江苏省苏北四市（淮安）2021-2022学年高三上学期期末调研考试（一模）物理试题含答案

这是一份江苏省苏北四市（淮安）2021-2022学年高三上学期期末调研考试（一模）物理试题含答案，共17页。试卷主要包含了单项选择题，非进择题等内容，欢迎下载使用。

一、单项选择题：共10题，每题4分，共40分．每题只有一个选项最符合题意．
1. 天文物理学家认为，在太阳和类似结构的星体中，发生的核聚变反应中占优势的是质子—质子循环，又称克里奇菲尔德循环，该循环的核反应方程为：，，，其中X、Y分别为（ ）
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】原子核核反应过程中，遵循质量数，电荷数守恒定律，可知X、Y分别为，所以C正确；ABD错误；
故选C。
2. 某幼儿园要做一个儿童滑梯，设计时根据场地大小确定滑梯的水平跨度为L，滑板和儿童裤料之间的动摩擦因数为，假定最大静摩擦力等于滑动摩擦力，为使儿童在滑梯中能沿滑板滑下，则滑梯高度至少为（ ）
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】由题意为使儿童在滑梯中能沿滑板滑下，则应该让儿童恰好能匀速下滑，即
故
由几何关系可得
解得
故选A。
3. 氦原子被电离一个核外电子，形成类氢结构的氦离子，其能级示意图如图所示。已知基态的氨离子能量，现有一群处于激发态的氦离子（ ）
A. 自发跃迁能释放3种频率的光子B. 能自发跃迁释放能量为的光子
C. 自发跃迁释放光子的最大能量为D. 自发跃迁到基态释放光子的波长最长
【答案】C
【解析】
【详解】A．一群处于激发态的氦离子自发跃迁能释放出种频率的光子，故A错误；
B．一群处于激发态的氦离子，能自发跃迁释放的能量最小为从n=4能级跃迁到n=3能级释放的能量，即
所以不能自发跃迁释放能量为光子，故B错误；
C．一群处于激发态的氦离子，能自发跃迁释放的能量最大为从n=4能级跃迁到n=1能级释放的能量，即
故C正确 ；
D．自发跃迁到基态释放光子的能量最大，波长最短，故D错误。
故选C。
4. 如图所示，魔法球（又名等离子球）外层为高强度透明玻璃球壳，球内充有稀薄的惰性气体，球中央有黑色球状电极，通电后，在电极周围空间产生高频高压交变电场，球内稀薄气体受到高频电场的电离作用会产生辐射状的辉光。站在大地上的人用手触摸球壳时辉光会随乎移动，好像人施了魔法一样，关于通电后的魔法球下列说法正确的是（ ）
A. 球内各处电势均为零B. 球内电极产生的电场方向沿球半径向外
C. 用手触摸球时，不会有电流从手流过D. 用手触摸球时，球内的电场、电势分布不对称
【答案】D
【解析】
【详解】A．球内各处电势均不为零，因为球内有高频电场有一定的电势差，所以A错误；
B．球内电极产生的电场方向沿球半径向里，因为球内稀薄气体受到高频电场的电离负离子向外运动，所以B错误；
C．用手触摸球时，会有电流从手流过，所以C错误；
D．用手触摸球时，球内的电场、电势分布不对称，因为用手触摸后，电场强弱发生了变化，所以D正确；
故选D。
5. 在“探究加速度与物体受力、物体质量的关系”实验中，将具有加速度测量功能的智能手机固定在小车上，改装成如图1所示的装置来测量小车加速度。小车由静止释放，设小车前进的方向为正方向，手机测得加速度随时间变化图像如题图2所示，其中减速过程中加速度超过了手机的显示范围。关于此实验的分析，下列描述正确的是（ ）
A. 小车加速过程中加速度约为
B. 小车与制动器碰撞前的速度大小约为
C. 与不放手机相比，制动前细线对小车的拉力较小
D. 与不放手机相比，制动前小车的加速度较大
【答案】B
【解析】
【详解】A．小车加速过程中的加速度约为，所以A错误；
B．根据a-t图像的面积表示速度的变化量，则小车与制动器碰撞前的速度大小约为
所以B正确；
C．制动前细线对小车的拉力为
所以与不放手机相比，放手机时制动前细线对小车的拉力较大，则C错误；
D．制动前小车的加速度为
与不放手机相比，制动前小车的加速度较小，所以D错误；
故选B。
6. 2021年10月16日，神舟十三号载人飞船成功与天宫号空间站实现径向自主交会对接，即在对接时使飞船直立，消除与空间站的偏差，达到相对静止，实现与空间站对接．对接前，载人飞船与空间站处在不同的轨道上，载人飞船的轨道处在空间站轨道的下方，下列说法正确的是（ ）
A. 对接前，载人飞船一直加速才能到达空间站轨道
B. 对接时，载人飞船的速度应该沿轨道半径方向
C. 对接时，载人飞船与空间站的加速度大小相同
D. 对接前，载人飞船的速度比空间站的速度小
【答案】C
【解析】
【详解】A．对接前载人飞船的轨道处在空间站轨道的下方，需要先加速，进入与空间站同一轨道后再匀速才能实现对接，选项A错误；
B．对接时，载人飞船的速度应该沿轨道切线方向，选项B错误；
C．对接时，载人飞船与空间站具有相同的轨道半径，根据
可知加速度大小相同，选项C正确；
D．对接前，载人飞船的轨道半径小于空间站的轨道半径，则根据
可知载人飞船的速度比空间站的速度大，选项D错误。
故选C。
7. 将一透明体平放于平整坐标纸上，并在一端放上光屏，如图（俯视图）所示，用激光平行于坐标纸照射该透明体右侧表面上的P点，调整入射光角度，在光屏上仅出现了M、N两个亮斑，则该透明体对该激光的折射率约为（ ）
A. 1.25B. 1.33C. 1.50D. 1.67
【答案】B
【解析】
【详解】由题意可知，光点N是由设到P点的光线直接反射后射到N点；而光斑M是由射到P点的光折射后射到左侧表面，然后发生全反射射到M点；
则在P点，由光的折射定律结合几何关系可知
故选B。
8. 某同学在同一地点两次跳起投篮，投出点和篮筐正好在同一水平面上，篮球准确落入篮筐。设第一次投出时球速度大小为，与水平方向所成角度为，第二次投出时球速度大小为，与水平方向所成角度为，且．下列说法正确的是（ ）
A. 可能等于B. 一定大于
C. 两次投篮，球在最高点速度相等D. 两次投篮，球从投出到落入篮筐的时间相等
【答案】A
【解析】
【详解】AB．根据斜抛运动规律有
联立解得
则水平位移相同时，速度可能相同，则A正确；B错误；
CD．根据
由于高度不同，则篮球在空中所用的时间也不同，根据
则水平位移相同时，用时不同，所以两次投篮，球在最高点速度不相等，则CD错误；
故选A。
9. 如图所示，劲度系数为k的轻弹簧下端悬挂一质量为M的圆盘，圆盘处于静止状态。现将质量为m的粘性小球自h高处由静止释放，与盘发生完全非弹性碰撞，不计空气阻力，下列说法正确的是（ ）
A. 圆盘将以碰后瞬时位置作为平衡位置做简谐运动
B. 圆盘做简谐运动的振幅可能为
C. 振动过程中圆盘的最大速度为
D. 从碰后瞬时位置向下运动过程中，小球、圆盘与弹簧组成的系统势能先减小后增大
【答案】D
【解析】
【详解】A．因为简谐运动的平衡位置是物体能够自由静止的位置，即应该是小球粘在盘子上一起静止的位置，所以应该比开始位置偏下，故A错误；
B．因为振幅为从平衡位置到最大位移处的距离，根据对称性，则小球和盘再次回到都刚开始碰撞的位置时速度不为零，故开始的位置不是最大位移处，因为开始时
小球粘在盘子上一起静止的位置满足
所以刚开始碰撞的位置到平衡位置的距离为
故振幅应该大于，故B错误。
C．小球自h高处由静止释放，与盘发生完全非弹性碰撞，则
又因为
所以两者碰后速度为
而两者碰撞瞬间满足
即碰后两者向下做加速度减小的加速运动，当a=0时速度最大，之后做减速运动到最低点，故振动过程中圆盘的最大速度应该大于，故C错误；
D．从碰后瞬时位置向下运动过程中，小球的动能先增大后减小，故由能量守恒定律可得，小球、圆盘与弹簧组成的系统势能先减小后增大，故D正确。
故选D。
10. 如图所示，阻值不计、足够长的平行光滑导轨竖直放置，上端连接一电阻，一金属棒（电阻不计）水平放置与导轨接触良好，导轨平面处于匀强磁场中且与磁场方向垂直，金属棒从某处由静止释放向下运动，设运动过程中棒的加速度为a、动量为p、通过的电荷量为q、重力势能为、位移为x、运动时间为t．下列图像不正确的是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】A．感应电动流为
安培力为
根据牛顿第二定律有
则速度增加过程中，加速度逐渐减小，金属棒做加速度逐渐减小的加速运动，所以A正确，不符合题意；
B．金属棒的动量为
则动量与速度成正比，由于金属棒做加速度逐渐减小的加速运动，其速度与时间图像的斜率将逐渐减小，所以B错误，符合题意；
C．通过的电荷量为q，则有

所以电荷量q与位移x成正比，则C错误，不符合题意；
D．重力势能为，则有

所以D正确，不符合题；
故选B。
二、非进择题：共5题，共60分．其中第12题~第15题解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不能得分；有数值计算时，答案中必须明确写出数值和单位．
11. 某同学用如图1所示的电路测量未知电阻的阻值．已知电源电动势约为，内阻约为，电压表满偏电压为，定值电阻，电阻箱R最大阻值为。
（1）将接1，闭合开关前，该同学首先将电阻箱的阻值调到最大，这样操作是____________（选填“正确”或“错误”）的；
（2）多次改变电阻箱R的阻值，得到对应电压表的示数U如下表，请根据实验数据在图2中作出关系图像________：
（3）断开，将接2，再闭合，电压表示数为，利用（2）中测绘的图像可得____________，考虑到电压表为非理想电表，则测量值__________真实值（“大于”、“小于”、“等于”）；
（4）为了更方便地测量多种未知电阻，图1虚线框中电路可作为欧姆表使用，电压表表盘改动后正确的是____________。
A．B．C．D．
【答案】 ①. 错误 ②. ③. 2.8（2.7-2.9都给分） ④. 等于 ⑤. C
【解析】
【详解】（1）[1]当电阻箱电阻调到最大时，闭合电键S1时，电压表两端电压为
超过了电压表的量程，则该操作错误；
（2）[2]做出U-R图像如图；
（3）[3][4]电压表示数为，利用（2）中测绘的图像可得，该方法为等效替代法，则电压表内阻对Rx的测量无影响，则测量值等于真实值；
（4）[5]设虚线内电路两端接电阻为R′，则两端电压
则R′与U是非线性关系，则将电压表刻度改为电阻刻度时，刻度分布不均匀，结合U-R图像可知，当电阻较大时，当电阻变化相等时，电压变化越小，即电阻的刻度为右密左疏；当电压表满偏时，即
解得
R′=10Ω
故选C。
12. 某同学制作一个简易的手摇发电机，用总长为L的导线绕制成N匝正方形线圈，将线圈放入磁感应强度为B的匀强磁场中，绕垂直于磁场方向的轴以角速度匀速转动．发电机（内阻可忽略）输出端和理想变压器原线圈相连，副线圈回路负载电阻为R，原、副线圈匝数比为，其简化示意图如图，求：
（1）发电机产生的电动势最大值；
（2）电阻R消耗的电功率P。
【答案】（1）；（2）
【解析】
【详解】（1）线框的面积为
则感应电动势为
解得
（2）感应电动势的有效值
由
电阻的功率为
解以上式得
13. 工业测量中，常用充气的方法较精确地测量特殊容器的容积和检测密封性能．为测量某空香水瓶的容积，将该瓶与一带活塞的气缸相连，气缸和香水瓶内气体压强均为，气缸内封闭气体体积为，推动活塞将气缸内所有气体缓慢推入瓶中，测得此时瓶中气体压强为P，香水瓶导热性良好，环境温度保持不变．
（1）求香水瓶容积V；
（2）若密封程度合格标准为：在测定时间内，漏气质量小于原密封质量的视为合格．将该空香水瓶封装并静置较长一段时间，现使瓶内气体温度从升高到，测得其压强由P变为，试判断该瓶密封性能是否合格。
【答案】（1）；（2）该香水瓶瓶盖密封性不合格
【解析】
【详解】（1）缓慢变化过程中，由玻意耳定律可得
解得
（2）设温度由变化为后，压强由p变为，体积变为，
根据气体状态方程有
解得
故漏气量占比为，故该香水瓶瓶盖密封性不合格
14. 雪车比赛是2022年北京冬奥会一项惊险刺激的竞技类项目，部分赛道如图所示，半径的圆弧与一倾斜直轨道相切于B点，直轨道与水平面间的夹角，运动员俯卧在雪车上沿轨道滑动，运动员和雪车的总质量，经过最低点O时速度，再经过B点时的速度，已知雪车与轨道之间的动摩擦因数，重力加速度，，。
（1）求经最低点O时轨道对雪车的支持力大小；
（2）求从最低点O运动到B点过程中雪车克服轨道摩擦力做的功；
（3）若雪车到达直轨道最高点C时速度刚好减为零，则轨道的长度为多少？
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】
【详解】（1）在O点，由牛顿第二定律
解得
（2）在从O至B的过程中，设克服摩擦力做的功为由动能定理得：
解得
（3）从B到坡顶的过程中，由动能定理得：
联立解得
15. 如图所示平面内，在区域存在沿y轴负方向的匀强电场，电场强度大小为；在区域存在垂直纸面向里的匀强磁场，在区域存在垂直纸面向外的匀强磁场，两个磁场的磁感应强度大小相等。现有一比荷为的带正电粒子从电场中的点以的初速度沿x轴正方向射入匀强电场，并从处第一次回到电场，不计带电粒子的重力，求：
（1）匀强磁场的磁感应强度大小；
（2）带电粒子从开始进入电场到第二次出电场所用的时间；
（3）带电粒子第n次进入电场时的位置坐标。
【答案】（1）；（2）；（3）见解析
【解析】
【详解】（1）带电粒子第一次进入电场后沿y轴负方向偏转的距离为

粒子第一次出电场时速度方向与水平方向夹角的正切值为

解得
粒子第一次进入磁场时的速度大小为
设粒子第一次进入磁场后运动的半径为R1，由题意，根据几何关系可得
根据牛顿第二定律可得
解得
（2）带电粒子在电场中的水平分运动始终为匀速运动，根据对称性可知粒子第一次从磁场回到电场时的入射速度方向与水平方向夹角仍为θ1，则之后在电场中运动的水平分速度大小仍为v0，所以带电粒子从开始进入电场到第二次出电场的过程中，在电场中运动的时间为
粒子第一次在右侧磁场中运动的时间为
所以带电粒子从开始进入电场到第二次出电场所用的时间为
（3）因为电场只改变粒子在竖直方向的速度，而不改变水平方向的速度，设粒子每次进入磁场时的速度大小为v，速度方向与水平方向的夹角为θ，则有
根据左手定则可知带电粒子每次出磁场的位置都在进入磁场的位置下方，设进出位置之间的距离为s，对应运动的半径为R，根据几何关系可得
根据对称性可知粒子每次进、出磁场时速度大小相等，速度方向与x轴夹角相同，而粒子每次在电场中运动的时间均相等，且粒子在竖直方向始终做匀加速运动，所以粒子第n次在电场中沿y轴负方向偏转的距离为
粒子第n次进入电场时沿y轴负方向偏转的总距离为
当n为奇数时，带电粒子从虚线进入电场，则进入电场时的位置坐标为；
当n为偶数时，带电粒子从y轴进入电场，则进入电场时的位置坐标为。
电阻
10
2.0
4.0
6.0
8.0
10.0
电压
0.75
1.28
2.00
2.45
2.76
3.00