云南省玉溪师院附高2021-2022学年高三上学期期末考试理综物理试卷（Word版含答案）

玉溪师院附高2021-2022学年高三上学期期末考试
理科综合 物理
一、单选题(共8小题,每小题6.0分,共48分)
14.氢原子光谱在可见光区域内有四条谱线Hα、Hβ、Hγ和Hδ，都是氢原子中电子从量子数n＞2的能级跃迁到n＝2的能级时发出的光，它们在真空中的波长由长到短，可以判定(　　)
A． Hα对应的前后能级之差最小
B． 同一介质对Hα的折射率最大
C． 同一介质中Hδ的传播速度最大
D． 用Hγ照射某一金属能发生光电效应，则Hβ也一定能
15.物体A、B的x－t图象如图所示，由图可知(　　)
A． 从第3 s起，两物体运动方向相同，且vA>vB
B． 两物体由同一位置开始运动，但物体A比B迟3 s才开始运动
C． 在5 s内两物体的位移相同，5 s末A、B相遇
D． 5 s内A、B的平均速度相等
16.如图所示，不计重力的轻杆OP能以O点为圆心在竖直平面内自由转动，P端用轻绳PB挂一重物，而另一根轻绳通过滑轮系住P端．在力F的作用下，当杆OP和竖直方向的夹角α(0<α<π)缓慢增大时，力F的大小应(　　)
A． 恒定不变
B． 逐渐增大
C． 逐渐减小
D． 先增大后减小
17.如图 (a)所示，一轻质弹簧的下端固定在水平面上，上端放置一物体(物体与弹簧不连接)，初始时物体处于静止状态．现用竖直向上的拉力F作用在物体上，使物体开始向上做匀加速运动，拉力F与物体位移x之间的关系如图(b)所示(g＝10 m/s2)，则下列结论正确的是(　　)
A． 物体与弹簧分离时，弹簧处于压缩状态
B． 弹簧的劲度系数为7.5 N/cm
C． 物体的质量为3 kg
D． 物体的加速度大小为5 m/s2
18.有a、b、c、d四颗地球卫星，a还未发射，在地球赤道上随地球表面一起转动，b处于地面附近近地轨道上正常运动，c是地球同步卫星，d是高空探测卫星，设地球自转周期为24h，所有卫星均视为匀速圆周运动，各卫星排列位置如图所示，则有（ ）
A．a的向心加速度等于重力加速度g
B．b在相同时间内转过的弧长最长
C．c在4 h内转过的圆心角是
D．d的运动周期有可能是23h
19.(多选)如图，在空间固定有两个等量正点电荷，MN为它们连线的中垂线，O点为连线与中垂线的交点．另一带负电的点电荷，仅在电场力作用下由MN上A处静止释放，在运动过程中负点电荷漏失了一部分电荷，但质量保持不变，负点电荷达B处(图中未画出)时速度变为零，则下列说法正确的是(　　)
A．OA的距离大于OB的距离
B．A处场强可能大于B处场强
C．A处电势必高于B处电势
D． 负电荷在A处电势能大于B处电势能
20.如图所示电路中，电源的内电阻为r，R1，R3，R4均为定值电阻，电表均为理想电表．闭合电键S，当滑动变阻器R2的滑动触头P向右滑动时，电表的示数都发生变化，下列说法正确的是（ ）
A． 电压表示数变大
B． 电流表示数变大
C． 外电路等效电阻变大
D． 内电路消耗的功率变大
21.如图所示为一正弦交变电压随时间变化的图像，由图可知(　　)
A． 交流电的周期为0.02 s
B． 用电压表测量该交流电压时，读数为311 V
C． 交变电压的有效值为220 V
D． 将它加在电容器上时，电容器的耐压值小于等于311 V
分卷II
二、实验题(共2小题,共15分)
22.为了探究加速度与力的关系，使用如图所示的气垫导轨装置进行实验．其中G1、G2为两个光电门，它们与数字计时器相连，当滑行器通过G1、G2光电门时，光束被遮挡的时间Δt1、Δt2都可以被测量并记录，滑行器同上面固定的一条形挡光片的总质量为M，挡光片宽度为D，两光电门间距离为x，牵引砝码的质量为m.回答下列问题：
(1)实验开始应先调节气垫导轨下面的螺钉，使气垫导轨水平，在不增加其他仪器的情况下，如何判定调节是否到位？
答：________________________________________.
(2)若取M＝0.4 kg，改变m的值，进行多次实验，以下m的取值不合适的一个是________．
A．m＝5 g B．m＝15 g C．m＝40 g D．m＝400 g
(3)在此实验中，需要测得每一个牵引力对应的加速度，写出该加速度的表达式：____________.(用Δt1、Δt2、D、x表示)
23.硅光电池是一种可将光能转化为电能的元件．某同学利用图（甲）所示电路探究某硅光电池的路端电压U与电流I的关系．图中定值电阻R0=2Ω，电压表、电流表均可视为理想电表．
用“笔画线”代替导线，根据电路图，将图（乙）中的实物电路补充完整．
实验一：用一定强度的光照射硅光电池，闭合电键S，调节可调电阻R的阻值，通过测量得到该电池的U﹣I曲线a（见图丙）．则由图象可知，当电流小于200mA时，该硅光电池的电动势为　　V，内阻为　　Ω．
实验二：减小光照强度，重复实验，通过测量得到该电池的U﹣I曲线b（见图丙）．当可调电阻R的阻值调到某值时，若该电路的路端电压为1.5V，由曲线b可知，此时可调电阻R的电功率约为　W（结果保留两位有效数字）．
三、计算题
23.如图所示，正方形闭合线圈边长为0.2 m，质量为0.1 kg，电阻为0.1 Ω，在倾角为30°的斜面上的砝码质量为0.4 kg，匀强磁场磁感应强度为0.5 T，不计一切摩擦，砝码沿斜面下滑线圈开始进入磁场时，它恰好做匀速运动．(g取10 m/s2)
(1)求线圈匀速上升的速度大小；
(2)在线圈匀速进入磁场的过程中，砝码对线圈做了多少功？
(3)线圈进入磁场的过程中产生多少焦耳热？
24.(20分)如图1，在y>0的区域存在方向沿y轴负方向的匀强电场，场强大小为E；在y<0的区域存在方向垂直于xOy平面向外的匀强磁场．一个氕核H11和一个氘核H12先后从y轴上y＝h点以相同的动能射出，速度方向沿x轴正方向．已知H11进入磁场时，速度方向与x轴正方向的夹角为60°，并从坐标原点O处第一次射出磁场. H11的质量为m，电荷量为q.不计重力．求：
图1
(1)H11第一次进入磁场的位置到原点O的距离；
(2)磁场的磁感应强度大小；
(3)H12第一次离开磁场的位置到原点O的距离．
33.[物理——选修3－3](15分)
(1)(5分)一列简谐横波沿x轴正方向传播，在t＝0和t＝0.20 s时的波形分别如图1中实线和虚线所示．已知该波的周期T>0.20 s．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)
图1
A．波速为0.40 m/s
B．波长为0.08 m
C．x＝0.08 m的质点在t＝0.70 s时位于波谷
D．x＝0.08 m的质点在t＝0.12 s时位于波谷
E．若此波传入另一介质中其波速变为0.80 m/s，则它在该介质中的波长为0.32 m (2)(10分)如图2，某同学在一张水平放置的白纸上画了一个小标记“·”(图中O点)，然后用横截面为等边三角形ABC的三棱镜压在这个标记上，小标记位于AC边上．D位于AB边上，过D点作AC边的垂线交AC于F.该同学在D点正上方向下顺着直线DF的方向观察，恰好可以看到小标记的像；过O点作AB边的垂线交直线DF于E；DE＝2 cm，EF＝1 cm.求三棱镜的折射率．(不考虑光线在三棱镜中的反射)
图2
34.[物理——选修3－4](15分)
(1)(5分)如图1，一定量的理想气体从状态a变化到状态b，其过程如p－V图中从a到b的直线所示．在此过程中________．(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)
图1
A．气体温度一直降低
B．气体内能一直增加
C．气体一直对外做功
D．气体一直从外界吸热
E．气体吸收的热量一直全部用于对外做功
(2)(10分)如图2所示，在两端封闭、粗细均匀的U形细玻璃管内有一段水银柱，水银柱的两端各封闭有一段空气．当U形管两端竖直朝上时，左、右两边空气柱的长度分别为l1＝18.0 cm和l2＝12.0 cm，左边气体的压强为12.0 cmHg.现将U形管缓慢平放在水平桌面上，没有气体从管的一边通过水银逸入另一边．求U形管平放时两边空气柱的长度．在整个过程中，气体温度不变．
图2
答案
14.A 15.A 16.B 17.D 18.B 19.BC 20.AC 21.AC
22.(1)取下牵引砝码，M放在任意位置都不动；或取下牵引砝码，轻推滑行器M，数字计时器记录两个光电门的光束被挡的时间Δt相等，则调节已经到位　(2)D　(3)a＝
23.①实物连接图如图所示；②2.9；4.0；③0.083．
【解析】①分析图甲所示实验原理图，根据原理图连接实物电路图，如图所示．
②在硅光电池的U﹣I图象，当I=0，U=E，图线斜率的绝对值表示内阻．由图线a可知E=2.9V，当电流小于200mA的情况下，此电池的内阻r=4.0Ω．
③由图线b可知，在实验二中当路端电压为1.5V时，电路电流
I=60mA=0.06A，由欧姆定律可知，此时外电阻R外===25Ω，可调电阻阻值R=R外﹣R0=25Ω﹣2Ω=23Ω，
可调电阻消耗的电功率P=I2R=（0.06A）2×23Ω=0.083W．
24.【解析】(1)设绳子的拉力为F，
对砝码：F＝m1gsin 30°＝2 N
对线框：F＝m2g＋
代入数据得：v＝10 m/s
(2)W＝Fl＝2×0.2 J＝0.4 J.
(3)由能量守恒定律得：
Q＝W－m2gl＝0.4 J－0.1×10×0.2 J＝0.2 J.
25.【解析】(1)H11在电场中做类平抛运动，在磁场中做匀速圆周运动，运动轨迹如图所示．设H11在电场中的加速度大小为a1，初速度大小为v1，它在电场中的运动时间为t1，第一次进入磁场的位置到原点O的距离为s1，由运动学公式有
s1＝v1t1①
h＝12a1t12②
由题给条件，H11进入磁场时速度的方向与x轴正方向夹角θ1＝60°. H11进入磁场时速度的y分量的大小为
a1t1＝v1tanθ1③
联立以上各式得
s1＝233h④
(2)H11在电场中运动时，由牛顿第二定律有
qE＝ma1⑤
设H11进入磁场时速度的大小为v1′，由速度合成法则有
v1′＝v12+a1t12 ⑥
设磁感应强度大小为B，H11在磁场中运动的圆轨道半径为R1，由洛伦兹力公式和牛顿第二定律有
qv1′B＝mv1'2R1 ⑦
由几何关系得
s1＝2R1sinθ1⑧
联立以上各式得
B＝6mEqh ⑨
(3)设H12在电场中沿x轴正方向射出的速度大小为v2，在电场中的加速度大小为a2，由题给条件得
12(2m)v22＝12mv12⑩
由牛顿第二定律有
qE＝2ma2
设H12第一次射入磁场时的速度大小为v2′，速度的方向与x轴正方向夹角为θ2，入射点到原点的距离为s2，在电场中运动的时间为t2.由运动学公式有
s2＝v2t2
h＝12a2t22
v2′＝v22+a2t22
sinθ2＝a2t2v2'
联立以上各式得
s2＝s1，θ2＝θ1，v2′＝22v1′
设H12在磁场中做圆周运动的半径为R2，由⑦ 式及粒子在匀强磁场中做圆周运动的半径公式得
R2＝2mv2'qB＝2R1
所以出射点在原点左侧．设H12进入磁场的入射点到第一次离开磁场的出射点的距离为s2′，由几何关系有
s2′＝2R2sinθ2
联立④⑧ 式得，H12第一次离开磁场时的位置到原点O的距离为
s2′－s2＝233(2－1)h
33.(1)ACE　(2)
【解析】(1)因周期T>0.20 s，故波在Δt＝0.20 s内传播的距离小于波长λ，由y－x图象可知传播距离Δx＝0.08 m，故波速v＝＝0.40 m/s，A对；由y－x图象可知波长λ＝0.16 m，B错；由v＝得，波的周期T＝＝0.4 s，根据振动与波动的关系知t＝0时，x＝0.08 m的质点沿＋y方向振动，t＝0.7 s＝1T，故此时该质点位于波谷；因为T<0.12 s<，此时质点在x轴上方沿－y方向振动，C对，D错；根据λ＝vT得波速变为0.80 m/s时波长λ＝0.32 m，E对．
(2)过D点作AB边的法线NN′，连接OD，则∠ODN＝α为O点发出的光线在D点的入射角；设该光线在D点的折射角为β，如图所示．根据折射定律有nsinα＝sinβ
式中n为三棱镜的折射率．
由几何关系可知
β＝60° ②
∠EOF＝30° ③
在△OEF中有
EF＝OEsin ∠EOF④
由③④式和题给条件得
OE＝2 cm ⑤
根据题给条件可知，△OED为等腰三角形，有
α＝30° ⑥
由①②⑥式得
n＝⑦
34.(1)BCD　(2)22.5 cm　7.5 cm
【解析】(1)在p－V图中理想气体的等温线是双曲线的一支，而且离坐标轴越远温度越高，故从a到b温度升高，A错；一定质量的理想气体的内能由温度决定，温度越高，内能越大，B对；气体体积膨胀，对外做功，C对；根据热力学第一定律ΔU＝Q＋W，得Q＝ΔU－W，由于ΔU>0、W<0，故Q>0，气体吸热，D对；由Q＝ΔU－W可知，气体吸收的热量一部分用来对外做功，一部分用来增加气体的内能，E错．
(2)设U形管两端竖直朝上时，左、右两边气体的压强分别为p1和p2.U形管水平放置时，两边气体压强相等，设为p.
此时原左、右两边气柱长度分别变为l1′和l2′.由力的平衡条件有
p1＝p2＋ρg(l1－l2) ①
式中ρ为水银密度，g为重力加速度大小．
由玻意耳定律有
p1l1＝pl1′ ②
p2l2＝pl2′ ③
两边气柱长度的变化量大小相等
l1′－l1＝l2－l2′ ④
由①②③④式和题给条件得
l1′＝22.5 cm ⑤
l2′＝7.5 cm ⑥