2021-2022学年江苏省高邮市高三下学期调研试题 物理（原卷+解析版）

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2021-2022学年高三下学期期初学情调研物理试题时间：75分钟     满分：100分     2022.02一、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. 新买冰箱在第一次通电后一段时间，首次打开冰箱门会发现门比较紧，产生这种现象的原因是（　　）A. 冰箱工作后，随着温度下降，腔体内气体压强小于外界压强B. 冰箱工作后，随着温度下降，腔体内气体压强大于外界压强C. 腔体内气体分子平均动能变大D. 腔体内气体分子平均动能不变【答案】A【解析】【详解】AB．根据一定质量的理想气体状态方程可知随着温度下降，腔体内气体压强小于外界压强。故A正确；B错误；CD．由于温度下降，故腔体内气体分子平均动能变小。故CD错误。故选A。2. 如图所示，一只气球在空中处于静止状态，绳中张力为T，则空气对气球作用力F的方向可能是（　　）A. ① B. ② C. ③ D. ④【答案】C【解析】【详解】气球受到竖直向下的重力，沿着绳的拉力，由于处于静止状态，即三力平衡。因此空气对气球作用力F的方向与重力和拉力的合力，等大反向。如图故C正确；ABD错误。故选C。3. 2021年12月9日，时隔8年之后，我国航天员再次进行太空授课，乒乓球浮力消失实验是其中的一个实验。甲图是地面教室中的乒乓球浮在水面上，乙图是空间站中的乒乓球停在水中的任意位置，则乒乓球浮力消失的原因是空间站中（　　）A. 水处于完全失重状态 B. 水的密度变大C. 乒乓球的质量变小 D. 乒乓球不再受重力【答案】A【解析】【详解】A．在太空空间站的水和乒乓球都是受重力提供向心力，加速度为重力加速度，则处于完全失重状态，水是没有浮力的，因此在水中的乒乓球并不会因浮力而上升，而是继续停在水中。故A正确；BCD．完全失重时水的密度不变，乒乓球的质量不变，空间站的重力加速度较地面小，则空间站内的乒乓球的重力变小了。故BCD错误。故选A。4. 如图所示是某原子的部分能级示意图，a、b、c为原子发生跃迁时发出的三种不同光，波长分别为λa、λb、λc，频率分别为va，vb，vc，下列关系式正确的是（　　）A. λa=λc＋λb B. λa >λc> λb C. va=vb＋vc D. va>vb>vc【答案】C【解析】【详解】CD．根据玻尔的跃迁假设，有联立，可得va=vb＋vc，va>vc>vb故C正确；D错误；AB．根据联立，可得故AB错误。故选C。5. 如图所示，ABCA表示一定质量的理想气体的一个循环过程，下列说法正确的是（　　）A. 在A→B过程中，气体对外做了功 B. B→C过程中，气体内能不变C. C→A过程中，气体内能减少 D. A→B→C过程中，气体放热【答案】D【解析】【详解】A．由图可知A→B过程中，气体发生等压变化，温度降低，由盖吕萨克定律可知，气体体积减小，外界对气体做功，A错误；B．由图可知B→C过程中，气体压强与热力学温度成正比，由查理定律可知，气体发生等容变化，气体温度升高，内能增加，B错误；C．由图示可知，C到A过程中，气体温度保持不变，气体内能不变，该过程气体压强减小，C错误；D．由图示图象可知，A→B过程压强不变而温度降低，内能减少，体积减小，根据热力学第一定律可知B→C过程为等容变化，温度升高，内能增加，根据热力学第一定律可知B→C过程和A→B过程温度的变化相等，则内能的变化相等，所以A→B过程中气体放出的热量大于B→C过程中吸收的热量，A→B→C过程中，气体放热，D正确。故选D。6. 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，t=0时刻波恰好传到质点M。已知此超声波的频率为1×107 Hz，下列说法正确的是（　　）A. 0～1.25×10-7 s内质点M运动的路程为2.4mm B. 超声波在血管中的传播速度为1.4×105 m/sC. 质点M开始振动的方向沿y轴正方向 D. t=1.5×10-7s时质点N恰好处于波谷【答案】D【解析】【详解】A．波的周期为易知1.25×10-7 s=1.25T，则质点M运动的路程为故A错误；B．根据图像可得该波的波长为由波速与波长的关系式可得故B错误；C．由波形图及波的传播方向为x轴正方向，可知质点M开始振动的方向沿y轴负方向。故C错误；D．由图可知，波传播过程中，离N点的最近的波谷与N点的距离为波谷传播到N点的时间为故D正确。故选D。7. 某同学利用图示装置测量某种单色光的波长。实验时，接通电源使光源正常发光；调整光路，使得从目镜中可以观察到干涉条纹，若想减少从目镜中观察到的条纹个数，该同学可（　　）A. 将单缝靠近双缝 B. 将单缝远离双缝C. 将屏向远离双缝的方向移动 D. 将屏向靠近双缝的方向移动【答案】C【解析】【详解】AB．若想减少从目镜中观察到的条纹个数，则需要使条纹的宽度增大，根据相邻亮条纹间的距离公式可知改变单缝与双缝间的距离不能改变条纹的宽度。故AB错误；CD．同理，将屏向远离双缝的方向移动，可使L变大，达到增大条纹宽度的目的。故C正确；D错误。故选C。8. 某实验小组用图甲所示电路研究a、b两种单色光的光电效应现象，通过实验得到光电流I与电压U的关系如图乙所示，由图可知（　　）A. 光电子的最大初动能Eka > EkbB. 若a光可以让处于基态的氢原子电离，则b光一定也可以C. 两种光照射金属K时的逸出功不一样D. 两种光频率νa > νb【答案】B【解析】【详解】A．由题图可得b光照射光电管时反向截止电压大，其逸出的光电子最大初动能大，故A错误；C．金属的逸出功由金属本身决定，故两种光照射金属K时的逸出功一样。故C错误；D．由光电效应方程由题图可得b光照射光电管时反向截止电压大，其频率大，即故D错误；B．b光的频率大，光子能量大，若a光可以让处于基态的氢原子电离，则b光一定也可以故B正确。故选B。9. 一小球做平抛运动，关于小球的速度、动量、动能、重力势能的变化率随时间变化的图线，正确的是（　　）A  B. C.  D. 【答案】D【解析】【详解】A．小球做平抛运动，其速度变化率可知图像是平行于t轴的直线。故A错误；B．小球做平抛运动，其动量的变化率可知图像是平行于t轴的直线。故B错误；C．小球做平抛运动，根据动能定理可得可知图像是过原点的直线。故C错误；D．小球做平抛运动，根据重力做功与重力势能的变化关系可得可得可知图像是过原点的直线。故D正确。故选D。10. 如图甲所示，两平行金属板A、B放在真空中，间距为d，OO′为板间水平中线，AB板间的电势差U随时间t的变化情况如图乙所示。有一个质量为m，电荷量为q的带电小球，从O点以的速度水平射入电场。T时刻小球恰好从O′点射出电场，小球运动过程中未与极板相碰。则下列说法正确的是（　　）A. 小球的电场力等于重力 B. 板间电压C. 时，小球竖直方向速度为0 D. t=T时，小球竖直方向速度为0【答案】B【解析】【详解】A．设~T时间内小球的加速度为a，0~T小球在竖直方向的位移为零，根据运动学公式可得解得由牛顿第二定律可得解得故A错误；B．根据匀强电场中电场强度与电势差的关系式，有又联立，可得故B正确；C．时，小球竖直方向速度为故C错误；D．t=T时，小球竖直方向速度为故D错误。故选B。二、非选择题：共5题，共60分。其中第12-15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. 某同学用如图所示装置做“验证机械能守恒定律”的实验。（1）除了提供图中的器材，实验室还需要准备游标卡尺及___________。（填写器材序号）A．秒表        B．天平        C．弹簧秤         （2）实验的主要步骤如下：其中不妥当的操作步骤是___________。（填写步骤序号）A．测出遮光条的宽度dB．测出钩码质量m和带长方形遮光条的滑块总质量MC．实验前将导轨一端垫高平衡摩擦力D．将滑块移至图示位置，测出遮光条到光电门的距离LE．先开启气泵，然后释放滑块，读出遮光条通过光电门的挡光时间t（3）在实验操作正确的前提下，滑块从静止释放运动到光电门的过程中，若系统符合机械能守恒定律，测得的物理量应满足的关系式为___________。（用（2）中给出的字母表示）（4）该实验小组在研究中发现利用该装置可以测量带长方形遮光条滑块的总质量M。实验小组多次改变光电门的位置，且每次都将滑块从同一点静止释放，测出相应的L与t值，完成实验后，某同学根据测量数据作出图像，测得直线的斜率为k，已知钩码的质量m，遮光条的宽度d，重力加速度g，则滑块总质量M的表达式为___________。（用题目给出的字母表示）（5）若气垫导轨左端的滑轮调节过高，使得拉动滑块的绳子与气垫轨道之间存在夹角，不考虑其它影响，滑块由静止释放运动到光电门的过程中，滑块、遮光条与钩码组成的系统重力势能减小量的测量值___________（填“大于”、“小于”或“等于”）真实值。【答案】    ①. B    ②. C    ③.     ④.     ⑤. 大于【解析】【详解】(1)[1]本实验是通过实验测量出滑块和砝码组成的系统减少的重力势能和增加的动能来验证机械能守恒的，重力势能和动能都与质量有关，需要用天平测量砝码和滑块的质量。数字计时器可以记录通过光电门的时间。故AC错误；B正确。故选B。(2)[2]A．测出遮光条的宽度d，用于计算滑块通过光电门的速度。故A正确，与题意不符；B．测出钩码质量m和带长方形遮光条的滑块总质量M，用于计算系统的重力势能和动能的变化。故B正确，与题意不符；C．实验前将导轨调至水平，不需要平衡摩擦力。故C错误，与题意相符；D．将滑块移至图示位置，测出遮光条到光电门的距离L，用于计算系统减少的重力势能。故D正确，与题意不符；E．先开启气泵，然后释放滑块，读出遮光条通过光电门的挡光时间t，用于计算滑块通过光电门的速度。故E正确，与题意不符。本题选不妥当的故选C。(3)[3]遮光条通过光电门的速度大小为在实验操作正确的前提下，滑块从静止释放运动到光电门的过程中，若系统符合机械能守恒定律，则有联立，可得(4)[4]根据上面系统机械能守恒的表达式，可得由题意得解得(5)[5]若气垫导轨左端的滑轮调节过高，使得拉动滑块的绳子与气垫轨道之间存在夹角，不考虑其它影响，滑块由静止释放运动到光电门的过程中，根据几何关系可知砝码实际下降的高度小于释放滑块时测量的遮光条到光电门的距离L即如图所示可得所以滑块、遮光条与钩码组成的系统重力势能减小量的测量值大于真实值。12. 华为手机Mat20 Pro具有无线充电功能，所配电池铭牌上标有“3.7V，4000mAh”字样。手机无线充电器的基本原理类似于变压器，由发射器和接收器组成，分别有一发射线圈和接收线圈，其简化模型如图所示。已知发射、接收线圈匝数比n1∶n2=5∶1，发射端输入电流为。求：（1）接收线圈输出电流的有效值I2；（2）电池充满电时最大储存电能E。【答案】（1）1A；（2）53280J【解析】【详解】(1)依题意，发射端线圈输出电流的有效值为根据变压器两端电流与匝数之间的关系可得联立，可得(2) 电池充满电时最大储存电能13. 如图甲，某汽车大灯距水平地面的高度为67.5cm，图乙为该大灯结构的简化图。已知点光源发出光线以45º入射角从半球透镜射入真空时恰好发生全反射。现有一束光从焦点处射出，经旋转抛物面反射后，垂直半球透镜的竖直直径AB从C点射入透镜。已知透镜直径远小于大灯离地面高度，，tan15º≈0.27.求：（1）半球透镜的折射率n；（2）光射出半球透镜时的折射角θ和这束光照射到地面的位置与大灯间的水平距离x。【答案】（1）；（2）45°；2.5m【解析】【详解】(1)依题意，光线从半球透镜射入真空的临界角为，可得解得(2)该光路图如图所示设光线从C点水平射向半球透镜时的入射角为，从半球透镜折射后的出射光线与水平面成角，依题意可得由折射定律可得解得光射出半球透镜时的折射角θ=。设这束光照射到地面的位置与车头大灯间的水平距离为x，如图由几何关系可得联立，解得14. 如图所示，倾角的光滑斜面体固定在水平面上，斜面底端固定一挡板D，自由长度为L0的轻弹簧一端固定在D上，质量为m的小物块B与弹簧连接，另一相同的小物块C从斜面上端与挡板D相距1.9L0处的P点由静止释放，C与B碰撞后粘合在一起（碰撞时间极短）。已知重力加速度大小为g，弹簧的劲度系数为，弹簧的形变量为x时具有的弹性势能为。求：（1）开始时弹簧的形变量x；（2）C与B碰后粘合体的速度v；（3）碰后粘合体的最大动能Ek。【答案】（1）；（2）；（3）【解析】【详解】（1）开始时，对物块B解得（2）木块C从P点开始下滑到与B相碰时，则解得（3）碰后粘合体最大动能最大时解得由能量关系可知 解得15. 如图所示，在长方形abcd虚线框区域内，存在竖直向下的匀强电场和垂直纸面水平向里的匀强磁场，电场强度，磁感应强度为B。O1为ab边中点，O1O2为长方形水平中心线，照相底片与虚线O1O2垂直且离cd边。现有一质量为m电荷量为q的带正电粒子从O1点以速度v（未知）水平射入时，带电粒子沿虚线O1O2做匀速直线运动。保持带电粒子从O1点水平射入的速度v不变，若撤去电场，带电粒子恰好经过d点后打在照相底片上的P点；若撤去磁场，带电粒子打在照相底片上的点。已知，，（不计粒子重力和空气阻力）。求：（1）从O1点水平射入速度v；（2）带电粒子由O1点运动至P点的时间t；（3）带电粒子打在照相底片上P、两点间的距离。【答案】（1）；（2）；（3）【解析】【详解】（1）粒子沿虚线O1O2做匀速直线运动，根据平衡解得（2）撤去电场后，设带电粒子在磁场中做半径为R的匀速圆周运动，如图由牛顿第二定律得根据几何知识粒子在磁场中运动的周期粒子在磁场中运动的时间粒子离开磁场做匀速直线运动至P，点过程的位移该过程的运动时间则带电粒子由O1点运动至P点的时间t（3）撤去磁场后，如图所示粒子在电场中偏转联立解得根据几何知识P、两点间的距离