浙江省名校协作体2022-2023学年高三（上）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. 静电力常量 $k$ 的单位，若用国际单位制（SI）中的基本单位可表示为（）

A、 $\frac{k g \cdot m}{C^{2} s^{2}}$ B、 $\frac{k g \cdot m^{3}}{C^{2} s^{2}}$ C、 $\frac{k g \cdot m}{A^{2} s^{2}}$ D、 $\frac{k g \cdot m^{3}}{A^{2} s^{4}}$

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2. 美国科学家2016年2月11日宣布，他们探测到引力波的存在，引力波是实验验证爱因斯坦相对论的最后一块缺失的“拼图”，相对论在一定范围内弥补了牛顿力学的局限性。关于牛顿力学，下列说法正确的是（）

A、牛顿发现了万有引力定律并测得了引力常量 B、牛顿力学取得了巨大成就，适用于一切领域 C、两物体间的万有引力总是大小相等方向相反 D、由于相对论、量子论的提出，牛顿力学已经失去了它的应用价值

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3. 从“玉兔”登月到“祝融”探火，我国星际探测事业实现了由地月系到行星际的跨越。已知火星质量约为月球的9倍，半径约为月球的2倍，“祝融”火星车的质量约 $240 k g$ ， “玉兔”月球车的质量约 $140 k g$ 。截至2022年5月5日，“祝融号”火星车在火星表面工作347个火星日，累计行驶1921米。在着陆前，“祝融”和“玉兔”都会经历一个由着陆平台支撑的悬停过程。悬停时，“祝融”与“玉兔”所受着陆平台的作用力大小之比约为（）

A、8 B、4 C、2 D、1

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4. 如图为空调外挂机通过三角形支架固定在外墙上，如果空调重力作用线恰好通过横梁和斜梁的连接点O，横梁和斜梁对点O施加的力分别沿 $O A$ 和 $O B$ 方向。保持连接点O位置不变，只减小斜梁长度，横梁仍然水平，下列说法正确的是（）

A、横梁 $O A$ 对点O的力不变 B、横梁 $O A$ 对点O的力变小 C、斜梁 $O B$ 对点O的力变小 D、斜梁 $O B$ 对点O的力变大

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5. 在2022年浙江省青少年锦标赛中，某同学以 $2.20 m$ 的跳高成绩达到了运动健将的标准，经了解，该同学身高 $1.91 m$ ，据此可估算出他离地时竖直向上的速度最接近（）

A、 $3.5 m / s$ B、 $4.5 m / s$ C、 $6 m / s$ D、 $7 m / s$

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6. 如图所示，密封的矿泉水瓶中，距瓶口越近水的温度越高。一开口向下、导热良好的小瓶置于矿泉水瓶中，小瓶中封闭一段空气。挤压矿泉水瓶，小瓶缓慢下沉到底部：松开后，小瓶缓慢上浮。下沉过程中，小瓶内气体（）

A、内能减少 B、气体对外界做功 C、内能的变化量的绝对值大于放出的热量 D、内能的变化量的绝对值等于放出的热量

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7. 如图所示，真空中一半径为R、质量分布均匀的玻璃球，频率一定的细激光束在真空中沿直线 $A B$ 传播，于玻璃球表面的B点经折射进入小球，并在玻璃球表面的D点又经折射进入真空中，已知 $∠ B O D = 120 °$ ，玻璃球对该激光的折射率为 $\sqrt{3}$ ， c为光在真空中的传播速度，则下列说法中正确的是（）

A、激光束在B点的入射角 $α = 3 0^{∘}$ B、此激光束在玻璃中穿越的时间为 $\frac{\sqrt{3} R}{c}$ C、光在玻璃球中频率比在真空中要小 D、改变入射角α的大小，细激光束不可能在球表面处发生全反射

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8. 新款比亚迪汉 $0 - 100 k m / h$ 加速时间为2.9秒，已知该车在 $0 - 100 k m / h$ 加速阶段汽车阻力的平均功率是 $130 k W$ ，汽车和驾驶员总质量为 $2500 k g$ 。若比亚迪汉启动加速阶段以最大输出功率运动，则电动机输出功率约为（）

A、 $250 k W$ B、 $450 k W$ C、 $650 k W$ D、 $850 k W$

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9. 如图所示，某同学正在进行投篮训练。已知篮球出手点到地面的距离为 $h = 1.6 m$ ，篮筐到地面的距离为 $H = 3 m$ ，出手点到篮筐的水平距离为 $L = 4.8 m$ 。若出手时篮球的速度方向与水平方向的夹角为 $53 °$ ，且能直接进入篮筐，则出手时篮球的速度大小约为（ $s i n 53 ° = 0.8$ ， $c o s 53 ° = 0.6$ ）（）

A、 $5.0 m / s$ B、 $6.0 m / s$ C、 $8.0 m / s$ D、 $9.0 m / s$

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10. 如图所示，理想变压器原、副线圈分别接有额定电压相同的灯泡a和b。当输入电压U为灯泡额定电压的10倍时，两灯泡均能正常发光。下列说法正确的是（）

A、原、副线圈匝数比为9∶1 B、原、副线圈匝数比为1∶9 C、此时a和b的电功率之比为9∶1 D、此时a和b的电功率之比为1∶1

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11. 如图所示，一竖直绝缘足够长的光滑细杆，杆上套一带电圆环，圆环的带电量为q，质量为m，可视为点电荷，杆与两等量固定正点电荷连线的中垂线重合，与两电荷连线的交点为O，圆环从M点由静止释放，运动到N点的速度恰好为零， $O N > O M$ ，以下说法正确的是（）

A、小环运动到O点时速度还没达到最大 B、小环带负电，从M到N点所受的电场力先减小后增大 C、小环带正电，从M运动到N点加速度先增大后减小 D、小环不能回到M点

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12. 如图甲所示，一带电量为 $+ 1 \times 1 0^{- 8} C$ 的物块置于绝缘光滑水平面上，其右端通过水平弹性轻绳固定在竖直墙壁上，整个装置处于水平向左的匀强电场中。用力将物块向左拉至O处后由静止释放，用传感器测出物块的位移x和对应的速度，作出物块的动能 $E_{k} - x$ 关系图像如图乙所示，其中 $0.40 m$ 处物块的动能最大但未知， $0.50 m$ 处的动能为 $3.00 J$ ， $0.50 m \sim 1.25 m$ 间的图线为直线，其余部分为曲线。弹性轻绳的弹力与形变量始终符合胡克定律，下列说法正确的是（）

A、物块会作往复运动，且全过程是简谐运动 B、该匀强电场的场强为 $4 \times 1 0^{7} N / C$ C、弹性绳的劲度系数为 $10 N / m$ D、弹性绳弹性势能的最大值为 $5.00 J$

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二、多选题

13. 如图所示，图甲为速度选择器原理示意图，图乙为质谱仪原理示意图，图丙和图丁分别为多级直线加速器和回旋加速器的原理示意图，忽略粒子在图丁的D形盒狭缝中的加速时间。下列说法正确的是（）

A、图甲中，只有具有速度 $v = \frac{E}{B}$ 的粒子才能沿图中虚线路径经过速度选择器 B、图乙中， $_{1}^{1} H$ 、 $_{1}^{2} H$ 、 $_{1}^{3} H$ 三种粒子经加速电场射入磁场， $_{1}^{3} H$ 在磁场中偏转半径最大 C、图丙中，由于技术上产生过高的电压是很困难的，为了使粒子获得更高的能量，所以采用多级直线加速装置 D、图丁中，随着粒子速度的增大，交流电源的频率也应该增大

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14. 月球车是我国探月工程中的重要部分。月球车携带了钚 $_{94}^{238} P u$ 作热源的“同位素电池”以度过极寒的月夜。 $_{94}^{238} P u$ 可用 $_{93}^{237} N p$ 吸收一个中子得到。 $_{94}^{238} P u$ 衰变时只放出α射线，其半衰期为88年。下列说法正确的是（）

A、 $_{94}^{238} P u$ 经一次衰变形成的新核含有144个中子 B、α衰变时原子核中释放出氦原子核 C、α射线具有较强的穿透能力，可以穿透几毫米厚的铅板 D、在月球环境下 $_{94}^{238} P u$ 的半衰期不会变化

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15. 关于下列教材中的四幅图说法正确的是（）

A、甲图为放射源放出的三种射线在磁场中运动的轨迹，射线1为 $β$ 射线 B、乙图为光电效应实验，它说明了光具有粒子性 C、丙图为电子束通过铝箔时的衍射图样，它证实了电子具有波动性 D、丁图为 $α$ 粒子散射实验，发现少数 $α$ 粒子发生了大角度偏转，说明了原子的质量绝大部分集中在很小空间范围

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16. 如图所示，均匀介质中有两个振源 $S_{1}$ 和 $S_{2}$ ，它们的频率、振幅、振动方向均相同且振动的步调完全一致，产生的两列波的波长均为 $λ$ ， $S_{1}$ 与 $S_{2}$ 之间距离为 $1.5 λ$ ， O点为 $S_{1} 、 S_{2}$ 连线中点。现以O点为中心画一个正方形，正方形的两边与 $S_{1} 、 S_{2}$ 的连线平行，且正方形边长远大于 $λ$ ，虚线过 $S_{1} 、 S_{2}$ 与正方形的交点分别为P、Q，下列说法正确的是（）

A、O点处质点的位移始终最大 B、P、Q两点处质点的位移始终为零 C、正方形内振动减弱点的数目为无数个 D、P、Q连线上振动加强点的数目为3个

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三、实验题

17. （1）在下列学生实验中，需要补偿阻力的有____（多选）
A．探究小车速度随时间变化的规律 B．探究加速度与力、质量的关系
C．用小车完全非弹性碰撞验证动量守恒定律 D．研究平抛运动

(1)、小明同学做“探究加速度与力、质量的关系”实验时，选择了小车、一端带滑轮的长木板、天平（含砝码）、细绳、刻度尺、纸带、导线，又从下图中选取实验器材A，它的名称是（填“电磁打点计时器”或“电火花计时器”），为了能顺利完成实验，还需从下图中选取。

(2)、在力学学生实验中，“探究小车速度随时间变化的规律”、“探究加速度与力、质量的关系”和“验证机械能守恒定律”都需要用打点计时器在纸带上打点，通过对纸带上打出的点进行测量、计算从而得到位移、速度和加速度的信息。下面三条纸带就是上面三个实验中得到的纸带，其中编号①中的点为实际点迹；编号②③中的点为计数点，且相邻计数点之间还有四个实际点没有画出来。编号③纸带中计数点D的读数 $x_{D} =$ cm；若通过计算得到编号①纸带、编号②纸带和编号③纸带对应的加速度大小分别为 $9.45 m / s^{2}$ ， $0.32 m / s^{2}$ 和 $1.60 m / s^{2}$ ，则“探究加速度与力、质量的关系”实验对应的纸带编号是（填“①”或“②”或“③”）。

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18. 图1为陶瓷圆筒，外面镀有一层很薄的合金薄膜。为测定薄膜的厚度，某同学先用刻度尺测出陶瓷圆筒长度为L，又用螺旋测微器测得筒外径d，最后用多用电表粗测其电阻 $R_{x}$ 。并在电工手册查得薄膜的电阻率为 $ρ$ 。

(1)、该同学用螺旋测微器测得筒外径d如图2所示，测筒外径 $d =$ $m m$ ，用多用电表欧姆挡的“ $\times 100$ ”挡测薄膜电阻值时，表盘上指针如图3所示，则电阻 $R_{x}$ 为 $Ω$ 。

(2)、该同学利用所测得的及查表的数据，求得薄膜厚度表达式 $D =$ （均用字母表示），就可计算出薄膜的厚度。

(3)、为更精确地测量薄膜的电阻 $R_{x}$ ，该同学从实验室中找到如下实验器材：
A．电压表V（量程 $0 ~ 3 V$ ，电阻 $R_{V} = 3 k Ω$ ）

B．电流表A（量程 $6 m A$ ，电阻 $R_{A}$ 约为 $30 Ω$ ）

C．滑动变阻器R（ $0 ∼ 20 Ω$ ，额定电流 $1 A$ ）

D．电源（ $12 V$ ，内阻约为 $10 Ω$ ）

E.定值电阻 $R_{0} = 9 k Ω$

F.开关一只，导线若干

①为更加准确地测量出薄膜电阻，根据上述器材在答题卷方框内画出测电阻的最佳方案的电路图。

②若电压表的示数为U，电流表的示数为I，则所测薄膜电阻的表达式 $R_{x} =$ （用题中的字母表示）。

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四、解答题

19. 上海中心大厦位于上海浦东陆家嘴金融贸易区核心区，是中国第一高楼，建筑总高度632米，地上127层，地下5层，总建筑面积57.8万平方米，2008年11月开工，2017年1月投入试运营。一位游客乘坐台观光层直达电梯从地面出发，他用便携式拉力传感器测得在电梯加速阶段质量为 $0.5 k g$ 的物体受到的竖直向上拉力保持为 $5.45 N$ ，发现电梯显示的最大速度为 $18 m / s$ ，从地面到达118层观光厅花了50秒，若电梯加速、减速过程均视为匀变速直线运动且加速度大小相等（g取 $10 m / s^{2}$ ）求：

(1)、电梯加速阶段的加速度大小及加速运动的时间；

(2)、观景台的高度；

(3)、若电梯设计安装有辅助牵引系统，电梯出现故障，绳索牵引力突然消失，电梯从观景台处自由落体，为防止电梯落地引发人员伤亡，电梯启动辅助牵引装置使其到达地面时速度减为零，牵引力为重力的3倍，下落过程所有阻力不计，则电梯自由下落最长多少时间必须启动辅助牵引装置（结果可以用根号表示）？

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20. 如图所示， $B C D E$ 为一半径R可调的光滑圆弧轨道，C为轨道最低点，E为最高点， $O D$ 水平， $O B$ 与 $O C$ 成 $θ$ 角， $O F$ 与 $O D$ 也成 $θ$ 角，G点（未画出）也是圆弧轨道上一点，它位于轨道上F下方并非常靠近F点。粗糙的倾斜轨道 $A B$ 长为 $L = 2.3 m$ ，倾斜轨道 $A B$ 与光滑圆弧在B点相切连接，一个小物块（可看做质点）从倾斜轨道最高点A点由静止开始沿轨道滑下，物块与倾斜轨道的动摩擦因数 $μ = 0.25$ ，已知图中 $θ$ 角均为 $37 °$ ，小物块质量 $m = 1 k g$ 。（ $s i n 37 ° = 0.60$ ， $c o s 37 ° = 0.80$ ）

(1)、要使小物块恰好能从圆轨道最高点E水平飞出，求竖直圆弧轨道半径 $R_{1}$ 的大小；

(2)、假如当竖直圆弧轨道半径为 $R_{2}$ 时，小物块刚好不脱离轨道，并且能够滑回倾斜轨道 $A B$ ，则小物块在圆弧轨道上对轨道最低点C的最小压力是多少；

(3)、在符合（2）的情况下，小物块进入轨道后可以有多少次通过圆轨道上的G点。

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21. 如图所示，水平面内固定有一光滑且电阻不计的金属导轨 $O P$ 和 $O M S$ ， $∠ P O M = 45 °$ ， $M S$ 平行于 $O P$ ，两导轨在O点用阻值 $R = 2 Ω$ 连接，电阻不计的长导体棒垂直 $O P$ 放置在导轨上，初始时与导轨交点分别为a、b， $a b$ 间导轨长度 $l_{1} = 1 m$ ，导体棒质量 $m = 2 k g$ 。空间存在垂直于导轨平面向下的匀强磁场，磁感应强度 $B = 0.5 T$ 。给导体棒一初速度 $v_{0} = 5 m / s$ ，同时给导体棒施加一水平方向的外力F，使导体棒运动过程中通过电阻R的电流不变，导体棒向右运动到与导轨交点为 $M c$ 位置，已知 $a c = 4 m$ ，求：

(1)、此时导体棒的速度v大小；

(2)、导体棒运动至 $M c$ 处所用时间t；

(3)、外力F所做的功W；

(4)、导体棒在 $M c$ 位置时，撤去外力F，导体棒还能运动多远。

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22. 如图所示，在纸面内存在一半径为R的圆形区域，区域内、外分别存在大小不同，方向均垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度的大小关系为 $B_{2} = 0.5 B_{1}$ 。圆心O处有一粒子源，可以在平面内向各个方向发射速度大小均为v的 $β$ 粒子（即电子），其电量为 $- e$ ，质量为m。现以O点为原点，建立x坐标轴，其中沿与x轴正方向成 $α = 60 °$ 角发射的粒子A，恰好可以经过x轴上的P点（图中未标出）。已知圆形区域内磁场的磁感应强度 $B_{1} = \frac{m v}{e R}$ ，不考虑粒子之间的作用力。求：

(1)、 $β$ 粒子在圆形磁场区域内运动的轨迹半径r；

(2)、有粒子可能出现的区域的面积；

(3)、粒子A从原点O点发射至返回原点O且速度方向与出发时方向相同所经历的时间t；

(4)、P点的坐标 $x_{P}$ 。

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