2022届黑龙江省哈尔滨市黑龙江省实验中学高三（上）第六次月考理综物理含答案

2022届黑龙江省哈尔滨市黑龙江省实验中学高三（上）第六次月考理综物理试题

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。它将西部丰富的自然资源水能转化为电能输送到电力供应紧张的沿海地区，这样既实现了东西部地区双赢的目标，也形成了经济发展与环境保护双赢的局面。为了减少输电线上的电能损耗，需要采用高压输电。若金沙江流域上的向家坝水电站输出的功率不变，输出电压提高为原来的20倍，则输电导线上的电能损耗将减小为原来的（　　）

A.  B.  C.  D.

【答案】D

【解析】

【分析】

【详解】根据

可知，输出功率不变，输出电压提高为原来的20倍，则输电导线上的电能损耗将减小为原来的。

故选D。

2. 在水平光滑绝缘桌面上有一边长为的正方形线框，被限制在沿方向的水平直轨道自由滑动。边右侧有一正直角三角形匀强磁场区域，直角边和的长也等于，磁场方向竖直向下，其俯视图如图所示，线框在水平拉力作用下向右匀速穿过磁场区，若图示位置为时刻，设逆时针方向为电流的正方向。则感应电流图像正确的是（时间单位为）（　　）

1.  B.  

C.  D.

【答案】D

【解析】

【分析】

【详解】bc边的位置坐标x在0-l的过程，根据楞次定律判断可知线框中感应电流方向沿a→b→c→d→a，为正值。线框bc边有效切线长度为

L=l-vt

感应电动势为

E=BLv=B（l-vt）•v

均匀减小，感应电流

即知感应电流均匀减小。
同理，x在l-2l过程，根据楞次定律判断出来感应电流方向沿a→d→c→b→a，为负值，感应电流均匀减小。故ABC错误，D正确。

故选D。

3. 如图甲所示，一个匝数n＝100的圆形导体线圈，面积S1＝0.4 m2，电阻r＝1 Ω。在线圈中存在面积S2＝0.3 m2的垂直线圈平面向外的匀强磁场区域，磁感应强度B随时间t变化的关系如图乙所示。有一个R＝2 Ω的电阻，将其两端a、b分别与图甲中的圆形线圈相连接，b端接地，则下列说法正确的是（　　）

A. 圆形线圈中产生的感应电动势E＝4.5 V

B. 在0～4 s时间内通过电阻R的电荷量q＝8 C

C. 设b端电势为零，则a端电势φa＝3 V

D. 在0～4 s时间内电阻R上产生的焦耳热Q＝16 J

【答案】A

【解析】

【分析】

【详解】A．线圈产生的电动势：

A正确；

B．电流为

通过电阻R的电荷量为

B错误；

C．由楞次定律可知，电流沿顺时针方向，b点电势高，a点电势低

解得

C错误；

D．在0～4s时间内电阻R上产生的焦耳热为：

D错误。

故选A。

4. 如图所示，边长为L、匝数为N，电阻不计的正方形线圈abcd在磁感应强度为B的匀强磁场中绕转轴OO′转动，轴OO′垂直于磁感线，在线圈外接一含有理想变压器的电路，变压器原、副线圈的匝数分别为n1和n2，保持线圈以恒定角速度ω转动，下列判断正确的是（　　）

A. 在图示位置时线框中磁通量零，感应电动势也为零

B. 当可变电阻R的滑片P向上滑动时，电流表A1的示数变大

C. 电压表V2示数等于

D. 若可变电阻接入的阻值为R0，则在矩形线圈转一周的过程中，可变电阻产生的焦耳热为

【答案】C

【解析】

【详解】A．图示位置时线圈平面和磁场平行，穿过线圈平面的磁通量为零，磁通量的变化率最大，感应电动势最大，A错误；

B．当可变电阻R的滑片P向上滑动时，滑动变阻器接入电路的阻值变大，副线圈两端电压不变，根据欧姆定律，副线圈电流变小，原副线圈匝数比不变，电流比等于匝数的反比，所以原线圈电流也变小，电流表A1的示数变小，B错误；

C．线圈匀速转动产生感应电动势的最大值为

电压表的示数为电压的有效值，电压表V1示数为

理想变压器原副线圈电压比

副线圈电压

C正确；

D．矩形线圈转一周的时间

若可变电阻接入的阻值为R0，则在矩形线圈转一周的过程中，可变电阻产生的焦耳热为

D错误。

故选C。

5. 如图所示，一根足够长的光滑绝缘杆MN固定在竖直平面内，且与水平面的夹角为，空间中存在垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为1T，质量为0.1kg的带电小环沿杆下滑到图中的P处时，对杆有垂直杆向下的、大小为0.3N的压力。已知小环的带电荷量为0.1C，重力加速度大小g=10m/s2，sin37°=0.6。下列说法正确的是（　　）

A. 小环带正电

B. 小环下滑的加速度大小为8m/s2

C. 小环滑到P处时的动能为1.25J

D. 当小环再沿杆滑动2.25m后恰好与杆没有相互作用

【答案】C

【解析】

【详解】A．环的重力在垂直杆向下的分力为

杆对环的支持力垂直杆向上为0.3N，故环所受洛伦兹力方向垂直杆向上，由左手定则可知环带负电，A错误；

BC．洛伦兹力方向垂直运动方向，则沿着杆方向

解得

设环滑到P点的速度为vP，在垂直杆方向据平衡条件可得

解得

则动能为

B错误，C正确；

D．环与杆之间没有正压力时，洛伦兹力等于重力垂直于杆向下的分力，则

解得

环向下运动的过程中只有重力做功，洛伦兹力不做功，设两点之间的距离是L，据动能定理可得

解得

D错误。

故选C。

6. 如图所示，垂直纸面向里的匀强磁场分布在边长为L的等边三角形内，D是边的中点，一群相同的带负电的粒子仅在磁场力作用下，从D点沿纸面以平行于边方向、大小不同的速率射入三角形内，不考虑粒子间的相互作用力，已知粒子在磁场中运动的周期为T，则下列说法中正确的是（　　）

A. 粒子垂直边射出时，半径R等于

B. 速度小的粒子一定比速度大的粒子在磁场中运动时间长

C. 粒子可能从边射出，且在磁场中运动时间为

D. 粒子可能从C点射出，且在磁场中运动的时间为

【答案】AD

【解析】

【详解】A．粒子垂直BC边射出时，运动轨迹如图

根据几何关系知半径为，A正确；

BCD．若带电粒子刚好从BC边射出磁场，运动轨迹与BC边相切，可知圆心角为180°，粒子在磁场中经历时间为，若带电粒子刚好从AC边射出磁场，运动轨迹与AC边相切，作图可得切点为C点，如下图

可知圆心角为60°，粒子在磁场中经历时间为，若带电粒子从AB边射出磁场，可知圆心角为240°，粒子在磁场中经历时间为，所以该粒子在磁场中经历时间为，则它一定从AB边射出磁场；所以可知粒子速度和运动时间无确定的关系，BC错误,D正确。

故选AD。

7. 自行车速度计可以利用霍尔效应传感器获知自行车的运动速率。如图甲所示，一块磁铁安装在前轮上，轮子每转一圈，磁铁就靠近传感器一次，传感器就会输出一个脉冲电压。如图乙所示，电源输出电压为U1，当磁场靠近霍尔元件时，在导体前后表面间出现电势差U2（前表面的电势低于后表面的电势）。下列说法中正确的是（　　）

A. 图乙中霍尔元件的载流子带正电

B. 已知自行车车轮的半径，再根据单位时间内的脉冲数，即获得车速大小

C. 若传感器的电源输出电压U1变大，则霍尔电势差U2变大

D. 霍尔电势差U2的大小与霍尔元件所用的材料有关

【答案】BCD

【解析】

【分析】

【详解】A．根据左手定则可判断，霍尔元件的电流I是由负电的定向移动形成的，故A错误；

B．根据单位时间的脉冲数，可求得车轮的转动周期，从而求得车轮的角速度，根据

可求得车速的大小，故B正确；

CD．根据

得

由电流的微观定义式

n是单位体积内的电子数，e是单个导电粒子所带的电量，S是导体的横截面积，v是导电粒子运动的速度，整理得出

联立得

若传感器的电源输出电压U1变大，电流增大，也增大，不同的材料单位体积内的电子数不同，所以霍尔电势差U2的大小与霍尔元件所用的材料有关，故CD正确。

故选BCD。

8. 如图所示，、为足够长的平行金属导轨，间距为L，导轨平面与水平面间夹角为，N、Q间连接一个电阻R，匀强磁场垂直于导轨平面向上，磁感应强度为B。将一根质量为m的金属棒放在导轨的位置，金属棒电阻为r，导轨的电阻不计。现由静止释放金属棒，金属棒沿导轨向下运动过程中始终与导轨垂直，且与导轨接触良好。已知金属棒与导轨间的动摩擦因数为，当金属棒滑行至处时，其速度大小为v且开始保持不变，位置与之间的距离为s。（已知重力加速度为g）下列说法正确的是（　　）

A. 金属棒到达位置之前沿导轨匀加速下滑；

B. 金属棒达到处的速度

C. 金属棒从位置运动到的过程中，电路中产生的焦耳热以及摩擦生热之和等于金属杆机械能的减小量

D. 金属棒从位置运动到过程中，电阻R产生的热量

【答案】BC

【解析】

【详解】AB．金属棒下滑时受重力、支持力、安培力和摩擦力，根据牛顿第二定律

mgsinθ-F安-μmgcosθ=ma

安培力为

联立可得

可知随着速度的增大加速度逐渐减小，当加速度为零时，速度达到最大，以后做匀速运动，即

故A错误，B正确；

C．金属棒从位置ab运动到cd的过程中，根据能量守恒可知，机械能的减小量等于电路中产生的焦耳热以及摩擦生热之和，故C正确；

D．根据动能定理可知，金属棒从位置ab运动到cd的过程中，有

其中

电阻R产生的热量

联立可得

故D错误。

故选BC。

第Ⅱ卷

三、非选择题：共174分。第22-32题为必考题，每个试题考生都必须作答。第33-38题为选考题，考生根据要求作答。

（一）必考题：（共129分）

9. 在做“验证动量守恒定律”实验时，入射球a的质量为m1，被碰球b的质量为m2，小球的半径为r，各小球的落地点如图所示，下列关于这个实验的说法正确的是（　　）

A. 入射球与被碰球最好采用大小相同、质量相等的小球

B. 让入射球与被碰球连续10次相碰，每次都要使入射球从斜槽上相同的位置滚下

C. 要验证的表达式是m1ON=m1OM＋m2OP

D. 要验证的表达式是m1OP=m1OM＋m2ON

【答案】BD

【解析】

【详解】A．入射球与被碰球最好采用大小相同、且入射球的质量大于被碰球的质量，这样防止入射球反弹，A错误；

B．入射球每次必须从斜槽的同一位置由静止滚下，保证每次碰撞都具有相同的初动量，B正确；

CD．两球做平抛运动时都具有相同的起点，P为不放被碰球时小球的落点，M为入射球碰后的落点，N为被碰球的落点，要验证的关系是

因平抛的时间相同，则

故应验证的关系式为

C错误，D正确。

故选BD。

10. 某同学在测量某一定值电阻Rx阻值的实验中：

（1）为了合理选用器材设计测量电路，他先用多用表的欧姆挡“1k”按正确的操作步骤粗测其电阻，指针如图所示，则读数应记为________kΩ。

（2）再进行精确测Rx的电阻，除了Rx、开关S、导线外，还有下列器材供选用：

A.电流表A1（量程0~1mA，内阻约30Ω）

B.电流表A2（量程0~0.6A，内阻约0.05Ω）

C.电压表V1（量程0~1V，内阻约10kΩ）

D.电压表V2（量程0~10V，内阻约100kΩ）

E电源E1（电动势1.5V，额定电流0.5A，内阻不计）

F.电源E2（电动势12V，额定电流2A，内阻不计）

G.滑动变阻器R0（阻值范围0~10Ω，额定电流2A）

为使测量尽量准确，电流表选用___________，电压表选用___________，电源选用__________。（均填器材前的字母代号）

（3）为了提高测量精度，实验时需要测量多组数据，结合（2）中所选择的器材，在下面虚线方框中画出实验电路图，并用所选器材符号表示或标注电路中各元件。（      ）

（4）该同学选择器材、连接电路和操作均正确，从实验原理上看，待测电阻测量值会_______（填“大于”“小于”或“等于”）其真实值

【答案】    ①. 10    ②. A    ③. D    ④. F    ⑤.     ⑥. 大于

【解析】

【详解】（1）[1]用“1k”挡，指针静止时指在如图甲所示刻度，读数为10，乘挡位“1k”，所以是10kΩ。

（2）[2][3][4]若电源选用E，则通过Rx的最大电流为0.15mA，电流表选用A还达不到半偏，电源应选用F。电压表内阻应尽可能与被测电阻阻值相差大一些且量程接近电源电压，电压表选用D。由此可知电路中的电流最大值约为1.2mA，电流表选用A。

（3）[5]由于，所以测量电路选择电流表内接法，由于实验要测量多组数据，且滑动变阻器的总阻值远小于待测电阻Rx，所以滑动变阻器采用并联分压式连接，电路图如图所示。

（4）[6]因为电流表采用内接法，电压表测出的电压为Rx与电流表串联后两端电压，，而，所以。

11. 如图所示的坐标系中，第一象限内存在与x轴成37°角斜向下的匀强电场，电场强度E=500N/C；第四象限内存在垂直于纸面向里的有界匀强磁场，沿x轴方向的宽度OA=16cm，y轴负方向无限大，磁感应强度B=1.5×10-4T。现有一比荷为的正离子（不计重力），以某一速度v0从O点与x轴正方向夹角=53°射入磁场，离子通过磁场后刚好从A点射出，之后进入电场。

（1）求离子进入磁场的速度的大小v0；

（2）离子进入电场后，经多长时间再次到达x轴上；

（3）离子进入电场后，离x轴的最远距离H是多少。

【答案】（1）3×106m/s；（2）；（3）4.8cm

【解析】

【详解】（1）根据题意，可得离子的运动轨迹如图所示

由离子运动的轨迹可得

又洛伦兹力提供向心力，即有

联立解得

v0=3×106m/s

（2）根据题意可得

又

联立解得

（3）根据题意可得

代入数据，解得

H=4.8cm

12. 如图所示，电阻不计的光滑金属导轨由弯轨AB、FG和直窄轨BC、GH以及直宽轨DE、IJ组合而成，AB、FG段为竖直平面内的圆弧，半径相等，分别在B、G两点与窄轨BC、GH相切，窄轨和宽轨均处于同一水平面内，相邻段互相垂直，窄轨间距为L，宽轨间距为2L。窄轨和宽轨之间均有竖直向上的匀强磁场，磁感应强度分别为B和2B。由同种材料制成的相同金属直棒a、b始终与导轨垂直且接触良好，两棒的长度均为2L，质量分别为m和2m，其中b棒电阻为R。初始时b棒静止于导轨BC段某位置，a棒由距水平面高h处自由释放。已知b棒刚到达C位置时的速度为a棒刚到达B位置时的，重力加速度为g，求：

（1）b棒刚到达C位置要进入宽轨道前a棒的速度v1；

（2）b棒刚到达C位置要进入宽轨道前b棒加速度ab的大小；

（3）b棒在BC段运动过程中，a棒和b棒的相对位移；

（4）若a棒到达宽轨前已做匀速运动，则b棒从刚滑上宽轨到第一次达到匀速的过程中产生的焦耳热Qb。（结果均可用分式表示）

【答案】（1）；（2）；（3）；（4）

【解析】

【详解】（1）设a棒到B处时速度为，从A到B根据动能定理有

解得

  ①

设b棒运动到C位置时，a、b棒的速度分别为、，根据动量守恒定律有

  ②

根据题意有

  ③

联立①②③得

  ④

（2）b棒刚到达C位置要进入宽轨道前，电路感应电动势

  ⑤

由

，

知

当a、b棒都在窄轨道时

  ⑥

  ⑦

对b棒，根据牛顿第二定律有

  ⑧

由③~⑧得

  ⑨

（3）对b棒，根据动量定理有

  ⑩

  ⑪

  ⑫

由③⑩⑪⑫得

  ⑬

（4）设a、b棒匀速运动的速度分别为v3和v4，则

即

  ⑭

对a棒，根据动量定理有

  ⑮

对b棒，根据动量定理有

  ⑯

由⑭⑮⑯得

，  ⑰

根据能量守恒有

  ⑱

由①③④⑭~⑱得

[物理选修3-3]

13. 下列叙述不正确的是（　　）

A. 光电效应揭示了光具有粒子性，光的波长越短，其粒子性越显著

B. 普朗克为了解释黑体辐射现象提出了能量量子化理论并解释了光电效应

C. 遏止电压与光电子的最大初动能成正比

D. 速度相等的电子和质子，电子的动量小，电子的物质波波长小

E. 康普顿效应揭示了光具有波动性

【答案】BDE

【解析】

【详解】A．光具有波粒二象性，光的波长越短，其粒子性越显著，光电效应体现了光的粒子性，A正确，不符合题意；

B．普朗克为了解释黑体辐射现象提出了能量量子化理论，爱因斯坦解释了光电效应，B错误，符合题意；

C．当初动能最大的光电子刚好到达阴极时，有，所以遏止电压与光电子的最大初动能成正比，C正确，不符合题意；

D．根据，，速度相等电子和质子，电子的质量小，所以电子的动量小，电子的物质波波长大，D错误，符合题意；

E．康普顿效应揭示了光具有粒子性，E错误，符合题意。

故选BDE。

14. 如图所示，电源的电动势均为E，内阻不计，光电管的阴极K用极限波长为的材料制成。将开关S闭合，将波长为的激光射向阴极，通过改变光电管A和阴极K之间的电压，可测得相应光电流的饱和值，已知普朗克常量h，电子电荷量e。

（1）该金属材料的逸出功W；

（2）求由K极发射的光电子的最大初动能；

（3）当阳极A和阴极K之间的电压为时，求电子到达A极时的最大动能。

【答案】（1）；（2）；（3）

【解析】

【分析】

【详解】（1）金属的逸出功

（2）根据爱因斯坦光电效应方程，可知由K极逸出光电子的最大初动能为

（3）开关S闭合时，为正向电压，当阳极A和阴极K之间的电压为时，根据动能定理有

解得

[物理选修3–4]

15. 在双缝干涉实验中，用绿色激光照射在双缝上，在缝后的屏幕上显示出干涉图样.若要增大干涉图样中两相邻亮条纹的间距，可选用的方法是（    ）

A. 改用红色激光

B. 改用蓝色激光

C. 减小双缝间距

D. 将屏幕向远离双缝的位置移动

E. 将光源向远离双缝的位置移动

【答案】ACD

【解析】

【详解】A. 根据干涉图样中两相邻亮条纹的间距Δx＝λ可知，改用红色激光，波长变大，则条纹的间距变大，选项A正确；

B. 根据干涉图样中两相邻亮条纹的间距Δx＝λ可知，改用蓝色激光，则波长变短，则条纹的间距变小，选项B错误；

C. 根据干涉图样中两相邻亮条纹的间距Δx＝λ可知，减小双缝间距d，则条纹的间距变大，选项C正确；

D. 根据干涉图样中两相邻亮条纹的间距Δx＝λ可知，将屏幕向远离双缝的位置移动，即l变大，则条纹的间距变大，选项D正确；

E. 根据干涉图样中两相邻亮条纹的间距Δx＝λ可知，将光源向远离双缝的位置移动对条纹间距无影响，选项E错误.

16. 一直桶状容器的高为21，底面是边长为l的正方形；容器内装满某种透明液体，过容器中心轴DD′、垂直于左右两侧面的剖面图如图所示．容器右侧内壁涂有反光材料，其他内壁涂有吸光材料．在剖面的左下角处有一点光源，已知由液体上表面的D点射出的两束光线相互垂直，求该液体的折射率．

【答案】1.55

【解析】

【详解】设从光源发出直射到D点的光线的入射角为i1，折射角为r1，在剖面内做光源相对于反光壁的镜像对称点C，连接CD，交反光壁于E点，由光源射向E点的光线，反射后沿ED射向D点；光线在D点的入射角为i2，折射角为r2，如图所示；

设液体的折射率为n，由折射定律：①

②

依题意：③

联立①②③解得：④

由几何关系：⑤

⑥

联立④⑤⑥解得：n=1.55