全国重点高中2022-2023学年高三上学期物理新百年竞优联考试卷

试卷更新日期：2022-12-30 类型：月考试卷

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一、单选题

1. 一辆试驾车在一平直车道上试车，在 $A E$ 段做匀加速直线运动，利用频闪照相得到依次经过A、B、C、D、E五个位置的图片如图所示，频闪照相的曝光频率为 $10 Hz$ ，实际长度与照片长度的比例为5∶1，测得照片上 $A B$ 段的长度为 $x_{1} = 1 cm$ ， DE段的长度为 $x_{4} = 7 cm$ ，则关于试驾车在 $A E$ 运动过程中的加速度和平均速度的大小分别为（　　）

A、 $2 {m/s}^{2}$ ； $2 m/s$ B、 $2 {m/s}^{2}$ ； $0 .8m/s$ C、 $10 {m/s}^{2}$ ； $2 m/s$ D、 $10 {m/s}^{2}$ ； $0 .8m/s$

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2. 如图甲所示，一群氢原子由处于 $n = 4$ 的能级向低能级状态跃迁时发出不同频率的光子，这些光子照射到同一块金属板上，该金属发生光电效应时的最大初动能 $E_{k}$ 与入射光频率v的关系图象如图乙所示，已知普朗克常量为 $h = 6.6 \times 10^{- 34} J \cdot s$ ，电子的带电荷量为 $e = 1.6 \times 10^{- 19} C$ ，则能使该金属发生光电效应的光子有几种（　　）

A、1种 B、2种 C、3种 D、4种

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3. 在游乐场上，一个大人和一个小孩各驾着一辆碰碰车迎面相撞，如图所示。已知大人和车的总质量为 $M = 100 kg$ ，速度为 $v_{1} = 3 m / s$ ，小孩和车的总质量为 $m = 60 kg$ ，速度为 $v_{2} = 1 m/s$ ，碰碰车质量相同，碰撞后两车迅速粘合在一起，忽略碰碰车与地面间的摩擦，则关于两车碰撞过程的下列说法中正确的是（　　）

A、两车组成的系统满足动量守恒和机械能守恒 B、大人和碰碰车的动量变化了 $120 kg \cdot m / s$ C、合外力对小孩和碰碰车的冲量大小为 $20 N \cdot s$ D、如果碰撞在 $0.05 s$ 内完成，两车间产生的平均冲力为 $3000 N$

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4. 如图所示，夹在物块A、B之间的轻弹簧劲度系数为 $k = 100 N / m$ ，物块A、B的质量分别为 $m_{A} = 2 kg$ 和 $m_{B} = 3 kg$ ，两物块与地面之间的动摩擦因数均为 $μ = 0.1$ ，现用与水平方向成 $37 °$ 角的恒定拉力 $F = 15 N$ 作用在物块B上，当系统达到稳定状态时A、B间保持相对静止，已知 $\sin 37 ° = 0.6$ ， $\cos 37 ° = 0.8$ ，重力加速度为 $g = 10 m / s^{2}$ ，此时弹簧的伸长量为（　　）

A、 $4.8 cm$ B、 $5.16 cm$ C、 $6 cm$ D、 $7.74 cm$

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5. 如图所示，心脏除颤器用于刺激心脏恢复正常的跳动，它通过皮肤上的电极板使电容器放电。已知某款心脏除颤器，其电池能量等级为 $360 J$ ，即 $360 J$ 放电45次，充电至 $360 J$ 约 $7 s$ ，抢救病人时一部分能量在 $2 ms$ 脉冲时间通过电极板放电进入身体，也可在短时间内给电容为 $50μF$ 的电容器充电至 $2000 V$ ，下列说法正确的是（　　）

A、给病人放电时脉冲电流的平均功率约为 $4.0 kW$ B、给病人放电电流与心脏除颤器的充电电流之比为 $\frac{900}{7}$ C、电容器充电至 $2000 V$ 时，存储的能量为 $200 J$ D、给电容器充电一次的能量相当于抢救病人时放电25次的能量

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6. 2020年10月26日23点19分，我国在西昌卫星发射中心用长征二号丙运载火箭，成功将遥感三十号07组卫星送入预定轨道，发射获得圆满成功，此次任务还搭载发射了天启星座06星。若两星都发射到赤道平面内圆轨道上做匀速圆周运动，07组卫星标为A星，06星标为B星，某时刻其位置关系如图所示，A、B星与地心O的连线构成一个等腰直角三角形，则下列说法正确的是（　　）

A、发射A星所需要的能量一定比发射B星所需要的能量多 B、让B星向后喷气，通过一次加速可使B星沿 $B A$ 直线方向变轨到A星所在轨道做匀速圆周运动 C、在圆轨道上正常运行时，A星的线速度一定比B星的线速度大 D、在圆轨道上正常运行时，A星的角速度一定比B星的角速度小

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7. 如图所示，从O点正上方高H处的一点先后平抛两个小球1和2，球2直接恰好越过高为h的竖直挡板A落到水平地面上的B点，球1则与地面碰撞一次后，也恰好越过竖直挡板A，而后也落在B点。设球1与地面碰撞时水平分速度大小方向都不变，竖直分速度大小不变方向相反，球与地面碰撞的时间忽略不计，不计空气阻力，则以下说法正确的是（　　）

A、挡板的高度为 $h = \frac{3}{4} H$ B、两小球的水平初速度之比为 $v_{1} ： v_{2} = 1 ： 2$ C、两小球越过挡板前在空中运动的时间之比为 $t_{1} ： t_{2} = 4 ： 1$ D、A点到O点和A点到B点的水平距离之比为 $L_{1} ： L_{2} = 4 ： 3$

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二、多选题

8. 如图所示，光滑且足够长的两平行金属导轨固定在同一水平面上，两导轨间的距离 $L$ ，定值电阻 $R_{1} = 2 R_{0}$ ， $R_{2} = R_{0}$ ，导轨上放一质量为 $m$ 的金属导体棒 $a b$ ，棒的电阻为 $r = R_{0}$ 。整个装置处于磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场的方向垂直于导轨平面向上，不计其它电阻，现用一拉力F沿水平方向向左拉棒，使棒以速度 $v_{0}$ 向左匀速运动，则关于通过两定值电阻的感应电流 $I_{1}$ 、 $I_{2}$ ，电荷量 $q_{1}$ 、 $q_{2}$ ，产生的热量 $Q_{1}$ 、 $Q_{2}$ 以及外力 $F$ 的功率 $P$ 随时间变化的图像可能正确的是（　　）

A、 B、 C、 D、

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9. 如图所示，两个可视为质点的物体A、B质量均为 $1 kg$ ，在倾角为 $37 °$ 的斜面上相距 $1 m$ ，同时以速度 $v_{0} = 10 m/s$ 沿斜面向上运动，分别到达同一位置时速度恰好变为零，如果物体B向上运动的时间为 $t_{B} = 0.8 s$ ，则下列说法正确的是（　　）

A、物体A向上运动时的加速度大小为 ${10m/s}^{2}$ B、物体A减速到零以后一定不会下滑 C、上滑过程中两物体克服摩擦做功均为 $30 J$ D、上滑过程中两物体所受合外力做功均为 $- 50 J$

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10. 在如图所示电路中，电源的电动势为E，内阻为r， $R_{1}$ 是定值电阻， $R_{2}$ 是滑动变阻器 $(R_{2} > R_{1})$ ，闭合开关S，不同规格的灯泡 $L_{1}$ 和 $L_{2}$ 均正常发光，现将滑动变阻器的滑动片P向上移动一定的距离，理想电流表、电压表的示数均会发生一定变化，其变化量分别用 $Δ I_{1} 、 Δ I_{2}$ 和 $Δ U$ 表示，则下列分析判断可能正确的是（　　）

A、电压表V示数变大，电流表 $A_{1}$ 示数变小 B、电流表 $A_{2}$ 示数可能变为零 C、灯泡 $L_{1}$ 变暗，灯泡 $L_{2}$ 变亮 D、电源的内阻 $r = \frac{Δ U}{Δ I_{1} + Δ I_{2}}$

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11. 如图所示，有两条位于同一竖直平面内的光滑水平轨道，相距为h，轨道上有两个物体A和B质量均为m，它们通过一根绕过定滑轮O的不可伸长的轻绳相连接。在轨道间的绳子与轨道成 $30 °$ 角的瞬间，物体A在下面的轨道上的运动速率为v。此时绳子 $B O$ 段的中点处有一与绳相对静止的小水滴P与绳子分离。设绳长 $B O$ 远大于滑轮直径，不计轻绳与滑轮间的摩擦，则下列说法正确的是（　　）

A、图示位置时物体B的速度大小为 $\frac{2 \sqrt{3}}{3} v$ B、小水滴P与绳分离的瞬间做平抛运动 C、在之后的运动过程中当轻绳 $O B$ 与水平轨道成 $90 °$ 角时物体B的动能为 $\frac{3}{2} m v^{2}$ D、小水滴P脱离绳子时速度的大小为 $\sqrt{\frac{13}{12}} v$

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12. 如图所示，比荷相同的不同离子按一定的时间间隔从离子源“飘”出，无初速地进入加速电压的大小、正负可调的加速电场，加速后从P点沿垂直对角线 $a c$ 方向进入正方形磁场区域，正方形a、b、c、d竖直放置，对角线 $a c$ 处于竖直方向，P为 $a b$ 边的中点，磁场的磁感应强度为B，在a、b、c、d四个顶点均放置一个离子接收器，则下列说法中正确的是（　　）

A、在a点的接收器有可能接收到负离子 B、不论怎样调节加速电压U，b点接收器都不可能接收到任何离子 C、负离子在磁场中运动的时间一定比正离子长 D、增大加速电压U，一定可以使d点接收器接收到负离子

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三、实验题

13. 某同学设计如图甲所示的实验装置。他在一端带有定滑轮的水平放置的长木板上固定有A、B两个光电门，与光电门相连的计时器可以显示带有遮光片的物块在其间的运动时间，轻质测力计与跨过定滑轮的轻质细绳相连，能显示挂钩所受的拉力。实验时，多次改变沙桶中沙的质量，每次都让物块从某位置由静止开始运动，实验测得遮光片的宽度为d，备选器材还有托盘天平、弹簧测力计、毫米刻度尺。则

(1)、某次实验测得光电门A、B的遮光时间分别为 $t_{1}$ 、 $t_{2}$ ，为了求出物块运动的加速度，该同学还应该测出的物理量为，物块运动的加速度的表达式为（用测量的各物理量字母表示）。

(2)、将物块改为在光电门A处由静止开始运动，测出A、B之间的距离x，多次改变测力计示数F时，对应测出物块从A由静止开始运动到B的时间t，并在坐标系中作出 $F - \frac{1}{t^{2}}$ 的图线，如图乙所示，图线的斜率为k，与纵轴的截距为b。根据上述信息，可知物块的质量表达式为 $m =$ ，物块与木板之间的动摩擦因数表达式为 $μ =$ 。

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14. 要将一只灵敏电流计G改装为电压表V，需要先测出灵敏电流计G的内阻 $r_{g}$ ，要求：测量尽量准确、能测多组数据且滑动变阻器调节方便，电表最大读数不得小于量程的 $\frac{1}{3}$ ，待测元件及提供的其他实验器材有：
A．电源E：电动势约为 $1.5 V$ ，内阻约为 $0.4 - 0.7 Ω$

B．待测灵敏电流计G：量程 $500μA$ ，内阻约为 $150 - 25 0Ω$

C．电压表V：量程 $300 mV$ ，内阻约为 $500 Ω$

D．定值电阻 $R_{0}$ ：阻值 $300 Ω$

E.滑动变阻器 $R_{1}$ ：最大阻值 $10 Ω$ ，额定电流 $1 A$

F.电阻箱 $R_{2}$ ：阻值 $0 - 9999 Ω$

H.开关S一个，导线若干

(1)、在方框内画出测量电流表G内阻 $r_{g}$ 的实验电路图；

(2)、实验中要测量的物理量有；

(3)、电流表G内阻的计算表达式 $r_{g} =$ ；

(4)、若测出电流表内阻 $r_{g} = 200 Ω$ ，要把电流表G改装为量程 $1.5 V$ 的电压表，则需串联的分压电阻阻值为 $Ω$ 。

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四、解答题

15. 如图所示，将一小球竖直向上抛出，不计空气阻力，在小球经过路径上的A、B两点各安装一个光电门，测两次通过A点的时间差为 $Δ t_{1}$ ，两次通过B点的时间差为 $Δ t_{2}$ ，求：

(1)、A、B两点的高度差h；

(2)、小球在上升过程中从A运动到B阶段的平均速度的大小 $\bar{v}$ 。

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16. 如图所示，在真空室中存在平行该平面的匀强电场E，由P点向平面内各个方向发射质量为m，电荷量q的带正电小球， $q E > m g$ ，小球速率均为 $v_{0}$ ， $a b$ 为P点附近的一条水平直线（P到直线 $a b$ 的距离 $P C = L$ ），Q为直线 $a b$ 上一点，它与P点相距 $P Q = \frac{5}{4} L$ ，向不同方向发射的带电小球都能到达 $a b$ 直线，且到达 $a b$ 直线时动能都相等，已知水平向左射出的带电小球拾好到达Q点，重力加速度为g，求：

(1)、匀强电场的场强大小和方向；

(2)、 $P Q$ 两点间的电势差 $U_{P Q}$ 。

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17. 如图所示，一质量为 $m_{B} = 6 kg$ 的木板B静止于光滑水平面上，长 $L = 4 m$ ，可视为质点的物块A质量 $m_{A} = 3 kg$ 停在B的左端，一质量为 $m = 2 kg$ 的小球用长为 $l = 1.25 m$ 的轻绳悬挂在固定点O上，小球半径与绳长相比可以忽略不计。将轻绳拉直至水平位置后，由静止释放小球，小球在最低点与A发生弹性碰撞，碰撞结束瞬间，小球立即被锁定。在小球和A碰撞的同时，立即给B施加一个水平向右的拉力F，A与B的动摩擦因数 $μ = 0.1$ ，取重力加速度大小 $g = 10 m / s^{2}$ 。求：

(1)、若 $F = 15 N$ ， A相对B向右滑行的最大距离；

(2)、要使A从B上滑落，拉力F大小应满足的条件。

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18. 如图所示，在平面直角坐标系 $x O y$ 中，第一、二象限内存在竖直向上的匀强电场，电场强度大小为 $E = 3.84 N / C$ ，第三、四象限内有方向垂直纸面向里匀强磁场，一质量为 $m = 3.0 \times 10^{- 6} kg$ ，带电荷量为 $q = 5 \times 10^{- 4} C$ 的带负电粒子（重力可忽略不计）从y轴上的 $M (0 ， 20 m)$ 点以平行于x轴的速度 $v_{0} = 120 m / s$ 向右射出，带电粒子从电场进入磁场运动一次后恰好自行回到M点，已知 $\sin 37 ° = 0.6 ， \cos 37 ° = 0.8$ ，求：

(1)、第三、四象限中磁场的磁感应强度B的大小；

(2)、带电粒子从M出发到再次回到M点经历的时间t；

(3)、若保持其它条件不交，将初速度变为 ${v^{'}}_{0} = \frac{640}{3} m / s$ ，磁感应强度增大到 $B^{'} = 3 B$ ，则带电粒子每次过x轴的点到坐标原点的距离？

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