黑龙江省牡丹江市普通高中共同体第二共同体2023-2024学年高三上学期1月大联考物理试题

试卷更新日期：2024-03-05 类型：月考试卷

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一、选择题：本题共10小题，共46分。在每小题给出的四个选项中，第1-7题只有一项符合题目要求，每小题4分；第8-10题有多项符合题目要求，每小题6分，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。

1. 游乐场里的旋转飞椅是很多小朋友都喜欢玩的项目，其运动模型可以简化为下图所示，将飞椅看作是两个小球，两根长度不同的缆绳分别系住1、2两个质量相同的飞椅，缆绳的上端都系于 $O$ 点，绳长 $L_{1}$ 大于 $L_{2}$ 现使两个飞椅在同一水平面内做匀速圆周运动，下列说法中正确的有（）

A、球2运动的角速度大于球1的角速度 B、球1运动的线速度比球2大 C、球2所受的拉力比球1大 D、球2运动的加速度比球1大

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2. 如图1所示小王开着新能源汽车去外婆家，在笔直的公路上以某一速度匀速行驶，发现正前方 $30 m$ 处有一队小朋友要过马路，小王为了礼让行人立即刹车。假设刹车过程中新能源汽车运动的图像如图2所示，则新能源汽车（）

A、刹车的加速度大小为 $1.5 m / s^{2}$ B、在 $5 s$ 时停下来 C、最终停在人行道前10米处 D、在 $6 s$ 内行驶的位移大小为 $24 m$

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3. 如图所示，水平光滑长杆上套有小物块 $A$ ，细线跨过位于 $O$ 点的轻质光滑定滑轮，一端连接 $A$ ，另一端悬挂小物块 $B$ ，物块 $A 、 B$ 质量相等。 $C$ 为 $O$ 点正下方杆上的点，滑轮到杆的距离 $O C = h$ ，重力加速度为 $g$ 。开始时 $A$ 位于 $P$ 点， $P O$ 与水平方向的夹角为 $37 °$ ，现将 $A 、 B$ 由静止释放，下列说法正确的是（）

A、物块 $A$ 运动到 $C$ 点过程中机械能变小 B、物块 $A$ 经过 $C$ 点时的速度大小为 $\sqrt{2 g h}$ C、物块 $A$ 在杆上长为 $\sqrt{3 h}$ 的范围内做往复运动 D、在物块 $A$ 由 $P$ 点出发第一次到达 $C$ 点过程中，物块 $B$ 克服细线拉力做的功等于 $B$ 重力势能的减少量

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4. 如图所示，静止悬挂着一正方形线框，质量为 $m$ ，电阻为 $R$ ，边长为1，一个三角形磁场垂直于线框所在平面，磁场方向垂直纸面向里，且线框中磁场面积为线框面积的一半，磁感应强度变化规律为 $B = k t (k > 0)$ ，已知重力加速度为 $g$ ，则（）

A、线框保持静止时，整个线框受到向下的安培力 B、从 $t = 0$ 时刻至线框开始运动，线框中的感应电动势大小为 $k l^{2}$ C、线框开始运动的时刻为 $t_{1} = \frac{2 m g R}{k^{2} l^{2}}$ D、从 $t = 0$ 时刻至线框开始运动这段时间，线框产生的热量为 $Q = \frac{1}{2} m g l$

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5. 汽车轮胎内气体压强过高或过低都将缩短轮胎的使用寿命，夏季轮胎内气体压强过高还容易爆胎。假设某型号轮胎容积是30升，冬天最低气温 $- 23 ℃$ 时胎内压强值为 $2.6 a t m$ ，为了确保夏季某天最高气温为 $37 ℃$ 时胎内压强不超过 $2.2 a t m$ ，当天早晨给轮胎放气，以避免温度最高时胎内压强过高，则放出气体的质量与轮胎内原有气体质量比至少约为（已知 $37 ℃$ 时大气压强为 $1 a t m$ 。）（）

A、 $\frac{8}{27}$ B、 $\frac{13}{25}$ C、 $\frac{8}{25}$ D、 $\frac{9}{35}$

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6. 在如图一所示的光电管的实验中（电源正负极可以对调），用同一光电管得到了三条可见光的光电流与电压之间的关系曲线（如图二）。下列说法中正确的有（）

A、同一光电管对不同颜色的单色光有各自不同的截止频率 B、图二中如果乙光是黄光，则丙光可能是红光 C、由图二可判断，丙光激发的光电子的最大初动能最大 D、在图一中电流表 $G$ 的电流方向可以是 $b$ 流向 $a$

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7. 为了探索宇宙中是否还有可以适合人类居住的星球，假如有一天你驾驶着宇宙飞船登上某未知星球，在飞船上有表、钧码、天平、弹簧测力计等器材，以下判断正确的是（）

A、你不能测出该星球表面的重力加速度 B、如果知道该星球的赤道线，则你可以测出该星球的密度 C、利用手头上的器材，你可以测出该星球的质量 D、即使知道该星球的半径你也不能得到该星球的第一宇宙速度

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8. 如图，某玻璃工艺品的横截面是由一个等腰直角三角形 $O A B$ 和一个 $\frac{1}{4}$ 圆 $O B C$ 组成， $O B = R$ ，一束单色光从 $O A$ 边中点 $D$ 垂直 $O A$ 进入透明体，第一次到达 $A B$ 边上的 $E$ 点，恰好发生全反射，再经过 $B C$ 边上的 $P$ 点到达 $O C$ 边上的 $Q$ 点（部分光路未画出），已知光在真空中的传播速度为 $c$ ，下列说法正确的是（）

A、光线从 $D$ 点到 $P$ 点的时间为 $\frac{(2 + \sqrt{3}) R}{2 c}$ B、光线从 $D$ 点到 $P$ 点的时间为 $\frac{(2 \sqrt{2} + \sqrt{6}) R}{2 c}$ C、光线在 $P$ 点也恰好发生全反射 D、光线在 $P$ 点的折射角等于在 $Q$ 点的折射角

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9. 如图，理想变压器原线圈与定值电阻 $R_{0}$ 串联后接在电压为 $U_{o} = 220 \sqrt{2} s i n 100 π t$ 的交流电源上，副线圈接理想电压表、理想电流表和滑动变阻器 $R$ ，原、副线圈币数比为 $1 ： 4$ ．已知 $R_{0} = 5 Ω ， R$ 的最大阻值为 $100 Ω$ 。下列说法正确的是（）

A、当 $P$ 向下移动时，电压表示数不变，电流表示数变大 B、副线圈交变电流频率为 $50 H z$ C、当 $R = 10 Ω$ 时，电压表示数为 $55 V$ D、当 $R = 80 Ω$ 时， $R$ 获得的功率最大

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10. 如图所示，宽为 $0.5 m$ 的足够长“ $U$ ”形倾斜导轨与水平面的夹角为 $37 °$ ，导轨电阻忽略不计导轨底部连着一个电阻为 $2 Ω$ 的小灯泡。一根电阻为 $1 Ω$ 、质量为 $0.5 k g$ 的金属棒与导轨垂直且接触良好，金属棒与导轨之间的动摩擦因数 $μ = 0.5$ ，磁感应强度大小为 $0.5 T$ 的匀强磁场垂直导轨平面向上，现用一个方向沿斜面向上大小为 $10 N$ 的恒力将金属棒由静止向上拉动，则（）

A、灯泡的功率一直保持不变 B、金属棒的最大速度为 $240 m / s$ C、金属棒的最大加速度为 $8 m / s^{2}$ D、若从开始到金属棒速度刚好最大时，金属棒向上运动了 $4 k m$ ，则这个过程中小灯泡消耗的电能约为 $3733 J$

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二、非选择题：本题共5小题，共54分。

11. 某同学用如图甲所示的装置测量当地的重力加速度大小 $g$ ，实验步骤如下：

(1)、用螺旋测微器测量小球的直径如图乙所示，小球的直径 $d =$ $m m$ 。

(2)、将小球从 $A$ 点由静止释放，小球通过光电门 $B$ 的遮光时间为 $t$ 。
用刻度尺测量出小球下落的高度 $h (h ≫ d)$
调整 $h$ 的大小，重复上述过程，得到多组数据，以 $h$ 为纵轴、 $\frac{1}{t^{2}}$ 为横轴，画出 $h - \frac{1}{t^{2}}$ 图像，该图像为过原点、斜率为 $k$ 的直线，则当地的重力加速度大小 $g =$ （用 $k 、 d$ 表示）。

(3)、若某同学在安装器材时小球的释放点稍向左边偏移了一些，导致小球经过光电门时，虽然小球也能遮光，但光线无法对准球心。大家都没注意到这个问题，用这样的装置完成了实验，这会导致重力加速度的测量值（填“偏小”“偏大”或“不变”）。

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12. 日常生活中充电宝可以像电源一样使用，小明尝试测量充电宝的电动势 $E$ 及内阻 $r$ （ $E$ 约为 $3 V ， r$ 约为 $0.6 Ω$ ）。实验室提供的器材如下：（8分）
A．充电宝；
B．电压表（量程 $0^{\sim} 3 V$ ，内阻约 $3 k Ω$ ）：
C．电阻箱 $R$ （限值范围 $0 \sim 999.9 Ω$ ）；
D.开关、导线若干。

(1)、根据题中的器材，设计一个实验原理图；

(2)、实验时，改变电阻箱 $R$ 的值，记录下电压表的示数 $U$ ，得到若干组 $R 、 U$ 的数据：
根据实验数据绘出如图所示的 $\frac{1}{U} - \frac{1}{R}$ 图线，由图像得出电池组的电动势 $E =$ $V$ ，内电阻 $r =$ $Ω$ 。（结果保留两位有效数字）

(3)、本实验系统误差产生的原因是，内阻 $r$ 测量值比真实值（填“偏大”“偏小”或“相等”）。

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13. 舰载飞机被称为“航母之矛”，受限于航母的起降距离，为完成安全起降，航空母舰上装有帮助飞机起飞的弹射系统，使飞机在较短时间内获得一定的初速度，之后飞机在跑道上的运动看作匀加速直线运动。设航空母舰处于静止状态。某次飞机起飞过程，从离开弹射器开始计时，前 $1 s$ 内运动的位移为 $32 m$ ，前 $2 s$ 内运动的位移 $68 m$ ，最后飞机以 $50 m / s$ 的速度起飞；问：

(1)、该次起飞过程，飞机的加速度 $a$ ；

(2)、飞机依靠弹射系统获得的初速度 $v_{0}$ 以及匀加速段的位移；

(3)、飞机在航母上降落时，需用阻拦索使飞机迅速停下来。若某次飞机着舰时的速度为 $80 m / s$ ，飞机钧住阻拦索后经过 $2.5 s$ 停下来。将这段运动视为匀减速直线运动，此过程中飞机滑行的距离是多少？

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14. 实验室的粒子分析装置由粒子发射源、加速电场、静电分析器、偏转电场四部分组成。如图所示，在平面直角坐标系 $x O y$ 中，第二象限内有竖直向下的匀强电场，第一象限内有一静电分析器，分析器中存在电场线沿半径方向指向圆心 $O$ 的均匀幅向电场。自 $A$ 点沿与 $x$ 轴夹角为 $α$ 的方向发射一个初速度为 $v_{0}$ 、带正电的粒子，粒子会沿平行于 $x$ 轴的方向从 $B$ 点进入静电分析器，且恰好在分析器内做匀速圆周运动，运动轨迹处的电场强度大小为 $E_{0}$ 。若带电粒子质量为 $m$ ，电荷量为 $q$ ，不计粒子重力。求：

(1)、 $O B$ 间的距离；

(2)、第二象限匀强电场的电场强度大小；

(3)、粒子在静电分析器中运动的时间 $t$ 。

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15. 如图，一小车静止于光滑水平面上，小车由两部分组成，左侧倾角 $θ = 37 °$ 的粗糙斜面通过一小段圆弧（图中未画出）和右侧半径为 $R = 0.3 m$ 的四分之一光滑圆周平滑连接，小车整体质量 $M = 4 k g$ ，刚开始靠在竖直墙壁上，一质量为 $m = 2 k g$ 的滑块（可视为质点）从斜面上与圆心等高的位置以一定的初速度沿斜面滑下，第一次恰好可以沿圆周上升到圆周最高点。已知滑块与斜面间的动摩擦因数为0.125，重力加速度 $g = 10 m / s^{2} ， s i n 37 ° = 0.6$ ，求：

(1)、滑块沿斜面滑下的初速度 $v_{0}$ ；

(2)、滑块第一次返回斜面上升的最大高度；

(3)、经足够长的时间，滑块与小车组成的系统因摩擦产生的热量。

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