湖北省腾云联盟2022-2023学年高三上学期物理12月联考试卷

试卷更新日期：2022-12-29 类型：月考试卷

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一、单选题

1. 1964年10月16日，中国第一枚原子弹试爆成功。该原子弹核反应物的主要成分是 $_{92}^{235} U$ 。天然 $_{92}^{235} U$ 是不稳定的，它通过若干次α衰变和β衰变最终成为稳定的元素 $_{82}^{207} P_{b}$ ，则此过程α衰变和β衰变的次数分别为（　　）

A、7、4 B、5、8 C、12、14 D、14、46

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2. 2022年11月1日，梦天实验舱与“天宫”空间站组合体成功在轨交会对接。梦天入列，标志着中国载人航天全面进入“空间站时代”。已知完成对接后的梦天实验舱绕地球做圆周运动，轨道高度为 $400 ~ 450 km$ ，轨道平面与地球赤道平面成一定夹角，则梦天实验舱的（　　）

A、发射速度小于第一宇宙速度 B、运行速度大于第一宇宙速度 C、运行周期比地球同步卫星的小 D、运行加速度比地球表面重力加速度大

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3. 唐代《来耜经》记载曲辕犁是一种起土省力的先进耕犁。耕地过程中，牛通过两根耕索拉曲辕犁，如图所示。忽略耕索质量。下列说法正确的是（　　）

A、曲辕梨匀速前进时，耕索对犁的拉力小于犁对耕索的拉力 B、曲猿犁加速前进时，耕索对犁的拉力大于犁对耕索的拉力 C、其他条件相同，当两根耕索之间的夹角较大时，牛较省力 D、其他条件相同，当两根耕索之间的夹角较小时，牛较省力

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4. 关于静电场，下列说法正确的是（　　）

A、最早提出画电场线来描述电场的物理学家是富兰克林 B、同一电场中等势面分布越密的地方，电势一定越高 C、合场强处处为零的区域内，电势一定处处相等 D、移动正电荷时，静电力一定对正电荷做正功

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5. 用轻质弹簧拴接的a、b两物块，分别按图I、II、III三种情形放置，图I中a、b在水平轨道上，图II中a、b在固定斜面上。在三种情形中，均沿图示方向用大小恒定的力F拉a，使a、b一起匀加速直线运动，将他们的加速度大小分别记为a₁、a₂、a₃ ，弹簧伸长量分别记为x₁、x₂、x₃ ，不计一切摩擦，则（）

A、a₁>a₂>a₃ ， x₁=x₂=x₃ B、a₁>a₃>a₂ ， x₁>x₃>x₂ C、a₂>a₁>a₃ ， x₁=x₂=x₃ D、a₃>a₂>a₁ ， x₁>x₃>x₂

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6. 一款新能源汽车进行性能测试时，沿平直路面由静止启动，发动机输出功率P与速度v的关系图像如图所示，当速度达到 $v_{0} = 20 m/s$ 时，输出功率增大到 $P_{0} = 120 kW$ 保持不变，继续加速运动 $x = 15 m$ 后达到最大速度，已知汽车质量为 $m = 1.2 \times 10^{3} kg$ ，运动过程受到的阻力大小恒为 $f = 4 \times 10^{3}$ N。则汽车在此过程中（　　）

A、速度最大值为25m/s B、牵引力最大值为 $1 \times 10^{4}$ N C、匀加速直线运动持续的时间为10s D、从 $v_{0}$ 加速至最大速度的时间为3s

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7. 如图，半径为R的圆表示一柱形区域的横截面（纸面），在柱形区域内加一方向垂直于纸面的匀强磁场，带电微粒a沿图中直线在圆上的M点射入柱形区域，在圆上的P点离开该区域，离开时速度方向与直线垂直，圆心O到直线的距离为 $\frac{3}{5} R$ ；另一带电微粒b沿图中直径在圆上的N点以相同速度射入柱形区域，也在P点离开该区域，不计重力及微粒间的相互作用力，则a、b的比荷之比为（　　）

A、 $\frac{7}{10}$ B、 $\frac{10}{7}$ C、 $\frac{20}{21}$ D、 $\frac{21}{20}$

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二、多选题

8. 一定质量的薄壁绝热气缸，内壁光滑，用绝热活塞封闭一定量的理想气体，初始时气缸开口向下竖直放置，系统处于静止状态，如图所示。将气缸缓慢转动90°过程中（气缸不漏气且与活塞不脱离），缸内气体（　　）

A、内能一定增大 B、对外界一定做正功 C、分子平均动能一定增大 D、速率大的分子数占总分子数比例一定减小

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9. 如图，理想变压器原线圈与定值电阻R₀、电流表串联后接在 $u = 220 \sqrt{2} \sin 100 π t (V)$ 的交流电源上，副线圈接电压表和滑动变阻器R，原、副线圈匝数比为2：1，已知R₀=16Ω，R的最大阻值为10Ω，电流表、电压表均为理想交流电表，下列说法正确的是（　　）

A、若将R的滑片P向上滑动，则电压表示数变大，电流表示数变小 B、若将R的滑片P向上滑动，则电压表示数不变，电流表示数变小 C、当R=4Ω时，理想变压器的输出功率最大 D、当R=8Ω时，理想变压器的输出功率最大

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10. 力传感器固定在天花板上，一不可伸长的细绳上端悬挂于力传感器，下端系在边长为 $L = \frac{\sqrt{2}}{2} m$ 的正方形金属框的一个顶点上，金属框的一条对角线水平，其下方有方向垂直金属框所在平面的匀强磁场，如图所示。已知金属框的质量为 $m = 0.5 kg$ ，构成金属框的导线单位长度的阻值为 $λ = \sqrt{2} \times 10^{- 2} Ω / m$ ，磁感应强度 $B$ 的大小随时间 $t$ 的变化关系为 $B (t) = 0.8 + 0.4 t (SI)$ ，重力加速度大小为 $g = 1 {0m/s}^{2}$ ，则（　　）

A、 $t = 3 s$ 时力传感器的示数为0 B、 $t = 3 s$ 时力传感器的示数为 $1.5 N$ C、 $0 ~ 3 s$ 内通过金属框的电荷量为 $7.5 C$ D、 $0 ~ 3 s$ 内通过金属框的电荷量为 $15 C$

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11. 如图所示，物体a和物体b通过跨过定滑轮的轻绳相连接，物体c放在水平地面上，b和c拴接在竖直轻弹簧的两端。初始时用手托住a，整个系统处于静止状态，且轻绳恰好伸直。已知a、b、c的质量分别为2m、m、3m，弹簧的劲度系数为k，弹簧始终在弹性限度内，不计一切摩擦，重力加速度为g。现释放a，稳定后，a做简谐运动，则（　　）

A、a的振幅为 $\frac{3 m g}{k}$ B、a的最大加速度为 $\frac{2}{3} g$ C、a的最大速度为 $\sqrt{\frac{4 m g^{2}}{3 k}}$ D、c对地面的压力不可能为0

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三、实验题

12. 某同学通过实验测量金属丝的电阻率

(1)、用50分度游标卡尺在金属丝不同部位测量模截面的直径，测量时应将金属丝卡在图甲游标卡尺的部位（选填“I”或“II”），其示数为mm；

(2)、用电流表和电压表测量金属丝的电阻，按如图乙连接好实验电路，闭合开关前，滑动变阻器R的滑片应置于最端（选填“左”或“右”），用电压表接线柱P先后与a、b接触，发现电压表示数有较大变化，而电流表示数变化不大，则实验中电压表接线柱P应与点相连（选填“a”或“b”）

(3)、某次实验测量中，电压表示数为U，电流表示数为I，若已测得金属丝长度为L，直径平均值为d，则该金属丝的电阻率可表示为 $ρ$ =（用所给物理量符号表示）。

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13. 某兴趣小组利用如图所示的实验装置测量滑块与长木板之间的动摩擦因数，将滑块置于水平长木板上，再将遮光条安装在滑块上，用天平测出遮光条和滑块总质量M、钩码质量m，用游标卡尺测出遮光条宽度d。实验时，将滑块系在绕过光滑定滑轮挂有钩码的细线上。

(1)、开始实验前，是否需要将长木板一端垫高来补偿阻力使滑块能匀速下滑？（选填“需要”或“不需要”）；

(2)、实验中，将滑块由静止释放，数字计时器记录下遮光条通过光电门1和光电门2的遮光时间Δt₁和Δt₂ ，以及这两次开始遮光的时间间隔Δt，据此可计算出滑块经过两光电门速度的变化量Δv = ；

(3)、多次改变光电门2的位置进行测量，得到多组关于Δt和Δv的数据，以Δt为横坐标，以(Δv)n（n = 1，2）为纵坐标，在坐标纸上描点，拟合图线，得到的图像最合理的是___________；

A、 B、 C、 D、

(4)、根据上述最合理的图像计算出图线的斜率k，查得当地的重力加速度g，则滑块与长木板之间的动摩擦因数表达式为μ = ；

(5)、实验结果发现，滑块与长木板之间的动摩擦因数的实验值与理论值不相等，产生这一误差的原因可能是___________。

A、实验中空气阻力的影响 B、选用的遮光条宽度过大 C、每次释放滑块的位置不同 D、钩码质量未远小于遮光条和滑块总质量

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四、解答题

14. 半径为R的透明球体内装了一半的透明液体，液体上方是真空，其截面如图所示。一激光器从球体最底端P点沿着内壁向上移动，所发出的光束始终指向球心O，当激光器在与竖直方向成30°角的P₁点时，发出的光束透过液面后，照射到球体内壁上的P₂点。已知OP₂与液面的夹角为37°，光在真空中的传播速度为c，sin37°=0.6，求：

(1)、从P₁点发出的光束到P₂点的时间；

(2)、激光器至少向上移至距P点多高时，所发出的光束恰好不从液面折射出来？

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15. 如图所示，内径为d=0.06m、高为h=0.42m的圆筒竖直放置，圆筒内有竖直向下的匀强电场（电场强度大小可调节），圆筒纵截面MNOP所在平面有一微粒发射器，质量为 $m = 5 \times 10^{- 13} kg$ 、电荷量为 $q = 4 \times 10^{- 6} C$ 的带负电微粒（可视为质点），被发射器发射后水平飞出，恰好沿M点射入圆筒，假设微粒撞击圆筒壁时速度的水平分量被完全反弹，竖直分量保持不变，微粒电荷量及电性始终不变。将发射器发射端口与M点的竖直距离记为y，水平距离记为x，不计空气阻力，重力加速度大小为 $g = 10 m / s^{2}$ 。

(1)、若将电场强度大小调为 $E_{1} = 1.25 \times 10^{- 6} N / C$ ，要使微粒射入圆筒后，只与其撞击一次，且恰好从P点射出，求x、y满足的函数关系；

(2)、若将电场强度大小调为 $E_{2} = 7.5 \times 10^{- 7} N / C$ ，且 $x = 1.2 m$ 、 $y = 0.8 m$ ，求微粒撞击圆筒左侧壁MP的次数。

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16. 竖直面内的水平轨道上有一半径为 $R = 1.5 m$ 、圆心角为 $θ = 60 °$ 的固定光滑圆弧轨道，其底端紧靠一质量为 $M = 0.2 kg$ 的长木板，长木板上表面与圆弧轨道底端平齐，长木板右端放置一小物块P，如图甲所示。用足够长轻绳拴接的两个小滑块A、B分别置于圆弧轨道两侧，A刚好被锁定在圆弧轨道上端，B悬停在空中。现解除锁定，A下滑至圆弧轨道底端时与P发生弹性碰撞（碰撞时间极短），碰撞后，A立即又被锁定，P开始运动的v-t图像如图乙所示，图中的 $v_{0}$ 、 $t_{0}$ 、 $t_{1}$ 均为未知量，整个运动过程中P始终未滑离长木板。已知A的质量为 $m_{0} = 1.2 kg$ ， B、P的质量均为 $m = 0.4 kg$ ， P与长木板之间的动摩擦因数为 $μ_{1} = 0.5$ ，长木板与水平轨道之间的动摩擦因数为 $μ_{2} = 0.3$ ， P、A、B均可视为质点，重力加速度大小为 $g = 10 {m/s}^{2}$ 。求

(1)、 $v_{0}$ 、 $t_{0}$ 的值；

(2)、 $0 ~ t_{0}$ 与 $t_{0} ~ t_{1}$ 过程，小物块P、长木板和水平轨道组成的系统因摩擦产生内能的比值。

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