江苏省无锡市学年高三上学期期末调研考试 物理 含答案.docx

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江苏省无锡市学年高三上学期期末调研考试物理含答案

2021～2022学年高三年级期末试卷（无锡）

物　　理

（满分：

100分　考试时间：

75分钟）

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．

1.一质量为m的物体静止放在光滑的水平面上．今以恒力F沿水平方向推该物体，在它做直线运动的每个相等的位移间隔内，下列说法正确的是（　　）

A.物体运动的时间相等　B.物体速度的变化量相等

C.物体动量的变化量相等　D.物体动能的变化量相等

2.在同一条平直公路上，甲、乙两车在同一停止线并排等待红灯，绿灯亮起后同时启动，其速度—时间图像分别为图中直线a和曲线b，由图可知（　　）

A.在0～t0时间内，两车间的距离先增大后减小

B.在0～t0时间内，两车的位移相同

C.在0～t0时间内，两车的平均加速度相同

D.在0～t0时间内，两车的平均速度相同

3.目前手机的无线充电技术（如图甲所示）已经成熟，其工作过程可简化为图乙所示，A、B两个线圈彼此靠近平行放置，当线圈A接通工作电源时，线圈B中会产生感应电动势，并对与其相连的手机电池充电．下列说法正确的是（　　）

A.只要线圈A中输入电流，线圈B中就会产生感应电动势

B.若线圈A中输入变化的电流，线圈B中产生的感应电动势也会发生变化

C.线圈A中输入的电流越大，线圈B中感应电动势越大

D.线圈A中输入的电流变化越快，线圈B中感应电动势越大

4.2021年10月16日，载有3名航天员的“神舟十三号”载人飞船进入太空，这将首次考核并验证航天员长期在轨驻留空间站能力．已知空间站在离地高度约为400km的圆形轨道飞行，则下列说法正确的是（　　）

A.载人飞船在加速升空阶段航天员处于超重状态，航天员所受重力比在地面时大

B.空间站中桌面上放一个相对桌子静止的玻璃杯，此时玻璃杯对桌面没有压力

C.与离地高度约为36000km的同步卫星相比，空间站做圆周运动的加速度更小

D.航天员在空间站外面检修时若手中的工具不小心掉落，工具将会落向地面

5.A、B两小球在光滑水平面上沿同一直线运动，B球在前，A球在后，mA＝1kg.经过一段时间，A、B发生正碰，碰撞时间极短，碰撞前、

后两球的位移—时间图像如图所示，根据以上信息可知（　　）

A.碰撞过程中B球受到的冲量为8N·s

B.碰撞过程中A球受到的冲量为－8N·s

C.B球的质量mB＝4kg

D.AB两球发生的是弹性碰撞

6.某同学经过长时间的观察后发现，路面出现水坑的地方，如果不及时修补，水坑很快会变大，善于思考的他结合学过的物理知识，对这个现象提出了多种解释，则下列说法不合理的解释是（　　）

A.车辆上下颠簸过程中，某些时刻处于超重状态

B.把坑看作凹陷的弧形，车对坑底的压力比平路大

C.车辆的驱动轮出坑时，对地的摩擦力比平路大

D.坑洼路面与轮胎间的动摩擦因数比平直路面大

7.如图所示为沿x轴负方向传播的一列简谐横波在t＝0时刻的波形图，其波速为10m/s，振源在x＝5m处．下列说法正确的是（　　）

A.振源的振动频率为4Hz

B.若观察者从x＝2m处沿x轴向负方向运动，则接收到波的频率可能为0.5Hz

C.从t＝0时刻开始，经0.5s时间x＝3m处质点向x轴负方向迁移0.5m

D.从t＝0时刻开始，质点b比质点a先回到平衡位置

8.如图所示，平行板电容器通过一滑动变阻器R与直流电源连接，G为一零刻度在表盘中央的电流计，闭合开关S后，下列说法正确的是（　　）

A.若在两板间插入电介质，电容器的电容变小

B.若在两板间插入一导体板，电容器的带电量变小

C.若将滑动变阻器滑片P向上移动，电容器的带电量变大

D.若将电容器下极板向下移动一小段距离，此过程电流计中有从a到b方向的电流

9.如图所示，M、N为两块带等量异种电荷的平行金属板，两板间电压可取从零到某一最大值之间的各种数值．静止的带电粒子带电荷量为＋q，质量为m（不计重力），从点P经电场加速后，从小孔Q进入N板右侧的匀强磁场区域，磁感应强度大小为B，方向垂直于纸面向外，CD为磁场边界上的一绝缘板，它与N板的夹角为θ＝30°，孔Q到板的下端C的距离为L，当M、N两板间电压取最大值时，粒子恰垂直打在CD板上，则（　　）

A.两板间电压的最大值Um＝

B.能打到N板上的粒子的最大动能为

C.粒子在磁场中运动的最长时间tm＝

D.CD板上可能被粒子打中区域的长度s＝

L

10.如图所示，在x轴上放有两个电荷量分别为q1和q2的点电荷，其中q1位于x轴的坐标原点，电荷q2的右侧各点电势φ随x变化的关系如图曲线所示，其余部分的电势变化情况没有画出，其中B点电势为零，BD段中的电势最低点为C点，则下列说法正确的是（　　）

A.A点的电场强度方向向左

B.两点电荷的电荷量的大小关系为q1

C.从B点到D点的电场强度先增大后减小

D.将一带负电的试探电荷从C点移到D点，电场力做负功

二、非选择题：

本题共5题，共60分．其中第12～15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；有数据计算时，答案中必须写出数值和单位．

11.（15分）因学校举办文艺汇演，某同学计划利用发光二极管设计一组彩灯，他的设计和操作过程如下：

（1）该同学在网上选择并购买了某种型号的发光二极管，额定电压在3V～4V，用欧姆表粗测二极管正向导通电阻，如图甲所示，选择开关为×10，读数为________Ω.

甲

（2）为了进一步研究发光二极管的性能，该同学选择器材设计电路描绘发光二极管正向导通时的伏安特性曲线．他找到了下面这些实验器材：

A.电动势为5V的直流电源，内阻忽略不计

B.滑动变阻器R1（0～20Ω）

C.电压表V1（量程0～3V，内阻为3kΩ）

D.电压表V2（量程0～15V，内阻为15kΩ）

E.电流表A1（量程0～30mA，内阻约2Ω）

F.电流表A2（量程0～0.6A，内阻约0.06Ω）

G.定值电阻R0（阻值为1kΩ）

H.开关、导线若干

电压表选择________，电流表选择________．（填电表符号）

（3）请在虚线框内画出实验电路图．

（4）经过实验测量，绘制出该型号二极管的伏安特性曲线如乙图所示．实验观察得知，该型号二极管在3.4V电压下能够正常工作．为了设计一条发光二极管的灯带，该同学找到一个充电器，可视为电动势为4V，内阻为1Ω的直流电源，这条灯带需并联________个这种型号的发光二极管，可使灯带达到理想的使用效果．

12.（8分）某同学通过实验测定半圆柱形玻璃砖的折射率n，如图甲所示，O为圆心，AO为半径，长为R.一束极细的光垂直MN照射到半圆柱上．

（1）改变入射光的位置，测出多组入射光线和法线ON的夹角i，折射光线和法线ON的夹角r，作出sinisinr图像如图乙所示，求该玻璃的折射率n；

（2）平行光垂直MN照射到半圆柱上，光线到达左侧圆弧面后，有部分光线能从该表面射出，求能射出光线对应入射光在底面上的最大半径为多少？

（不考虑光线在透明物体内部的反射）

13.（8分）如图甲所示，一正方形单匝闭合线框放置于粗糙的水平桌面上，边长a＝10

cm，质量m＝10g、电阻R＝0.1Ω，虚线是线框对角线，虚线左侧空间存在竖直向下的匀强磁场，磁感应强度大小B随时间t变化的关系如图乙所示．已知线框与桌面之间的动摩擦因数μ＝0.10.设线框与桌面之间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度g＝10m/s2．求：

（1）t＝0.1s时刻线框所受安培力的大小和方向；

（2）线框在滑动前所产生的焦耳热．

14.（13分）如图所示，质量为M＝100g的木板左端是一半径为R＝10m的

光滑圆弧轨道，轨道右端与木板上表面水平相连．质量为m1＝80g的木块置于木板最右端A处．一颗质量为m2＝20g的子弹以大小为v0＝100m/s的水平速度沿木块的中心轴线射向木块，最终留在木块中没有射出．已知子弹打进木块的时间极短，木板上表面水平部分长度为L＝10m，木块与木板间的动摩擦因数μ＝0.5，重力加速度为g.

（1）求子弹打进木块过程中系统损失的机械能；

（2）若木板固定，求木块刚滑上圆弧时对圆弧的压力；

（3）若木板不固定，地面光滑，求木块上升的最大高度．

15.（16分）如图所示，竖直平面内的直角坐标系xOy中，在第一、二象限内分别有方向垂直于坐标平面向里和向外的匀强磁场，在y>0的区域内存在沿y轴正方向的匀强电场，磁感应强度和电场强度大小均未知．在第四象限内有垂直坐标平面向里的匀强磁场和沿x轴正方向的匀强电场，磁感应强度大小为B，电场强度大小为E.一个带电小球从图中y轴上的M点，沿与x轴成θ＝45°角度斜向上做直线运动，由x轴上的N点进入第一象限并立即做匀速圆周运动，已知O、N点间的距离为L，重力加速度大小为g.求：

（1）小球的比荷和第一象限内匀强电场场强E1的大小；

（2）要使小球能够进入第二象限，求第一象限内磁感应强度B1大小的范围；

（3）若第一象限内磁感应强度大小为

，第二象限内磁感应强度大小为

，求小球穿过y轴的位置和时间的可能取值（从小球进入第一象限开始计时）.

2021～2022学年高三年级期末试卷（无锡）

物理参考答案及评分标准

1.D　2.C　3.D　4.B　5.D　6.D　7.B　8.C　9.A　10.A

11.（15分）

（1）140（3分）　

（2）V1（3分）　A1（3分）

（3）如图所示（3分）

（4）25（3分）

12.（8分）解：

（1）折射率n＝

＝k斜率＝

＝1.5（2分）

（2）如图所示，设光束的边界由C处水平射入，在B处发生全反射，∠OBC为临界角

由sin∠OBC＝

（2分）

由几何关系得OC＝Rsin∠OBC（2分）

解得光柱的半径r＝OC＝

R（2分）

13.（8分）解：

（1）由法拉第电磁感应定律可得E＝

＝0.01V（1分）

由图乙可得：

此时B＝0.1T

0．1s时线框所受安培力大小为F＝BIL＝0.002N（1分）

方向由左手定则可得水平向右（1分）

（2）线框与桌面之间的最大静摩擦力fm＝μmg＝0.01N（1分）

所以开始滑动时有F＝BIL＝fm（1分）

解得B＝0.5T（1分）

t＝0.5s

则线框在滑动前所产生的焦耳热为Q＝I2Rt＝5×10－4J（2分）

14.（13分）解：

（1）子弹打进木块过程，由动量守恒定律m2v0＝（m1＋m2）v1（1分）

解得v1＝20m/s（1分）

能量守恒E1＝

m2v

－

（m1＋m2）v

（1分）

解得E1＝80J（1分）

（2）木块从A端滑到B端过程，由动能定理－μ（m1＋m2）gL＝

（m1＋m2）v

－

（m1＋m2）v

（2分）

木块滑到B端时，由牛顿第二定律N－（m1＋m2）g＝

v

（1分）

解得N＝4N

根据牛顿第三定律F压＝N＝4N，方向竖直向下（1分）

（3）从开始至木块在圆弧轨道上滑至最高过程，水平方向系统动量守恒

m2v0＝（m2＋m1＋M）v3（1分）

解得v3＝10m/s（1分）

子弹打进木块后至木块在圆弧轨道上滑至最高过程，根据能量守恒定律

（m1＋m2）v

＝

（m2＋m1＋M）v

＋（m1＋m2）gh＋μ（m1＋m2）gL（1分）

解得h＝5m（2分）

15.（16分）解：

（1）设小球质量为m，电荷量为q，速度为v

因为在MN段做匀速直线运动，所以球受力平衡，由平衡条件得mgtan45°＝qE（1分）

解得

＝

（1分）

要使小球进入第一象限后能立即在矩形磁场区域内做匀速圆周运动，则球受的重力必须与电场力平衡

mg＝qE1（1分）

联立解得E1＝E（1分）

（2）由

（1）可知qvBsin45°＝qE（1分）

qvB＝

qE（1分）

即v＝

（1分）

由qvB1＝m

（1分）

可知R＝

＝

（1分）

由几何关系L

解得B1<

（1分）

（3）由洛伦兹力提供向心力可知qvB＝m

（1分）

小球在第一、二象限的轨道半径分别为R1＝

　R2＝

（1分）

小球由N点进入第一象限后运动半周进入第二象限，作出粒子在第一、二象限的可能运动轨迹如图所示，

位置y＝

n（n＝1、2、3…）和y＝L＋

m（m＝0、1、2、3…）

时间

T1＝

＝

T2＝

＝

t＝

＋

（T1＋T2）n＝

（

＋

n）（n＝0、1、2、3…）

和t＝

＋

＋

（T1＋T2）m＝

（

＋

m）（m＝0、1、2、3…）

综上，时间为t＝

（

＋

n）（n＝0、1、2、3…）和t＝

（

＋

m）（m＝0、1、2、3…）（3分）