2022届山东省临沂市兰山区高三上学期开学考试试题 物理

2021-2022学年度第一学期开学考测试

高三物理试题

第I卷  选择题（40分）

一、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共24分。在每小题给出的四个选项中只有一个选项符合题目要求。

1. 下列关于物理学发展史说法正确的是（　　）

A. 奥斯特发现“磁生电”

B. 麦克斯韦预言了电磁波的存在，并捕捉到了电磁波

C. 普朗克提出微观粒子的能量是量子化的

D. 汤姆孙发现了原子的核式结构

2. 新型冠状病毒肆虐全球，重要原因就是它依靠呼吸道飞沫传播。从患者口中呼出的含病毒飞沫微粒在空气分子不平衡的碰撞下杂乱无章的运动。下列关于含病毒飞沫微粒运动的说法正确的是（　　）

A. 环境温度越低，飞沫微粒的运动越明显

B. 飞沫微粒越大，其运动越明显

C. 飞沫微粒能长时间悬浮在空气中是因为空气浮力的作用

D. 飞沫微粒的运动是布朗运动

3. 2020年12月17日“嫦娥五号”探测器胜利完成月球采样任务并返回地球。探测器上装有规则几何外形石英晶体制成的传感器，其受压时在其中两相对的表面上会产生大小相等、符号相反的电荷，从而形成电压。下列说法正确的是（　　）

A. 该石英晶体是多晶体

B. 该石英晶体具有各向异性的电学性质

C. 石英晶体没有确定的熔点

D. 石英晶体传感器是将电学量转换成力学量的装置

4. 为解决智能手机电池不耐用问题，一种新型的充电方式——无线充电产生了。如图所示为无线充电原理图，由与充电基座相连的送电线圈和与手机电池相连的受电线圈构成。那么关于无线充电过程，下列说法正确的是（　　）

A. 送电线圈接直流电源

B. 受电线圈输出的是恒定电流

C. 送电线圈和受电线圈通过互感完成对电池充电

D. 送电线圈和受电线圈通过涡流完成对电池充电

5. 现在医院一般采用呼气试验检查幽门螺杆菌，半衰期是5730年，而且大部分是衰变，所以对人体危害几乎可以忽略。下列说法正确的是（　　）

A. 衰变方程为

B. 衰变过程中的质量等于和电子的质量之和

C. 100个原子，经过11460年后还剩25个

D. 如果将来全球变暖，的半衰期会缩短

6. 室内过度装修可能会带来安全隐患，像花岗岩就是一种含放射性元素氡的石材，氡发生衰变产生的粒子可在人的呼吸系统造成辐射损伤，引发肺癌。一静止的氡核发生一次衰变生成新核钋，已知、、，且1u相当于931MeV的能量。则此过程释放的能量约（　　）

A. 3733MeV B. 3726MeV C. 6.89MeV D. 8.69MeV

7. 如图所示，两平行金属板之间有竖直向下的匀强电场E和垂直纸面向里的匀强磁场B，其空间足够大，一带负电，电荷量为q质量为m的小球以速度v水平向右飞入两板之间，下列各种分析正确的是（　　）

A. 若小球将垂直于电场方向从极板左侧飞出

B. 若小球速度大小合适，其运动轨迹可以是直线

C 若小球将做平抛运动

D. 无论满足怎样的条件，小球运动轨迹都不可能是直线

8. 图甲为100匝面积为100cm2的圆形金属线圈处于匀强磁场中，磁场方向垂直线框平面，t = 0时刻磁场方向如图甲所示，磁场的磁感应强度B随时间t变化的规律如图乙所示，线框电阻为5Ω。下列说法正确的是（   ）

A. 0 ~ 2s内，线圈中感应电动势为0.04V

B. 第3s内，线框中感应电流为0.8A

C. 第5s内，线框中感应电流方向沿逆时针方向

D. 0 ~ 2s内和3s ~ 5s内，通过线框某横截面的电荷量之比为1：2

二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分。每小题有多个选项符合题目要求。全部选对得4分，选对但不全得2分，有错选得0分。

9. 2021年7月20日一场特大暴雨迫使郑州一座城断电，这样做主要是防止二次受灾，尽管如此仍有变压器短路而爆炸的事件发生。为保证变压器的安全工作，某同学设计了一断电保护器放在输出端，如图所示。假设某小区民用电变压器输入电压为，输入电流最大为160A的理想变压器。下面说法正确的是（　　）

A. 若断电器电阻可忽略，变压器原、副线圈匝数比应为1：50

B. 若断电器电阻可忽略，断电器允许通过的最大电流为8000A

C. 若断电器电阻不能忽略，随着用户数量增多，用电器电压会降低

D. 若断电器电阻不能忽略，变压器输入功率等于用户消耗的总功率

10. 一定量的密闭气体，可视为理想气体。开始处于状态a，若经过ab过程可到达状态b，若经过ac过程可到达状态c。b、c状态温度相同，如P-T图像所示。设该气体在状态b和状态c的体积分别为和，则（　　）

A.

B.

C. 过程ab中气体一定吸热

D. 过程ac与过程ab，气体吸收热量相同

11. 氢原子能级如图所示，已知可见光的光子能量范围约为1.62eV—3.11eV，则下列说法正确的是（   ）

A. 一个处于n = 3能级的氢原子，可以吸收一个能量为1eV的光子而向高能级跃迁

B. 处于n = 4能级氢原子向n = 3能级跃迁时，辐射非可见光

C. 大量处于n = 4能级的氢原子向低能级跃迁时，会辐射出4种频率的可见光

D. 使用能量为14eV的光子照射处于基态的氢原子，可使其电离

12. 体温枪是新冠病毒防控的重要测温工具，其工作原理：体温枪内的温度传感器接收到人体辐射的红外线，发生光电效应，而显示出人体的温度。如图甲所示，用该红外线照射光电管的阴极K时，电路中有光电流产生。如图乙所示分别为照射a、b两束光电流随电压变化的图像。已知人的体温正常时能辐射波长约为的红外线，光速。则（　　）

A. 人体温正常时能辐射红外线的频率约为

B. 将图甲中的电源正负极反接，电流表示数一定为零

C. 由图乙可知，给a测体温时，体温枪接收到的红外线光子数量更多些

D. 由图乙可知，b体温高于a的体温

第Ⅱ卷  非选择题（60分）

三、非选择题：本题共6小题，共60分。

13. 某实验小组使用如图所示的器材探究“电磁感应现象”中影响感应电流方向的因素。

（1）在图中用实线代替导线完成实验电路连接；______

（2）连接好电路后，闭合开关，发现灵敏电流计G的指针向左偏了一下。保持开关闭合，依次进行以下操作：将铁芯迅速插入线圈A时，灵敏电流计指针将向______（填“左”或“右”）偏；然后将滑动变阻器连入电路中的阻值调大，灵敏电流计指针将向______（填“左”或“右”）偏；几分钟后断开电键，灵敏电流计指针将向______（填“左”或“右”）偏。

（3）实验中如果将电池换成低压交流电源，线圈A插入线圈B中，滑动变阻器滑片位置不变，闭合电键时灵敏电流计G______。

A．指针始终处于刻度盘中央

B．指针不停的左右摇摆

C．指针偏转到某一位置，并保持不动

D．在调节滑动变阻器的滑片位置时，示数无变化

14. 某实验小组在做“用油膜法估测分子大小”的实验时，用注射器将一滴油酸酒精溶液滴入盛水的浅盘里，把玻璃板放在浅盘上并描画出油酸膜的轮廓。

（1）该小组进行下列实验操作，请将它们按操作先后排序：______（用字母符号表示）。

A． B. C. D.

（2）某同学在做该实验时，计算结果明显偏大，其原因可能是（      ）

A．计算油膜面积时所有不足一格方格全部按满格计数

B．用注射器测得1mL溶液有N滴时数成了N－1滴

C．痱子粉末太薄使油酸边界不清，导致油膜面积测量值偏大

D．未等痱子粉末完全散开，就在玻璃片上描绘了油膜轮廓

（3）在本实验中，做了几点理想化假设，请写出任意两条_________。

15. 神州十二号载人飞船于2021年6月17日成功发射，近期三位宇航员即将返回地球。宇航员的太空生活必须有足够的氧气保障正常呼吸。某科技小组查阅资料发现一个成年人每天所需要的纯氧气量不少于500L（压强latm）；一个氧气罐所盛氧气的最大压强为15MPa（约为150atm）。他们想设计一个特制氧气罐以保障在空间站生活工作90天的3位宇航员供氧，那么这个氧气罐容积最小需要多大？（忽略空间站内温度的变化）

16. 如图所示，磁感应强度大小为B，方向垂直纸面向里的匀强磁场上下边界M、N平行，宽度为d。一质量为m，电量为q的带负电粒子，以一定的速度与边界N成53°角垂直磁场方向射入磁场，从另一边界M与边界线成37°角射出磁场，不计粒子重力。已知sin53°=0.8，cos53°=0.6求：

（1）粒子作匀速圆周运动的速度v；

（2）粒子在磁场中运动的时间t。

17. 磁轨炮是利用电磁发射技术制成的一种先进的动能杀伤武器。它利用电磁系统中电磁场的作用力，可大大提高弹丸的速度和射程。其加速原理如图所示，炮弹在导轨的一端，通过电流后炮弹会被安培力加速，而高速射出。某磁轨炮导轨长，两导轨之间的距离。轨道间磁场可认为是磁感应强度，方向垂直于纸面的匀强磁场。质量的炮弹受安培力而在轨道内匀加速运动，若其从右侧出口射出的速度为，忽略一切摩擦力。求：

（1）磁场的方向；

（2）通过导轨的电流大小；

（3）若炮弹所在电路的总电阻为，求发射炮弹时装置所消耗的总能量。

18. 2021年7月20日，世界首套时速600公里高速磁浮交通系统在青岛亮相，这是当前速度最快的地面交通工具，如图甲所示。超导磁悬浮列车是通过周期性变换磁极方向而获得推进动力。其原理如下：固定在列车下端的矩形金属框随车平移，金属框与轨道平行的一边长为d。轨道区域内存在垂直于金属框平面磁场，如图乙所示磁感应强度随到MN边界的距离大小而按图丙所呈现的正弦规律变化，其最大值为。磁场以速度、列车以速度沿相同的方向匀速行驶，且，从而产生感应电流，金属线框受到的安培力即为列车行驶的驱动力。设金属框电阻为R，轨道宽为l，求：

（1）线框在运动过程中产生的感应电动势最大值；

（2）如图丙所示，时刻线框左右两边恰好和磁场I两边界重合，写出线框中感应电流随时间变化的表达式；

2021-2022学年度第一学期开学考测试

高三物理试题

第I卷  选择题（40分）

一、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共24分。在每小题给出的四个选项中只有一个选项符合题目要求。

1. 下列关于物理学发展史说法正确的是（　　）

A. 奥斯特发现“磁生电”

B. 麦克斯韦预言了电磁波的存在，并捕捉到了电磁波

C. 普朗克提出微观粒子的能量是量子化的

D. 汤姆孙发现了原子的核式结构

【1题答案】

【答案】C

2. 新型冠状病毒肆虐全球，重要原因就是它依靠呼吸道飞沫传播。从患者口中呼出的含病毒飞沫微粒在空气分子不平衡的碰撞下杂乱无章的运动。下列关于含病毒飞沫微粒运动的说法正确的是（　　）

A. 环境温度越低，飞沫微粒的运动越明显

B. 飞沫微粒越大，其运动越明显

C. 飞沫微粒能长时间悬浮在空气中是因为空气浮力的作用

D. 飞沫微粒的运动是布朗运动

【2题答案】

【答案】D

3. 2020年12月17日“嫦娥五号”探测器胜利完成月球采样任务并返回地球。探测器上装有规则几何外形石英晶体制成的传感器，其受压时在其中两相对的表面上会产生大小相等、符号相反的电荷，从而形成电压。下列说法正确的是（　　）

A. 该石英晶体是多晶体

B. 该石英晶体具有各向异性的电学性质

C. 石英晶体没有确定的熔点

D. 石英晶体传感器是将电学量转换成力学量的装置

【3题答案】

【答案】B

4. 为解决智能手机电池不耐用问题，一种新型的充电方式——无线充电产生了。如图所示为无线充电原理图，由与充电基座相连的送电线圈和与手机电池相连的受电线圈构成。那么关于无线充电过程，下列说法正确的是（　　）

A. 送电线圈接直流电源

B. 受电线圈输出的是恒定电流

C. 送电线圈和受电线圈通过互感完成对电池充电

D. 送电线圈和受电线圈通过涡流完成对电池充电

【4题答案】

【答案】C

5. 现在医院一般采用呼气试验检查幽门螺杆菌，半衰期是5730年，而且大部分是衰变，所以对人体危害几乎可以忽略。下列说法正确的是（　　）

A. 衰变方程为

B. 衰变过程中的质量等于和电子的质量之和

C. 100个原子，经过11460年后还剩25个

D. 如果将来全球变暖，的半衰期会缩短

【5题答案】

【答案】A

6. 室内过度装修可能会带来安全隐患，像花岗岩就是一种含放射性元素氡的石材，氡发生衰变产生的粒子可在人的呼吸系统造成辐射损伤，引发肺癌。一静止的氡核发生一次衰变生成新核钋，已知、、，且1u相当于931MeV的能量。则此过程释放的能量约（　　）

A 3733MeV B. 3726MeV C. 6.89MeV D. 8.69MeV

【6题答案】

【答案】C

7. 如图所示，两平行金属板之间有竖直向下的匀强电场E和垂直纸面向里的匀强磁场B，其空间足够大，一带负电，电荷量为q质量为m的小球以速度v水平向右飞入两板之间，下列各种分析正确的是（　　）

A. 若小球将垂直于电场方向从极板左侧飞出

B. 若小球速度大小合适，其运动轨迹可以是直线

C. 若小球将做平抛运动

D. 无论满足怎样的条件，小球运动轨迹都不可能是直线

【7题答案】

【答案】A

8. 图甲为100匝面积为100cm2的圆形金属线圈处于匀强磁场中，磁场方向垂直线框平面，t = 0时刻磁场方向如图甲所示，磁场的磁感应强度B随时间t变化的规律如图乙所示，线框电阻为5Ω。下列说法正确的是（   ）

A. 0 ~ 2s内，线圈中感应电动势为0.04V

B. 第3s内，线框中感应电流为0.8A

C. 第5s内，线框中感应电流方向沿逆时针方向

D. 0 ~ 2s内和3s ~ 5s内，通过线框某横截面的电荷量之比为1：2

【8题答案】

【答案】D

二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分。每小题有多个选项符合题目要求。全部选对得4分，选对但不全得2分，有错选得0分。

9. 2021年7月20日一场特大暴雨迫使郑州一座城断电，这样做主要是防止二次受灾，尽管如此仍有变压器短路而爆炸的事件发生。为保证变压器的安全工作，某同学设计了一断电保护器放在输出端，如图所示。假设某小区民用电变压器输入电压为，输入电流最大为160A的理想变压器。下面说法正确的是（　　）

A. 若断电器电阻可忽略，变压器原、副线圈匝数比应为1：50

B. 若断电器电阻可忽略，断电器允许通过的最大电流为8000A

C. 若断电器电阻不能忽略，随着用户数量增多，用电器电压会降低

D. 若断电器电阻不能忽略，变压器输入功率等于用户消耗的总功率

【9题答案】

【答案】BC

10. 一定量的密闭气体，可视为理想气体。开始处于状态a，若经过ab过程可到达状态b，若经过ac过程可到达状态c。b、c状态温度相同，如P-T图像所示。设该气体在状态b和状态c的体积分别为和，则（　　）

A.

B.

C. 过程ab中气体一定吸热

D. 过程ac与过程ab，气体吸收热量相同

【10题答案】

【答案】AC

11. 氢原子的能级如图所示，已知可见光的光子能量范围约为1.62eV—3.11eV，则下列说法正确的是（   ）

A. 一个处于n = 3能级的氢原子，可以吸收一个能量为1eV的光子而向高能级跃迁

B. 处于n = 4能级的氢原子向n = 3能级跃迁时，辐射非可见光

C. 大量处于n = 4能级的氢原子向低能级跃迁时，会辐射出4种频率的可见光

D. 使用能量为14eV的光子照射处于基态的氢原子，可使其电离

【11题答案】

【答案】BD

12. 体温枪是新冠病毒防控的重要测温工具，其工作原理：体温枪内的温度传感器接收到人体辐射的红外线，发生光电效应，而显示出人体的温度。如图甲所示，用该红外线照射光电管的阴极K时，电路中有光电流产生。如图乙所示分别为照射a、b两束光电流随电压变化的图像。已知人的体温正常时能辐射波长约为的红外线，光速。则（　　）

A. 人体温正常时能辐射红外线的频率约为

B. 将图甲中的电源正负极反接，电流表示数一定为零

C. 由图乙可知，给a测体温时，体温枪接收到的红外线光子数量更多些

D. 由图乙可知，b的体温高于a的体温

【12题答案】

【答案】ACD

第Ⅱ卷  非选择题（60分）

三、非选择题：本题共6小题，共60分。

13. 某实验小组使用如图所示的器材探究“电磁感应现象”中影响感应电流方向的因素。

（1）在图中用实线代替导线完成实验电路连接；______

（2）连接好电路后，闭合开关，发现灵敏电流计G的指针向左偏了一下。保持开关闭合，依次进行以下操作：将铁芯迅速插入线圈A时，灵敏电流计指针将向______（填“左”或“右”）偏；然后将滑动变阻器连入电路中的阻值调大，灵敏电流计指针将向______（填“左”或“右”）偏；几分钟后断开电键，灵敏电流计指针将向______（填“左”或“右”）偏。

（3）实验中如果将电池换成低压交流电源，线圈A插入线圈B中，滑动变阻器滑片位置不变，闭合电键时灵敏电流计G______。

A．指针始终处于刻度盘中央

B．指针不停的左右摇摆

C．指针偏转到某一位置，并保持不动

D．在调节滑动变阻器的滑片位置时，示数无变化

【13题答案】

【答案】    ①.     ②. 左    ③. 右    ④. 右    ⑤. B

14. 某实验小组在做“用油膜法估测分子大小”的实验时，用注射器将一滴油酸酒精溶液滴入盛水的浅盘里，把玻璃板放在浅盘上并描画出油酸膜的轮廓。

（1）该小组进行下列实验操作，请将它们按操作先后排序：______（用字母符号表示）。

A． B. C. D.

（2）某同学在做该实验时，计算结果明显偏大，其原因可能是（      ）

A．计算油膜面积时所有不足一格的方格全部按满格计数

B．用注射器测得1mL溶液有N滴时数成了N－1滴

C．痱子粉末太薄使油酸边界不清，导致油膜面积测量值偏大

D．未等痱子粉末完全散开，就在玻璃片上描绘了油膜轮廓

（3）在本实验中，做了几点理想化假设，请写出任意两条_________。

【14题答案】

【答案】    ①. CDBA    ②. BD    ③. 油酸分子视为球形；油酸分子是紧挨在一起的；油膜看成是单分子层；（任选两条即可）

15. 神州十二号载人飞船于2021年6月17日成功发射，近期三位宇航员即将返回地球。宇航员的太空生活必须有足够的氧气保障正常呼吸。某科技小组查阅资料发现一个成年人每天所需要的纯氧气量不少于500L（压强latm）；一个氧气罐所盛氧气的最大压强为15MPa（约为150atm）。他们想设计一个特制氧气罐以保障在空间站生活工作90天的3位宇航员供氧，那么这个氧气罐容积最小需要多大？（忽略空间站内温度的变化）

【答案】

设氧气罐内压强为的氧气总体积为，3个宇航员90天需要的压强为的氧气总体积为

根据玻意耳定律，有

解得

16. 如图所示，磁感应强度大小为B，方向垂直纸面向里的匀强磁场上下边界M、N平行，宽度为d。一质量为m，电量为q的带负电粒子，以一定的速度与边界N成53°角垂直磁场方向射入磁场，从另一边界M与边界线成37°角射出磁场，不计粒子重力。已知sin53°=0.8，cos53°=0.6求：

（1）粒子作匀速圆周运动的速度v；

（2）粒子在磁场中运动的时间t。

【16题答案】

【答案】（1）；（2）

【解析】

【分析】

【详解】由几何关系得

解得

洛伦兹力提供向心力

得

带电粒子在磁场中运动

由几何关系得，带电粒子在磁场中转过的角度为，则

17. 磁轨炮是利用电磁发射技术制成的一种先进的动能杀伤武器。它利用电磁系统中电磁场的作用力，可大大提高弹丸的速度和射程。其加速原理如图所示，炮弹在导轨的一端，通过电流后炮弹会被安培力加速，而高速射出。某磁轨炮导轨长，两导轨之间的距离。轨道间磁场可认为是磁感应强度，方向垂直于纸面的匀强磁场。质量的炮弹受安培力而在轨道内匀加速运动，若其从右侧出口射出的速度为，忽略一切摩擦力。求：

（1）磁场的方向；

（2）通过导轨的电流大小；

（3）若炮弹所在电路总电阻为，求发射炮弹时装置所消耗的总能量。

【17题答案】

【答案】（1）垂直纸面向里；（2）；（3）

【解析】

【分析】

【详解】（1）根据炮弹受力方向和图中电流方向，由左手定则可判断磁场的方向垂直纸面向里；

（2）炮弹在两导轨间做匀加速运动

根据牛顿第二定律可得

解得

（3）由能量守恒，系统消耗的总能量等于回路中产生的焦耳热和炮弹获得的动能之和

得

18. 2021年7月20日，世界首套时速600公里高速磁浮交通系统在青岛亮相，这是当前速度最快的地面交通工具，如图甲所示。超导磁悬浮列车是通过周期性变换磁极方向而获得推进动力。其原理如下：固定在列车下端的矩形金属框随车平移，金属框与轨道平行的一边长为d。轨道区域内存在垂直于金属框平面磁场，如图乙所示磁感应强度随到MN边界的距离大小而按图丙所呈现的正弦规律变化，其最大值为。磁场以速度、列车以速度沿相同的方向匀速行驶，且，从而产生感应电流，金属线框受到的安培力即为列车行驶的驱动力。设金属框电阻为R，轨道宽为l，求：

（1）线框在运动过程中产生的感应电动势最大值；

（2）如图丙所示，时刻线框左右两边恰好和磁场I两边界重合，写出线框中感应电流随时间变化的表达式；

（3）从时刻起列车匀速行驶s距离的过程中，矩形金属线框产生的焦耳热。

【18题答案】

【答案】（1）Em=2B0l(v1-v2)；（2）；（3）

【解析】

【分析】

【详解】（1）因，金属框相对于磁场向相反的方向运动，当线框切割磁感线的边到达磁感应强度最大位置处时有

Em=2B0l(v1-v2)

（2）由题意，得

又

得

电流的最大值为

Im =

电流的顺时值为

（3）可知，该电流为正弦式交变电流，其有效值为

列车匀速行驶距离经历时间为

故矩形金属线框产生焦耳热为