江苏省苏北四市（徐州、淮安、宿迁、连云港）2021-2022学年高三上学期期末调研考试物理含答案

2021～2022学年高三年级期末试卷(苏北四市)

物　　理

(满分：100分　考试时间：75分钟)

2022．1

一、 单项选择题：本题共10小题，每小题4分，共40分．每小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2X―→H＋e，X＋H―→Y，2Y―→He＋2X，其中X、Y分别为(　　)

A. p、H    B. n、H    C. p、He    D. n、He

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μ，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. μL    B.  μ2L

C.      D. 

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．已知基态的氮离子能量E1＝－54.4 eV，现有一群处于n＝4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2.5 eV的光子

C. 自发跃迁释放光子的最大能量为51 eV

D.  自发跃迁到基态释放光子的波长最长

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手移动，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

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.  小车加速过程中的加速度约为0.3m/s2

B.  小车与制动器碰撞前的速度大小约为0.9 m/s

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

6. 2021年10月16日，“神舟十三号”载人飞船成功与天宫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的轨道

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

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. 1.25    B.  1.33

C.  1.50    D.  1.67

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v1，与水平方向所成角度为θ1，第二次投出时球速度大小为v2，与水平方向所成角度为θ2，且θ1<θ2.下列说法正确的是(　　)

A. v2可能等于v1

B.  v2一定大于v1

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

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的粘性小球自高h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

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Ep、位移为x、运动时间为t.下列图像不正确的是(　　)

二、 非选择题：本题共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. (15分)某同学用如图1所示的电路测量未知电阻Rx的阻值．已知电源电动势约为4.5 V，内阻约为1.5 Ω，电压表满偏电压为3 V，定值电阻R0＝3.5 Ω，电阻箱R最大阻值为99.9 Ω.

(1) 将S2接1，闭合开关S1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如表所示，请根据实验数据在图2中作出UR关系图像．

(3) 断开S1，将S2接2，再闭合S1，电压表示数为1.60 V，利用(2)中测绘的UR图像可得Rx＝________Ω，考虑到电压表为非理想电表，则Rx测量值________(选填“大于”“小于”或“等于”)真实值．

(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________．

12. (8分)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OO1以角速度ω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1∶4，其简化示意图如图所示．求：

(1) 发电机产生的电动势最大值Em；

(2) 电阻R消耗的电功率P.

13.(8分)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p0，气缸内封闭气体体积为V0，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1%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300 K升高到360 K，测得其压强由p变为1.15p，试判断该瓶密封性能是否合格．

14. (13分)雪车比赛是2022年北京冬奥会中一项惊险刺激的竞技类项目．部分赛道如图所示，半径R＝90 m的圆弧AOB与一倾斜直轨道BC相切于B点，直轨道与水平面间的夹角θ＝37°.运动员俯卧在雪车上沿轨道滑动，运动员和雪车的总质量m＝200 kg，经过最低点O时速度v0＝30 m/s，再经过B点时的速度vB＝20 m/s.已知雪车与轨道之间的动摩擦因数μ＝0.025，重力加速度g＝10 m/s2，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8.

(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BC轨道的长度为多少？

15. (16分)如图所示xOy平面内，在－2d≤x≤0区域存在沿y轴负方向的匀强电场，电场强度大小为E0；在x<－2d区域存在垂直纸面向里的匀强磁场，在x>0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A(－2d，0)点以的初速度沿x轴正方向射入匀强电场，并从(0，－2d)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．

2021～2022学年高三年级期末试卷(苏北四市)

物理参考答案及评分标准

1. C　2. A　3. C　4. D　5. B　6. C　7. B　8. A　9. D　10. B

11. (15分)(1) 错误　(2) 如图所示　(3) 2.8(2.7～2.9都给分)　等于　(4) C

12. (8分)解：(1) 线框的面积为S＝()2＝

则感应电动势为Em＝NBSω(2分)

解得Em＝(2分)

(2) 感应电动势的有效值U1＝(1分)

由＝(1分)

电阻的功率为P＝(1分)

解得P＝(1分)

13. (8分)解：(1) 缓慢变化过程中，由玻意耳定律可得p0(V0＋V)＝pV(2分)

解得V＝(2分)

(2) 设温度由T1＝300 K变化为T2＝360 K后，压强由p变为1.15p，体积变为V1

根据气体状态方程有＝(2分)

解得＝＝95.8%

故漏气量占比为4.2%，故该香水瓶瓶盖密封性不合格(2分)

14. (13分)解：(1) 在O点，由牛顿第二定律：FN－mg＝(3分)

解得FN＝4 000 N(1分)

(2) 在从O至B的过程中，设克服摩擦力做的功为Wf，由动能定理得

－mgR(1－cos θ)－Wf＝mv－mv(3分)

解得Wf＝1.4×104 J(2分)

(3) 从B到坡顶的过程中，由动能定理得－(mg sin 37°＋μmgcos 37°)d＝0－mv(3分)

联立解得d＝32.26 m(1分)

(用其他解法正确的，同样得分)

15. (16分)解：(1) 带电粒子在电场中偏转的距离y＝()2＝d(1分)

出电场时速度方向角正切值tan θ＝2＝1，即θ＝45°(1分)

故v＝v0、R＝d(1分)

由R＝得B＝＝＝(2分)

(2) 带电粒子在电场中的运动：x方向匀速运动，y方向匀加速运动(1分)

所以在电场中运动时间t1＝，在磁场中运动时间t2＝T＝(2分)

故t＝t1＋t2＝4d＋＝(4＋)(2分)

(3) 带电粒子每次在磁场中沿y轴负方向偏转的距离

s＝2R cos θ＝2cos θ＝＝d(2分)

带电粒子每次在电场中沿y轴负方向偏转的距离

s′＝d、3d、5d、…、(2n－1)d(1分)

所以第n次进入电场时沿y轴负方向偏转的距离

y＝nd＋[d＋3d＋…＋(2n－1)d]＝(n2＋n)d(1分)

故当n为奇数时，坐标为[0，－(n2＋n)d](1分)

当n为偶数时，坐标为[－2d，－(n2＋n)d](1分)