甘肃省张掖市2021-2022学年高三上学期期末检测理科综合物理试题

这是一份甘肃省张掖市2021-2022学年高三上学期期末检测理科综合物理试题，共10页。试卷主要包含了选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。

第一部分（选择题 ）
二、选择题:本题共8小题，每小题6分，共48分。在每小题给出的四个选项中，第14～18题只有一项符合题目要求，第19～21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，有选错的得0分。
14. 下列说法中正确的是（ ）
A．太阳辐射的能量主要来自太阳内部的核聚变反应。
B．天然放射现象的发现，揭示了原子核是由质子和中子组成的。
C．放射性元素的半衰期随温度的升高而变短。
D．氢原子核外电子从半径较小的轨道跃迁到半径较大的轨道时，原子总能量减少。
15.磁吸式手机架是一种通过磁力固定住手机的支架，它的优点是体型小巧，不挤占空间，可以随意粘贴固定在任何个地方，调整角度也非常灵活，图为静止在水平面上的磁吸式手机架和手机。关于此情景下列说法正确的是（ ）
A．若手机质量为m，当地重力加速度为g，手机平面与水平面夹角为，则手机架对手机的支持力为mgcs
B．若仅将该手机改为竖屏放置（不改变吸盘角度且手机不接触水平面）则手机架的支持力变小，导致手机容易滑落
C．手机架对手机的作用力竖直向上
D．只有当手机架的吸盘水平放置时，手机架和水平面才没有摩擦力
16.2020年7月22日，中国火星探测工程正式对外发布“中国首次火星探测任务宇宙飞船‘天问一号’着陆平台和火星车”。飞船“天问一号”从地球上发射到与火星会合，运动轨迹如图中虚线椭圆所示。飞向火星过程中，太阳对“天问一号”的引力远大于地球和火星对它的吸引力。下列说法正确的是（ ）
A．与火星会合前，“天问一号”的加速度小于火星公转的向心加速度
B．“天问一号”在无动力飞向火星的过程中，引力势能增大，动能减少，机械能守恒
C．“天问一号”椭圆运动的周期小于地球公转的周期
D．“天问一号”在地球上的发射速度介于第一宇宙速度和第二宇宙速度之间
17.理想变压器原线圈两端输入的交变电流电压如图所示，变压器原、副线圈的匝数比为5 ： 1，如图乙所示，定值电阻R0 = 10 Ω，R为滑动变阻器，则下列说法正确的是（ ）
A．电压表的示数为
B．变压器输出电压频率为10 Hz
C．当滑动变阻器滑片向下移动时，变压器的输入功率增大
D．当滑动变阻器滑片向下移动时，电流表的示数减小
18 如图甲所示，足够长的木板B静置于光滑水平面上，其上放置小滑块A。木板B受到随时间t变化的水平拉力F作用时，木板B的加速度a与拉力F关系图象如图乙所示，则小滑块A的质量为（ ）
A．4kg B．1kg C．2kg D．3kg
19 一带电粒子仅在电场力作用下从A点开始以初速度为-v0做直线运动，其v-t图像如图所示。粒子在t时刻运动到B点，3t时刻运动到C点，以下判断正确的是（ ）
A．A、B、C三点中B点的场强最大
B．A、B、C三点的电势关系一定为
C．粒子从A点经B点运动到C点，电场力先做正功后做负功
D．粒子从A点经B点运动到C点，电势能先增加后减少
20.如图所示，内壁光滑的玻璃管竖直固定在水平地面上，管内底部竖直放置处于自然长度的轻质弹簧．用轻杆连接的两小球的质量分别为m和2m（球的直径比管的内径略小），现从弹簧的正上方释放两球，则A球与弹簧接触起到运动至最低点的过程中，下列说法正确的是（ ）
A.杆对A球做的功大于杆对B球做的功
B.A球克服弹簧弹力做的功是杆对A球做功的倍
C. 弹簧和杆对A球做功的总和等于A球机械能的增量
D.A球到最低点时杆对B球的作用力等于4mg
21 如图所示,空间某区域内存在沿水平方向的匀强磁场,一正方形闭合金属线框自磁场上方某处释放后穿过磁场,整个过程线框平面始终竖直,线框边长小于磁场区域上下宽度。以线框刚进入磁场时为计时起点,下列描述线框所受安培力F随时间t变化关系的图象中,可能正确的是（ ）
第二部分（非选择题 共174分）
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。
22. （6分）某同学用如图甲所示的装置测量滑块与水平桌面之间的动摩擦因数，实验过程如下：
（1）用游标卡尺测量出固定于滑块上的遮光条的宽度d，如图乙所示，d=_________mm．在桌面上合适位置固定好弹簧和光电门，将光电门与数字计时器（图中未画出）连接．
（2）用滑块把弹簧压缩到某一位置，测量出滑块到光电门的距离x．释放滑块，测出滑块上的遮光条通过光电门所用的时间t，则此时滑块的速度v=_____________（用题中所给字母表示）．
（3）通过在滑块上增减砝码来改变滑块的质量m，仍用滑块将弹簧压缩到（2）中的位置，重复（2）的操作，得出一系列滑块质量m与它通过光电门时的速度V的值．根据这些数值，作出v2-m-1图象如图丙所示．已知当地的重力加速度为g．由图象可知，滑块与水平桌面之间的动摩擦因数μ=________________________．
23.（9分）已知电流计G的量程约为几毫安，内阻很小，现要将其量程扩大为原来的3倍，某同学设计如图所示的电路图, 实验提供了以下器材:
A.电源(E1=3V); B.电源(E2=15V);
C.滑动变阻器R1(阻值为0～1kΩ);
D.滑动变阻器R2(阻值为0～15kΩ);
E.电阻箱; F.开关,导线。
(1)电源应选 ,滑动变阻器应选 (填器材前所对应的字母)
(2)改装步骤如下,请将步骤补充完整:
①按电路图连接各器材,把滑动变阻器调至最 (选填“左”或“右”);
②将开关S2断开,S闭合;
③调节滑动变阻器的滑片,使电流计G满偏;
④保持 不变,再闭合开关S2,把电阻箱调到适当值,使电流计 ;
⑤不再改变电阻箱的阻值,保持电流计G和电阻箱并联,撤去其他电路，即可将电流计G的量程扩大为原来的3倍。
24.（12分）如图所示,真空中有一以O点为圆心的圆形匀强磁场区域,半径为R=0.5m，磁场方向垂直于纸面向里．在y>R的区域存在沿－y方向的匀强电场，电场强度为E=1.0×105v/m.在M点有一正粒子以速率v=1.0×106m/s沿＋x方向射入磁场，粒子穿出磁场进入电场，速度减小到0后又返回磁场，最终又从磁场离开。已知粒子的比荷为q/m=1.0×107c/kg，粒子重力不计．
(1)求圆形匀强磁场区域磁感应强度的大小；
(2)求沿＋x方向射入磁场的粒子，从进入磁场到再次穿出磁场所走过的路程
25.（20分）如图所示，在高h1=30m的光滑水平平台上，物块A以初速度v水平向右运动，与静止在水平平台上的物块B发生碰撞，mB=2mA，碰撞后物块A静止，物块B以一定的水平速度向右滑离平台，并恰好沿光滑圆弧形轨道BC的B点的切线方向进入圆弧形轨道，B点的高度h2=15m，圆弧轨道的圆心O与平台等高，轨道最低点C的切线水平，并与地面上长为L=70m的水平粗糙轨道CD平滑连接，物块B沿轨道BCD运动与右边墙壁发生碰撞．g取10m/s2．求：
（1）物块B由A运动到B的时间；
（2）物块A初速度v的大小；
（3）若物块B与墙壁只发生一次碰撞，碰后速度等大反向，反向运动过程中没有冲出B点，最后停在轨道CD上的某点p（p点未画出）．设物块B与轨道CD之间的动摩擦因数为μ，求μ的取值范围
（二）选考题：共45分。请考生从给出的2道物理题、2道化学题、2道生物题中每科任选一题做答，并2B铅笔在答题卡上把所选题目的题号涂黑。注意所做题目的题号必须与所涂题目的题号一致，在答题卡选答区域指定位置答题。如果多做，则每学科按所做的第一题计分。
33. 【物理——选修3-3】（15分）
（1）（5分）下列说法正确的是___________。(填正确答案标号，选对1个得2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．蔗糖受潮后会粘在一起形成糖块，看起来没有确定的几何形状，此时的蔗糖为非晶体。
B．液体与大气相接触时，表面层内分子所受其他分子的作用表现为相互排斥
C．熵是物体内分子运动无序程度的量度，气体向真空膨胀时虽然不对外做功，但系统的熵是增加的。
D．制冷设备可实现从低温热源处吸热，并在高温热源处放热。
E．第一类永动机不可能制成，是因为它违背了能量守恒定律。
（2）（10分）如图所示,两个壁厚可忽略的圆柱形金属筒A和B套在一起,底部到顶部的高度为18cm,两者横截面积相等,光滑接触且不漏气.将A用绳系于天花板上,用一块绝热板托住B,使它们内部密封的气体压强与外界大气压相同,均为,然后缓慢松开绝热板,让B下沉,当B下沉了2cm时,停止下沉并处于静止状态.求:
（1）此时金属筒内气体的压强.
（2）若当时的温度为27℃,欲使下沉后的套筒恢复到原来位置,应将气体的温度变为多少℃?
34. 【物理——选修3-4】（15分）
（1）（5分）如图所示，一列简谐横波沿x轴正方向传播，时刻的波形为图中实线，时刻的波形为图中虚线，已知该波的周期大于1s。则下列说法正确的是（ ）
A．该波的波速为5m/s
B．该波的周期为1.6s
C．时刻，处的b点正在向y轴负方向运动
D．时刻，处的a点相对平衡点的位移为
E．从到，处的a点移动的距离为3m
（2）（10分）如图所示，一艘帆船静止在湖面上，帆船的竖直桅杆顶端高出水面3 m．距水面4 m的湖底P点发出的激光束，从水面出射后恰好照射到桅杆顶端，该出射光束与竖直方向的夹角为53°（取sin53°=0.8）．
已知水的折射率为
（1）求桅杆到P点的水平距离；
（2）船向左行驶一段距离后停止，调整由P点发出的激光束方向，当其与竖直方向夹角为45°时，从水面射出后仍然照射在桅杆顶端，求船行驶的距离．
物理参考答案和评分标准
二选择题（8×6分=48分其中第14～18题只有一项符合题目要求，第19～21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，有选错的得0分。）
三、非选择题：
22（6分） 5.70mm （2分）；（2分）；（2分）
23 （9分）（1）B（2分）； D（2分）
右（1分）；
滑动变阻器滑片的位置（2分）读数为满偏电流的三分之一（2分）
24 （12分）
解：(1)沿＋x方向射入磁场的粒子运动轨迹如图所示，粒子进入电场后速度减小到0，粒子一定是从如图中P点射出磁场，逆着电场线运动，所以粒子在磁场中做圆周运动的半径
r＝R=0.5m -------2分
粒子在磁场中做匀速圆周运动，有洛伦兹力提供向心力，即
Bqv＝eq \f(mv2,r)-------2分
得B＝eq \f(mv,qR)代入数据得B=0.2T-------2分
(2)粒子返回磁场后，经磁场偏转后从N点射出磁场，MN为直径，粒子在磁场中的路程为二分之一圆周长，即
s1＝πR-------2分
设在电场中的路程为s2，根据动能定理得
Eqeq \f(s2,2)＝eq \f(1,2)mv2-------2分
总路程s＝πR＋eq \f(mv2,Eq)-------1分
代入数据得s＝0.5π＋1( m)-------1分
25 （20分）
解：（1）物块B从A到B做平抛运动，设从A运动到B的时间为t，则
h1﹣h2=gt2-------2分
t=s = 1.732 s -------2分
（2）由R=h1，Rcsθ=h1﹣h2所以θ=60°．-------2分
小物块平抛的水平速度是v1，有
=tan 60° -------2分
解得v1=10 m/s -------1分
A与B发生碰撞的过程中系统的动量守恒，选取向右为正方向，由动量守恒定律得：
mA v0=mB v1-------2分
且mB=2mA
解得v0=20 m/s -------1分
（3）设小物块在水平轨道CD上通过的总路程为s，根据题意，
该路程的最大值是smax=3L 最小值是smin=L -------2分
路程最大时，动摩擦因数最小；路程最小时，动摩擦因数最大．由能量守恒知：
mB gh1+=μmin mB gsmax-------2分
mB gh1+=μmax mB gsmin-------2分
解得μmax=，μmin=
即0.17＜μ≤0.5（或＜μ≤0.5）-------2分
答：（1）物块B由A到B的运动时间是1.73s；
（2）物块A初速度v的大小是20m/s；
（3）小物块与轨道CD之间的动摩擦因数为μ，μ的取值范围是0.17＜μ≤0.5．
33（15分）
（1）（5分）CDE
（2）（10分）eq \\ac(○,1)设缸体横截面积为S cm2,缸内气体做等温变化
初态: P1=1.0×105 Pa V1=18S cm3 中间状态:V2=20S cm3 -------2分
根据玻意耳定律,得
P1V1=P2V2 -------2分
得: P2=0.9×105 Pa-------1分
eq \\ac(○,2)中间状态:V2 = 20S cm3 T2=300K 末态:V3 = 18S cm3 -------2分
根据盖吕萨克定律得: -------2分
得T3=270K
t=270－273=-3℃-------1分
答:①此时金属筒内气体的压强是0.9×105 Pa;
②若当时的温度为27℃,欲使下沉后的套筒恢复到原来位置,应将气体的温度变为-3℃
34（15分）
（1）（5分）ABD
（2）①设光束从水面射出的点到桅杆的水平距离为，到P点的水平距离为，桅杆高度为，P点处水深为；激光束在水中与竖直方向的夹角为，由几何关系有
-------1分
-------1分
由折射定律有：-------2分
设桅杆到P点的水平距离为
则
联立方程并代入数据得：-------1分
②设激光束在水中与竖直方向的夹角为时，从水面出射的方向与竖直方向夹角为
由折射定律有：-------2分
设船向左行驶的距离为，此时光束从水面射出的点到桅杆的水平距离为，到P点的水平距离为，则：
-------1分
-------1分
联立方程并代入数据得：-------1分
答案
A
C
B
C
D
AD
BC
BCD