安徽省滁州市定远县育才学校2021-2022学年高三下学期开学考试理科综合-物理试题含答案

高三物理开年考

14.如图为氢原子的能级示意图，锌的逸出功是，那么对氢原子在能级跃迁过程中发射或吸收光子的特征认识正确的是

A. 用氢原子从高能级向基态跃迁时发射的光照射锌板一定不能产生光电效应
B. 一群处于能级的氢原子向低能级跃迁时，能放出种不同频率的光
C. 一群处于能级的氢原子向基态跃迁时，发出的光照射锌板，锌板表面所发出的光电子的最大初动能为
D. 用能量为的光子照射，可使处于基态的氢原子跃迁到激发态

15.将甲、乙两小球先后以相同的初速度从水平地面竖直向上抛出，抛出的时间间隔为，它们运动的图象如图所示，则

A. 时，甲球距离地面的高度为
B. 时，两球高度差最大
C. 时，两球距离地面的高度相同
D. 时，甲球距离地面的高度大于乙球

16.科学家对银河系中心附近的恒星进行了多年的持续观测，给出年到年间的位置如图所示。科学家认为的运动轨迹是半长轴约为太阳到地球的距离为的椭圆，银河系中心可能存在超大质量黑洞。这项研究工作获得了年诺贝尔物理学奖。若认为所受的作用力主要为该大质量黑洞的引力，设太阳的质量为，可以推测出该黑洞质量约为

A.
B.
C.
D.

17.如图所示，斜面体静置于粗糙水平地面上，滑块通过轻绳穿过固定光滑圆环与小球相连，绳与斜面平行，在水平面内做匀速圆周运动。由于阻力影响，的线速度缓慢减小，滑块始终保持静止。则下列说法中正确的是

A. 绳对小球的拉力缓慢变大
B. 斜面体对地面的压力缓慢变大
C. 斜面体对滑块的摩擦力缓慢减小
D. 斜面体对地面的摩擦力缓慢变大

18.如图甲所示，利用霍尔效应传感器获知自行车的运动速率的自行车速度计。一块磁铁安装在自行车前轮上，轮子每转一圈，这块磁铁就靠近传感器一次，传感器会输出一个脉冲电压。如图图乙所示，为霍尔元件的工作原理图，电源输出电压为。当磁场靠近霍尔元件时，在导体前后表面间出现电势差，称为霍尔电势差。下列说法正确的是

A. 图乙中霍尔元件的载流子带正电
B. 自行车的车速越大，霍尔电势差越大
C. 若传感器的电源输出电压变小，霍尔电势差仍保持不变
D. 已知自行车车轮的半径，再根据单位时间内的脉冲数，即可求得车速大小

19.如图所示，距离为的、两点固定有电量均为的等量异种点电荷，为、连线的中点，绝缘粗糙平板过点竖直放置并与垂直。质量为、电荷量为可视为质点的带电小物块贴着板的右侧面在点由静止释放，物块沿着板加速下滑，到点时加速度恰好为零，重力加速度为，静电力常量为，、关于点对称，则下列判断正确的是   

A. 物块带负电
B. 物块从运动到电势能不断减小
C. 物块与平板间的动摩擦因数为
D. 物块从运动到，速度不断增大

20.如图甲所示，轻弹簧竖直固定在水平面上，一质量为的小球从弹簧上端某高度处自由下落，从它接触弹簧到压缩弹簧至最短的过程中弹簧始终在弹性限度内，其速度和弹簧压缩量之间的函数图像如图乙所示，其中为曲线的最高点，小球和弹簧接触瞬间机械能损失不计，取下列说法正确的是 

A. 小球刚接触弹簧时速度最大
B. 当时，小球处于超重状态
C. 该弹簧的劲度系数为
D. 从接触弹簧到压缩弹簧至最短的过程中，小球的加速度先减小后增大

21.如图所示，在两个同心的大小圆之间分布着指向圆心的电场，在半径为的小圆内分布着磁感应强度大小为、方向垂直于纸面向里的匀强磁场。今在大圆周上的点从静止开始释放一个质量为，电荷量为的带正电的粒子重力不计，它将往返于电场和磁场中不断运动。当粒子能够返回点且在磁场中运动的时间最短时，下列说法正确的是   

A. 粒子在磁场中做圆周运动的半径为
B. 粒子在磁场中运动的速度大小为
C. 粒子在磁场中运动的最短时间为
D. 大圆和小圆间的电势差为

22. （6分）如图所示，用“碰撞实验器“可以验证动量守恒定律，即研究两个小球在轨道水平部分碰撞前后的动量关系．
实验中，直接测定小球碰撞前后的速度是不容易的．但是，可以通过仅测量______填选项前的符号，间接地解决这个问题．
A.小球开始释放高度
B.小球抛出点距地面的高度
C.小球做平抛运动的射程


图中点是小球抛出点在地面上的垂直投影．实验时，先让入射球多次从斜轨上位置静止释放，找到其平均落地点的位置，测量平抛射程．
然后，把被碰小球静置于轨道的水平部分，再将入射球从斜轨上位置静止释放，与小球相碰，并多次重复．接下来要完成的必要步骤是______填选项前的符号
A.用天平测量两个小球的质量、
B.测量小球开始释放高度
C.测量抛出点距地面的高度
D.分别找到、相碰后平均落地点的位置、
E.测量平抛射程，
经测定，，，小球落地点的平均位置距点的距离如图所示．碰撞前、后的动量分别为与，则：______：；若碰撞结束时的动量为，则：：______．
实验结果表明，碰撞前、后总动量的比值为______此问结果保留三位有效数字

23. （9分）某同学想将一量程为的灵敏电流计改装为多用电表，他的部分实验步骤如下：
 

他用如图甲所示的电路测量灵敏电流计的内阻

请在图乙中将实物连线补充完整；

闭合开关后，将单刀双掷开关置于位置，调节滑动变阻器的阻值，使电流表有适当示数；然后保持的阻值不变，将开关置于位置，调节电阻箱，使电流表示数仍为若此时电阻箱阻值，则灵敏电流计的内阻________．

他将该灵敏电流计按图丙所示电路改装成量程为、及倍率为“”、“”的多用电表．若选择电流量程时，应将选择开关置于位置________选填“”“”“”或“”，根据题给条件可得电阻________，________．

已知图丙电路中两个电源的电动势均为内阻均可忽略，将选择开关置于位置测量某电阻的阻值，若通过灵敏电流计的电流为，则所测电阻阻值为________．

24. （12分）如图所示，质量的平板车静止在光滑水平地面上，平板车上表面与的固定光滑半圆轨道最低点的切线相平。现有一质量的滑块可视为质点以的初速度滑上平板车左端，二者达到相同速度时平板车还未与竖直墙壁碰撞，当平板车与墙壁碰撞时，平板车立即被粘在墙壁上，已知滑块与平板车上表面间的动摩擦因数，取重力加速度大小。

求平板车与墙壁碰撞前瞬间的速度大小；

若滑块能通过半圆轨道的最高点，求平板车的长度的范围。

 

25. （20分）如图所示，间距为的光滑平行金属导轨、由倾斜和水平两部分组成，其中倾斜部分与水平部分的夹角为，水平部分固定在绝缘水平面上，两部分平滑连接，、间接有阻值为的定值电阻，整个空间存在竖直向上的匀强磁场，磁感应强度大小为。质量为、长度为、电阻为的金属棒垂直导轨放在导轨的水平部分，距两部分连接处的距离为。现给金属棒一水平向左的初速度，金属棒在倾斜轨道上上滑的最大高度为。已知重力加速度为，金属棒始终与导轨垂直且接触良好，导轨电阻忽略不计，求：
 

金属棒刚开始运动时通过电阻的电流；

金属棒从开始运动到上滑至最高点的过程中通过电阻的电量；

金属棒从开始运动到上滑至最高点的过程中电阻中产生的热量。
 

33. [物理---选修3-3]（15分）

(1)(5分) A. 单晶体有固定的熔点，多晶体和非晶体没有固定的熔点
B. 小昆虫可以停在水面上，主要是液体表面张力作用的结果
C. 空调机夏天工作时，可以将室内的热量散发到高温的室内，降低室内温度，说明热力学第二定律是错的
D. 密闭容器自由下落时，内部气体的压强不会减小
E. 一定质量的实际气体发生等温膨胀时，内能是可能增大的

（2）（10分）如图所示，一固定水平汽缸由一大一小两个同轴圆筒组成，两圆筒中由一细管容积及长度可忽略连通，两筒中各有一个活塞，大活塞横截面积，小活塞横截面积，两活塞用细绳连接。绳长，汽缸外大气的压强为，温度，初始时两活塞均静止在与汽缸底部等距离处，绳刚好伸直。两活塞间封装气体温度为，忽略两活塞与汽缸间摩擦，不漏气。现使汽缸内气体温度缓慢升高，求：
当温度上升至时，缸内气体体积；
当与外界达到热平衡时，绳拉力的大小。






34. [物理---选修3-4]（15分）

(1) (5分)甲、乙两列简谐横波波速均为，甲沿轴负方向传播，乙沿轴正方向传播，某时刻两列波的图象分别如图甲、乙所示，其中、处的质点均处于波峰．关于这两列波，下列说法正确的是     

A. 甲波中的处质点比处质点先回到平衡位置
B. 从图示的时刻开始，处质点与处质点同时回到平衡位置
C. 从图示的时刻开始，经过，质点沿轴负方向通过的位移为
D. 从图示的时刻开始，经过，质点通过的路程为
E. 如果这两列波相遇，不可能形成稳定的干涉图样

(2) (10分).如图所示，真空中有一个半径为的均匀透明介质球，一细束激光沿直线传播，在介质球表面的点经折射进入球，入射角，在球面上另一点又一次经折射后进入真空，此时激光的传播方向相对于光线偏转了已知真空中的光速为，求：
 

介质球的折射率．

激光在介质球中传播的时间．

答案和解析

14【答案】

【解析】A.只要光子的能量大于锌的逸出功，用氢原子从高能级向基态跃迁时发射的光照射锌板可能产生光电效应现象，故A错误；
B.一群处于能级的氢原子向基态跃迁时，能放出种不同频率的光，故B错误；
C.一群处于能级的氢原子向基态跃迁时，发出的光照射锌板，锌板表面所发出的光电子的最大初动能为，故C正确；
D.，不满足能级跃迁公式，故D错误。故选C。  

15.【答案】

【解析】A.由图像可知，时，甲球的速度为，由运动学公式可得：，故A错误；
B.时，两图线的“面积”之差最大，位移之差最大，相距最远，故B错误；
C.根据图象的“面积”表示位移，可知，时，甲球的位移等于时的位移，与乙球的位移相等，所以两者在空中相遇，即离地面高度相同，故C正确；
D.根据图象的“面积”表示位移，可知，时，甲球的位移等于，乙球的位移为，故乙球距离地面的高度大于甲球，故D错误。
故选C。  

16.【答案】

【解析】解：设地球的质量为，地球到太阳的距离为，地球的公转周期为年；
由万有引力提供向心力可得：
解得：；
对于受到黑洞的作用，椭圆轨迹半长轴，
根据图中数据结合图象可以得到运动的半周期为年，则周期为年，
根据开普勒第三定律结合万有引力公式可以得出：，
因此有：，代入数据解得：，故B正确，ACD错误。
故选：。
17.【答案】

【解析】解：、小球做圆锥摆运动，设轻绳与竖直方向的夹角为，竖直方向根据平衡条件得：，解得绳子拉力为：，由于逐渐减小，则逐渐增大，所以绳对小球的拉力缓慢变小，故A错误；
B、设滑块和斜面体整体的总重为，以滑块和斜面体整体为研究对象，竖直方向根据平衡条件可得：，由于逐渐减小，则地面对斜面体的支持力逐渐增大，根据牛顿第三定律可得斜面体对地面的压力缓慢变大，故B正确；
C、由于开始不知道受到的摩擦力大小和方向，无法判断斜面体对滑块的摩擦力的变化情况，故C错误；
D、以滑块和斜面体整体为研究对象，水平方向根据平衡条件可得斜面体对地面的摩擦力：，由于逐渐减小，则逐渐减小，根据牛顿第三定律可得斜面体对地面的摩擦力缓慢变小，故D错误。故选：。
18.【答案】

【解析】A.由图乙可知后表面带正电，结合磁场方向、电流方向及左手定则可知载流子带负电，故A错误；
根据得，，由电流的微观定义式：，是单位体积内的电子数，是单个载流子所带的电量，是导体的横截面积，是导电粒子运动的速度，是前后表面的距离，整理得：，联立计算得出：，为上下表面的厚度，可知霍尔电势差与车速度的大小没有关系；若传感器的电源输出电压变小，元件中的电流产生变化，则霍尔电势差 也变化，故BC错误；
D.根据单位时间内的脉冲数，可求得车轮转动周期，从而求得车轮的角速度，最后由线速度公式，结合车轮半径，即可求解车轮的速度大小，故D正确。故选D。  

19.【答案】

【解析】A.由于等量异种电荷在两电荷连线垂直平分线上场强垂直于平分线水平向右，因此物块要能沿板向下，物块一定带负电，项正确
B.由于板所在的面为等势面，电场力不做功，因此物块从运动到电势能不变，项错误
C.到点时根据竖直方向合力为零，有，解得，项正确
D.物块从运动到，向下的加速度减小，速度不断增大，项正确。

20.【答案】

【解析】由图像知，开始小球的速度增大，说明小球的重力大于弹簧对它的弹力，当为时，小球的速度最大，然后减小，说明当为时，小球的重力大小等于弹簧对它的弹力，由，解得 ，A错误，C正确；
B.弹簧的压缩量为时，弹簧弹力为，故此时小球的加速度向上，处于超重状态，B正确；
D.对小球进行受力分析可知，其合力是先由逐渐减小至零，然后再反向增大的，故小球的加速度先减小后增大，D正确。故选BCD。  

21【答案】

【解析】解：粒子将往返于电场和磁场中不断运动，当粒子能够返回点且在磁场中运动的时间最短，如图所示

粒子在磁场中做圆周运动的半径，由，粒子在磁场中运动的速度大小为，由动能定理可得，大圆和小圆间的电势差为，粒子在磁场中做圆周运动的圆心角为，粒子在磁场中运动的最短时间为，故BD正确，AC错误；
故选：。
 

22.【答案】；；；；

【解析】

验证动量守恒定律实验中，即研究两个小球在轨道水平部分碰撞前后的动量关系，直接测定小球碰撞前后的速度是不容易的，但是通过落地高度不变情况下水平射程来体现速度．故选C．
实验时，因为平抛竖直高度相同，落地时间相同，平抛初速度和位移成正比，所以不需要测量高度和时间，先让入射球多次从斜轨上位置静止释放，找到其平均落地点的位置，测量平抛射程然后，把被碰小球静置于轨道的水平部分，再将入射球从斜轨上位置静止释放，与小球相碰，并多次重复．测量平均落点的位置，找到平抛运动的水平位移，因此步骤中、是必须的，而且要在之前．至于用天平秤质量先后均可以．所以答案是：．
若碰撞是弹性碰撞，动能是守恒的，则有成立
碰撞前后动量之比：

故答案为：；；；；。  

23.【答案】 ；；
；；；
 

【解析】由原理图连线如图：

由闭合电路欧姆定律可知，两情况下的电流相同，所以灵敏电流计的内阻；

由表头改装成大量程的电流表原理可知，当开关接时，表头与串联再与并联，此种情形比开关接时电路总电流更大，故开关应接；

由电流表的两种量程可知：

接时有： 

接时有：
代入数据联立解得：，；

开关接时，多用电表，多用电表的内阻为： ，此时流过待测电阻的电流为 ，所以总电阻为：

 ，

所以所测电阻阻值为．

24.【答案】解：平板车与墙壁碰撞前，滑块与平板车整体动量守恒，则有，解得；
设碰撞前滑块相对平板车运动的位移大小为，等于平板车的最小长度，根据能量守恒定律得：，解得：，
若滑块恰好能滑到半圆轨道最高点，根据能量守恒定律得：，
在点：，解得：，即当时，滑块最终从端脱离半圆轨道。
 

25.【答案】解：金属棒开始运动时产生的感应电动势为：
由闭合电路欧姆定律得：
解得：
由法拉第电磁感应定律得：
由闭合电路欧姆定律得：
通过电阻的电量为：
联立解得：
由能量守恒定律得：
电阻中产生的热量为：
联立解得：
答：金属棒刚开始运动时通过电阻的电流为；

金属棒从开始运动到上滑至最高点的过程中通过电阻的电量；

金属棒从开始运动到上滑至最高点的过程中电阻中产生的热量。

33.（1）【答案】

【解析】解：、晶体都有固定的熔点，故A错误；
B、表面层内液体分子的作用力主要表现为引力，正是分子间的这种引力作用，使表面层具有收缩的趋势；昆虫停在水面上，水面向下发生弯曲，表面层具有的收缩的趋势给了昆虫向上的支持力，故B正确；
C、空调机夏天工作时，可以将室内的热量散发到高温的室内，降低室内温度，是消耗了电能，所以热力学第二定律并没有错，故C错误；
D、当某一密闭容器自由下落时，气体分子仍然在碰撞器壁，则气体压强不会减小，故D正确；
E、实际气体发生等温膨胀时，如果吸收的热量大于对外做的功，则分子势能可能变大，故内能可能增大，故E正确。
故选：。
 

（2）.解：
对两活塞和细绳构成的真题受力分析可得：
解得：
升温过程中，活塞整体左移，且只要小活塞不碰气缸底部，则一直为等压变化
设温度时活塞左移了，
气体等压变化：
解得：，假设成立
所以缸内气体体积为：
设温度为时活塞恰左移了，气体等压变化：
解得：，故尚未达到热平衡
温度从到热平衡温度，经历等容变化，设末态气体压强为，则

联立解得：
 

34.（1）【答案】

【解析】A.根据甲波向左传播可得：向下振动，故处质点比处质点先回到平衡位置，故A正确；
、由图可得：甲波的波长，乙波的波长，故根据波速可得：周期，；由两波周期不等可得：两波不可能形成稳定的干涉图样；根据、都在波峰，故经过回到平衡位置，那么，处质点比处质点先回到平衡位置，故B错误，E正确；
图示横波只在竖直方向运动，横坐标不变，故质点沿轴负方向通过的位移为零，经过，质点沿通过的路程为，故C错误，D正确；
故选ADE。  

（2）.【答案】激光的光路图如图所示

由几何关系可知折射角  由折射定律有  解得

激光在介质中传播的距离  传播的速度  激光在介质球中传播的时间