2021-2022学年山西省晋中市高三（上）期末物理试卷（含答案解析）

这是一份2021-2022学年山西省晋中市高三（上）期末物理试卷（含答案解析），共18页。试卷主要包含了5sB，0A)，9Ω)，0V，内阻约0，【答案】A，5m<200m，【答案】BD等内容，欢迎下载使用。
2021-2022学年山西省晋中市高三（上）期末物理试卷

1. 1887年赫兹发现了光电效应现象；1905年爱因斯坦用光量子理论对光电效应进行了全面的解释；现在利用光电效应原理制成的光电器件已经被广泛应用于生产、生活、军事等领域。用图示电路图研究光电效应，用频率为v的单色光照射光电管，能发生光电效应现象，则(    )

A. 此电路可用于研究光电管的饱和光电流
B. 用频率小于ν的单色光照射阴极K时，金属的截止频率不同
C. 增加入射光的强度，遏止电压U不变
D. 滑动变阻器滑片P从左端缓慢向右移动时，电流表示数逐渐增大
2. 2021年11月3日国家科学技术奖励大会在人民大会堂隆重召开，顾诵芬院士荣获2020年度国家最高科学技术奖。顾院士主持建立了我国飞机设计体系，开创了我国自行设计研制歼击机的历史。“歼−20”在某次训练时着舰不成功，此时距离航母跑道末端为200m，飞行员经短暂反应时间，迅速启动“逃逸复飞”。设“歼−20”复飞前做匀速直线运动，速度为25m/s，复飞过程的最大加速度为5m/s2，复飞过程可看成匀变速直线运动，飞机起飞的最小速度为50m/s，飞行员反应时间最长不超过(    )
A. 0.5s B. 0.4s C. 0.3s D. 0.6s
3. 三根足够长的导体棒a、b、c呈等边三角形排列，质量均为m，电流大小相等、方向如图所示，a、b两导体棒放置在粗糙的水平桌面上，导体棒c被竖直伸长的弹簧悬挂，重力加速度为g，则(    )

A. 弹簧的拉力大于c导体棒的重力
B. 桌面对a、b导体棒的摩擦力均为零
C. 桌面对a导体棒的支持力大于32mg
D. 若对称地缓慢增大a、b 导体棒间的距离，则弹簧长度增大
4. 2022年2月4日冬奥会将在北京开幕。运动员某次测试高山滑雪赛道的一次飞越，整个过程可以简化为：如图所示，运动员从静止开始沿倾角θ=37∘的斜直滑道顶端自由滑下，从A点沿切线进入圆弧轨道，最后从与A等高的C点腾空飞出。已知运动员在A点的速度为108km/h，在最低位置B点的速度为144km/h，圆弧轨道半径为R=200m，运动员和滑板的总质量m=50kg，滑板与斜直滑道的动摩擦因数为μ=0.125(不计空气阻力，在A点无机械能损失，g=10m/s2，sin37∘=0.6，cos37∘=0.8)。则(    )
A. 滑板在B点对轨道的压力为900N B. 斜直滑道的长度为100m
C. 从A到B点损失的机械能为12500J D. 在C点的速度为10m/s
5. 2021年2月24日，“天问一号”探测器在成功实施第三次近火制动后，进入近火点280千米、远火点5.9万千米、周期2个火星日的火星停泊轨道，在这条轨道上稳定运行3个月后，于5月15日成功着陆火星。为了得到火星全球的地形、地貌数据，“天问一号”在近火点不变的情况下需要不断变轨，如图所示。关于“天问一号”，以下说法正确的是(    )
A. “天问一号”在近火点的运行速度大于在远火点的运行速度
B. “天问一号”在火星停泊轨道加速后着陆
C. “天问一号”环绕火星稳定运行时，轨道半长轴越大，运行周期越大
D. “天问一号”在不同轨道的近火点的加速度相同
6. 如图，ab是半径为R的圆的一条直径，该圆处于匀强电场中，c是圆周上一点，∠cba=60∘，电场方向与圆面平行。将一带正电的粒子，从圆周上的b点沿不同方向以大小相等的速率抛出后，粒子经过圆周上c点时动能最大，粒子从b点到c点电场力做功为W，粒子带电荷量为q，不计粒子所受重力，取b点电势为0，则(    )
A. 电场的方向由b 指向c B. c点的电势为−Wq
C. 粒子从b 点到a 点电场力做功为−W D. O 点的电势为Wq
7. 如图甲所示，在倾角α=30∘的固定光滑斜面上放着A、B两物块，A、B紧靠在一起但不粘连，轻弹簧一端与B物块相连，另一端与固定挡板相连，整个系统处于静止状态。现对物块A施加一沿斜面向上的力F，使物块A沿斜面向上做加速度为1m/s2的匀加速直线运动，若力F随位移变化的规律如图乙所示，重力加速度g取10m/s2，则(    )

A. A、B 的质量均为2kg
B. 弹簧的劲度系数为4N/m
C. A、B 以相同加速度一起运动了0.2s
D. 从开始到A、B 分离弹簧的弹性势能减少了0.72J
8. 如图所示，足够长的水平导轨上，有两导体棒AB和CD，导轨处在竖直向上的匀强磁场中，导体棒和导轨始终接触良好，导轨宽度为l，两导体棒质量均为m，电阻均为R，其他电阻不计，不计一切摩擦。现给导体棒CD一个初速度v0，若AB棒固定，待系统稳定时，通过CD棒的电荷量为q，则(    )

A. 通过CD棒的电流方向为D到C
B. 匀强磁场的磁感应强度大小为mv0ql
C. 当通过CD棒的电荷量为q2时，CD棒上的发热量为mv02
D. 若AB棒不固定，当系统稳定时，通过CD棒的电荷量为mv02Bl
9. 某同学用如图所示装置证机械能守恒定律，将力传感器固定在天花板上，细线一端系于力传感器上，另一端连着一个小球；
(1)以下四个供选择的小球中，应选择______；
A.质量为100g的铁球
B.质量为10g的铁球
C.质量为200g的木球
D.质量为10g的塑料球
(2)当小球自然下垂时，读出力传感器的示数F1；
(3)将小球拉至细线刚好水平伸直的位置，由静止释放小球，测得小球通过最低点的读数为F2，当F1、F2满足关系式______(用数学等式表示)时，小球在下落过程中机械能守恒。

10. 为了精确地测量待测电阻Rx(约10Ω)的阻值，实验室提供了下列器材：
A.电流表A1(量程为500μA，内阻r1=1000Ω)
B.电流表A2(量程为0.3A，内阻约0.1Ω)
C.滑动变阻器R1(0∼1000Ω,额定电流3A)
D.滑动变阻器R2(0∼5Ω,额定电流1.0A)
E.滑动变阻器R3(0∼1Ω,额定电流1.0A)
F.电阻箱R(阻值范围为0∼9999.9Ω)
G.电源(电动势E=3.0V，内阻约0.2Ω)
H.开关S、导线若干
(1)由于没有电压表，小刘同学把电流表A1串联电阻箱R改为量程为3V的电压表，他需要把电阻箱的阻值调为______Ω；
(2)小刘选择的滑动变阻器为______；(填“C”“D”或“E”)
(3)在下面的方框中画出正确的电路图；

(4)按正确的电路连接，闭合开关，记录电流表A1、A2的示数I1、I2，移动滑动变阻器的滑片，记录多组数据，并作出I1−I2图像如图所示，则待测电阻Rx=______Ω(结果要保留2位有效数字)。
11. 如图所示，在水平地面上静置一质量为M=3kg的木板A，在木板A的上面右侧放置一质量为m=1kg的木块B(可视为质点)。木块B与木板A之间的动摩擦因数μ1=0.1，木板A与地面之间的动摩擦因数μ2=0.2。一个底面光滑、质量也为M=3kg的物块C以速度v0=2m/s与木板A发生弹性碰撞，重力加速度g取10m/s2。
(1)求碰后瞬间木板A获得的速度大小；
(2)在木块B与木板A相对运动的过程中，若要保证木块B不从木板A上滑下，求木板A的最小长度。

12. 宇宙大爆炸理论所描述的宇宙演化过程大致可以分为四个阶段：粒子相互作用阶段、原初核合成阶段、星系凝聚阶段、恒星燃烧阶段。其中第二阶段和第四阶段，核反应起着决定性的作用。对这两个阶段的研究，必须以核物理为基础，并且需要大量核反应的实验数据。用实验模拟宇宙大爆炸时发生的核反应是研究宇宙演化进程的重要手段。如图为国家某重点实验室的部分实验装置简化示意图。从图示装置的上游射来一束速度为v0的 47Be粒子流，带电荷量为+4e(e为元电荷)，束流中混有质量相等、速度相同的杂质粒子 37Li，带电荷量为+3e。已知两种粒子的质量均为7m，不计粒子重力及电场、磁场的边缘效应。
(1)实验中首先要将粒子束从O点射入一速度选择器，初步筛选满足核反应能量需求的入射粒子。在速度选择器的两板间加有相互正交的匀强电场和匀强磁场。已知速度选择器的上极板带正电，板间电压为U，间距为d，匀强磁场的方向垂直纸面向里，调节所加磁场的磁感应强度，可使速度为v0的粒子沿直线OO′运动。求所加磁场的磁感应强度的大小B0。
(2)速度选择器无法剔除 47Be束流中的杂质 37Li。为了进一步纯化粒子流，需将含有杂质的粒子束从a点沿着与直径ab夹角为α(α角未知)的方向射入圆柱形匀强磁场区域，磁感应强度为B，经过磁场的偏转， 37Li粒子的出射方向恰与直径ab平行， 47Be粒子刚好从直径的b点射出，最后进入终端反应室进行核反应研究。求圆柱形磁场区域的半径R。

13. 一定质量的理想气体由状态a经状态b、c又回到状态a，其压强p与体积V的关系如图所示，变化过程有等容、等温和绝热过程，则下列说法正确的是(    )
A. ①过程可能为等温变化
B. ②过程气体从外界吸热
C. 全过程气体向外界放出的热量大于从外界吸收的热量
D. ③过程气体分子单位时间内对单位面积器壁的碰撞次数一定增加
E. 因为气体返回状态a 时体积不变，所以外界不对气体做功

14. 如图所示，一个导热汽缸质量M=1.5kg，用一质量m=0.5kg的活塞A封闭一段理想气体，活塞横截面积为S=2cm2，汽缸厚度不计。活塞通过两光滑的定滑轮与一质量也为m=0.5kg的铁桶B相连。不计活塞与汽缸之间的摩擦，环境温度t1=27℃，汽缸内气体长度为l1=0.1m，汽缸的长度足够长，铁桶的高度足够高。已知大气压强p0=1.0×105Pa，重力加速度g=10m/s2。则：
(1)若用灯丝加热封闭气体，气体温度为多高时，气体长度变为l2=0.2m？
(2)若在铁桶内缓慢倒入细沙，倒入细沙的质量为多大时，汽缸刚好离开地面，此时气体的长度为多大？
15. B超是医院诊断科室里最常见的一种人体器官的检查方式，也是健康体检中必做的项目之一。B超其实就是通过超声波检查人体的一种方式，超声波是一种“听不见”的声音。B超成像的基本原理是探头向人体发射一组超声波，遇到人体组织会产生不同程度的反射。探头接收到的超声波信号形成B超图像。如图为血管探头沿x轴正方向发送的简谐超声波图像，超声波在血管中的传播速度为1.6×103m/s，t=0时刻波恰好传到质点M，下列说法正确的是(    )

A. 该超声波的周期为5×10−5s
B. 0∼1.25×10−7s内质点M运动的路程为4mm
C. 质点M第一次位移为−0.2mm的时刻是3512×10−8s
D. t=354×10−8s时质点N第二次处于波峰
E. 该超声波射向半径为1cm的小孔时，能发生明显的衍射现象
16. 内径为r、外径为2r的透明介质半球壳截面示意图如图所示，O为球壳的球心。现将点光源放在P处，P在O点正上方内壳上，光射向外壳经过折射后射出球壳(不考虑光的反射)，介质的折射率为n=2，已知光在真空的传播速度为c。则：
(1)球壳外表面发光区域在截面上形成的弧长s为多大？
(2)把光源移到O处，则光线射出球壳的时间为多长？


答案和解析

1.【答案】AC 
【解析】解：A、此电路可用于研究光电管的饱和光电流，入射光频率一定时，改变入射光的强度，其饱和光电流会发生变化；入射光的强度一定时，改变入射光频率，饱和光电流也会发生变化，故A正确；
B、金属的截止频率是一定的，与入射光频率无关，故B错误；
C、遏止电压U与入射光的频率有关，与其强度无关，故C正确；
D、滑动变阻器滑片P从左端缓慢向右移动时，滑动变阻器左端电阻增大，则与其并联部分的反向电压增大，光电流将会减小，则电流表示数减小，故D错误；
故选：AC。
根据实验装置分析可以研究的实验；
金属的截止频率是固定的，和光的频率无关；
遏止电压与光的频率有关，与光的强度无关；
根据电路分析出滑片移动时，极板间的电压的变化情况，由此分析出光电流的变化情况。
本题主要考查了光电效应的相关应用，理解截止频率和遏止电压等概念，结合电路图分析极板间的电压变化，进而分析出光电流的变化。

2.【答案】A 
【解析】解：“歼−20”在复飞过程中做匀加速直线运动，令飞机的最短复飞距离为s，由题知v0=25m/s，a=5m/s2，v=50m/s
根据v2−v02=2as得：s=v2−v022a=502−2522×5m=187.5m