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

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，

s

②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,…）