陕西省汉中市2021-2022学年高三物理上学期第四次联考试题（Word版附解析）

2022届高三第四次校际联考

物理试题

注意事项：

1.本试卷共6页，全卷满分110分，答题时间90分钟；

2.答卷前，务必将答题卡上密封线内的各项目填写清楚；

3.第I卷选择题必须使用2B铅笔填涂，第II卷非选择题必须使用0.5毫米黑色墨水签字笔书写，涂写要工整、清晰；

4.考试结束，监考员将试题卷、答题卡一并收回.

第I卷（选择题共48分）

一、选择题（本大题共8小题，每小题6分，计48分.在每小题给出的四个选项中，第1~5题只有一项符合题目要求；第6~8题有多项符合题目要求，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错或不答的得0分）

1.2021年3月23日，考古工作者对三星堆遗址新发现的6个“祭祀坑”的73份碳屑样本使用年代检测方法进行分析，初步判定其中4号坑最有可能属于商代晚期.发生的是衰变，半衰期T=5730年.则下列说法正确的是（）

A.发生衰变产生的新核是

B.释放的核外电子形成射线

C.1g经过22920年有发生了衰变

D.随着全球变暖，生物体中的衰变会加快

2.如图为雷雨天一避雷针周围电场的等势面分布情况，在等势面中有A、B、C三点，其中A、B两点位置关于避雷针对称.下列说法中正确的是（）

A.某不计重力的正电荷在A、B两点的加速度相同

B.某负电荷在C点的电势能大于B点的电势能

C.某正电荷从C点移动到B点，电场力做正功

D.C点场强大于B点场强

3.小杰同学将洗干净的外套和衬衣挂在晾衣绳上，如图所示.晾衣绳穿过中间立柱上的固定套环，分别系在左、右立柱的顶端，忽略绳与套环、衣架挂钩之间的摩擦，忽略晾衣绳的质量，用、、、分别表示各段绳的拉力大小，下列说法正确的是（）

A. B. C. D.

4.如图所示，一辆轿车和一辆卡车在同一公路上均由静止开始同时相向做匀加速直线运动，加速度大小分别为和，刚开始运动时两车车头相距20m，轿车车身全长为5m，卡车车身全长为20m，则从开始运动到两车分离的时间为（）

A.1.0s B.2.0s C.3.0s D.3.5s

5.某简易发电机由一个面积为、匝数10匝、电阻为的线圈和某变化的磁场组成.线圈固定不动，磁场方向垂直于线圈平面，磁感应强度B随时间t变化的规律如图所示（磁场变化的周期T=0.4s），下列判断正确的是（）

A.该简易发电机产生的电动势为4V

B.该简易发电机的短路电流为0.5A

C.t=0.1s时，磁感应强度为零，此时简易发电机的瞬时电压为零

D.将额定功率为0.375W、电阻为6Ω的灯泡接入该简易发电机，灯泡能正常发光

6.在宇宙中当一颗恒星靠近黑洞时，黑洞和恒星可以相互绕行，从而组成双星系统.在相互绕行的过程中，质量较大的恒星上的物质会逐渐被吸入到质量较小的黑洞中，从而被吞噬掉，黑洞吞噬恒星的过程也被称之为“潮汐瓦解事件”.天鹅座X-1就是一个由黑洞和恒星组成的双星系统，它们以两者连线上的某一点为圆心做匀速圆周运动，如图所示，在刚开始吞噬的较短时间内，恒星和黑洞的距离不变，则在这段时间内，下列说法正确的是（）

A.两者之间的万有引力变大 B.黑洞的角速度变大

C.恒星的线速度变大  D.黑洞的线速度变大

7.如图甲所示，在粗糙的水平面上，放着可视为质点的A、B两物块，质量分别为和.轻弹簧一端与物块A相连，另一端与竖直墙壁相连.未施加拉力F时，A到墙壁的距离小于弹簧原长且整个系统恰好处于静止状态.从t=0时刻开始，对B施加一水平向右的力F使物块B做匀加速运动，力F随时间变化的规律如图乙所示，已知两物块与地面间的动摩擦因数均为0.5（g取），取最大静摩擦力等于滑动摩擦力.则（）

甲 乙

A.物块B的加速度大小为 B.水平力F的最大值为40N

C.弹簧的劲度系数为200N/m D.t=0到t=0.2s的过程中力F做的功为3.5J

8.如图所示，导线框绕垂直于匀强磁场的轴匀速转动，产生的交变电动势，导线框与理想升压变压器相连进行远距离输电.输电线路的电流为2A，输电线路总电阻为25Ω，理想降压变压器副线圈接人一台电动机，电动机恰好正常工作，且电动机两端的电压为220V，电动机内阻为8.8Ω，电动机的机械效率恒为80%，导线框及其余导线电阻不计，不计一切摩擦，则（）

A.该发电机的电流方向每秒钟改变50次，图示位置线圈的磁通量变化率为0

B.不计摩擦，线框转动一圈过程中，克服安培力做功24J

C.保持线框转速不变，若电动机突然卡住，输电线上的损耗功率将增加

D.升压变压器原副线圈匝数比为2∶5，降压变压器原副线圈匝数比为6∶1

第II卷（非选择题共62分）

二、非选择题（包括必考题和选考题两部分，9~12题为必考题，每个考生都必须作答；13、14题为选考题，考生应按要求作答）

（一）必考题（共4小题，计47分）

9.（6分）图甲是探究向心力大小跟质量、半径、线速度关系的实验装置图.电动机带动转台匀速转动，改变电动机的电压可以改变转台的转速，光电计时器可以记录转台每转一圈的时间.用一轻质细线将金属块与固定在转台中心的力传感器连接，金属块被约束在转台的凹槽中并只能沿半径方向移动且跟转台之间的摩擦力忽略不计.

甲  乙

（1）某同学为了探究向心力跟线速度的关系，需要控制______和______两个变量保持不变；

（2）现用刻度尺测得金属块做匀速圆周运动的半径为r，光电计时器读出转动的周期T，则线速度v=________（用题中所给字母表示）；

（3）该同学多次改变转速后，记录了一系列力与对应周期的数据，通过数据处理描绘出了图线（图乙），若半径r=0.2m，则金属块的质量m=______kg（结果保留2位有效数字）.

10.（9分）小明家里有一个充电宝（电动势约为5V，内阻约为5Ω），他欲精确地测量其电动势和内阻.他使用的器材如下：

A.电压表（量程为500mV，内阻约为500Ω）；

B.电流表（量程为0.6A，内阻约为0.1Ω）；

C.滑动变阻器（最大阻值为10Ω）；

D.电阻箱（最大阻值为9999.9Ω）；

E.定值电阻（阻值为5Ω）；

F.开关、，导线若干.

甲 乙 丙 丁

（1）小明准备把电压表改装成量程为4.5V的电压表，需要测量电压表的内阻，测量电路如图甲所示.请回答下列问题：

①根据甲图，将实物图乙补充完整.

②滑动的滑片，使滑片置于a端，将电阻箱调至阻值最大.

③闭合开关、，滑动的滑片，使电压表的指针指在500mV处；断开，调节电阻箱，使电压表的指针指在250mV处，此时电阻箱的示数为500.0Ω.电压表的内阻______Ω.

④电压表串联一个阻值______kΩ的电阻（用电阻箱代替），就可以改装成量程为4.5V的电压表.

（2）小明利用电流表和改装好的电压表测量充电宝的电动势与内阻，设计的电路如图丙所示.

若小明根据测出的多组电压表的示数U与电流表的示数I，得到的U-I图线如图丁所示，则充电宝的电动势E=______V，内阻r=________Ω（结果均保留两位有效数字）

11.（14分）如图所示，水平地面上静置一质量为M=2kg的箱子，箱子与地面间的动摩擦因数，箱子内左侧为粘合性材料，右侧固定有劲度系数足够大的轻质弹簧，一质量m=1kg的光滑小球压紧弹簧并被锁定，小球到箱子左侧的距离L=3.2m.现解除锁定，弹簧瞬间恢复形变，小球获得的速度.不计空气阻力，.求：

（1）弹簧原来具有的弹性势能；

（2）箱子与小球相碰粘合后瞬间的速度大小；

（3）箱子运动的路程.

12.（18分）水平地面上方竖直边界MN右侧离地面h=3m处有长为L=0.91m的光滑水平绝缘平台（厚度不计），平台的左边缘与MN重合，此时平台.上方存在的匀强电场，电场方向与水平方向成角，指向左下方.MN边界左侧存在垂直纸面向里的匀强磁场B和沿竖直方向的匀强电场（图中未画出），磁感应强度.平台右边缘有一质量m=0.1kg.电量q=0.1C的带正电小球，以初速度向左运动.小球在平台上运动的过程中，为45°至90°的某一确定值，小球离开平台左侧后恰好在磁场中做匀速圆周运动.小球可视为质点，.求：

（1）电场强度的大小和方向；

（2）若，小球离开平台左侧后在磁场中运动的时间；

（3）若，小球落地点到N点的水平距离.

（二）选考题（15分.请考生从所给的2道题目中任选一道作答，并在答题卡指定位置答题.如果多做，则按所做的第一题计分）

13.【选修3-3】（15分）

（1）（5分）如图所示为某品牌的气压式电脑椅，其主要构造是由汽缸和活塞组成，人离开椅子后，汽缸内的气体体积增大将椅子顶起，假设汽缸内的气体可视为理想气体，则下列说法正确的是________（填正确答案标号.选对1个得3分，选对2个得4分，选对3个得5分.每选错1个扣3分，最低得分为0分）

A.如果气体吸收的热量比对外做的功少，则违背了热力学第一定律

B.如果气体与外界没有热量交换，则汽缸内的气体温度一定降低

C.如果环境的温度降低，外界对气体所做的功小于气体向外放出的热量

D.人坐下时，外界对气体做功，如果做功数值与气体向外界放出热量相等，则缸内气体的温度一定不变.

E.如果气体与外界没有热量交换，说明从单一热源吸收的热量可以全部用来对外做功

（2）（10分）如图，氧气瓶通过细管和上端封闭的玻璃管相连，玻璃管内用一很薄的水银片（质量和厚度不计）在玻璃管上方封闭了一段气柱，开始时瓶内氧气压强为10个标准大气压强，上方封闭气柱长度为8cm，随着氧气的使用，一段时间后，发现水银片下降了12cm，使用过程中环境温度变成原来的四分之三，已知一个标准大气压强为1atm.求：

（i）此时氧气瓶内的压强；

（ii）此时瓶内氧气质量与原来氧气质量的比值.

14.【选修3-4】（15分）

（1）（5分）图（a）是一波源的振动图像，图（b）是某同学画出的某一时刻该波波动图像的一部分，该波沿x轴的正方向传播，P、是介质中的两个质点，下列说法中正确的是______.（填正确答案标号.选对1个得3分，选对2个得4分，选对3个得5分每选错1个扣3分，最低得分为0分）

图（a）  图（b）

A.该时刻这列波至少传播到x=10cm处

B.此刻之后，比P先回到平衡位置

C.x=2cm与x=6cm的质点在任何时候都保持相同的距离

D.从波源开始振动，在10s内传播方向上的质点振动经过的最长路程是50cm.

E.在t=1s和t=3s两时刻，x=2cm处质点速度大小相等、方向相反

（2）（10分）眼球结构类似球体，眼睛发生病变时，会使眼球内不同部位对光的折射率发生变化.现在用一个玻璃球模拟眼球，研究对光的传播的影响.玻璃球用两个折射率不同、半径均为R的半球拼合在一起，拼合面为MN，球心为O，为MO的中点，垂直MN交左半球于P点.一束单色光从P点以跟反向延长线成30°方向射入.该单色光在左、右半球的折射率分别为和，真空中的光速为c.

（i）通过计算说明此单色光能否从右半球射出？

（I）计算此单色光在玻璃球中传播第一次到达右半球与空气交界面所用的时间.

2022届高三第四次校际联考

物理试题参考答案及评分标准

一、选择题（本大题共8小题，每小题6分，计48分.在每小题给出的四个选项中，第1~5题只有一项符合题目要求；第6~8题有多项符合题目要求，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错或不答的得0分）

1.A2.B3.D4.C5.D6.AC7.BD8.BC

二、非选择题（包括必考题和选考题两部分，9~12题为必考题，每个考生都必须作答；13、14题为选考题，考生应按要求作答）

（一）必考题（共4小题，计47分）

9.（6分）（1）质量半径（每空1分）

（2）（2分）

（3）0.18（2分）

10.（9分）（1）①如图所示（2分）

③500.0（2分）

④4.5（1分）

（2）4.94.8（每空2分）

11.（14分）解：（1）解除锁定前后，系统动量守恒，解得

能量守恒

（2）对箱子受力分析有，解得

箱子和小球的位移满足关系

碰前箱子的速度

碰撞粘合在一起，动量守恒

解得相碰粘合后瞬间的速度大小

（3）碰前箱子的位移

由功能关系可得，解得

箱子运动的路程（其他解法正确也可得分）

12.（18分）解：（1）因为小球在MN边界左侧做匀速圆周运动，其所受到的电场力必等于重力，有

代入得到，方向竖直向上

（2）若，小球匀加速通过MN有最大速度

此时

由可得

对应半径

对应圆心角，且，所以.

所以小球在磁场中运动的时间；

（3）若，小球匀速通过MN有最小速度

小球从MN边界飞出的最小半径

设小球落到N点右边时，到N点的水平距离为s，由平抛运动得

解得

（二）选考题（15分.请考生从所给的2道题目中任选-道作答，并在答题卡指定位置答题.如果多做，则按所做的第一题计分）

13.【选修3-3】（15分）

（1）（5分）BCD

（2）（10分）解：（i）对被封闭的气柱，初始时，，温度为，

末态时，

根据理想气体状态方程

解得，即最后氧气瓶内的压强为

（i）设氧气瓶的体积为V，设剩下的气体被压缩到的压强为

温度为状态下的体积为，根据理想气体状态方程则有

因此瓶内氧气质量与原来氧气质量M的比值有

14.【选修3-4】（15分）

（1）（5分）ADE

（2）（10分）解：（i）如图所示，根据几何关系可知单色光在P点的入射角为i=30°+30°=60°

设单色光在P点的折射角为r，根据折射定律有

代入数据解得r=30°

即折射光线沿方向，由几何关系可知单色光在右半球与空气交界面的入射角为

单色光在交界面发生全反射的临界角C满足

代入数据解得C=45°

则，即单色光在交界面不会发生全反射，能够从右半球射出.

（ii）单色光在左、右半球的传播速度分别为，

根据几何关系可知单色光在左、右半球的传播距离相等，均为

所以单色光在玻璃球中传播第一次到达右半球与空气交界面所用时间为