湖北省十堰市2022-2023学年高三上学期物理元月调研考试试卷

试卷更新日期：2023-01-14 类型：月考试卷

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一、单选题

1. 氢原子的能级图如图甲所示，氢原子的光谱图如图乙所示。已知光谱中谱线 $H_{α}$ 为氢原子从 $n = 3$ 能级跃迁到 $n = 2$ 能级时辐射的光，则下列说法正确的是（　　）

A、谱线 $H_{β}$ 对应的是氢原子从 $n = 2$ 能级跃迁到 $n = 1$ 能级发出的光 B、谱线 $H_{γ}$ 对应的是氢原子从 $n = 5$ 能级跃迁到 $n = 2$ 能级发出的光 C、谱线 $H_{σ}$ 对应的是氢原子从 $n = 5$ 能级跃迁到 $n = 3$ 能级发出的光 D、谱线 $H_{ε}$ 对应的是氢原子从 $n = 5$ 能级跃迁到 $n = 4$ 能级发出的光

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2. 一列简谐横波沿x轴传播， $t = 0$ 时刻的波形如图甲所示，平衡位置在 $x = 15 m$ 的质点P的振动图像如图乙所示。下列说法正确的是（　　）

A、该波的波长为 $12 m$ B、该波的波源的振动频率为 $5 H z$ C、该波沿x轴正方向传播 D、该波的波速为 $60 m / s$

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3. 如图所示，两光滑导轨水平放置在竖直向下的匀强磁场中，一根导轨位于x轴上，另一根导轨由ab、bc、cd三段直导轨组成，其中a点与x轴的坐标原点O非常接近，但不接触，bc段与x轴平行，导轨右端接入一定值电阻R。导轨上一金属棒沿x轴正向以速度v₀做匀速直线运动，t=0时刻通过坐标原点O，金属棒始终与轴x垂直。设运动过程中通过电阻的电流为i，金属棒克服安培力做功的功率为P、导轨均与金属棒接触良好，忽略导轨与金属棒的电阻，下列图像可能正确的是（　　）

A、 B、 C、 D、

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4. 在固定正点电荷 $O$ 形成的电场中，a、b、c是以点电荷 $O$ 为圆心的同心圆， $a$ 与 $b$ 、 $b$ 与 $c$ 的半径差相等，一带负电粒子经过该区域时，轨迹与a、b、c的交点如图所示，若粒子运动过程中只受电场力的作用，则下列说法正确的是（　　）

A、A点的电势高于B点的电势 B、A、B两点间的电势差大于B、C两点间的电势差 C、粒子通过D点与通过B点时的速度大小相等 D、粒子在C点的电势能大于在D点的电势能

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5. 某滑梯可简化为一长度为 $2.5 m$ 、倾角为 $30 °$ 的光滑斜面。一小朋友（视为质点）从滑梯顶端O点由静止开始下滑，先后通过a、b、c三点， $O a$ 、 $a b$ 、 $b c$ 三段距离相等，取重力加速度大小 $g = 10 m / s^{2}$ 。下列说法正确的是（　　）

A、小朋友通过a、b、c三点时的速率之比为 $1 ： \sqrt{2} ： \sqrt{3}$ B、小朋友通过 $O a$ 、 $a b$ 、 $b c$ 的时间之比为 $1 ： \sqrt{2} ： \sqrt{3}$ C、小朋友下滑过程中的加速度大小为 $2.5 m / s^{2}$ D、小朋友在滑梯上运动的时间为 $\sqrt{2} s$

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6. 2022年6月23日，我国在西昌卫星发射中心使用“长征二号”丁运载火箭，采取“一箭三星”方式，成功将“遥感三十五号”02组卫星发射升空。卫星发射并进入轨道是一个复杂的过程，如图所示，发射同步卫星时是先将卫星发射至近地轨道，在近地轨道的A点加速后进入转移轨道，在转移轨道上的远地点B加速后进入同步轨道；已知近地轨道半径为 $r_{1}$ ，同步轨道半径为 $r_{2}$ 。则下列说法正确的是（　　）

A、卫星在近地轨道与同步轨道上运动的向心加速度大小之比为 $r_{2} ： r_{1}$ B、卫星在近地轨道与同步轨道上运动的速度大小之比为 $r_{2} ： r_{1}$ C、卫星在转移轨道上运动时，从B点运动到A点的过程中机械能减小 D、在转移轨道上运动，相同的时间内，卫星与地心的连线扫过的面积相等

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7. 在如图所示的平面内，存在宽为 $L$ 的匀强磁场区域（足够长、边界上有磁场），匀强磁场的磁感应强度大小为 $B$ ，左侧边界上有一离子源 $S$ ，可以向纸面内各方向发射质量为 $m$ 、带电荷量为 $+ q (q > 0)$ 、速度大小为 $\frac{q B L}{m}$ 的离子。不计离子受到的重力和空气阻力，下列说法正确的是（　　）

A、离子在磁场中运动的最长时间为 $\frac{π m}{2 q B}$ B、离子从右侧边界离开磁场时，在磁场中运动的最短时间为 $\frac{π m}{3 q B}$ C、离子从右侧边界离开磁场时，在磁场中运动的最长时间为 $\frac{5 π m}{12 q B}$ D、离子从左侧边界离开磁场时，射入点与射出点间的最大距离为 $\sqrt{3} L$

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二、多选题

8. 如图所示，一由两种单色光组成的光束a从某半圆形透明介质的圆心O射入，出射光为b、c两束单色光．下列说法正确的是（　　）

A、透明介质对光束c的折射率大于对光束b的折射率 B、光束b的波长小于光束c的波长 C、两束光通过同一狭缝，光束b的衍射现象比光束c的衍射现象更明显 D、若光束c能使某金属发生光电效应，则光束b一定能使该金属发生光电效应

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9. 如图所示，倾角为 $θ$ 的斜劈劈尖顶着竖直墙壁静止于水平地面上，现将一小球从图示位置由静止释放，不计一切摩擦，在小球从释放到落至地面的过程中，当斜劈的速度大小为 $v_{0}$ 时，则下列对应小球下落的速度大小不正确的是（　　）

A、 $v_{0} s i n θ$ B、 $v_{0} c o s θ$ C、 $v_{0} t a n θ$ D、 $v_{0} c o t θ$

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10. 如图所示，长木板A放在光滑的水平面上，质量为m=4kg的小物体B以水平速度v₀=2m/s滑上原来静止的长木板A的表面，由于A、B间存在摩擦，之后A、B速度随时间变化情况如图乙所示，取g=10m/s² ，则下列说法正确的是（）

A、木板A获得的动能为2J B、系统损失的机械能为2J C、木板A的最小长度为2m D、A，B间的动摩擦因数为0.1

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11. 如图所示，矩形线圈abcd处在磁感应强度大小为B的匀强磁场中，线圈的匝数为n、面积为S、电阻为r，绕垂直于磁场的轴 $O O^{'}$ 以角速度 $ω$ 匀速转动，理想变压器的副线圈接电阻为R的定值电阻时，矩形线圈中产生的感应电流的有效值为I。下列判断正确的是（　　）

A、矩形线圈平面与磁场方向平行时，线圈中感应电动势的瞬时值为 $n B S ω$ B、线圈的输出功率为 $\frac{n B S ω I}{\sqrt{2}}$ C、通过定值电阻的电流的有效值为 $\sqrt{\frac{n B S ω I}{\sqrt{2} R} - \frac{I^{2} r}{R}}$ D、通过定值电阻的电流的有效值为 $\sqrt{\frac{n B S ω I}{\sqrt{2} R}}$

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三、实验题

12. 某同学在做“研究匀变速直线运动”实验中获得的一条纸带如图所示。

(1)、已知打点计时器所用电源的频率为 $50 H z$ ，每两个计数点间还有四个点没有标出来，则打点计时器打A、B两点的时间间隔为s。

(2)、图中B、C两点间的距离s可能为____。

A、 $3.1 c m$ B、 $3.21 c m$ C、 $2.930 c m$ D、 $3.330 c m$

(3)、若B、C两点间的距离为第（2）问中选出的正确值，则打C点时纸带的速度大小为m/s，纸带做匀变速直线运动的加速度大小为m/s。（结果均保留三位有效数字）

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13. 一同学用伏安法测量一节干电池的电动势和内阻，可供选择的器材有：
A．电流表A₁（量程为1mA，内阻为100Ω）；
B．电流表A₂（量程为120mA，内阻为20Ω）；
C．定值电阻 $R_{1} = 5 Ω$ ；
D．定值电阻 $R_{2} = 0.1 Ω$ ；
E．定值电阻 $R_{3} = 2000 Ω$ ；
F．定值电阻 $R_{4} = 1400 Ω$ ；
G．滑动变阻器R；
H．开关、导线若干。

(1)、要求使用所提供的器材改装成一量程为 $0.6 A$ 的电流表，则需选择的电流表为、定值电阻为。（均填写器材前的字母）

(2)、要求使用所提供的器材改装成一量程为 $1.5 V$ 的电压表，则需选择的电流表为、定值电阻为。（均填写器材前的字母）

(3)、利用改装后的电表设计电路如图甲所示（图中 $V$ 、 $A$ 均为改装后的电表），将测量所得数据描点、作图，得到电压表的电压U和电流表的电流I的关系图像如图乙所示，则电池的电动势 $E =$ V，内阻 $r =$ Ω。（结果均保留三位有效数字）

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四、解答题

14. 如图甲所示，一竖直放置、内壁光滑导热良好的柱形汽缸内有一定质量的理想气体，被质量为 $m$ 、面积为S活塞（厚度不计）分割成a、b两部分，达到平衡时两部分气体的体积之比为2：1。已知图甲中a部分气体的压强为 $\frac{m g}{3 S}$ （g为重力加速度），整个过程中，气体的温度保持不变。

(1)、求图甲中b部分气体的压强；

(2)、现把汽缸水平放置，如图乙所示，求达到平衡时a、b两部分气体的体积之比。

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15. 固定在水平地面上表面光滑斜面倾角为θ。斜面底端固定一个与斜面垂直的挡板，一木板A被放在斜面上，其下端离地面高为H，上端放着一个小物块B，如图所示。木板和物块的质量均为m。相互间最大静摩擦力等于滑动摩擦力，动摩擦因数为μ（μ>tanθ），把它们由静止释放，木板与挡板发生碰撞时，时间极短，无动能损失，而物块B始终不会与挡板发生碰撞。求：

(1)、木板A即将与挡板第一次碰撞前的速度为多大？

(2)、木板A与挡板第一次碰撞后沿斜面上升的最大距离为多少？

(3)、从释放木板到木板和物块都静止，木板和物块系统损失的机械能。

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16. 竖直圆弧轨道 $P_{1} Q_{1} 、 P_{2} Q_{2}$ 与水平轨道 $Q_{1} M_{1} N_{1} O_{1} 、 Q_{2} M_{2} N_{2} O_{2}$ 平滑连接， $P_{1} Q_{1} 、 P_{2} Q_{2}$ 轨道宽为L，水平轨道足够长且左侧宽度为L，右侧宽度为 $2 L$ ，如图所示，轨道水平部分有竖直向上的磁感应强度大小为B的匀强磁场，一导体棒a初始位置在圆弧轨道 $P_{1} Q_{1} P_{2} Q_{2}$ 上离水平轨道高为h处，导体棒b在水平轨道的较宽轨道处，已知导体棒 $a 、 b$ 质量分别为 $m 、 2 m$ ，接入轨道的电阻分别为 $R 、 2 R$ ，重力加速度为g，现静止释放导体棒a，导体棒刚好达到稳定状态时，导体棒a仍在水平较窄轨道上运动，导体棒b没离开轨道，不计一切摩擦，轨道电阻不计，求：

(1)、导体棒b的最大加速度；

(2)、导体棒刚好达到稳定状态时，导体棒b的速度；

(3)、导体棒刚好达到稳定状态时，导体棒a产生的热量。

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