山东省2022届高三一轮复习联考（四）物理试卷（含答案）

这是一份山东省2022届高三一轮复习联考（四）物理试卷（含答案），共18页。试卷主要包含了单选题，多选题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。
山东省2022届高三一轮复习联考（四）物理试卷学校：___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、单选题1、关于近代物理学史的相关知识，下列说法正确的是(   )A.研究发现原子序数大于83的元素都具有天然放射性B.卢瑟福提出了原子的核式结构模型，并发现了质子和中子C.汤姆孙研究β衰变时发现了电子，说明电子是原子核的重要组成部分D.玻尔借鉴普朗克的能量子假说提出了光子说，成功解释了氢原子光谱是分立的线状光谱2、智能手机带有感光功能，可以自动调整屏幕亮度，其光线传感器的工作原理是光电效应。在光电效应中，当一定频率的光照射某种金属时，实验得到的遏止电压与入射光的频率ν的关系如图所示，其横截距为a，纵截距为，元电荷电量为e。下列说法正确的是(   )A.遏止电压与入射光的频率成正比 B.金属的截止频率为bC.金属的逸出功为eb D.普朗克常量3、根据比结合能随质量数变化的图像分析原子核的比结合能规律，下列正确的是(   )A.核的结合能约为14 MeVB.核的结合能比，核的大，比结合能小C.裂变成和要吸收能量D.两个核结合成核时释放的能量刚好等于核的结合能4、如图所示，质量为m、电荷量为的小球用轻绳悬挂在匀强电场中处于静止状态，静止时悬线与竖直方向的夹角为60°。若将小球换成另一质量为2m、电荷量不变的小球，小球仍能处于静止状态，此时悬线与竖直方向的夹角为30°。已知重力加速度为g，则(   )A.该匀强电场的场强大小为 B.该匀强电场的场强大小为C.该匀强电场的方向可能水平向右 D.该匀强电场的方向可能斜向右下方5、图甲中给出了氢原子光谱中四种可见光谱线对应的波长，氢原子能级图如图乙所示。由普朗克常量可计算出这四种可见光的光子能量由大到小排列依次为3.03eV、2.86eV、2.55eV和1.89eV，则下列说法中正确的是(   )A.谱线对应光子的能量是最大的B.光只能使处于能级的氢原子向高能级跃迁并且还达不到电离状态C.光是由处于的激发态氢原子向低能级跃迁的过程中产生的D.若四种光均能使某金属发生光电效应，则光获取的光电子的最大初动能较大6、同一线圈在同一匀强磁场中以不同的转速匀速转动，转轴均垂直于磁场，产生了a、b两个不同的正弦交流电，电动势随时间变化的关系如图所示，则(   )A.在转动过程中线圈两次对应的最大磁通量不同B.两次都是从线圈的平行面开始转动的，初相相同C.b对应的电动势瞬时值表达式为D.用交流电压表测量a的电动势，电表的示数为15V7、如图所示，两条平行光滑金属导轨倾斜放置，导轨顶端连接一平行板电容器，导轨处于垂直轨道平面向上的匀强磁场中。将金属棒ab由静止开始释放并计时，金属棒在向下运动的过程中始终保持与导轨垂直并良好接触，导轨足够长且不计所有电阻，假定电容器不会被击穿。则下列关于金属棒的位移x、速度v、加速度a、电容器的电荷量q与时间t的关系图像，描述正确的是(   )A. B.C.  D.8、若带电粒子在磁场中所受的重力不能忽略，它将做较复杂的曲线运动，“配速法”是解决此类问题的重要方法。我们给带电粒子配置一个速度使之对应的洛伦兹力与重力平衡，可视为匀速直线运动；再配置一个与等大反向的速度，粒子同时做速度大小为的匀速圆周运动，实际的运动为这两个运动的合运动。如图所示，在水平方向上存在垂直纸面向里、大小为B的匀强磁场。将质量为m、电荷量绝对值为q的带电油滴从a点由静止释放，它在竖直面内运动的部分轨迹如图所示，b为整段轨迹的最低点，重力加速度为g。则下列说法正确的是(   )A.油滴可能带负电B.轨迹ab可能是椭圆曲线的一部分C.油滴到b点时的速度大小为D.油滴到b点后将沿水平方向做匀速直线运动二、多选题9、空间存在竖直方向的磁场，磁感应强度B随时间变化的图像如图所示，以磁场方向向下为正。零时刻，从静止开始自由释放一水平放置的硬质闭合金属小圆环，圆环下落过程中未翻转。则(   )A.在时间内，圆环有扩张的趋势B.在时间内，从上向下看圆环内有逆时针方向的感应电流C.在时间内，圆环内的感应电流方向不变D.圆环被释放后将做自由落体运动10、如图所示，一根总电阻为R的金属导线弯成一个“勾三股四弦五”的闭合三角形线框。正方形虚线框内分布着磁感应强度大小为B、方向垂直于线框所在平面的匀强磁场，正方形线框的边长为2d，三角形ac边的边长为d。线框在外力F的作用下向右匀速通过磁场，ac边始终与磁场边界垂直。则从a点刚要进人磁场开始计时到bc边刚好离开磁场的过程中，穿过线框的磁通量Φ（图中曲线部分为抛物线）、线框中的感应电流（规定逆时针方向为电流正方向）、ac边所受安培力大小、外力F大小与线框的位移x的关系图像可能正确的是(   )A. B.C. D.11、如图所示的电路中，理想变压器原、副线圈的匝数比，原线圈接的交流电，电阻,、均为理想二极管（正向电阻为零，反向电阻为无穷大），电表为理想交流电表，则下列说法正确的是(   )A.副线圈输出电压的有效值为22V B.副线圈中电流的频率为5HzC.电流表的示数为1.5A D.电流表的示数为3A12、L是自感系数很大、电阻不计的线圈，a、b是两个型号相同的小灯泡，假设灯泡电阻为R不变，如图所示接入电路中，在图示虚线的右侧区域接入两平行光滑轨道，轨道间距为d，金属棒c与轨道接触良好，不计金属棒电阻。现用水平恒力F拉着金属棒由静止开始向右运动，右侧轨道足够长，虚线右侧空间存在垂直于轨道平面的匀强磁场B，则(   )A.金属棒c做匀加速直线运动B.金属棒c的最终速度大小为C.力F所做的功将全部变为整个回路中产生的电能D.a、b灯先同时变亮，后a灯逐渐变暗至熄灭三、实验题13、在“探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系”实验中，利用如图所示的可拆变压器能方便地探究原、副线圈的电压比与匝数比的关系。（1）为实现探究目的，保持原线圈输入的电压一定，通过改变原、副线圈匝数，测量副线圈上的电压。这个探究过程采用的科学探究方法_______。A.控制变量法 B.等效替代法 C.演绎法 D.理想实验法（2）某次实验中得到实验数据如下表所示，表中、分别为原、副线圈的匝数，、分别为原、副线圈的电压，通过实验数据分析，你的结论是________。实验次数/匝/匝1140040012.13.42280040012.05.95320010011.95.92（3）原、副线圈上的电压之比是否等于它们的匝数之比呢？发现上述实验数据没有严格遵从这样的规律，分析下列可能的原因，你认为正确的是_______。A.原、副线圈的电压不同步B.变压器线圈中有电流通过时会发热C.铁芯在交变磁场的作用下会发热D.原线圈中电流产生的磁场能在向副线圈转移过程中有损失14、某小组开展如下科学探究实验。（1）下列实验中，零刻度在中央的灵敏电流计指针发生偏转的是_______。（多选）A.甲实验中，使金属棒AB沿图示垂直磁场方向运动的过程中B.乙实验中，将磁铁快速插入线圈的过程中C.丙实验中，保持开关S闭合，快速移动滑动变阻器滑片的过程中D.丙实验中，断开开关S，将小螺线管A快速从大螺线管B中抽出的过程中（2）某同学利用如图乙所示的实验装置探究影响感应电流的方向因素，并设计下表用以记录实验结果，请完成表格中的①②：线圈内磁通量增加时的情况实验序号磁体的磁场方向感应电流的方向感应电流的磁场方向第1次向下①时针（俯视）②第2次向上顺时针（俯视）向下本实验中可得到的实验结论是_______。（3）在做验证楞次定律实验时，得到了丁图中的电流波形，横坐标为时间t，纵坐标为电流I，根据图线分析可知：将条形磁铁的N极插入闭合线圈时得到如图所示图线①。现让该磁铁从很远处按原方向沿线圈的轴线匀速穿过线圈并向远处离去，如图戊所示，下面四个选项中能较正确地反映线圈中电流I与时间t关系的是______。四、计算题15、2020年12月17日，“嫦娥五号”顺利返回地球，带回1.7 kg月壤。月球氨3（）是月球岩石样本中发现的一种储量惊人的新物质，该物质可以与氘（）一同参与核聚变反应，放出质子，同时释放出大量能量。已知氦3的原子质量为3.0160u，氘的原子质量为2.0140u，的原子质量为4.0026u，质子的原子质量为1.0078u，其中u为原子质量单位，1u相当于931.5MeV的能量。（1）试写出此核反应方程；（2）求该核反应中释放的核能。16、如图所示，在xOy平面内，阻值为R的金属丝弯折成形，两端点通过圆滑卡扣与x轴上的光滑金属杆紧密接触，长直杆的电阻不计。在x轴正半轴上，的区间内存在方向垂直于xOy平面、磁感应强度大小为B的匀强磁场。在外力控制下使金属丝以大小为v的速度匀速通过该区域，时刻，a端刚好从O点进入磁场区域，求：（1）金属丝进入磁场的过程中，感应电动势的瞬时值表达式；（2）在金属丝全部穿过磁场的过程中，外力所做的功。17、如图所示，斜面顶部线圈的横截面积，匝数匝，内有水平向左均匀增加的磁场，磁感应强度变化率（未知）。线圈与间距为的光滑平行金属导轨相连，导轨固定在倾角的绝缘斜面上。图示虚线cd下方存在磁感应强度的匀强磁场，磁场方向垂直于斜面向上。质量的导体棒垂直导轨放置，其有效电阻，从无磁场区域由静止释放，导体棒沿斜面下滑后刚好进入磁场中并继续匀速下滑。在运动中导体棒与导轨始终保持良好接触，导轨足够长，线圈和导轨电阻均不计。重力加速度取，，，求：（1）导体棒中产生的动生电动势；（2）螺线管中磁感应强度的变化率k；（3）导体棒进入磁场前，导体棒内产生的焦耳热。18、如图所示，间距为的光滑平行金属导轨被理想边界（图中虚线）分割成左右两部分，两侧均存在匀强磁场，右侧磁感应强度大小为，方向垂直于导轨平面竖直向下，左侧磁感应强度大小为2B,方向与右侧相反。垂直于导轨放置两根金属棒a、b，金属棒的质量均为，电阻均为。某时刻，棒a以的初速度向左运动，达到匀速运动后刚好碰到左侧处的障碍物MN，立即被锁定不动。在整个运动过程中金属棒与导轨垂直且接触良好，导轨足够长且电阻不计。求：（1）整个运动过程中，导体棒中的最大电流；（2）金属棒a碰障碍MN前，电路中产生的总焦耳热；（3）整个运动过程中，金属棒b向右运动的距离。
参考答案1、答案：A解析：最初来自于天然放射现象的研究，表明所有原子序数大于83的元素都具有天然放射性，A正确；卢瑟福提出了原子的核式结构模型，并发现了质子，同时预言了中子的存在，但发现中子的是查德威克，B错误；汤姆孙研究阴极射线时发现了电子，说明原子是可以再分的，电子是原子的重要组成部分，C错误；玻尔借鉴普朗克的能量子假说提出了氢原子理论，成功解释了氢原子光谱是线状谱，爱因斯坦提出光子说，D错误。2、答案：C解析：由，得，入射光的频率与遏止电压成线性关系但不是正比关系，A错误；结合图像得直线的斜率，故金属的逸出功，普朗克常量，C正确、D错误；由，得金属的截止频率，B错误。3、答案：B解析：读图可知核的比结合能约为7 MeV，核共有4个核子，结合能约为，A错误；核的比结合能约为5.3 MeV，核的结合能约为，对比核知核的结合能比核的大，比结合能小，B正确；裂变属于重核裂变，核反应朝着新核比结合能大的方向进行，要放出能量，C错误；核的结合能等于核分裂成2个质子和2个中子所需要的能量，D错误。4、答案：A解析：将匀强电场分解为、，根据合力方向可得，，解得，故，方向斜向右上方，与水平方向成30°角，A正确。5、答案：B解析：谱线的波长最长，频率最小，能量最小，A错误；由图甲知谱线的波长为434.0nm，按照波长由短到长排序为第2，则对应光子的能量应为2.86eV，根据，可知，能使能级的氢原子向能级跃迁，电离状态是指电子脱离原子核的状态，该能量无法使原子达到的状态，故无法实现电离，B正确；谱线的波长最短，频率最大应为3.03eV，能级以下没有相应的能级差等于该数值，C错误；光电效应方程，入射光的波长越长，飞出的光电子的最大初动能越小，D错误。6、答案：C解析：同一线圈、同一磁场，最大磁通量应相同，A错误；计时起点都是，此位置为中性面，即磁通量最大的面，而非磁通量为零的平行面，初相相同，B错误；图示电动势的瞬时值表达式为，a的周期，b的周期，a的电动势瞬时值表达式为，b的电动势瞬时值表达式为，C正确；交流电压表测量值是有效值，图中a的峰值电压为15V，有效值应为，D错误。7、答案：D解析：设电路中的充电电流为I，电容器两极板间的电压为U，有，而，联立解得，故金属棒做匀加速直线运动，I恒定，电容器极板上所带电荷量q随时间均匀增加，故ABC均错误，D正确。8、答案：C解析：油滴在重力作用下下落，获得速度后将受到洛伦兹力作用，根据大致轨迹结合洛伦兹力方向可判断油滴带正电，A错误；将油滴的运动分解为两个分运动，一个是水平向右的匀速直线运动，速度大小满足，受力满足二力平衡，另一个是初速度方向向左，大小为v的匀速圆周运动，受到的洛伦兹力为，两个分运动的合成轨迹将是一个旋轮线，B错误；油滴到b点时，重力做功最多，速度最大，正好是匀速圆周运动分运动的最低点，速度大小为，方向水平向右，C正确；在b点时的洛伦兹力大小为、方向竖直向上，重力大小为mg，二力合力向上，，加速度大小为g，方向向上，故不可能沿水平方向做匀速直线运动，D错误。9、答案：CD解析：在时间内，穿过圆环的磁通量增加，圆环有收缩的趋势，A错误；在时间内，从上向下看，圆环内有顺时针方向的感应电流，感应磁场的方向与原磁场方向相同，阻碍原磁通量的减小，B错误；在时间内，B随时间变化的图线的斜率正负保持一致，感应电流方向不变，C正确；圆环所受安培力的方向沿圆环所在平面，在竖直方向上，圆环只受重力，初速度为零，故圆环将做自由落体运动，D正确。10、答案：AB解析：A.设线框进入磁场的位移为x，线框部分进入磁场的过程中，线框的面积与位移的平方成正比，则是抛物线关系，线框全部进入磁场后磁通量保持不变，当线框部分离开磁场时，磁通量故A正确；B.在段，垂直速度方向的有效切割长度为，线框全部进入磁场后无感应电流，线框部分离开磁场后，有效切割长度呈线性增大且电流方向相反，故B正确；C.ac边所受安培力进入磁场后的有效长度L与x呈线性关系，电流i与x也是线性关系，故安培力与位移x应是抛物线关系，故C错误；D.外力F与整个线框所受的安培力平衡，在第一个d段与x也是抛物线关系，故D错误。故选AB。11、答案：AC解析：原线圈输入的电压的有效值，副线圈输出的电压的有效值，A正确；由得，交变电流的频率，变压器不改变频率，副线圈中的交变电流频率也为50Hz，B错误；由能量守恒定律得，解得电流表的示数应为，C正确、D错误。12、答案：BD解析：金属棒在力F和安培力作用下加速运动，速度增大，安培力增大，加速度减小，故金属棒c先做加速度减小、速度增大的加速运动，当加速度为零时，棒做匀速运动，A错误；当加速度为零时，金属棒做匀速运动，电感线圈不再产生自感电动势，因不计线圈电阻，故灯泡a被短路熄灭，回路中只有灯泡b的电阻R，棒受力平衡，，解得棒速度，B正确；力F所做的功有一部分转化为回路中的电能，另一部分转化为金属棒的动能，C错误；在金属棒加速过程中，左侧流过灯泡b的电流增大，电感线圈产生阻碍电流增大的反向自感电动势，故a、b一起变亮，随着金属棒的加速度减小，速度增加得越来越慢，电流增大得越来越慢，自感电动势越来越小，流过电感线圈的电流增大，流过灯泡a的电流越来越小，灯泡a变暗，金属棒匀速后，灯泡a被短路熄灭，D正确。13、答案：（1）A（2）在误差允许的范围内，原、副线圈的电压比与匝数比相等，即（3）BCD解析：（1）当一个物理量与多个物理量相关时，应采用控制变量法，探究该物理量与某一个量的关系，如本实验中，保持原线圈输入的电压和匝数一定，探究副线圈输出的电压与匝数的关系。（2）通过分析表中数据可得结论，一定要注意是在误差允许的范围内，而不是严格相等关系。（3）变压器并非理想变压器，能量损失主要来源于三个方面，分别是BCD项中的绕制线圈的铜导线发热损耗（俗称铜损）、铁芯中的涡流发热损耗（俗称铁损）、铁芯对磁场的约束不严密损耗（俗称磁损）。14、答案：（1）ABC（2）①逆②向上；感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流的磁场的磁通量的变化（3）B解析：（1）导体棒沿图示方向切割磁感线，穿过闭合回路的磁通量发生了变化，A正确；条形磁铁快速插入线圈的过程中，穿过线圈的磁通量发生了变化，B正确；电路闭合，快速移动滑动变阻器的滑片，电路的电流发生较大变化，穿过线圈B的磁通量发生了变化，C正确；断开开关S，螺线管A中没有电流，螺线管B中没有磁场，更无磁通量的变化，不会产生感应电流，D错误。（2）表格中探究线圈内磁通量增加的情况，感应电流的磁场方向应向上，与磁铁的磁场方向相反，应用右手螺旋定则可得，线圈内感应电流的方向应为俯视逆时针方向。通过实验操作和表格分析得到出楞次定律，即感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流的磁场的磁通量的变化。（3）图示S极插入时的电流方向与N极插入时方向相反，故B正确。15、答案：（1）见解析（2）18.2574MeV解析：（1）（2）核反应的质量亏损释放出的核能16、答案：（1）（2）解析：（1）金属丝产生的感应电动势是正弦式交流电，电动势瞬时值,其中L是有效切割长度，则（2）在内产生的焦耳热在内产生的焦耳热在金属丝全部穿过磁场过程中，外力所做的功金属丝进入磁场过程中，感应电动势随时间变化关系如图所示：17、答案：（1）1.5V（2）0.3T/s（3）0.105J解析：（1）导体棒进入虚线下方磁场前匀加速下滑加速度导体棒刚到达虚线cd时的速度导体棒中产生的动生电动势（2）导体棒进入虚线下方磁场后，匀速下滑由平衡条件得解得设线圈中的感生电动势为，感生电动势和动生电动势在回路中方向相同则解得导体棒进入虚线下方磁场前，解得（3）导体棒进入磁场前，金属棒沿斜面下滑的时间导体棒在此过程中产生的焦耳热18、答案：（1）1A（2）1J（3）16m解析：（1）金属棒a刚以向左运动时，b棒速度为零，以后两棒产生的电动势方向相反，回路中的电流变小。棒a刚开始运动时，回路中的电流最大（2）棒a向左运动的速度最小时，两棒刚好达到匀速，设a、b棒的速度分别为，从棒a开始运动到恰好碰到障碍物MN的过程中，分别对a、b应用动量定理对a：对b：当棒a、b均做匀速运动时，二者组成的回路中的感应电流为零，有联立解得：根据能量守恒定律得（3）a棒向左运动距离为的过程中，设b棒运动的位移为，回路中的电荷量由棒b，根据动量定理有整理得解得设棒a被锁定后，b棒运动的位移为对b棒应用动量定理有回路中的电荷量即解得整个运动过程中，棒b向右运动的距离