山西省2022届高三理综（物理部分）第三次四校联考试卷

2022届高三年级第三次四校联考理科综合物理试题（考试时间150分钟满分300分）可能用到的相对原子质量：H1N14Cu64Ag108Au197第Ⅰ卷(选择题126分)二、选择题：本题共8小题，每小题6分。每小题给出的四个选项中，第14～18题只有一项符合题目要求，第19～21题有多项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。14．物理学的发展极大地丰富了人类对物质世界的认识，推动了科学技术创新和革命，促进了物质生活繁荣与人类文明的进步，关于物理学发展过程中的认识，下列说法正确的是A．牛顿发现了万有引力定律并通过实验测量计算出引力常量GB．德国天文学家开普勒发现了万有引力定律，提出了牛顿三大定律C．丹麦物理学家奥斯特发现了电流的磁效应，并总结了右手螺旋定则D．法国物理学家库仑利用扭秤实验发现了电荷之间的相互作用规律——库仑定律，并测出了静电力常量K的值15.如图所示，挡板垂直于斜面固定在斜面上，一滑块m放在斜面上，其上表面呈弧形且左端最薄，一球M搁在挡板与弧形滑块上，一切摩擦均不计，用平行于斜面的拉力F拉住弧形滑块，使球与滑块均静止．现将滑块平行于斜面向上拉过一较小的距离，球仍搁在挡板与滑块上且处于静止状态，则与原来相比A．滑块对球的弹力增大B．挡板对球的弹力减小C．斜面对滑块的弹力增大D．拉力F不变16.A、D分别是斜面的顶端、底端，B、C是斜面上的两个点，AB＝BC＝CD，E点在D点的正上方，与A等高。从E点以一定的水平速度抛出质量相等的两个小球，球1落在B点，球2落在C点，关于球1和球2从抛出到落在斜面上的运动过程A．球1和球2运动的时间之比为2∶1B．球1和球2动能增加量之比为1∶3C．球1和球2抛出时初速度之比为∶1D．球1和球2运动时的加速度之比为1∶217.如图所示，理想变压器与电阻R,交流电压表V、交流电流表A按图甲所示方式连接，已知变压器原副线圈的匝数比为,电阻R=5Ω。图乙是R两端电压U随时间变化的图象，V。则下列说法中正确的是A.交变电流的频率是B.电压表V的读数为10VC.电流表A的读数为20AD.变压器的输入功率为40w18．2022年3月8日凌晨马航客机失联后，西安卫星测控中心紧急调动海洋、风云、高分、遥感4个型号近10颗卫星，为地面搜救提供技术支持。特别是“高分一号”突破了空间分辨率、多光谱与大覆盖面积相结合的大量关键技术。如图为“高分一号”与北斗导航系统两颗卫星在空中某一面内运动的示意图．“北斗”系统中两颗卫星“G1”和“G3”以及“高分一号”均可认为绕地心O做匀速圆周运动．卫星“G1”和“G3”的轨道半径均为r，某时刻两颗工作卫星分别位于轨道上的A、B两位置，“高分一号”在C位置．若卫星均顺时针运行，地球表面处的重力加速度为g，地球半径为R，不计卫星间的相互作用力。则以下说法正确的是A．卫星“G1”和“G3”的加速度大小相等均为 -9-\nB．卫星“G1”由位置A运动到位置B所需的时间为C.如果调动“高分一号”卫星到达卫星“G3”所在的轨道，必须对其减速D“高分一号”是低轨道卫星，其所在高度有稀薄气体，运行一段时间后，高度会降低，速度增大，机械能会减小19.如图所示，在平面直角坐标系中有一个垂直纸面向里的圆形匀强磁场，其边界过原点O和y轴上的点a（0，L）。一质量为m、电荷量为e的电子从a点以初速度v0平行于x轴正方向射入磁场，并从x轴上的b点射出磁场，此时速度的方向与x轴正方向的夹角为60°．下列说法正确的是A．电子在磁场中运动的时间为B．电子在磁场中运动的时间为C．磁场区域的圆心坐标为D．电子在磁场中做圆周运动的圆心坐标为（0，－2L）20．质量为m的带电小球由空中某点A无初速度地自由下落，在t秒末加上竖直方向且范围足够大的匀强电场，再经过t秒小球又回到A点。整个过程中不计空气阻力且小球未落地，则A．匀强电场方向竖直向上B．从加电场开始到小球运动到最低点的过程中，小球动能减少了mg2t2C．整个过程中小球电势能减少了2mg2t2D．从A点到最低点的过程中，小球重力势能减少了21.如图所示，两根等高光滑的圆弧轨道，半径为r、间距为Ｌ，轨道电阻不计．在轨道顶端连有一阻值为R的电阻，整个装置处在一竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度为B．现有一根长度稍大于Ｌ、电阻不计的金属棒从轨道最低位置cd开始，在拉力作用下以初速度v0向右沿轨道做匀速圆周运动至ab处，则该过程中Ａ．通过R的电流方向为由外向内Ｂ．通过R的电流方向为由内向外Ｃ．R上产生的热量为Ｄ．流过R的电量为第Ⅱ卷（非选择题174分）三、非选择题。包括必考题和选考题两部分。第22题～第32题为必考题，每个试题考生都必须做答。第33题～第40题为选考题，考生根据要求做答。（一）必考题（共129分）22．(6分)DIS实验是利用现代信息技术进行的实验。“用DIS研究机械能守恒定律”的实验装置如图甲所示，小组同学在实验中利用小铁球从很光洁的曲面上滚下，选择DIS以图象方式显示实验的结果，所显示的图象如图乙所示。图象的横轴表示小球距d点（最低点）的高度h，纵轴表示小铁球的重力势能EP、动能Ek或机械能E。试回答下列问题：（1）图乙的图象中，表示小球的机械能E、动能Ek、重力势能EP随小球距d点的高度h变化关系的图线分别是_______（按顺序填写相应图线所对应的文字）；-9-\n（2）根据图乙所示的实验图象，可以得出的结论是：____________。23.(9分)某实验小组进行“探究热敏电阻的温度特性”实验，实验室提供如下器材：热敏电阻Rt(常温下约8kΩ)、温度计、电流表A(量程1mA，内阻约200Ω)、电压表V(量程3V，内阻约10kΩ)、电池组E(4.5V，内阻约1Ω)、滑动变阻器R(最大阻值为20Ω)、开关S、导线若干、烧杯和水．(1)根据提供器材的参数将右图所示的实物图中所缺的导线补接完整．(2)实验开始前滑动变阻器的滑动触头P应置于端(填“a”或“b”)．(3)利用补接完整的实验装置测量出不同温度下的电阻值，画出该热敏电阻的Rt－t图象如右图中的实测曲线，与图中理论曲线相比二者有一定的差异．除了偶然误差外，下列关于产生系统误差的原因或减小系统误差的方法叙述正确的是___．(填选项前的字母，不定项选择)A．电流表的分压造成电阻的测量值总比真实值大B．电压表的分流造成电阻的测量值总比真实值小C．温度升高到一定值后，电流表应改为外接法(4)将本实验所用的热敏电阻接到一个电流较大的恒流电源中使用，当电流通过电阻产生的热量与电阻向周围环境散热达到平衡时，满足关系式I2R＝k(t－t0)(其中k是散热系数，t是电阻的温度，t0是周围环境温度，I为电流强度)，电阻的温度稳定在某一值．若通过它的电流恒为50mA，t0＝20°C，k＝0.25w/°C，由实测曲线可知该电阻的温度稳定在°C.24．（12分）如图所示，一劈形滑梯固定在水平地面上，高h1＝12m，底角分别为37°、53°，A、B两小物块质量分别为mA＝2kg、mB＝4kg，用轻绳连接，通过滑梯顶端的小滑轮跨放在左右两斜面上，轻绳伸直时，两物块离地高度h2＝4m，在滑轮处压住细绳，已知物块与斜面间的动摩擦因数均为μ＝0.1，g＝10m/s2，sin37°＝0.6，sin53°＝0.8(1)若在压绳处突然剪断绳，求A、B下滑过程中加速度之比；(2)若松开绳，求B滑到底端时的速度大小。25.（20分）如图，在直角坐标系xOy平面内，虚线MN平行于y轴，N点坐标（-L,0）,MN与y轴之间有沿y轴正方向的匀强电场，在第四象限的某区域有方向垂直于坐标平面的矩形有界匀强磁场（图中未画出）。现有一质量为m、电荷量为e的电子，从虚线MN上的P点，以平行于x轴正方向的初速度v0射入电场，并从y轴上A点（0，0.5L-9-\n）射出电场，射出时速度方向与y轴负方向成300角，此后，电子做匀速直线运动，进入磁场并从矩形有界磁场边界上Q点射出，速度沿x轴负方向，不计电子重力，求：（1）匀强电场的电场强度E的大小；（2）匀强磁场的磁感应强度B的大小和电子在磁场中运动的时间t;（3）矩形有界匀强磁场区域的最小面积.（二）选考题：共45分。请考生从给出的3道物理题、3道化学题、2道生物题中每科任选一题做答，并用2B铅笔在答题卡上把所选题目号后的方框涂黑。注意所做题目的题号必须与所涂题目的题号一致，在答题卡选答区域指定位置答题。如果多做，则每学科按所做的第一个题目计分。33．【物理——选修3—3】(15分)(1)(5分)下列说法中正确的是(填正确的答案标号.选对1个得3分,选对2个得4分,选对3个得6分.每错一个扣3分,最低得0分)A．布朗运动并不是液体分子的运动，但它说明分子永不停息地做无规则运动B．叶面上的小露珠呈球形是由于液体表面张力的作用C．液晶显示器是利用了液晶对光具有各向异性的特点D．当两分子间距离大于平衡位置的间距r0时，分子间的距离越大，分子势能越小(2)(10分)如图20所示，开口向上竖直放置的内壁光滑气缸，其侧壁是绝热的，底部导热，内有两个质量均为m的密闭活塞，活塞A导热，活塞B绝热，将缸内理想气体分成Ⅰ、Ⅱ两部分。初状态整个装置静止不动处于平衡，Ⅰ、Ⅱ两部分气体的长度均为l0，温度为T0。设外界大气压强为P0保持不变，活塞横截面积为S，且mg=P0S，环境温度保持不变。求：①在活塞A上逐渐添加铁砂，当铁砂质量等于2m，两活塞在某位置重新处于平衡，活塞B下降的高度。②现只对Ⅱ气体缓慢加热，使活塞A回到初始位置．此时Ⅱ气体的温度。34.【物理——选修3—4】(15分)(1)(5分)A、B两列简谐横波均沿x轴正向传播，在某时刻的波形分别如图中甲、乙所示，经过时间t（t小于A波的周期TA），这两列简谐横波的波形分别变为图中丙、丁所示，则A、B两列波的波速vA、vB之比可能是(填正确的答案标号.选对1个得3分,选对2个得4分,选对3个得6分.每错一个扣3分,最低得0分)A．1:1    B．2:1   C．1:2     D．3:1E．1:3-9-\n(2)(10分)有一玻璃球冠，右侧面镀银，光源S就在其对称轴上，如图所示。从光源S发出的一束光射到球面上，其中一部分光经球面反射后恰能竖直向上传播，另一部分光折入玻璃球冠内，经右侧镀银面第一次反射恰能沿原路返回。若球面半径为R，玻璃折射率为，求光源S与球冠顶点M之间的距离SM为多大?35．【物理——选修3—5】(15分)(1)(5分)）以下说法符合物理学史的是(填正确的答案标号.选对1个得3分,选对2个得4分,选对3个得6分.每错一个扣3分,最低得0分)A．普朗克引入能量子的概念，得出黑体辐射的强度按波长分布的公式，与实验符合得非常好，并由此开创了物理学的新纪元B．康普顿效应表明光子具有能量C．德布罗意把光的波粒二象性推广到实物粒子，认为实物粒子也具有波动性D．汤姆逊通过α粒子散射实验，提出了原子具有核式结构。E．为了解释黑体辐射规律，普朗克提出电磁辐射的能量是量子化的．（2）如图所示，轻弹簧的两端与质量均为2m的B、C两物块固定连接，静止在光滑水平面上，物块C紧靠挡板但不粘连．另一质量为m的小物块A以速度v0从右向左与B发生弹性正碰，碰撞时间极短可忽略不计．(所有过程都在弹簧弹性限度范围内)求：(1)A、B碰后瞬间各自的速度；(2)弹簧第一次压缩最短与第一次伸长最长时弹性势能之比．2022届高三第三次四校联考物理试题答案一、选择题题号1415161718192021答案DBCBDBCCDAC二、实验题22.（1）甲、丙、乙（3分）；（2）忽略阻力作用，小球下落过程机械能守恒（3分）。解析：将各个时刻对应的高度和速度二次方数据标在坐标图中，用描点法作出v2—h图象；由mgh=mv2，可得v2—h图象的斜率等于2g。根据小球下滑动能增大、重力势能减小、机械能不变可知表示小球的重力势能EP、动能Ek、机械能E随小球距d点的高度h-9-\n变化关系的图线分别是乙、丙、甲。23.答案　(1)连线如图所示（2分）(2)a（2分）　(3)AC（2分）选全得2分，漏选得1分，错选得0分(4)48(46～50均可)（3分）解析　(1)如果用限流法，待测电阻两端的电压将超出电压表的量程，故用分压法，因为待测电阻是大电阻，故用内接法．(2)开始时待测电阻两端的电压应当最小，故滑动触头应置于a端．(3)用电流表内接法测量的是待测电阻和电流表内阻的和，故测量值偏大，A正确；温度升高，热敏电阻的阻值变小，当与电流表电阻接近时，应改为电流表外接法，C正确．(4)将I＝50mA、t0＝20°C、k＝0.25W/°C代入I2R＝k(t－t0)中可得R＝0.1(t－20)kΩ，在Rt－t图中作出该直线，找到该直线与实测Rt－t曲线的交点，交点所对应的横坐标约为48°C，所以该电阻的温度稳定在48°C.24.（12分）解：(1)对A分析有　mAgsin37°－μmAgcos37°=maA（2分）对B分析有mBgsin53°－μmBgcos53°=maB（2分）解得＝，＝（2分）(2)对系统由功能关系得：mBgh2－mAghA－(μmBgcos53°＋μmAgcos37°)·x＝(mA＋mB)v2（3分）由几何关系得：hA＝·sin37°＝3m，（1分）x＝＝5m（1分）联立解得B滑到底端的速度m/s（1分）25.（20分）解：（1）设电子在电场中运动的加速度为a，时间为t，离开电场时，沿y轴方向的速度大小为vy,则（1分）（1分）（1分）（1分）解得：（2分）(2)设轨迹与x轴的交点为D，OD距离为xD，则（1分）所以，DQ平行于y轴，电子在磁场中做匀速圆周运动的轨道的圆心在DQ上，电子运动轨迹如图所示。（1分）设电子离开电场时速度为v，在磁场中做匀速圆周运动的轨道半径为r,则（2分）-9-\n（1分）由几何关系有（1分）联立以上各式解得（1分）电子转过的圆心角为1200.则得（1分）（1分）得（1分）(3)以切点F，Q的连线长为矩形的一条边,与电子的运动轨迹相切的另一边作为其FQ的对边，有界匀强磁场区域面积为最小。（2分）得（2分）33．（1）ABC(2)（10分）解：①初状态Ⅰ气体压强Ⅱ气体压强添加铁砂后Ⅰ气体压强Ⅱ气体压强根据玻意耳定律，Ⅱ气体等温变化，（2分）可得：，B活塞下降的高度（2分）②Ⅰ气体等温变化，可得（2分）只对Ⅱ气体加热，I气体状态不变，所以当A活塞回到原来位置时，Ⅱ气体高度（1分）根据气体理想气体状态方程：（2分）得：（1分）34.（1）ACE      (2)（10分）SMθ1αθ3θ2βO解：如图所示，（1分）（1分）（1分）-9-\n可得：，（1分）（1分）（1分）(1分）（1分）（2分）35.(1)ACE　（2）解:（1）A、B发生弹性正碰，碰撞过程中，A、B组成的系统动量守恒、机械能守恒，以A、B组成的系统为研究对象，以A的初速度方向为正方向，由动量守恒定律得：（1分）在碰撞过程中机械能守恒，由机械能守恒定律得：（1分）联立解得：（1分）,；（1分）（2）弹簧第一次压缩到最短时，B的速度为零，该过程机械能守恒，由机械能守恒定律得，弹簧的弹性势能：（1分）从弹簧压缩最短到弹簧恢复原长时，B、C与弹簧组成的系统机械能守恒，弹簧恢复原长时，B的速度，速度方向向右，C的速度为零，从弹簧恢复原长到弹簧第一次伸长最长时，B、C与弹簧组成的系统动量守恒、机械能守恒，弹簧伸长最长时，B、C速度相等，以向右为正方向，由动量守恒定律得：（1分）由机械能守恒定律得：（1分）-9-\n解得：，（1分）弹簧第一次压缩最短与第一次伸长最长时弹性势能之比：（1分）-9-