2021届江苏省南通市如皋市高三上学期期末调研测试物理试题（含解析）

2021届如皋市高三上学期期末本试卷满分100分，考试时间75分钟一、单项选择题：本题共11小题，每小题4分，共计44分．每小题只有一个选项符合题意。1．中科院近代物理研究所将原子核加速后轰击原子核，成功合成了超重元素，其核反应方程式为+→+4X，则方程式中X表示（） A．质子 B．中子 C．电子 D．氦核2．在光电效应实验中，用同一种单色光，先后照射锌和银金属的表面，都能发生光电效应对于这两个过程可能相同的物理量是（） A．遏止电压 B．饱和光电流 C．光电子的最大初动能 D．逸出功3．如图所示，一根筷子竖直固定于圆柱形薄玻璃杯底部A点现向薄玻璃杯内注入清水，人眼从B点附近沿BA方向正对薄玻璃杯的侧壁，可能观察到的主要现象是（） A． B． C． D．4．如图所示，双缝干涉实验中利用相同的实验装置，分别得到了甲、乙两种色光的干涉图样下列关于甲、乙光的说法正确的是（）甲乙 A．甲光光子的动量大于乙光光子的动量 B．甲光光子的能量大于乙光光子的能量 C．同种介质对甲光的折射率大于对乙光的折射率 D．甲光在水中的传播速度大于乙光在水中的传播速度5．ED型硅钢铁芯如图甲所示，其结构为三相两半拼合形成的闭合磁路，广泛应用于三相变压器、扼流圈、电抗器等电磁原件。用ED型硅钢铁芯绕制变压器，并连接成如图乙所示电路，原副线圈绕制匝数分别为n1、n2，原线圈输入的交流电压为U1，副线圈的输出电压为U2。现将滑动变阻器滑片向下滑动，下列说法错误的是（）甲乙 A．U1∶U2=n1∶n2 B．灯泡亮度变暗 C．电流表示数减小 D．用相互绝缘的硅钢片叠成ED型铁芯有利于减小涡流6．如图所示，携带月壤的嫦娥五号轨道器和返回器组合体经历了约6天环月等待后，于2020年12月12日在近月点A点火加速，从近圆轨道Ⅰ进入近月椭圆轨道Ⅱ，13日在点4再次加速，从轨道Ⅱ进入月地转移轨道Ⅲ，经过多次姿态调整后，16日在轨道Ⅲ的远月点B附近，实施轨道器和返回器分离，返回器进入预定返回轨道已知地球质量约为月球质量的81倍，则嫦娥五号轨道器和返回器组合体（） A．在轨道Ⅰ上A点的速度大于在轨道Ⅱ上4点的速度 B．在轨道Ⅰ上的运行周期大于在轨道Ⅱ上的运行周期 C．在轨道Ⅲ上4点的加速度大于在轨道Ⅱ上4点的加速度 D．在轨道Ⅲ上B点附近时，受到的地球引力大于月球引力7．电荷量分别为＋2q和－q的异种点电荷，在空间产生的电场分布如图所示，a、b为电场中两点，则（） A．a点的电场强度小于b点的电场强度 B．a点的电势低于b点的电势 C．将负检验电荷从a点移到b点的过程中，电场力做正功 D．负检验电荷在a点的电势能小于在b点的电势能8．“探究平抛运动的特点”实验装置如图甲所示，取所描绘的小钢球平抛轨迹中的一段，如图乙所示，小方格的每格边长为1cm，由此估算出钢球平抛的初速度大小为（）甲乙 A．0.15m/s B．0.30m/s C．0.45m/s D．0.90m/s9．一波源于原点O，其振动方程为y＝Asin(t+π)，生的机械波沿x轴正方向传播，下列图像中能表示T时刻波形图的是（） A． B． C． D．10．如图所示，小球A、B大小相同，质量分别为m、2m竖直悬挂在丝线下方，现整个装置受到水平向右风力影响，两球达到平衡后的位置可能是（） A． B． C． D．11．如图所示，OO'为整直固定转转，足够长的光滑经杆用铰链固定于转轴O点，杆与竖直方向的夹角为θ，轻质套在杆上，下端固定于O点，上端系住小球A（小球A套在杆上），弹簧原长为l，现使杆随转轴OO'转动，角速度ω从零开始缓慢增大，下列说法正确的是（） A．杆对小球的弹力不变 B．弹簧对小球的弹力减小 C．当时ω=，弹簧对小球的弹力大小恰好为零 D．小球的转动平面缓慢升高，杆对小球做的功等于小球机械能的增加量二、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）某实验小组测量一段长度已知的金属丝的电阻率。甲乙丙（1）用螺旋测微器测量金属丝直径时，应选择金属丝的＿＿＿（选填“同一”或“不同”）位置进行多次测量，取其平均值作为金属丝的直径。某次的结果如图甲所示，其读数是＿＿＿mm。（2）先用欧姆表粗略测量该段金属丝的电阻．选择开关置于“×100”挡时，发现表头指针偏转角度过大，应将选择开关置于＿＿＿（选填“×10”或“×1000”）挡，正确操作个后，表盘的示数如图乙所示，则金属丝的电阻约为＿＿＿Ω。（3）除金属丝Rx外，实验室还有如下器材： 电源E（10V，内阻约1Ω） 电流表A1（0~100mA，内阻R1为2.5Ω） 电流表A2（0~200mA，内阻R2约5Ω） 滑动变阻器R（最大阻值10Ω，额定电流2A） 定值电阻R0（阻值100Ω） 开关S及导线若干为了尽量准确地测量金属丝的电阻，请在图丙的方框中画出合适的电路图，并在图中标明器材符号。（4）该小组设计的电路图正确，实验中测量得到的电流表A1的读数为I1，电流表A2的读数为I2，则该段金属丝电阻的表达式Rx=＿＿＿，金属丝电阻的测量值与真实值相比＿＿＿（选填“偏大”“偏小”或“相等”）。（5）若该段金属丝的长度为L，直径为D，电阻为Rx，则该金属丝电阻率的表达式ρ=＿＿＿。13．（6分）吸盘挂钩给人们的生活带来了便利，某次使用时，先将吸盘自然扣在墙壁上，吸盘内气体体积为V0，接着按住锁扣把吸盘紧压在墙壁上（如图甲所示），吸盘中的空气被挤出一部分，然后将锁扣扳下（如图乙所示），让锁扣以盘盖为依托把吸盘向外拉出，吸盘就被牢牢地固定在墙壁上，吸盘内剩余气体的压强为0.1p0、体积为0.8V0。已知大气压强为p0，气体可视为理想气体，忽略整个过程气体温度的变化。求吸盘内被挤出气体的质量与紧压前吸盘内气体质量的比值。甲乙14．（8分）如图所示，足够长的光滑轨道水平放置，导轨间距L=0.5m，轨道左端c、d接电阻R=0.4Ω，磁感应强度B=1T的匀强磁场垂直于轨道平面。质量m=2kg、电阻r=0.1Ω的导体棒ab获得方向沿轨道向右、大小v=5m/s瞬时速度。棒ab与轨道接触良好，不计轨道的电阻，求：（1）棒ab获得瞬时速度时两端的电压U；（2）从棒ab获得瞬时速度至停止的过程中，棒ab中产生的内能Q。15．（12分）质谱仪是一种测量带电粒子比荷的仪器，某型号质谱仪的内部构造如图所示，M、N板间存在电压为U0的加速电场，半径为R的圆形区域内存在磁感应强度为B的匀强磁场，光屏放置于圆形磁场区域右侧，光屏中心P到圆形磁场区域圆心O的距离为2R。带电粒子从S点由静止飘入M、N板间，经电场加速后进入圆形磁场区域，在磁场力作用下轨迹发生偏转，最终打在光屏上的某点，测量该点到P点的距离，便能推算出带电粒子的比。不计带电粒子的重力。（1）若带电粒子为电子，已知电子的电荷量为e，质量为m0，求电子经过电场加速后的速度大小v及电子在磁场中运动的轨迹半径r；（2）若某种带电粒子通过电场加速和磁场偏转后，打在光屏上的Q点，已知P点到Q点的距离为2R，求该带电粒子的比荷及其在磁场中运动的时间t。16．（15分）如图所示，倾斜轨道与足够长的水平轨道平滑相连，倾斜轨道的倾角θ=30°质量为4m的物块B静止在水平轨道上，与水平轨道间的动摩擦因数μ=0.5。质量为m的光滑小球A从倾斜轨道某高度处由静止下滑，到达水平轨道时速度大小为v0，并与B发生弹性碰撞。重力加速度为g。求：（1）第一次碰撞完成瞬间A的速度大小vA1与B的速度大小vB1；（2）B在水平轨道上向前滑行总距离s；（3）第n次碰撞后，B向前滑行的距离sn；（4）通过计算说明A与B发生碰撞的次数n趋向于无穷大。2021届如皋市高三上学期期末1234567891011BBDDADDCABC1．B解析：设X的电荷数为n，质量数为m，由核反应方程式遵循质量数守恒和电荷数守恒，有12+95=107+4n，26+243=265+4m，解得n=0，m=1，所以X为中子，故B正确．2．B解析：同一束光照射不同的金属，一定相同的是入射光的光子能量，不同的金属逸出功不同，根据光电效应方程Ekm=hυ－W0，光电子的最大初动能不同，所以遏止电压不同；同一束光照射，单位时间的光子数相等，所以饱和光电流是相同的，故B正确，A、C、D错误．3．D解析：如图为筷子竖直插入盛水玻璃杯内的俯视图，A处为筷子，APB表示由筷子发出的穿过玻璃杯壁P射向观察者B处的一条光线，OP为过P点沿半径方向的直线，即在P处和空气的分界面的法线，上述光线则相当于在P处由水中射入空气中，图中折射角大于入射角．所以观察者在B处看到的筷子A的像A'的位置不是在A的实际位置，即其实际位置偏离杯中心的方向向杯壁靠拢一些，据此可知D正确，A、B、C错误．4．D解析：由双缝干涉间距公式Δx=·λ，图中甲光条纹间距大于乙光条纹间距，可得λ甲＞λ乙，由光子动量公式p=，可知甲光子的动量小于乙光子的动量，故A错误；由光子能量公式E=hυ=h，知甲光子的能量小于乙光子能量，故B错误；由折射率公式=<1，即同种介质对甲光的折射率小于对乙光的折射率，故C错误；由折射率与传播速度关系式n＝，可得甲光在水中传播速度大于乙光在水中传播速度，故D正确．5．A解析：因为穿过原线圈的磁场并未全部穿过右侧线圈，也有穿过左侧臂的，故不满足U1∶U2=n1∶n2，故A错误，符合题意；将滑动变阻器滑片向下滑动，副线圈电阻变大，副线圈电流变小，则灯泡亮度变暗，灯泡分压变小，则并联部分分压变大，R1支路电流变大，电流表示数减小，故B、C正确，不符合题意；用相互绝缘的硅钢片叠成ED型铁芯有利于减小涡流，故D正确，不符合题意．本题选择错误的，故选A．6．D解析：由于组合体在近月点A点加速，从近圆轨道Ⅰ进入近月椭圆轨道Ⅱ，故在轨道Ⅰ上A点的速度小于在轨道Ⅱ上A点的速度，故A错误；根据开普勒第三定律有=，由于aⅠ<aⅡ，则TⅠ<TⅡ，故B错误；在A点由牛顿第二定律有=ma，得a=，所以在轨道Ⅲ上A点的加速度等于在轨道Ⅱ上A点的加速度，故C错误；在B点，受到地球的引力为F地=，受到月球的引力为F月＝，由于M地＞M月，r地＜r月，则有F地＞F月，故D正确．7．D解析：电场线的疏密表示场强的大小，由图知a点的电场强度比b点大，故A错误；a点所在的电场线从+2q出发到－q的点电荷终止，所以a点的电势高于b点的电势，故B错误；由Wab=－qUab，因为Uab>0，所以电场力做负功，故C错误；由EP=－qφ，电势越高的地方，负电荷具有的电势能越小，即负电荷在a点的电势能较b点小，故D正确．8．C解析：在轨迹上取水平距离相等的A、B、C三点，则2L=vT，Δh=2L=gT2，可得v==m/s=0.45m/s，故C正确．9．A解析：T时刻，根据方程可知波源位移y=Asin(×T+π)=A，位于正向最大位移处，T时刻，波向前传播λ，故A正确．10．B解析：小球A、B大小相同，所受的水平风力大小相同，将两球看成一个整体，上边绳与竖直方向夹角tanθ=，隔离B球tanα=，故θ>α，故B正确．11．C解析：对小球受力分析，由牛顿第二定律可知，水平方向上有FNcosθ－F弹sinθ=mω2r；竖直方向上有FNsinθ+F弹cosθ=mg；则当角速度ω从零开始缓慢增大时，小球转动的平面逐渐升高，转动半径变大，弹簧的弹力F弹先减小后增大，杆对小球的弹力FN也将发生变化，A、B错误；当弹簧对小球的弹力大小F弹恰好为零时，此时转动半径r=lsinθ，解得ω=，C正确；由能量关系可知小球的转动平面缓慢升高，杆对小球做的功与弹簧对球作用之和等于小球机械能的增加量，D错误．12．（1）不同0.202(0.201~0.203)（2）×10100（3）电路图见解析（4）相等（5）解析：（1）用螺旋测微器测量金属丝直径时，应选择金属丝的不同位置进行多次测量，取其平均值作为金属丝的直径．其读数是d=0+20.2×0.01mm=0.202mm．（2）用欧姆表粗略测量该段金属丝的电阻，选择开关置于“×100”挡时，发现表头指针偏转角度过大，说明电阻很小，应换用小倍率挡位，故选“×10”；则金属丝的电阻约为10×10Ω=100Ω．（3）实验中没有电压表，故用电流表A1和定值电阻组成电压表测电压；因为电压表内阻已知，故用外接法；待测阻值大于滑动变阻器阻值，采用分压式；线路图如下．（4）实验中测量得到的电流表A1的读数为I1，电流表A2的读数为I2，则该段金属丝电阻的表达式Rx=，因为电压表内阻已知，表达式中各量均为准确值，故金属丝电阻的测量值与真实值相等．（5）待测电阻阻值为Rx=ρ=ρ，解得ρ=．13．把吸盘紧压在墙壁上的过程中，气体发生等温变化，设气体压强变为0.1p0时的总体积为V，由玻意耳定律得p0V0=0.1p0V解得V=10V0设被挤出气体的体积为ΔV，由题意知ΔV=V－0.8V0则吸盘内被挤出气体的质量与紧压前吸盘内气体质量的比值=解得=14．（1）导体棒切割磁感应线产生的电动势E=BLv导体棒两端电压U=E解得U=2V（2）棒ab获得瞬时速度至停止的过程中，回路中产生的总内能为Q总=mv2棒ab中产生的内能Q=Q总解得Q=5J15．（1）电子在电场中加速，由动能定理有eU0=m0v2－0解得v=电子在磁场中做匀速圆周运动，由evB=m0解得r=（2）带电粒子到在O点的轨迹如图所示．由几何关系可得θ=60°，α=θ=30°tanα=类比有r'=解得=带电粒子在磁场中运动的圆心角即θ=60°，所以t=T周期T=所以t=16．（1）小球A与滑块B组成的系统，发生弹性碰撞的过程中，由动量守恒定律和机械能守恒定律