河南省焦作市县级中学2021-2022学年高三上学期期末考试理综物理试卷（word版含答案）

河南省焦作市县级中学2021-2022学年上学期高三期末考试理科综合试卷
注意事项：
1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。
2．回答选择题时，选出每小题答案后，用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，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3．考试结束后，将答题卡交回。
4.满分300分，时间150分钟。
可能用到的相对原子质量：Li—7 C—12 N—14 O—16 Si—28
K—39 Fe—56
第Ⅰ卷（选择题，共126分）
二、选择题：本题共8小题，每小题6分，共48分。在每小题给出的四个选项中，第14～18题只有一项符合题目要求，第19～21题有多项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
14.如图4所示，有一子弹穿过三块静止放置在光滑水平面上的相互接触质量分别为m、2m、3m的木块A、B、C，设子弹穿过木块A、B、C的时间分别为t1、t2、t3，木块对子弹的阻力恒为f，则子弹穿过三木块后，木块A的速度大小是
A.B.C.D.
15.如图5所示，实直线表示某电场中的一条电场线，一带正电的粒子(重力不计)仅在电场力的作用下由O点静止释放，先后经过a、b两点，粒子经过a、b两点的速度、加速度、电势分别为va、vb，aa、ab，φa、φb，则可以判断
A.若场源是点电荷，一定在O点左侧B.经过a、b两点的速度关系vaC.经过a、b两点的加速度关系aa>abD.a、b两点的电势关系φa<φb
16.质量为M的正三角形物体A和质量为m的光滑梯形物体B紧靠着放在倾角为α的固定斜面上，并处于静止状态，如图6所示，则关于物体受力情况的判断正确的是
A.物体A对物体B的弹力方向沿斜面向上
B.物体A受到的静摩擦力大小为(M+m)gsinα
C.物体B对物体A的压力等于mgsinα
D.物体B对斜面的压力等于mgcosα
17.如图7，两个半径不同但共心的圆形导线环A、B位于同一平面内，A环的半径大于B环的半径，已知在t=0到t=t1的时间间隔内，当导线A环中的电流i发生某种变化，而导线B环中的感应电流总是沿顺时针方向，且导线B环总有扩张的趋势时。设A环中电流i的正方向与图中箭头所示的方向相同，则i随时间t的变化的图线可能是
18.新冠病毒疫情防控工作中，体温枪在医院、车站、小区、学校等地方被广泛使用，成为重要的防疫装备之一。某一种体温枪的工作原理是：任何物体温度高于绝对零度(-273℃)时都会向外发出红外线，红外线照射到体温枪的温度传感器，发生光电效应，将光信号转化为电信号，从而显示出物体的温度。已知人的体温正常时能辐射波长为10 m的红外线，如图甲所示，用该红外光线照射光电管的阴极K时，电路中有光电流产生，光电流随电压变化的图像如图乙所示，已知h=6.63×10-34J·s，e=1.6×10-19C，则
A.波长10 m的红外线在真空中的频率为3×1016Hz
B.将图甲中的电源正负极反接，将一定不会产生电信号
C.由图乙可知，该光电管的阴极金属逸出功为0.1eV
D.若人体温度升高，辐射红外线的强度增大，电子逸出最大初动能增加
19.导航系统是一种利用人造卫星对物体进行定位测速的工具，目前世界上比较完善的导航系统有美国的GPS系统，中国的北斗系统，欧洲的伽利略导航系统以及俄罗斯的GLONASS系统，其中美国的GPS系统采用的是运行周期为12小时的人造卫星，中国的北斗系统一部分采用了同步卫星，现有一颗北斗同步卫星A和一颗赤道平面上方的GPS卫星B，t=0时两者刚好均处在地面某点C的正上方，如图9所示，下列说法正确的是
A.A的速度比B的小 B.发射卫星A需要更多的能量
C.卫星A、B的轨道半径rA：rB=2：1 D.从此时刻起，经过24小时，两者相距最近
20.图甲为1kg的小球从最低点A冲入竖直放置在水平地面上、半径为0.4m的半圆轨道，已知小球恰能到达最高点C，轨道粗糙程度处处相同，空气阻力不计。小球速度的平方与其高度的关系图象，如图乙所示，g取10m/s2，B为AC轨道中点。下列说法正确的是
A.图乙中x=4 B.小球在C点时的重力功率为20W
C.小球从A到C合力做功为10.5J D.小球从A到B损失能量大于1.25J
21.距离北京冬奥会只有一年多的时间，我国跳台滑雪国家集训队比往年更早开始了新赛季的备战。如图11所示是简化后的跳台滑雪的雪道示意图，跳台滑雪运动员从助滑雪道AB上由静止开始滑下，到达C点后以水平速度v0飞出，落到与水平成 的滑道上的D点，E是运动轨迹上的某一点，在该点运动员的速度方向与轨道CD平行，设运动员从C到E与从E到D的运动时间分别为t1、t2，EF垂直CD，忽略空气阻力，则
A.t1>t2B.EF=C.D.
三、非选择题，共174分，第22~32题为必考题，每个试题考生都必须作答。第33~38题为选考题，考生根据要求作答。
（一）必考题：共129分。
22.(10分)某同学用图甲所示的实验装置“验证机械能守恒定律”。在气垫导轨某刻度处安装了一个光电门，滑块上固定一宽度为d的遮光条，滑块用细线绕过气垫导轨左端的定滑轮与钩码连接。用天平分别称出滑块及遮光条的总质量为M，钩码的质量为m。
（1）关于该实验的条件及操作，不必要的一项是_________（请填写选项前对应的字母序号）。
A．实验前，应将气垫导轨调至水平状态
B．滑块释放的位置与光电门间的距离适当大些
C．调节定滑轮的高度，使细线与气垫导轨平行
D．应使滑块及遮光条的总质量M远大于钩码的质量m
（2）在某次实验操作中，滑块在气垫导轨某位置由静止释放时，测得遮光条与光电门中心之间的距离为L，遮光条通过光电门的时间为t，此过程中滑块和钩码组成的系统重力势能的减少量为_______，动能的增加量为_______，若两者相等，则说明________________。
（3）实验时保持滑块及遮光条的总质量M、钩码质量m均不变，改变滑块在气垫导轨上由静止释放的位置，测出对应的遮光条与光电门中心之间的距离L和遮光条通过光电门的时间t，通过描点作出图像如图乙所示，已知图乙中直线的斜率为k，则当地的重力加速度可以表示为_____________（用题目中给定的字母表示）。
23. (6分)小斌做“探究碰撞中的不变量”实验的装置如图所示，悬挂在点的单摆由长为的细线和直径为的小球A组成，小球A与放置在光滑支撑杆上的直径相同的小球B发生对心碰撞，碰后小球A继续向右摆动，小球B做平抛运动．
(1)小斌用游标卡尺测小球A直径如图所示，则________．又测得了小球A质量，细线长度，碰撞前小球A拉起的角度和碰撞后小球B做平抛运动的水平位移、竖直下落高度，重力加速度为，为完成实验，还需要测量的物理量有________
A.小球B的质量 B.A与B碰前的运动时间 C.碰后小球A摆动的最大角度
(2)如果满足等式 （用实验测得的物理量符号表示），我们就认为在碰撞中系统的动量是守恒的。
24.(12分)如图所示，质量为M=1kg的滑块套装于光滑水平轨道上，一质量为m=0.5kg的小球通过长度L=0.25m的轻质细杆与滑块上光滑轴0相连接，小球和细杆可在竖直平面内绕0轴自由转动。开始时细杆处于水平状态，现给小球一个竖直向下的初速度V0=2m/s,g=10m/s2
若锁定滑块，试求小球通过最低点时对细杆作用力大小
若解除对滑块锁定，试求小球通过最低点时对细杆作用力大小
25．（19分）如图所示，光滑水平面上静止放置质量M=2kg，长L=0.84m的长木板C，在板上离板左端s=0.12m处静止放置质量=1kg的小物块A，A与C间的动摩擦因数=0.4, 在板上最右端静止放置质量=1kg的小物块B，B与C间的摩擦忽略不计。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，A、B均可看作质点，g=10m/s.现在在木板上加一水平向右的外力F，求：
（1）当F=6N时，A与B碰撞之前小物块A、B、C的加速度大小分别为多少？
（2）要使A与B碰撞之前，A的运动时间最短，则F至少应多大,并求出最短时间？
（3）若在A与B刚发生弹性碰撞时撤去外力F，且A最终能滑出C，则F的取值范围是什么？
(二)选考题：共45分。请考生从2道物理题、2道化学题、2道生物题中每科任选一题作答。如果多做，则每按所做的第一题计分。
33．【物理—选修3-3】（15分）
(1).(5分)关于生活中的热学现象,下列说法正确的是________. (填正确答案标号．选对一个得2分，选对两个得4分，选对3个得5分．每选错一个扣3分，最低得分为0分)
A.夏天和冬天相比,夏天的气温较高,水的饱和汽压较大,在相对湿度相同的情况下,夏天的绝对湿度较大
B.民间常用“拔火罐”来治疗某些疾病,方法是用镊子夹一棉球,沾一些酒精,点燃,在罐内迅速旋转一下再抽出,迅速将火罐开口端紧压在皮肤上,火罐就会紧紧地被“吸”在皮肤上,其原因是,当火罐内的气体体积不变时,温度降低,压强增大
C.盛有氧气的钢瓶,在27 ℃的室内测得其压强是9.0×106 Pa,将其搬到－3 ℃的工地上时,测得瓶内氧气的压强变为7.8×106 Pa,通过计算可判断出钢瓶漏气
D.汽车尾气中各类有害气体排入大气后严重污染了空气,想办法使它们自发地分离,既清洁了空气又变废为宝
E.一辆空载的卡车停于水平地面,在缓慢装沙过程中,若车胎不漏气,胎内气体温度不变,不计分子间势能,则胎内气体向外界放热
(2)(10分)如图所示，内壁光滑、截面积不相等的圆柱形气缸竖直放置，气缸上、下两部分的横截面积分别为2S和S。在气缸内有A、B两活塞封闭着一定质量的理想气体，两活塞用一根长为L的细轻杆连接，两活塞导热性能良好，并能在气缸内无摩擦地移动。已知活塞A的质量是2m，活塞B的质量是m。当外界大气压强为p0、温度为T0时，两活塞静止于如图所示位置。若用一竖直向下的拉力作用在B上，使A、B一起由图示位置开始缓慢向下移动L/2的距离，又处于静止状态，求这时气缸内气体的压强及拉力F的大小。设整个过程中气体温度不变。
34．【物理—选修3-4】（15分）
（1）一列简谐横波沿x轴传播，图甲为t＝4s时的波形图，P、Q是介质中的两个质点。图乙为质点P的振动图象，下列说法正确的是。（填正确答案标号。选对1个得2分，选对2个得4分，选对3个得5分。每选错1个扣3分，最低得分为0分）
A.该简谐横波向x轴正方向传播
B.该列波的波速为2.5m/s
C.质点Q的平衡位置坐标为
D.当时，P、Q两质点速度相同
E.当时，P、Q两质点速度相同
(2)两束相距为d=2.4cm的平行激光束通过半径为R=2.5cm的圆柱玻璃后射到紧靠圆柱玻璃的光屏上的同一点，已知光束都在同一个横截圆平面，其中光束1通过圆心O。
①求圆柱玻璃的折射率；
②求光束2在圆柱玻璃中传播的时间.(已知光速c=3×108m/s,计算结果保留三位有效数字)
14-18 CBBAC 19-21 AD AD BD
22.【答案】D 滑块和钩码组成的系统机械能守恒
23.
24.
25. 解：（1）设A和C一起向右加速，它们之间静摩擦力为f，
由牛顿第二定律得：F=（M+mA）a，
解得：a=2m/s2，
对A，f=mAa=1×2=2N＜μmAg=4N，（1分）
则A、C相对静止，一起加速运动（ 1分）
所以：（2分）
（1分）
（2）A在与B碰之前运动时间最短，必须加速度最大，
由牛顿第二定律得：fm=μmAg=mAa1，（1分）
位移：L-s1=a1t12，（1分）
解得：t1=0.6s；（1分）
对A、C为整体：F=(M+m)（1分）
得：F=12N （1分）
（3）在A与B发生碰撞时，A刚好滑至板的左端，则此种情况推力最大，设为F1，
对板C，由牛顿第二定律得：F1-μmg=Ma，（1分）
位移：L=at12，解得：F1=N≈13.3N，（1分）
若A与C没有发生相对滑动，设推力最小为F2．A与B发生弹性碰撞之前，
对A和C，由动能定理得：F2（L-s）=（M+mA）v12-0，（1分）
A与B发生弹性碰撞，
（1分）
（1分）
得：（1分）
而后刚好撤去外力，A与C发生相对滑动，A滑至C的左端时A、C刚好共速，以C的初速度方向为正方向，
综合以上分析，推力的范围：3N＜F＜13.3N；
33 .（1）ACE
（2）以两活塞整体为研究对象，原来气缸内气体压强为p1，根据平衡条件有：
p0S＋3mg＝p1S （2分）
解得： （1分）
对气缸内气体，初态：，V1＝2lS （1分）
末态：p2，V2＝ （1分）
根据玻意耳定律，有p1V1＝p2V2 …（1分）解得： （1分）
以两活塞整体为研究对象，根据平衡条件有：
p2S＝F＋p0S＋3mg （2分）
解得： （1分）
34.（15分）
(1)BCE
(2)①根据几何关系有①………………………………（1分）
又因② ………………………………（1分）
③………………………………（1分）
由①②③三个方程代入数据可得
④ ………………………………（1分）
最后可得折射率⑤………………………………（1分）
②根据几何关系可得光束2在圆柱玻璃中传播的距离
⑥………………………………………（1分）
又因⑦……………（1分）
可得⑧…………………………（1分）
光束2在玻璃中传播的速度⑨……………………………（1分）
则光束2在玻璃中传播的时间⑩…………………………（1分）