湖北省鄂东南省级示范高中教育教学改革联盟2022-2023学年高三上学期物理期中联考试卷

试卷更新日期：2022-11-11 类型：期中考试

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一、单选题

1. 对两个核反应方程（1） $_{92}^{238} U \to_{90}^{234} Th + X$ （2） $_{92}^{238} Th \to Y +_{- 1}^{0} e$ ，下列说法正确的是（　　）

A、反应（1）为 $α$ 衰变，X为 $_{2}^{4} H e$ B、反应（2）为 $β$ 衰变，Y的质子数为90 C、反应（2）中产生了 $_{- 1}^{0} e$ ，说明 $_{90}^{234} Th$ 中有电子 D、已知 $_{90}^{234} Th$ 的半衰期为24天，则16个 $_{90}^{234} Th$ 经过120天后还剩1个

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2. 中国航空领域发展迅猛，2022年2月27日，长征八号遥2运载火箭搭载22颗卫星从海南文昌航天发射场挟烈焰一飞冲天，创造了我国“一箭多星”单次发射卫星数量最多的记录。本次发射分12次将22颗卫星依次送入绕地球的预定轨道。其中卫星A、B被分别送入了如图的圆轨道1、2，下面说法正确的是（）

A、卫星A中的物体处于超重状态 B、卫星A的速度大于卫星B的速度 C、卫星A的速度大于地球的第一宇宙速度 D、卫星A的向心加速度大于地球表面的重力加速度

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3. 一定质量的理想气体由状态a变为状态b，再变为状态c，其 $p - V$ 图像如下图所示。下列说法正确的是（）

A、由状态a沿图像变化到状态b气体温度升高 B、由状态b沿图像变化到状态c气体温度升高 C、由状态a沿图像变化到状态b气体要从外界吸热 D、气体在状态c的内能大于在状态a的内能

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4. 如图所示，在边长为L的正方形区域内存在着沿AD方向的匀强电场，一质量为m、电量为q的粒子以速度v₀从A点沿边界AB射入场区，恰好从C点飞出。现若把电场换成垂直纸面向外的匀强磁场，使粒子仍以速度v₀从A点沿边界AB射入场区，仍能从C点飞出。不计粒子的重力，下列说法正确的是（）

A、若区域内是电场，则电场强度的大小为 $\frac{2 m v_{0}^{2}}{q L}$ B、若区域内是电场，则粒子从A点到C点的过程中电势能增加了 $2 m v_{0}^{2}$ C、若区域内是磁场，则磁感应强度的大小为 $\frac{2 m v_{0}}{q L}$ D、若区域内是磁场，则粒子在区域内运动的时间为 $\frac{π L}{v_{0}}$

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5. 一列简谐横波以速度y = 6m/s沿x轴正方向传播，t = 0时刻的波形图如图所示，介质中平衡位置在坐标原点的质点S在t = 0时刻的位移y = 10cm下列说法正确的是（）

A、在t=0时刻，质点S沿y轴负方向运动 B、该波的波长为10m C、该波的传播周期为2.5s D、0—5s时间内，质点S通过的路程为1m

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6. 歼—20是我国自主研制的新一代隐身战斗机，具有隐身好、机动性强、战斗力强等特点。在某次模拟演习中，歼—20以100m/s的速度巡航时发现前方10.5km处有一敌机正以240m/s的匀速逃跑。歼—20立即以70m/s²的加速度进行追赶，在追赶的过程中最大速度为800m/s。则下面说法正确的是（）

A、歼—20追上敌机的最短时间为28s B、歼—20追上敌机的最短时间为25s C、在追击的过程中，歼—20与敌机的最大距离为10800m D、在追击的过程中，歼—20与敌机的最大距离为10600m

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7. 海洋馆中一潜水员把一小球以初速度v₀从手中竖直抛出。从抛出开始计时，3t₀时刻小球返回手中。小球始终在水中且在水中所受阻力大小不变，小球的速度随时间变化的图像如图所示。下列说法正确的是（）

A、上升过程与下降过程中阻力的冲量大小之比1：2 B、上升过程与下降过程中合外力的冲量大小之比1：2 C、小球在0—3t₀时间内动量变化量的大小为 $\frac{1}{2} m v_{0}$ D、小球在0—3t₀过程中克服阻力所做的功为 $\frac{1}{4} m v_{0}^{2}$

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8. 如图一自耦变压器，其环形铁芯上只绕有一个线圈。将其接在A、B间作为原线圈，输入交变电压为 $U_{1}$ ；将其接在C、D间作为副线圈，输出电压为 $U_{2}$ 。在将滑动触头从M点顺时针旋转到N点的过程中（　　）

A、 $U_{1} > U_{2}$ B、 $U_{1} < U_{2}$ C、 $U_{2}$ 升高 D、 $U_{1}$ 降低

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二、多选题

9. 在2022年北京冬残奥会高山滑雪女子超级大回转（站姿组）比赛中，张梦秋夺得金牌。如下图甲所示，质量为m（包含雪板）的运动员在安全速降过程获得的最大速度为v，为了顺利通过水平面上半径为R的旗门弯道，运动员利用身体倾斜将雪板插入雪中。如下图乙所示，雪板A底面与水平面夹角为 $θ$ 、受支持力大小为F，雪板A侧面不受力，回转半径R远大于运动员B的身高，重力加速度大小为g，不计空气与摩擦阻力影响，下列说法正确的是（　　）

A、 $F = \frac{m g}{sin θ}$ B、 $F = \frac{m g}{\cos θ}$ C、 $v = \sqrt{g R \tan θ}$ D、 $v = \sqrt{g R \cos θ}$

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10. 如图所示，竖直平面内有一光滑绝缘四分之一圆弧轨道，一质量为m、长度为L、电流大小为I的通电导体棒水平放置在圆弧轨道上。现加上与纸面平行的匀强磁场（图中未画出），导体棒恰能静止于轨道的P处，P与圆心O的连线与水平方向的夹角θ = 60°，重力加速度为g，则磁感应强度大小可能为（）

A、 $\frac{m g}{I L}$ B、 $\frac{m g}{2 I L}$ C、 $\frac{m g}{3 I L}$ D、 $\frac{m g}{4 I L}$

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11. 如图所示，一长为L的轻质细杆可绕杆中心O点的水平固定轴自由转动，质量为m和3m的小球A、B（均可看作质点）分别固定在细杆的两端。初始时刻，小球B静止在最低点。现同时分别给小球A、B向左、向右的初速度v₀ ，使小球B恰能在竖直面做完整的圆周运动。不计空气的阻力，重力加速度大小为g，下面说法中正确的是（）

A、小球B在转动过程中机械能守恒 B、小球A从最高点到最低点的过程中，小球A的机械能增加了mgL C、给小球A、B的初速度 $v_{0} = \sqrt{g L}$ D、刚开始运动的瞬间细杆对小球A有向下的拉力，大小为mg

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三、实验题

12. 某实验小组用智能手机探究加速度与力的关系。实验装置如下图所示，实验步骤如下：

⑴在气垫导轨的滑块上固定智能手机；

⑵开通气泵，打开手机加速度传感器，调节气垫导轨，直到加速度为零；

⑶细线一端连接滑块，另一端挂上质量为 $m = 25 g$ 的砝码。由静止释放滑块，用手机测量滑块的加速度a；

⑷改变悬挂砝码的质量m，依次为50g、75g、100g和125g，重复步骤（3），得到相应的加速度a；

⑸记录砝码质量m和相应加速度a在表1中。

表1

$m (g)$

25

50

75

100

125

$a ({m/s}^{2})$

0.65

1.22

1.72

2.15

2.57

表2

$a^{- 1} (s^{2} /m)$

1.54

0.82

0.58

0.47

0.39

$m^{- 1} ({kg}^{- 1})$

40

20

13.3

10

8

请完成如下问题：

(1)、研究小组发现，随着砝码质量均匀增加，滑块的加速度________

A、均匀增大 B、增加越来越慢 C、增加越来越快

(2)、研究小组尝试从另一个角度来分析数据。如表2所示，他们算出了 $\frac{1}{a}$ 及其对应的 $\frac{1}{m}$ 。请根据表2的信息，在下图中补充完成未描的点，并作 $\frac{1}{a} - \frac{1}{m}$ 的关系图线。

(3)、请根据所作图像的信息，计算滑块和手机的总质量 $M =$ $g$ 。（结果保留三位有效数字）

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13. 某学习小组根据图1的电路连接器材来探究导体的电阻与其影响因素的定量关系。可供选择的器材如下：电源E（电动势3V，内阻未知）：电流表A（量程为0.3A，内阻未知）；电压表 $V_{1}$ （量程为3V，内阻未知）：电压表 $V_{2}$ （量程为10V，内阻未知）：滑动变阻器R（最大阻值为 $30 Ω$ ）。实验时多次改变合金丝甲接入电路的长度L，调节滑动变阻器的阻值，使电压表的读数U达到某一相同值时记录电流表的示数I，从而得到多个 $\frac{I}{U}$ 的值，作出 $\frac{I}{U} - \frac{1}{L}$ 图像，如图3中的图线a所示

(1)、本实验选用电压表为（填“ $V_{1}$ ”或“ $V_{2}$ ”）。

(2)、在某次测量时，电流表的指针位置如图2所示，则读数 $I =$ A。

(3)、已知合金丝甲的横截面积为S，图3中图像a的斜率为k、截距为d，则合金丝甲的电阻率 $ρ =$ ，选用的电压表内阻 $R_{V}$ =（用已知物理量的字母表示）。

(4)、图3中图线b是另一根长度相同、横截面积相同的合金丝乙采用同样的方法获得的 $\frac{I}{U} - \frac{1}{L}$ 图像，由图可知合金丝乙的电阻率合金丝甲的电阻率（选填“大于”、“等于”或“小于”）。

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四、解答题

14. 如图所示为某种材料做成的透明球体放置在真空中，O为球心，半径为R。距离球心O为0.5R的A点有一点光源，能向各个方向发出某种单色光。从A点发出垂直OA发射的某条光线a经过球面发生三次全反射后能回到A点。透明球体对该色光的折射率n = 2，光在真空中的光速为c，求：

(1)、该色光对透明球体的临界角C；

(2)、光线a从发出到回到A的时间t。

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15. 我国第三艘航母“福建舰”于2022年6月17日正式下水。“福建舰”采用了全新的电磁阻拦技术。现将其简化，如图所示，在磁感应强度为B的匀强磁场中，两根平行金属轨道MN、PO水平固定，相距为L，电阻不计。MP间接有阻值为R的电阻。一长度为L、电阻为2R的轻质导体棒ab垂直放置在轨道上，与轨道接触良好。质量为M的飞机钩住ab后，立即关闭动力系统，飞机和ab的初速度为v₀。不计飞机和导体棒受到的摩擦阻力。求：

(1)、飞机减速过程中导体棒ab中产生的焦耳热；

(2)、飞机速度为 $\frac{v_{0}}{2}$ 时的加速度大小；

(3)、飞机减速过程中的位移大小。

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16. 如图所示，物块a、b叠放在一起，质量均为m = 10kg，足够长的木板c的质量为2m = 20kg。物块a、b和木板c的厚度相同。物块a与物块b及长木板c之间的动摩擦因数均为μ₁= 0.15，物块b和木板c与地面的动摩擦因数均为μ₂= 0.1。物块a和b以速度v₁= 10m/s、木板c以速度v₂= 2m/s同时相向运动，经时间t = 4s发生碰撞。设碰撞时间极短，物块a、b的长度和木板c相比可以忽略，物块a不能滑离木板c，重力加速度g = 10m/s²。求：

(1)、相碰前瞬间物块a、b和木板c的速度大小；

(2)、物块b和木板c碰后瞬间木板c的速度大小范围；

(3)、物块a在木板c上滑动时，a和c接触面间的摩擦热。

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$a^{- 1} (s^{2} /m)$	1.54	0.82	0.58	0.47	0.39
$m^{- 1} ({kg}^{- 1})$	40	20	13.3	10	8

$m (g)$	25	50	75	100	125
$a ({m/s}^{2})$	0.65	1.22	1.72	2.15	2.57