2021～2022学年高三第一学期期初学情调研物 理(满分：100分 考试时间：75分钟)2021．9一、单项选择题：共11题，每题4分，共44分．每题只有一个选项最符合题意．1.玻璃的出现和使用在人类生活里已有四千多年的历史，它是一种非晶体．关于玻璃，下列说法正确的是( )A.天然具有规则的几何形状 B.分子在空间上周期性排列C.沿不同方向的导热性能不同 D.没有固定的熔点2.中科院近代物理研究所利用兰州重离子加速器(HIRFL)通过“熔合蒸发”反应合成超重核Ds，并同时辐射出一个中子．下列可能合成该超重核的原子核组合是( )A.Ni，Pb B.Ni，PbC.Ni，Bi D.Ni，Bi3.图甲是氢原子的能级图，图乙是光电效应演示装置，已知金属锌的逸出功为3.4eV.用大量处于n＝4能级的氢原子跃迁时发出的光去照射锌板，下列说法正确的是( )A.锌板不会发生光电效应B.锌板会发生光电效应，且验电器内的金属杆带负电C.从锌板打出来的光电子的最大初动能为9.35eVD.光电效应在本质上是β衰变4.2021年4月29日，中国空间站天和核心舱发射升空，准确进入预定轨道．根据任务安排，后续将发射问天实验舱和梦天实验舱，计划2022年完成空间站在轨建造．核心舱绕地球飞行的轨道可视为圆轨道，轨道离地面的高度约为地球半径的.下列说法正确的是( )A.核心舱进入轨道后所受地球的万有引力大小约为它在地面时的倍B.核心舱在轨道上飞行的速度大于7.9km/sC.核心舱在轨道上飞行的周期小于24hD.后续加挂实验舱后，空间站由于质量增大，轨道半径将变小
5.如图所示电路中，电源电动势和内阻恒定，R为定值电阻，R1、R2为可变电阻，C为平行板电容器，闭合开关S后，能使电容器带电荷量增加的方法是( )A.将电容器两极板间的距离减小一些B.将电容器的两极板错开一些C.减小R1的阻值D.减小R2的阻值6.某款手摇点火器原理如图所示，当钢针和金属板间瞬时电压超过5000V时可以产生电火花．已知匀强磁场的磁感应强度B大小为0.2T，手摇发电机线圈的面积为0.5m2，共50匝，不计内阻．变压器可视为理想变压器，其原、副线圈匝数比为1∶100.则( )A.电压表的示数为5V时，点火器可以产生电火花B.电压表的示数为25V时，点火器可以产生电火花C.线圈转速等于1r/s时，点火器可以产生电火花D.线圈转速等于2r/s时，点火器可以产生电火花7.如图所示，垂直纸面的正方形匀强磁场区域内，有一位于纸面的正方形导体框abcd，现将导体框分别朝两个方向以v、3v速度匀速拉出磁场，则导体框从两个方向移出磁场的两个过程中( )A.导体框中产生的感应电流方向相反B.导体框ad边两端电势差之比为1∶3C.导体框中产生的焦耳热之比为1∶3D.通过导体框截面的电荷量之比为1∶38.如图所示，轻质不可伸长的晾衣绳两端分别固定在两根竖直杆上，A端高于B端，
绳上挂有一件衣服，为防止滑动，将悬挂衣服的衣架钩固定在绳上，当固定在适当位置O处时，绳子两端对两杆的拉力大小相等．则( )A.绳子OA段与竖直杆夹角比OB段与竖直杆夹角大B.O点位置与衣服重力有关，衣服重力越大，O点离B端越近C.若衣架钩固定在绳子上中点处，则绳子两端对杆的拉力大小仍然相等D.若衣架钩固定在绳子上中点处，则绳子A端对杆的拉力大于B端对杆的拉力9.如图所示x轴上，波源在原点O处，Oa＝3m，Ob＝4m，Oc＝6m．t＝0时，波源从平衡位置开始竖直向上振动，形成分别沿x轴向正方向和负方向传播的简谐横波，t＝6s时，质点a第一次到达最高点，同时质点c刚好开始振动．下列说法正确的是( )A.该波的周期为12sB.该波的波速为0.5m/sC.t＝6s时b处的质点正在向下运动D.若波源停止振动，则a、b、c三点处的质点将同时停止振动
10.如图所示，真空中有两个固定的正点电荷，一个带负电的试探电荷置于二者连线上的O点时，仅在电场力的作用下恰好保持静止状态．过O点作两正电荷连线的垂线，以O点为圆心的圆与连线和垂线分别交于a、c和b、d，则( )A.a点电势低于O点B.b点电势低于O点C.该试探电荷在a点的电势能大于在b点的电势能D.该试探电荷在c点的电势能大于在d点的电势能11.如图甲所示，劲度系数为k的竖直轻弹簧下端固定在地面上，上端与物块B相连并处于静止状态．一物块A在外力作用下静止在弹簧正上方某高度处，取物块A静止时的位置为原点O、竖直向下为正方向建立x轴．某时刻撤去外力，物块A自由下落，与物块B碰撞后以共同速度一起向下运动，碰撞过程时间极短．物块A的动能Ek与其位置坐标x的关系如图乙所示．物块A、B均可视为质点，则( )A.物块A与B的质量之比为1∶3B.弹簧的劲度系数k＝C.弹簧弹性势能最大时的形变量为x3－x1D.从x1到x3的过程中，弹簧的弹性势能增加了二、非选择题：共5题，共56分．其中第13题～第16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．12.(15分)如图甲是某同学探究小车加速度与质量关系的实验装置．一端带有定滑轮的长木板放在水平桌面上，滑轮刚好伸出桌面，带有凹槽的小车放在长木板上，小车通过细绳绕过定滑轮与钩码相连，小车后面连有纸带，纸带穿过打点计时器，打点计时器使用的是频率为50Hz的交流电，不计滑轮摩擦及空气阻力，重力加速度g＝10m/s2.(1)打开电源，释放小车，钩码运动一段时间落地停止后，小车还持续运动了一段时间，打出的纸带如图乙所示，纸带左端与小车相连．纸带上相邻两个计数点间还有4个计时点未
画出，则打C点时小车的速度大小v＝________m/s；小车受到的阻力是其重力的________倍．(结果均保留两位有效数字)
(2)调节木板的倾斜度，使小车在不受牵引时能拖动纸带沿木板匀速运动．左端挂一个质量远小于小车质量的钩码，小车自身的质量保持不变，在小车上加一个砝码，并测出此时小车的加速度a，调整小车上的砝码个数N，进行多次实验，得到多组数据．以小车上砝码个数N为横坐标，相应加速度的倒数为纵坐标，在坐标纸上作出如图丙所示的N关系图线，其纵轴截距为b，斜率为k.若小车上每个砝码的质量均为m0，则小车受到的拉力大小为________，小车的质量为________．(3)如果左端挂的钩码质量不满足远小于小车质量的条件，再重复上述实验，得到的N图线是________(选填“直线”或“曲线”).13.(6分)人造树脂是人工合成的一类高分子聚合物，是一种常用的眼镜镜片材料．如图所示为厚度为d的足够大的透明树脂平板截面，点光源置于其左边界上P点处．已知平板对该光的折射率n＝，光在真空中的传播速度为c.不考虑光在平板中的多次反射，求：(1)光在平板中传播的最短时间；(2)从右侧观察到平板右边界上透光区域的面积.
14.(8分)如图所示，上端开口、下端封闭的导热细玻璃管竖直放置，管内用长为l的水银柱封闭有一定质量的理想气体，当环境温度为T0，大气压强为p0时，封闭气体的长度也为l.已知玻璃管粗细均匀，横截面积为S，总长为3l，水银密度为ρ，重力加速度为g.(1)求管内封闭气体的压强；(2)现缓慢加热管内气体，使气体膨胀，直至水银柱上端与玻璃管口平齐．已知封闭气体的内能U与温度T的关系为U＝kT，k为已知常数，求此过程中气体从外界吸收的热量？15.(12分)如图所示xOy平面内，在x≤15cm的区域内有沿x轴负方向的匀强电场，电场强度E＝125V/m.在以O′(25cm，0cm)为圆心、R＝10cm为半径的圆形区域内有垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度B＝1×10－4T，两区域边界相切于x轴上P点．一粒子源在y轴上某处沿y轴负方向发射比荷＝5×1011C/kg的负电粒子，粒子的初速度v0＝2.5×106m/s，恰好从电场区域经切点P进入磁场区域，不计粒子重力．求：(1)粒子经过点P时的速度大小；(2)粒子源在y轴上的位置；(3)粒子在磁场中运动的时间．
16.(15分)如图所示，光滑固定弧形轨道末端水平，与地面上足够长的水平木板C的上表面等高、平滑对接，但不粘连．现将质量mA＝2kg的物块A从轨道上距末端高h＝0.8m处由静止释放，物块A滑上木板C后经过一定时间与C上另一物块B发生碰撞，碰撞时间极短，且碰后A、B粘在一起．已知开始时B、C均静止，B到C左端的距离d＝m，B、C的质量mB＝mC＝1kg，A、B与C间的动摩擦因数相同，μA＝μB＝0.3，C与地面间动摩擦因数μC＝0.05.重力加速度g＝10m/s2，物块A、B均可视为质点，求：(1)物块A刚滑上木板C时的速度大小；(2)从A滑上C直至A、B发生碰撞所需的时间；(3)从释放A到三个物体最终均停止运动，全过程系统产生的摩擦热．
2021～2022学年高三第一学期期初学情调研(南京)物理参考答案及评分标准1.D 2.B 3.C 4.C 5.A 6.D 7.C 8.D 9.A 10.B 11.B12.(15分，每空3分)(1)0.42 0.012 (2) (3)直线13.(6分)解：(1)光在平板中的传播速度v＝(1分)光垂直于界面传播时用时最短t＝(1分)可得t＝(1分)(2)光在平板右侧边界处刚好发生全发射时，光路如图所示．临界角为C，有sinC＝＝(1分)解得sinC＝ C＝45°透光区域为一圆形区域，半径为r＝dtanC(1分)透光面积为S＝πr2解得S＝πd2(1分)14.(8分)解：(1)封闭气体压强p＝p0＋ρgl(2分)(2)气体做等压膨胀＝可得T＝2T0(2分)气体内能增加ΔU＝k(T－T0)＝kT0气体对外做功W＝pSl＝(p0＋ρgl)Sl(2分)设气体吸热为Q，则ΔU＝Q＋(－W)解得Q＝kT0＋(p0＋ρgl)Sl(2分)
15.(12分)解：(1)粒子经过电场时qExP＝mv2－mv(2分)解得v＝5×106m/s(2分)(2)粒子在x方向上xP＝t2解得t＝4×10－8s(2分)y方向上y＝v0t解得y＝10cm(2分)(3)粒子经P点时，速度与＋x方向夹角满足sinα＝＝0.5解得sinα＝0.5 α＝在磁场中时qvB＝m解得r＝＝10cm(2分)r＝R，PO′P1C为菱形，P1C与x轴平行，粒子经过P1时速度垂直于x轴．粒子转过的角度为θ＝在磁场中运动的时间为t＝解得t＝×10－8s＝2.1×10－8s(2分)16.(15分)解：(1)物块A下滑时mAgh＝mAv(2分)解得v0＝代入数值得v0＝4m/s(2分)(2)A滑上C表面后加速度为aA＝vAg＝3m/s2(1分)设B、C相对静止，则a＝代入数据，得a＝2m/s2(2分)a<μBg，故假设成立A追上B，满足(v0t－aAt2)－at2＝d代入数据解得t＝0.5s(2分)(3)A、B碰撞前vA＝v0－aAt＝2.5m/svB＝at＝1m/sA、B碰撞过程mAvA＋mBvB＝(mA＋mB)v解得v＝2m/s(3分)全过程系统产生的摩擦热为Q＝mAgh－[mAv＋mBv－(mA＋mB)v2]代入数据解得Q＝15.25J(3分)
