2022届高三开学摸底考试物理试卷(湖南卷)

2022届高三开学摸底考试物理试卷（湖南卷）一、选择题：本题共6小题，每小题4分，共24分，每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。碘原子核1381可衰变为氙原子核，并放出一未知粒子X及一个不带电的质量接近零的反中微子V，53其核反应为：138ITmXe+pX+V，贝y（）5354q反应式中m+p+q=136反应式中m+p+q=137碘核的半衰期等于其放出一个X粒子所经历的时间衰变后氙原子核的质量等于衰变前碘核的质量发球机从同一高度向正前方依次水平射出两个速度不同的乒乓球（忽略空气的影响）•速度较大的球越过球网，速度较小的球没有越过球网;其原因是（）速度较小的球下降相同距离所用的时间较多速度较小的球在下降相同距离时在竖直方向上的速度较大速度较大的球通过同一水平距离所用的时间较少速度较大的球在相同时间间隔内下降的距离较大1中子内有一个电荷量为+—e的上夸克和两个电荷量为-3e的下夸克，一个简单的模型是三个夸克都在半径为r的同一圆周上，如图所示。则选项图中，能正确表示出各夸克所受静电作用力的是（）

A.电源的内阻为10。部分，则下列说法中正确的是（A.电源的内阻为10。部分，则下列说法中正确的是（小灯泡的电阻随其两端电压的增大而减小当小灯泡两端的电压为1.0V时，它的电阻为£Q把电源和小灯泡组成闭合回路，小灯泡的功率约为2.4W5•如图所示，边长为L的正方形区域abed中，ab、cd位置放置两块平行金属板，初始时平行金属板不带电，区域内充满垂直纸面的匀强磁场（未画出），磁感应强度大小为B，带电粒子质量为m、电荷量为q,以某速度从ac边中点垂直磁场方向射入，粒子垂直打到ed板上；撤去磁场让金属板带上等量异种电荷，让粒子从原位置以原速度射入电场，粒子打到ab板上的位置与a点间的距离<2为l，若电场、磁场同时存在，仍让粒子从原位置以原速度射入，不计粒子重力，贝lj（）2么--_6粒子打在ab板上的位置距射入位置更远些B.粒子打在cd板上的位置距射入位置更远些C.粒子做曲线运动从板间飞出D.粒子做匀速直线运动6.质量为M的小车放在光滑水平面上，小车上用细线悬挂另一质量为m的小球且M〉m。用一力F水平向右拉小球，使小球和小车一起以加速度a向右运动，细线与竖直方向成a角，细线的拉力大小为仃，如图甲所示。若用一力F'水平向左拉小车，使小球和小车一起以加速度a向左运动时，细线与竖直方向也成a角，细线的拉力大小为£，如图乙所示。下列判断正确的是（）

乙A.a'二a,F'1B.乙A.a'二a,F'1B.a'>a,F'>F11C.a'<a,F'=F11D.a'>a,F'=F11、选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。7.2020年7月23日12点41分左右，我国长征五号遥四运载火箭在海南文昌发射中心成功发射“天问一号”火星探测器。探测器将飞行约7个月后与火星交会，实现“环绕、着陆、巡视”三个目标。已知火星质量约为地球质量的丄，半径约为地球半径的-，下列说法正确的是（）102A.火星探测器的发射速度应大于地球的第二宇宙速度火星探测器的发射速度应介于地球的第一和第二宇宙速度之间火星的第一宇宙速度约为地球第一宇宙速度的卫倍5探测器在火星表面的重力约为其在地球表面重力的0.4倍&如图所示，间距大小为0.5m的平行导轨竖直放置，导轨上端与电阻R连接，图中水平虚线下方存在垂直导轨平面向外、磁感应强度大小0.2T的匀强磁场。现将质量0.1kg的导体棒从虚线上方h1处由静止释放，进入磁场时恰好以速度v0做匀速直线运动，匀速运动2s后给导体棒施加一竖直向上的恒力大小为2N，并且由于磁感应强度发生变化回路中不再产生感应电流，再经过0.2s导体棒的速度减为零。已知导体棒运动过程中始终与导轨垂直且接触良好，导轨和导体棒的电阻不计,重力加速度大小为10m/s2,关于导体棒由静止释放到速度减为零的过程，下列说法正确的是（）B.B.自由下落的高度为2mD.回路中产生的焦耳热为4JA.匀速运动速度为2m/sC.回路中磁通量的最大值为0.4Wb9•某同学用台秤研究在电梯中的超重、失重现象。在地面上称得该同学体重为500N,再将台秤移

至电梯内称其体重。电梯从t=0时由静止开始运动，到t=11s时停止，得到台秤的示数F随时间t变化的情况如图所示（g=10m/s2）。贝y（）TOC\o"1-5"\h\z500；:450—■门01・2iont/3电梯为下降过程B.在10~11s内电梯的加速度大小为2m/s2C.F为550ND.电梯运行的总位移为19m310.水平地面上有一质量为m的长木板，木板的左端上有一质量为m的物块，如图（a）所示。用12水平向右的拉力F作用在物块上，F随时间t的变化关系如图（b）所示，其中F、F分别为t、t时1212刻F的大小。木板的加速度a随时间t的变化关系如图（c）所示。已知木板与地面间的动摩擦因1数为卩1，物块与木板间的动摩擦因数为卩一，假设最大静摩擦力均与相应的滑动摩擦力相等，重力A.FA.F=卩mg111m(m+m)/、B.F=t+2(卩一卩丿g2m211m+m+mC.卩〉2卩°2m12D•在0〜t2时间段物块与木板加速度相等、非选择题：共56分。第11〜14题为必考题，每个试题考生都必须作答第15〜16题为选考题,考生根据要求作答。（一）必考题：共43分。11•某同学设计了一个“探究加速度与力、质量的关系”的实验，图甲为实验装置简图（交变电源的频率为50Hz）。00电火花电腺插头打'点小牟7恨0计时器槽码J电腺插头打'点小牟7恨0计时器槽码J「.一J[2?!产*1卜*13.153.313.473.63单位：cm图乙为某次实验得到的纸带，根据纸带可求出小车的加速度大小为m/s2(保留两位小数)。保持槽码的质量不变，改变小车的质量m,分别得到小车加速度a与质量m及对应的丄的值,m数据如下表:次数12345678小车加速度a/(m-s-2)1.901.721.491.251.000.750.500.30小车质量m/kg0.250.290.330.400.500.711.001.671/kg-im4.003.453.032.502.001.411.000.60请在图丙中画出a-丄图线，并依据图线求出小车加速度a与质量倒数丄之间的关系式是

mm保持小车质量不变，改变槽码的质量，该同学根据实验数据作出了加速度a随合力F变化的图线，如图丁所示。该图线不通过原点，请你分析其主要原因。J'

J'某同学通过查找资料自己动手制作了一个水果电池（电动势约为4.5V,内阻约为1.50）,现要测量这个电池的电动势E和内阻r。他从实验室借到一个开关、一个滑动变阻器（最大阻值为120）、一只电压表（量程为0~3V,内阻约为15kQ）、一只电流表（量程为0〜0.6A，内阻约为20）、一个定值电阻20）、一个定值电阻R0=50和若干导线。屮乙（1）该同学利用上述器材设计了如图甲所示的实验电路，开关闭合前滑动变阻器接入电路的阻值应调到（选填“最大”或“最小”）。（2）断开开关S,调节滑动变阻器接入电路的阻值，再闭合开关S,读取并记录电压表的示数及电流表的示数。改变滑动变阻器滑片的位置，多次重复上述操作，可得到多组电压值U及电流值I,并以U为纵坐标，以I为横坐标，画出U-1的关系图线（该图线为一直线），如图乙所示。由图线可求得电池的电动势E=V,内阻r=Q。（结果保留两位有效数字）（3）利用该实验电路测出的电动势E和内阻r与真实值E和r相比，理论上TOC\o"1-5"\h\z测测真真E,E,rr（选填“〉”“〈”或“=”）引起该实验系统误差的主要原因测真测真是。如图甲，足够大平行板MN、PQ水平放置，MN板上方空间存在叠加的匀强磁场和匀强电场，磁场方向垂直纸面向里，磁感应强度大小为B,电场方向与水平成30。角斜向左上方（图中未画出），0电场强度大小e0=mg。有一质量为m、电量为q的带正电小球，在该电磁场中沿直线运动，并0q能通过MN板上的小孔进入平行板间。小球通过小孔时记为t=0时刻，给两板间加上如图乙所示的电场E和磁场B,电场强度大小为E，方向竖直向上；磁感应强度大小为B，方向垂直纸面向00外,重力加速度为g。（坐标系中t外,重力加速度为g。（坐标系中ti=12、t2=12+命131\o"CurrentDocument"t=+-3122冗131251t=+—、t=+—…412冗512冗<?甲Ji.£<?甲Ji.£求小球刚进入平行板时的速度v；0求t时刻小球的速度v的大小；21若小球经历加速后，运动轨迹能与PQ板相切，试分析平行板间距离d满足的条件。如图所示，两端带有挡板的木板静止放置在粗糙水平面上，木板的质量M=1kg，木板的长度L=12m，木板的上表面光滑，木板与地面之间的动摩擦因数0.1，在木板的中间位置静止放置质量为m的木块，某时刻给木块一水平向右的初速度v0=6m/s，当地重力加速度g=10m/s2，木块可视为质点，挡板厚度不计.1□I[一若m=1kg，木块与挡板碰撞后粘在一起，求木板在地面上滑行的距离x；若m=0.5kg，木块与挡板发生弹性碰撞，求木板运动的总路程s；若m=2kg，木块与挡板发生弹性碰撞，求木块运动的总时间t.(二)选考题：共13分。请考生从两道中任选一题作答。如果多做，则按第一题计分。【选修3-3](13分)(1)如图，两端开口、下端连通的导热汽缸，用两个轻质绝热活塞(截面积分别为S和S)封闭12一定质量的理想气体，活塞与汽缸壁间无摩擦。在左端活塞上缓慢加细沙，活塞从A下降h高度到B位置时，活塞上细沙的总质量为m。在此过程中，用外力F作用在右端活塞上，使活塞位置始终不变。整个过程环境温度和大气压强Po保持不变，系统始终处于平衡状态，重力加速度为g。下列说法正确的是

整个过程，外力F做功大于0,小于mgh整个过程，理想气体的分子平均动能保持不变整个过程，理想气体的内能增大整个过程，理想气体向外界释放的热量小于(pSh+mgh)01左端活塞到达B位置时，外力F等于mgS21(2)小赞同学设计了一个用电子天平测量环境温度的实验装置，如图所示。导热汽缸开口向上并

固在桌面上，用质量m=600g、截面积S=20cm2的活塞封闭一定质量的理想气体，活塞与汽缸1壁间无摩擦。一轻质直杆中心置于固定支点A上,左端用不可伸长的细绳竖直悬挂活塞，右端用相同细绳竖直悬挂个质量m=1200g的铁块，并将铁块放置到电子天平上。当电子天平示数为600.02g时，测得环境温度T=300K。设外界大气压强P=1.0x105Pa，重力加速度g=10m/s2。0当电子天平示数为400.0g时，环境温度T为多少？2该装置可测量的最高环境温度T为多少？max[物理——选修3-4](13分)(1)一列简谐横波沿x轴正方向传播，在x=5m处的质点的振动图线如图甲所示，在x=11m处的质点的振动图线如图乙所示，以下说法正确的是。A1/cmA1/cm该波的周期为12s该波的传播速度可能为2m/s从t=0时开始计时，x=5m处的质点做简谐运动的表达式为y=4sin12n(m)在0~4s内x=5m处的质点通过的路程等于x=11m处的质点通过的路程该波在传播过程中若遇到4.8m的障碍物，可能发生明显衍射现象(2)如图，在长方体玻璃砖内部有一半球形气泡，球心为0,半径为R，其平面部分与玻璃砖表面平行，球面部分与玻璃砖相切于点O',有一束单色光垂直玻璃砖下表面入射到气泡上的A点，发现有一束光线垂直气泡平面从C点射出，已知OA二乞3R，光线进入气泡后第一次反射和折射的光线2相互垂直，气泡内近似为真空，真空中光速为c,求：014.0C玻璃的折射率n；光线从A在气泡中多次反射到C的时间。答案以及解析1•答案：B解析：核反应遵循质量数、电荷数守恒，有138=m+p,53=54+q，得m+p+q=137，选项B正确；半衰期是原子核有半数发生衰变所用的时间，是对大量原子核衰变的统计规律，不等于放出一个X粒子所经历的时间，选项C错误；原子核衰变过程发生质量亏损，即衰变后氙原子核的质量小于衰变前碘核的质量，选项D错误。2•答案：C解析：将乒乓球的平抛运动分解为水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动，根据在竖直方向h=gt2、v=gt，知在竖直方向下降相同的高度时，两球所用时间相同、竖直方向上的速度2y相同，选项A、B、D错误;乒乓球在水平方向做匀速直线运动，有x=v0，则速度较大的球通过同一水平距离所用的时间较少，选项C正确.3•答案：B21解析：电荷量为+Je的上夸克，受到电荷量为-3e的两个下夸克等大的静电力作用，由对称性得，111—e•—e上夸克所受静电力向下。对电荷量为-1e的下夸克，另一个下夸克对它的静电力大小F=k33，=丽）212e•e上夸克对它的静电力大小F，=k3_3，方向沿着连线方向，由几何关系知F'sin30°=F，因此F（T5r）2与F'的合力方向竖直向上，且F^=F'cos30°（如图所示），同理可知，另一个下夸克所受静电力的合力也竖直向上。B正确。4•答案:C解析：本题考查小灯泡的伏安特性曲线与电源U-1图线的结合。由题图甲，根据U=E-Ir可得电一1源电动势E=4V,内阻r=訂0=7.50，故A错误；由题图乙可得，电压越大，小灯泡电阻越0.4大，故B错误；由题图乙可得，当小灯泡两端的电压U=1.0V时，电流I=0.3A，故电阻R=乡=10Q，故C正确；把电源和小灯泡组成闭合回路，将甲、乙两图叠加到一起，两图线的交点即小灯泡工作的实际电压、电流，如图所示，Uq1.35V，Iq0.35A，所以小灯泡的功率

P=P=UI二0.47W，故D错误。5•答案：D解析：本题考查带电粒子在电磁场中的偏转问题。粒子在磁场中做圆周运动，轨道半径r=-=mVo,2qB得v=，粒子在电场中做类平抛运动，有丄L=vt,=•垃^t2，得E=，当两场共同02m2022m2m存在时，电场力F=Eq=虫空，洛伦兹力F=qvB=如B2,F=F，粒子做匀速直线运动，A、2m洛02m洛B、C错误，D正确。6•答案：D解析：先对题图甲中的整体受力分析，受重力、支持力和拉力，根据牛顿第二定律，有F=（M+m）a；再隔离题图甲中的小球受力分析，如图（a）所示。根据牛顿第二定律，有F-Fsina=ma,Fcosa-mg=0，联立以上三式解得11F=竺,a=mgtana。再隔离题图乙中小球受力分析，如图（b）所示。由几何关系得1cosaMF=mgtana,F'=竺，由牛顿第二定律，得a=gtana，由于M〉m，故a'>a,F'=F，故D合icosaii正确。7.答案:ACD解析：当发射速度大于第二宇宙速度时，探测器将脱离地球的引力在太阳系的范围内运动，火星在太阳系内，所以火星探测器的发射速度应大于第二宇宙速度，故A正确；第二宇宙速度是探测器脱离地球的引力到太阳系中的临界条件，当发射速度介于地球的第一和第二宇宙速度之间时，探测器将围绕地球运动，故B错误；第一宇宙速度等于天体表面卫星的速度，根据万有引力提供向心力，11有GMm=mv2,得：空,所以火星、地球的第一宇宙速度之比R2R1耳R-火=火•地=x=，即v=■v，选项C正确；根据万有引力近似等于重力，有vMR1015火5地地地火GMmR2=mg，GMmR2=mg，R21—=xR210火=0.4，探测器在火星、地球表面的重力之比纟火=^火=0.4，即G=0.4G，选项D正确。Gg火地地地&答案：ACD解析：给导体棒施加一个竖直向上的恒力F=2N=2mg后，回路中无电流，导体棒不受安培力作用，导体棒做匀减速直线运动，根据F-mg=ma，得加速度大小为g,经过\=°.2s速度减为零，则由vo=曙=2m/s，A正确；根据2gh1=v02，解得hi=0-2m，B错误；导体棒进入匀强磁场运动t2=2s后回路中磁通量达到最大，2s时间内导体棒的位移h2=v0t2=4m，则回路磁通量的最大值为①=BLh2=0.4Wb，C正确；根据能量守恒定律可知整个过程中回路中产生的焦耳热与匀速m2运动阶段重力势能的减少量相等Q=m§h2=4J，D正确。答案:ABD解析：初始电梯静止，0~2s内，电梯对人的支持力小于重力，则合力向下，加速度向下，所以电梯匀加速下降；2~10s内，电梯对人的支持力等于重力，则人处于平衡状态，保持2s末的速度做匀速直线运动；10~lls内，电梯对人的支持力大于重力，则合力向上，电梯向下做匀减速运动,G-F500N-450N选项A对。匀加速阶段电梯的加速度a=严=500N/([0N/k、=1m/s2，2s末的速度G/g500N/(10N/kg)v=at=2m/s，此阶段位移x=-at2=2m；匀速阶段的位移x=vt=16m；匀减速阶段时间122t'=1s,初速度为2s末的速度，末速度等于0,所以可得此阶段的加速度大小a=4=2m/s2，G由牛顿第二定律有F'-G=ma=a'，得此阶段的支持力F'=600N，即F=600N，此阶段位NgN3移x=Zt'=1m，所以总位移为x+x+x=19m，故B、D正确，C错误。2123答案：BCD解析：本题考查牛顿第二定律的应用及对部分和整体的受力分析。由木板的加速度与时间的关系图像可知，在0〜t时间内木板处于静止状态，此时物块也处于静止状态，物块和木板之间的摩擦力00为静摩擦力，在t时刻木板开始运动，t〜t时间内，木板和物块一起做加速直线运动，t时刻,1122・(m+m)g=ma，解得1121物块与木板开始发生相对滑动，D项正确；［时刻，对物块和木板整体有「叫（m1+m2）g,A项错误；在t时刻，对物块有F-卩mg・(m+m)g=ma，解得11212222222］(m+m)u十可得卩>121,C(m+m)u十可得卩>121,C项2m22211正确。答案：（1）1.00（2）见解析图；（2）见解析图；a=2m（3）实验前没有平衡摩擦力或者未完全平衡摩擦力解析：（1）由题意可知，打点时间间隔T=4=0.02s解析：（1）由题意可知，打点时间间隔T=4=0.02s。0.0315+0.0331m/s=0.8075m/s,0.080.0347+0.0363m/s=0.8875m/s0.08v—v0.8875—0.8075a=A=m/s2=1.00m/s2。at0.08AB(3.63+3.47—3.31—3.15)x10-2m““z「a==1.00m/s2]0.08［或者用逐差法计算加速度大小为4x(0.04s)2（2）根据题目提供的小车加速度a与质量m对应的倒数丄的有关数据，可在坐标系中描出8个对m应点，过这些点作一条直线，使尽量多的点落在直线上，不在直线上的点大致均匀分布在直线的两由图可得a=由图可得a=12m（3）由题图丁分析可知，当拉力F不为零时，加速度a为零，说明实验前没有平衡摩擦力或者未完全平衡摩擦力。12•答案：（1）最大（2）4.3;079（3）〈;〈；电压表的分流解析：（1）闭合开关之前，为保证电路的安全，滑动变阻器接入电路的阻值应调到最大。（2）在U-1图像中，图线与纵轴交点的纵坐标表示电池的电动势，读数为4.3V；电压为1.0V

时，电流约为0.57A,r时，电流约为0.57A,r+R二弓乡oAI4.3-1.00.57-0Q=5.79Q，所以，内电阻r=0.790。比较实验测出的电动势E和内阻r与真实值E和r之间的关系，就要从电路的结构进行测测真真分析：在图甲电路中，从电源流出的电流，分别流向电流表支路和电压表支路，流经电流表支路的电流不是全部的电流，常用的方法是把该电路等效成如图乙所示的电路，很明显，根据公式J广乌计算出的结果是等效电源中的r',r'是R与r串联再与R并联后的电阻，因此r'要小于等效AI0vr+R，即内电阻的测量值小于真实值；同样的原因，r分担的电压也会偏小，导致电动势的测量0答案：(1)如图所示，对小球受力及运动状态分析可知mgqvB=mg，v=—000qB0方向与水平成60。角斜向右下方。(2)进入平行板后的运动分析如图小球进入平行板的t时间里电场力与重力平衡，小球做圆周运动1mv2qvBmv2qvB=000Rmv0qB0m2gq2B20小球做圆周运动的周期T=迥qB

0小球做—圆周运动后速度竖直向下12t时刻即小球第一次加速后：v=v+gA小球做圆周运动的周期T=迥qB

0小球做—圆周运动后速度竖直向下12t时刻即小球第一次加速后：v=v+gAt=2v=2-mg2100qB01R⑶小球做一圆周运动，在竖直方向上的位移Ay=Rsin30o=「12102m2g2q2B20第一次加速后再做圆周运动的半径：R=2R10小球第n次加速后：v=v+ngAt=(n+1)vn00第n次加速后再做圆周运动的半径：R=（n+1）Rn0小球加速总位移：Ay2=中nAt=驾q泸（n=心…）0要使运动轨迹能够与PQ板相切，需要满足d=Ay+Ay+R12n整理得•：d=七严g(n=I--)0解