2021-2022学年江苏省淮安市淮安区高三上学期期中调研测试 物理试卷（解析版）

2021-2022学年江苏省淮安市淮安区高三上学期期中调研测试 

高三物理

（时间：75分钟  总分：100分）

一、选择题：共10题，每题4分，共40分。每小题只有一个选项符合题意。

1. 嫦娥四号探测器上安装了一块核电池，利用放射性同位素发射的高能射线照射热电元件，将热能转化为电能，符合这种核电池原理的核反应方程是（　　）

A.

B.

C.

D.

【1题答案】

【答案】C

【解析】

【详解】A．该方程为轻核聚变方程，A错误；

B．该方程为原子核的人工转变方程，B错误；

C．该方程为同位素的衰变方程，C正确；

D．该方程为重核裂变方程，D错误。

故选C。

2. 关于氢原子与1价氦离子的尺寸大小比较，下列说法正确的是（　　）

A. 前者较大 B. 后者较大 C. 大小相等 D. 无法比较

【2题答案】

【答案】A

【解析】

【详解】氢原子与1价氦离子核外均有一个电子，而1价氦离子的核电荷数大于氢原子的核电荷数，核电荷数越多原子核对核外电子的引力越大，使电子向原核收缩，则原子半径越小，因此，1价氦离子的尺寸小于氢原子的尺寸。

故选A。

3. 解放军鱼雷快艇在南海海域附近执行任务，假设鱼雷快艇的总质量为M，以速度v前进，现沿快艇前进方向发射一颗质量为m的鱼雷后，快艇速度减为原来的，不计水的阻力，则鱼雷对地的发射速度为(　　)

A.  B.

C.  D.

【3题答案】

【答案】A

【解析】

【详解】不计水阻力，鱼雷快艇发射鱼雷的过程动量守恒，则，解得：鱼雷的发射速度．故A项正确，BCD三项错误．

4. 玻尔提出原子存在着能级，它的能量是量子化的。其实验依据是（　　）

A. 阴极射线在磁场中的偏转 B. 粒子的大角度散射现象

C. 某些物质具有放射性 D. 原子产生的线状光谱

【4题答案】

【答案】D

【解析】

【详解】D．原子产生不连续的线状光谱，说明原子能量是不连续的，可以作为能量量子化的实验依据，D正确；

A．阴极射线在磁场中的偏转说明阴极射线离子带电，A错误；

B．粒子的大角度散射现象是原子核式结构的实验依据，B错误；

C．物质具有放射性说明原子结构的复杂性，C错误。

故选D。

5. 在东京奥运会举重比赛中，李发彬在挺举中展现“金鸡独立”绝技，单脚支撑。又将姿势回复为双脚着地稳定3秒，最终夺得冠军，并打破奥运纪录。将李发彬的单脚支撑和双脚着地均视作平衡状态。关于此过程的表述正确的是（　　）

A. 单脚支撑时地面对其支持力大小比双脚着地时的支持力大

B. 单脚支撑时地面对其支持力大小比双脚着地时的支持力小

C. 若李发彬握杠的两手间距离变大，则其手臂受杠铃的作用力将变大

D. 若李发彬握杠的两手间距离变大，则其手臂受杠铃的作用力将变小

【5题答案】

【答案】C

【解析】

【详解】AB．根据受力平衡可知，单脚支撑时地面对其支持力和双脚着地时的支持力大小都等于运动员和杠铃的总重，AB错误；

CD．手臂对杠铃的作用力大小为，手臂与横杠之间的夹角为，杠铃的重力为，根据平衡条件可得

由几何关系可知握杠的两手间距离变大，对应的角越小，则变大，由牛顿第三定律可知，手臂受杠铃的作用力变大，C正确，D错误。

6. 回收嫦娥五号返回器采用了“太空水漂”技术。先让返回器高速进入大气层，再借助大气提供的升力跃出大气层，然后再扎入大气层，返回地面。”下图为其示意图，虚线大圆为大气层的边界，已知地球半径为，点到地心的距离为，地球表面重力加速度为。下列说法正确的是（　　）

A. 航天器从到运动过程中处于完全失重状态

B. 航天器从到点的机械能一直减小

C. 航天器运动到点时的加速度为

D. 航天器在点和点的速度相同

【6题答案】

【答案】C

【解析】

【详解】A．航天器从到的运动是曲线运动，合力指向曲线内侧，由此可知航天器有竖直向上的加速度分量，航天器处于超重状态，A错误；

B．航天器从点到点，有大气阻力做负功，航天器机械能减小，航天器从点到点只有引力做功，航天器机械能不变，因此航天器从到点的过程中，航天器的机械能先减小后不变，B错误；

C．航天器运动到点时，万有引力提供加速度

又因为

解得

C正确；

D．从点到点外力做功为零，航天器在点和点的速度大小相同，方向不同，D错误。

故选C。

7. 某同学利用图甲所示装置研究摩擦力的变化情况。实验台上固定一个力传感器，传感器用棉线拉住物块，物块放置在粗糙的长木板上。水平向左拉长木板，传感器记录的图像如图乙所示。下列说法正确的是（　　）

A. 实验中必须让长木板保持匀速运动

B. 最大静摩擦力与滑动摩擦力之比约为10：7

C. 物块与木板间的动摩擦因数为0.7

D. 图乙中曲线可以反映长木板所受拉力随时间的变化趋势

【7题答案】

【答案】B

【解析】

【详解】A．实验原理是通过受力平衡研究摩擦力变化情况，因此只需要保证物块静止即可，不需要长木板保持匀速，A错误；

B．由图可知最大静摩擦力约为，滑动摩擦力约为，因此最大静摩擦力与滑动摩擦力之比约为10：7，B正确；

C．根据

可知，题中未给出物块的质量或者重力，无法计算动摩擦因数，C错误；

D．物块与木板发生相对滑动之后，两者之间的滑动摩擦力保持恒定，因此，图乙中曲线不可以反映长木板所受拉力随时间的变化趋势，D错误。

故选B。

8. 如图所示，从地面上同一位置抛出相同的两小球、，分别落在地面上的、点，两球运动的最大高度相同。空气阻力不计，下列说法正确的是（　　）

A. 两球抛出时的速度方向相同，大小不同

B. 球在最高点的动量比球在最高点的动量大

C. 球落地时重力的功率比球落地时重力的功率大

D. 球在空中运动的时间比球在空中运动的时间长

【8题答案】

【答案】B

【解析】

【详解】D．抛出时、两球的水平分速度和竖直分速度分别、、、，根据斜抛运动可以计算出物体从抛出到最高点所用的时间为

因为两球运动的最大高度相同，则两球从抛出到最高点所用时间相同，根据运动对称性可知两球在空中运动的时间相同，D错误；

B．抛体运动的水平位移可以表示为

因为两球运动的时间相同，且，由此可知小球抛出时的水平速度满足

球在最高点的动量

球在最高点的动量

因此，球在最高点的动量比球在最高点的动量大，B正确；

C．根据抛体运动的规律可知

、球落地时重力的功率分别为

可知两球落地时重力的功率相同，C错误；

A．因为

抛出时的速度大小满足

抛出速度与水平方向的夹角满足

因此两球抛出时的速度方向不同，大小不同，A错误。

故选B。

9. 如图所示，长的轻杆两端分别固定着可以视为质点的小球、，放置在光滑水平桌面上，轻杆中点有一竖直方向的固定转动轴，小球、的质量分别为、。当轻杆以角速度绕轴在水平桌面上转动，则（　　）

A. 转轴受到轻杆拉力的大小为

B. 轻杆给小球的作用力等于轻杆给小球的作用力

C. 小球的线速度是小球线速度的3倍

D. 小球向心加速度是小球的向心加速度的3倍

【9题答案】

【答案】A

【解析】

【详解】CD．小球、的线速度和向心加速度分别为

由此可知小球、的线速度大小相等，小球、的向心加速度大小相等，CD错误；

AB．轻杆给小球、的作用力分别提供两个小球做圆周运动的向心力

根据牛顿第三定律可知，小球、对杆的拉力大小分别为

则转轴受到轻杆拉力的大小为

由此可知，轻杆给小球的作用力不等于轻杆给小球的作用力，且转轴受到轻杆拉力的大小为，A正确，B错误。

故选A。

10. 物体在粗糙地面上匀减速滑动。若已知物体在第内位移为8m，在第3s内位移为0.5m。在其停止运动前说法不正确的是（　　）

A. 物体的动量随时间均匀减小 B. 物体的动能随位移均匀减小

C. 物体的加速度大小一定为 D. 物体在第2.5s末的速度一定为

【10题答案】

【答案】D

【解析】

【详解】A．匀减速运动，速度随时间均匀减小，则物体的动量（mv）也随时间均匀减小，故A正确，不符合题意；

B．匀减速运动的合外力F恒定，由动能定理可知

得物体的动能表达式为

动能与位移成一次函数（线性关系），说明动能与位移均匀减小，故B正确，不符合题意；

C．根据位移时间公式，第1s内的位移为

第3s内的位移为

代入数据解得

3s末速度

说明在3s前物体已经停止。0.5s末的速度为8m/s，则从0.5s末开始到停止的时间为，则2s后运动的时间

采用逆向思维得，2s后到停止的位移为

解得

故C正确，不符合题意。

D．物体在3s前就已经停止运动，则物体在第2.5s末速度不等于第3秒的平均速度，故D错误，符合题意。

故选D。

二、非选择题：共5题，共60分。其中第13~15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. 验证“力的平行四边形定则”，如图所示，实验步骤如下：

①用两个相同的弹簧测力计互成角度拉细绳套，使橡皮条伸长，结点到达纸面上某一位置，记为；

②记录两个弹簧测力计的拉力和的大小和方向；

③只用一个弹簧测力计，将结点仍拉到位置，记录弹簧测力计的拉力的大小和方向；

④按照力的图示要求，作出拉力、、；

⑤根据力的平行四边形定则作出和的合力；

⑥比较和的一致程度。

（1）下列说法中正确的是________。

A.应使橡皮条与两绳夹角的平分线在同一直线上

B.为了便于计算合力大小，两绳间夹角应取、、等特殊角度

C.系在橡皮条末端的两绳要一样长

D.同时改变两个弹簧测力计的拉力，结点可能保持在位置

（2）改变、，重复步骤①至⑥进行第二次实验，记下结点位置，位置________（选填“必须”或“不必”）与位置相同。

（3）某次实验中测力计的示数如图所示，此时弹簧秤上拉力的大小为________。

（4）实验中，用两个弹簧测力计同时拉细绳套，两绳夹角小于，一个弹簧测力计示数接近量程，另一个超过量程的一半，请说明这样操作________（选填“合理”或“不合理”），理由是________________________。

【11题答案】

【答案】    ①. D    ②. 不必    ③. 1.80    ④. 不合理    ⑤. 只用一个弹簧测力计拉时会超过其量程

【解析】

【详解】（1）[1]

A．F1、F2方向间夹角大小适当即可，不一定要橡皮条和两绳套夹角的角平分线在一条直线上，故A错误；

B．两细线拉橡皮条时，只要确保拉到同一点即可，两绳间夹角不一定要取、、等特殊角度，故B错误；

C．细线的作用是能显示出力的方向，所以不必等长，故C错误；

D．同时改变两个弹簧测力计的拉力，结点可能保持在位置O1，故D正确。

故选D。

（2）[2]重复试验时，O2不必与O1位置相同。

（3）[3]弹簧测力计最小分度是0.1N，读到下一位，图中读数为1.80N。

（4）[4] [5]不合理，只用一个弹簧测力计拉时会超过其量程。

12. 我国中微子探测实验利用光电管把光信号转换为电信号。如图所示，和分别是光电管的阳极和阴极，在、之间加上一可调电压。现用一束频率为的紫外线照射在上，并在回路中形成电流。已知阴极材料的逸出功为，普朗克常量为，电子电荷量为。求：

（1）光电子离开时的最大动能；

（2）使回路中的电流强度减小到0的反向遏止电压。

【12题答案】

【答案】（1）；（2）

【解析】

【详解】（1）根据爱因斯坦光电效应方程可知

（2）使回路中的电流强度减小到0，即没有光电子能够到达光电管阳极，由动能定理可知

解得

13. 质量为的弹性球从空中某高度由静止开始下落，经与地面发生碰撞，该过程的图像如图所示，球与水平地面相碰后反弹的速度大小为碰撞前的。该球受到的空气阻力大小恒定，取，求：

（1）弹性球所受空气阻力的大小；

（2）弹性球第一次碰撞后反弹的高度；

（3）第一次碰撞过程中合外力对弹性球冲量的大小。

【13题答案】

【答案】（1）；（2）；（3）

【解析】

【详解】（1）由图可得弹性球下落过程中的加速度为

根据牛顿第二定律可得

解得

（2）依题意可知第一次碰撞后反弹的速度大小为

在弹性球上升过程中，根据牛顿第二定律可得

弹性球上升过程中的加速度大小为

弹性球第一次碰撞后反弹的高度

解得

（3）根据动量定理可得

14. 如图所示，质量为的长木板静止在光滑水平面上，右端与一固定在地面上的半径的光滑四分之一圆弧紧靠在一起，圆弧的底端与木板上表面水平相切。质量为的滑块（可视为质点）以初速度从圆弧的顶端沿圆弧下滑到木板上，恰好不会从板左侧脱落。不计空气阻力，取。求：

（1）刚下滑时所受向心力的大小；

（2）、间因摩擦而产生的热量；

（3）当、间动摩擦因数时木板长度。

【14题答案】

【答案】（1）；（2）；（3）

【解析】

【详解】（1）根据牛顿第二定律可得

（2）由动能定理可得，滑块B滑上木板A时的速度为，根据动能定理有

解得

滑块B在木板A上滑动的过程中因地面光滑，木板A和滑块B组成的系统动量守恒，最终两者的共同速度为

解得

由能量转化和守恒可知，、间因摩擦而产生的热量为

解得

（3）、滑动摩擦力为

、间因摩擦而产生的热量，根据滑动摩擦力做功和能量转化的关系可得

解得

15. 某兴趣小组设计了一个“螺丝”形的竖直轨道模型，如图所示。将一质量为的小球（视为质点）放在点，用弹簧装置将其从静止弹出，使其沿着半圆形竖直光滑轨道和运动（与圆心在同一水平线上），、是材料相同的水平面，其中段，足够长，是与、点相切的竖直圆形光滑管道（管径很小，、相互靠近且错开）。已知弧的半径，圆弧的半径和的半径，小球与、间的动摩擦因数均为，其余轨道均光滑，弹簧的最大弹性势能，小球运动时始终没有脱离轨道（重力加速度取）。求：

（1）小球通过点的最小速度；

（2）若弹簧以最大弹性势能将小球弹出，小球最终停下来的位置距点的距离s；

（3）以点为坐标原点，水平方向建立轴如图，求弹簧弹性势能随小球停止位置坐标变化关系。

【15题答案】

【答案】（1）；（2）；（3），，

【解析】

【分析】

【详解】（1）在点，当轨道对小球的弹力恰好为零时

解得

（2）过，根据机械能守恒，可得

解得

恰到点，即有

解得

因和故小球可滑到点右侧，所以

解得

（3）小球过停段，则，即有

解得

小球最终停在段，小球恰好回到点，即有

所以，故要使小球最终停在段，弹簧弹性势能应满足

过后恰好返回点，根据能量守恒，有

当时，过返回停段，即有

解得

当时，第二次过返回停段，即有

解得