2022届江苏省扬州中学高三（下）开学考查物理试题含解析

  扬州中学开学考查试卷

高三物理

2022.02

满分为100分，考试时间75分钟。

注意事项：

1.答卷前，考生务必将本人的学校、班级、姓名、考试号填在答题卡的相应位置。

2.将每题的答案或解答写在答题卡上，在试卷上答题无效。

3.考试结束，只交答题卡。

一、单项选择题：本题共10小题，每小题4分，共44分。每小题只有一个选项符合题意。选对的得4分，错选或不答的得0分。

1. 使用自卸式货车可以提高工作效率．如图所示，在车厢由水平位置逐渐抬起的过程中，有关货物所受车厢的支持力FN和摩擦力Ff，下列说法中正确的是 （  ）

A. 支持力FN逐渐减小

B. 支持力FN先减小后不变

C. 摩擦力Ff逐渐增大

D 摩擦力 先增大后不变

【答案】A

【解析】

【分析】

【详解】AB．由受力分析可知支持力

随着角度的增大而减小，故支持力为一直减小，故A正确，B错误；

CD．开始时货物受重力和支持力，抬起后受到沿货箱向上的静摩擦力，静摩擦力等于重力沿斜面向下的分力，即

随着角度增大，静摩擦力增大；当角度达到一定程度时，物体开始滑动，静摩擦力变成滑动摩擦力，而滑动摩擦力

、

随着角度的增大而减小，故摩擦力将减小，故摩擦力是先增大后减小，故CD错误。

故选A。

考点：本题考查力的动态平衡问题．

2. 如图所示，质量为m的人立于平板车上，车的质量为M，人与车以大小为v1的速度在光滑水平面上向东运动。当此人相对于车以大小为v2的速度竖直跳起时，车向东的速度大小为（　　）

A.  B.  C.  D. v1

【答案】D

【解析】

【分析】

【详解】人与车组成的系统在水平方向上动量守恒，人向上跳起后，水平方向上的速度没变，则

因此

故选D。

3. 关于近代物理，下列说法正确的是（　　）

A. 卢瑟福由粒子散射实验确立了原子有内部结构

B. 基态的一个氢原子吸收一个光子跃迁到激发态后，可能发射3种频率的光子

C. 光电效应揭示了光的波动性，表明光子具有能量

D. 氢原子光谱表明氢原子的能量是不连续的

【答案】D

【解析】

【详解】A．卢瑟福由粒子散射实验确立了原子的核式结构理论，选项A错误；

B．基态的一个氢原子吸收一个光子跃迁到激发态后，最多能发射2种频率的光子，即对应于3→2，2→1两种跃迁，选项B错误；

C．光电效应揭示了光的微粒性，表明光子具有能量，选项C错误；

D．氢原子光谱表明氢原子的能量是不连续的，选项D正确。

故选D。

4. 如图甲所示，被称为“魔力陀螺”玩具的陀螺能在圆轨道外侧旋转不脱落，其原理可等效为如图乙所示的模型：半径为的磁性圆轨道竖直固定，质量为的铁球（视为质点）沿轨道外侧运动，、分别为轨道的最高点和最低点，轨道对铁球的磁性引力始终指向圆心且大小不变，不计摩擦和空气阻力，重力加速度为，则（　　）

A. 铁球绕轨道可能做匀速圆周运动

B. 由于磁力的作用，铁球绕轨道运动过程中机械能不守恒

C. 铁球在点的速度必须大于

D. 轨道对铁球磁性引力至少为，才能使铁球不脱轨

【答案】D

【解析】

【详解】AB．小铁球在运动的过程中受到重力、轨道的支持力和磁力的作用，其中铁球受轨道的磁性引力始终指向圆心且大小不变，支持力的方向过圆心，它们都始终与运动的方向垂直，所以磁力和支持力都不能对小铁球做功，只有重力会对小铁球做功，所以小铁球的机械能守恒，在最高点的速度最小，在最低点的速度最大．小铁球不可能做匀速圆周运动，故AB错误；

C．小铁球在运动的过程中受到重力、轨道的支持力和磁力的作用，在最高点轨道对小铁球的支持力的方向可以向上，小铁球的速度只要大于0即可通过最高点，故C错误；

D．由于小铁球在运动的过程中机械能守恒，所以小铁球在最高点的速度越小，则机械能越小，在最低点的速度也越小，根据

F＝m

可知小铁球在最低点时需要的向心力越小．而在最低点小铁球受到的重力的方向向下，支持力的方向也向下、只有磁力的方向向上．要使铁球不脱轨，轨道对铁球的支持力一定要大于0．所以铁球不脱轨的条件是：小铁球在最高点的速度恰好为0，而且到达最低点时，轨道对铁球的支持力恰好等于0．根据机械能守恒定律，小铁球在最高点的速度恰好为0，到达最低点时的速度满足

mg•2Rmv2

轨道对铁球的支持力恰好等于0，则磁力与重力的合力提供向心力，即

F﹣mg

联立得

F＝5mg

故D正确。

故选D。

5. 、为相距遥远的两颗半径相同的行星，距各自表面相同高度处各有一颗卫星、做匀速圆周运动。图中纵坐标表示行星对周围空间各处物体的引力产生的加速度，横坐标表示物体到行星中心距离的平方，两条曲线分别表示、周围的与的反比关系，它们左端点的横坐标相同。则（　　）

A. 的向心力比的大 B. 的公转周期比的大

C. 的质量一定比的大 D. 的“第一宇宙速度”比的小

【答案】C

【解析】

【详解】C．根据牛顿第二定律，行星对周围空间各处物体的引力产生的加速度为

P1、P2的半径相等，它们左端点横坐标相同，所以结合a与r2的反比关系函数图象得出P1的质量大于P2的质量，故C正确；

D．第一宇宙速度

P1的质量大于P2的质量，半径相等，所以P1的“第一宇宙速度”比P2的大，故D错误；

B．根据万有引力提供向心力得出周期表达式

T=2π

所以s1的公转周期比s2的小，故B错误；

A．s1、s2的轨道半径相等，根据

因两卫星的质量关系不确定，则不能比较向心力关系，选项A错误；

故选C。

6. 一物体的运动图像如图所示，横纵截距分别为和，在图像所示的运动过程中，下列说法正确的是（　　）

A. 若该图为图像，则物体速度逐渐减小

B. 若该图为图像且物体的初速度为零，则物体的最大速度为

C. 若该图为图像且物体的初速度为零，则物体的最大速度为

D. 若该图为图像且物体的初速度为零，则物体最终静止

【答案】B

【解析】

【详解】A．若该图为x-t图象，其斜率表示速度，则物体速度保持不变，故A错误；

B．若该图为a-t图象且物体的初速度为零，则图象与时间轴所围的面积表示速度变化量，所以物体的最大速度为，故B正确；

C．若该图为a-x图象且物体的初速度为零，根据v2=2ax进行推广知，图象与x轴所围的面积表示速度平方的一半，x=n时速度最大，最大速度为，故C错误；

D．若该图为a-x图象且物体的初速度为零，物体加速度方向不变大小改变，最终加速度为0，物体做匀速直线运动，故D错误。

故选B。

7. 空间某区域内存在着电场，电场线在竖直平面上的分布如图所示。一个质量为、电荷量为的小球在该电场中运动，小球经过点时的速度大小为，方向水平向右，运动至点时的速度大小为，运动方向与水平方向之间的夹角为，、两点之间的高度差与水平距离均为，则下列判断中正确的是（　　）

A. 小球速度

B. 、两点间的电势差

C. 小球由点运动到点的过程中，电势能可能增加

D. 小球运动到点时所受重力的瞬时功率

【答案】C

【解析】

【详解】C．若小球带负电，则从A到B电场力做负功，电势能增加；若小球带正电，则从A到B电场力做正功，电势能减小；选项C正确；

A．小球由A点运动至B点，由动能定理得

因重力功和电场力功的大小以及正负关系无法确定，则不能比较v1和v2的大小，选项A错误；

B．因电场力做功为

由电场力做功

得A、B两点间的电势差为

故B错误；

D．小球运动到B点时所受重力与速度方向之间的夹角是，则其重力的瞬时功率

故D错误．

故选C。

8. 如图所示，由导热材料制成气缸和活塞将一定质量理想气体封闭在气缸内，活塞与气缸壁之间无摩擦，活塞上方存有少量液体，将一细管插入液体，活塞上方液体会缓慢流出，在此过程中，大气压强与外界的温度保持不变，则关于这一过程中气缸内的气体（　　）

A. 单位时间内气体分子对活塞撞击的次数增多

B. 气体分子间存在斥力是活塞向上运动的原因

C. 气体分子的速率分布情况不变

D. 气体对外界做的功小于气体从外界吸收的热量

【答案】C

【解析】

【详解】A．活塞上方液体逐渐流出，对活塞受力分析可得，气缸内气体压强减小，体积变大，又气缸内气体温度不变，则单位时间气体分子对活塞撞击的次数减少，故A错误；

B．气体分子对活塞的碰撞是活塞向上运动的原因，故B错误；

C．外界的温度保持不变，导热材料制成的气缸内气体温度不变，气体分子的速率分布情况不变，故C正确；

D．气缸内气体温度不变，气缸内气体内能不变；气缸内气体压强减小，体积变大，气体对外界做功；据热力学第一定律，气体对外界做功等于气体从外界吸收的热量，故D错误。

故选C。

9. 下列关于核力与核能的说法正确的是（　　）

A. 核力是强相互作用的一种表现，任意两个核子之间都存在核力作用

B. 原子核的比结合能越大，表示原子核中核子结合得越牢固，原子核越稳定

C. 核力是引起原子核β衰变的原因

D. 原子核中所有核子单独存在时的质量总和等于该原子核的总质量

【答案】B

【解析】

【详解】A．核力是强相互作用的一种表现，但是力的作用范围很小，只对相邻的原子核有作用。A错误；

B．原子核的稳定程度由比结合能决定，比结合能越大，越稳定。B正确；

C．引起原子核β衰变的原因是弱相互作用，而核力是强相互作用。C错误；

D．原子核中所有核子单独存在时的质量总和大于该原子核的总质量，因为自由核子形成原子核时要释放能量，根据质能方程，质量要发生亏损。D错误。

故选B。

10. 如图所示，一劲度系数为的轻质弹簧，上端固定，下端连一质量为的物块，放在质量也为的托盘上，以表示对的作用力，表示弹簧的伸长量。初始时，在竖直向上的力作用下系统静止，且弹簧处于自然状态（）。现改变力的大小，使以的加速度匀加速向下运动（为重力加速度，空气阻力不计），此过程中随变化的图像正确的是（　　）

A.  B.

C.  D.

【答案】D

【解析】

【详解】设物块和托盘间的压力为零时弹簧的伸长量为x，则有

解得

在此之前，根据

当x=0时

可知，二者之间的压力FN由开始运动时的线性减小到零。

故选D。

二、非选择题：本题共5题，共60分。请将解答填写在答题卡相应的位置。

11. 同学们测量某电阻丝的电阻，所用电流表的内阻与相当，电压表可视为理想电压表.

①若使用图所示电路图进行实验，要使得的测量值更接近真实值，电压表的a端应连接到电路的       点（选填“b”或“c”）.

②测得电阻丝的图如图所示，则为        （保留两位有效数字）．

③实验中，随电压进一步增加电阻丝逐渐进入炽热状态.某同学发现对炽热电阻丝吹气，其阻值会变化.他们对此现象进行探究，在控制电阻丝两端的电压为10V的条件下，得到电阻丝的电阻随风速（用风速计测）的变化关系如图所示.由图可知当风速增加时，会         （选填“增大”或“减小”）．在风速增加过程中，为保持电阻丝两端电压为10V，需要将滑动变阻器的滑片向      端调节（选填“M”或“N”）.

④为了通过电压表的示数来显示风速，同学们设计了如图所示的电路.其中为两只阻值相同的电阻，为两根相同的电阻丝，一根置于气流中，另一根不受气流影响，V为待接入的理想电压表.如果要求在测量中，风速从零开始增加，电压表的示数也从零开始增加，则电压表的“+”端和“—”端应分别连接到电路中的      点和      点（在“a”“b”“c”“d”中选填）.

【答案】① c；② 4.1 （4.0～4.2）;③减小 ，M；④ b，d

【解析】

【详解】①电流表有较大内阻，选择内接法会使电阻的测量值偏大，而电压表为理想电压表，故选择电流表外接法可以减小电阻的测量误差，故选接c点．

②由部分电路的欧姆定律知图象的斜率代表电阻，求得．

③有图知风速增大后，代表电阻的纵坐标数值在减小；减小，导致总电阻减小，总电流增大，使得并联部分的电压减小，向M端滑动可使并联部分的电压重新增大为10V．

④当风速为零时，电压表的示数也为零，电路的b和d两点构成电桥，满足；而下端的减小后，即有，故电压表的正接线柱接在b点，负接线柱接在d点

12. 如图所示，粗糙斜面AB的倾角α=37°，与光滑的水平面BC圆滑对接，C处固定一个水平轻弹簧，质量为m=1.0kg的物体（可视为质点）自A点由静止释放，经t=0.5s到达斜面底端B点时的速度大小v=2.0m/s，取sin37°=0.6，cos37°=0.8.重力加速度g=10m/s2。

(1)求A点距水平面的高度h。

(2)求物体与斜面之间的动摩擦因数μ。

(3)物体与弹簧第一次作用过程中，求弹簧对物体的冲量I和此间弹簧具有的最大弹性势能Ep。

【答案】(1) 0.3m；(2) 0.25；(3) 4.0N•s，方向水平向左， 2J。

【解析】

【详解】(1)由匀变速直线运动的规律得

代入数据解得

h=0.3m

(2)由A到B的过程由动能定理得

mgh﹣μmgcosα•﹣0

代入数据解得

μ=0.25

(3)以向右为正方向，物体与弹簧第一次作用过程中，由动量定理得

I=（﹣mvB）﹣mvB=﹣2mvB=﹣4.0N•s

负号表示方向与正方向相反，即水平向左

当物体向右压缩弹簧形变量最大，即物体的速度减到零时，弹簧具有弹性势能最大，根据机械能守恒定律得

EP==2J

13. 如图，两个相同的内壁光滑的薄壁汽缸和，质量均为，用质量均为的活塞封闭同种气体，体积都为，汽缸的开口处有卡环可以防止活塞离开汽缸。活塞跟汽缸的缸底用细线相连后跨过滑轮，斜面光滑，倾角为。已知大气对活塞的压力等于活塞重力的2.25倍，且，重力加速度为。在外力的作用下，系统一开始处于静止状态，细线绷紧。现撤去外力，让和一起运动，待系统稳定后，求

（1）和运动的加速度大小；

（2）若汽缸中温度不变，汽缸中气体体积变为多少？

【答案】（1）；（2）

【解析】

【详解】（1）当系统处于光滑斜面时，对系统分析，则有

解得

（2）系统均静止时，对中活塞分析，则有

解得

加速运动时对中活塞，则有

解得

由玻意耳定律，则有

解得

14. 如图所示，变压器原、副线圈的匝数分别为，，原线圈与水平放置的间距的光滑金属导轨相连，导轨处于方向竖直向下、磁感应强度大小为的匀强磁场中，副线圈接阻值的电阻，原线圈串联一阻值也为的电阻，与导轨接触良好且始终垂直导轨的阻值、质量的导体棒在外力的作用下运动，其速度随时间变化的关系式为，已知导轨电阻和变压器的能量损耗均不计，导轨足够长，导体棒运动过程中不会与其他用电器相碰，电表均为理想的交流电表。求：

（1）电压表和电流表的的示数；

（2）变压器铁芯中磁通量变化率的最大值；

（3）在的时间内外力做的功。

【答案】（1），；（2）；（3）

【解析】

【详解】（1）由速度随时间变化的关系式可得

故导体棒产生的感应电动势的最大值为

电源电动势为

电动势的有效值为

设原线圈的输入电压为，副线圈的输出电压为，原线圈的输入电流为，副线圈的输出电流为，则对含有原线圈的回路由闭合电路欧姆定律有

由变压器的工作原理可知

对副线圈的回路，由欧姆定律有

由以上式子可解得

故电压表示数为

电流表示数为

（2）根据

可知原线圈中磁通量变化率的最大值为

其中

解得

（3）在

时间内，电路产生的焦耳热

根据能量守恒定律得

故

15. 如图所示，直线与y轴之间有垂直于xOy平面向外的匀强磁场B2，直线x＝d与间有沿y轴负方向的匀强电场，电场强度，另有一半径R=m的圆形匀强磁场区域，磁感应强度B1=，方向垂直坐标平面向外，该圆与直线x＝d和x轴均相切，且与x轴相切于S点．一带负电的粒子从S点沿y轴的正方向以速度v0进入圆形磁场区域，经过一段时间进入磁场区域B2，且第一次进入磁场B2时的速度方向与直线垂直．粒子速度大小v0＝1.0×105m/s，粒子的比荷为=5.0×105C/kg，粒子重力不计．求：

(1)粒子在圆形匀强磁场中运动的时间t1；

(2)坐标d的值；

(3)要使粒子无法运动到x轴的负半轴，则磁感应强度B2应满足的条件

【答案】(1)2.6×10﹣6s(2)4m(3)0≤B2≤0.13T或者B2≥0.3T

【解析】

【详解】(1)在磁场B1中

解得

画出轨迹恰为四分之一圆，

得

(2)在电场中类平抛运动

解得

又根据

x=v0t

解得

所以坐标d的值

(3)进入磁场B2速度为：

当带电粒子出磁场与y轴垂直时，圆周半径

可得

所以

0≤B2≤0.13T．

当带电粒子出磁场与y轴相切时，圆周半径

可得

B2＝0.3T

所以

B2≥0.3T．