就是箱子的重力 B、 $t_{1}$ 时刻箱子受到地面的摩擦力大于5N C、 $t_{2}$ 时刻箱子受到地面的摩擦力等于10N D、箱子与地面的滑动摩擦力一定为15N

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3. 导热气缸内密封有一定质量的理想气体，环境温度不变，当气体的体积增大时（）

A、气体分子热运动的剧烈程度降低，每个分子对器壁的平均撞击力变小 B、气体分子单位时间内对器壁碰撞的次数减小，气体的压强减小 C、单位体积内的气体分子数减小，每个分子的动能都不变 D、气体内能不变，气体向外界释放热量

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4. 2022年7月24日下午，长征五号B遥三运载火箭托举着问天实验舱一飞冲天，约13小时后，问天实验舱与核心舱组合体成功交会对接。若组合体绕行时受稀薄大气的阻力影响，离地球表面的高度会在418 $k m$ ~421 $k m$ 之间发生变化。当离地球表面的高度变小时，组合体的（）

A、运行速度变大 B、运行速度大于第一宇宙速度 C、运行周期变大 D、向心加速度变小

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5. 甲、乙两辆汽车沿同一平直公路行驶，两汽车的速度随时间变化如图所示， $t = 10 s$ 时两车第二次相遇，则两车第一次相遇的时刻为（）

A、1s B、2s C、4s D、6s

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6. 某同学用如图所示的实验装置验证“力的平行四边形定则”。将弹簧测力计A挂于固定点P，下端用细线挂一重物M，弹簧测力计B的挂钩处系一细线，细线的另一端系在弹簧测力计A下端细线上的O点处，手持弹簧测力计B水平向左拉，此时O点位置如图所示，之后手缓慢上移并保持O点位置始终不变。不计弹簧测力计所受的重力，两弹簧测力计的拉力均不超出它们的量程，则手上移过程中，弹簧测力计A、B的示数 $F_{A}$ 、 $F_{B}$ 的变化情况是（）

A、 $F_{A}$ 一直减小， $F_{B}$ 一直增大 B、 $F_{A}$ 一直增大， $F_{B}$ 一直减小 C、 $F_{A}$ 一直增大， $F_{B}$ 先增大后减小 D、 $F_{A}$ 一直减小， $F_{B}$ 先减小后增大

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7. “电子能量分析器”主要由处于真空中的电子偏转器和探测板组成。电子偏转器的简化剖面结构如图所示，A、B表示两个同心半圆金属板，两板间存在偏转电场，板A、B的电势分别为 $φ_{A}$ 、 $φ_{B}$ 。不同初动能的电子从偏转器左端的中央M进入，经过偏转电场后到达右端的探测板N的不同位置。其中初动能为 $E_{k 0}$ 的电子沿电势为 $φ_{C}$ 的等势面C（图中虚线）做匀速圆周运动到达板N的正中间，而初动能为 $E_{k 1}$ 、 $E_{k 2}$ 的电子分别到达板N的左边缘和右边缘，忽略电场的边缘效应及电子之间的相互影响。下列判断正确的是（）

A、偏转电场是匀强电场 B、 $φ_{A} > φ_{B}$ C、 $E_{k 1} < E_{k 2}$ D、 $U_{B C} < U_{C A}$

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8. 2022年北京冬奥会短道速滑混合团体接力决赛中，中国队以2分37秒348的成绩夺冠。比赛中“接棒”运动员在前面滑行，“交棒”运动员从后面用力推前方“接棒”运动员完成接力过程，如图所示。假设交接棒过程中两运动员的速度方向均在同一直线上，忽略运动员与冰面间在水平方向上的相互作用，对于两运动员交接棒的过程，下列说法正确的是（）

A、两运动员的加速度大小相同 B、两运动员相互作用力冲量的矢量和一定等于零 C、两运动员相互作用力做功之和一定等于零 D、两运动员组成的系统动量守恒但机械能不守恒

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9. 玻璃三棱镜的横截面为直角三角形ABC， $∠ A = 30 °$ ， O点和D点分别为 $A B$ 和 $A C$ 边的中点，如图所示，现有两束同种单色光从O点入射，两束光线正好分别从C点和D点射出，已知玻璃三棱镜对该种单色光的折射率等于 $\sqrt{3}$ ，则下列说法正确的是（）

A、两束折射光线的折射角相等 B、两束光从O点入射的入射角之和等于90° C、若某光束在玻璃三棱镜中射向O点时与 $A B$ 边成60°夹角可以射出 D、若某光束在玻璃三棱镜中射向O点时与 $A B$ 边成45°夹角可以射出

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二、多选题

10. 如图所示装置中， $a b$ 、 $c d$ 杆垂直放置在导轨上，与导轨接触良好，杆与轨道之间的摩擦力不计。原来 $a b$ 、 $c d$ 杆均静止，当 $a b$ 杆做如下哪些运动时， $c d$ 杆将向左移动（）

A、向右减速运动 B、向右加速运动 C、向左加速运动 D、向左减速运动

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11. 如图所示，轻质弹簧下端固定在水平面上，弹簧原长为L，质量为m的小球从距弹簧上端高度为h的P点由静止释放，小球与弹簧接触后立即与弹簧上端粘连，并在竖直方向上运动。一段时间后，小球静止在O点，此时，弹簧长度为 $\frac{L}{2}$ ，弹簧的弹性势能为 $E_{p}$ ，重力加速度为g，弹簧始终在弹性限度内。下列说法正确的是（）

A、弹簧的劲度系数为 $\frac{2 m g}{L}$ B、小球在运动过程中，球与弹簧组成的系统机械能守恒 C、小球第一次下落过程中速度最大位置在O点 D、 $E_{p} < m g (h + \frac{L}{2})$

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12. 如图所示，甲和他的冰车总质量 $M = 30 k g$ ，甲推着质量 $m = 15 k g$ 的小木箱一起以速度 $v_{0} = 2 m / s$ 向右滑行。乙和他的冰车总质量也为 $M = 30 k g$ ，乙以同样大小的速度迎面而来。为了避免相撞，甲将小木箱以速度v沿冰面推出，木箱滑到乙处时乙迅速把它抓住。若不计冰面的摩擦力，则小木箱的速度v可能为（）

A、 $4 m / s$ B、 $5 m / s$ C、 $6 m / s$ D、 $7 m / s$

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三、实验题

13. 某实验小组利用图甲所示的装置探究加速度与力的关系，将力传感器固定在小车上，细绳的一端固定在传感器上，传感器的示数就是拉力F的大小，用手机的连拍功能对小车进行照相。

(1)、下列操作正确的是____

A、调节滑轮的高度，使细线与长木板平行 B、在细绳下端挂上重物，垫高长木板左端到恰当高度以补偿阻力 C、实验时，应先启动手机连拍照相，再放开小车 D、为尽可能减小实验误差，重物的质量应远小于小车的质量

(2)、将拍摄的照片进行处理，从某一张照片起每隔四张照片选取一张，依次分别记为A、B、C、D、E，拼接后将得到的图像如图乙所示。已知手机连拍的频率为 $50 H z$ ，则小车加速度的大小 $a =$ $m / s^{2}$ （计算结果保留三位有效数字）。

(3)、该组同学根据实验数据作出小车 $a - F$ 图像为一条过原点的直线，且直线斜率为k，则小车的质量（包括传感器）为。

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14. 18650锂电池具有容量大、寿命长、安全性能高等优点，被广泛应用。某活动小组设计了图甲的电路测定一节标称为3.7V的锂电池的电动势和内阻。图中，精密电阻 $R_{0}$ 的阻值较小，电阻箱R的调节范围为0~99.99Ω，电压表V₁ ， V₂的量程分别为3V和1V，两电表的内阻均很大。实验进行了如下的操作，完成下列填空（计算结果保留两位小数）。

电路连接完成后，将电阻箱的阻值R调到最大，闭合电键，再减小阻值R，读出两电压表V₁ ， V₂的示数 $U_{1}$ 、 $U_{2}$ ，反复调节电阻箱并记录多组实验数据。

(1)、将得到的数据描到图乙中并作出图像，则图甲中精密电阻的阻值 $R_{0} =$ Ω。

(2)、将得到的数据描到图丙中并作出图像，由图像可知该电源的电动势 $E =$ V，内阻 $r =$ Ω。内阻r的测量值与真实值相比（填“偏大”“偏小”或“不变”）。

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四、解答题

15. 如图，两根足够长的平行金属导轨 $a b$ 、 $c d$ 倾斜放置，导轨所在平面与水平面间的夹角 $θ = 30 °$ ，导轨间距离为L，电阻不计。在导轨上端并接两个额定功率均为P、电阻均为R的小灯泡。整个系统置于匀强磁场中，磁感应强度方向与导轨所在平面垂直。现将一质量为m、有效电阻为R的金属棒 $M N$ 从图示位置由静止释放，从某时刻起，两灯泡开始保持正常发光。已知金属棒运动过程中保持与两导轨垂直，且与导轨接触良好，金属棒与导轨间的动摩擦因数为 $μ = \frac{\sqrt{3}}{6}$ ，重力加速度为g。求：

(1)、匀强磁场的磁感应强度的大小；

(2)、灯泡正常发光时金属棒的运动速率。

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16. 如图所示，倾角 $θ = 8 °$ 的滑道 $A B$ 在最低点B与水平滑道 $B C$ 通过一长度不计的弧道连接，一位雪橇运动员坐在雪橇上， $t = 0$ 时刻从A点由静止出发后，用双手接触冰面向后用力划拨冰面5次，8s时到达B点。雪橇及人过B点时速度的大小不变，方向变为水平，到达水平面后雪橇及人自由滑行125m后停止运动。已知雪橇和人的总质量为100kg，雪橇和人在整个滑道上滑行时所受冰面及空气的总阻力 $f = 40 N$ 大小不变，方向与运动方向相反；人在 $A B$ 段每次双手划拨冰面的时间为 $Δ t = 0.5 s$ ，且用力大小相同。取 $s i n 8 ° = 0.14$ ， $g = 10 m / s^{2}$ ，求：

(1)、雪橇经过B点时的速度大小；

(2)、运动员在斜面上双手划拨冰面时向后用力的大小。

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17. 如图所示，坐标系 $x O y$ 第Ⅰ、Ⅳ象限内存在方向垂直于纸面向里的匀强磁场，第Ⅱ、Ⅲ象限内存在电场强度的大小为E，方向沿y轴负方向的匀强电场。一带正电的离子从x轴上的P点处以初速度 $v_{0}$ 沿x轴正方向开始运动，离子第一次到达y轴时，速度方向与y轴负方向的夹角为30°。离子通过磁场后再次返回电场中又能回到P点。已知P点的坐标为 $(- d ， 0)$ ，不计离子的重力。求：

(1)、离子的比荷和离子第一次通过y轴时的位置坐标；

(2)、离子两次通过y轴的两点间的距离；

(3)、磁场的磁感应强度的大小。

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