2022届江苏省常州市溧阳光华高级中学高三（上）期末适应考试物理试题含解析

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2022届江苏省常州市溧阳光华高级中学高三（上）期末适应考试物理试题一、单项选择题：共10题，每题4分，共40分。每题只有一个选项最符合题意。1. α粒子在很多物理实验中扮演着重要的角色，下列说法正确的是（　　）A. 图甲表示的是α粒子散射实验，该实验揭示了原子核是可再分的B. 图乙表示的是磁场对α、β和γ射线的作用情况，其中③是α射线C. 图丙表示的是铀238放出一个α粒子后，质量数减少4，电荷数减少2成为新核D. 图丁表示的是查德威克用α粒子轰击氮核发现了质子【答案】C【解析】【详解】A．图甲表示的是α粒子散射实验，导致发现原子具有核式结构，故A错误；B．图乙表示的是磁场对α、β和γ射线的作用情况，由左手定则可知其中③是β射线，故B错误；C．图丙表示的是铀238放出一个α粒子后，质量数减少4，电荷数减少2成为新核，故C正确；D．图丁表示的是卢瑟福通过α粒子轰击氮核实验的研究，实现了原子核的人工转变，发现了质子，故D错误。故选C。2. 我国航天人发扬“两弹一星”精神砥砺前行，从“东方红一号”到“北斗”不断创造奇迹。“北斗”第49颗卫星的发射迈出组网的关键一步。该卫星绕地球做圆周运动，运动周期与地球自转周期相同，轨道平面与地球赤道平面成一定夹角。该卫星（　　）A. 运动速度大于第一宇宙速度B. 运动速度小于第一宇宙速度C. 轨道半径大于“静止”在赤道上空的同步卫星D. 轨道半径小于“静止”在赤道上空的同步卫星【答案】B【解析】【详解】AB．第一宇宙速度是指绕地球表面做圆周运动的速度，是环绕地球做圆周运动的所有卫星的最大环绕速度，该卫星的运转半径远大于地球的半径，可知运行线速度小于第一宇宙速度，选项A错误B正确；CD．根据可知因为该卫星的运动周期与地球自转周期相同，等于“静止”在赤道上空的同步卫星的周期，可知该卫星的轨道半径等于“静止”在赤道上空的同步卫星的轨道半径，选项CD错误。故选B。3. 图甲为家庭常用的燃气灶实物图，灶面上有一个支架。共有四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，已知支架的每个支面与水平方向成α角。蒸锅和里面的食物总计重为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. 【答案】B【解析】【分析】【详解】对蒸锅进行受力分析可得解得ACD错误，B正确。故选B。4. 有研究发现，某神经细胞传递信号时，离子从细胞膜一侧流到另一侧形成跨膜电流，若将该细胞膜视为的电容器，在内细胞膜两侧的电势差从变为，则该过程中跨膜电流的平均值为（　　）A.  B.  C.  D. 【答案】D【解析】【详解】根据Q=CU可知∆Q=C∆U=10-8×(30+70)×10-3C=10-9C则该过程中跨膜电流的平均值为故选D。5. 在光滑桌面上将长为的软导线两端固定，固定点的距离为，导线通有电流I，处于磁感应强度大小为B、方向竖直向下的匀强磁场中，导线中的张力为（　　）A  B.  C.  D. 【答案】A【解析】【详解】从上向下看导线的图形如图所示
 导线的有效长度为2L，则所受的安培力大小设绳子的张力为，由几何关系可知解得故A正确，BCD错误。故选A.6. 无线充电器能给手机充电正是因为两者内部有线圈存在，当电源的电流通过无线充电器的送电线圈会产生变化的磁场，手机端的受电线圈靠近该磁场就会产生电流，双方密切配合，手机成功无线充电。如图为自制的简易无线充电装置，由一个电磁炉（发射线圈）、一个接收线圈、一个二极管、一个车载充电器构成，发射线圈接收线圈匝数比n1：n2＝10：1，若电磁炉两端所加电压为u＝220sin314t（V），不考虑充电过程中的各种能量损失。则下列说法正确的是（　　）A. 通过车载充电器的电流为交流电 B. 通过车载充电器的电流方向周期性地变化C. 车载充电器两端电压的有效值约为22V D. 车载充电器两端电压的有效值约为V【答案】D【解析】【详解】AB．接收线圈与车载充电器之间连接一个二极管，二极管具有单向导电性，一个周期内只有半个周期的交流电能通过二极管，所以通过车载充电器的电流方向不变，不是交流电，AB错误；CD．由可得接收线圈的电压有效值为由电流的热效应可得解得车载充电器两端电压的有效值约为C错误，D正确。故选D。7. 如图所示，分别用1、2两种材料作K极进行光电效应探究，其截止频率，保持入射光不变，则光电子到达A极时动能的最大值随电压U变化关系的图像是（　　）
 A.  B.  C.  D. 【答案】C【解析】【详解】光电管所加电压为正向电压，则根据爱因斯坦光电效应方程可知光电子到达A极时动能的最大值可知图像的斜率相同，均为e；截止频率越大，则图像在纵轴上的截距越小，因，则图像C正确，ABD错误。故选C。8. 如图所示，竖直杆光滑，水平杆粗糙，质量均为m的两个小球穿在两杆上，并通过轻弹簧相连，在图示位置连线与竖直方向成角时恰好平衡，现在让系统绕杆所在竖直线为轴以从零开始逐渐增大的角速度转动，下列说法正确的是（　　）
 A. 小球A与杆的弹力随的增大而增大B. 弹簧的长度随的增大而增长C. 小球A与杆的摩擦力随的增大而增大D. 开始的一段时间内，B小球与杆的弹力随的增大而可能不变【答案】D【解析】【分析】【详解】A．开始未转动时恰好平衡，A受杄的摩擦力水平向右恰好达最大值，如果从零开始增大，那么由整体法可知A、B竖直方向受力平衡，则A与杆的弹力与A、B的重力平衡，所以大小是不变，故A错误；BC．随着角速度的增大，在A相对OQ不动时，设弹簧对A的拉力的水平分力为F，由可知A与杆的摩擦力先减小到零，然后反方向增大，直到A开始移动到新的相对平衡位置，故BC错误；D．在A球相对OQ不动的过程中，弹簧长度不变，此过程中B与杆的弹力也不变，故D正确。故选D。9. 如图所示，A、B两篮球从相同高度同时抛出后直接落入篮筐，落入篮筐时速度方向相同，下列判断正确的是（　　）
 A. A比B先落入篮筐B. A、B运动的最大高度相同C. A在最高点的速度比B在最高点的速度小D. A、B上升到某一相同高度时的速度方向相同【答案】D【解析】【详解】AB．若研究两个过程的逆过程，可看做是从篮筐沿同方向斜向上的斜抛运动，落到同一高度上的AB两点，则A上升的高度较大，高度决定时间，可知A运动时间较长，即B先落入篮筐中，故AB错误；C．因为两球抛射角相同，A射程较远，则A球的水平速度较大，即在最高点的速度比B在最高点的速度大，故C错误；D．由斜抛运动的对称性可知，当A、B上升到与篮筐相同高度时的速度方向相同，故D正确。故选D。10. 一球面均匀带有正电荷，球内的电场强度处处为零，如图所示，O为球心，A、B为直径上的两点，，现垂直于将球面均分为左右两部分，C为截面上的一点，移去左半球面，右半球面所带电荷仍均匀分布，则（　　）A. O、C两点电势相等B. A点的电场强度大于B点C. 沿直线从A到B电势先升高后降低D. 沿直线从A到B电场强度逐渐增大【答案】A【解析】【详解】A．由于球壳内部的场强为零，补全以后可知在左右侧球壳在C点的合场强为零，因左右球壳的场强具有对称性，要想合场强为零只能是两部分球壳在C点的场强都是水平方向，则可以知道右侧球壳在C点的合场强水平向左，同理OC上其他点的场强都是水平向左，因此OC是等势线，故A正确；
BD．将题中半球壳补成一个完整的球壳，且带电均匀，设左、右半球在A点产生的电场强度大小分别为E1和E2；由题知，均匀带电球壳内部电场强度处处为零，则知E1=E2根据对称性，左右半球在B点产生的电场强度大小分别为E2和E1，且E1=E2在图示电场中，A的电场强度大小为E2，方向向左，B的电场强度大小为E1，方向向左，所以A点的电场强度与B点的电场强度相同，沿直线从A到B电场强度不可能逐渐增大，故BD错误；C．根据电场的叠加原理可知，在AB连线上电场线方向向左，沿着电场线方向电势逐渐降低，则沿直线从A到B电势升高，故C错误；
故选A。二、非选择题：共5题，共60分。其中第12题~第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；有数值计算时，答案中必须明确写出数值和单位。11. 小明同学想要设计一个既能测量电源电动势和内阻，又能测量定值电阻阻值的电路。他用了以下的实验器材中的一部分，设计出了图（a）的电路图：a. 电流表（量程，内阻很小）；电流表（量程，内阻）；b. 滑动变阻器（）；c. 两个定值电阻，；d. 待测电阻；e. 待测电源（电动势约为，内阻约为）f. 开关和导线若干（1）根据实验要求，与电流表串联的定值电阻为_______（填“”或“”）。（2）小明先用该电路测量电源电动势和内阻，将滑动变阻器滑片移至最右端，闭合开关，调节滑动变阻器，分别记录电流表、的读数、，得与的关系如图（b）所示。根据图线可得电源电动势_______；电源内阻_______。（计算结果均保留两位有效数字）（3）小明再用该电路测量定值电阻的阻值，进行了以下操作：①闭合开关、，调节滑动变阻器到适当阻值，记录此时电流表示数，电流表示数；②断开开关，保持滑动变阻器阻值不变，记录此时电流表示数，电流表示数；后断开；③根据上述数据可知计算定值电阻的表达式为________。若忽略偶然误差，则用该方法测得的阻值与其真实值相比_______（填“偏大”、“偏小”或“相等”）【答案】    ①.     ②. 3.0    ③. 2.1    ④.     ⑤. 相等【解析】【详解】（1）[1]电流表串联电阻改装成电压表，测量路端电压，串联与后的量程分别为因为电源电动势约为，应选择的量程，即串联电阻。（2）[2][3]根据闭合电路欧姆可得整理得结合图像可知，图像截距与斜率可以表示为解得（3）[4]根据电路关系可知解得[5]考虑电流表内阻影响时解得可知忽略偶然误差，用该方法测得的阻值与其真实值相等。12. 医院里给病人打“吊针”的装置如图所示。倒置的输液瓶上方有一气室E，密封的瓶口处的软木塞上插有两根细管，其中A管与大气相通，B管为输液软管，中间又有一滴壶C，而其D端则通过针头接入人体静脉。设输液瓶的体积为，开始输液时，药液占输液瓶体积的，气室E内气压为0.9（为大气压强）细管A、B体积忽略，求：（1）输液过程中，气室E内的气体单位时间单位面积撞击瓶壁的分子数量如何变化；（2）液面下降到输液瓶的中间位置时，气室E内气压为0.95。求此过程中，从进气口A进入气室E的空气体积V（大气压状态下）。【答案】（1）增多；（2）【解析】【详解】（1）输液过程中，可近似认为E中气体温度不变，因为A管与大气相通，为外界压强，瓶E中上方气体的压强为A管气压与液体产生的压强之差，输液过程中，液面下降，则气室E内的气体压强增大。根据气体压强微观解释可知气体分子平均动能保持不变，则气室E内的气体单位时间单位面积撞击瓶壁的分子数量增多。（2）刚开始输液液面下降到输液瓶的中间位置时依题意可知解得13. 在我国南海上有一浮桶式波浪发电灯塔，其原理如图甲所示。浮桶内的磁体通过支柱固定在暗礁上，浮桶内置圆形线圈随波浪相对磁体沿竖直方向运动，上下运动的速度v=0.4πsin（πt）m/s，且始终处于辐射磁场中，该线圈与阻值R=15Ω的灯泡相连；浮桶下部由内、外两密封圆筒构成（俯视图乙中阴影部分），其内部为产生磁场的磁体；线圈匝数N=200匝，线圈所在处磁场的磁感应强度大小B=0.2T，圆形线圈的直径D=0.4m，电阻r=1Ω。计算时取π2=10。（1）求线圈中产生感应电动势的最大值Em；（2）求灯泡工作时消耗的电功率P。
 【答案】（1）64V；（2）120W【解析】【详解】（1）线圈中产生感应电动势的瞬时值为线圈中产生感应电动势的最大值为（2）感应电动势的有效值为灯泡工作时消耗的电功率为14. 如图所示，在粗糙水平地面上静止放置着物块B和C，相距x0=1.0m，在物块B的左侧固定有少量炸药。质量为M=2.0kg的物块A（可视为质点）靠在被压缩x1=0.2m的弹簧右端，O点为弹簧原长的位置，A与B相距l=0.8m。现将物块A由静止释放，与B发生碰撞（碰撞时间极短）并导致炸药爆炸，碰撞后A静止，B的速度v1=8m/s；物块B再与C发生正碰，碰后瞬间C的速度v=2.0m／s。已知B的质量为m=1.0kg，C的质量为B质量的k倍，物块与地面间的动摩擦因数均为μ=0.75，碰撞时间极短，重力加速度g取10m/s2。求：（1）A释放前弹簧的弹性势能Ep；（2）B与C碰撞前瞬间，B的速度大小；（3）要使碰撞后B与C的运动方向相同，求k的取值范围。
 【答案】（1）28J；（2）7m/s；（3）≤k＜【解析】【详解】（1）设A与B碰撞前瞬间速度为v0，对A与B的碰撞过程根据动量守恒定律可得Mv0=mv1解得v0=4m/s 根据能量守恒定律可得  解得Ep=28J  （2）设B与C碰撞前瞬间B的速度为v2，由动能定理得  联立以上各式解得v2=7m/s（3）设B与C发生碰撞后C速度为v3，由动量守恒定律得：  解得v3=7-2k根据物理情景可得v3≤v即k≥  根据碰撞过程中动能不能增大可得：  解得0≤k≤6   要使B运动方向与C相同则需满足v3>0带入可得k＜综上所述，要使碰撞后B与C的运动方向相同，求k的取值范围是≤k＜15. 如图（a）,匀强磁场垂直于xOy平面,磁感应强度B1按图（b）所示规律变化（垂直于纸面向外为正）。t=0时，一比荷为=1×105C/kg的带正电粒子从原点沿y轴正方向射入,速度大小v=5×104m/s，不计粒子重力。（1）求带电粒子在匀强磁场中运动的轨道半径和圆周运动的周期；（2）求从开始到t=×10-4s内粒子做圆周运动的圆心角及t=×10-4s时带电粒子的坐标。（3）保持b中磁场不变，再加一垂直于xOy平面向外的恒定匀强磁场B2，其磁感应强度为0.3T，在t=0时，粒子仍以原来的速度从原点射入，求粒子回到坐标原点的时刻。【答案】（1）r =1m，；（2），坐标（3.41m，-1.41m）；（3）， （n=0，1，2，…）【解析】【详解】（1）带电粒子在匀强磁场中运动，洛仑兹力提供向心力，有解得r =1m带电粒子在磁场中运动周期为（2）在0~s过程中，粒子运动了，圆弧对应的圆心角， 在s ~s过程中，粒子又运动了 ，圆弧对应的圆心角，；轨迹如图a所示根据几何关系可知，横坐标m纵坐标m故带电粒子的坐标为（3.41m，-1.41m）。（3）施加B2=0.3T的匀强磁场与原磁场叠加后，如图b所示①当（n=0,1,2,…）时，s②当（n=0,1,2,…）时，粒子运动轨迹如图c所示则粒子回到原点的时刻为 （n=0,1,2,…）