2022届吉林省长春市北师大附属学校高三（上）期初考试物理试题含解析

北师大长春附属学校2021—2022学年度上学期

高三年级期初考试    物理试卷

第I卷、（选择题）

一、选择题（共8小题，每小题6分，共48分。1-5题为单项选择，6-8题为多选题。选对但不全的得3分，错选或不选得0分）

1. 如图，广州塔摩天轮位于塔顶450米高空处，摩天轮由16个“水晶”观光球舱组成，沿着倾斜的轨道做匀速圆周运动，则坐于观光球舱中的某游客

A. 动量不变

B. 线速度不变

C. 合外力不变

D. 机械能不守恒

【答案】D

【解析】

【详解】坐于观光球舱中的某游客线速度的大小不变，但方向不断改变，可知动量也不断变化，线速度不断改变；由于向心加速度方向不断变化，可知合外力大小不变，但方向不断改变，选项ABC错误；由于动能不变，重力势能不断变化，可知机械能不守恒，选项D正确.

2. 如图为氢原子的能级图，现有大量的氢原子处于n=4的激发态，当它们自发地跃迁到较低能级时（　　）

A. 能辐射出6种不同频率的光子

B. 能辐射出4种不同频率的光子

C. 由n=4跃迁到n=1时辐射出的光子的频率最小

D. 由n=4跃迁到n=2时辐射出光子不可使逸出功为2.25eV的金属钾发生光电效应

【答案】A

【解析】

【分析】

【详解】ABC．从n=4能级向下跃迁能放出种不同频率的光子，其中从n=4直接跃迁到n=1的能级差最大，则放出光子的能量最大，频率最大，故A正确；BC错误；

D．从n=4直接跃迁到n=2放出光子的能量为

该光子的能量大于金属钾的逸出功，所以能使钾发生光电效应，故D错误。

故选A。

3. 一物块放在水平桌面上，在水平轻弹簧的拉力F作用下，沿桌面做匀速直线运动，弹簧的伸长量为x；将弹簧方向变成与水平成60°，物块在拉力作用下仍沿桌面做匀速直线运动，此时弹簧的仲长量是（物块与桌面间动摩擦因数为，弹簧始终处于弹性限度内）

A.  B.  C. 2x D.

【答案】B

【解析】

【详解】当拉力是F时：根据平衡条件得：，当弹簧方向变成与水平成60°，竖直方向：，，联立解得，ACD错误，B正确

4. 如图所示地球同步卫星与低轨道卫星1号在同一平面内沿相同绕行方向绕地球做匀速圆周运动，此时二者的连线通过地心，轨道半径之比为4∶1.若不考虑卫星之间的引力，则下列说法正确的是（　　）

A. 卫星1号的速度大于7.9km/s

B. 卫星1号的加速度大小是地球同步卫星的4倍

C. 卫星1号的周期为3h

D. 若要卫星1号实现与地球同步卫星的对接，应从图示轨道沿运动方向向前喷气

【答案】C

【解析】

【分析】

【详解】A．7.9km/s是所有围绕地球做圆周运动卫星的最大速度，则卫星1号的速度小于7.9km/s，选项A错误；

B．根据

可知，卫星1号的加速度大小是地球同步卫星的16倍，选项B错误；

C．根据开普勒第三定律可知

可知，卫星1号的周期为同步卫星周期的，即周期为3h，选项C正确；

D．若要卫星1号实现与地球同步卫星的对接，应从图示轨道沿运动方向向后喷气加速做离心运动，进入高轨道，选项D错误。

故选C。

5. 如图所示，等腰三角形内分布有垂直于纸面向外的匀强磁场，它的底边在x轴上且长为2L，高为L.纸面内一边长为L的正方形导线框沿x轴正方向做匀速直线运动穿过匀强磁场区域，在t＝0时刻恰好位于图中所示的位置．以顺时针方向为导线框中电流的正方向，在下面四幅图中能够正确表示电流－位移(I－x)关系的是

A.  B.  C.  D.

【答案】C

【解析】

【详解】位移在0～L过程：磁通量增大，由楞次定律判断感应电流方向为顺时针方向，为正值．，因l=x，则，位移在L～2L过程：磁通量先增大后减小，由楞次定律判断感应电流方向先为顺时针方向，为正值，后为逆时针方向，为负值．位移在2L～3L过程：磁通量减小，由楞次定律判断感应电流方向为逆时针方向，为负值．，故选C．

6. 甲、乙两车在平直公路上同向行驶，其v－t图象如图所示。已知两车在t＝0时并排行驶，则（　　）

A. 在t＝1 s时，甲车在乙车后

B. 在t＝3 s时，甲车在乙车后7.5 m

C. 两车另一次并排行驶的时刻是t＝2 s

D. 甲、乙车两次并排行驶位置之间沿公路方向的距离为40 m

【答案】AB

【解析】

【分析】

【详解】v—t图象与坐标轴所围的面积即为汽车发生的位移。

A．t=1s时，由图可知，乙车的位移大于甲车的位移，故甲车在乙车后，A正确；

B．t=3s时，甲车的位移为

x甲 =

乙车的位移为

x乙 =

故此时甲车在乙车后方

x乙 x甲

故B正确；

C．由图象可知，两车另一次并排行驶的时刻是t=4s，故C错误；

D．两车再次并排行驶时，甲车的位移为

x甲′

即甲、乙车两次并排行驶的位置之间沿公路方向的距离为80m，故D错误。

故选AB。

7. 图甲是小型交流发电机的示意图，两磁极N、S间的磁场可视为水平方向的匀强磁场，A为理想交流电流表．线圈绕垂直于磁场的水平轴OO′沿逆时针方向匀速转动，产生的电动势随时间变化的图象如图乙所示．已知发电机线圈电阻为10 Ω，外接一只阻值为90 Ω的电阻，不计电路的其他电阻，则（　　）

A. 电流表的示数为0.31 A

B. 线圈转动的角速度为100π rad/s

C. 0.01 s时线圈平面与磁场方向平行

D. 在线圈转动一周过程中，外电阻发热约为0.087 J

【答案】BD

【解析】

【分析】

【详解】A．在交流电路中电流表的示数为有效值

电流表的示数

A错误；

B．从图像可知线圈转动的周期为0.02s，则线圈转动的角速度

B正确；

C．0.01s时线圈的感应电动势为0，因此线圈在中性面处，选项C错误；

D．线圈发热应用电流的有效值进行计算，则发热量

D正确。

故选BD。

8. 如图所示，平行板电容器与电源相连，开始极板不带电，质量为m、电量为q的油滴开始自由下落，一段时间后合上开关S，油滴经过相同时间回到出发点．忽略电容器充电时间极板间距足够大，已知充电后的电场强度大小为E，下列判断正确的是

A. 油滴带负电

B. Eq=4mg

C. 油滴回到出发点的速度为0

D. 油滴向下运动的过程中，机械能先不变后减小

【答案】ABD

【解析】

【详解】充电后油滴向上运动，即受到向上的电场力，而电容器上极板带正电，电场方向竖直向下，故油滴带负电，A正确；对闭合前，油滴向下运动的过程，，闭合开关后的过程中，又知道，，解得，对第二个过程用牛顿第二定律可得，B正确；返回到出发点的速度为，C错误；自由下落过程中机械能守恒，当闭合开关后，电场力做负功，所以机械能减小，故向下运动的过程中，机械能先不变后减小，D正确．

【点睛】本题的关键是弄清楚液滴在整个过程中的运动性质，先自由下落，然后做匀变速直线运动（向下减速后向上加速），突破点是“油滴经过相同时间回到出发点”，据此列式计算．

第II卷（非选择题）

二、实验题（共2个小题，9题7分，10题8分，共15分）

9. 某同学用如图所示的装置测定重力加速度：

（1）电磁打点计时器的工作电压为________V，为交流，频率为50 Hz.

（2）打出的纸带如图所示，实验时纸带的________（选填“甲”或“乙”）端应和重物相连接．

（3）实验中在纸带上连续打出点1、2、3、4、……、9，如图所示，由纸带所示数据可算出实验时的加速度为________m/s2（保留两位有效数字）．

【答案】    ①. 4～6    ②. 乙    ③. 9.4

【解析】

分析】

【详解】（1）[1]电磁打点计时器的工作电压为4～6V，为交流，频率为50 Hz；

（2）[2]根据打出的纸带可知，从乙端到甲端相邻点间距逐渐增加，可知实验时纸带的乙端应和重物相连接；

（3）[3]根据

则

解得

10. 某实验小组计划测量一未知电阻的阻值，已经连接好实物图如图甲所示。

（1）请根据实物图在图乙所示方框中画出该实验电路图，并标明表示各元件的字母；________

（2）图丙中电阻箱的读数是________Ω；

①先使电阻箱阻值调至如图丙所示，再将S2接到A，闭合S1，记录下对应的电压表示数为2.20 V，然后断开S1；

②保持电阻箱示数不变，将S2切换到B，闭合S1，此时电压表的读数为2.80 V，然后断开S1，不计电源内阻，电压表可视为理想电表，据此可知，定值电阻R1的阻值为________Ω。（计算结果保留3位有效数字）

【答案】    ①.     ②. 20.00    ③. 5.45

【解析】

【详解】(1)[1]根据图甲，注意S2接A端时，测的为R两端电压，S2接B端时，测的为R和R1的两端电压，则该实验电路图如下

(2)[2]电阻箱的读数为

[3]将S2接到A，闭合S1，此时测的为电阻箱R的两端电压；将S2切换到B，闭合S1，此时测的为R和R1的两端电压，所以R1两端电压为

再根据

可计算出

三、计算题（11题10分，12题12分，共22分，解答时应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，有计算的、答案中必须明确写出数值和单位）

11. 如图所示，传送带的水平部分ab＝4 m，斜面部分bc＝4 m，bc与水平面的夹角α＝37°。一个小物体A与传送带的动摩擦因数＝0.25，传送带沿图示的方向运动，速率v＝2 m/s。若把物体A轻放到a处，它将被传送带送到c点，且物体A不会脱离传送带。求物体A从a点被传送到c点所用的时间。（已知：sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，g＝10m/s2）

【答案】3.4s

【解析】

【分析】

【详解】物体A轻放在a点后摩擦力作用下向右做匀加速直线运动直到和传送带速度相等。
 

在这一过程中有

则加速经历时间为

此后随传送带匀速运动到b点的时间为

当物体A到达成bc斜面后，由于

mgsinα=0.6mg＞μmgcosα=0.2mg

（）

所以物体A将再次沿传送带做匀加速直线运动。其加速度大小为

物体A在传送带bc上所用时间满足

代入数据得

t3=1s（负值舍去）

则物体A从a点被传送到c点所用时间为

t=t1+t2+t3=3.4s

12. 如图所示，质量mA=mB=4kg的两个小物块A、B放置在水平地面上，竖直平面内半径R=0.4m的光滑半圆形轨道与水平地面相切于C点，弹簧左端固定。移动物块A压缩弹簧到某一位置（弹簧在弹性限度内），由静止释放物块A，物块A离开弹簧后与物块B碰撞并粘在一起以共同速度v=5m/s向右运动，运动过程中经过一段长为s，摩擦因素=0.2的水平面后，冲上圆轨道。除s段外的其它水平面摩擦力不计，求：

(1)若s=lm，则两物块刚过C点时对轨道的压力大小；

(2)刚释放物块A时，弹簧的弹性势能；

(3)若两物块能冲上圆形轨道，且不脱离圆形轨道，s应满足什么条件。

【答案】(1)；(2)；(3)，

【解析】

【详解】(1)设物块经过C点速度为，物块受到轨道支持力为，则

又

解得

=500

由牛顿第三定律，物块对轨道压力大小也为500

(2)设A与B碰撞前速度为，由动量守恒得

解得

则刚释放物块A时，弹簧弹性势能

(3)物块不脱离轨道有两种情况

①能过轨道最高点，设物块经过半圆环最高点最小速度为，则

得

物块从碰撞后到经过最高点过程中，有

代入解得满足条件

②物块上滑最大高度不超过圆弧，设物块刚好到达圆弧处速度为=0，则

同时依题意，物块能滑出粗糙面，则

代入解得满足条件

四、选修模块

13. 一定质量的理想气体由状态a经状态b、c到状态d，其体积V与热力学温度T关系如图所示，O、a、d三点在同一直线上，ab和cd平行于横轴，bc平行于纵轴，则下列说法正确的是(      )

A. 从状态a到状态b，气体吸收热量

B. 从状态a到状态b，每个气体分子的动能都增大

C. 从状态b到状态c，气体对外做功，内能减小

D. 从状态c到状态d，气体的密度不变

E. 从状态a到状态d，气体的内能增加

【答案】ADE

【解析】

【详解】A．由状态a变到状态b过程中，气体体积不变，则W=0，温度升高，则∆U>0，根据∆U=W+Q可知气体吸收热量，选项A正确；

B．由状态a变到状态b过程中，气体的温度升高，则气体分子的平均动能变大，但不是每个气体分子的动能都会增大，选项B错误；

C．从状态b到c，气体温度不变，内能不变；体积变大，则气体对外做功，选项C错误；

D．从状态c到d，气体体积不变，则气体的密度不变，选项D正确；

E．从a状态到d状态气体温度升高，则内能增加，选项E正确；

14. 如图所示，长L=55cm的薄壁玻璃管与水平面成30°角倾斜放置，玻璃管粗细均匀，底端封闭、另一端开口．现用长l=10cm的水银柱封闭着一定质量的理想气体，气体温度为306K，且水银面恰与管口齐平．现将管口缓慢转到竖育向上位置，并将水银缓慢注入管中，直到水银面再次与管口齐平，已知大气压强p=75cmHg．求

（1）水银面再次与管口齐平时，管中气体的压强；

（2）对竖直玻璃管缓慢加热，若管中刚好剩下5cm高的水银柱，气体温度升高了多少．

【答案】(i) (ii)

【解析】

【详解】(i)设玻璃管的横截面积为S，初态时，管内气体的温度为，体积

压强为

当玻璃管竖直时，设水银柱高为，则

压强为

由玻意耳定律，

代入数据解得：

故

(ii)设温度升至时，管中水银柱高为5cm，气体体积

气体压强为

由理想气体状态方程：

代入数据得：