2022届吉林省实验中学长春市高三下学期理综物理质量监测线上考试试卷（三）（解析版）

这是一份2022届吉林省实验中学长春市高三下学期理综物理质量监测线上考试试卷（三）（解析版），共14页。试卷主要包含了单选题，多选题，实验题，解答题等内容，欢迎下载使用。

一、单选题
1．某科技小组的同学做火箭升空发射试验，火箭模型质量为1.00kg，注入燃料50g。点火后燃烧的燃气以大小为600m/s的速度从火箭喷口在很短时间内全部喷出，喷出过程中重力和空气阻力可忽略。则在燃气喷出后的瞬间，火箭的动量大小为（ ）
A．30kg·m/sB．5.7×102kg·m/s
C．6.0×102kg·m/sD．6.3×102kg·m/s
2．氢原子的能级图如图所示，有一群处于n＝4能级的氢原子，若氢原子从n＝4能级向n=2能级跃迁时所辐射出的光恰能使金属A发生光电效应，则下列说法正确的是（ ）
A．这群氢原子辐射出的光中共有5种频率的光能使金属A发生光电效应
B．如果辐射进来能量为0.32eV的光子，可以使氢原子从n=4能级向n=5能级跃迁
C．如果辐射进来能量为1.32eV的光子，不可以使处于n=4能级的氢原子发生电离
D．用氢原子从n=4能级向n=1能级跃迁时辐射出的光照射金属A，所产生的光电子的最大初动能为10.2eV
3．关于通电直导线在匀强磁场中所受的安培力，下列说法正确的是（ ）
A．安培力的方向可以不垂直于直导线
B．安培力的方向总是垂直于磁场的方向
C．安培力的大小与通电直导线和磁场方向的夹角无关
D．将直导线从中点折成直角，安培力的大小一定变为原来的一半
4．如图，在固定斜面上的一物块受到一外力F的作用，F平行于斜面向上。若要物块在斜面上保持静止，F的取值应有一定范围，已知其最大值和最小值分别为F1和F2（F2＞0）.由此可求出（ ）
A．物块的质量B．斜面的倾角
C．物块与斜面间的最大静摩擦力D．物块对斜面的正压力
5．如图，半圆形光滑轨道固定在水平地面上，半圆的直径与地面垂直，一小物块以速度v从轨道下端滑入轨道，并从轨道上端水平飞出，小物块落地点到轨道下端的距离与轨道半径有关，此距离最大时对应的轨道半径为（重力加速度为g）（ ）
A．v216gB．v28gC．v24gD．v22g
二、多选题
6．如图，海王星绕太阳沿椭圆轨道运动，P为近日点，Q为远日点，M，N为轨道短轴的两个端点，运行的周期为T0，若只考虑海王星和太阳之间的相互作用，则海王星在从P经M，Q到N的运动过程中（ ）
A．从P到M所用的时间等于 T04
B．从Q到N阶段，机械能逐渐变大
C．从P到Q阶段，速率逐渐变小
D．从M到N阶段，万有引力对它先做负功后做正功
7．在一静止点电荷的电场中，任一点的电势φ与该点到点电荷的距离r的关系如图所示．电场中四个点a、b、c和d的电场强度大小分别Ea、Eb、Ec和Ed，点a到点电荷的距离ra与点a的电势φa已在图中用坐标（ra，φa）标出，其余类推．现将一带正电的试探电荷由a点依次经b、c点移动到d点，在相邻两点间移动的过程中，电场力所做的功分别为Wab、Wbc和Wcd．下列选项正确的是（ ）
A．Ea：Eb=4：1B．Ec：Ed=2：1
C．Wab：Wbc=3：1D．Wbc：Wcd=1：3
8．由相同材料的导线绕成边长相同的甲、乙两个正方形闭合线圈，两线圈的质量相等，但所用导线的横截面积不同，甲线圈的匝数是乙的2倍。现两线圈在竖直平面内从同一高度同时由静止开始下落，一段时间后进入一方向垂直于纸面的匀强磁场区域，磁场的上边界水平，如图所示。不计空气阻力，已知下落过程中线圈始终平行于纸面，上、下边保持水平。在线圈下边进入磁场后且上边进入磁场前，可能出现的是（ ）
A．甲和乙都加速运动B．甲和乙都减速运动
C．甲加速运动，乙减速运动D．甲减速运动，乙加速运动
9．下列说法正确的是（ ）
A．水和酒精混合后总体积会减小说明液体分子间存在引力
B．游禽用嘴把油脂涂到羽毛上是为了使水不能浸润羽毛
C．一定质量的理想气体在体积增大、温度升高时，向外释放热量
D．扩散现象说明分子热运动会自发地向无序性增大的方向进行
E．空气的相对湿度越大，空气中水蒸气压强越接近同温度水的饱和汽压
10．如图所示，一列简谐横波沿x轴正方向传播，t=0时的波形图如图所示，此时波刚好传到d点，a、b、c、d、e是介质中的质点，由图像可知（ ）
A．a、b两质点的振动步调总相反
B．质点b比质点c先到达平衡位置
C．此时质点c的加速度方向沿y轴正方向
D．此刻起经四分之一周期质点a经过的路程为(20-102)cm
E．波传到质点e时，质点e将沿y轴正方向开始振动
三、实验题
11．某实验小组利用图甲所示的实验装置验证机械能守恒定律。小钢球由静止释放自由下落过程中，计时装置测出小钢球通过光电门时间为t，用小钢球通过光电门的平均速度表示钢球球心通过光电门的瞬时速度。测出刚释放时钢球球心到光电门间的距离为h，当地的重力加速度为g，小钢球所受空气阻力可忽略不计。
（1）先用游标卡尺测量钢球的直径，读数如图乙所示，钢球直径d＝ cm.
（2）要验证小钢球的机械能是否守恒，需要满足的方程是 。（用题中所给字母表示）
（3）实验中小钢球通过光电门的平均速度 （选填“大于”或“小于”）小钢球球心通过光电门时的瞬时速度。
12．某同学用图（a）所示电路探究小灯泡的电阻随电压变化的规律，所用器材有：
小灯泡（额定电压2.5V，额定电流0.3A）
电压表（量程300mV，内阻300Ω）
电流表（量程300mA，内阻0.27 Ω）
定值电阻R0
滑动变阻器R1（阻值0-20 Ω）
电阻箱R2（最大阻值9999.9 Ω）
电源E（电动势6V，内阻不计）开关S、导线若干。
完成下列填空：
（1）有3个阻值分别为10 Ω、20 Ω、30 Ω的定值电阻可供选择，为了描绘小灯泡电流在0~300mA间的U-I∣图像，R0应选取阻值为 Ω的定值电阻；
（2）闭合开关前，滑动变阻器的滑片应置于变阻器的 （填“a”或“b”）端；
（3）在流过电流表的电流较小时，将电阻箱R2的阻值置零，改变滑动变阻器滑片的位置，读取电压表和电流表的示数U、I，结果如图（b）所示。当流过电流表的电流为10mA时，小灯泡的电阻为 Ω（保留1位有效数字）；
（4）为使电压表满量程时对应于小灯泡两端的电压为3V，该同学经计算可知，应将R2的阻值调整为 Ω。然后调节滑动变阻器R1，测得数据如下表所示：
（5）由图（b）和上表可知，随着小灯泡两端电压的增加，其灯丝的电阻 （填“增大”“减小”或“不变”）；
四、解答题
13．如图所示，在直角坐标系xOy的第一象限内存在匀强磁场，磁场方向垂直于xOy面向里，第四象限内存在沿y轴正方向的匀强电场，电场强度大小为E，磁场与电场图中均未画出。一质量为m、带电荷量为+q的粒子自y轴的P点沿x轴正方向射入第四象限，经x轴上的Q点进入第一象限。已知P点坐标为（0，-l），Q点坐标为（2l，0），不计粒子重力。
（1）求粒子经过Q点时速度的大小和方向；
（2）若粒子在第一象限的磁场中运动一段时间后以垂直y轴的方向进入第二象限，求磁感应强度B的大小。
14．如图，两个滑块A和B的质量分别为mA＝1 kg和mB＝5 kg，放在静止于水平地面上的木板的两端，两者与木板间的动摩擦因数均为μ1＝0.5；木板的质量为m＝4 kg，与地面间的动摩擦因数为μ2＝0.1。某时刻A、B两滑块开始相向滑动，初速度大小均为v0＝3 m/s。A、B相遇时，A与木板恰好相对静止。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取重力加速度大小g＝10 m/s2。求：
（1）B与木板相对静止时，木板的速度；
（2）A、B开始运动时，两者之间的距离。
15．如图，一上端开口、下端封闭的细长玻璃管竖直放置．玻璃管的下部封有长l1=25.0cm的空气柱，中间有一段长为l2=25.0cm的水银柱，上部空气柱的长度l3=40.0cm．已知大气压强为p0=75.0cmHg．现将一活塞（图中未画出）从玻璃管开口处缓缓往下推，使管下部空气柱长度变为 l1’=20.0cm。假设活塞下推过程中没有漏气，求活塞下推的距离。
16．如图所示，一个折射率n＝2的半圆柱形玻璃砖，其横截面是半径为R的半圆，AB为半圆的直径，O为圆心。一束平行光垂直射向玻璃砖的下表面，若光线到达上表面后，都能从该表面射出，求入射光束在AB上的最大宽度。
答案解析部分
1．【答案】A
【解析】【解答】火箭喷出气体后，对火箭和燃料系统的动量守恒，则根据动量守恒定律Mv1-mv2=0
可得火箭的动量大小 Mv1=mv2=0.05×600kg⋅m/s=30kg⋅m/s
故答案为：A。
【分析】火箭喷出气体后,根据动量守恒定律得出火箭的动量大小。
2．【答案】D
【解析】【解答】A．氢原子从n=4能级向低能级跃迁时可以辐射出6种频率的光子，其中只有从n=4能级向n=3能级跃迁时所辐射出的光子以及从n=3能级向n=2能级跃迁时所辐射出的光子的能量小于从n=4能级向n=2能级跃迁时所辐射出的光子的能量，不能使金属A发生光电效应，故共有4种频率的光能使金属A发生光电效应，A不符合题意；
B．因为从n=4能级向n=5能级跃迁时所需要的能量为ΔE=E5-E4=0.31eV
不等于光子能量为0.32eV，B不符合题意；
C．因为要使处于n=4能级的氢原子发生电离，所需要的能量只要大于0.85eV就可以，C不符合题意；
D．由题意可知，金属A的逸出功为2.55eV，氢原子从n=4能级向n=1能级跃迁时所辐射出光子的能量为hν=E4-E1=12.75eV
由爱因斯坦光电效应方程可得最大初动能Ek=hν-W0=10.2eV
D符合题意。
故答案为：D。
【分析】光电效应发生的条件是入射光的频率大于金属的极限频率；利用爱因斯坦光电效应方程得出最大初动能。
3．【答案】B
【解析】【解答】A、B、根据左手定则可知，安培力方向与磁场和电流组成的平面垂直，即与电流和磁场方向都垂直，A不符合题意，B符合题意；
C、磁场与电流不垂直时，安培力的大小为F=BILsinθ，则安培力的大小与通电导线和磁场方向的夹角有关，C不符合题意；
D、当电流方向与磁场的方向平行，所受安培力为0，将直导线从中折成直角，让其中的一半与磁场的方向平行，安培力的大小将变为原来的一半；将直导线在垂直于磁场的方向的平面内从中折成直角，安培力的大小一定变为原来的 22 ，D不符合题意．
故答案为：B．
【分析】利用左手定则判断安培力的方向，都与磁场方向垂直。
4．【答案】C
【解析】【解答】根据题意，设物块受到的最大静摩擦力为f，对物块受力分析（如图所示），
若F>mgsinθ，则物体有沿斜面向上运动的趋势，f的方向应沿斜面向下阻碍物体相对运动趋势，有 F1=mgsinθ+f ----①；若F【分析】对于拉力向上和拉力向下两种情况，在拉力、重力、支持力和摩擦力的作用下，物体处于平衡状态，合力为零，列方程联立求解最大静摩擦力即可。
5．【答案】B
【解析】【解答】设半圆的半径为R，根据动能定理得：
-mg⋅2R=12mv'2-12mv2 ，
离开最高点做平抛运动，有：
2R= 12gt2 ，x=v′t，
联立解得：x= 4R(v2-4gR)g = -16g(R-v28g)2+v44gg
可知当R= v28g 时，水平位移最大，故B正确，ACD错误．
故选：B．
【分析】根据动能定理得出物块到达最高点的速度，结合高度求出平抛运动的时间，从而得出水平位移的表达式，结合表达式，运用二次函数求极值的方法得出距离最大时对应的轨道半径．
6．【答案】C,D
【解析】【解答】A、海王星在PM段的速度大小大于MQ段的速度大小，则PM段的时间小于MQ段的时间，所以P到M所用的时间小于 T04 ，故A错误．
B、从Q到N的过程中，由于只有万有引力做功，机械能守恒，故B错误．
C、从P到Q阶段，万有引力做负功，速率减小，故C正确．
D、根据万有引力方向与速度方向的关系知，从M到N阶段，万有引力对它先做负功后做正功，故D正确．
故选：CD．
【分析】根据海王星在PM段和MQ段的速率大小比较两段过程中的运动时间，从而得出P到M所用时间与周期的关系；抓住海王星只有万有引力做功，得出机械能守恒；根据万有引力做功确定速率的变化．
7．【答案】A,C
【解析】【解答】由点电荷场强公式： E=kQr2 ，可得： Ea:Eb=kQ12:kQ22=4:1 ，A符合题意；由点电荷场强公式： E=kQr2 ，可得： Ec:Ed=kQ32:kQ62=4:1 ，B不符合题意；从a到b电场力做功为：Wab=qUab=q（φa-φb）=q（6-3）=3q，从b到c电场力做功为：Wbc=qUbc=q（φb-φc）=q（3-2）=q，所以有：Wab：Wbc=3：1，C符合题意；从c到d电场力做功为：Wcd=qUcd=q（φc-φd）=q（2-1）=q，所以Wbc：Wcd=1：1，D不符合题意。
故答案为：AC
【分析】对于电势-距离图像，图形的斜率表示该位置处电场的强度，与横轴包围的面积是电场力做的功，电场力对电荷做正功，电荷的电势能减小，相应的动能就会增加，电场力做负功，电势能增加，电荷的动能减小，结合选项求解即可。
8．【答案】A,B
【解析】【解答】线圈还没进入磁场时做自由落体运动，设线圈到磁场的高度为h，线圈的边长为l，则线圈下边刚进入磁场时，根据自由落体运动的速度位移公式有： v=2gh
线圈切割磁场时，根据动生电动势的表达式有： E=nBlv
两线圈材料相等（设密度为 ρ0 ），质量相同（设为 m ），则 m=ρ0×4nl×S
设材料的电阻率为 ρ ，根据电阻定律有：R=ρ4nlS=16n2l2ρρ0m
再根据欧姆定律有：I=ER=mBv16nlρρ0
根据安培力的表达式可得：F=nBIl=mB2v16ρρ0
线圈进入磁场时，同时受到重力和安培力的作用，根据牛顿第二定律有 mg-F=ma
联立可解得 a=g-Fm=g-B2v16ρρ0
从加速度的表达式可得加速度和线圈的匝数、横截面积无关，则甲和乙进入磁场时，具有相同的加速度。
当 g>B2v16ρρ0 时，其重力大于安培力，甲和乙都做加速度不断变小的加速运动，
当 g 当 g=B2v16ρρ0 时，其安培力等于重力，甲乙两线圈都匀速。
故答案为：AB。
【分析】利用动生电动势的表达式结合欧姆定律可以求出感应电流的表达式，结合牛顿第二定律可以判别其线圈加速度的表达式，进而判别与匝数、横截面积的大小无关。
9．【答案】B,D,E
【解析】【解答】A．酒精和水混合后总体积变小，是因为分子之间有间隔，一部分水分子和酒精分子会互相占据分子之间的间隔，A不符合题意；
B．游禽用嘴把油脂涂到羽毛上是为了使水不能浸润羽毛，B符合题意；
C．一定质量的理想气体在体积增大、，则气体对外界做功，温度升高时内能增大，有热力学第一定律知，气体吸收热量，C不符合题意；
D．扩散现象说明分子热运动会自发地向无序性增大的方向进行，D符合题意；
E．空气的相对湿度越大，空气中水蒸气压强越接近同温度水的饱和汽压，E符合题意。
故答案为：BDE。
【分析】酒精和水混合后总体积变小；根据热力学第一定律判断气体的吸放热。扩散现象说明分子热运动自发的向无序性增大的方向。
10．【答案】B,D,E
【解析】【解答】A．a、b两质点间隔为34λ，只有间隔为nλ+12λ的质点的振动步调总相反，A不符合题意；
B．根据振动方向和传播方向位于曲线的同一侧可知，b、c两点的振动方向均向下，B比c先到达平衡位置，B符合题意；
C．此时质点c的位移正向最大，回复力沿y轴负方向，加速度方向也沿y轴负方向，C不符合题意；
D．此刻起经过T4，质点a又回到该位置，其路程s=2(10-52)cm=(20-102)cm
D符合题意；
E．根据波的传播方向知：d点的起振方向为y轴正方向，所以波传播到e点时的振动方向也沿y轴正方向，E符合题意。
故答案为：BDE。
【分析】根据质点的振动方向和播的传播方向得出bc两点的振动方向感，结合回复力的方向和牛顿第二定律得出加速度的方向，利用波的传播方向和质点的振动方向得出e点的振动方向。
11．【答案】（1）1.000
（2）gh=d22t2
（3）小于
【解析】【解答】（1）根据游标卡尺的读数规则可知 d=1cm+0×0.05mm=1.000cm （2）若减少的重力势能等于增加的动能是，可以认为机械能守恒
则有 mgh=12mv2=12m(dt)2 整理得： gh=d22t2 （3）在计算时把平均速度当做瞬时速度处理了，那么这个平均速度实际上等于小球过光电门时中点时刻的速度，由于小球速度越来越大，所以中间时刻在球心的下方，即小钢球通过光电门的平均速度小于小钢球球心通过光电门时的瞬时速度。
故本题答案是：(1). 1.000 (2). gh=d22t2 (3). 小于
【分析】（1）利用游标卡尺结构可以读出钢球的直径；
（2）利用重力势能减少等于动能的增加可以写出方程；
（3）平均速度为中间时刻的瞬时速度一定小于离开时的末速度。
12．【答案】（1）10
（2）a
（3）0.7
（4）2700
（5）增大
【解析】【解答】（1）因为小灯泡额定电压2.5V，电动势6V，在改变滑动变阻器阻值时，为了保证电路安全，需要定值电阻分担的电压U=6V-2.5V=3.5V
则有R0=≈11.7Ω
则需要描绘小灯泡在0～300mA间的U-I图像，即R0应选取阻值为10Ω；
（2）为了保护电路，滑动变阻器的滑片应置于变阻器的a端；
（3）由图（b）可知当流过电流表的电流为10mA时，电压为7mV，则小灯泡的电阻为R=7×10-310×10-3Ω=0.7Ω
（4）由题知电压表满量程时对应于小灯泡两端的电压为3V时，有3R2+RV=0.3RV
解得R2=2700Ω
（5）由图（b）和表格可知流过小灯泡电流增加，图像中UI变大，则灯丝的电阻增大。
【分析】（1）根据串联电路分压以及欧姆定律得出R0的阻值，结合U-I图像得出选择的电阻；
（2）为了电路的安全接通电路之前将滑动变阻器调到最大值；
（3）根据图b以及欧姆定律得出小灯泡的电阻；
（4）电压表满量程时，根据欧姆定律得出R2的电阻；
（5）根据欧姆定律判断灯丝电阻的变化情况。
13．【答案】（1）解：设粒子在电场中运动的时间为t0，加速度的大小为a，粒子的初速度为v0， 过Q点时速度的大小为v，沿y轴方向分速度的大小为vy，由牛顿第二定律得qE=ma
由运动学公式得xOP=12at02
xOQ=v0t0
竖直方向速度为vy=at0
合速度为v=v02+vy2
解得v=2qElm
因为水平和竖直方向速度相等，所以速度方向与水平方向的夹角为45°
（2）解：粒子在第一象限内做匀速圆周运动，设粒子做圆周运动的半径为R ，由几何关系可得R=22l
由牛顿第二定律得qvB=mv2R
解得B=mE2ql
【解析】【分析】（1）粒子在电场中做类平抛运动 ，利用类平抛运动的规律以及速度的合成得出粒子经过Q点时的速度；
（2）粒子在磁场中做匀速圆周运动，结合几何关系得出轨道半径的表达式，利用洛伦兹力提供向心力得出磁感应强度的表达式。
14．【答案】（1）解：对A受力分析，根据牛顿第二定律得：μ1mAg=mAaA 代入数据解得：aA＝5m/s2，方向向右，
对B分析，根据牛顿第二定律得：μ1mBg=mBaB
代入数据解得：aB＝5m/s2，方向向左。
对木板分析，根据牛顿第二定律得：μ1mBg-μ1mAg-μ2（m+mA+mB)g=ma1
代入数据解得：a1＝2.5m/s2，方向向右。
当木板与B共速时，有：v=v0-aBt1=a1t1，
代入数据解得：t1=0.4s，v=1m/s，方向向右
（2）解：木板与B共速时，A的速度v1=v0-aAt1 代入数据解得： v1=1m/s，方向向左。
木板与B共速时，A的位移 x1=v0t1+12aAt12
代入数据解得： x1=0.8m，方向向左。
木板与B共速时，B和木板的相对位移 x2=v0t1+12aBt12
代入数据解得： x2=0.8m，方向向右。
之后B与大板成为一个整体，对木板分析，根据牛顿第二定律得：μ1mAg+μ2（m+mA+mB)g=（m+mB)a2
代入数据解得： a2=53m/s2 ，方向向左。
A、B相遇时，A与木板恰好相对静止，有v-a2t2=-v1+aAt2
解得：t2=0.3s
在t2=0.3s时间内，A的位移 x3=v1t2+12aAt22
代入数据解得： x3=0.075m，方向向左。
在t2=0.3s时间内，木板的位移 x4=vt2+12a2t22
代入数据解得： x4=0.225m，方向向左。
A、B开始运动时，两者之间的距离x=x1+ x2+ x3+ x4=1.9m
【解析】【分析】（1）利用牛顿第二定律可以求出加速度的大小；结合共速可以求出运动的时间和共速的速度大小；
（2）利用共速条件结合位移公式可以求出B与木板共速时A、B、木板的位移大小；结合A与木板共速时可以求出A、B的位移，进而求出A与B之间的距离。
15．【答案】解：以cmHg为压强单位．在活塞下推前，玻璃管下部空气柱的压强为p1=p0+l2①
设活塞下推后，下部空气柱的压强为p'1，由玻意耳定律得p1l1=p'1l'1②
如图，设活塞下推距离为Δl，则此时玻璃管上部空气柱的长度为l'3=l3+l1-l'1-Δl③
设此时玻璃管上部空气柱的压强为p'3，则p'3=p'1-l2④
由玻意耳定律得p0l3=p'3l'3⑤
由①至⑤式及题给数据解得Δl=15.0cm⑥
【解析】【分析】活塞下推后，利用玻意耳定律以及几何关系得出玻璃管上部空气柱的长度；结合玻意耳定律得出活塞下推的距离。
16．【答案】解：在O点左侧，设从E点射入的光线进入玻璃砖后在土表面的入射角恰好等于全反射的临界角θ，则OE区域的入射光线经上表面折射后都能从玻璃砖射出，如图所示，由全反射条件有
sinθ=1n
由几何关系有OE=Rsinθ
由对称性可知，若光线都能从上表面射出，光束的宽度最大为l=2OE
联立代入已知数据得l=2R
【解析】【分析】根据光在玻璃砖中的光路图以及折射率和全反射临界角正弦值正弦值的关系得出全反射的临界角，利用几何关系得出入射光束在AB上的最大宽度。
U/mA
24.0
46.0
76.0
110.0
128.0
152.0
184.0
216.0
250.0
I/mA
140.0
160.0
180.0
200.0
220.0
240.0
260.0
280.0
300.0