湖南省九校联盟2022-2023学年高三上学期物理第一次联考试卷

试卷更新日期：2022-12-29 类型：月考试卷

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一、单选题

1. 在人类对世界进行探索的过程中，科学探究起到了非常重要的作用下列说法符合历史事实的是（　　）

A、贝克勒尔从沥青铀矿中发现了针（Po）和铺（Ra）两种新元素 B、卢瑟福通过α粒子散射实验证实了在原子核内部存在质子 C、爱因斯坦最先将能量子概念引入物理学，使得光电效应的理论与实验的矛盾迎刃而解 D、汤姆孙通过阴极射线在电场和磁场中偏转的实验，发现了阴极射线是由带负电的粒子组成的，并测出了该粒子的比荷

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2. 两根通电长直导线a、b垂直纸面平行固定，电流方向如图所示，导线a中的电流为I，b中的电流也为I已知通电长直导线在距导线r处产生的磁感应强度大小为 $k \frac{I}{r}$ ， O点处的磁感应强度大小为B₀ ，且 $c a = a o = a b$ ，则c点处的磁感应强度大小为（　　）

A、 $\frac{B_{0}}{6}$ B、 $\frac{B_{0}}{3}$ C、 $\frac{2 B_{0}}{3}$ D、B₀

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3. 物流运输中对于易碎物品往往用如图所示的气垫袋包装，用以减小碰撞时受到的冲击力某次运输中，易碎物品（玻璃瓶并含内容物）质量为1kg，分拣员在分拣物品时不小心让物品从手上自由落下，假设失落时离地面的距离为45cm，因为有气垫袋包装，物品与地面的作用时间为1s；若该物品在没有包装情况下从相同高度自由落下，与地面间的作用时间为0.1s重力加速度取10m/s² ，物品（含包装）落地后均不反弹则包装与不包装两种情况下物品受到的地面的平均冲击力大小之比为（　　）

A、1：1 B、1：10 C、7：20 D、13：40

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4. 一带电的球甲与一原来不带电的导体球乙形成的电场的电场线与等势面分布如图所示。如图中A、B、C三点，A、C两点电场强度的大小分别为 $E_{A}$ 、 $E_{C}$ ， A、B电势分别为 $φ_{A}$ 、 $φ_{B}$ ，实线为一个带电粒子沿D到C方向运动的轨迹。以下选项正确的是（　　）

A、 $E_{A} > E_{C}$ B、 $φ_{A} < φ_{B}$ C、此带电粒子带负电，它的电势能先减小后增加 D、此带电粒子带正电，它的电势能先增加后减小

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5. 如图所示，有一光滑斜面ABC固定在支架上（图中未画出），斜面底边AC水平有一质量分布均匀的不可伸长的柔软绳索圈挂在光滑的斜面ABC上，绳索圈静止若按住绳索，然后剪掉AC边下方的绳索，再轻轻松开斜面上的绳索，则对斜面上剩余部分绳索，以下说法中正确的是（　　）

A、绳索将沿BC面下滑 B、绳索将沿BA面下消 C、绳索仍然静止在斜面上 D、绳索的运动情况与斜面底角 $∠ A$ 与 $∠ C$ 的大小关系有关，故无法判定运动情况

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6. 蹦极是一项青年人非常喜爱的特别刺激的休闲活动。某兴趣小组为了研究蹦极过程的运动规律，他们在自己身上装上传感器，测出了某次蹦极过程中自身下落速度 $v$ 和相应的下落高度 $h$ ，得到了如图所示的 $v^{2} - h$ 图像，其中OA段为直线已知该同学是从静止开始竖直下落，他（含装备）的总质量为50kg，若不计空气阻力和弹性绳的重力，弹性绳遵循胡克定律且始终在弹性限度内，重力加速度取 $10 m / s^{2}$ 下列说法中正确的是（　　）

A、该同学在运动过程中机械能守恒 B、弹簧的劲度系数为 $\frac{100}{3} N / m$ C、该同学速度最大时弹力的功率为 $2500 \sqrt{10} W$ D、该同学在运动过程中的最大加速度为 $20 m / s^{2}$

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二、多选题

7. 2022年11月1日，随着梦天实验舱与天和核心舱成功对接，中国空间站的建设已经基本完成了，我国的空间站所在轨道大约距地面400km，在此高度上有非常稀薄的大气，因气体阻力的影响，运行轨道高度会逐渐缓慢降低，因此在空间站上安装有发动机，以便对轨道进行周期性修正假设空间站在正常轨道上是做匀速圆周运动，正常运行轨道高度为h，由于稀薄气体影响，空间站的轨道每经过一段时间t，轨道高度就下降 $Δ h (Δ h ≪ h$ ）已知引力常量为G，地球质量为M，地球半径为R，空间站质量为m则关于空间站的说法正确的是（　　）

A、空间站在正常轨道上运行速度大于7.9km/s B、空间站在正常轨道上运行时宇航员处于失重状态 C、在稀薄大气阻力的影响下，若无动力补充，则空间站的速度会越来越小 D、空间站在正常轨道上做匀速圆周运动的周期为 $T = 2 π \sqrt{\frac{{(R + h)}^{3}}{G M}}$

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8. 瓦特利用飞球调速器来调控蒸汽机运动的速度，如图甲所示，其工作原理是两个飞球被蒸汽机带动旋转起来，蒸汽量越多旋转越快，飞球再带动下方的套筒运动，通过杠杆再把套筒的运动传递到蒸汽阀，控制进入蒸汽机的蒸汽量，达到自动稳定蒸汽机运行速度的目的。调速器飞球及套筒的运动可简化为如图乙所示模型，它由两个质量为m的钢球（可视为质点）通过4根长为l的轻杆与竖直轴的上、下两个套筒铰接，上方套筒固定，下方套筒质量为M，可沿轴上下滑动不计一切摩擦，重力加速度为g，飞球调速器的转速和蒸汽机的转速相同，则下列说法中正确的是（　　）

A、蒸汽机转速增大或减小，上方轻杆对飞球的作用力都不变 B、若蒸汽机转速过快，则调速器套筒会下移，控制蒸汽阀减少进入蒸汽机的蒸汽量 C、若蒸汽机转速过慢，则调速器套筒会下移，控制蒸汽阀增加进入蒸汽机的蒸汽量 D、若蒸汽机稳定工作时调速器轻杆与竖直杆夹角为θ，则此时蒸汽机的转速 $n = \sqrt{\frac{(m + M) g}{4 π^{2} m l \cos θ}}$

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9. 如图所示，水平面内固定有两根平行光滑金属导轨MN和PQ，间距为L，电阻不计，磁感应强度为B的匀强磁场垂直轨道平面向下，两导轨之间连接的电阻阻值为R 。在导轨上有一质量为m的均匀金属棒，长度为 $1.5 L$ ，阻值为 $1.5 R$ ，金属棒运动过程中始终与导轨垂直，并保持良好接触， $t = 0$ 时刻在平行于轨道的水平恒力F作用下，金属棒从静止开始向右运动，经过 $t_{0}$ 时间，速度达到最大，设金属导轨足够长。下列说法正确的是（　　）

A、金属棒先做加速度减小的加速运动直到最后做匀速运动 B、金属棒运动的最大速度为 $v_{m} = \frac{5 F R}{2 B^{2} L^{2}}$ C、 $0 \sim t_{0}$ 时间内流过电阻R的总电荷量为 $q = \frac{F t_{0}}{B L} - \frac{5 m F R}{B^{3} L^{3}}$ D、 $0 \sim t_{0}$ 时间内金属棒运动的总位移为 $x = \frac{2 F R t_{0}}{B^{2} L^{2}} - \frac{4 m F R^{2}}{B^{4} L^{4}}$

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10. 如图所示，水平粗糙传送带以恒定速度v₀顺时针匀速传送，质量为m的正方形物体abcd置于传送带上，在传送带所在区域有一以PQ与MN为边界的特定区间，当abcd在进入与离开该区间的过程中就会受到水平向左的变力F的作用，且当abcd进入该区间的过程中F的变化规律与abcd离开该区域的过程中F的变化规律相同，PQ、MN与传送带垂直物体在图示位置开始计时，运动过程中ab边始终与PQ平行，其速度与时间的关系如图所示，重力加速度为g，正方体物体的边长为l则下列说法中正确的是（　　）

A、边界PQ与MN的距离为 $\frac{(v_{0} + v_{1}) (t_{3} - t_{2})}{2} + l$ B、物体与传送带间的动摩擦因数为 $\frac{v_{0} - v_{1}}{t_{3} - t_{2}}$ C、 $t_{1} ~ t_{2}$ 时间内，克服变力F做的功为 $\frac{m}{2} (v_{0}^{2} - v_{1}^{2}) + \frac{(v_{0} - v_{1}) m l}{t_{3} - t_{2}}$ D、从零时刻开始，传送带因传送物体而多做的功为 $2 m v_{0} (v_{0} - v_{1}) \frac{t_{3} - t_{1}}{t_{3} - t_{2}}$

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三、实验题

11. 利用单摆测定重力加速度的实验装置如图所示

(1)、关于实验操作步骤或者实验结果分析，下列说法正确的是___________

A、释放摆球，从摆球经过平衡位置开始计时，记下摆球做50次全振动所用时间为t，则单摆周期为 $T = \frac{t}{50}$ B、实验中误将51次全振动记为50次，测量出的重力加速度会偏小 C、让摆球释放时摆线与竖直方向的夹角更大一些（仍做简谐运动），可以使单摆的周期更长一些，更方便周期的测量 D、摆线上端未牢固地系于悬点，振动中出现松动，测量出的重力加速度g值偏小 E、如果将实验用的细线换成细橡皮筋，对实验没有影响

(2)、某同学根据实验中测出六组单摆的振动周期T与摆长L的数据，在坐标系中作出了如图所示的T²—L关系图像，由该图像计算出重力加速度g=m/s²；（结果保留3位有效数字）
$α$

(3)、某同学实验时，由于刻度尺的长度不够，他在细线上选一个点做出了标记O₁ ，如图所示，使得悬点到O₁点的距离明显小于刻度尺量程保持该标记点O₁以下的细线长度不变，只改变悬点到O₁点的距离实验中，当悬点到O₁的距离的减少量为 $Δ l$ ，测得相应单摆的周期由 $T_{1}$ 变为T₂ ，由此可得重力加速度g=（用 $Δ l$ 、T₁、T₂表示）

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12. 为研究一只额定电压为2.5V、额定电流为0.4A的小灯泡的伏安特性，要求测量尽量准确，器材除小灯泡、开关S、导线外，实验室还提供器材如下：
A．电池组（电动势 $E = 3 V$ ，内阻 $r = 1 Ω$ ）；

B．电流表A₁（量程500mA，内阻约0.5Ω）；

C．电流表A₂（量程3mA，内阻 $r = 10 Ω$ ）；

D．电阻箱 $R_{1}$ （阻值0~999.9Ω）；

E．电阻箱 $R_{2}$ （阻值0~99.9Ω）；

F．滑动变阻器 $R_{3}$ （阻值0~10Ω）；

G．滑动变阻器 $R_{4}$ （阻值0—200Ω）；

(1)、为测电压，需将A₂表改装为量程2.7V的电压表，上述器材中，电阻箱应选（填写所选器材后的字母）；

(2)、为了测量尽量准确，请在图示虚线框内画出实验电路图；

(3)、根据所设计的电路研究小灯泡的伏安特性具体操作为：利用A₁、A₂表测得多组数据，并作出 $I_{2} - I_{1}$ 图线（图中纵轴I₂为A₂表的示数值，横轴 $I_{1}$ 为A₁表的示数值）

①由图可知，当通过小灯泡的电流为0.3A时，小灯泡的实际功率为W（结果取两位有效数字）；

②若将小灯泡直接接在一个电动势 $E = 2.7 V$ ，内阻 $r = 2 Ω$ 的电池两端，小灯泡的实际功率为W（结果取两位有效数字）

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四、解答题

13. 如图所示为一导热性能良好的容器，上部分为圆柱形（横截面积为S），质量为m的活塞（厚度可忽略）恰好静止在离容器口 $l_{1}$ 处，然后再把该容器竖直浸入温度为 $T_{2}$ 的热水中，活塞缓慢上升，最终活塞恰好静止于容器口，整个过程都不漏气。已知活塞能在容器的圆柱形部分无摩擦的滑动，该地的大气压强为 $p_{0}$ ，环境温度为 $T_{1}$ ，容器中密闭的气体可视为理想气体，且理想气体的内能为 $U = a T$ （a为常数，T为热力学温度），重力加速度为g。求：

(1)、容器的容积 $V$ ；

(2)、密闭气体温度由 $T_{1}$ 升高到 $T_{2}$ 的过程中吸收的热量 $Q$ 。

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14. 如图所示，矩形区域cdef充满磁感应强度为B的匀强磁场，方向垂直纸面向里，cd边长为 $(\sqrt{3} + 1) a$ ， de边长为a，其中cde边界为荧光屏（图中实线），f点有一电子发射枪，电子质量为m，电荷量为 $- e$ ，电子离开电子枪的速度大小为 $v_{0} = \frac{2 B e a}{m}$ 。电子发射枪能在纸面内向磁场内所有方向发射电子，不计电子重力及电子间的相互作用求：

(1)、电子在磁场中运动的最长时间以及此时的入射方向；

(2)、cd荧光屏上亮线的长度

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15. 如图所示，在光滑水平地面相距足够远的地方固定两个竖直的弹性挡板，质量为m的滑块在质量为M的木板最左端一起以速度v₀向右匀速运动，木块和木板间的动摩擦因数为 $μ$ ，已知 $M = 2 m$ ，所有碰撞都是弹性碰撞，求：

(1)、木板与挡板发生第n次碰撞后到与挡板发生第 $（ n + 1 ）$ 次碰撞前，木块和木板达到的共同速度是多少？

(2)、要使滑块m不从木板上掉下来，木板至少多长？

(3)、经过足够长的时间，木块离木板左端的距离是多少？

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