2022届甘肃省武威市武威市凉州区第一中学（凉州区）高三下学期质量检测理综物理试卷（解析版）

2022届甘肃省武威市武威市凉州区第一中学（凉州区）高三下学期质量检测理综物理试卷

一、单选题

1．如图所示，在研究光电效应的实验中，发现用一定频率的A单色光照射光电管时，电流表指针会发生偏转，而用另一频率的B单色光照射光电管时不发生光电效应，则(　　)

A．A光的强度大于B光的强度

B．B光的频率大于A光的频率

C．用A光照射光电管时流过电流表G的电流方向是由a流向b

D．用A光照射光电管时流过电流表G的电流方向是由b流向a

2．春节鸣放烟花爆竹，寓意对新的一年的美好向往。一烟花被点燃后，先竖直向上做加速度随时间均匀减小的变加速直线运动，经时间t0后做匀速直线运动，再经时间t0后爆炸。以竖直向上为正方向，下列关于烟花爆炸前运动的速度—时间图像（v-t图像）和加速度—时间图像（a-t图像）的描述，可能正确的是（　　）

A．B．

C．D．

3．2021年，某杂志上的一篇文章中描述了一颗质量达到木星级别的气态行星，绕银河系内的一顆白矮星做匀速圆周运动。已知地球绕太阳微圆周运动的轨道半径为r，若该白矮星的质量约为太阳的一半，气态行星绕白矮星做圆周运动的轨道半径约为3r。取1年，，，则可估算出该气态行星的角速度约为（　　）

A． B．

C． D．

4．如图所示，理想变压器的原、副线圈匝数分别为、，且，定值电阻R1、R2的阻值相等，图中电流表、电压表均为理想电表。在a、b端输入交变电流，其电流的有效值不随负载变化。当向下调节滑动变阻器R3的滑动端P时，下列说法正确的是（　　）

A．电流表示数一定减少

B．电压表示数一定减少

C．R1消耗的功率一定大于R2消耗的功率

D．电源的输出功率一定减少

5．图甲为家庭常用的燃气灶实物图，灶面上有一个支架。共有五个均匀分布的支承面，对放在上面的厨具起到支撑作用。现把一个蒸锅放在支架上，并抽象成示意图乙，已知支架的每个支承面与水平方向成角。蒸锅和里面的食物总重计为G，则每个支承面给蒸锅的支持力为（忽略蒸锅和支承面之间的摩擦力）（　　）

A． B． C． D．

二、多选题

6．如图甲所示，abcd是匝数为100匝、边长为10cm、总电阻为0.1Ω的正方形闭合导线圈，放在与线圈平面垂直的图示匀强磁场中，磁感应强度B随时间t的变化关系如图乙所示。则以下说法正确的是（　　）

A．导线圈中产生的是正弦式交变电流

B．在t=2.5s时导线圈产生的感应电动势为2V

C．在0~2s内通过导线横截面的电荷量为10C

D．在t=1s时导线圈内电流的瞬时功率为10W

7．如图所示，图甲是某电场中的一条方向未知的电场线，从电场中的P点由静止先后释放a、b两个比荷相同的带电粒子，仅在电场力作用下，a粒子沿电场线向左运动，b粒子沿电场线向右运动，从释放时刻计时，两粒子的速率随时间变化的图像如图乙中实线所示，虚线为直线，则（　　）

A．a一定带正电，b一定带负电 B．a、b两粒子的电势能都减小

C．电场强度P点左侧的比右侧大 D．电势P点左侧比P点右侧高

8．如图所示，质量均为m的A、B两物体由一根轻弹簧相连放置在光滑水平面上，B紧靠墙壁。现用一水平力向左缓慢推A物体，到某一位置时撤去水平力，当弹簧第一次恢复原长时A的速度为 。下列说法正确的是（　　）

A．撤去外力后A，B和弹簧组成的系统机械能守恒

B．撤去外力后A，B和弹簧组成的系统动量守恒

C．撤去外力后墙对B的冲量为

D．B离开墙面后弹簧中的弹性势能的最大值为

9．下列叙述中正确的是（　　）

A．同一温度下，气体分子速率呈现出“中间多，两头少”的分布规律

B．布朗运动是悬浮在液体中的固体颗粒分子的无规则运动

C．第二类永动机是不可能制造出来的，尽管它不违反热力学第一定律，但它违反热力学第二定律

D．物体熔化时吸热，分子平均动能一定增加

E．在绝热过程中，外界对物体做功，物体的内能一定增加

三、实验题

10．某同学利用如图甲所示的装置验证动能定理。实验步骤如下：

a.安装好打点计时器和纸带，平衡小车受到的阻力；

b.细线通过轨道左端光滑的定滑轮和动滑轮，与力传感器相连，动滑轮上挂上一定质量的钩码，将小车拉到靠近打点计时器的一端；

c.打开力传感器并接通打点计时器的电源；

d.释放小车，小车在轨道上做匀加速直线运动：

e.记录下力传感器的示数F；

f.改变挂在动滑轮下方的钩码质量，重复上述操作；

g.处理数据，得到实验结论。

（1）对于本实验，钩码的质量　     　（选填“需要”或“不需要”）远小于小车的质量。

（2）选取的一条纸带如图乙所示，O点为打下的第一个点，图乙中的x1、x2与x3均已知，打点计时器所接交流电源的频率为f，小车的质量为m，力传感器的示数为F，从释放小车到打点计时器打下B点，小车的合力做的功为　     　；若满足表达式　                 　，则动能定理得到验证。

11．某同学要测量一电压表的内阻，所备器材如下：

A．待测电压表V（量程3V，内阻未知）

B．定值电阻R0（阻值2kΩ）

C．电池组E（电动势略小于3V，内阻忽略不计）

D．多用电表

E．开关S1、S2，导线若干

①该同学想利用多用电表粗测电压表的内阻，请将以下主要操作步骤补充完整：

Ⅰ．对多用电表进行机械调零

Ⅱ．将选择开关拨到“×1k”的欧姆档上

Ⅲ．将红黑表笔短接，进行欧姆调零

Ⅳ．将图（甲）中多用电表和电压表连接，其中红表笔应接电压表的　     　极（选填“正”、“负”）

Ⅴ．正确连接后，发现指针偏转较大，换用“×100”的欧姆档，应先　         　，再次测量，

多用电表刻度盘上的指针位置如图（乙）所示，测量结果是　     　Ω；

②为了更精确测量此电压表的内阻，该同学设计了如图（丙）所示的实验电路图，请在图（丁）上用笔画线代替导线进行实物连接　     　。该同学首先闭合S1，读电压表示数U1；再闭合S2，读电压表示数U2，则电压表内阻RV＝　          　（用U1、U2、R0表示）。

四、解答题

12．如图所示，平行正对金属板MN间的电压为U，M板电势高于N板电势。N板右侧有一正方形匀强磁场区域abcd，正方形边长为L。一质量为m电量为q的粒子，从静止开始经过两极板加速后从ad边中点垂直进入匀强磁场，最后从c点离开。不计粒子重力，求：

（1）粒子的电性及进入磁场时的速度；

（2）匀强磁场的磁感应强度B的方向及表达式。

13．算盘是我国古老的计算工具，中心带孔的相同算珠可在算盘的固定导杆上滑动，使用前算珠需要归零，如图所示，水平放置的算盘中有甲、乙两颗算珠未在归零位置，甲靠边框b，甲、乙相隔 ，乙与边框a相隔 ，算珠与导杆间的动摩擦因数 。现用手指将甲以 的初速度拨出，甲、乙碰撞后甲的速度大小为 ，方向不变，碰撞时间极短且不计，重力加速度g取 。

（1）通过计算，判断乙算珠能否滑动到边框a；

（2）求甲算珠从拨出到停下所需的时间。

14．如图所示，一圆柱形绝热汽缸竖直放置，通过绝热活塞封闭着定质量的理想气体，活塞的质量为m，横截面积为S，与气缸底部相距h，此时封闭气体的温度为T。现通过电热丝缓慢加热气体，当气体吸收热量Q时，气体温度上升到2T。已知大气压强为p0，重力加速度为g，不计活塞与汽缸的摩擦。求：

①气体吸收热量Q达到稳定状态后，活塞到汽缸底部的距离h′；

②加热过程中气体的内能增加量ΔE。

答案解析部分

1．【答案】C

【解析】【解答】AB．用一定频率的A单色照射光电管时，电流表指针会发生偏转，知单色光A的频率大于光电管的极限频率，即 ，如果加反向电压，则最大初动能大于 ，用另一频率的B单色光照射时不发生光电效应，如果加反向电压，可能发生光电效应，但最大初动能小于 ，知单色光B的频率小于A的频率，所以A光的频率大于B光的频率，与光强无关，AB不符合题意；

CD．发生光电效应时，电子从光电管右端运动到左端，而电流的方向与电子定向移动的方向相反，所以流过电流表G的电流方向是a流向b，C符合题意D不符合题意．

故答案为：C。

【分析】利用光电效应发生可以比较两种光频率的大小；利用其电子移动的方向可以判别电流的方向。

2．【答案】B

【解析】【解答】由题意，0~t0时间内烟花的速度随时间的变化率均匀减小，即v-t图像的斜率逐渐减小，a-t图像的斜率不变；t0~2t0时间内烟花的速度不变，即v-t图像的斜率为零，加速度为零，综上所述可知ACD不符合题意，B符合题意。

故答案为：B。

【分析】由于加速度不断减小所以其烟花速度时间图像斜率随时间不断减小，当其加速度等于0时速度保持不变；其加速度均匀减小则加速度时间图像斜率保持不变。

3．【答案】C

【解析】【解答】万有引力提供向心力，气态行星绕白矮星做匀速圆周运动，有

地球绕太阳做匀速圆周运动，有

又

解得该气态行星的角速度约为 ，ABD不符合题意，C符合题意。

故答案为：C。

【分析】利用因提供向心力结合角速度的表达式可以求出行星角速度的大小。

4．【答案】C

【解析】【解答】A．输入端电流不变，根据变压器电流的关系

可知电流表示数不变，A不符合题意；

B．向下调节滑动变阻器R3的滑动端P时，滑动变阻器的有效电阻增大，在副线圈回路中，副线圈电压

可得电压表示数将变大，B不符合题意；

C．根据

及变压器匝数的关系

可知通过 的电流一定大于 的电流，由

可知R1消耗的功率一定大于R2消耗的功率，C符合题意；

D．因为副线圈电流不变，电压增大，由

可知变压器的输出功率变大，而输入端的电流不变，定值电阻 的功率不变，所以电源的输出功率一定变大，D不符合题意。

故答案为：C。

【分析】A．输入端电流不变，根据变压器电流的关系 可知电流表示数不变；
B.根据欧姆定律就可以判定电压表示数变大；
C.根据变压器电流关系就可以判定 R1消耗的功率一定大于R2消耗的功率 ；
D.变压器的输入功率是由输出功率决定的.

5．【答案】B

【解析】【解答】五个支撑面对蒸锅的支持力的合力与蒸锅包括食物的重力相等，设其中一个支撑面对蒸锅的支持力为N，则其方向与竖直方向夹角为α，由分析可知

又在竖直方向受力平衡，有

解得

故答案为：B.

【分析】对蒸锅进行受力分析，根据共点力平衡得出支承面给蒸锅的支持力。

6．【答案】B,D

【解析】【解答】AB．根据法拉第电磁感应定律

0~2s和2~3s的磁感应强度变化率分别为 ，

代入数据可以得到 ，

所以不是正弦交流电，t=2.5s时感应电动势为2V，A不符合题意，B符合题意；

C．感应电流

电荷量

C不符合题意；

D．t=1s时导线圈内电流的瞬时功率

D符合题意。

故答案为：BD。

【分析】AB．根据法拉第电磁感应定律 判断出是否是正弦式交变电流以及某时刻的电动式大小；
C.利用闭合回路的欧姆定律求出回路中的电流，然后根据电流的定义式求解答案；
D.利用电功率的定义就可以解答。

7．【答案】B,C

【解析】【解答】A．粒子只在电场力作用下运动，粒子的受力方向与运动方向相同，a粒子受到向左的电场力，b粒子受到向右的电场力，则两粒子电性相反，因为电场的方向未知，故两粒子电性未知，A不符合题意；

B．因为两粒子都是只在电场力作用下由静止开始运动，所以电场力对两粒子做正功，所以电势能都减少，B符合题意；

C．由图像可以看出，a的加速度大于b的加速度，而两粒子的比荷相同，由

可得

可判断出，电场强度P点左侧的比右侧大，C符合题意；

D．沿电场线方向电势降低，而题中电场线方向未知，D不符合题意。

故答案为：BC。

【分析】利用其粒子受到的电场力方向不能判别其粒子的电性；利用电场力做功可以判别电势能的变化；利用牛顿第二定律结合加速度的大小可以比较电场强度的大小；利用电场方向未知不能判别电势的高低。

8．【答案】A,C

【解析】【解答】A．撒去外力后，只有弹簧弹力对物体做功，所以A、B和弹簧组成的系统机械能守恒，A符合题意；

B．撤去外力后，墙壁的弹力对B产生了冲量，所以在物块B离开墙壁之前，A、B和弹簧组成的系统动量不守恒，B不符合题意；

C．撤去外力后，墙对B的弹力始终等于弹簧对物块A的弹力，所以墙对B的冲量等于弹簧弹力变为零时（此时墙对B的弹力也减小到零）物块A所获得的动量，即为 ，C符合题意；

D．B离开墙面后，系统动量守恒，当A、B速度相等时

解得

此时弹簧中储存的弹性势能为

D不符合题意。

故答案为：AC。

【分析】由于撤去外力后只有弹簧弹力对物体做功所以机械能守恒；撤去外力后由于墙壁对系统产生弹力所以系统动量不守恒；利用其系统动量的变化可以求出其墙壁对B的动量大小；结合动量守恒定律及能量守恒定律可以求出弹簧存储的弹性势能的大小。

9．【答案】A,C,E

【解析】【解答】A．同一温度下，气体分子速率呈现出“中间多，两头少”的分布规律，A符合题意；

B．布朗运动是悬浮在液体中固体颗粒的运动，是液体分子无规则运动的反映，B不符合题意；

C．第二类永动机是不可能制造出来的，尽管它不违反热力学第一定律，但它违反热力学第二定律，C符合题意；

D．物体熔化时吸热，如果温度不变，物体内分子平均动能不变，比如晶体的熔化过程，D不符合题意。

E．在绝热过程中，外界对物体做功，由热力学第一定律

W为正，Q=0，故物体的内能一定增加，选项E符合题意。

故答案为：ACE。

【分析】A．同一温度下，气体分子速率呈现出“中间多，两头少”的分布规律，符合正态分布规律；
B．布朗运动是悬浮在液体中固体颗粒的运动，是液体分子无规则运动的反映，其实质是分子的无规则运动导致；
C. 第二类永动机是不可能制造出来的，尽管它不违反热力学第一定律，但它违反热力学第二定律
D.温度是分子平均动能的标志，温度不变，分子平均动能不变；

E．在绝热过程中，外界对物体做功，由热力学第一定律 W为正，绝热Q=0，故物体的内能一定增加。

10．【答案】（1）不需要

（2）；

【解析】【解答】（1）本实验中小车所受拉力大小可以直接从力传感器上读取，不需要用钩码的重力来代替，所以钩码的质量不需要远小于小车的质量。

（2）从释放小车到打点计时器打下B点，小车的合力做的功为 ①

打点计时器打下B点时小车的速度的大小为 ②

验证动能定理的表达式为 ③

将①②代入③整理得 ④

【分析】（1）利用力传感器直接测量拉力的大小所以不需要满足质量要求；
（2）利用其拉力及位移的大小可以求出拉力做功的大小，结合其平均速度公式可以求出动能定理的表达式。

11．【答案】正；欧姆调零；3000；；

【解析】【解答】①根据多用电表电流红进黑出原理红表笔应接电压表的负极；正确连接后，发现指针偏转较大，说明所测电阻较小，应换用低档位测量，然后重新欧姆调零

②电路实物图如图所示，

闭合开关 ，由于此时电压表与电源串联，所以电压表测量电源，故读电源的电动势

再闭合S2，电压表与定值电阻串联，根据串联电路分压特点得

解得

【分析】（1）利用红进黑出的电流方向可以判别其红笔应该接电压表的负极，由于偏转角大小所以其测量电阻偏小应该换小挡位，利用挡数和示数的大小可以求出电阻的大小；
（2）利用电路图进行实物图连线；利用其串联电路的电压关系及欧姆定律可以求出电压表的阻值。

12．【答案】（1）解：粒子在电场中加速，由图中M、N正负关系可知粒子带正电；由动能定理可得

解得

（2）解：粒子进入磁场后从C点射出，由左手定则可知磁场方向垂直纸面向外；由洛仑兹力提供向心力得

解得

由几何关系得

代入数据得

【解析】【分析】（1）粒子在电场中加速，利用动能定理可以求出粒子加速获得的速度大小；
（2）粒子进入磁场后，利用左手定则可以判别磁感应强度的方向，结合几何关系可以求出轨道半径的大小，再利用牛顿第二定律可以求出磁感应强度的大小。

13．【答案】（1）解：甲乙滑动时的加速度大小均为

甲与乙碰前的速度v1，则

解得v1=0.3m/s

甲乙碰撞时由动量守恒定律

解得碰后乙的速度v3=0.2m/s

然后乙做减速运动，当速度减为零时则

可知乙恰好能滑到边框a

（2）解：甲与乙碰前运动的时间

碰后甲运动的时间

则甲运动的总时间为

【解析】【分析】（1）已知动摩擦因数的大小，结合牛顿第二定律可以求出甲乙运动的加速度大小，甲与乙碰前做匀减速直线运动，利用速度位移公式可以求出碰前速度的大小，甲乙碰撞过程动量守恒，利用动量守恒定律可以求出乙碰后速度的大小，结合乙做匀减速直线运动的速度位移公式可以求出运动的位移；
（2）甲碰前做匀减速直线运动，碰后做匀减速直线运动，利用速度公式可以求出碰前和碰后的运动时间。

14．【答案】解：加热过程中，活塞受力平衡，属于等压变化，根据 ，可求加热后活塞到汽缸底部的距离；由热力学第一定律，可求加热过程中气体的内能增加量。 

① 等压过程     解得：h2=2 h

② 气体压强：活塞受力平衡，

对外做功：

由热力学第一定律：

得

【解析】【分析】本题是对气体等压变化以及热力学第一定律的考察。热力学第一定律： 在运用时要注意各量的符号.吸热时Q为正值，气体体积变大对外做功，W为负值。