江苏省百校大联考2021-2022学年高三上学期第二次考试物理试卷

江苏省百校大联考高三年级第二次考试

物 理 试 卷

(考试时间:75分钟　满分:100分)

一、单项选择题:共10题,每题4分,共40分。每小题只有一个选项符合题意。

1.贝克勒尔在120年前首先发现了天然放射现象,如今原子核的放射性在众多领域中有着广泛应用。下列属于放射性衰变的是

AThPae BUnBaKr+n

CNHeOH DHeAlPn

2.把一个物体的运动分解为两个垂直方向的直线运动,其运动学方程分别x=3t+6t2(m),y=4t(m)。则

A.物体做匀速直线运动 B.物体做匀速圆周运动

C.物体做匀变速直线运动 D.物体做匀变速曲线运动

3.“北斗”第49颗卫星绕地球做圆周运动,该卫星的运转周期与地球自转周期相同,轨道平面与赤道平面成一定角度。该卫星

A.相对地面是静止的 B.运行速度等于第一宇宙速度

C.轨道半径与地球同步卫星相同 D.向心加速度大于地面的重力加速度

4.

如图所示,质量相等的小物块A、B由细线相连,A物块放在水平桌面上,用手拿住B物块使细线处于水平位置,细线的中点位于小滑轮上。放手后两物块开始运动,不计一切摩擦。则关于哪个物块先运动到竖直平面OC的判断正确的是

A.物块A B.物块B

C.物块A、B同时到达 D.不能判定

5.已知氢原子基态能量为-13.6 eV,下列说法中正确的是

A.使n=2能级的氢原子电离至少需要吸收3.4 eV的能量

B.氢原子由n=3能级跃迁到n=2能级,放出光子,能量增加

C.处于基态的氢原子吸收能量为10.2 eV的光子跃迁到n=4激发态

D.大量处于n=3激发态的氢原子会辐射出2种不同频率的光

6.下列说法中正确的是

A.电视机遥控器通过发出紫外线脉冲信号来遥控电视机

B.照相机镜头涂有增透膜,各种颜色的可见光几乎能全部透过镜头

C.车站行李安检机采用X射线,X射线穿透能力比紫外线强

D.观看3D电影时,观众戴的偏振眼镜两个镜片的透振方向相平行

7.关于声音的产生和传播,下列说法正确的是

A.换用木锤替代橡胶锤敲击音叉,音叉发出声音的音调变高

B.当声波在介质中传播时,介质参与振动的频率等于声波频率

C.空气中超声波传播速度远大于普通声波传播的速度

D.超声波迎着汽车行驶方向发射,汽车越快,仪器接收到的反射回波的频率越低

8.实验小组为探究远距离输电的原理,设计了如图所示的模拟电路,A、B为理想变压器,R模拟远距离输电线的总电阻,灯L1、L2规格相同。变压器A的原线圈输入恒定交流电,开关S断开时,灯L1正常发光,下列说法正确的是

A.A为降压变压器,B为升压变压器

B.仅将滑片P上移,A的输入功率变大

C.仅闭合S,L1、L2均正常发光

D.仅闭合S,L1的亮度变暗

9.电磁阻尼在很多领域都有应用,如图装置可以体现电磁阻尼的原理。条形磁铁挂在轻弹簧下端,磁铁穿过固定的水平闭合金属环。向下拉动磁铁,放手后磁铁的运动会很快停下,下列说法正确的是

A.磁铁中央通过线圈平面时,线圈中感应电流最大

B.磁铁向下运动时,线圈受到的安培力方向一定向上

C.磁铁向上运动且弹簧处于原长时,磁铁的加速度一定不小于g

D.磁铁向下运动且弹簧处于原长时,磁铁的加速度一定不小于g

10.在x轴上x=-3a和3a两点分别固定两点电荷A和B。图中曲线是x轴上AB之间各点的电势φ与位置x之间的关系图像,图线显示x=a点处电势最低。现由x=2a处由静止释放一正点电荷C,不计电荷C受到的重力。下列说法正确的是

A.A和B可能是异种电荷

B.A和B的带电量之比为1∶4

C.电荷C能运动到x=-2a点处

D.电荷C运动到x=a处加速度为零

二、非选择题: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)实验小组要测定金属丝的电阻率,实验室提供的实验器材如下:

A.待测金属丝R(电阻约8 Ω) B.电流表(0.6 A,内阻约0.6 Ω)

C.电压表(3 V,内阻约3 kΩ) D.滑动变阻器R1(0~5 Ω,2 A)

E.电源E(6 V) F.开关,导线若干

(1)一同学用螺旋测微器测出金属丝的直径为0.393 mm,若用20分度游标卡尺测量,则读数应为　　▲　　mm。 

(2)某同学设计了甲、乙两个实验电路,为能在实验中获得尽可能大的电压调节范围,并能较准确地测出金属丝的阻值,实验电路应选用电路　　▲　　。 

(3)请用笔画线代替导线,在图丙中将实物电路图连接完整。

丁

(4)测得金属丝的直径为d,改变金属夹P的位置,测得多组金属丝接入电路的长度L及相应电压表示数U、电流表示数I,作出-L图像如图丁所示.测得图线斜率为k,则该金属丝的电阻率ρ为　　▲　　(用符号d、k表示)。 

(5)关于电阻率的测量,下列说法中正确的有　　▲　　。 

A.闭合开关S前,应调节滑动变阻器R1的滑片使电阻丝的电压最小

B.实验中,滑动变阻器R1的滑片位置确定后不可移动

C.待测金属丝R长时间通电,会导致电阻率测量结果偏小

D.该实验方案中电流表的内阻对电阻率测量结果没有影响

12.(8分)如图,质量0.6 kg的足够长的滑板和质量0.2 kg的小滑块静止在水平面上,可看成质点的质量0.2 kg的小球用长0.8 m的细绳悬挂在O点,静止时小球和滑板左端恰好接触。现把小球向左拉到与悬点等高处无初速释放,小球到达最低点时与木板发生弹性碰撞。不计空气阻力,已知滑块与滑板、滑板与水平面间的动摩擦因数均为0.1,g取10 m/s2.求:

(1)碰撞后瞬间滑板获得的速度;

(2)滑块和滑板之间由于相对滑动所产生的热量。

13.(8分)如图所示,一轻活塞将压强为p0、气体柱高度为L0、温度为2T0的理想气体,密封在底面积为S的圆柱形汽缸内,由于汽缸导热,汽缸内气体温度缓慢降为T0。已知汽缸内壁与活塞间的最大静摩擦力为f(滑动摩擦力等于最大静摩擦力),大气压强为 p0,气体内能U与温度T的关系为U=aT(a为正的常数)。求:

(1)气体柱最终的高度L;

(2)该过程中气体放出的热量Q。

14.(13分)如图所示,足够长的水平轻杆中点固定在竖直轻质转轴O1O2上的O点,小球A和B分别套在水平杆中点的左右两侧,套在转轴上原长为L的轻质弹簧上端固定在O点,下端与小球C连接,小球A、C间和B、C间均用长度为L的不可伸缩的轻质细线连接,三个小球的质量均为m,均可以看成质点。装置静止时,小球A、B紧靠在转轴上,两根绳子恰被拉直且张力为零。转动该装置并缓慢增大转速,小球C缓慢上升,弹簧始终在弹性限度内,忽略一切摩擦和空气阻力,重力加速度为g。求:

(1)弹簧的劲度系数k;

(2)当弹簧恢复原长时,装置的转动角速度;

(3)在弹簧的长度由初状态变为L的过程中,外界对装置所做的功。

15.(16分)如图所示,一带电量为-q的粒子(不计重力),以固定的带电量为+Q的电荷为圆心在匀强磁场中做顺时针方向的圆周运动,圆周半径为r1,粒子运动速率为v,此时粒子所受的电场力是洛伦兹力的3倍。取无穷远处电势能为0,两电荷间的电势能公式为Ep=-k。

(1)若使上述带电粒子以相同速率v绕正电荷做逆时针方向的圆周运动,其半径为r2.求r2与r1的比值;

(2)若突然撤去磁场,带负电的粒子是否仍绕正电荷做圆周运动?给出结论并说明原因。

(3)题(2)中,若带负电的粒子仍做圆周运动,则粒子运动的周期是多大?若不是,粒子的轨迹是椭圆还是抛物线?通过计算,简要说明理由。(不考虑因撤去磁场而引起的电场)

江苏省百校大联考高三年级第二次考试

物理试卷参考答案

1.A　【解析】B是重核的裂变方程,C、D是人工核反应方程,只有A是天然放射现象方程,所以选A。

2.D　【解析】x方向做匀加速直线运动,y方向做匀速直线运动,合运动是曲线运动,且加速度恒定,所以合运动是匀变速曲线运动。所以选D。

3.C　【解析】卫星运转周期与地球自转周期相同,但轨道平面与赤道平面成一定角度,所以卫星不是同步卫星,但轨道半径与同步卫星相同,A错误。运行速度小于第一宇宙速度,B错误。向心加速度小于地面重力加速度,D错误。所以选C。

4.A　【解析】物块A、B由细绳相连,所以A、B受到绳子的拉力大小相等,B水平方向的分力小于A受到的拉力,所以A水平方向的加速度大于B,物块A先到竖直面OC。所以选A。

5.A　【解析】n=2能级为-3.4 eV,所以氢原子电离至少需要吸收3.4 eV的能量,A正确。n=3能级跃迁到n=2能级,放出光子,能量减少,B错;基态氢原子吸收10.2 eV能量跃迁到n=2能级,C错。大量处于n=3能级的氢原子会辐射出3种不同的光子,D错。所以选A。

6.C　【解析】电视机遥控器的信号是用红外线的,A错。照相机镜头上的增透膜只允许特定波长的光全部透过镜头,B错。安检仪使用X射线,是因为X射线的穿透能力强,C正确。观看3D电影用的偏振镜片的透振方向相互垂直,D错。所以选C。

7.B　【解析】音叉振动的频率等于其固有频率,A错。波传播时,介质的振动频率等于波源的振动频率,B正确。超声波也是声波,传播速度与普通声波相同,C错。汽车越快,反射回波的频率越高,D错。所以选B。

8.D　【解析】A为升压变压器,B为降压变压器,A错。滑片向上移动时,A的副线圈电压降低,输出功率降低,输入功率同样变小,B错。闭合S,总功率增大,输电线的电流增大,B线圈的输入电压和输出电压降低,L1的亮度变暗,C错。所以选D。

9.C　【解析】磁铁中央通过线圈平面时,磁通量的变化率最小,产生的感应电流最小,A错;由楞次定律和牛顿第三定律可知,磁铁受到的磁场力总阻碍磁铁的运动,所以磁铁向下运动时,受到的磁场力向上,线圈受到的磁场力向下,B、D错。所以选C。

10.D　【解析】由图线分析点电荷A、B都是正电荷,A错;电量之比为4∶1,B错;点电荷C能运动到-a点,C错。a点处电场强度为0,点电荷C的加速度为0。所以选D。

11.【解析】(1)0.40　(3分)

(2)甲　(3分)

(3)如图　(3分)

(4)　(3分)

(5)AD　(3分,漏选得1分)

12.【解析】(1)小球下摆过程中mgL=m　(1分)

小球和滑板系统动量守恒,设碰后小球速度为v1、滑板速度为v2,则

mv0=mv1+Mv2　(1分)

根据能量守恒m=m+M　(1分)

解得v2=2 m/s　(1分)

(2)对滑块,根据牛顿第二定律有μ1mg=ma1　(1分)

对滑板μ1mg+μ2(M+m)g=Ma2　(1分)

经过时间t,达到共速 a1t=v2-a2t,此后相对静止

过程中相对位移 Δx1=v2t-a2t2-a1t2　(1分)

产生的热量为Q=μ1mgΔx=0.15 J　(1分)

13.【解析】(1)最终活塞平衡时pS+f=p0S　(1分)

由理想气体状态方程=　(2分)

解得L=　(1分)

(2)由题意可知ΔU=-aT0　(1分)

过程中外界对气体做功W=p0S(L0-L)-f(L0-L)　(1分)

热力学第一定律ΔU=W-Q　(1分)

解得Q=+aT0　(1分)

14.【解析】(1)整个装置静止时,细线恰好被拉直,细线中拉力F1=0,弹簧长度等于细线长

对小球C,由k(L-L)=mg　(2分)

得k=　(1分)

(2)设弹簧恢复原长时,细线的拉力为F2,装置转动的角速度为ω1,细线与转轴间的夹角为θ1,由几何关系可知sin θ1=0.6,cos θ1=0.8

对小球C有2F2cos θ1=mg　(2分)

对小球A有F2sin θ1=m×Lsin θ1　(2分)

解得ω1=　(1分)

(3)设弹簧长度为L时,细线的拉力为F3,装置转动的角速度为ω2,细线与转轴间的夹角为θ2,由几何关系可知sin θ2=0.8,cos θ2=0.6

对小球C有2F3cos θ2=mg+k(L-L)　(1分)

对小球A有F3sin θ2=m×Lsin θ2　(1分)

在弹簧的长度由初状态变为L的过程中,弹簧弹性势能不变,

外界对装置所做的功W=m(ω2L)2×2+mgL　(2分)

解得 W=mgL　(1分)

15.【解析】(1)带电粒子做顺时针方向的圆周运动时,记电场力为F,洛仑兹力为f,F和f的方向均指向正电荷,且F=3f,它们的合力提供粒子做圆周运动的向心力

F+f=m　(2分)

当粒子以相同速率v做逆时针方向、半径为r2的圆周运动时,粒子所受的洛仑兹力大小仍为f,方向背离正电荷,因电场力与两电荷间距离平方成反比,此时粒子所受的电场力为F'

F'=F　(2分)

且F'-f=m　(2分)

解得r2∶r1=(-2)∶1　(1分)

(2)①不是(不能做圆周运动)　(2分)

磁场撤去时,洛仑兹力消失,电场力不足以提供粒子做圆周运动所需的向心力,粒子做离心运动　(2分)

②带负电的粒子的能量为

E=Ep+Ek=-k+mv2=-Fr+(F+f)r=-(F-f)r　(2分)

能量为负值,说明粒子不能无限远离+Q电荷　(2分)

所以粒子的运动的轨迹为一个椭圆　(1分)