江苏省洪泽中学2022届高三物理三轮冲刺卷（2）含答案

江苏省洪泽中学2022届高三物理三轮冲刺卷（2）

一、单选题（每题4分，共40分）

1．已知氢原子的基态能量为E1，激发态能量为，其中n＝2，3，4…已知普朗克常量为h，则下列说法正确的是(　　)

A．氢原子跃迁到激发态后，核外电子动能增大，原子的电势能减小

B．基态氢原子中的电子吸收一频率为ν的光子被电离后，电子速度大小为

C．大量处于n＝3的激发态的氢原子，向低能级跃迁时可辐射出3种不同频率的光

D．若原子从n＝6能级向n＝1能级跃迁时所产生的电磁波能使某金属发生光电效应，则原子从n＝6能级向n＝2能级跃迁时所产生的电磁波也一定能使该金属发生光电效应

2．如图所示，a、b两束不同单色光相互平行，从平行玻璃砖表面入射，从面出射时变为一束光c，则下列说法正确的是（   ）

A．a、b中有一束光在面发生了全发射

B．在玻璃中a光传播速度大于b光的传播速度

C．在同一个双缝干涉装置中，a光干涉条纹间距较大

D．减小玻璃砖的厚度，光从面出射时变为两束间距变大的平行光

3．如图，一定质量的理想气体由状态a经状态b变化到状态c，已知气体由从状态a变化到状态b的过程中外界对气体做功为W1，与外界的热交换量为Q1；从状态b变化到状态c过程中外界对气体做功为W2，与外界的热交换量为Q2，下列说法正确的是（　　）

A．气体在状态a、状态b、状态c时的内能相等 B．W2＝3W1

C．Q1+Q2＝2p0V0 D．W1+W2＝Q1+Q2

4．如图甲所示，一理想变压器一端接入交流发电机，其中矩形线框在足够大的匀强磁场中绕轴做匀速圆周运动，匝数为5匝，穿过线圈平面的磁通量随时间变化的图像如图乙所示，线框的电阻不计，理想变压器的另一端接有灯泡、与二极管，灯泡上均标有“2.5V   1A”的字样，开关S断开时，灯泡正常发光，A为理想电流表，则下列说法正确的是（　　）

A．从图示位置开始计时，线框内产生的交变电压的瞬时值为

B．理想变压器原、副线圈的匝数比为2：1

C．开关闭合时，发电机的输出功率变为原来的倍

D．开关闭合时，电流表的示数是

5．2021年6月11日，国家航天局在北京举行“天问一号”探测器着陆火星首批科学影像图揭幕仪式，标志着我因首次火星探测任务取得圆满成功。已知火星直径约为地球直径的50%，火星质量约为地球质量的10%，探测器在地球表而的环绕周期约为85min，地球表面的重力加速度取g=9.8m/s2。下列说法正确的是（　　）

A．“天问一号”的发射速度为7.9km/s

B．火星与地球的第一宇宙速度的比值为

C．火星表面的重力加速度大小约为3.92m/s2

D．“天问一号”绕火星表面运行的周期小于85min

6．某同学做测定玻璃的折射率的实验，操作时将玻璃砖的界线aa′、bb′画好后误用了另一块宽度稍窄的玻璃砖，如图所示。实验中除仍用原界线外，其余操作都正确，则测得的玻璃砖的折射率将（　　）

A．偏大 B．偏小 C．不影响结果 D．不能确定

7．如图所示，物块A、B处于静止状态，已知竖直墙壁粗糙，水平地面光滑，则物块A的受力个数为（　　）

A．3 B．4 C．5 D．6

8．如图所示，物块M与m叠放在一起，以O为平衡位置，在之间做简谐振动，两者始终保持相对静止，取向右为正方向，其振动的位移x随时间t的变化图像如图，则下列说法正确的是（　　）

A．在时间内，物块m的速度和所受摩擦力都沿负方向，且都在增大

B．从时刻开始计时，接下来内，两物块通过的路程为A

C．在某段时间内，两物块速度增大时，加速度可能增大，也可能减小

D．两物块运动到最大位移处时，若轻轻取走m，则M的振幅不变

9．如图所示，两电阻可以忽略不计的平行金属长直导轨固定在水平面上，相距为L，另外两根长度为L、质量为m、电阻为R的相同导体棒垂直静置于导轨上，导体棒在长导轨上可以无摩擦地左右滑动，导轨间存在竖直向下的匀强磁场，磁感应强度大小为B。某时刻使左侧的导体棒获得大小为v0的向左初速度、右侧的导体棒获得大小为2v0的向右初速度，则下列结论正确的是（　　）

A．该时刻回路中产生的感应电动势为BLv0

B．当导体棒a的速度大小为时，导体棒b的速度大小一定是

C．当导体棒a的速度为0时，两导体棒受到的安培力大小都是

D．从开始运动到最终处于稳定状态的过程中，系统产生的热量为

10．如图，相同的物块a、b用沿半径方向的细线相连放置在水平圆盘上。当圆盘绕转轴转动时，物块a、b始终相对圆盘静止。下列关于物块a所受的摩擦力随圆盘角速度的平方（ω2）的变化关系正确的是（　　）

A． B．

C． D．

二、实验题（15分）

11．小明通过实验验证力的平行四边形定则。

(1)实验记录纸如题图所示，O点为橡皮筋被拉伸后伸长到的位置，两弹簧测力计共同作用时，拉力F1和F2的方向分别过P1和P2点；一个弹簧测力计拉橡皮筋时，拉力F3的方向过P3点。三个力的大小分别为：F1＝3.30 N、F2＝3.85 N和F3＝4.25 N。请根据图中给出的标度作图求出F1和F2的合力。_____________

(2)仔细分析实验，小明怀疑实验中的橡皮筋被多次拉伸后弹性发生了变化，影响实验结果。他用弹簧测力计先后两次将橡皮筋拉伸到相同长度，发现读数不相同，于是进一步探究了拉伸过程对橡皮筋弹性的影响。

实验装置如题图所示，将一张白纸固定在竖直放置的木板上，橡皮筋的上端固定于O点，下端N挂一重物。用与白纸平行的水平力缓慢地移动N，在白纸上记录下N的轨迹。重复上述过程，再次记录下N的轨迹。

两次实验记录的轨迹如题图所示，过O点作一条直线与轨迹交于a、b两点，则实验中橡皮筋分别被拉伸到a和b时所受拉力Fa、Fb的大小关系为_____________。

(3)根据(2)中的实验，可以得出的实验结果有哪些？________（填写选项前的字母）

A．橡皮筋的长度与受到的拉力成正比

B．两次受到的拉力相同时，橡皮筋第2次的长度较长

C．两次被拉伸到相同长度时，橡皮筋第2次受到的拉力较大

D．两次受到的拉力相同时，拉力越大，橡皮筋两次的长度之差越大

(4)根据小明的上述实验探究，请对验证力的平行四边形定则实验提出两点注意事项。

_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。

三、解答题（45分）

12．如图所示，竖直放置导热良好的气缸缸体质量m=10kg，轻质活塞横截面积S=5×10-3m2，活塞上部的气缸内封闭一定质量的理想气体，活塞的下表面与劲度系数k=2.5×103N/m的弹簧相连，活塞不漏气且与气缸壁无摩擦。当气缸内气体温度为27℃时，缸内气柱长l=50cm，气缸下端边缘距水平地面。已知大气压强p0=1.0×105Pa，g取10m/s2，则:

①当缸内气体温度缓慢降低到多少K时，气缸下端边缘刚好接触地面?

②当缸内气体温度缓慢降低到多少K时，弹簧恢复原长?

13．一列沿x轴正方向传播的简谐横波，其波源的平衡位置在坐标原点，波源在0 ~ 4s内的振动图像如图（a）所示，已知波的传播速度为0.5m/s。

（1）求这列横波的波长；

（2）求波源在4s内通过的路程；

（3）在图（b）中画出t = 4s时刻的波形图。

14．如图所示，光滑水平杆固定在竖直转轴上，小圆环A和轻弹簧套在杆上，弹簧两端分别固定于竖直转轴和环A上，用长L=0.7m的细线穿过小孔O，两端分别与环A和小球B连接，线与水平杆平行，环A的质量mA=1kg，小球B的质量mB=2kg。当整个装置绕竖直轴以角速度1=5rad/s匀速转动时，细线OB与竖直方向的夹角为37°。缓慢加速后使整个装置以角速度2匀速转动时，细线OB与竖直方向的夹角变为53°，且此时弹簧弹力与角速度为1时大小相等。重力加速度g取10m/s2，sin37°=0.6.求：

（1）1=5rad/s时，OB间的距离；

（2）2的大小；

（3）由1增至2过程中，细线对小球B做的功。（计算结果保留两位有效数字）

15．如图所示，磁场边界M、N、P与荧光屏Q平行且相邻间距均为d，M、N与N、P间有磁感应强度大小均为B、方向相反的匀强磁场，边界M上O点处的粒子源向磁场中不断发射垂直边界M的带正电的粒子。已知粒子质量为m，带电量为q。速率为（未知）。在荧光屏上形成一条长为的亮线，不计粒子的重力及其相互作用。求：

（1）恰好不从边界N射出的粒子的速率；

（2）打在荧光屏Q上的粒子的速率范围；

（3）将打在亮线上最高点的粒子的速度方向顺时针旋转角。其打在荧光屏Q上的位置下移的距离。（已知，）

参考答案：

1．C

【解析】

【详解】

A、氢原子跃迁到激发态后，核外电子的动能减小，电势能增大，总能量增大，选项A错误；

B、基态的氢原子中的电子吸收一频率为ν的光子被电离后，最大动能为Ekm＝hν－E1，设电子的最大速度为vm，则vm＝，选项B错误；

C、大量处于n＝3的激发态的氢原子，向低能级跃迁可辐射＝3种不同频率的光，选项C正确；

D、从n＝6能级向n＝1能级跃迁产生的电磁波能使某金属发生光电效应，从n＝6能级向n＝2能级跃迁产生的电磁波频率比n＝6能级向n＝1能级跃迁产生的电磁波小，故不一定能使该金属发生光电效应，选项D错误．

故选C．

2．D

【解析】

【分析】

【详解】

A．根据光路的可逆性原理可知，对于平行玻璃砖界面来说，能够射进玻璃砖的光线，在另一个界面绝对不会发生全反射，因此对本题而言，无论是a或b光线，都不可能发生全反射现象，A错误；

B．画出光路图如下图所示

根据折射定律有

sini = nasinia，sini = nbsinib

由图可知ib > ia，则nb < na，根据波速与折射率的关系有

n =

则vb > va，B错误；

C．由波长与折射率的关系可知

λb > λa

根据干涉条纹间距公式有

x =

则xb > xa，C错误；

D．如图所示减小玻璃砖的厚度，下边界变为M′N′，则出射时变为两束间距变大的平行光，D正确。

故选D。

3．D

【解析】

【详解】

A．根据可得，状态a、状态c等温，内能相等，状态b的温度大于a，c的温度，状态b内能大于状态a、状态c的内能，A错误；

B．p-V图像压强与体积围成图形的面积表示外界对气体所做的功,因此状态a变化到状态b的过程中

状态b变化到状态c过程中

因此可知

W2＝W1

B错误；

C.状态a、状态c等温，内能相等，根据得

又

解得

Q1+Q2＝4p0V0

C错误；

D. 状态a、状态c等温，内能相等，根据得

题目中没有给出Q1Q2的正负，可以取绝对值解得

W1+W2＝Q1+Q2

D正确．

故选D。

4．A

【解析】

【分析】

【详解】

A．由磁通量的定义可知，穿过线框的磁通量满足

故有

又有

故线框内产生的交变电压的瞬时值为

选项A正确；

B．设原、副线圈两端的电压分别为、，则

因为二极管的影响，只有正向导通的交变电流才能通过，由电流的热效应可知，灯泡两端的电压有效值为，又因为灯泡正常发光，故

得

故原、副线圈匝数比为，选项B错误；

C．开关闭合时，由于匝数比没变，故灯泡两端的电压保持不变，则灯泡、都能够达到额定电功率，则副线圈的功率变为原来的2倍，发电机的输出功率等于副线圈的功率，故也变为原来的2倍，选项C错误；

D．开关闭合时，由于灯泡都达到额定电流，故两灯泡支路的电流之和

又由于二极管的影响，副线圈的电流

又因为

故电流表的读数

选项D错误。

故选A。

5．C

【解析】

【分析】

【详解】

A．地球卫星最小的发射速度是7.9km/s，“天问一号”的发射速度比7.9km/s大，达到地球的第二宇宙速度112.2km/s，故A错误；

B．由

得第一宇宙速度

火星与地球的第一宇宙速度的比值为

故B错误；

C．由

得星球表面的重力加速度为

所以

因此火星表面的重力加速度大小

故C正确；

D．由

得

所以“天问一号”绕火星表面运行的周期

故D错误。

故选C。

6．B

【解析】

【详解】

如图所示，由于所画玻璃砖的宽度比实际宽度大，使入射点向左移，折射点向右移，使得所画折射角比实际折射角大，故测得的折射率偏小。

故选B。

7．A

【解析】

【详解】

对A、B整体进行分析，由于整体位于光滑水平面上处于静止状态，所以水平方向上整体一定不受力，即竖直墙壁对A没有支持力，所以A和竖直墙壁之间没有摩擦力。隔离A进行分析，A一定受重力和B对其的支持力，其中支持力存在水平向左的分量，所以A一定还受到B对其的摩擦力，综上所述可知A的受力个数为3，故选A。

8．D

【解析】

【分析】

【详解】

A．在时间内，由图像的斜率为负且增大可知，物块的速度沿负方向在增大，受摩擦力方向沿负方向，据可知，位移在减小，加速度在减小，所以摩擦力在减小，A错误；

B．由图像知，两物块在平衡位置速度最大，因此两物块从的平均速率要小于从开始经时间内的平均速率，所以从开始经通过的路程大于，B错误；

C．速度增大时，物块向平衡位置运动，则物块的位移减小，据简谐振动的受力特点，加速度减小，故C错误；

D．简谐运动是一种无能量损失的振动，它只是动能和势能间的转化，总机械能守恒。其能量只有振幅决定，即振幅不变，振动系统能量不变。当将在最大位移处轻轻取走，说明取走时动能为零，取走前后振幅没有改变，振动系统机械能总量不变，D正确。

故选D。

9．C

【解析】

【详解】

A．根据右手定则可知，该时刻回路中产生的感应电动势为3BLv0，A错误；

B．由于两个导体棒所受的合外力为零，因此整个系统满足动量守恒，规定向右为正方向，则当导体棒a的速度大小为向左运动时

可得

当导体棒a的速度大小为向右运动时

可得

B错误；

C．当导体棒a的速度为0时，根据动量守恒

回路产生的感应电动势

感应电流

每根导体棒受到的安培力

整理得

C正确；

D．从开始运动到最终处于稳定状态的过程中，根据动量守恒

整个系统产生的热量

整理得

D错误。

故选C。

10．D

【解析】

【详解】

转动过程中ab角速度相同。当圆盘角速度较小时，ab由静摩擦力充当向心力，绳子拉力为零，此过程中ab所需要的摩擦力分别为

，

因为，故，又因为ab与平台的最大静摩擦力相同，所以随着角速度增大，b先达到最大静摩擦力，当b达到最大静摩擦力时绳子开始出现拉力，此时对于ab有

,

联立可得

由上述分析可知，绳子拉力出现之前图像的斜率为，绳子拉力出现之后图线的斜率为，所以绳子有拉力时图线斜率变大。

故选D。

11．          Fa＝Fb     BD     选用新橡皮筋；橡皮筋拉伸不宜过长

【解析】

【详解】

(1)[1]根据力的图示法作出力F1和F2的图示，如图所示，并根据力的平行四边形定则作出两者的合力，用刻度尺量得其长度为单位长度的4.7倍，即合力大小为4.7N（4.6~4.9N均可）。

(2)[2]设Oab与竖直方向的夹角为θ，根据共点力平衡条件解得

F＝mgtanθ

因此有

Fa＝Fb

(3)[3]AB．由中分析可知，橡皮筋上的拉力大小为

因此有

Ta＝Tb

显然图中Ob＞Oa，故选项A错误；选项B正确；

D．橡皮筋因老化，每次被拉后，形变已经不能完全恢复，因此两次受到的拉力相同时，拉力越大，橡皮筋两次的长度之差越大故选项D正确；

C．两次被拉伸到相同长度时，橡皮筋第2次受到的拉力较小，故选项C错误。

故选BD。

(4)[4]有上述分析可知，要确保橡皮筋发生弹性形变，因此应注意选用新的弹性较好的橡皮筋，每次橡皮筋的形变要在弹性限度内，即拉伸不宜过长。

【点睛】

12．①270K；②205K

【解析】

【详解】

①气缸下端边缘恰好接触地面前，弹簧长度不变，气缸内气体压强不变，气体发生等压变化

解得

T2=270K

②初态弹簧压缩

kx=mg

解得

x=0.04m

初态气体压强，根据

p1S=mg+p0S

解得

p1=1.2×105Pa

末态气体压强为p0，由理想气体状态方程

解得

T3=205K

13．（1）λ = 2m；（2）s = 16cm；（3）

【解析】

【分析】

【详解】

（1）由题知图（a）为波源的振动图像，则可知

A = 4cm，T = 4s

由于波的传播速度为0.5m/s，根据波长与速度关系有

λ = vT = 2m

（2）由（1）可知波源的振动周期为4s，则4s内波源通过的路程为

s = 4A = 16cm

（3）由题图可知在t = 0时波源的起振方向向上，由于波速为0.5m/s，则在4s时根据

x = vt = 2m

可知该波刚好传到位置为2m的质点，且波源刚好回到平衡位置，且该波沿正方向传播，则根据“上坡、下坡”法可绘制出t = 4s时刻的波形图如下图所示

14．（1）（2）；（3）

【解析】

【详解】

（1）设细线弹力为T，弹簧弹力为F，对环A分析

对B球受力分析

竖直方向

水平方向

联立得

，，

（2）角速度增大至 ，则环A的转动半径增大，此时弹簧弹力大小不变，方向指向O，同理得

，

解得

，

（3）有公式

两种角速度情况下，B的线速度分别为

，

B上升的高度为

经计算小球B的动能减小，重力势能增大，细线对小球B做的功等于小球B机械能的增加量，得

联立得

15．（1）；（2）；（3）

【解析】

【详解】

（1）当粒子的运动轨迹刚好与N相切时，粒子做圆周运动的半径为d，如图所示，根据牛顿第二定律

解得

（2）以速率的粒子打在荧光屏上的位置与O点在竖直方向上的距离为2d；设粒子的最大速度为v2，打在荧光屏上位置与O点在竖直方向的距离，粒子在磁场中的运动半径为r，根据几何关系

解得

根据牛顿第二定律

解得

所以打在荧光屏上的粒子的速度大小范围为

≤v≤

（3）如图所示

得

得

得

得