2022届安徽省江南十校高三下学期3月一模联考理综物理试卷（解析版）

安徽省江南十校2022届高三下学期3月一模联考

理综物理试卷

一、单选题

1．我国首个火星探测器“天问一号”在2021年5月15日成功着陆于火星表面，开始对火星进行探测。已知火星的质量约为地球质量的十分之一，半径约为地球半径的二分之一，自转周期大约为24小时37分钟，则火星的同步卫星与地球同步卫星轨道半径之比约为（　　） 

A．2 B．3 C．0.5 D．0.3

2．下表是几种金属的截止频率和逸出功，用频率为 的光照射这些金属，哪种金属能产生光电效应，且从该金属表面逸出的具有最大初动能的光电子对应的德布罗意波长最长（　　） 

A．钨 B．钙 C．钠 D．铷

3．三根足够长的绝缘直导线a、b、c按图示方式固定放置在同一纸面内，其交点分别为M、N、P，三点恰好构成正三角形，O点为该三角形的中心， 点与O点关于导线c对称。现在a、b、c三根导线中分别通入恒定电流I、2I、3I。已知长直导线电流在空间某点产生的磁感应强度大小与电流大小成正比，与该点到直导线的距离成反比。若O点的磁感应强度大小为B0，方向垂直纸面向里，则 点的磁感应强度为（　　） 

A．大小为 ，方向垂直纸面向里

B．大小为 ，方向垂直纸面向外

C．大小为 ，方向垂直纸面向里

D．大小为 ，方向垂直纸面向外

4．索道是许多景区重要的交通工具。如图为索道运输货物的情景，已知倾斜的钢索与水平方向夹角为30°，悬挂车厢的钢绳始终保持竖直。一质量为m的物体放在车厢内倾角为30°的固定斜面上，当车厢以加速度a（a<g，g表示重力加速度）斜向上做匀加速直线运动时，斜面对物体的支持力FN和摩擦力F，大小分别为（　　） 

A． ；   

B．    ；

C．  ； 

D．    ；

5．如图，两段长度均为l的不可伸长的轻质绝缘细线将质量均为m的带电小球a、b悬挂于O点，a球带电荷量为3q（q>0），b球带电荷量为－q。现在该空间加一水平向右的匀强电场E，且qE=mg（g为重力加速度），不计两球间的库仑力，因空气阻力作用，a、b两球最终将静止于某一位置，则从加电场到a、b两球均静止过程中，两球克服空气阻力做的功为（　　） 

A． B．

C． D．

二、多选题

6．以下关于物体运动速度与位移关系的图像中（A、B、D中的图线均为抛物线），能反映物体做匀变速直线运动的是（　　） 

A． B．

C． D．

7．图甲中理想变压器原、副线圈的匝数比为2∶1，电阻R=10Ω，L1、L2为规格相同的两只小灯泡。原线圈接一个经双可控硅调节后的电压U，U随时间t的变化规律如图乙所示，正弦交流电的每一个二分之一周期中，前四分之一周期电压被截去。现将S1、S2、S3闭合，此时L2正常发光。下列说法正确的是（　　） 

A．输入电压U的有效值为10V

B．R消耗的电功率为10W

C．只断开S3后，L2正常发光

D．只断开S2后，原线圈的输入功率增大

8．如图，木板C被锁定在水平面上，小木块A、B置于C上。已知A的质量为2m，B、C质量均为m，A与C之间的动摩擦因数μ1=0.4，B与C、C与水平面间的动摩擦因数均为μ2=0.1，g=10m/s2。现让B以一定的速率与A发生碰撞，碰后瞬间解除对C的锁定，则碰后瞬间A、B、C的加速度大小可能是以下哪些值（　　） 

A．aA=3m/s2 aB=3m/s2 aC=5m/s2 B．aA=4m/s2 aB=1m/s2 aC=1m/s2

C．aA=4m/s2 aB=1m/s2 aC=3m/s2 D．aA=4m/s2 aB=1m/s2 aC=5m/s2

9．如图，一定量的理想气体从状态a（po，Vo，To）经热力学过程ab、bc、ca后又回到状态a。对于ab、bc、ca三个过程，下列说法正确的是（　　） 

A．ab过程中，容器壁单位面积单位时间内受到气体分子撞击的次数可能不变

B．ab过程中，气体内能的增量等于从外界吸收的热量

C．bc过程中，气体对外界做的功大于气体从外界吸收的热量

D．ca过程中，容器壁单位面积单位时间内受到气体分子撞击的次数增多

E．ca过程中，外界对气体做功poV。

10．如图所示，一列简谐横波沿x轴传播，实线为t=0时刻的波形图，虚线为t=0.6s时刻的波形图，已知波的周期T>0.6s，下列说法正确的是（　　） 

A．该波的波速可能为10m/s

B．该波的波速可能为 m/s

C．t=0.9s时，Q点的位移可能为9m

D．t=0.6s内，Q点的路程可能为2m

E．t=0.6s时，Q点的位移一定为1m

三、实验题

11．用图甲装置验证机械能守恒定律。实验前调整光电门B的位置，使直径为d的小球下落过程中球心通过光电门B。实验时通过断开电磁铁开关使小球从A点下落经过光电门，记录挡光时间Δt，并测出电磁铁下侧面到光电门的距离h。已知当地重力加速度为g。

（1）用游标卡尺测量小球的直径如图乙所示，小球直径d=　     　cm；

（2）验证系统机械能守恒的表达式是　                  　（用题中的字母表示）；

（3）请你提出一种减小实验系统误差的方法　                                            　。

12．某校物理实验小组要测一未知电阻R2的阻值，要求尽可能精确测量。

（1）为便于设计电路，该实验小组先用多用电表粗测R2的阻值，选用欧姆表×10倍率测量，发现指针偏转过小，为了较准确地进行测量，应该选择　     　倍率（选填“×100”、“×1”），并重新进行欧姆调零，正确操作并读数，若这时刻度盘上的指针位置如图所示，则测量结果是　     　Ω；

（2）实验室提供了如下实验器材：

A．电源E（电动势为12V，内阻不计）；

B．电压表V（量程为15V，内阻RV约为15KΩ）；

C．电流表A1（量程为30mA，内阻r1约为10Ω）；

D．电流表A2（量程为20mA，内阻r2约为15Ω）；

E.滑动变阻器R1（最大阻值为20Ω，额定电流为1A）；

F.滑动变阻器R2（最大阻值为1KΩ，额定电流为0.5A）；

G.开关及导线若干。

为尽可能准确测量R，的阻值，实验小组设计了如图所示的电路，实验过程如下：

①正确连接实验电路后，调节滑动变阻器R1、R2的滑片至适当位置；

②断开开关S2，闭合开关S1，调节滑动变阻器R1、R2的滑片，使电流表A2的示数恰好为电流表A1示数的三分之二，记录此时电压表V的示数U1和电流表A1的示数I1；

③保持滑动变阻器R2的滑片位置不变，再闭合开关S2，记录电压表V的示数U2和电流表A2的示数I2；

④根据以上测量数据可得Rx=　     　；该实验也可测得电流表A1的内阻r1=　            　（用U1、I1、U2、I2表示）。

四、解答题

13．质量为m的物块（可视为质点）在水平面上以某一速率v0（未知）从A点开始沿ABC做匀减速直线运动，恰好到C点停止。已知B点是AC的中点，AC长为2L，物块与水平面间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g。

（1）求物块从A点运动到B点的时间t；

（2）若物块运动到B点时，即对其施加一水平恒力F，F作用2t时间后，物块的速度大小变为 ，方向与物块在A点时速度方向一致，求F的大小。 

14．如图所示，竖直平面内建立直角坐标系xOy，y轴正向竖直向上，x轴正向水平向右，x轴在水平平面M内，在x轴上方存在竖直向下的匀强电场E1。两平行水平面M和N之间的距离为d，其间的区域存在竖直向上的匀强电场E2（E2= E1）和水平向外的匀强磁场B。带电量分别为q和－q（q>0）的小球1和2先后从y轴上距0点为h的P点以相同的初速率v0沿x轴正向水平射出，小球1从x轴上距O点为2h的A点进入MN间，恰好未从平面N离开。小球2从x轴上C点进入两平面间，最后从平面N上某点离开。设两小球质量分别为m1和m2，且qE1=2m1g，题中h、d和重力加速度g已知，其它量均未知。 

（1）求两小球的初速率v。；

（2）求电场强度E2和磁感应强度B大小之比；

（3）若C点坐标为（4h，0），求m1和m2之比以及球2离开平面N时速度大小。

15．如图，两侧粗细均匀、横截面积相等的U型管竖直放置，左管上端开口且足够长，右管上端封闭。左管和右管中水银柱高h1=h2=5cm，两管中水银柱下表面距管底高均为H=21cm，右管水银柱上表面离管顶的距离h3=20cm。管底水平段的体积可忽略，气体温度保持不变，大气压强po=75cmHg。

（1）现往左管中再缓慢注入h=25cm的水银柱，求稳定时右管水银柱上方气柱的长度。

（2）求稳定时两管中水银柱下表面的高度差。

16．一圆柱形透明介质放在水平地面上，其横截面如图所示，O点为圆心，半径为R，直径BC竖直，右侧半圆面镀银。一光线从离地高度为 的A点水平向右射入介质，在镀银处发生一次反射后射出介质，且射出时光线水平向左，已知光在真空中的传播速度为c。 

（1）画出光在介质中传播的光路图并求介质的折射率n；

（2）求光在介质中传播的时间t。

答案解析部分

1．【答案】C

【解析】【解答】由题意可知，火星自转周期约为24小时37分钟，与地球自转周期近似相等，故设火星与地球自转周期为T，根据万有引力提供向心力，可得

解得  

故  

联立可得   。

故答案为：C。

【分析】根据洛伦兹力提供向心力得出轨道半径的表达式；结合万有引力提供向心力得出火星的同步卫星与地球同步卫星轨道半径之比约。

2．【答案】B

【解析】【解答】由题意知，仅有钙、钠和铷三种金属能发生光电效应，根据

以及德布罗意波公式  

根据动量和动能的关系  

联立可得钙  

代入数据从钙金属表面逸出的具有最大初动能的光电子对应的德布罗意波长最长，B符合题意，ACD不符合题意。

故答案为：B。

【分析】根据光电效应方程以及德布罗意波波长的表达式和动量的表达式得出波长的表达式，从而判断得出德布罗意波长最长的波。

3．【答案】D

【解析】【解答】设a导线在O点产生的磁感应强度大小为B，则b导线在O点产生的磁感应强度大小为2B，c导线在O点产生的磁感应强度大小为3B，方向均垂直纸面向里，得

所以可得  

又a导线在   点产生的磁感应强度大小为   ，方向垂直纸面向里；b导线在   点产生的磁感应强度大小为B，方向垂直纸面向里；c导线在   点产生的磁感应强度大小为3B，方向垂直纸面向外。所以   点磁感应强度大小为  

ABC不符合题意，D符合题意。

故答案为：D。

【分析】根据磁感应强度的叠加得出a导线在O点产生的磁感应强度结合b在  点产生的磁感应强度得出  点磁感应强度。

4．【答案】A

【解析】【解答】对物体受力分析，将重力和加速度沿斜面方向和垂直于斜面方向分解有

解得  

故答案为：A。

【分析】对物体进行受力分析，根据牛顿第二定律得出 斜面对物体的支持力和摩擦力的大小。

5．【答案】A

【解析】【解答】当加电场后两球静止时，设oa间绳和ab间绳与竖直方向的夹角分别为α和θ。

对b球受力分析有  

对ab整体受力分析有  

所以α=θ=45°

即b在O点的正下方。对整个过程由动能定理得  

解得  

所以A选项正确，BCD不符合题意。

故答案为：A。

【分析】当加电场后两球静止时，根据共点力平衡得出oa间绳和ab间绳与竖直方向的夹角，结合动能定理得出两球克服组力做的功。

6．【答案】A,C

【解析】【解答】根据匀变速直线运动的速度位移关系，即 知  ， 

v-x图像是关于某平行于x轴的线条对称的抛物线；v2-x图像是倾斜的直线，仅C图满足，即图C是匀变速直线运动。

故答案为：AC。

【分析】根据匀变速直线运动的位移与速度的关系得出v-x的表达式，从而分析判断正确的图像。

7．【答案】A,C

【解析】【解答】A．由

得  

A符合题意；

B．根据  

副线圈电压为  

根据  

B不符合题意；

C．只断开S3后，L2电压没有影响，L2正常发光，C符合题意；

D．只断开S2后，负载电阻变大，输出电压不变，根据  

输出功率减小、则输入功率也减小，D不符合题意。

故答案为：AC。

【分析】根据交变电流有效值的定义式得出该输入电压的有效值，利用理想变压器原副线圈的匝数比和电压比的关系以及电功率的表达式得出R消耗的电功率。

8．【答案】A,C,D

【解析】【解答】A．若碰后A、B的速度相同，对A、B整体有

解得  

对C  

解得  

A符合题意；

BC．若发生碰撞后B向右运动，则  

对C    

得  

B不符合题意C符合题意；

D．如碰后A、B均向左运动且速度不同，则  

对C  

得  

D符合题意。

故答案为：ACD。

【分析】对AB整体和C进行受力分析，利用牛顿第二定律得出各自的加速度，同理得出碰后A、B、C的加速度大小。

9．【答案】B,D,E

【解析】【解答】AB．ab过程中，气体体积不变，温度升高，所以容器壁单位面积单位时间内受到气体分子撞击的次数增大，气体内能增大，又W=0，由热力学第一定律可知气体内能的增量等于气体从外界吸收的热量，所以A项错误，B项正确；

C．bc过程中，温度不变，气体内能不变，体积增大，气体对外界做的功等于气体从外界吸收的热量，所以C不符合题意；

D．ca过程中，压强不变，温度降低，体积减小，分子平均动能减小，容器壁单位面积单位时间内受到气体分子撞击的次数增多，所以D项正确；

E．由图可得VC=2V0，ca过程中，压强不变，体积减小，外界对气体做功W=p0V0，所以E项正确。

故答案为：BDE。

【分析】ab过程中，根据热力学第一定律判断单位面积内单位时间内受到的气体分子的撞击次数的变化情况；在bc过程中根据体积的变化情况得出气体对外界的功进而吸收热量的关系，温度是分子平均动能的标志。

10．【答案】A,D,E

【解析】【解答】AB．由于波的周期T>0.6s，若波向右传播，有 T=0.6s 

则T=2.4s

根据公式可得v=   m/s

若波向左传播，有   T=0.6s

故T=0.8s

则v=10m/s

B不符合题意，A符合题意；

CDE．t=0时，Q点位移为  

t=0.6s时，Q点的位移为  

若波向右传播，Q点的路程为2m，若波向左传播，Q点的路程为  

C不符合题意，DE符合题意。

故答案为：ADE。

【分析】根据播的传播方向得出该波的周期，利用波传播的速度和周期的关系得出该波传播的速度，根据质点振动的周期性得出Q点的位移。

11．【答案】（1）1.445

（2）

（3）增大电磁铁到光电门的高度h或选用直径更小的球

【解析】【解答】（1）用游标卡尺测量小球的直径d=1.4cm+9×0.05mm=1.445cm

小球下降的高度应取重心到光电门的高度，小球经过光电门的瞬时速度用小球经过光电门的平均速度近似代替，即  

因此验证机械能守恒的表达式为  

即  

（3） 减小实验系统误差的方法：增大电磁铁到光电门的高度h或选用直径更小的球。

【分析】（1）根据游标卡尺的读数原理得出小球的直径；
（2）根据短时间内的平均速度等于瞬时速度得出通过光电门的速度，由此得出验证的表达式；
（3）减小实验系统误差的方法是增大电磁铁到光电门的高度h。

12．【答案】（1）×100；1100

（2）；

【解析】【解答】(1)欧姆表的表盘上越向右侧电阻越小，偏角小说明阻值大，应选用“×100”倍率的电阻挡，换挡后要重新欧姆调零，示数为11×100Ω=1100Ω

(3)④根据题意断开开关S2，闭合开关S1时，电流表A2的示数恰好为电流表A1示数的   ，则此时流过Rx的电流是电流表A1示数的   ，所以流过Rx的电流是流过电流表A2电流的   ，闭合开关S2，电流表A2的示数I2，流过Rx的电流为   ，Rx两端的电压为U2，则  

Rx和电流表A2以及R2的总电阻为  

电流表A1的内阻  

【分析】（1）根据欧姆表的读数原理读出待测电阻的阻值；
（2）利用欧姆定律以及电路分析得出Rx和电流表A2以及R2的总电阻；从而得出电流表A1的内阻。

13．【答案】（1）解：物块从A点运动到B点的过程中，由动能定理得

解得

由匀变速直线运动位移公式可得

又

解得

（2）解：由牛顿第二定律得   

由匀变速直线运动速度公式可得

即

解得F=2.5μmg

【解析】【分析】（1）物块从A到B的过程根据动能定理得出B点的速度，结合匀变速直线运动的规律以及牛顿第二定律得出物块从A点运动到B点的时间；
（2）利用牛顿第二定律以及匀变速直线运动的速度与时间的关系得出F的表达式。

14．【答案】（1）解：小球1在x轴上方做类平抛运动

解得

（2）解：因为

则

所以小球1在MN间做匀速圆周运动。由题意小球1恰好未从下边界平面N离开知其轨迹应与平面N相切，如图所示，

由几何关系可知

设小球1刚进入MN间时速度偏转角为θ1，

由 

又

得

（3）解：小球2在x轴上方做类平抛运动：

结合（1）问中4个式子可得

小球2从P点到离开平面N全过程由动能定理得

解得

【解析】【分析】（1） 小球1在x轴上方做类平抛运动 ，结合平抛运动的规律以及牛顿第二定律得出两小球的初速率；
（2）根据共点力平衡以及洛伦兹力提供向心力和速度的分解得出电场强度E2和磁感应强度B之比；
（3）小球2在x轴上方做类平抛运动 ，结合平抛运动的规律以及牛顿第二定律得出两小球的质量之比； 小球2从P点到离开平面N全过程 利用动能定理得出球2离开平面N时速度。

15．【答案】（1）解：对右管上方气体，有

则有

解得

（2）解：对两水银柱下方气柱，可得注入水银柱前。有 p=p3+h1=80（cmHg） 

注入水银柱后有

设注入水银柱后气柱的长度为L1，则有

解得L1=32cm

此时两侧水银柱底部高度差为

【解析】【分析】（1）对于右管上方的气体根据等温变化得出稳定时右管水银柱上方气柱的长度；
（2）对两水银柱下方气柱 根据平衡以及等温变化得出稳定时两管中水银柱下表面的高度差。

16．【答案】（1）解：由于只发生一次反射，根据对称性可知光路图如图所示

则有

解得θ=60°

又

（2）解：由光路图可知光在介质中的路程

光在介质中的传播速度 光在介质中的传播时间

【解析】【分析】（1）根据光路图以及几何关系得出入射角和折射角的大小关系，利用折射定律得出折射率的大小；
（2）根据光在介质中传播的路程与时间的关系以及光在介质中传播的速度和光速的关系得出光在介质中传播的速度，利用光传播的时间和距离的关系得出光在介质中传播的时间。