湖北省十堰市2021-2022学年高三上学期元月期末调研考试物理试题（Word版含答案）

十堰市2021-2022学年高三上学期元月期末调研考试
物 理
本试卷共6页，16题。全卷满分100分。考试用时75分钟。
★祝考试顺利★
注意事项：
1. 答题前，考生先将自己的姓名、考号填写在答题卡与试卷上，并将考号条形码贴在答题卡上的指定位置。
2. 选择题的作答：每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其它答案标号。
3. 非选择题用0.5毫米黑色墨水签字笔将答案直接答在答题卡上对应的答题区域内。答在本试题卷和草稿纸上无效。
4. 考生必须保持答题卡的整洁。考试结束后，只交答题卡。
一、选择题：本题共11小题，每小题4分，共44分。在每小题给出的四个选项中，第1~7题只有一项符合题目要求，第8~11题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。
1. 氢原子能级图如图所示，氢原子中的电子从能级跃迁到能级可产生光；从能级跃迁到能级可产生光，光和光的波长分别为和，、两光照射逸出功为的金属钨表面均可产生光电效应，遏止电压分别为和，则（ ）
A.
B.
C. 光的光子能量为
D. 光照射金属钨产生的光电子的最大初动能
2. 某质点做直线运动的图像如图所示，内的图线为直线，末图线的切线平行于时间轴。关于质点在内的运动，下列说法正确的是（ ）
A. 末和末质点的运动方向相反
B. 末质点受到的合力最大
C. 质点在内的加速度大小为
D. 质点在内的位移大小为
3. 如图所示，将质量为的重物悬挂在轻绳的一端，轻绳的另一端系一质量为的环，环套在竖直固定的光滑直杆上，光滑的轻小定滑轮与直杆的距离为，杆上的点与定滑轮等高，杆上的点在点下方距离为处。现将环从点由静止释放，不计一切摩擦阻力，下列说法正确的是（ ）
A. 环到达点时，重物上升的高度
B. 环能下降的最大高度为
C. 环从点到点，环减少的机械能大于重物增加的机械能
D. 环到达点时，环与重物的速度大小相等
4. 如图所示，、、为匀强电场中的三个点，已知，，。一个电荷量的正电荷从点移到点，电场力做功为零；从点移到点，电场力做功为，则该匀强电场的电场强度大小和方向是（ ）
A. ，垂直向左 B. ，垂直向右
C. ，垂直斜向下 D. ，垂直斜向上
5. 一束由红、蓝两单色光组成的光线从一平板玻璃砖的上表面以入射角射入，穿过玻璃砖自下表面射出，已知该玻璃砖对红光的折射率为1.5。设红光与蓝光穿过该玻璃砖所用的时间分别为和，则在从逐渐增大至的过程中（ ）
A. 始终大于 B. 始终等于
C. 始终小于 D. 先小于后大于
6. 随着宇宙航天技术不断地发展，人类也越来越向往探索其他的外文明。若有一个和地球类似的星球，其质量和地球质量几乎相等，半径却达到了地球半径的3倍，则该星球的第一宇宙速度与地球的第一宇宙速度的大小之比约为（ ）
A. 0.6 B. 1.7 C. 0.3 D. 9
7. 如图所示，垂直纸面向外的匀强磁场中有一个电荷量的负离子，自点经半个圆周运动到点时，又突然吸收了若干个电子，接着沿半圆从点运动到点，已知小圆的直径等于大圆的半径，（或）为大圆的圆心。电子的电荷量，负离子的质量远大于电子的质量，且不计其受到的重力，吸收电子的时间忽略不计，电子的动量忽略不计，由此可知负离子吸收的电子个数为（ ）
A. 2个 B. 10个 C. 100个 D. 1000个
8. 一列沿轴传播的简谐横波在时刻的波形图如图甲所示。图乙表示该波传播的介质中处的质点的振动图像。下列说法正确的是（ ）
A. 波沿轴负方向传播
B. 波传播的速度大小为
C. 该波遇到尺寸为的障碍物时能发生明显的衍射现象
D. 时，质点在平衡位置
9. 光电管是应用光电效应原理制成的光电转换器件，在光度测量、有声电影、自动计数、自动报警等方面有着广泛的应用。现有含光电管的电路如图（a）所示，图（b）是用甲、乙、丙三束光分别照射光电管得到的图线，、表示遏止电压。下列说法正确的是（ ）
A. 图（a）中光电管两端所加的电压为反向电压
B. 甲光照射时光电子的最大初动能比丙光照射时光电子的最大初动能大
C. 分别用甲光、丙光做双缝干涉实验，甲光的干涉条纹比丙光的宽
D. 甲、乙是相同频率的光，用甲光照射光电管比用乙光照射光电管在单位时间内发射的光子数多
10. 将一均匀导线围成一圆心角为的扇形导线框，其中，圆弧的圆心为点，将导线框的点置于如图所示的直角坐标系的原点，其中第二和第四象限存在垂直纸面向里的匀强磁场，其磁感应强度大小均为，第三象限存在垂直纸面向外的匀强磁场，其磁感应强度大小为。从时刻开始让导线框以点为圆心，以恒定的角速度沿逆时针方向做匀速圆周运动，假定沿方向的电流为正，则线框中的电流随时间变化的规律描绘不正确的是（ ）
A. B. C. D.
11. 如图所示，理想变压器原线圈中正弦式交变电源的输出电压和电流分别为和，两个副线圈的输出电压和电流分别为和、和。接在原、副线圈中的五个完全相同的灯泡均正常发光。则下列判断正确的是（ ）
A.
B. 三个线圈的匝数之比为
C.
D. 电源电压与原线圈两端电压之比为
二、非选择题：本题共5小题，共56分。
12.（7分）小明利用如图甲所示的实验装置探究加速度与力的关系。滑块放在长木板上，长木板置于水平桌面上，砂桶通过滑轮与细线拉滑块，在细线上接有一个微型力传感器，通过力传感器可以直接读出细线的拉力大小。保持滑块质量不变，在砂桶中添加少量细砂来改变力传感器的示数，利用打点计时器打出的纸带求出对应拉力时的加速度，从而得到如图乙所示的图像。
（1）关于该实验，下列说法正确的是__________。
A. 需要略微抬起长木板左端来平衡摩擦力
B. 砂桶和砂的总质量应远小于滑块的质量
C. 需要让细线与长木板保持平行
（2）实验中打出的一条纸带如图丙所示，打点计时器打点的周期，在纸带上依次标上1、2、3、4、5、6、7等计数点，相邻两个计数点之间还有四个点没有画出来，测得、、、、、。利用以上数据可知，打该纸带时滑块的加速度大小__________。（结果保留三位有效数字）
（3）图乙中直线的延长线没有经过原点的原因是___________（任写一条即可），由图乙可知滑块的质量__________。（结果保留两位有效数字）
13.（9分）物理兴趣小组的同学们想通过实验探究热敏电阻的阻值与温度的关系及并联电路的电流与电阻的关系。实验中有如下器材：
A. 热敏电阻；
B. 定值电阻；
C. 学生直流电压电源（电动势为，内阻不计）；
D. 电流表（量程为，内阻为）；
E. 电流表（量程为，内阻约为）；
F. 数字温控箱；
G. 开关，导线若干。
（1）为了更精确地描述出电阻随温度变化的关系（精确测定不同温度时的阻值），请完成虚线框内图甲电路图的设计。
（2）闭合开关，分别记下电流表、的示数为、，其中的示数如图乙所示，则_______，可得__________（用题中已知和测量出的物理量的符号表示）。
（3）实验中改变温控箱的温度，分别测出了热敏电阻在不同温度下的阻值，得到了如图丙所示的图像。由图像分析可知，当温控箱中的温度达到时，通过热敏电阻的电流为，此时热敏电阻的阻值仍满足图丙中的变化规律，则电流表的示数为__________。（结果保留两位有效数字）
14.（9分）新冠肺炎疫情发生以来，各医院都增加了内部环境消毒工作。医院消毒喷雾器设备如图所示，喷雾器的储液桶与打气筒用软细管相连，已知储液桶容积为，打气筒每次打气能向储液桶内压入的空气。现往储液桶内装入药液后关紧桶盖和喷雾头开关，此时桶内压强，打气过程中储液桶内气体温度与外界温度相同且保持不变，不计储液桶两端连接管以及软细管的容积。
（1）若打气使储液桶内消毒液上方的气体压强达到，求打气筒打气次数；
（2）当储液桶内消毒液上方的气体压强达到后，打开喷雾器开关直至储液桶消毒液上方的气压为，求在这过程中储液桶喷出药液的体积。
15.（13分）如图所示，水平地面上静止放置一辆上表面光滑的小车，其质量，小车与地面间的摩擦力极小，可以忽略不计。可视为质点的物块置于的最右端，的质量。现对施加一个水平向右的恒力，运动一段时间后，小车左端固定的挡板与发生碰撞，碰撞时间极短，碰后、粘合在一起，共同在的作用下继续运动，碰撞后经时间，二者的速度达到。求：
（1）开始运动时加速度的大小；
（2）、碰撞后瞬间的共同速度的大小；
（3）的上表面长度。
16.（18分）如图所示，在边界、之间存在竖直向下的匀强电场，直角三角形区域内存在垂直纸面向里的匀强磁场。从点以速度沿与成角斜向上射入一带电粒子，粒子经过电场从点沿方向进入磁场区域且恰好没有从磁场边界飞出，然后经和之间的无电场和磁场区域返回电场，最后从边界的某处飞出电场。已知，，垂直于，，带电粒子的质量为、带电量为，不计粒子所受重力。求：
（1）匀强电场的电场强度大小和匀强磁场的磁感应强度大小；
（2）粒子从边界飞出时的动能；
（3）粒子从点开始射入电场到从边界飞出电场所经过的时间。
十堰市2021-2022学年高三上学期元月期末调研考试
物理参考答案
1. D 2. D 3. B 4. C 5. C 6. A 7. B 8. AC 9. CD 10. ACD 11. ABD
12.（1）AC（2分）
（2）2.13（2分）
（3）未完全平衡摩擦力（1分） 1.0（2分）
13.（1）如图所示（2分）
（2）1.20（2分） （2分）
（3）0.42（3分）
14. 解：（1）设打气次数为，对于储液桶中原气体和未压缩的次气体有：
，；，（2分）
据玻意耳定律有（1分）
次。（1分）
（2）对于密封在储液桶中的气体，喷雾后气压为时气体体积为，有
，
据玻意耳定律有（1分）
解得（2分）
喷出药液的体积为。（2分）
15. 解：（1）以为研究对象，由牛顿第二定律得
（1分）
解得。（2分）
（2）对、碰撞后共同运动的过程中，由动量定理得
（2分）
解得。（2分）
（3）设、发生碰撞前，的速度为，对、发生碰撞的过程，由动量守恒定律有
（2分）
从开始运动到与发生碰撞前，由动能定理得
（2分）
解得。（2分）
16. 解：（1）粒子从点运动到点过程的逆过程为平抛运动
水平方向有（1分）
竖直方向有（1分）
粒子的加速度（1分）
解得（1分）
（1分）
粒子进入磁场后运动轨迹如图所示（1分）
设粒子运动的轨迹半径为，由几何关系有（1分）
洛伦兹力等于向心力（1分）
（1分）
解得（1分）
粒子在磁场内运动的时间。（1分）
（2）粒子由无电场、磁场区域进入电场区域从边界飞出过程，由动能定理得
（1分）
解得（1分）
（3）由相似形得粒子经过无电场、磁场区域的距离（1分）
粒子经过该区域的时间（1分）
粒子从无电场、磁场区域进入电场区域到从边界飞出经过的时间为
（1分）
解得（1分）
粒子从入射直至从电场区域边界飞出经过的时间
。（1分）