2022江苏省如东高级中学、姜堰中学、沭阳高级中学高三下学期4月份阶段性测试三校联考物理试卷含答案

2022届高三年级四月份阶段性测试

物理试卷

(满分：100分　考试时间：75分钟)

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. 下列说法正确的是(　　)

A. 电视机遥控器是利用遥控器发出的红光脉冲信号来换频道的

B. 电磁波与声波由空气进入水中时，波长都变短

C. 某人在水面上方观察水底同位置放置的红、黄、绿三盏灯时，看到红灯距水面最近

D. 照相机镜头前的增透膜是利用了光的干涉原理

2. 下列说法正确的是(　　)

A. 各种原子的发射光谱都是线状谱，不同原子的发光频率不一样，因此每种原子都有自己的特征谱线，人们可以通过光谱分析来鉴别物质和确定物质的组成

B. 氡的半衰期为3.8天，若取4个氡原子核，经7.6天后一定剩下1个氡原子核

C. 若α衰变X―→Y＋He中释放的能量为E，则X的比结合能为

D. 贝克勒尔通过对天然放射现象的研究，发现了原子中存在原子核

3. 宇宙中有两颗相距无限远的恒星S1、S2，半径均为R0.图示分别是两颗恒星周围行星的公转周期T2与公转半径r3的关系图像，则(　　)

A. 恒星S1的质量等于恒星S2的质量

B. 恒星S1的密度大于恒星S2的密度

C. 恒星S1的第一宇宙速度大于恒星S2的第一宇宙速度

D. 距两恒星表面高度相同的行星，S1的行星向心加速度较小

4. 用如图所示的装置研究光电效应现象，当用光子能量为3.6 eV的光照射到光电管上时，电流表G有读数．移动变阻器的触点c，当电压表的示数大

于或等于0.9 V时，电流表读数为0，则下列说法正确的是(　　)

A. 光电子的初动能可能为0.8 eV

B. 改用能量为2 eV的光子照射，电流表G有电流，但电流较小

C. 电键S断开后，电流表G示数为0

D. 光电管阴极的逸出功为0.9 eV

5. 如图甲所示为一波源的共振曲线，图乙表示该波源在共振状态下的振动形式沿x轴正方向传播过程中形成的机械波在t＝0时刻的波形曲线，P是平衡位置在x＝1.0 m处的质点，Q是平衡位置在x＝4.0 m处的质点，则下列说法正确的是(　　)

A. 图甲中，若驱动力周期变大，共振曲线的峰将向频率f小的方向移动

B. 在t＝2.5 s时，质点P的加速度方向与y轴正方向相同

C. 质点Q的振动方程为y＝10sin 10πt cm

D. 从t＝1 s到t＝2.5 s，质点P通过的路程为30 cm

6. 如图所示，MN为无限大的不带电的金属平板，且与大地连接．现将一个电荷量为Q的正点电荷置于板的右侧，图中a、b、c、d是以正点电荷Q为圆心的圆上的四个点，四点的连线构成一内接正方形，其中ab连线与金属板垂直．则下列说法正确的是(　　)

A. b点电场强度与c点电场强度相同

B. a点电场强度与b点电场强度大小相等

C. a点电势等于d点电势

D. 将电子从a点沿直线ad移到d点的过程中，电子的电势能始终保持不变

7. 如图所示，用一轻绳将光滑小球P系于竖直墙壁上的O点，在墙壁和球P之间夹有一正方体物块

Q，P、Q均处于静止状态．现用一铅笔紧贴墙壁压在轻绳上从O点开始缓慢下移，P、Q始终处于静止状态，则在铅笔缓慢下移的过程中(　　)

A. P所受的合力增大

B. Q受到墙壁的摩擦力不变

C. P对Q的压力逐渐减小

D. 绳的拉力逐渐减小

8. 如图所示为指纹识别原理图，其原理是利用光学棱镜的全反射特性，在指纹谷线(凹部)，入射光在棱镜界面发生全反射，在指纹脊线(凸部)，入射光的某些部分被吸收或者漫反射到别的地方，这样，在指纹模块上形成明暗相间的指纹图像．已知水的折射率约为1.33，透明玻璃的折射率约为1.5.下列说法正确的是(　　)

A. 指纹模块接收光线较暗的部位是指纹谷线

B. 指纹模块接收光线较亮的部位是指纹谷线

C. 没有手指放入时，若光源正常发光，指纹模块会接收到全暗图像

D. 手指湿润时，指纹识别率低，是因为光在棱镜界面不能发生全反射

9. 小球沿如图所示的光滑弯曲轨道由静止滑下，轨道的圆环顶端有一个缺口AB，对称于通过环体中心的竖直线，已知圆环的半径为R，缺口的圆心角∠AOB＝2α，则下列说法正确的是(　　)

A. h取合适的值，小球到达A点的速度可以为零

B. 如h＝2R，小球滑过轨道最低点时对轨道的压力等于小球重力的6倍

C. 如α＝60°，当h＝2.5R时，小球可以飞过缺口无碰撞的经过B点回到圆环

D. 如果α的大小可以改变，要使小球飞过缺口无碰撞的经过B点回到圆环，h的最小值为2R

10. 如图甲所示为某缓冲装置模型，劲度系数为k(足够大)的轻质弹簧与轻杆相连，轻杆可在固定的槽内移动，与槽间的滑动摩擦力为定值f.轻杆向右移动不超过l时，装置可安全工作．一质量为m的小车以速度v0撞击弹簧后，轻杆恰好向右移动l，此过程其速度v随时间t变化的vt图像如图乙所示．已知在0～t1时间内，图线为曲线，在t1～t2时间内，图线为直线．已知装置安全工作时，轻杆与槽间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，且不计小车与地面间的摩擦．下列说法正确的是(　　)

1. 在0～t1时间内，小车运动的位移为2    

B. 在t1时刻，小车速度v1＝

C. 在0～t2时间内，轻杆摩擦产生热Q＝fl   

D. 在t1＋t2时刻，小车恰好离开轻弹簧

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)某小组同学用多用电表做了以下两个实验：

(1) 用欧姆挡测量一电阻的阻值(约1.5 kΩ～2.2 kΩ)，进行了如图甲所示的四个操作，正确的顺序是________；其中步骤②的指针指在如图乙所示的刻度处，该同学选择的倍率为________(选填“×1”“×10”“×100”或“×1k”).

(2) 欧姆表的内部电路可简化为一个电动势为E的电源、一个电流表和一个电阻串联而成．为了测量多用电表欧姆挡在“×1k”挡时的内部电阻、电动势和红、黑表笔短接时流出多用电表的电流Im，该同学将多用电表的选择开关调到“×100”挡进行欧姆调零后，设计了如图丙所示的电路．

① 检查发现电路中有接线错误，其错误是____________________________________；

② 正确连接线路后，闭合开关，改变电阻箱的阻值，得到多组电流表的示数I和电阻箱的阻值R，作出R图线如图丁所示，该图线纵轴截距为b，斜率为k，若忽略毫安表内阻，由图可得电动势E＝________，内部电路电阻r＝________，红、黑表笔短接时流出多用电表的电流Im＝________；

③ 若考虑到毫安表内阻的影响，E、r和Im这三个物理量的测量值小于真实值的是________(选填“E”“r”或“Im”).

12. (8分)如图所示，用绝热的活塞封闭一定质量的理想气体，汽缸导热性能良好，不计活塞重力及活塞与缸壁间的摩擦．室内气压p0＝1.0×105Pa，室温T1＝27.3℃，气体的体积V1＝66 mL，现将汽缸竖直放置于冰水混合物中，待稳定后．(T＝t＋273，阿伏加德罗常数NA＝6.0×1023mol－1)

(1) 若已知该气体在1.0×105Pa、0℃时的摩尔体积为22.4 L/mol，求汽缸内气体分子数目N；(计算结果保留两位有效数字)

(2) 若已知该气体内能U与温度T满足U＝0.03T(J)，则在上述过程中该气体向外释放的热量Q.

13.(8分)如图所示，两根的平行长直金属导轨(电阻不计)置于水平面内，导轨间距为L＝1 m，导轨左端接有阻值为R＝0.4 Ω的电阻，质量为m＝0.1 kg的导体棒垂直跨接在导轨上．导体棒的电阻为r＝0.1 Ω，且接触良好．在导轨平面上有一矩形区域内存在着竖直向下的匀强磁场，磁感应强度大小B＝0.1 T.

(1) 若给导体棒ab一向左的速度v＝5 m/s，求此时导体棒ab两端的电势差Uab；

(2) 若开始时，导体棒静止于磁场区域的右端，当磁场以速度v1＝12 m/s匀速向右移动时，导体棒随之开始运动，并很快达到恒定速度v2＝2 m/s，此时导体棒仍处于磁场区域内．求导轨和导体棒间的动摩擦因数μ.

14.(13分)为了研究行星的磁场对宇宙高能粒子及行星生态环境的作用，研究小组建立了以下模型，如图所示，在圆心为O1半径为R的接地的金属圆柱外，有一个匀强磁场均匀的分布在半径为R、2R的两边界Ⅰ、Ⅱ之间的圆环区域内，磁场方向垂直纸面向里，磁感应强度大小为B(未知).在磁场左侧有一长为4R的带状粒子源，中点为O2，可以放出速度大小为v0、方向平行O1O2连线的带正电粒子，带电粒子沿线均匀分布，每单位时间放出的粒子数为n0，已知带电粒子的比荷为，不计重力及任何阻力．

(1) 若从O2点放出的粒子，恰好能被金属圆柱接收到，求磁感应强度B的大小；

(2) 若B＝，求圆柱在单位时间内接收到的粒子数n1；

(3) 若B＝，某粒子在磁场中轨迹恰好与金属圆柱内切时，求该粒子进入磁场的位置与O1O2连线间的距离．

15.(16分)如图所示，光滑水平面上放置一右侧带有半圆弧槽的质量为m的木板，半圆弧槽最底端B和最顶端D处切线水平，圆心为O，半径为R，槽面光滑．木板最左侧A处有一可视为质点的质量也为m的滑块，滑块与木板AB段间的动摩擦因数μ＝0.5.当木板固定时，对滑块施加水平向右的恒力F1＝mg，滑块运动到B处时撤去外力，滑块恰能沿槽面滑到与圆心等高的C处．已知重力加速度为g.

(1) 求AB段的长度L；

(2) 若木板不固定，开始时对滑块施加水平向右的恒力F2，滑块运动到木板上B点时撤去外力，滑块恰不脱离槽面从半圆弧槽上D处飞出．

① 求恒力F2的大小及恒力F2做的功；

② 判断滑块从半圆弧槽飞出后能否落到木板上．

2022届高三年级四月份阶段性测试

物理试卷参考答案及评分标准

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. D　2. A　3. D　4. A　5. B　6. C　7. B　8. B　9. C　10. C

二、 非选择题：本题共5题，共60分．

11. (1) ①④③②(2分)　×100 (2分)

(2) ① 电流表的正负接线柱接反(2分)　② (2分)　(2分)　(2分)　③ Im(3分)

12. (8分)解： (1) 设汽缸竖直放置于冰水混合物中，待稳定后，气体的体积为V2

由等压变化＝

解得V2＝60 mL(2分)

汽缸内气体分子数目N＝NA＝ ×6×1023个(1分)

解得N≈1.6×1021个(1分)

(2) 根据关系式U＝0.03T得

初状态的气体的内能U1＝0.03T1＝0.03×300.3 J＝9.009 J

末状态气体的内能U2＝0.03T2＝0.03×273 J＝8.19 J

内能变化量ΔU＝－0.819 J(1分)

气体经历等压变化，外界对气体做功W＝p(V1－V2)

W＝0.6 J(2分)

由热力学第一定律W＋Q＝ΔU

Q＝ΔU－W＝－0.819 J－0.6 J＝－1.419 J(1分)

即气体向外界释放的热量为1.419 J

13. (8分)解：(1) 由法拉第电磁感应定律得E＝BLv＝0.5 V(1分)

Uab＝－＝－0.4 V(2分)

(2) 由法拉第电磁感应定律得E＝BL(v1－v2)(2分)

由闭合电路欧姆定律得I＝

安培力F＝BIL＝

速度恒定时，有＝2μmg(2分)

μ＝0.1(1分)

(μ＝0.2 扣 1分，即方程中少2不扣分)

14. (13分)解：(1) 设O2点放出的粒子在磁场中做圆周运动的半径为r1，轨迹如图甲所示

轨迹刚好与圆柱相切，由勾股定理得(r1＋R)2＝r＋4R2

得r1＝(2分)

因此由Bqv0＝(1分)

得B＝(1分)

(2) 当B＝，根据qv0B＝m

粒子运动半径r2＝R(1分)

由几何关系知，刚好与圆柱相切的粒子的轨迹圆的圆心在边界Ⅱ上粒子入射的位置在O1O2连线以下处，而且沿最下方与磁场相切进入的粒子容易被圆柱接收到，故粒子入射的位置在O1O2连线以下Δx＝－2R处(1分)

n1＝ n0

圆柱在单位时间内接收到的粒子数n1＝(2分)

(3) 在B＝时，根据qv0B＝m

粒子的轨迹圆半径为r3＝2R(1分)

粒子的轨迹圆与圆柱体内切，如图丙所示

△CO1D是一个两邻边为2R的等腰三角形，其面积S＝·CO1＝·CD·CO1

由图可知CO1＝R，CD＝O1D＝2R

解得EO1＝R(2分)

对△DO1E，有ED＝＝R(2分)

粒子进入磁场的位置与O1O2连线间的距离R

15. (16分)解：(1) 当木板固定时，滑块在木板上加速过程由动能定理有(F1－μmg)L＝mv2－0(1分)

滑块在槽面内上升过程，由机械能守恒定律有mv2＝mgR(1分)

联立解得L＝2R(2分)

(2) ① 当木板不固定时，设F2作用时间为t，到B点时，滑块速度为v1，木板速度为v2，滑块对地位移为x1，木板对地位移为x2，由动量定理，对滑块有(F2－μmg)t＝mv1－0(1分)

对木板有μmgt＝mv2－0(1分)

位移为分别为x1＝v1t，x2＝v2t，x1－x2＝L

滑块运动到圆弧槽最高点时，设滑块速度为v3，木板速度为v4，对系统，撤去外力后至滑块到达圆弧槽最高点，由动量守恒定律有mv1＋mv2＝mv3＋mv4(1分)

由机械能守恒定律有mv＋mv＝mv＋mv＋2mgR(1分)

滑块在最高点恰不脱离半圆弧槽，说明滑块与半圆弧槽间弹力为0，此时半圆弧槽的加速度为0，以半圆弧槽为参考系，滑块在半圆弧槽上滑动过程中相对半圆弧槽做圆周运动，到达半圆弧槽最高点时相对速度大小v相＝v4－v3

(对滑块恰好滑到半圆弧槽最高点时的运动状态进行分析时，对应的参考系是运动的半圆弧槽)

对滑块，由牛顿第二定律有mg＝(1分)

联立解得F2＝mg(1分)

v1＝，v2＝，v3＝，v4＝，t＝

对滑块，有x1＝v1t＝R(1分)

恒力F2做的功W＝F2x1＝mg·R＝mgR(2分)

② 滑块从半圆弧槽飞出后，滑块相对半圆弧槽做平抛运动，设做平抛运动的时间为t1，落点离木板上B点距离为x.竖直方向，滑块做自由落体运动，有2R＝gt

水平方向，滑块相对木板做匀速直线运动，有x＝v相t1(1分)

解得x＝2R＝L(1分)

可知滑块恰好落到木板左侧边缘处(1分)