2022届河南省实验中学等湘豫名校联考高三下学期3月联考 理综物理试题（解析版）

湘豫名校联考理科综合能力测试（物理）

第I卷 

一、选择题：本题共8小题，每小题6分。在每小题给出的四个选项中，第1~4题只有一项符合题目要求，第5～8题有多项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错或不选的得0分。

1. 光电传感器是智能技术领域不可或缺的关键器件，而光电管又是光电传感器的重要元件。如图所示，某光电管K极板的逸出功，若分别用频率为的a光和频率为的b光照射该光电管，则下列说法正确的是（　　）

A. a光和b光的波长之比为

B. 用a光和b光分别照射该光电管，逸出光电子的最大初动能之比为

C. 加反向电压时，对应遏止电压之比为

D. 加正向电压时，对应形成的饱和光电流之比为

【答案】C

【解析】

【详解】A．根据

a光和b光的波长之比等于频率的反比，即为5：2，故A错误；

B．根据

逸出光电子的最大初动能之比

故B错误；

C．根据

加反向电压时，对应的遏止电压之比

故C正确；

D．不知光照强度的关系，无法判断饱和光电流的关系，故D错误。

故选C。

2. 为了探究玩具车的性能，现把玩具车放在平直公路上分别进行实验，某次实验中关闭玩具车的电源，得到其位置坐标与时间满足如下关系式：，则玩具车在第内的平均速度大小为（　　）

A.  B.

C.  D.

【答案】B

【解析】

【详解】观察发现其位置坐标与时间关系式满足

对比可知，小车的初速度为8m/s，加速度大小为3m/s2，则小车减速用时

小车2s内的位移为

第内的位移为

第内的平均速度大小为

故选B。

3. 如图所示，理想变压器的原、副线圈匝数分别为，定值电阻，滑动变阻器，图中电流表、电压表均为理想电表．在端输入电压有效值恒定的交变电流，当滑动变阻器的滑片P向下滑动时，则（　　）

A. 电压表示数减小 B. 电流表示数减小

C. 消耗的功率减小 D. 电源的输出功率减小

【答案】A

【解析】

【详解】设初级电流为I，ab两点的输入电压为U，则初级电压

次级电压

次级电流

则

可得

则当滑动变阻器的滑片P向下滑动时，R2阻值减小，则I变大，电流表示数变大，消耗的功率变大，根据P=IU可知，电源的输出功率变大，R1电压变大，则初级电压减小，则次级电压减小，即电压表的示数减小。

故选A。

4. 水上乐园有一末端水平的滑梯，质量为的儿童从滑梯顶端由静止开始滑下后落入水中。如图所示，滑梯顶端到末端的高度，末端到水面的高度，重力加速度g取，该儿童视为质点，不计空气阻力．儿童的落水点到滑梯末端的水平距离为，则该儿童下滑过程中克服摩擦力做的功为（　　）

A.  B.

C.  D.

【答案】C

【解析】

【详解】儿童从滑梯的末端做平抛运动，竖直方向做自由落体运动，则有

水平方向有

代入数据，解得儿童到滑梯末端的速度为

滑梯顶端由静止开始滑下的过程中，由能量守恒可得

代入数据，解得

故该儿童下滑过程中克服摩擦力做的功为，ABD错误，C正确。

故选C。

5. 如图甲所示，轻杆的一端固定在转轴O点，另一端固定一个小球。小球在竖直面内绕O点做完整的圆周运动。小球在最高点时的动能为，此时小球与轻杆间的弹力大小为N。改变小球在最高点的动能，小球与轻杆间的弹力大小N随之改变。如图乙所示为的变化关系图线，图线与坐标轴的交点分别为，重力加速度为g。则下列说法正确的是（　　）

A. 小球的质量为

B. 轻杆的长度为

C. 当时，小球在最高点的速率为

D. 当时，小球的速度大小为

【答案】D

【解析】

【详解】A．当小球在最高点的动能为零时，根据平衡条件

解得

故A错误；

B．当小球在最高点的动能为a时，重力恰好提供向心力

解得

故B错误；

C．当时，即

解得

故C错误；

D．当时，由图可知，此时

解得

故D正确。

故选D。

6. 如图所示，电荷量为的点电荷固定在O点，三点共面，其中。则下列说法正确的是（　　）

A. P点的场强小于Q点的场强

B. P点的电势高于Q点的电势

C. 电子在P点的电势能比其在Q点的电势能小

D. 将一正试探电荷由P点移到Q点，电场力做负功

【答案】BC

【解析】

【详解】A. 由点电荷场强

可知，离点电荷越近，场强越大，故P点的场强大于Q点的场强，A错误；

B. 正点电荷电场中离点电荷越近，电势越高，故P点的电势高于Q点的电势，B正确；

C. 由电势能公式

由于电子带负电，且，故电子在P点的电势能比其在Q点的电势能小，C正确;

D. 将一正试探电荷由P点移到Q点，电场力做功

由于，，故电场力做正功，D错误；

故选BC

7. 如图所示，两颗卫星均绕地球做匀速圆周运动，若表示卫星角速度大小，S表示卫星与地心的连线在单位时间内扫过的面积，a表示卫星加速度的大小，F表示卫星受到的万有引力，r为卫星做圆周运动的半径。不计两卫星之间的相互影响，则（　　）

A.  B.

C.  D.

【答案】C

【解析】

【详解】A．根据万有引力提供向心力

则

故A错误；

B．由扇形的面积公式可得

故B错误；

C．根据万有引力提供向心力

则

故C正确；

D．根据万有引力为

不知道卫星的质量，无法判断大小关系，故D错误。

故选C。

8. 如图所示，两根足够长的光滑平行金属导轨固定在同一水平面内，两导轨间的距离为L，垂直导轨放置两根导体棒1和2，构成矩形回路，两根导体棒的质量均为m，电阻均为R，回路中其余部分的电阻可不计。在整个导轨平面内都有竖直向上的匀强磁场，磁感应强度为B，初始导体棒2静止、导体棒1有指向导体棒2的初速度，若两导体棒在运动过程中始终不接触，则下列说法正确的是（　　）

A. 导体棒1通过的电荷量最大值为

B. 导体棒2的最大加速度大小为

C. 导体棒1、2间距减少量的最大值为

D. 导体棒2产生的最大热量为

【答案】BD

【解析】

【详解】A．对导体棒1，由动量定理可得

即为

所以

导体棒1通过的电荷量最大值为

A错误；

B．当导体棒1刚开始运动时，导体棒2加速度最大

即

得

B正确；

C．由于通过导体棒1电量最多为

导体棒1、2间距减少量的最大值为

C错误；

D．从开始到最终稳定的过程中，两棒总动量守恒，取向右为正方向，根据动量守恒定律得

由能量守恒定律得

导体棒2产生的最大热量为

D正确。

故选BD。

第Ⅱ卷

二、非选择题：包括必考题和选考题两部分。第9~12题为必考题，每个试题考生都必须作答。第13~16题为选考题，考生根据要求作答。

（一）必考题

9. 碰撞的恢复系数可表示为，其中和分别是碰撞前两物体的速度，和分别是碰撞后物体的速度，弹性碰撞的恢复系数，非弹性碰撞的恢复系数，某同学用验证动量守恒定律的实验装置（如图所示）验证弹性碰撞的恢复系数是否为1，实验中使用半径相等的小球1和2，且小球1的质量大于小球2的质量。安装好实验装置，调整斜槽末端水平，并记下重垂线所指的位置O。

第一步，不放小球2，让小球1从斜槽上A点由静止滚下，并落在地面上。重复多次，用尽可能小的圆，把小球的尽量多的落点圈在里面，其圆心就是小球落点的平均位置；

第二步，把小球2放在斜槽末端边缘处的C点，让小球1从A点由静止滚下，使它们碰撞。重复多次，并使用与第一步同样的方法分别标出碰撞后小球1和2落点的平均位置；

第三步，用刻度尺分别测量三个落地点的平均位置离O点的距离，即，，。

上述实验中：

（1）未放小球2时，小球1落地点是记录纸上的______点；

（2）小球1和小球2碰撞时的恢复系数为_______（结果保留两位有效数字）；

（3）根据（2）可知，在误差允许的范围内，小球1和小球2的碰撞为________（填“弹性”或“非弹性”）碰撞。

【答案】    ①.     ②.     ③. 弹性

【解析】

【详解】（1）[1]未放小球2时，小球1做平抛运动，小球1落地点是记录纸上的点。

（2）[2]未放小球2时

小球1的速度，水平方向

竖直方向

得

实验中使用半径相等的小球1和2，且小球1的质量大于小球2的质量，同理

碰撞的恢复系数可表示为，代入得

（3）[3]根据（2）可知，在误差允许的范围内

为非弹性碰撞的恢复系数，即小球1和小球2的碰撞为弹性碰撞。

10. 某同学利用如图甲所示的电路测量电池的电动势和内阻，电池的电动势大约为，内阻小于；

（1）根据图甲电路图，用笔画线代替导线将图乙的实物图连接成完整的电路_______；

（2）实验器材如下，电流表应选用______，电流表应选用________，滑动变阻器R应选用_______。（选填器材前的代号）

A．电流表：量程，内阻约

B．电流表：量程，内阻约为

C．电流表：量程，内阻为

D．电流表：量程，内阻为

E．滑动变阻器：，额定电流

F. 滑动变阻器：，额定电流

（3）为把改装成量程为的电压表，需要串联的电阻的阻值为_______；

（4）为了方便读数和作图，给电池串联一个的电阻。通过多次改变滑动变阻器触头位置，得到电流表和的多组数据，作出的图象如图丙所示．由图象得到的电池的电动势_______V，内阻_______。（计算结果均保留两位小数）

【答案】    ①. 见解析    ②. C    ③. A    ④. F    ⑤. 9000    ⑥. 1.4    ⑦. 0.60

【解析】

【详解】（1）[1]根据电路图，连接如下

（2）[2]根据电表改装原理，应使用内阻已知的电流表改装成电压表，同时，为了减小电压表分流的影响，电压表的内阻大点比较好，根据

发现电流表C改装成同量程的电压表时，内阻比电流表D大，故电流表选C。

[3]观察图丙发现，电流表最大电流小于0.3A，故选择A。

[4]为方便调节，滑动变阻器选择阻值较小的F。

（3）[5]根据

解得

（4）[6][7]根据闭合电路欧姆定律

整理得

结合图像的斜率和截距可解得

，

11. 一个半径为R、质量为m的四分之一圆弧形光滑滑槽静止放置在水平面上。质量为2m的滑块B静止在水平面上的O点，O点的左侧水平面粗糙而右侧水平面光滑。质量为m的滑块A从滑槽最高点由静止滑下，与水平面上静止的滑块B发生弹性正碰，滑块A、滑块B与水平面之间的动摩擦因数均为μ，重力加速度g取10m/s2。求：

(1)滑槽的最大速度；

(2)滑块B运动的最大位移。

【答案】(1)；(2)

【解析】

【详解】(1)设滑槽与A分离时A的速度为v1，滑槽的速度为v2，根据机械能守恒定律和动量守恒定律得

解得

设A、B碰后的速度分别为vA、vB，根据动量守恒定律和机械能守恒定律得

解得

A反弹后追不上滑槽，所以滑槽的最大速度为。

(2)对B根据动能定理得

解得

12. 如图所示，与水平面成角的平面将空间分成I和Ⅱ两个区域，氕核和氘核分别以相同的初动能从平面上的点水平向右射入I区域，I区域只存在方向竖直向下的匀强电场，电场强度大小为E。Ⅱ区域只存在方向垂直于纸面向里、磁感应强度大小为B的匀强磁场。氕核的质量为m，电荷量为，不计氕核和氘核的重力。求：

（1）氕核由点出发到第一刚进Ⅱ区域时的运动时间；

（2）氘核第一次刚进Ⅱ区域时的速度大小；

（3）氕核和氘核第一次刚出Ⅱ区域时的距离。

【答案】（1）；（2）；（3）

【解析】

【详解】（1）氕核在电场中类平抛，到达MN时的位移沿MN方向

解得

（2）氘核质量为2m，带电量为q，则氘核在电场中类平抛

落在MN上时的速度

解

（3）氕核落在MN上时距离抛出点距离

氘核落在MN上时距离抛出点的距离

即两粒子落在MN上的同一点；由类平抛运动的推论可知，两粒子进入磁场时速度方向与水平方向的夹角相同，均为

速度方向与MN的夹角均为

可得

氕核进入磁场时速度

根据

可得

粒子再次回到MN时距离进入磁场位置的距离

则氕核和氘核第一次刚出Ⅱ区域时的距离

（二）选考题：共45分，请考生从给出的2道物理题中任选一题作答，并用2B铅笔在答题卡上把所选题目的题号涂黑。注意所做题目的题号必须与所涂题目的题号一致，在答题卡选答区域指定位置答题。如果多做，则每学科按所做的第一题计分。

【物理—选修3-3】

13. 如图所示，一定质量的理想气体依次经历三个不同过程，分别由图象上三条直线和表示，其中平行于横轴，的延长线过点平行于纵轴。由图可知，过程气体体积______（填“增大”“减小”或“不变”），过程气体_______热（填“吸”或“放”），过程_______做功（填“气体对外界”或“外界对气体”）。

【答案】    ①. 减小    ②. 吸    ③. 气体对外界

【解析】

【详解】[1]由图可知，ca过程中压强不变，温度降低，则根据

可知，气体体积减小；

[2]ab过程中气体体积不变（因为其所在直线为过0K的倾斜直线），则

W=0

温度升高，则

∆U＞0

根据

∆U =W+Q

可知，气体吸热。

[3]bc过程中温度不变，压强减小，则根据

体积增大，即气体对外界做功。

14. 如图所示，一定质量的理想气体被活塞封闭在汽缸中，活塞的质量为m，面积为S，与汽缸底部相距L，汽缸和活塞间光滑且绝热性能良好。封闭气体的温度为，大气压强为，重力加速度为g。现接通热丝加热气体，一段时间后断开，活塞缓慢向上移动距离L后静止，整个过程中封闭气体吸收的热量为Q，求该过程中：

（1）内能的增加量；

（2）封闭气体最终的温度T。

【答案】（1）；（2）

【解析】

【详解】（1）气体吸收热量后，活塞缓慢向上移动距离L后静止，气体做等压膨胀，设气体的压强为，根据平衡的条件

可得

气体对外做的功

根据热力学第一定律

可得内能的增加量

（2）根据理想气体状态方程

解得

【物理—选修3-4】

15. 一列波长为的简谐横波，沿x轴的正方向传播，该波的振幅为。已知时刻波上相距的两质点的位移都是，运动方向相反，如图所示。若质点a比质点b提前到达平衡位置，下列说法正确的是（　　）

A. 该列简谐横波周期为

B. 该列简谐横波的传播速度为

C. 当质点b的位移为时，质点a的位移为负

D. 在时刻质点a的速度最大

E. 质点的速度始终大小相等、方向相反

【答案】ACD

【解析】

【详解】AB．因为

根据题意可知，质点b第一次运动到质点a的状态，用时t=0.2s，则有

解得

则波速

故A正确，B错误；

C．因为两质点平衡位置的间距为，当质点b的位移为时即位于波峰时，质点a的位移为负，故C正确；

D．质点a第一次向下运动的相位为时，质点a处于平衡位置，速度最大，用时

故D正确；

E．因为两质点平衡位置的间距只是，速度并不是始终大小相等、方向相反，故E错误。

故选ACD。

16. 有一个长度为L、半径为R的半圆柱玻璃体，玻璃体上表面水平放置，其截面图如图所示。一束与水平面成的激光束。照射在玻璃体整个上表面。已知该玻璃对激光的折射率为，光在空气中的传播速度为c。求：

（1）该激光在玻璃中传播的速度大小；

（2）能够从半圆柱的曲侧面直接射出的激光，占照射在玻璃体整个上表面的激光束的比例（忽略光在上表面上的反射）。

【答案】（1）；（2）

【解析】

【详解】（1）根据

该激光在玻璃中传播的速度大小

（2）根据折射定律

可知，在上表面的折射角正弦值为

假设射到曲侧面c点的光线恰好不能射出，则在c点的入射角正弦值为

令c到圆心的距离为d，根据正弦定理

解得

则能够从半圆柱的曲侧面直接射出的激光，占照射在玻璃体整个上表面的激光束的比例