2021～2022学年高三年级期末试卷(启东、通州)物 理(满分：100分 考试时间：75分钟)2022．1一、单项选择题：本题共10小题，每小题4分，共40分．每小题只有一个选项最符合题意．1.2021年，“天问一号”火星探测器成功实施近火制动，进入近火点280km、远火点5.9×104km的停泊轨道，在轨运行周期为两个火星日．则( )A.探测器发射速度大于16.7km/sB.探测器在近火点的动能大于在远火点的动能C.探测器在远火点的速度大于火星的第一宇宙速度D.火星同步卫星的轨道高度大于5.9×104km2.将一圆形细铁丝圈蘸上肥皂水，使圈内附上肥皂膜，水平静置时，由于重力作用，肥皂膜中央区域略凹且厚度略大，让单色光从上方摄入，如图所示．则从上往下可看到( )A.间距相等的平行条纹B.内疏外密的平行条纹C.间距相等的环状条纹D.内疏外密的环状条纹3.Li(锂核)是不稳定的，一个静止的Li分裂时的核反应方程为Li―→He＋X＋γ，其中X的动量大小为p1，He的动量大小为p2，γ光子与He运动方向相同，普朗克常量为h.则( )A.X是中子B.X是电子C.γ光子的波长为D.γ光子的波长为4.一列简谐横波沿x轴传播，t＝0.1s时的波形图如图甲所示，P、Q为介质中平衡位置分别在xP＝2.5cm、xQ＝5.0cm处的质点．如图乙所示为质点Q的振动图像．则( )A.t＝0.25s时，Q的加速度沿＋y方向B.波沿＋x方向传播C.从t＝0.1s到t＝0.3s，质点Q沿－x方向移动10cmD.t＝0.28s时，P的速度沿＋y方向5.如图所示，投球游戏中，某同学将皮球从地面上方O处水平抛出．第一次皮球直接落入墙角A处的空框，第二次皮球与地面发生一次碰撞后恰好落入A处空框．已知皮球与地面碰撞前后水平分速度不变，竖直分速度大小不变、方向相反，不计空气阻力．则( )
A.第一次抛出的初速度是第二次抛出初速度的3倍B.两次抛出皮球过程人对球做的功一样多C.皮球入框瞬间，第二次重力的功率大于第一次D.从投出到入框，第二次皮球重力势能的减少量比第一次多6.氢原子能级图如图所示，大量处于n＝4能级的氢原子向低能级跃迁时，辐射光照射逸出功为2.25eV的光电管．下列判断正确的是( )A.能使光电管发生光电效应的光有3种B.所有光电子中最大初动能为10.5eVC.氢原子从n＝4能级跃迁至基态时发出的光波长最长D.若要使光电流为0，至少需给光电管加12.75V的反向电压7.如图所示，在一块很大的接地金属平板的上方固定一负点电荷Q，图中虚线为一试探电荷只在电场力作用下的运动轨迹，A、B为轨迹上两点，则该试探电荷( )A.带正电B.在A点的速度比在B点的速度小C.在A点的电势能比在B点的电势能小D.在A点的加速度比在B点的加速度大8.立方体玻璃容器内盛一定体积的水，盖上玻璃盖后置于完全失重环境下，则容器内水(图中阴影区域)的形状可能是( )9.用图示装置做“验证动量守恒定律”实验．在滑块1、2上分别装有相同的挡光片及弹簧圈，测出挡光片宽度d，滑块1、2的质量分别为m1、m2.实验时打开气泵，让滑块1以一定的初速度向左运动并与静止的滑块2碰撞，记下滑块1经过光电门M的挡光时间t1和滑块1、2分别经过光电门N的挡光时间t′1和t2.下列相关说法正确的是( )
A.滑块1、2的质量必须相等B.实验前调节导轨平衡时，不用打开气泵，只须滑块能在任意位置平衡即可C.若实验发现m1()略大于m1()＋m2()，可能的原因是导轨左端偏低D.若实验发现＋＝，说明碰撞时动量守恒且无机械能损失10.如图所示，光滑水平面上放有质量为M＝2kg的足够长的木板B，通过水平轻弹簧与竖直墙壁相连的物块A叠放在B上，A的质量为m＝1kg，弹簧的劲度系数k＝100N/m.初始时刻，系统静止，弹簧处于原长．现用一水平向右的拉力F＝10N作用在B上，已知A、B间动摩擦因数μ＝0.2，g取10m/s2.则( )A.A受到的摩擦力逐渐变大B.A向右运动的最大距离为4cmC.B做加速度减小的加速运动D.B对A的摩擦力一直对A做正功二、非选择题：本题共5题，共60分．其中第12题～第15题解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分；有数值计算时，答案中必须明确写出数值和单位．11.(15分)用如图甲所示的电路测量待测电阻的阻值，实验室提供的器材有：A.待测电阻Rx(约几百欧)B.灵敏电流计G(量程0～10mA，内阻Rg＝100Ω)C.定值电阻R0(200Ω)D.滑动变阻器R1(0～10Ω)E.滑动变阻器R2(0～1000Ω)F.单刀单掷开关S1G.单刀双掷开关S2H.学生电源EI.导线若干(1)为使操作更方便，实验中应选择滑动变阻器________(选填“R1”或“R2”).(2)请按照如图甲所示的电路图，用笔画线代替导线将图乙中的实物器材连线补充完整．
(3)下列实验操作步骤，正确顺序是________．①将滑动变阻器置于适当位置②改变滑动变阻器滑片位置，重复上述步骤，多次实验③保持滑动变阻器滑片不动，将S2接a端，记录此时电流计的示数Ia④将开关S2接b端，改变滑动变阻器滑片位置，记录此时电流计的示数Ib⑤闭合开关S1(4)实验中数据记录如下表：实验次数123456Ia/mA3.084.423.684.865.487.32Ib/mA4.024.504.846.427.269.68根据表中数据在图丙中作出IaIb图像，根据图像求得待测电阻Rx＝________Ω.(结果保留三位有效数字)丙(5)若考虑S2在a、b间切换时对电路的影响，则Rx的测量值________(选填“＞”“＝”或“＜”)真实值．12.(8分)图甲为某同学设计的充电装置示意图，线圈ab匝数为n＝100匝，面积为S＝10－3m2，匀强磁场方向垂直于线圈平面，磁感应强度随时间按正弦规律变化，如图乙所示．理想变压器副线圈接充电器，已知额定电压为6V的充电器恰能正常工作，不计线圈电阻．求：(1)线圈ab中的最大感应电动势Em；(2)变压器原、副线圈匝数比n1∶n2.
13.(8分)航模小组用容积为2.0L的可乐瓶制作了一支水火箭，箭身及其配重质量M＝0.1kg，现向瓶中装入0.5L的水后用带气嘴的橡胶塞塞紧瓶口，将火箭竖直放置，如图所示．用打气筒向里打气，已知打气筒每打一次气能把0.5L、1atm的空气压入瓶内，当瓶内空气压强达到6atm时橡胶塞脱落，水流高速喷出，火箭向上飞起．(1)设打气过程气体温度保持不变，求打气的次数；(2)若火箭以v＝25m/s的速度一次性向下喷出水流m＝0.3kg，已知ρ水＝1.0×103kg/m3，g取10m/s2，忽略空气阻力和喷水过程重力的影响．求火箭上升的最大高度．14.(13分)如图所示，粗糙轻杆水平固定在竖直轻质转轴上A点．质量为m的小球和轻弹簧套在轻杆上，小球与轻杆间的动摩擦因数为μ，弹簧原长为0.6L，左端固定在A点，右端与小球相连．长为L的细线一端系住小球，另一端系在转轴上B点，AB间距离为0.6L.装置静止时将小球向左缓慢推到距A点0.4L处时松手，小球恰能保持静止．接着使装置由静止缓慢加速转动．已知小球与杆间最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g，不计转轴所受摩擦．(1)求弹簧的劲度系数k；(2)求小球与轻杆间恰无弹力时装置转动的角速度ω；(3)从开始转动到小球与轻杆间恰无弹力过程中，外界提供给装置的能量为E，求该过程摩擦力对小球做的功W.
15.(16分)科学研究中，常通过施加适当的电场和磁场实现对带电粒子运动的控制．如图所示，放射源P沿水平方向发出一速率为v0、质量为m、带电量为＋q的粒子，粒子恰能沿水平带电极板M、N的中轴线通过，再从A处小孔对着圆心O进入半径为R的固定圆筒中．已知M、N两板间距为d，板间磁感应强度大小为B0，方向垂直纸面向外，圆筒内有垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小可调．粒子每次与筒壁发生碰撞后均原速率反弹且电荷量不变，不计粒子重力．(1)求极板M、N间的电压U，并判断M、N两板电势的高低；(2)要使粒子能返回A处且与筒壁碰撞次数最少，求筒内磁感应强度的大小B；(3)若粒子能返回A处，写出其在筒内运动时间t和筒内磁感应强度大小B的关系式．
2021～2022学年高三年级期末试卷(启东、通州)物理参考答案及评分标准1.B 2.D 3.C 4.D 5.A 6.B 7.C 8.A 9.D 10.B11.(15分)(1)R1(2分) (2)如图1所示(3分)(3)①⑤④③②(3分) (4)如图2所示(2分) 490(490～560均可，3分)(5)>(2分)12.(8分)解：(1)由题图乙可知磁场变化周期T＝0.2s(1分)则ω＝＝10πrad/s(1分)又Em＝nBmSω(1分)代入数据可得Em＝V(1分)(2)对理想变压器，有＝(1分)其中U1＝，U2＝6V(1分)可得n1∶n2＝1∶6(2分)13.(8分)解：(1)设需打气n次，根据玻意耳定律有p0(V＋nV′)＝6p0V(2分)其中V＝(2.0－0.5)L＝1.5L，V′＝0.5L(1分)解得n＝15(次)(1分)(2)喷水前，瓶内水的总质量m1＝ρV′＝0.5kg喷水过程，系统动量守恒，有(M＋m1－m)v0＝mv(2分)竖直方向，有v＝2gh(1分)可得h＝20m(1分)14.(13分)解：(1)依题意，有k(0.6L－0.4L)＝μmg(2分)解得k＝(2分)
(2)小球与轻杆间恰无弹力时受力情况如图所示，此时弹簧长度为0.8L(1分)有Tsin37°＝mg(1分)Tcos37°＋k(0.8L－0.6L)＝0.8mω2L(1分)解得ω＝(2分)(3)题设过程中弹簧的压缩量相等与伸长量，故弹性势能改变量ΔEp＝0(1分)则由功能关系有E＝W＋mv2(1分)其中v＝0.8ωL(1分)解得W＝E－(1分)15.(16分)解：(1)粒子能沿直线通过两板，有Eq＝qv0B0(1分)又E＝(1分)可得U＝B0v0d(1分)且 φN>φM(1分)(2)粒子至少与筒壁碰撞两次，设第一次与筒壁在C点相碰(轨迹如图所示)由几何知识可得θ＝(1分)r＝Rtan＝R(1分)又qv0B＝m(2分)解得B＝(2分)(3)粒子在磁场中做圆周运动的周期T＝(1分)偏转一次的时间t1＝T(1分)设粒子在圆筒内转动了n圈，和筒壁碰撞了K次后返回A处则K＋1＝(2分)全过程所用时间t＝t1(K＋1)＝××(K＋1)＝(2分)其中n＝1、2、3…，K＝2、3、4…(n、k独立取对应值)
