2022届安徽省马鞍山市二中高三下学期理综物理第三次教学质量监测试卷（解析版）

安徽省马鞍山市二中2022届高三下学期理综物理第三次教学质量监测试卷

一、单选题

1．如图所示，在水平面上，一小滑块在摩擦力作用下由A点以某一速度自左向右做匀变速直线运动，依次经过B、C点，到达D点时速度为零，A、B、C、D间距相等。则（　　）

A．在CD间运动的时间为BC间运动的时间的2倍

B．在BC间与CD间速度变化的大小相同

C．在每相邻两点间运动时产生的热量相同

D．若小滑块质量变大，能滑行的距离会变远

2．用a、b两种金属做光电效应实验，产生的光电子的最大初动能压和入射光频率v的关系图像如图所示，则（　　）

A．金属a的逸出功大于金属b的逸出功

B．增加光照强度，可使最大初动能增大

C．不同金属的Ek-v图像的斜率相同

D．若蓝光能使金属a发生光电效应，紫光一定能使金属b发生光电效应

3．有一台内阻为1Ω的发电机，给一个学校照明供电，如图所示，T1、T2分别为理想的升压变压器和降压变压器，升压变压器匝数比为1：4，降压变压器匝数比为4：1，T1与T2之间输电线的总电阻为10Ω，全校共有22个班，每班有220V；40W的电灯6盏，若保证电灯全部正常发光，则（　　）

A．输电线上的电流为8A B．发电机电动势259V

C．发电机输出功率为5280W D．输电效率是97%

4．一小物块挂在竖直弹簧下端并处于静止状态，在地球两极弹簧的形变量为赤道上形变量的k倍，设地球为一均匀球体，已知地球自转周期为T，引力常量为G，则地球的密度为（　　）

A． B．

C． D．

5．如图所示静电喷漆示意图，由喷嘴K喷出的油漆，形成带负电的雾状液滴（初速度可忽略不计），经a与K间的电场加速后全部奔向阳极a（被漆零件）并附着在上面。若a与K间的电压为U，电路中的电流强度为I，在时间t内，喷嘴喷出的油漆质量为m，那么在喷漆过程中，油漆对零件表面的压力为（　　）

A． B． C． D．

二、多选题

6．如图所示的纸面内有一根竖直向下的长直导线，导线中通有向下的恒定电流，从靠近导线的位置以水平向右的速度抛出一金属圆环，圆环运动过程中始终处于纸面内。不计空气阻力，以下说法正确的是（　　）

A．圆环中会产生顺时针方向的电流

B．圆环中感应电流的大小始终不变

C．圆环的水平速度一直在减小

D．圆环在竖直方向的加速度始终等于重力加速度

7．如图所示的水平圆盘上有一原长为l0的轻质弹簧，弹簧的一端固定于圆心处，另一端与质量为m的滑块相连，滑块与圆盘之间的动摩擦因数为μ，初始时，滑块与圆心之间的距离为l且保持静止。现使圆盘绕过圆心的竖直轴转动，f为滑块与圆盘之间的摩擦力大小，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，从零开始逐渐增大圆盘角速度至某一较大值的过程中，关于f与图像可能正确的是（　　）

A．

B．

C．

D．

8．如图所示，水平传送带以速度的顺时针转动，一质量为m的物块以速度向右滑上传送带，刚好以从传送带右端滑落，物块与传送带之间的动摩擦因数为μ。则（　　）

A．传送带的长度为

B．因摩擦产生的热量为

C．增大物块的初速度，因摩擦产生的热量会减少

D．减小物块的初速度，因摩擦产生的热量可能会增加

9．下列说法正确的是（　　）

A．布朗运动的实质是液体分子的无规则运动

B．温度的高低决定了分子热运动的剧烈程度

C．达到热平衡的两个系统，它们的分子平均动能一定相等

D．分子势能和分子间作用力有可能同时随分子间的距离增大而增大

E．若已知氧气的摩尔体积和阿伏加德罗常数，可估算出氧气分子的体积

10．直线P1P2过均匀玻璃球球心O，细光束a、b平行且关于P1P2对称，由空气射入玻璃球的光路如图所示，下列说法正确的是（　　）

A．玻璃对a光的折射率小于对b光的折射率

B．玻璃对a光的临界角小于对b光的临界角

C．a光的频率小于b光的频率

D．改变b光的入射角度，可能发生全反射现象

E．b光在玻璃中的传播速度小于a光在玻璃中的传播速度

三、实验题

11．某同学用如图所示的装置验证机械能守恒定律，-根细线一端系住钢球，另一端悬挂在铁架台上的O点，钢球静止于A点，光电门固定在A的正下方，在钢球底部竖直地粘住一片宽度为d的遮光条（质量不计）。将钢球拉至不同位置由静止释放，遮光条经过光电门的挡光时间t由计时器测出，取，作为钢球经过A点时的速度，记录钢球释放时细线与竖直方向的夹角和计时器示数t，计算并比较钢球从释放点摆至A点过程中重力势能减少量∆Ep与动能增加量∆Ek，从而验证机械能是否守恒。重力加速度为g。

（1）已知钢球质量为m，悬点O到钢球球心的距离为L，则　             　（用m、、L、g表示）

（2）改变值，得出多组与挡光时间t的实验数据，若机械能守恒，下列图像正确的是____。

A． B．

C． D．

（3）下表为该同学的实验结果：

分析发现，表中的∆Ep与∆Ek之间存在差异，产生这种差异的原因是　                                                             　。

12．某同学进行“描绘小灯泡伏安特性曲线”的实验：要求测量数据尽量精确、绘制曲线完整。已选用的器材有：

待测小灯泡（额定电压为2.5V，额定功率为1.5W）；

电源（电动势为3V，内阻约1Ω）；

电流表（量程为0~0.6A，内阻约5Ω）；

电压表（量程为0~3V，内阻为3kΩ）；

开关一个、导线若干。

（1）实验中所用的滑动变阻器应选____。（填写器材前面的序号）

A．滑动变阻器（最大阻值5Ω，额定电流2A）

B．滑动变阻器（最大阻值100Ω，额定电流2A）

（2）描绘出小灯泡的I-U特性曲线如图中实线所示，则可知该灯泡电阻随电压升高而　     　（填“增大”“减小”或“不变”）；已知图中虚线为该灯泡两端电压为1.5V时I-U特性曲线的切线，则此时灯泡的实际阻值为　     　Ω（保留两位有效数字）。

（3）若将两只完全相同的该灯泡串联后与一电动势为3V、内阻为2Ω的电源串联成闭合回路，则每只灯泡的实际功率为　     　W（结果保留两位有效数字）。

四、解答题

13．如图所示，倾角为的光滑斜面处于竖直向上的匀强磁场中，现将一表面绝缘的通电导体棒放置在斜面上，棒中电流方向垂直纸面向里。已知导体棒始终保持静止状态，导体棒质量m=0.1kg，棒中电流I=0.5A，导体棒长度L=2m，重力加速度g=10m/s2，sin37°=0.6。求：

（1）磁感应强度的大小：

（2）若将磁场方向在纸面内任意转动，求磁感应强度最小值和此时的磁场方向；

（3）若斜面粗糙且动摩擦因数=0.5，滑动摩擦力等于最大静摩擦力，求竖直向上磁场的磁感应强度范围。

14．如图所示，光滑水平面上静止放置质量均为、半径均为的四分之一光滑圆弧槽A和B，两圆弧底部距离地面高度均为，初始时A、B紧靠在一起锁定为一半则弧槽。现将一质量为的小球C由A槽上方处静止释放，恰能沿切线方向进入圆弧槽A，当小球C刚滑上B槽时立即解除锁定，重力加速度为，求：

（1）小球C运动到两槽连接处时速度的大小；

（2）两槽解除锁定后，小球C能上升的最大高度；

（3）已知小球C从开始运动至落地过程，槽B发生的位移为，那么该过程中小球C的水平位移为多大?

15．为防止新冠病毒的传播，很多公共场所采用压缩式喷雾器来消毒。如图所示，储液桶与打气筒用软管相连，已知储液桶总容积为V（不计储液桶两端连接管体积），初始时桶内消毒液上方空气压强为2p0，体积为0.2V，温度为0.8T。打开阀门K喷洒消毒液，一段时间后关闭阀门，此时储液桶内空气压强恰好为p0，温度为T，p0为外界大气压强，求：

（1）关闭阀门时，已喷出的消毒液的体积；

（2）每次打气，能打入压强为p0、温度为T、体积为0.1V的空气，为了使桶内空气压强恢复到2p0；至少需要打气多少次?（假设打气过程中气体温度不变）

16．甲、乙两列简谐横波分别沿轴负方向和正方向传播，两波源分别位于处和处，两列波的波速大小相等，波源的振幅均为，两列波在时刻的波形如图所示，此时平衡位置在和处的、两质点刚要开始振动。已知甲波的周期为，求：

（1）乙波传播到质点所需要的时间；

（2）在时间内，质点沿轴正方向速度最大的时刻。

答案解析部分

1．【答案】C

【解析】【解答】A．根据逆向思维，滑块反向做初速度为零的匀加速直线运动的，由连续相等位移内的时间比可得在CD间运动的时间与BC间运动的时间比值为，A不符合题意；

B．根据可知在BC间与CD间速度变化的大小不相等，B不符合题意；

C．根据

可知在每相邻两点间运动时产生的热量相同，C符合题意；D．根据牛顿第二定律可得

可得

结合

解得

若小滑块质量变大，滑块的加速度不变，则滑行的距离不变，D不符合题意。

故答案为：C。

【分析】根据匀变速直线运动的规律得出相同位移内的时间比；利用加速度的定义式得出速度变化量的大小关系；通过匀变速直线运动的规律得出滑行距离的变化情况。

2．【答案】C

【解析】【解答】A．截止频率对应的光子能量等于金属的逸出功，金属的逸出功为

是截止频率，所以金属a的逸出功小于金属b的逸出功，A不符合题意；

B．增加光照强度，最大初动能不变，B不符合题意；

C．根据爱因斯坦光电效应方程及动能定理可得

Ek-v图像的斜率表示为普朗克常量，C符合题意；

D．金属b的逸出功大于金属a，若蓝光能使金属a发生光电效应，紫光不一定能使金属b发生光电效应，D不符合题意。

故答案为：C。

【分析】截止频率对应的光子能量等于金属的逸出功，根据爱因斯坦光电效应方程判断增大光强时最大初动能的变化情况以及Ek-v图像的斜率。

3．【答案】B

【解析】【解答】A.22个班电灯都正常工作时，则干路的总电流为

理想变压器原副线圈电流与匝数成反比，故输电线上的电流为

A不符合题意；

B．理想变压器原副线圈电压与匝数成正比，可得

解得的原线圈两端的电压为

输电线所承担的电压为

故的副线圈两端的电压为

的原线圈两端的电压为

的原线圈的电流为

根据闭合电路的欧姆定律，发电机电动势

B符合题意；

C．发电机输出功率为

C不符合题意；

D．输电效率为

D不符合题意。

故答案为：B。

【分析】根据电功率的表达式以及理想变压器的原副线圈的匝数比和电流比的关系得出输电线上的电流：结合理想变压器原副线圈的匝数比和电压比的关系以及欧姆定律得出电动机的电动势；通过功率的表达式得出发电机的输出功率。

4．【答案】D

【解析】【解答】地球自转的角速度

设地球质量为，半径为，根据题意可得

又

联立解得

D符合题意，ABC不符合题意。

故答案为：D。

【分析】根据角速度与周期的关系以及万有引力和向心力的关系和质量与密度的关系得出地球的密度。

5．【答案】A

【解析】【解答】电路中的电流强度为I，在时间t内，喷嘴喷出的油漆所带电量为

油漆的动能为

由动量定理得

联立解得。

故答案为：A。

【分析】喷嘴的油漆在电场中运动的过程中利用动能定理以及动量定理得出油漆对零件表面的压力。

6．【答案】C,D

【解析】【解答】A．根据右手螺旋定则可知导线右边的磁场方向垂直纸面向外，圆环水平向右的速度抛出，离通电直导线越远，磁场强度越小，故线圈中的磁通量向外变小，根据楞次定律，可判断出圆环的感应电流为逆时针方向的电流，A不符合题意；

C．圆环在水平向右运动的过程中，根据楞次定律的推论“来阻去留”，可知圆环水平速度一直在减小，C符合题意；

B．竖直方向的分运动不改变线圈的磁通量，通电直导线周围的磁感应强度随距离越远，磁感应强度越小，由直线电流外磁感应强度变化规律知磁感应强度随距离的增大变化的越来越慢，且圆环水平方向的速度也越来越小，故圆环的磁通量的变化率越来越小，圆环中感应电流的大小不断减小，B不符合题意；

D．圆环抛出后，圆环的感应电流在竖直方向上的安培力合力为零，故圆环在竖直方向的加速度始终等于重力加速度，D符合题意。

故答案为：CD。

【分析】根据右手螺旋定则得出导线右边的磁场方向，利用磁通量吧的表达式和楞次定律得出感应电流的方向；通过楞次定律得出圆环运动的速度方向，通过法拉第电磁感应定律进行分析判断。

7．【答案】A,B

【解析】【解答】A．若初始时，当角速度从0开始不断增大，则开始时有静摩擦提供向心力

静摩擦力，当摩擦力达到最大静摩擦力，继续增大角速度，最大静摩擦力不足以提供向心力，物块将做离心运动，滑动摩擦力和弹簧拉力的合力提供向心力，物块的正压力不变，接触面不变，故滑动摩擦力大小不变，A符合题意；

B．若初始时，当角速度从0开始不断增大，则开始时有静摩擦提供向心力

故开始时，角速度变大，静摩擦力变小，当弹簧弹力恰好提供物块圆周运动的向心力时，摩擦力为0；物块的角速度继续变大，则有

摩擦力由0开始逐渐变大，直到达到最大静摩擦力；继续增大角速度，物块的摩擦力为滑动摩擦力，保持不变，B符合题意；

CD．若初始时，当角速度从0开始不断增大，则开始时有静摩擦提供向心力

故角速度为0时，静摩擦力不为零，物块角速度逐渐增大，则静摩擦力逐渐增大到滑动摩擦力，后保持滑动摩擦力大小，综上所述CD图像均不可能，CD不符合题意。

故答案为：AB。

【分析】开始时有静摩擦提供向心力，从而得出摩擦力和角速度平方的关系式，进一步得出摩擦力和角速度平方的图像 ，当角速度从零不断增大时根据合力提供向心力时判断摩擦力的变化情况。

8．【答案】A,D

【解析】【解答】A．物块滑上传送带的速度比传送带的速度大，故滑块做匀减速运动，加速度为

刚好以从传送带右端滑落，根据速度与位移关系有

解得

故传送带的长度为，A不符合题意；

B．物理在传送带上运动的时间为

物块与传送带间的相对位移为

摩擦产生的热量为

B不符合题意；

C．增大物块的初速度，会增加物块与传送带间的相对位移，故因摩擦产生的热量会增加，C不符合题意；

D．减小物块的初速度，当初速度小于时，物块与传送带的相对位移大于以速度向右滑上传送带时与传送带间的相对位移，则因摩擦产生的热量会增加，D符合题意。

故答案为：AD。

【分析】根据滑块在传送带上的运动情况以及牛顿第二定律得出滑块的加速度，利用匀变速直线运动的规律得出传送带的长度，通过功能关系得出摩擦产生热量的大小。

9．【答案】B,C,D

【解析】【解答】A．布朗运动是悬浮在液体中固体小颗粒的无规则运动，是由于液体分子对颗粒撞击力不平衡造成的，所以布朗运动说明了液体分子不停的做无规则运动，但不是液体分子的无规则运动，A不符合题意；

B．温度的高低反映物质内部分子运动剧烈程度的不同，B符合题意；

C．两个系统达到热平衡时，它们的温度相等，它们的分子平均动能一定相等，C符合题意；

D．当时分子势能随分子间的距离增大而增大；当时分子力随分子间距的增大先增加后减小，则在的某个范围内，分子势能和分子间作用力有可能同时随分子间的距离增大而增大，D符合题意。

E．用氧气的摩尔体积除以阿伏加德罗常数得到的是氧气分子运动占据的空间的体积，不能估算出氧气分子的体积，E不符合题意。

故答案为：BCD。

【分析】布朗运动是悬浮在液体中固体小颗粒的无规则运动，温度的高低反映物质内部分子运动剧烈程度的不同，两个系统达到热平衡时，它们的温度相等。

10．【答案】A,C,E

【解析】【解答】A．由图可知，玻璃球对光的折射率大于对a光的折射率，A符合题意；

B．根据可知玻璃对a光的临界角大于对b光的临界角，B不符合题意；

C．由A选项可知，a光的频率小于b光的频率，C符合题意；

D．取任意角度，如图所示

由折射定律

发生全反射的临界条件

由几何关系可知可知

故光不可能发生全反射，D不符合题意；

E．根据可知b光在玻璃中的传播速度小于a光在玻璃中的传播速度，E符合题意。

故答案为：ACE。

【分析】根据光在玻璃砖中的光路图以及折射定律判断b光能否发生全反射；根据两种光的偏折判断暗斑两种光的折射率大小 ；通过折射率以及光在介质中传播的速度之间的关系得出ab光的传播速度大小。

11．【答案】（1）

（2）D

（3）遮光条处测得速度比球心处真实速度大，导致动能增加量测量值偏大

【解析】【解答】（1）根据题图可得

（2）由机械能守恒定律得

由题意知

整理得

可知D选项正确，ABC不符合题意；

（3）由表格数据可知，动能增加量大于重力势能减少了，产生这种差异的原因是遮光条处测得速度比球心处真实速度大，导致动能增加量测量值偏大。

【分析】（1）根据重力势能的表达式以及几何关系得出重力势能的表达式：
（2）根据机械能守恒定律以及短时间内的平均速度等于瞬时速度从而进行分析判断正确的选项：
（3）根据装置验证机械能守恒定律 的实验原理得出测量值的变化情况。

12．【答案】（1）A

（2）增大；2.8

（3）0.47

【解析】【解答】（1）描绘小灯泡伏安特性曲线，需要将滑动变阻器采用分压式接法，为方便实验操作滑动变阻器应选较小电阻，故答案为：A；

（2）小灯泡伏安特性曲线的割线斜率为小灯泡的电阻的倒数，则可知该灯泡电阻随电压升高而增大；

灯泡两端电压为1.5V时，此时灯泡的实际阻值为

（3）当把两只这样规格的小灯泡串联后直接接在电动势为3V、内阻为2Ω的电源上组成闭合回路时，设小灯泡的电压为U，电流为I，由闭合电路欧姆定律可得

所以灯泡电压

在U-I中作出上式的图像，如下所示

图线交点坐标约为(0.45V，1.05A)，则每只灯泡的功率为

则每只灯泡的实际功率为0.45~0.53W。

【分析】（1）根据滑动变阻的连接方式选择滑动变阻器。
（2）根据欧姆定律得出该灯泡的实际电阻：
（3）利用闭合电路欧姆定律得出I和U的表达式，并作出图像，利用电功率的表达式得出该灯泡的实际功率。

13．【答案】（1）解：导体棒处于平衡状态BIL=mgtanθ

得B=0.75T

（2）解：安培力最小时磁感应强度也最小BIL=mgsinθ

得B=0.6T

方向垂直于斜面向上

（3）解：导体棒刚好要沿斜面下滑，磁感应强度最小mgsinθ=B1ILcosθ+μ（mgcosθ+B1ILsinθ）

得B1=T

导体棒刚好要沿斜面上滑，磁感应强度最大mgsinθ+μ（mgcosθ+B2ILsinθ）=B2ILcosθ得B2=2T

磁感应强度的范围为：T≤B≤2T

【解析】【分析】（1）对导体棒进行受力分析，根据共点力平衡得出磁感应强度的大小：
（2）当安培力最小时结合共点力平衡得出磁感应强度的大小以及方向；
（3）导体棒刚要沿斜面下滑和上滑时结合共点力平衡得出竖直向上磁场的磁感应强度范围。

14．【答案】（1）解：以向右为正方向，对A与B、C系统，由开始至C运动到连接处过程，水平方向动量守恒，则有

系统机械能守恒

解得

（2）解：C从连接处运动至最高点过程，C在最高点时，B、C具有相同的速度，对B、C系统，水平方向动量守恒，则有

系统机械能守恒

解得

（3）解：C从连接处运动至最高点过程再返回至连接处，对B、C系统，水平方向动量守恒，则有

系统机械能守恒

解得，

C离开B平抛至落地过程

平抛过程C相对于B的水平位移大小为

如图所示，小球C从开始运动至落地过程的水平位移向右，C的水平位移为

【解析】【分析】（1） 对A与B、C系统，由开始至C运动到连接处过程 ，利用动量守恒以及机械能守恒得出 小球C运动到两槽连接处时速度 ；
（2） C从连接处运动至最高点过程 ，利用动量守恒以及机械能守恒得出小球C能上升的最大高度；
（3） C从连接处运动至最高点过程再返回至连接处 ，通过动量守恒以及平抛运动的规律得出 小球C的水平位移 。

15．【答案】（1）解：设停止喷洒时消毒液上方气体的体积为V1，根据理想气体状态方程解得则喷出的消毒液的体积

（2）解：设打气体次数为n，由玻意耳定律得

解得n=5次

【解析】【分析】（1） 关闭阀门时 ，结合理想气体状态方程得出喷出的消毒液的体积；
（2）当打气次数为n时结合玻意耳定律得出打气的次数。

16．【答案】（1）解：甲波的波长为，甲波的周期为，则波速为

两波波速大小相等，则乙波传播到质点所需要的时间为

（2）解：由题图可知乙波的波长为，则乙波的周期为

甲波使质点沿轴正方向速度最大，应有（，，……）

乙波使质点沿轴正方向速度最大，应有（，，……）

在时间内，欲使两列波相遇后质点沿轴正方向速度最大，则必有

、只能取整数，可得、时，

、时，

、时，

在时间内，质点沿轴正方向速度最大时刻分别为、和

【解析】【分析】（1）根据该波的图像以及波速和周期的关系得出该波传播的速度：
（2）根据波传播的周期和波速的关系以及波的干涉得出 质点沿轴正方向速度最大的时刻。