2021～2022学年高三年级期末试卷(苏北四市)物 理(满分：100分 考试时间：75分钟)2022．1一、单项选择题：本题共10小题，每小题4分，共40分．每小题只有一个选项最符合题意．1.天文物理学家认为，在太阳和类似结构的星体中，发生的核聚变反应中占优势的是质子—质子循环，又称克里奇菲尔德循环．该循环的核反应方程为2X―→H＋e，X＋H―→Y，2Y―→He＋2X，其中X、Y分别为( )A.p、HB.n、HC.p、HeD.n、He2.某幼儿园要做一个儿童滑梯，设计时根据场地大小确定滑梯的水平跨度为L，滑板和儿童裤料之间的动摩擦因数为μ，假定最大静摩擦力等于滑动摩擦力，为使儿童在滑梯中能沿滑板滑下，则滑梯高度至少为( )A.μLB.μ2LC.D.3.氦原子被电离一个核外电子，形成类氢结构的氦离子，其能级示意图如图所示．已知基态的氮离子能量E1＝－54.4eV，现有一群处于n＝4激发态的氦离子( )A.自发跃迁能释放3种频率的光子B.能自发跃迁释放能量为2.5eV的光子C.自发跃迁释放光子的最大能量为51eVD.自发跃迁到基态释放光子的波长最长4.如图所示，魔法球(又名等离子球)外层为高强度透明玻璃球壳，球内充有稀薄的惰性气体，球中央有黑色球状电极．
通电后，在电极周围空间产生高频高压交变电场，球内稀薄气体受到高频电场的电离作用会产生辐射状的辉光．站在大地上的人用手触摸球壳时辉光会随手移动，好像人施了魔法一样．关于通电后的魔法球，下列说法正确的是( )A.球内各处电势均为零B.球内电极产生的电场方向沿球半径向外C.用手触摸球时，不会有电流从手流过D.用手触摸球时，球内的电场、电势分布不对称5.在“探究加速度与物体受力、物体质量的关系”实验中，将具有加速度测量功能的智能手机固定在小车上，改装成如图1所示的装置来测量小车加速度．小车由静止释放，设小车前进的方向为正方向，手机测得加速度随时间变化图像如图2所示，其中减速过程中加速度超过了手机的显示范围．关于此实验的分析，下列描述正确的是( )A.小车加速过程中的加速度约为0.3m/s2B.小车与制动器碰撞前的速度大小约为0.9m/sC.与不放手机相比，制动前细线对小车的拉力较小D.与不放手机相比，制动前小车的加速度较大6.2021年10月16日，“神舟十三号”载人飞船成功与天宫空间站实现径向自主交会对接，即在对接时使飞船直立，消除与空间站的偏差，达到相对静止，实现与空间站对接．对接前，载人飞船与空间站处在不同的轨道上，载人飞船的轨道处在空间站轨道的下方．下列说法正确的是( )A.对接前，载人飞船一直加速才能到达空间站的轨道B.对接时，载人飞船的速度应该沿轨道半径方向C.对接时，载人飞船与空间站的加速度大小相同D.对接前，载人飞船的速度比空间站的速度小7.将一透明体平放于平整坐标纸上，并在一端放上光屏，如图(俯视图)所示．用激光平行于坐标纸照射该透明体右侧表面上的P点，调整入射光角度，在光屏上仅
出现了M、N两个亮斑，则该透明体对该激光的折射率约为( )A.1.25B.1.33C.1.50D.1.678.某同学在同一地点两次跳起投篮，投出点和篮筐正好在同一水平面上，篮球准确落入篮筐．设第一次投出时球速度大小为v1，与水平方向所成角度为θ1，第二次投出时球速度大小为v2，与水平方向所成角度为θ2，且θ1<θ2.下列说法正确的是( )A.v2可能等于v1B.v2一定大于v1C.两次投篮，球在最高点速度相等D.两次投篮，球从投出到落入篮筐的时间相等9.如图所示，劲度系数为k的轻弹簧下端悬挂一质量为M的圆盘，圆盘处于静止状态．现将质量为m的粘性小球自高h处由静止释放，与盘发生完全非弹性碰撞，不计空气阻力．下列说法正确的是( )A.圆盘将以碰后瞬时位置作为平衡位置做简谐运动B.圆盘做简谐运动的振幅可能为C.振动过程中圆盘的最大速度为D.从碰后瞬时位置向下运动过程中，小球、圆盘与弹簧组成的系统势能先减小后增大10.如图所示，阻值不计、足够长的平行光滑导轨竖直放置，上端连接一电阻，一金属棒(电阻不计)水平放置与导轨接触良好，导轨平面处于匀强磁场中且与磁场方向垂直．金属棒从某处由静止释放向下运动，设运动过程中棒的加速度为a、动量为p、通过的电荷量为q、重
力势能为Ep、位移为x、运动时间为t.下列图像不正确的是( ) 二、非选择题：本题共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.(15分)某同学用如图1所示的电路测量未知电阻Rx的阻值．已知电源电动势约为4.5V，内阻约为1.5Ω，电压表满偏电压为3V，定值电阻R0＝3.5Ω，电阻箱R最大阻值为99.9Ω.(1)将S2接1，闭合开关S1前，该同学首先将电阻箱的阻值调到最大，这样操作是________(选填“正确”或“错误”)的．(2)多次改变电阻箱R的阻值，得到对应电压表的示数U如表所示，请根据实验数据在图2中作出UR关系图像．电阻R/Ω1.02.04.06.08.010.0电压U/V0.751.282.002.452.763.00(3)断开S1，将S2接2，再闭合S1，电压表示数为1.60V，利用(2)中测绘的UR图像可得Rx＝________Ω，考虑到电压表为非理想电表，则Rx测量值________(选填“大于”“小于”或“等于”)真实值．(4)为了更方便地测量多种未知电阻，图1虚线框中电路可作为欧姆表使用，电压表表盘改动后正确的是________．12.(8分)某同学制作一个简易的手摇发电机，用总长为L的导线绕制成N匝正方形线圈，将线圈放入磁感应强度为B的匀强磁场中，绕垂直于磁场方向的轴OO1以角速度ω匀速转动．发电机(内阻可忽略)输出端和理想变压器原线圈相连，副线圈回路负载电阻为R，原、副线圈匝数比为1∶4，其简化示意图如图所示．求：
(1)发电机产生的电动势最大值Em；(2)电阻R消耗的电功率P.13.(8分)工业测量中，常用充气的方法较精确地测量特殊容器的容积和检测密封性能．为测量某空香水瓶的容积，将该瓶与一带活塞的气缸相连，气缸和香水瓶内气体压强均为p0，气缸内封闭气体体积为V0，推动活塞将气缸内所有气体缓慢推入瓶中，测得此时瓶中气体压强为p，香水瓶导热性良好，环境温度保持不变．(1)求香水瓶容积V；(2)若密封程度合格标准为：在测定时间内，漏气质量小于原密封质量的1%视为合格．将该空香水瓶封装并静置较长一段时间，现使瓶内气体温度从300K升高到360K，测得其压强由p变为1.15p，试判断该瓶密封性能是否合格．14.(13分)雪车比赛是2022年北京冬奥会中一项惊险刺激的竞技类项目．部分赛道如图所示，半径R＝90m的圆弧AOB与一倾斜直轨道BC相切于B点，直轨道与水平面间的夹角θ＝37°.运动员俯卧在雪车上沿轨道滑动，运动员和雪车的总质量m＝200kg，经过最低点O时速度v0＝30m/s，再经过B点时的速度vB＝20m/s.已知雪车与轨道之间的动摩擦因数μ＝0.025，重力加速度g＝10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8.
(1)求经最低点O时轨道对雪车的支持力大小；(2)求从最低点O运动到B点过程中雪车克服轨道摩擦力做的功；(3)若雪车到达直轨道最高点C时速度刚好减为零，则BC轨道的长度为多少？
15.(16分)如图所示xOy平面内，在－2d≤x≤0区域存在沿y轴负方向的匀强电场，电场强度大小为E0；在x<－2d区域存在垂直纸面向里的匀强磁场，在x>0区域存在垂直纸面向外的匀强磁场，两个磁场的磁感应强度大小相等．现有一比荷为的带正电粒子从电场中的A(－2d，0)点以的初速度沿x轴正方向射入匀强电场，并从(0，－2d)处第一次回到电场．不计带电粒子的重力，求：(1)匀强磁场的磁感应强度大小；(2)带电粒子从开始进入电场到第二次出电场所用的时间；(3)带电粒子第n次进入电场时的位置坐标．
2021～2022学年高三年级期末试卷(苏北四市)物理参考答案及评分标准1.C 2.A 3.C 4.D 5.B 6.C 7.B 8.A 9.D 10.B11.(15分)(1)错误 (2)如图所示 (3)2.8(2.7～2.9都给分) 等于 (4)C12.(8分)解：(1)线框的面积为S＝()2＝则感应电动势为Em＝NBSω(2分)解得Em＝(2分)(2)感应电动势的有效值U1＝(1分)由＝(1分)电阻的功率为P＝(1分)解得P＝(1分)13.(8分)解：(1)缓慢变化过程中，由玻意耳定律可得p0(V0＋V)＝pV(2分)解得V＝(2分)(2)设温度由T1＝300K变化为T2＝360K后，压强由p变为1.15p，体积变为V1根据气体状态方程有＝(2分)解得＝＝95.8%故漏气量占比为4.2%，故该香水瓶瓶盖密封性不合格(2分)14.(13分)解：(1)在O点，由牛顿第二定律：FN－mg＝(3分)解得FN＝4000N(1分)(2)在从O至B的过程中，设克服摩擦力做的功为Wf，由动能定理得－mgR(1－cosθ)－Wf＝mv－mv(3分)解得Wf＝1.4×104J(2分)
(3)从B到坡顶的过程中，由动能定理得－(mgsin37°＋μmgcos37°)d＝0－mv(3分)联立解得d＝32.26m(1分)(用其他解法正确的，同样得分)15.(16分)解：(1)带电粒子在电场中偏转的距离y＝()2＝d(1分)出电场时速度方向角正切值tanθ＝2＝1，即θ＝45°(1分)故v＝v0、R＝d(1分)由R＝得B＝＝＝(2分)(2)带电粒子在电场中的运动：x方向匀速运动，y方向匀加速运动(1分)所以在电场中运动时间t1＝，在磁场中运动时间t2＝T＝(2分)故t＝t1＋t2＝4d＋＝(4＋)(2分)(3)带电粒子每次在磁场中沿y轴负方向偏转的距离s＝2Rcosθ＝2cosθ＝＝d(2分)带电粒子每次在电场中沿y轴负方向偏转的距离s′＝d、3d、5d、…、(2n－1)d(1分)所以第n次进入电场时沿y轴负方向偏转的距离y＝nd＋[d＋3d＋…＋(2n－1)d]＝(n2＋n)d(1分)故当n为奇数时，坐标为[0，－(n2＋n)d](1分)当n为偶数时，坐标为[－2d，－(n2＋n)d](1分)
