2021-2022学年第一学期高三摸底考试物理(考试时长：75分钟总分：100分)注意事项：1.答卷前，考生务必将自己的姓名考生号考场号、座位号填写在答题卡上。2.回答选择题时，选出每小题答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其它答案标号。回答非选择题时将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。3.考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。第I卷(选择题共46分)一、单项选择题(本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中只有一项符合题目要求。)1.中国社会科学院考古研究所研究员仇士华通过艰苦的努力，开创了碳十四考古年代学的探讨之路，使中国的新石器考古学有了确切的年代序列而进入了一个新时期。外来的宇宙射线与地球高空大气作用产生中子，中子和大气氮核发生核反应生成14C，14C发生某种衰变后变成氮元素，已知14C的半衰期为5730年。下列说法中正确的是A.生成14C的核反应为：B.14C发生的衰变为α衰变C.100个原子经过5730年后还剩下50个没有衰变D.当环境温度发生变化时，14C衰变的半衰期可能会发生变化2.电场强度E和磁感应强度B是描述电场和磁场强弱的物理量，下列说法中正确是的A.若试探电荷在某位置所受的电场力为零，则该处的电场强度可能不为零B.若一小段电流在某位置所受的安培力为零，则该处的磁感应强度一定为零C.电场强度与磁感应强度比值的单位与速度的单位相同D.电场强度与磁感应强度比值的单位与加速度的单位相同3.A、B两个物体(可以看作质点)沿x轴正方向运动，其中A物体从坐标原点由静止开始运动，它的位置坐标随时间的变化关系如图1所示(曲线为抛物线，O为抛物线的顶点)，B物体从x0=12m处开始运动，速度-时间图像如图2所示。下列说法中正确是
A.B的加速度大于A的加速度B.相遇前A、B距离最大时A的速度为8m/sC.在t=6s时A、B相遇D.A、B可能相遇两次4.如图3所示，一个质量为m的物体静止在质量为M、倾角为30°的斜面体上，斜面体静止在水平地面上，沿斜面向上的力F作用在物体上，现在保持力的大小不变，让力F在竖直平面内缓慢逆时针旋转60°。此过程中物体和斜面体始终保持静止，重力加速度为g。下列说法中正确的是A.物体受到斜面体的摩擦力逐渐增大B.斜面体受到地面的摩擦力逐渐减小C.物体受到斜面体的支持力一直增大D.斜面体受到地面的支持力一直增大5.如图4所示，间距为L的光滑平行金属导轨放置在水平方向的匀强磁场中，导轨平面与水平面的夹角为θ，导轨的下端接有电动势为E、内阻为r的电源和阻值为R的定值电阻，质量为m的金属杆M垂直导轨放置(与导轨接触良好)，通过不可伸长的轻绳跨过光滑绝缘杆后与重物N相连，重物N的质量为m，金属杆M刚好处于静止状态。已知当地重力加速度为g，不计金属杆和导轨电阻，sinθ=0.6。下列说法中正确的是A.磁场方向水平向左，磁感应强度为B=B.磁场方向水平向右，磁感应强度为B=
C.磁场方向水平向左，磁感应强度为B=D.磁场方向水平向右，磁感应强度为B=6.舞狮是一种传统文化活动，现在已经发展成一种体育竞赛项目。在某次狮王争霸活动中两个参与舞狮的运动员正在从右侧桩顶跳到左侧桩顶，如图5所示。不计空气阻力。下列说法中正确的是A.此刻两个运动员处于超重状态B.此刻两个运动员的速度可能为零C.此刻他们的重力势能正在转化为动能D.此刻两个运动员重力的瞬时功率可能为零7.如图6所示，ABCD为一边长为a的正方形的四个顶点，O为正方形的中心，E点是O点关于AD的对称点，F点是O点关于BC的对称点。在A点、B点分别放置电荷量为+Q的点电荷，在C点放置电荷量为+2Q的点电荷，在D点放置电荷量为-Q的点电荷。以无穷远为电势零点，下列说法中正确的是A.O点的电场强度大小为E0＝B.O点的电场强度大小为E0=C.O点电势小于零D.将试探电荷－q从E点移到F点电势能减小二、多项选择题(本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中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。)8.2020年12月17日凌晨1时59分，“嫦娥五号”返回器携带月球样品成功着陆，“嫦娥五号”探月工程获得圆满成功，它代表着中国探月工程正式完成绕、落和回的循环过程。“嫦娥五号”发射过程可以简化为如图7所示的过程，O点是近地点，I是地球同步卫星轨道，II是从地球上发射“嫦娥五号”的转移轨道，III是“嫦娥五号”在近月球点P附近的圆形轨道，M点是I、II轨道的交点，假定在转移轨道上经过M点前后是无动力飞行。已知引力常量为G。下列
说法中正确的是A.“嫦娥五号”和地球同步卫星在M点的万有引力大小相等B.“嫦娥五号”和地球同步卫星在M点的加速度大小相等C.“嫦娥五号”运动到P点时需要向后喷气才能进入III轨道D.可以由“嫦娥五号”在III轨道上的周期估算月球密度9.如图8所示，将一长为h的光滑轻杆固定在与水平地面垂直的墙角，轻杆与水平面的夹角为53°，B为AC的中点。在墙角O固定一轻弹簧，使轻弹簧另一端与一带孔的金属小球相连，小球穿过轻杆。现将小球从轻杆顶端自由释放，小球能到达轻杆底端。已知小球经过B点时弹簧处于原长，OD与AC垂直，小球质量为m，重力加速度为g，cos53°=0.6。下列说法正确的是A.小球经过B点和D点时加速度大小均为8m/s2B.小球从A点运动到C点的过程中小球的机械能先减小后增大C.小球运动到C点时的动能等于mghD.小球从A点运动到C点的过程中小球的动能和弹簀弹性势能之和一直增大10.如图9所示，相距为d的M、N两个金属板平行正对放置，在金属板的中心有A、B两个小孔，N板右侧紧挨N板有一半径为d的弹性绝缘圆筒，圆心为O，A、B、O三点共线，圆筒内存在垂直纸面方向的匀强磁场，磁感应强度大小为B。比荷为k的带正电粒子从A孔飘进MN之间，然后从B孔进入圆筒区域。当MN间电压UMN=时粒子经过一段时间返回A孔。粒子进入A孔时的初速度可以忽略不计。下列说法中正确的是
A.圆筒内的磁场方向一定垂直纸面向里B.粒子从A孔出发到返回A孔的时间为C.当MN间电压UMN=时，粒子也能返回A孔D.当MN间电压UMN=时，粒子在圆筒内运动的半径为d第II卷(非选择题共54分)三、非选择题(共54分。第11～14题为必考题，每个试题考生都必须作答。第15、16题为选考题，考生根据要求作答。)11.(6分)图10是探究加速度与力关系的实验装置。提供器材如下：带有刻度尺的气垫导轨、气泵、光电门2个、数字计时器、带挡光片滑块(其上可放砝码)，砝码盘(质量5g)、质量5g的砝码5个。实验步骤：(1)用二十分度的游标卡尺测量挡光板的宽度，如图12所示，则挡光板的宽度d＝；(2)固定光电门，测出两个光电门间的距离x；(3)调节导轨水平，将滑块用细线跨过轻质滑轮与砝码盘相连；(4)将5个砝码放到滑块上，释放滑块，测出其经过光电门1和2的挡光时间△t1和△t2，此次实验中小车的加速度a=(用符号表示)；取滑块上一个砝码放入砝码盘，释放滑块，测出挡光时间；再次取滑块上一个砝码放入砝码盘，重复上述操作，直至将5个砝码全部转移到砝码盘。描点作图分析加速度与力的关系。
(5)图12为用实验数据绘制的a-F(砝码盘和盘中砝码的总重力)图像，依据上述图像计算出滑块的质量为g。(结果保留三位有效数字)12.(9分)某无人机电池的电动势约为4V左右，为精确测出该电池的电动势和内阻(内阻比较小)。除待测电池外，实验室可供选用的器材有：A.电流表A1(量程0.6A、内阻RA1＝0.6Ω)B.电流表A2(量程3.0A、内阻RA2＝0.1Ω)C.电压表V1(量程15V、内阻约8000Ω)D.电压表V2(量程3V、内阻约3000Ω)E.滑动变阻器R1：最大阻值为20ΩF.定值电阻R0=3ΩG.一个开关及导线若干(1)为了能精确测量电池的电动势和内阻，请选用合适的器材设计电路并画在方框内。其中电流表选择，电压表选择(填器材前面的序号)。(2)根据设计的电路完成实验，根据实验数据得到如图13所示的U-I图像，则电池的电动势E=，内阻r=；(3)电压表的内阻不准确使得电源电动势的测量值(填“偏大”、“偏小”或“准确”)，内阻的测量值(填“偏大”“偏小”或“准确”)。13.(11分)如图14所示，间距为d的平行金属导轨AB、CD构成倾角为θ的斜面，通过BE和DG两小段光滑绝缘圆弧(长度可忽略)与间距也为d的水平平行金属导轨EF、GH相连，AC端接一个电容器，质量为m的金属棒P从离水平轨道L处由静止释放。金属棒P和导体棒Q始终与导轨垂直并与导轨接触良好，金属棒P和导轨的电阻忽略不计，导体棒Q的电阻为R，质量为2m，金属棒P和倾斜轨道间的动摩擦因数μ=tanθ，不计P、Q与水平轨道间的摩擦力，水平轨道足够长，且P、Q没有发生碰撞，电容器的电容C=，整个装置处于与导轨平面垂直的匀强磁场当中，磁感应强度大小为B，重力加速度为g。求：
(1)金属棒P到达BD时的速度；(2)金属棒P滑到水平轨道后通过导体棒Q的电荷量和导体棒Q产生的热量。14.(16分)如图15所示，ABC为半径R=5m的竖直光滑圆弧轨道，轨道的圆心为O，最低点和最高点分别为B和C，D点为与圆心等高的位置，0A与竖直方向的夹角θ=37°，有小球Q静止在轨道的最低点B。与Q大小相等、质量为m的小球P从某点以初速度v0=4m/s水平抛出，刚好沿切线方向从A点进入圆弧轨道，两个小球在最低点相碰，碰撞时间极短，碰撞过程中没有机械能损失。已知重力加速度为g=10m/s2，sin37°=0.6。(1)求小球P的抛出位置与A点间的距离；(2)求小球P在A点对轨道的压力；(3)若碰后小球P不离开圆弧轨道，求小球Q的质量范围。15.[选修3-3](12分)(1)(4分)如图16所示，一端开口的薄壁玻璃管AB竖直放置，由一段水银柱封闭着一段空气(可视为理想气体)，现将玻璃管缓慢地绕B端顺时针转过90°。此过程中环境温度和大气压都不变。则旋转前后气体分子在单位时间对玻璃管单位面积的碰撞次数(填“增加”或“减小”或“不变”)，封闭气体(填“从外界吸收”或“向外界放出”)热量。(2)(8分)如图17所示为一空气动力玩具小车，原理是通过气泵给气室充气，当气室内的气体压强到达一定范围时就可以通过放出压缩空气来推动小车运动。气室的容积为800mL，气室内气体压强为1.2atm，气泵每次可将用50mL、1.0atm的空气打入气室内，小车工作的最小气
室压强为1.6atm，气室能承受的最大压强为2.0atm。忽略气室容积与气体温度的变化。为了使小车能够正常安全使用，求需打气的次数范围。16.[选修3-4](12分)(1)(4分)一列沿x轴正方向传播的简谐波在t＝0时刻的波形图如图18所示，任何一个质点在1s内通过的路程都为18cm。x＝6m处质点的振动方程为；经过s，x=30m处的质点第一次出现在波谷位置。(2)(8分)如图19所示，一棱镜的截面是半径为R的半圆形，a、b两束同频率的平行单色光同时照射到AC界面上D点和O点，OD=R，光线a的入射角α=60°，光线a恰好从B点射出棱镜。已知光在真空中传播的速度为c。判断两束光线射出棱镜后能否相交，若相交，求两束光线到交点的时间差。
