山东省潍坊第四中学2022届高三上学期收心考试物理试题 含答案

2021-2022学年度第一学期收心考试

高三物理试题

考试范围：必修123，选修123；考试时间：100分钟；

一、单项选择题：本题共8个小题，每小题3分，共24分。每小题只有一个选项符合题目要求。

1．2021年央视春晚首次采用5G信号“云”传播方式，使“云”观众、“云”演员和春晚互动起来，与4G信号相比，5G信号使用频率更高的电磁波，每秒传送的数据量是4G的50～100倍，5G信号网络的高性能很好的实现了观众的良好体验。相比4G信号

A．5G信号的光子能量更大

B．5G信号的衍射更明显

C．5G信号的传播速度更大

D．5G信号的波长更长

2．有关原子与原子核的相关知识，下列说法正确的是

A．贝可勒尔通过对天然放射现象的研究，发现了原子中存在原子核

B．α射线是高速运动的氦原子核，具有良好的穿透性，能够穿透几厘米厚的铅板

C．核聚变又叫“热核反应”，宇宙中时时刻刻都在进行着，太阳就是一个巨大的热核反应堆

D．核泄漏污染物能够产生对人体有害的辐射，其核反应方程式为，式中X为正电子

3．一列沿轴正方向传播的横波，在t=0时刻的波形如图甲所示，图乙是图甲中某质点的振动图像。下列说法正确的是

A．该波的波速为4m／s

B．图乙表示质点S的振动图像

C．质点R在t=6s时的位移最大

D．一观察者沿轴向波源运动时，他观测到的该波频率为0.25Hz

4．北京2022年冬奥会跳台滑雪比赛将在张家口赛区的国家跳台滑雪中心进行，跳台由助滑道、起跳区、着陆坡和停止区组成，如图所示。跳台滑雪运动员在助滑路段获得高速后从起跳区水平飞出，在着陆坡落地，不计空气阻力。用△v、P、Ek、E分别表示运动员在空中运动的速度变化量、重力的瞬时功率、动能、机械能，t表示运动员在空中的运动时间，下列图象中正确的是

5．如图所示，正三棱柱的A点固定一个电荷量为+Q的点电荷，C点固定一个电荷量为的点电荷，点分别为边的中点，选无穷远处电势为0。下列说法中正确的是

A．两点的电场强度相同

B．将一负试探电荷从点移到点，其电势能减少

C．将一正试探电荷沿直线从B点移到点，电场力始终不做功

D．若在点再固定一电荷量为+Q的点电荷，点再固定一个电荷量为的点电荷，则D点的电场强度指向B点

6．如图甲所示的电路中，理想变压器原线圈输入如图乙所示的正弦交流电，交流电压表和电流表均为理想电表，其中电压表示数为22V，下列说法正确的是

A．灯泡中电流方向每秒钟改变50次

B．变压器原、副线圈的匝数之比为5∶1

C．变压器原、副线圈中磁通量变化率之比为1∶1

D．将滑动变阻器滑片下滑，变压器的输入功率减小

7．2020年7月23日我国用“长征五号”大型运载火箭发射首枚火星探测器“天问一号”，“天问一号”火星探测将通过一次发射实现火星环绕、着陆和巡视三项任务，这在人类火星探测史上开创了先河。2021年2月24日，探测器由调相轨道到达近火点时进行变轨，进入停泊轨道，为着陆做准备。若停泊轨道的近火点高度为a、远火点高度为b，周期为T，己知引力常量为G，火星半径为R，则火星的质量为（    ）

A.     B.    

C.     D.

8．蹦极是一项非常刺激的户外休闲活动。跳跃者站在约40米以上(相当于10层楼)高度的桥梁、塔顶、高楼、吊车甚至热气球上，把一端固定的长橡皮条的另一端绑在踝关节处，然后两臂伸开、双腿并拢、头朝下离开跳台，图甲为蹦极的场景。一游客从蹦极台下落的速度—位移图像如图乙所示。已知弹性绳的弹力与伸长量的关系符合胡克定律，游客及携带装备的总质量为75kg，弹性绳原长为10m，重力加速度g取10m／s2。下列说法正确的是

A．整个下落过程中，游客始终处于失重状态

B．游客及携带装备从静止开始下落15m的过程中重力的冲量为1125N·s

C．弹性绳的劲度系数约为50N／m

D．弹性绳长为24m时，游客的加速度大小约为18m／s2

二、多项选择题：本题共4个小题，每小题4分，共16分。每小题有多个选项符合题目要求，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。

9．某半圆形玻璃砖横截面如图所示，AB为直径，O点为圆心。在该截面内有两束单色可见光从空气垂直于AB射入玻璃砖，两入射点到O的距离相等。两束光在半圆边界上反射和折射，则两束光

A．在同种均匀介质中传播，光的传播速度较大

B．以相同的入射角从空气斜射入水中，光的折射角大

C．若光照射某金属表面能发生光电效应，光也一定能

D．分别通过同一双缝干涉装置，光相邻亮纹的间距大

10．某汽车的四冲程内燃机利用奥托循环进行工作，该循环可视为由两个绝热过程和两个等容过程组成。如图所示为一定质量的理想气体所经历的奥托循环，则该气体

A．在的过程中，外界对其做的功全部用于增加内能

B．在状态和时气体分子的平均动能可能相等

C．在的过程中，单位时间内撞击气缸壁的分子数增多

D．在一次循环过程中气体吸收的热量小于放出的热量

11．筷子是中华饮食文化的标志之一，我国著名物理学家李政道曾夸赞说：“筷子如此简单的两根木头，却精妙绝伦地应用了物理学杠杆原理。”如图所示，用筷子夹住质量为的小球，两根筷子均在竖直平面内，且筷子和竖直方向的夹角均为。已知小球与筷子之问的动摩擦因数为，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g，小球静止。下列说法正确的是

A．筷子对小球的最小压力是

B．当增大时，筷子对小球的最小压力一定增大

C．当减小时，筷子对小球的最小压力一定增大

D．要想用筷子夹住小球，必须满足

12．如图所示，竖直面内固定一足够长的竖直光滑平行金属导轨，导轨上端接有一个定值电阻R，整个装置处在垂直纸面向里的匀强磁场中，一质量为m、电阻不计的金属棒可紧贴导轨自由滑动。现让金属棒由静止下滑，不计导轨电阻和空气阻力，则金属棒在运动过程中，加速度大小a与速度大小v、流过的电荷量q与位移x的关系图像中正确的有（    ）

三、非选择题：本题共6小题，共60分。

13. (6分)

某兴趣小组设计了如图甲所示的实验来探究加速度与力的关系。用M表示小车质量，m表示沙和沙桶的质量，滑轮和细线质量不计。

(1)该小组按照图甲安装好实验器材后，设计了如下的实验步骤：

①用天平测出小车的质量M

②将空的沙桶和纸带安装好，长木板一端垫高，启动打点计时器，平衡摩擦力

③在桶中加适量的沙子，用天平测出沙和沙桶的质量m

④小车靠近打点计时器，先接通电源，再释放小车，打出一条纸带，记录弹簧测力计的示数

⑤根据打出的纸带计算小车加速度的大小

⑥改变桶中沙子的质量，重复③④⑤

以上操作不必要或有错误的步骤是_____________(选填步骤序号)

(2)图乙为某次实验中打出的一条纸带，0、1、2、3、4、5、6为计数点，相邻两计数点间还有4个计时点未画出。从纸带上测出x1=2.10 cm，x2=3.62 cm，x5=8.12 cm，x6=9.60 cm。则小车加速度大小a=________m/s2(结果保留两位有效数字)。

(3)以弹簧测力计的示数F为横坐标，加速度a为纵坐标，作出的a-F图像是一条直线，如图丙所示，图线的斜率为k，则小车的质量为_____________(用题中给定的字母符号表示)。

14. (8分)

某实验小组欲测定一硅光电池的电动势和内电阻，可供选择的实验器材如下：

待测硅光电池E (电动势约为1.3V，内阻约为100Ω)；

直流电流表A1 (量程0~12mA，内阻为50Ω)； .

直流电流表A2 (量程0~24mA，内阻为5Ω)；

电压表V1 (量程0~3V，内阻约为3kΩ)；

电压表V2 (量程0~1.5V，内阻约为1.5kΩ)；

滑动变阻器R1 (最大电阻200Ω，额定电流0.1A)；

滑动变阻器R2 (最大电阻20Ω，额定电流1A)；

开关S、导线若干。

(1)为了完成上述实验，电流表应选_____，电压表选______，滑动变阻器选_____(选填所给器材的符号)。

(2)请在图甲虚线框中将实验电路图补充完整。

(3)该实验小组根据实验得到的数据，描点绘出了如图乙所示的U-I图像。则该硅光电池的电动势为________V，内阻为________Ω。(结果均保留三位有效数字)

(4)已知某非线性元件的伏安特性曲线如图丙所示，将该元件与所测硅光电池组成闭合回路，则该电池的效率为_______%。(结果保留两位有效数字)

15．(7分)如图所示，某棱镜的横截面为直角三角形，其折射率为 ，已知，一束平行于的光射向棱镜的右侧界面，经面反射后从边射出，求：

（1）分析光线在面是否发生全反射；

（2）光线从射出时的折射角；

16．(9分)如图所示，光滑的曲面与水平面在O点相切，水平面与一足够长的传送带在P点平滑连接，传送带与水平方向的夹角，皮带轮逆时针转动、速率v=3m／s。一质量为m=1kg、可视为质点的物块A自曲面上高h=0.9m处由静止释放，经过O点进入水平面向右运动，OP长L=1m。已知A与OP段间的动摩擦因数，与传送带间的动摩擦因数，重力加速度g=10m／s2。求：

(1)A第一次经过O点时的速度大小v0；

(2)A第一次自P点上滑的最大位移；

(3)A从P点向上至第一次返回的过程中，物块与传送带之问由于摩擦而产生的热量Q。

17．(14分)如图所示，在xOy坐标系的0≤y≤d的区域内分布着沿y轴正方向的匀强电场，在d≤y≤2d的区域内分布着垂直于xOy平面向里的匀强磁场，MN为电场和磁场的交界面，ab为磁场的上边界。现从原点О处沿x轴正方向发射出速率为v0、比荷（电荷量与质量之比）为k的带正电粒子，粒子运动轨迹恰与ab相切并返回电场。已知电场强度 ，不计粒子重力和粒子间的相互作用。试求：

（1）粒子第一次穿过MN时的速度；

（2）磁场的磁感应强度B的大小；

（3）粒子在磁场中运动的时间。

18．（16分） 一游乐场中的一项娱乐运动可简化为如图所示的物理模型，一水平轨道与 圆弧轨道在C处平滑相接，整个轨道光滑且固定在竖直平面内。水平轨道的左侧固定一轻质弹簧，弹簧右端连接着质量的物块B；圆弧轨道半径。现从圆弧轨道最高点，由静止释放一个质量的物体A，在A运动过程中，每其通过MN区域时均受到方向水平向左,大小为1N的恒力F作用。已知MN间距，物块A、B之间的碰撞为弹性正碰、且第一次碰撞前物块B是静止的。，求：

（1）物块A滑到圆弧的最低点过程中合力的冲量。

（2）物块A和物块B第一次碰撞后弹簧的最大弹性势能；

（3）如果物块A、B每次碰撞后，物块B再回到平衡位置时弹簧都会被立即锁定，当它们再次碰撞前锁定被解除，求物块A、B第一次碰撞后，A在MN区域内运动的总时间。

一、单项选择题：本题共8小题。每小题3分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。

1．A 2．C 3．C 4．B 5．C 6．C 7．D 8．D

二、多项选择题：本题共4小题。每小题4分，共16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4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。

9．BC 10．AC 11．BD 12．AD

三、非选择题：本题共6小题，共60分。

13．（6分）⑴①②③（2分）  ⑵1.5（2分）  ⑶（2分）

14．（8分）⑴A1（1分） V2（1分） R1（1分）

   ⑵ 如图所示（2分）

⑶ 1.20（1分） 100（1分）   

   ⑷ 42±1（1分）

15. (1)光路图如图所示

由几何关系可知光线在界面射入时入射角

由

得

根据几何性质可知光线在面上的入射角

光线在此棱镜中临界角为

由于

因此

光线在面发生了全反射。

②分析可知光线在面上的入射角

由

得

即光线从射出时的折射角为

 16．(9分)解：(1)设物块第一次达到O点的速度为v0，物块A第一次到O点的过程中，由动能定理得：

……………………………………………………………………①

代人数据，解得：…………………………………………………②

(2)A第一次到P点的速度为v1，

…………………………………………………………③

代入数据，解得：……………………………………………………④

A沿传送带向上匀减速运动直至速度为零，加速度大小设为，由牛顿第二定律得：

……………………………………………………⑤

解得：………………………………………………………………⑥

当A的速度为零时，上滑位移最大，由运动学公式得：

………………………………………………………………………⑦

…………………………………………………………………………⑧

代入数据解得：t1=0.4s…………………………………………………………⑨

…………………………………………………………………………⑩

(3)A第一次在传送带上到达最高点过程，传送带的位移为：

……………………………………………………

传送带向下运动，物块向上运动，所以此过程相对位移为：

…………………………………………………

A到最高点后又向下加速，加速度仍为，物块与传送带速相同时，有：

…………………………………………………………………………………

解得：………………………………………………………………………

A的位移为：………………………………………………………………

解得：……………………………………………………………

即物体与传送带共速后匀速运动至P点，返回过程物与带的相对位移：

………………………………………………………………

全过程生热…………………………………………

解得：Q=12.25J……………………………………………………………………

评分标准：①②③⑤⑩式各1分。

17. （1）粒子从原点O处沿x轴正方向发射，在电场中做类平抛运动，由动能定理，有

将，代入解得

粒子运动轨迹如图：

图中

解得

即粒子第一次穿过MN时的速度为，方向与水平方向成角斜向右上。

（2）由图，根据几何关系有

解得

由牛顿第二定律，有

解得

（3）粒子在磁场中做匀速圆周运动，有

联立解得粒子运动的周期

故粒子在磁场中运动的时间为

18.（16分）

解：（1）设A沿光滑曲面下滑到水平位置时的速度大小为，由机械能守恒定律得：

，……………………………………………………..1分

代入数据得，………………………………………..…1分

在圆弧最低点合力的冲量I=mvc=10N.S………………….………1分

        方向水平向左……………………..…1分

（2）设碰撞前A的速度为，由动能定理得：，

解得，…………………………………...........................2分

A、B第一次碰撞过程中，取向左为正方向，有动量守恒定律得：

……………………………………...................….1分

由能量守恒可得，……………..…….1分

联立解得：，………………………..…..1分

物体A的速度为0时，弹簧的压缩量最大，弹簧弹性势能最大，由能量守恒可得：

……………………………………………....1分

（3）A、B第一次碰撞后，A向右运动，由于，故A不能通过MN区域就返回，……………………………………………………………..….1分

由动量定理得：，解得，…………1分

在A与B第二次碰撞的过程有 ，………….1分

，………………………………..…..1分

解得，………………………………………...………1分

以此类推：……………1分