2022晋中高三上期末理综物理试题含答案

2021~2022学年第一学期高三期末考试

理综试题

（时间∶150分钟 满分∶300分）

注意事项∶

1.答题前，考生务必将自己的学校、姓名、班级、准考证号填写在答题卡上相应的位置。

2.全部答案在答题卡上完成，答在本试卷上无效。

3.回答选择题时，选出每小题答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。 如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案用0.5毫 米及以上黑色笔迹签字笔写在答题卡上。

4.考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。

可能用到的相对原子质量∶H—1 C—12 N—14 O—16 Na—23 Al—27 S—32 Cl—35.5 Mn—55 Cu—64

一、选择题∶本题共8小题，每小题6分，共48分。

1. 1887年赫兹发现了光电效应现象；1905年爱因斯坦用光量子理论对 光电效应进行了全面的解释；现在利用光电效应原理制成的光电器件 已经被广泛应用于生产、生活、军事等领域。用图示电路图研究光电效 应，用频率为的单色光照射光电管，能发生光电效应现象，则（　　）

A. 此电路可用于研究光电管的饱和光电流

B. 用频率小于的单色光照射阴极 K 时，金属的截止频率不同

C. 增加入射光的强度，遏止电压U 不变

D. 滑动变阻器滑片P 从左端缓慢向右移动时，电流表示数逐渐增大

【答案】C

2. 2021年11月3日国家科学技术奖励大会在人民大会堂隆重召开，顾诵芬院士荣获2020年度 国家最高科学技术奖。顾院士主持建立了我国飞机设计体系，开创了我国自行设计研制歼击机 的历史。“歼—20”在某次训练时着舰不成功，此时距离航母跑道末端为200m，飞行员经短暂反 应时间，迅速启动“逃逸复飞”。设“歼—20”复飞前做匀速直线运动，速度为25m/s，复飞过程的 最大加速度为5m/s2，复飞过程可看成匀变速直线运动，飞机起飞的最小速度为50m/s，飞行员 反应时间最长不超过 （　　）

A. 0.5s B. 0.4s C. 0.3s D. 0.6s

【答案】A

3. 三根足够长的导体棒a、b、c呈等边三角形排列，质量均为m，电流大小相等、方向如图所示，a、b两导体棒放置在粗糙的水平桌面上，导体棒c被竖直伸长的弹簧悬挂，重力加速度为g，则（　　）

A. 弹簧的拉力大于c导体棒的重力

B. 桌面对a、b导体棒的摩擦力均为零

C. 桌面对a导体棒的支持力大于

D. 若对称地缓慢增大a、b 导体棒间的距离，则弹簧长度增大

【答案】D

4. 2022年2月4日冬奥会将在北京开幕。运动员某次测试高山滑雪赛道的一次飞越，整个过程可以简化为：如图所示，运动员从静止开始沿倾角=37°的斜直滑道顶端自由滑下，从A点沿切线进入圆弧轨道，最后从与A等高的C点腾空飞出。已知运动员在A点的速度为108km/h，在最低位置B点的速度为144km/h，圆弧轨道半径为R=200m，运动员和滑板的总质量m=50kg，滑板与斜直滑道的动摩擦因数为μ=0.125。（不计空气阻力，在A点无机械能损失，g=10 m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8）则（　　）

A. 滑板在B点对轨道的压力为900N B. 斜直滑道的长度为100m

C. 从A到B点损失的机械能为12500J D. 在C点的速度为10 m/s

【答案】A

5. 2021年2月24日，“天问一号”探测器在成功实施第三次近火制动后，进 入近火点280千米、远火点5.9万千米、周期2个火星日的火星停泊轨道， 在这条轨道上稳定运行3个月后，于5月15日成功着陆火星。为了得到 火星全球的地形、地貌数据，“天问一号”在近火点不变的情况下需要不断 变轨，如图所示。关于“天问一号”，以下说法正确的是 （　　）

A. “天问一号”在近火点的运行速度大于在远火点的运行速度

B. “天问一号”在火星停泊轨道加速后着陆

C. “天问一号”环绕火星稳定运行时，轨道半长轴越大，运行周期越大

D. “天问一号”在不同轨道的近火点的加速度相同

【答案】ACD

6. 如图，ab 是半径为R 的圆的一条直径，该圆处于匀强电场中，c是圆周上一 点，∠cba=60°，电场方向与圆面平行。将一带正电的粒子，从圆周上的b 点沿不同方向以大小相等的速率抛出后，粒子经过圆周上c 点时动能最大， 粒子从b 点到c点电场力做功为W ，粒子带电荷量为q，不计粒子所受重力， 取b 点电势为0，则 （　　）

A. 电场的方向由b 指向c B. c点的电势为-

C. 粒子从b 点到a 点电场力做功为-W D. O 点的电势为

【答案】BD

7. 如图甲所示，在倾角=30°的固定光滑斜面上放着A、B 两物块，A、B 紧靠在一起但不粘连，轻弹簧一端与B物块相连，另一端与固定挡板相连，整个系统处于静止状态。现对物块A施加一沿斜面向上的力F，使物块A沿斜面向上做加速度为1m/s2的匀加速直线运动，若力F 随位移变化的规律 如图乙所示，重力加速度g取10m/s2，则（　　）

A. A、B 的质量均为2kg

B. 弹簧的劲度系数为4N/m

C. A、B 以相同加速度一起运动了0.2s

D. 从开始到A、B 分离弹簧的弹性势能减少了0.72J

【答案】AC

8. 如图所示，足够长的水平导轨上，有两导体棒AB和CD，导轨处在竖直向上的匀强磁场中，导体棒和导轨始终接触良好，导轨宽度为l，两导体棒质量均为m，电阻均为R，其他电阻不计，不计一切摩擦。现给导体棒 CD一个初速度v0，若AB棒固定，待系统稳定时，通过CD棒的电荷量为q，则（　　）

A. 通过CD棒的电流方向为D到C

B. 匀强磁场的磁感应强度大小为

C. 当通过CD棒的电荷量为时，CD棒上的发热量为mv02

D. 若AB棒不固定，当系统稳定时，通过CD棒的电荷量为

【答案】BD

三、非选择题∶共174分。第22~32题为必考题，每个试题考生都必须作答。第33~38题为选考 题，考生根据要求作答

（一）必考题（共129分）

9. 某同学用如图所示装置验证机械能守恒定律，将力传感器固定 在天花板上，细线一端系于力传感器上，另一端连着一个小球∶

（1）以下四个供选择的小球中，应选择_______ ；

A.质量为100g的铁球           B.质量为10g的铁球

C.质量为200g的木球           D.质量为10g的塑料球

（2）当小球自然下垂时，读出力传感器的示数F1；

（3）将小球拉至细线刚好水平伸直的位置，由静止释放小球，测得小球通过最低点的读数为F2， 当F1、F2 满足关系式_______（用数学等式表示）时，小球在下落过程中机械能守恒。

【答案】    ①. A    ②.

10. 为了精确地测量待测电阻Rx（约10Ω）阻值，实验室提供了下列器材∶

A.电流表A1（量程为500μA，内阻r1=1000Ω）

B.电流表A2（量程为0.3A，内阻约0.1Ω）

C.滑动变阻器R1（0~1000Ω，额定电流3A）

D.滑动变阻器R2（0~5Ω，额定电流1.0A）

E.滑动变阻器R3（0~1Ω，额定电流1.0A）

F.电阻箱R（阻值范围为0~9999.9Ω）

G电源（电动势E=3.0V，内阻约0.2Ω）

H.开关S、导线若干

（1）由于没有电压表，小刘同学把电流表A1串联电阻箱R改为量程为3V的电压表，他需要把电阻箱的阻值调为__________ Ω；

（2）小刘选择的滑动变阻器为________ ；（填“C”“D”或“E”）

（3）在下面的方框中画出正确的电路图∶ （      ）

（4）按正确的电路连接，闭合开关，记录电流表A1、A2的示数I1、I2，移动滑动变阻器的滑片，记录多组数据，并作出I1-I2图像如图所示，则待测电阻Rx=_____ Ω（结果要保留2位有效数字）。

【答案】    ①. 5000.0    ②. D    ③.     ④. 9.0

11. 如图所示，在水平地面上静置一质量为M =3kg的木板A，在木板A的上面右侧放置一质量为m=1kg的木块B（可视为质点）。木块B与木板A之间的动摩擦因数μ1=0.1，木板A与地面之间的动摩擦因数μ2=0.2。一个底面光滑、质量也为M =3kg的物块C以速度v0= 2m/s与木板A发生弹性碰撞。重力加速度g取10m/s2。

（1）求碰后瞬间木板A获得的速度大小；

（2）在木块B与木板A相对运动的过程中，若要保证木块B不从木板A上滑下，求木板 A的最小长度。

【答案】（1）2m/s；（2）0.5m

12. 宇宙大爆炸理论所描述的宇宙演化过程大致可以分为四个阶段∶粒子相互作用阶段、原 初核合成阶段、星系凝聚阶段、恒星燃烧阶段。其中第二阶段和第四阶段，核反应起着决定性的 作用。对这两个阶段的研究，必须以核物理为基础，并且需要大量核反应的实验数据。用实验 模拟宇宙大爆炸时发生的核反应是研究宇宙演化进程的重要手段。如图为国家某重点实验室 的部分实验装置简化示意图。从图示装置的上游射来一束速度为v0 的粒子流，带电荷量为 +4e（e为元电荷），束流中混有质量相等、速度相同的杂质粒子，带电荷量为+3e。已知两种粒子的质量均为7m，不计粒子重力及电场、磁场的边缘效应。

（1）实验中首先要将粒子束从O 点射入一速度选择器，初步筛选满足核反应能量需求入射粒子。在速度选择器的两板间加有相互正交的匀强电场和匀强磁场。已知速度选择器的上极板 带正电，板间电压为U，间距为d，匀强磁场的方向垂直纸面向里，调节所加磁场的磁感应强度， 可使速度为v0 的粒子沿直线OO'运动。求所加磁场的磁感应强度的大小B0。

（2）速度选择器无法剔除束流中杂质。为了进一步纯化粒子流，需将含有杂质的粒子束从a 点沿着与直径ab 夹角为α（α 角未知）的方向射入圆柱形匀强磁场区域，磁感应强度为B， 经过磁场的偏转， 粒子的出射方向恰与直径ab 平行，粒子刚好从直径的b点射出，最后 进入终端反应室进行核反应研究。求圆柱形磁场区域的半径R。

【答案】（1）；（2）

（二）选考题∶共45分。请考生从2道物理题、2道化学题、2道生物题中每科任选一题作答。如果 多做，则每科按所做的第一题计分）

【物理—选修3-3】（15分）

13. 一定质量的理想气体由状态a 经状态b、c又回到状态a，其 压强p 与体积V 的关系如图所示，变化过程有等容、等温和绝热过程，则下列说法正确的是（　　）

A. ①过程可能为等温变化

B. ②过程气体从外界吸热

C. 全过程气体向外界放出的热量大于从外界吸收的热量

D. ③过程气体分子单位时间内对单位面积器壁的碰撞次数一定增加

E. 因为气体返回状态a 时体积不变，所以外界不对气体做功

【答案】BCD

14. 如图所示，一个导热汽缸质量M =1.5kg，用一质量m=0.5kg的活塞A封闭一段理想气体，活塞横截面积为S=2cm2，汽缸厚度不计。活塞通过两光滑的定滑轮与一质量也为 m=0.5kg的铁桶B相连。不计活塞与汽缸之间的摩擦，环境温度t1 =27℃，汽缸内气体长 度为l1 = 0.1m，汽缸的长度足够长，铁桶的高度足够高。已知大气压强p0=1.0× 105Pa，重力加速度g=10m/s2。则：

（1）若用灯丝加热封闭气体，气体温度为多高时，气体长度变为l2=0.2m？

（2）若在铁桶内缓慢倒入细沙，倒入细沙的质量为多大时，汽缸刚好离开地面，此时气体的长度为多大？

【答案】（1）600K或327℃；（2）1.5kg，0.4m

【物理—选修3-4】（15分）

15. B超是医院诊断科室里最常见的一种人体器官的检查方式，也是健康体检中必做的项目之一。B超其实就是通过超声波检查人体的一种方式，超声波是一种“听不见”的声音。B超成像的基本原理是探头向人体发射一组超声波，遇到人体组织会产生不同程度的反射。探头接收到的超声波信号形成B超图像。如图为血管探头沿x轴正方向发送的简谐超声波图像，超声波在血管中的传播速度为1.6103m/s，t=0时刻波恰好传到质点M，下列说法正确的是（　　）

A. 该超声波周期为5×10-5s

B. 0~1.25×10-7s内质点M运动的路程为4mm

C. 质点M第一次位移为-0.2mm的时刻是

D. 时质点N第二次处于波峰

E. 该超声波射向半径为1cm的小孔时，能发生明显的衍射现象

【答案】BCD

16. 内径为r、外径为的透明介质半球壳截面示意图如图所示，O为球壳的球心。现将点光源放在P处，P在O点正上方内壳上，光射向外壳经过折射后射出球壳（不考虑光的反射），介质的折射率为n=2，已知光在真空的传播速度为c。则：

（1）球壳外表面发光区域在截面上形成的弧长s为多大？

（2）把光源移到O处，则光线射出球壳的时间为多长？