2022届山东省曲阜市第一中学高三（上）1月理综物理试题含解析

这是一份2022届山东省曲阜市第一中学高三（上）1月理综物理试题含解析，共33页。试卷主要包含了选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。
山东省曲阜市第一中学高三理科综合能力测试物理第I卷一、选择题：本题共8小题，每小题6分。在每小题给出的四个选项中，第1~4题只有一项符合题目要求，第5~8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，有选错或不选的得0分。1. 某种放射性物质的原有质量为mo，经过时间t后的剩余质量为m，与时间t之间的关系图如图所示，下列说法正确的是（　　）A. 剩余质量m是指还没有发生衰变的放射性物质与已衰变后生成物的质量之和B. 将该放射性物质溶于水并稀释后，其半衰期将增大C. 该物质与O2反应后生成的氧化物将不再具有放射性D. M0、m、t之间的定量关系为m=m0【答案】D【解析】【详解】A．放射性物质衰变会释放出去一些物质，也会有一部分生成物留下来，，即衰变残留物，所以剩余质量等于未发生衰变的放射性物质加上衰变残留物，A错误；B．半衰期是放射性物质的固有特性，不会随放射性物质稀释而改变，B错误；C．只要原子核没有改变，放射性就不会改变，C错误；D．设将数据代入可得解得所以解得D正确。故选D2. 长沙磁悬浮中低速城市轨道交通线路是中国首条拥有完全自主知识产权的磁浮铁路，全长18.75km，设计时速100km/h。小明学习了电磁感应的知识后对磁悬浮列车产生了很大的兴趣，他特意去长沙体验乘坐了磁悬浮列车。回家后，他查找了相关资料并和同学一起设计了一个磁悬浮实验，他找来了一个金属圆盘，用绝缘细线系在圆盘中心把它水平吊起来，再在圆盘下放置一螺线管，调整至细线、圆盘中心轴线、螺线管中心轴线共线（如图甲所示），规定图中螺线管中通的电流方向为正方向，他们给螺线管通以图乙所示的电流，并对金属圆盘何时能产生磁悬浮效应有不同的看法，其中正确的是（　　）A. t1时刻金属圆盘受向上的磁“浮力”B. t2时刻金属圆盘受向上的磁“浮力”C. t3时刻金属圆盘受向上的磁“浮力”D. t4时刻金属圆盘受向上的磁“浮力”【答案】A【解析】【详解】A．t1时刻螺线管中电流均匀增大，由安培定则可知，从下向上穿过金属圆盘的磁通量均匀增大，由楞次定律可知，金属圆盘此时有向上运动的趋势，受到向上的磁“浮力”，A正确；B．t2时刻螺线管中电流不变，因而穿过金属圆盘的磁通量不变，没有感应电流产生，所以也没有磁“浮力”，B错误；CD．t3时刻到t4时刻，螺线管中电流减小，因而穿过金属圆盘的磁通量减小，由楞次定律可知，圆盘有向下运动的趋势，即受到向下的“拉力”，CD错误。故选A。3. 如图所示，两个小球A、B（视为质点）与轻质硬杆连接，两轻绳系着A、B两小球悬挂于O点。静止时硬杆水平，硬杆对两球的弹力方向沿硬杆方向，C点为O点在硬杆上的垂足，已知AC：BC=3：4。下列说法正确的是（　　）A. 轻绳OA、OB对两小球拉力的合力不一定竖直向上B. A、B两小球的质量之比为4：3C. 轻绳OA的拉力小于轻绳OB的拉力D. 若AC=OC，硬杆的弹力与小球B的重力大小相等【答案】B【解析】【详解】A．将A、B硬杆看作一个整体，此时该整体只受绳拉力与自身的重力，拉力的合力方向与重力等大反向，故拉力的合力方向一定竖直向上，A错误；B．如图1已知硬杆对A、B力的大小相等，设为，此时A、B受力如图2且又因为即即联立解得故即A、B两小球的质量之比为4：3，B正确；C．由B可知即即OA的拉力大于OB的拉力，C错误；D．若AC=OC，此时A受力如图3即又因为故即硬杆弹力与球A重力相等，D错误。故选B。4. 2021年6月17日，神舟十二号载人飞船与天和核心舱完成对接，航天员聂海胜、刘伯明、汤洪波进人天和核心舱，标志着中国人首次进入了自己的空间站。对接过程如图所示，天和核心舱处于半径为的圆轨道III，神舟十二号飞船处于半径为的圆轨道I，运行周期为T1，神舟十二号飞船通过变轨操作后，沿椭圆轨道II运轨道运动到P处与天和核心舱对接。则（　　）A. 飞船变轨前后经过Q点的速度和加速度均变大B. 飞船沿轨道II运动到对接点P时的速度，刚好与天和核心舱的速度相等C. 飞船处于轨道I时与地心连线扫过的面积与天和核心舱与地心连线相同时间内扫过的面积相等D. 飞船沿轨道II运行的周期为【答案】D【解析】【详解】A．飞船从圆轨道I变轨至椭圆轨道II需要加速，因此飞船变轨前后经过Q点的速度变大，由于轨道I和轨道II上的点到地心的距离不变，因此所受万有引力大小和方向不变，根据牛顿第二定律可知，飞船变轨前后经过Q点的加速度不变，A错误；B．由卫星变轨知识可知，飞船沿轨道II运动到对接点P时需要加速才能与天和核心舱的速度相等，B错误；C．假设地球的质量为，在时间内飞船与天和核心舱与地心连线相同时间内扫过的面积分别为由此可知，飞船处于轨道I时与地心连线扫过的面积与天和核心舱与地心连线相同时间内扫过的面积不相等，C错误；D．椭圆轨道II的半长轴为根据开普勒第三定律可知解得D正确。故选D。5. 如图所示，水平固定放置的传送带在电机的作用下一直保持速度顺时针转动，两轮轴心间距。一个物块（视为质点）以速度从左轮的正上方水平向右滑上传送带，经过物块离开传送带，重力加速度g取10m/s2。下列说法正确的是（　　）
 A. 物块在传送带上一直做匀减速直线运动B. 物块在传送带上做匀减速运动的时间为1.5sC. 物块与传送带之间的动摩擦因数为0.4D. 物块在传送带上留下的划痕为6m【答案】C【解析】【详解】A．假设物块在传送带上一直做减速运动，加速度的大小为解得离开传送带时物块的速度为假设不成立，物块在传送带上先做减速运动，再与传送带共速，最后从左端离开，A错误；B．设物块在传送带上做匀减速运动的时间为，则与传送带一起匀速的时间为解得物块在传送带上做匀减速运动时间为，B错误；C．物块在传送带上做匀减速运动的时间为，根据加速度的定义可知由牛顿第二定律可得解得物块与传送带之间的动摩擦因数为0.4，C正确；D．物块与传送带的相对位移大小即划痕为长度物块在传送带上留下的划痕为2m，D错误；故选C。6. 如图所示，DO是水平面，AB、AC是斜面，AE为圆弧轨道，轨道上、下两端分别与A点和水平面相切。初速度为v0的物体从D点出发沿DBA滑动到顶点A时速度刚好为零。若已知该物体与斜面、水平面和圆弧轨道之间的动摩擦因数处处相同且不为零，轨道转折处平滑相接。下列说法正确的是（　　）
 A. 该物体从D点出发，沿DCA滑动刚好到顶点A，则从D点出发时物块的初速度一定也为v0B. 该物体从A点由静止出发沿ABD滑动到D点的速度大小一定为v0C. 该物体从D点以速度v0出发，沿DEA滑动，则也能恰好滑到顶点AD. 该物体从D点以速度v0出发，沿DEA滑动，则不能滑到顶点A【答案】AD【解析】【详解】A．如图题中物体以v0从D出发，沿DBA恰好到A点，沿DBA，由功能关系有即有①可见与斜面倾角无关，假设初速度为v沿DCA，则有即有②联立①②式解得说明从D到A，摩擦因数相同，摩擦力做功仅与水平位移有关，而与斜面倾角大小无关，故A正确；B．该物体从A点由静止出发沿ABD滑动到D点速度为，摩擦力做负功，而重力做正功，由上述结论，应用功能关系可得即结合①式知该物体从A点由静止出发沿ABD滑动到D点的速度大小小于v0，故B错误；CD．该物体从D点以速度v0出发，沿DEA滑动，由于物体在圆弧轨道时，物体做圆周运动，任意位置轨道压力大于在相应斜面上的压力，所以摩擦力做的功更多，故该物体从D点以速度v0出发，沿DEA滑动，则不能滑到顶点A，故C错误，D正确。故选AD。7. 如图所示，在一圆形区域内有一垂直于圆平面的匀强磁场，一带电粒子a沿圆形磁场的水平直径AB从A点射人磁场，刚好从竖直直径CD上的D点射出磁场，另一个与a完全相同的带电粒子b，以与a相同大小的速度与AB成30°角也从A点射人圆形磁场区域。则下列说法正确的是（　　）
 A. b粒子将从B点射出磁场，出磁场时速度方向与AB成30°角斜向右下方B. b粒子将从BD段圆弧上某点射出磁场，出磁场时速度方向与CD平行C. a、b粒子在磁场中运动的时间之比为3：4D. a、b粒子在磁场中运动的路程之比为3：2【答案】BC【解析】【详解】AB．设圆形磁场的半径为R，首先，根据粒子，沿磁场的水平直径AB从A点射入，刚好从D点射出作图可知，粒子a的半径为然后由题意可知粒子b与a完全相同，入射的初速度也与粒子a相同，所以然后根据粒子b的入射方向与AB成30°角，圆周运动的半径为R，以及数学关系来画出其运动轨迹，如图所示作AQ垂直AP，连接QB，在三角形APB中可知在长方形APBQ中可知所以Q点为粒子b圆周运动轨迹的圆心，作QM平行AO，连接OM，根据几何关系可知，四边形AOMQ为菱形，且所以M为出射点，射出方向垂直于半径QM，即与CD平行，且在BD圆弧上，A错误，B正确；CD．a、b的运动时间之比等于夹角之比等于运动路程之比，即为D错误，C正确。故选BC8. 如图所示是理想变压器对应的电路图，原线圈的回路中接有阻值R0=10的定值电阻，理想电流表的示数为I0=1A，电源输出的电压U=100V，原线圈的匝数n0=10。第1个副线圈的匝数n1=20，第二个副线圈的匝数n2未知，定值电阻R1=3600，定值电阻R2未知，通过R2的电流I2与通过R1的电流I1之比为6：1。下列说法正确的是（　　）A. 通过R1的电流为0.5AB. R0的功率与R2的功率之和为81WC. R2的阻值为900D. 第二个副线圈的匝数n2=30【答案】CD【解析】【详解】A．原线圈两端电压为解得根据理想变压器电压之比等于匝数之比可得解得通过的电流为A错误；B．电阻消耗的电功率为电源的输出功率为则的功率与的功率之和为B错误；C．电阻消耗的功率为则电阻消耗的电功率为通过的电流与通过的电流之比为6:1，则有根据电功率的计算公式可得解得C正确；D．第二个副线圈的电压为根据理想变压器电压之比等于匝数之比可得解得D正确。故选CD。第II卷二、非选择题：包括必考题和选考题两部分。第9题~第12题为必考题，每个试题考生都必须作答。第13题~第16题为选考题，考生根据要求作答。（一）必考题9. 实验小组用如图甲所示的装置，来测量物体的加速度，并验证动量定理。气垫导轨与细线都是水平的，气垫导轨下端水平放置一刻度尺，可以测出光电门1、2之间的距离L。遮光片通过光电门1、2的时间分别为t1、t2，可通过数字计时器读出，同时计时器也可以测出滑块从光电门1到光电门2的时间t（tt1，tt2）。细线上的拉力F可以通过槽码上端的拉力传感器读出。已知遮光条和滑块的总质量为M，打开气垫导轨，让滑块在槽码的重力作用下做匀加速直线运动，遮光条的宽度d可由游标卡尺进行测量，示数如图乙所示，根据上述实验步骤回答下列问题。（1）遮光片的宽度d=________mm。（2）滑块的加速度a=________mm。（用t1、t2、t、d来表示），滑块的加速度a=________mm（用t1、t2、d、L来表示）。（3）验证动量定理的表达式为________（用F、t1、t2、t、d、M来表示）。【答案】    ①. 1.7    ②.     ③.     ④. 【解析】【详解】（1）[1]游标卡尺精确值为，图中第7格正对（2）[2]滑块经过光电门1、2的速度分别为根据加速度的定义可知[3]两个光电门之间的距离为，根据匀变速运动公式可得解得（3）[4]合外力的冲量等于动量的变化量即10. 某实验小组用下列器材设计了如图甲所示的欧姆表电路，通过控制开关S和调节滑动变阻器，可使欧姆表具有和两种倍率，图乙为欧姆表的表盘（表盘刻度值不完整）。
 A.于电池（电动势E=1.5V，内阻r=0.5）B.电流表G（满偏电流Ig=5mA，内阻rg=10）C.定值电阻R1D.定值电阻R2E.滑动变阻器RG.开关一个，红、黑表笔各1支，导线若干（1）b表笔为________（选填“红”或“黑”）表笔。（2）S接1为________（选填“”或“”）挡，R1=________，R2=________。（3）当S接2，a、b间接一待测电阻，指针如图乙所示，则待测电阻的测量值为________。【答案】    ①. 黑    ②.     ③. 1    ④. 9    ⑤. 350【解析】【详解】（1）[1]保证电流从红表笔流入，黑表笔流出，故b为黑表笔；（2）[2]档与档对应的中值为与，又因为根据闭合电路欧姆定律得所以档与档的是10倍的关系，且图1即为S接1
 即图2即为S接2
 比较可得所以S接档[3][4]由于完整的方程关系为将已知数据代入方程，整理可得将代入完整的方程中，可求得，（3）[5]图乙所示而指针指在15时，电流为根据欧姆定律可得解得11. 研究新材料的力学性能通常需将样品加工成球状或块状与对比参照品进行碰撞实验，通过碰撞测定其恢复系数是研究材料性能的内容之一。正碰的恢复系数是碰撞前后两物体沿连线方向上的分离速度与接近速度之比，即甲、乙发生正碰，碰撞前甲速度为v甲0，乙速度为v乙0，碰撞后甲、乙两物体的分离速度分别为v1和v2，恢复系数可表示为。某次实验中，甲、乙两个物体在光滑水平桌面上沿同一直线运动，碰撞前、后甲的速度和乙的速度随时间的变化关系如图所示。已知甲的质量为1kg，乙的质量为10kg，求：（1）该碰撞过程的恢复系数e；（2）碰撞过程中有多少机械能转化为内能；（3）碰撞过程中某一时刻甲、乙两物体形变达到最大时甲的速度。【答案】（1）；（2）1.25J；（3）m/s【解析】【详解】（1）对于碰撞过程，根据动量守恒定律有解得由题意可得该碰撞过程的恢复系数为（2）根据能量守恒定律可得碰撞过程中转化为内能的机械能为（3）碰撞过程中当甲、乙物体速度相等时形变达到最大，设此时整体的速度为v，根据动量守恒定律有解得12. 如图所示，第一象限内与y轴平行的MM'与NN'之间存在竖直向下、大小为E的匀强电场，电场下边界M'N'过原点O且与x轴成60°夹角，没有上边界，其中MM'和NN'到y轴的距离分别是L和3L。在OM'N'下方与x轴上方之间存在垂直纸面向外的匀强磁场（未画出），磁感应强度大小为B。在电场区域内有许多初速度为零的带电粒子，粒子的电荷量为+q，质量为m，粒子所受重力忽略不计，粒子间的相互作用力和粒子间的相互碰撞也不考虑。（1）图中坐标为（x，y）的P点处的粒子经过电场，进入磁场后的运动半径为多大?（2）有一部分粒子，先经过电场，再经过磁场，便从O点离开第一象限，问这些粒子在电场中的出发点坐标满足什么样的条件?这些粒子从出发到经过O点，运动的最长时间与最短时间的差值是多少?（3）第（2）问中的粒子在磁场中的运动轨迹所占有的面积是多大?【答案】（1）；（2）；；（3）【解析】【详解】（1）P点处的粒子经过电场进入磁场时的速度大小为，根据动能定理可得粒子进入磁场后，由洛伦兹力提供向心力做匀速圆周运动，半径大小为解得（2）设为（x，y）的P点处释放的粒子能经过点，粒子运动轨迹如图所示粒子从O点离开满足由（1）可知代入可得解得由题意可知综上所述，从O点离开第一象限的粒子其横纵坐标满足从O点离开的粒子在磁场中旋转的圆心角均为即粒子在磁场中运动的时间相同，粒子运动时间的长短取决于在电场中运动的时间粒子在电场中运动距离为粒子在电场中运动的时间满足解得由此可知当粒子的横坐标值越大时，粒子运动时间越长当时，粒子在电场中运动的距离最短，时间最短当时，粒子在电场中运动的距离最长，时间最长运动的最长时间与最短时间的差值为（3）如图所示，阴影部分即为粒子在磁场中的运动轨迹所占有的部分其中阴影部分的面积为解得（二）选考题：共45分。请考生从给出的2道物理题中任选一题作答，并用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。[物理一选修3-3]13. 下列说法中正确的是（　　）A. 分子势能随分子间距离的增大而增大B. 晶体具有确定的熔点，非晶体没有确定的熔点C. 一定质量的理想气体，在等温膨胀的过程中，吸收的热量等于气体对外界做的功D. 干湿球湿度计示数差随相对湿度的减小而增大E. 涉及热运动的宏观过程都有方向性，所以热量不能从低温物体传递给高温物体【答案】BCD【解析】【详解】A．当分子间距离大于平衡距离时，分子力表现为引力，此时增大分子间距离，分子力作负功，分子势能增加，当分子间距离小于平衡距离时，分子力为斥力，此时减小距离，分子力还是做负功，分子势能增加，增大距离，分子力做正功，分子势能减小，A错误；B．不论是单晶体还是多晶体，都具有确定的熔点，非晶体不具有确定的熔点，B正确；C．一定质量的理想气体，在等温膨胀的过程中，气体的内能不变，根据热力学第一定律可知，吸收的热量等于气体对外界做的功，C正确；D．由于读数相差越少，说明相对湿度越大，故干湿球湿度计示数差随相对湿度的减小而增大，D正确；E．涉及热运动的宏观过程都有方向性，所以热量不能自发地从低温物体传递给高温物体，E错误。故选BCD。14. 如图所示，内壁光滑的汽缸固定在水平地面上，一不计厚度的活塞质量为、面积为S=10cm2，一劲度系数为的轻弹簧一端连接在活塞下表面的中心，另一端连接在地面上水平放置的力传感器上，弹簧处于竖直状态。已知活塞上方被封闭的理想气体压强为p1=8104Pa，长度为，温度为T=300K，活塞下方L'=10cm处有一卡口，且活塞下方的气体和外界大气是连通的，外界大气压强p0=1.0105Pa，重力加速度g取10m/s2。现给电阻丝通电，缓慢升高封闭气体的温度。（1）当力传感器示数为零时，此时被封闭气体的温度为多少?（2）当封闭气体的温度为750K时，此时其压强为多少?【答案】（1）450K；（2）【解析】【详解】（1）在初始状态，设弹簧伸长量为，弹力大小为，则有解得由胡克定律可得解得传感器示数为零时，弹簧弹力为零，即弹簧下降了，根据平衡条件可得解得由理想气体状态方程可得解得（2）当活塞刚好下降时，此时弹簧弹力向上，弹力大小为根据平衡条件可得解得由理想气体状态方程可得解得说明温度为时，活塞以达到卡口处，则解得[物理——选修3-4]15. 一列简谐横波沿x轴的正方向传播，时刻波源从坐标原点开始振动，如图甲所示是简谐横波在时的波动图象，如图乙所示是这列波上处质点从时刻开始振动的图象，下列说法正确的是（　　）A. 波源的起振方向向上B. 简谐横波的波速为2m/sC. 波的振动周期为0.3sD. 波源的振动方程为E. 时，处质点的路程为360cm【答案】BDE【解析】【详解】A．质点的起振方向与波源的起振方向相同，处质点的振动图像可知，处质点的起振方向向下，可以推断，波源的起振方向向下，A错误；B．处质点从时刻开始振动，则简谐横波的波速为B正确；C．由图甲可知解得波的振动周期C错误；D．由图可知，振幅和周期分别为又因为波源的起振方向向下，因此波源的振动方程为即波源的振动方程为，D正确；E．处质点经过开始振动的质点在时，振动的时长为质点从平衡位置起振，每经过，质点路程为，因此，时，处质点的路程为E正确。故选BDE。16. 光纤通信已普及到全国各地，光纤具有可弯曲等优点。如图所示是一段圆弧形光纤材料，弧AB、弧CD分别是材料的内侧外侧，O是圆心，内侧半径为R。一束单色光从AC面上的A点射入材料，入射角为，折射角为，且，折射光线AE与反射光线BE的夹角为30°，E正好是弧CD的中点，光在真空中的传播速度为c，。求：（1）光纤材料对此种单色光的折射率；（2）此种单色光在光纤材料中传播的时间。【答案】（1）；（2）【解析】【详解】（1）几何关系如图所示由此可知解得又因为解得根据折射率的定义可知（2）在中，根据正弦定理可得解得根据对称性易知根据光速与折射率的关系可知，光在材料中的速度为光在材料中传播的时间为