2022届江苏省如皋市高三（上）期末物理试题含解析

2022届江苏省如皋市高三（上）期末物理试题

物理

（满分：100分　考试时间：75分钟）

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. “西电东输”是我国实现经济跨地区可持续快速发展的重要保证。在输送功率一定的情况下，将输电电压提高为原来的4倍，则输电导线上的电能损失将减小为原来的（　　）

A.  B.  C.  D.

【答案】A

【解析】

【详解】根据

P=IU

P线=I2R

可得

将输电电压提高为原来的4倍，则输电导线上的电能损失将减小为原来的。

故选A。

2. 小红利用如图所示实验装置测量紫光的波长，实验中观察发现像屏上出现了清晰但条纹数偏少的干涉条纹。为观察到更密的条纹，可以（　　）

A. 将单缝向双缝靠近

B. 使用间距更小的双缝

C. 将屏向靠近双缝的方向移动

D. 转动手轮，移动分划板

【答案】C

【解析】

【详解】由于相邻明（暗）干涉条纹的宽度为

要增加观察到的条纹个数，即减小，需要增大或者减小，因此应将屏向靠近双缝的方向移动，ABD错误，C正确。

故选C。

3. 2021年，我国载人航天工程实施了5次发射任务，空间站组合体稳定运行在轨道半径约6761km的近圆轨道。已知引力常量和地球质量，则可以估算的物理量是（　　）

A. 地球的密度 B. 空间站的加速度

C. 空间站的质量 D. 空间站的动能

【答案】B

【解析】

【详解】A．由于地球的半径未知，故地球的密度不可估算，故A错误；

B．由万有引力提供向心力

解得

故空间站的加速度可以估算，故B正确；

CD．空间站的质量不可求出，空间站的动能也不可估算，故CD错误。

故选B。

4. 约里奥·居里夫妇于1934年发现了人工放射性同位素磷30，获得了诺贝尔物理学奖。磷30的衰变方程为P→Si＋X＋γ，则（　　）

A. γ光子是磷30跃迁产生的

B. X是磷30核内的质子转化产生的

C. 磷30的平均结合能比硅30的大

D. 一定质量的磷30经过2个半衰期后将全部发生衰变

【答案】B

【解析】

【详解】A．γ光子是硅30跃迁产生的，选项A错误；

B．X是，是磷30核内的质子转化成中子时产生的，选项B正确；

C．生成的Si比P更稳定，则磷30的平均结合能比硅30的小，选项C错误；

D．一定质量的磷30经过2个半衰期后将剩下原来的四分之一没有衰变，选项D错误。

故选B。

5. 如图所示，左边为竖直方向的弹簧振子，振子连接一根水平的长软绳，并沿绳方向取x轴，t＝0时刻，振子以2Hz的频率从平衡位置O向上开始运动。t＝1s时，x＝10cm处的绳上质点开始振动，则（　　）

A. 绳波的波长为10cm

B. 绳上各质点都沿x轴方向运动

C. 波在绳上传播速度为10m/s

D. t＝1s时，x＝5cm处的绳上质点正从平衡位置向上振动

【答案】D

【解析】

【详解】AC．根据公式，波速为

由

可知，波长

AC错误；

B．绳上各质点在平衡位置附近振动，并不随波的传播沿x轴方向运动，B错误；

D．波刚传到某点时该质点的振动方向与波源的起振方向相同，由于振源的起振方向向上，因此，t＝1s时，x＝5cm处的绳上质点正从平衡位置向上振动，D正确。

故选D。

6. 图甲中给出了氢原子光谱中4种可见光谱线对应的波长，这4种光的光子能量由大到小排列依次为3.02eV、2.86eV、2.55eV和1.89eV，氢原子能级图如图乙所示，则（　　）

A. 遇同一个障碍物，Hα比Hδ更易发生衍射

B. Hγ光能使处于n＝2能级的氢原子电离

C. Hδ光是由处于n＝5能级的氢原子向低能级跃迁的过程中产生的

D. 若4种光均能使某金属发生光电效应，则Hα光对应的光电子的最大初动能最大

【答案】A

【解析】

【详解】A．因为Hα比Hδ的波长更大，则遇同一个障碍物，Hα比Hδ更易发生衍射，选项A正确；

B．Hγ光的光子能量为2.86eV，而使处于n＝2能级的氢原子电离需要的能量为3.4eV，则Hγ光不能使处于n＝2能级的氢原子电离，选项B错误；

C．Hδ光光子能量为3.02eV，是由处于n＝6能级的氢原子向n=2能级跃迁的过程中产生的，选项C错误；

D．Hα光的波长最长，能量最小，则若4种光均能使某金属发生光电效应，则Hα光对应的光电子的最大初动能最小，选项D错误。

故选A。

7. 如图所示，折射率为n、半径为R的半圆形玻璃砖平放在桌面上，将宽度为L的平行单色光垂直于AC面射入，要使第1次射到圆面上的光能射出玻璃砖，则L的最大值为（　　）

A.  B.  C.  D.

【答案】B

【解析】

【详解】如图所示

当光线第1次射到圆面上恰好发生全反射，则

则L的最大值为

故选B。

8. 如图所示的电路中，t＝0时刻闭合S，则A、B两点的电势φA、φB随时间t的变化规律描述正确的是（　　）

A.  B.

C.  D.

【答案】C

【解析】

【详解】AB．由电路可知，A点的电势等于电源正极的电势，因负极电势为零，则

因开始充电电流不是无穷大，则A点的电势不为零，最终电流为零时，则选项AB错误；

CD．因B点电势等于电阻两端电压的大小，则

则随充电电流逐渐减小，φB随时间t逐渐减小到零，选项C正确，D错误；

故选C。

9. 如图所示，物体A、B将一轻弹簧（不与A、B拴接）挤压后用线系住，静止在水平面上，A、B的质量之比为2：1，A、B与水平面间的动摩擦因数之比为1：2。现将线烧断，则（　　）

A. A、B组成的系统动量不守恒

B. 弹簧刚恢复原长时，B速度达到最大

C. 弹簧刚恢复原长时，A、B动能相等

D. A、B同时停止运动

【答案】D

【解析】

【详解】A．A、B组成的系统水平方向受合外力为

可知系统的动量守恒，选项A错误；

B．当B的速度最大时，弹力等于摩擦力，此时弹力不为零，则当弹簧刚恢复原长时，B速度不是最大，选项B错误；

C．根据动量守恒，弹簧刚恢复原长时

即

选项C错误；

D．根据

可知，A、B同时停止运动，选项D正确。

故选D。

10. 如图所示，半径为R的光滑绝缘圆环固定于竖直平面内，环上套有两个相同的带电小球A和B，静止时A、B之间的距离为R，现用外力缓慢推A使其到达圆环最低点P的过程中（　　）

A. 圆环对B的支持力变大

B. 圆环对B的支持力不变

C. A、B系统的电势能增大

D. A、B系统的电势能不变

【答案】C

【解析】

【详解】AB．球A到达P点的过程中，B向上运动，其所受的重力与库仑力夹角变大，其合力变小，则圆环对B球的支持力变小。故AB错误；

CD．球A到达P点的过程中，两者的距离变小，外力做正功，电场力做负功，电势能增加，故C正确，D错误。

故选C。

二、非选择题：本题共5题，共60分．其中第12～15题解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分；有数据计算时，答案中必须写出数值和单位。

11. 小明用如图所示的装置测定木块与桌面之间的动摩擦因数。将木块A拉到水平桌面上的P点，待物体B稳定后静止释放A，当A位于O点时，B刚好接触地面，A最终滑到Q点。

（1）下列实验操作步骤，正确顺序是________；

①将A拉到P点，待B稳定后静止释放A

②在桌面上记录P点的位置

③改变h，重复实验

④在桌面上记录Q点的位置，测量OP、OQ的长度h和s

⑤调节滑轮高度使细线与木板平行，在桌面上记录O点的位置

（2）实验开始时，发现A释放后会撞到滑轮．若有下列措施：①减小A的质量；②增加细线的长度；③增加B的起始高度．其中可行的是________；

（3）请根据下表的实验数据在方格纸中作出s-h关系的图像_______。

（4）实验测得A、B的质量均为0.20kg.根据sh图像可计算出A与桌面间的动摩擦因数μ＝________。（结果保留两位有效数字）

（5）小华用同一装置做该实验，利用sh图像处理数据后发现实验中记录P、O、Q三点时，除P点记录的是A的右侧边，O、Q两点均记录的是A的左侧边，你认为小华是否需要重新进行实验，请简要说明理由_______。

【答案】    ①. ⑤②①④③    ②. ②    ③.     ④. 0.34（0.32～0.36）    ⑤. 不需要，因为是利用sh图像的斜率计算动摩擦因数的，而斜率未受影响

【解析】

【详解】（1）[1]根据该实验的原理，则正确的实验操作步骤顺序是⑤②①④③；

（2）[2]①减小A的质量，则会使B落地瞬时A的速度更大，最终使A滑的更远，则该方法错误；

②增加细线的长度，则会使B落地瞬时A的速度变小，最终使A滑的近些，则该方法正确；

③增加B的起始高度，则会使B落地瞬时A的速度更大，最终使A滑的更远，则该方法错误；

故选②；

（3）[3]作出s-h关系的图像如图；

（4）[4]由P到O由动能定理

由O到Q由动能定理

解得

由图像可知

解得

μ=0.34

（5）[5]小华记录的数据中h值偏大，s值准确，则公式修正为

解得

则图像的斜率不变，求得的摩擦因数不变，则不需要重新进行实验。

12. 某种风力发电机的原理如图所示，发电机的矩形线圈abcd固定，磁体在叶片驱动下绕线圈对称轴转动，图示位置线圈与磁场垂直。已知磁体间的磁场为匀强磁场，磁感应强度的大小为B，线圈的匝数为n，ab边长为L1，bc边长为L2，线圈总电阻为r，外接电阻为R，磁体转动的角速度为ω.当磁体从图示位置转过30°角度时，求：

（1）线圈中的感应电动势大小e；

（2）bc边受到的安培力大小F。

【答案】（1）；（2）

【解析】

【详解】（1）最大值

Em＝nBL1L2ω

转过30°角度时

e＝Emsin30°

解得

e＝

（2）电流

I＝

安培力

F＝nBIL2

解得

F＝nBL2

13. 如图所示，柱形绝热气缸固定在倾角为θ的斜面上，一定质量的理想气体被重力为G、横截面积为S的绝热活塞封闭在气缸内，此时活塞距气缸底部的距离为L0，气缸内温度为T0 。现通过电热丝缓慢对气缸内气体加热，通过电热丝的电流为I，电热丝电阻为R，加热时间为t，使气体温度升高到2T0。已知大气压强为p0，活塞可沿气缸壁无摩擦滑动，设电热丝产生的热量全部被气体吸收。求气缸内气体温度从T0升高到2T0的过程中：

（1）活塞移动的距离x；

（2）该气体增加的内能ΔU。

【答案】（1）L0；（2）

【解析】

【详解】(1)等压变化

解得

活塞移动的距离

x＝L1－L0＝L0

 (2)设气体压强为p，有

pS＝p0S＋Gsinθ

气体对外界做功

W＝－pSx

吸收的热量

Q＝I2Rt

热力学第一定律

ΔU＝Q＋W

解得

14. 如图甲所示，左、右两个光滑半圆轨道的最低点与光滑水平轨道相切于B、C点，整个轨道处于竖直面内，不计厚度的光滑木板上、下端固定在A、B点。小球P由A点静止释放，沿着木板下滑，并恰好能到达D点。已知两半圆轨道的半径分别为R＝2.5m、r＝1m，不计小球经过B点的能量损失，重力加速度g取10m/s2。

（1）求P落到水平轨道上时距C点的距离x；

（2）求AB板的长度LAB及它与水平轨道间的夹角θ；

（3）如图乙所示，长度的轻杆将P和另一相同的小球Q连接并放置在AB板上。现P由A点静止释放，两球在竖直面内运动，求P在沿右半圆轨道运动过程中机械能最小时的速度大小v。

【答案】（1）2m；（2）2.5m，45°；（3）

【解析】

【详解】(1)小球在D点

由平抛运动

，

解得

x＝2m

(2)小球从A到D点机械能守恒

解得

h＝2.5m＝R

则

与水平轨道间的夹角为45°

(3)两球运动至右侧圆轨道时速度始终相等

如图所示，P的机械能最小，系统机械能守恒有

解得

15. 如图所示，一固定的绝缘圆筒的横截面半径为R，筒壁开有小孔，圆筒内有与纸面垂直的强弱能调节的匀强磁场．初速为0的带电粒子经电压U加速后沿筒的半径方向从小孔射入圆筒，当桶内不加磁场时，粒子与筒壁碰撞后又从小孔射出圆筒，在桶内运动的时间为t1.已知粒子与筒壁碰撞是弹性的，且电荷量不变，粒子的重力不计。

（1）求粒子的比荷；

（2）若改变桶内的磁感应强度，当粒子射入圆筒：

①并与筒壁发生2次碰撞后射出圆筒，求粒子在桶内运动的时间t2；

②并与筒壁发生4次碰撞后射出圆筒，求此时桶内的磁感应强度大小B。

【答案】（1）；（2）①；②或者

【解析】

【详解】（1）在电场中 加速时

qU＝mv2－0

在磁场中运动时

解得

（2）①粒子的半径

r1＝Rtan60°

t2＝3×

解得

t2＝

②粒子的轨迹有两种情况：

第1种：

qvB1＝m

r2＝Rtan

解得

B1＝

第2种：

qvB2＝m

r3＝Rtan

解得

B2＝