苏州市2021-2022学年高三年级期末物理试卷

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. 锂是一种活动性较强的金属，在原子能工业中有重要用途．利用中子轰击63Li产生42He和另一种粒子X，则X是(　　)

A. 氚核　    B. 氘核

C. 质子　    D. 正电子

2. 如图所示，轻质细线上端固定，下端悬挂一小球．在同一竖直平面内对小球施加一个拉力F，保证细线中拉力的大小不变，缓慢地将细绳向右拉到水平位置．关于拉力F 的大小和与竖直方向夹角θ的说法正确的是(　　)

A. F一直增大，θ一直增大

B. F一直增大，θ一直减小

C. F一直增大，θ先增大后减小

D. F一直增大，θ先减小后增大

3. 氢原子的能级图如图甲所示，一群处于第 4 能级的氢原子，向低能级跃迁过程中能发出 6种不同频率的光，其中只有频率为νa、νb两种光可让图乙所示的光电管阴极K发生光电效应．现分别用频率为νa、νb的两个光源照射该光电管阴极K，测得电流随电压变化的图像如图丙所示．下列说法正确的是(　　)

A. 图丙中的图线a所表示的光是氢原子由第4能级向基态跃迁发出的

B. 图丙中的图线b所表示的光的光子能量为12.75 eV

C. 用图丙中的图线a所表示的光照射阴极K时，产生光电子的最大初动能比用图线b所表示的光照射时更大

D. 处于第4能级的氢原子可以吸收一个能量为0.75 eV的光子并电离

4. 如图所示，玻璃半球半径为R，球心为O，AB为水平直径，M点是半球的最高点．半球内从A点发出与AB成θ＝30°的光线从BM间某点C平行于AB射出．光在真空中的传播速度为c.则(　　)

A. 此玻璃的折射率为

B. 光从A到C的时间为c(3R)

C. 若增大θ，光线不可能在C与M间发生全反射

D. 若θ为某个不为零的值，光从A到B的时间为c(6R)

5. 如图所示，平行板电容器通过灵敏电流计G连接在直流电源两端．最初电容器的上、下极板水平，带电油滴处于静止状态．保持电容器下极板和上极板左端不动，在用绝缘工具将上极板右端缓缓沿逆时针方向转动角度θ(θ<45°)的过程中，观察到的现象是(　　)

A. 灵敏电流计G中有电流通过，方向从a向b

B. 灵敏电流计G中没有电流通过

C. 带电油滴做曲线运动

D. 带电油滴做直线运动

6. 2021年10月16日，“神舟十三号”载人飞船采用自主快速交会对接方式，首次径向靠近空间站，如图所示．两者对接后所绕轨道视为圆轨道，绕行角速度为ω，距地高度为kR，R为地球半径，万有引力常量为G.下列说法正确的是(　　)

A. “神舟十三号”在低轨只需沿径向加速可以直接与高轨的天宫空间站实现对接

B. 地球表面重力加速度为ω2(k＋1)3R

C. 对接后的组合体的运行速度应大于7.9 km/s

D. 地球的密度ρ＝3πG(4ω2（k＋1）3)

7. 图甲为一列简谐横波在t＝0.10 s时刻的波形图，P是平衡位置为x1＝1 m处的质点．Q是平衡位置为x2＝4 m处的质点，图乙为质点Q的振动图像，则(　　)

A. t＝0.15 s时，质点Q的加速度方向沿y轴负方向

B. 该波沿x轴负方向传播，传播速度大小为20 m/s

C. 再经过0.10 s，质点Q沿波的传播方向移动4 m

D. t＝0.25 s，质点P的位移是－5 cm

8. 如图所示，圆形硬质金属导线MaNbM固定于水平桌面上，导线平面与匀强磁场方向垂直，圆弧MaN的长度为圆周长的4(1)，触头M、N与直流电源两端相接．已知圆弧导线MaN受到的安培力大小为F，则圆弧导线MbN因安培力作用而受到的附加张力大小为(　　)

A. 6(2)F　    B. 3(2)F　    C. 2(2)F　    D. 2(2)F

9. 第24届冬奥会将于2022年2月4日在我国的北京、延庆等地举行，如图(a)所示，在跳台滑雪比赛中，运动员在空中滑翔时身体的姿态会影响其下落的速度和滑翔的距离．某运动员先后两次从同一跳台水平起跳，每次都从离开跳台开始计时，用v表示他在竖直方向的速度，其vt图像如图(b)所示，t1和t2是他落在倾斜雪道上的时刻．则下列说法正确的是(　　)

A. 第一次、第二次滑翔落在倾斜雪道上的速度方向相同

B. 第一次、第二次滑翔过程中在水平方向上的位移之比为13∶15

C. 第一次、第二次滑翔过程中在竖直方向上的位移之比接近25∶28

D. 第二次滑翔过程中重力的平均功率比第一次的大

10. 如图所示，固定光滑直杆上套有一个质量为m，带电量为＋q的小球和两根原长均为l的轻弹簧，两根轻弹簧的一端与小球相连，另一端分别固定在杆上相距为2l的A、B两点，空间存在方向竖直向下的匀强电场．已知直杆与水平面的夹角为θ，两弹簧的劲度系数均为l(3mg sin θ)，小球在距B点5(4)l的P点处于静止状态，Q点距A点5(4)l，重力加速度为g，下列选项正确的是(　　)

A. 匀强电场的电场强度大小为5q(mg sin θ)

B. 若小球从P点以初速度v0＝5(2)沿杆向上运动，恰能到达Q点

C. 从固定点B处剪断弹簧的瞬间小球加速度大小为5(1)g sin θ，方向向上

D. 小球从Q点由静止下滑过程中动能最大为25(12mgl sin θ)

11. (15分)某同学为了测量电流表G的内阻和一段电阻丝AB的电阻率ρ，设计了如图甲所示的电路．已知滑片P与电阻丝有良好的接触，其他连接导线电阻不计．现有以下器材：

A. 待测电流表G(量程为60 mA，内阻Rg)

B. 一段粗细均匀的电阻丝AB(横截面积S＝1.0×10－7 m2，总长度L总＝60 cm)

C. 定值电阻R＝20 Ω

D. 电源E(电动势为6 V，内阻不计)

E. 毫米刻度尺

F. 电键S，导线若干

(1) 按照电路图在图乙上用笔画线代替导线连接好电路．

(2) 闭合电键S，调节滑片P的位置，测出电阻丝AP的长度L和电流表的读数I；改变P的位置，共测得5组L与I的值．

(3) 根据测出的I的值，计算出I(1)的值，并在坐标纸上描出了各数据点(L，I(1))，如图丙所示，请根据这些数据点在图丙上作出I(1)L的图像．

(4) 由I(1)L的图像可得待测电流表内阻Rg＝________Ω，电阻丝电阻率ρ＝________Ω·m.(结果保留两位有效数字)

(5) 实验所提供的器材中，如果电源E的内阻未知且不能忽略，其他条件不变，则________．

A. 仍能测出Rg和ρ　　    B. Rg和ρ均不能测出

C. 只能测出Rg　    D. 只能测出ρ

12. (8分)如图所示，上端开口的光滑圆柱形绝热气缸竖直放置，在距缸底h＝0.5 m处有体积可忽略的卡环a、b.质量m＝5 kg、截面积S＝25 cm2的活塞搁在a、b上，将一定质量的理想气体封闭在气缸内．开始时缸内气体的压强等于大气压强，温度为T0＝300 K．现通过内部电热丝缓慢加热气缸内气体，直至活塞离开a、b缓慢上升Δh＝0.1 m，已知大气压强p0＝1×105 Pa，g取10 m/s2.求：

(1) 当活塞缓慢上升Δh时(活塞未滑出气缸)缸内气体的温度T；

(2) 若全过程电阻丝放热45 J，气体内能的变化ΔU.

13. (8分)如图所示，质量M＝0.3 kg的U形光滑金属框abcd静置于水平绝缘平台上， ab和dc边平行，和bc边垂直，且ab和dc边足够长，电阻不计，bc边的长度l＝1.0 m，电阻R1＝0.4 Ω.质量m＝0.2 kg的导体棒MN紧挨挡桩X、Y置于金属框上，导体棒的电阻R2＝0.1 Ω.装置始终处于竖直向下的磁感应强度B＝0.5 T的匀强磁场中， MN与金属框保持良好接触，且与bc边保持平行．求：

(1) 用水平恒力F＝1 N向右拉动金属框，运动过程中，金属框最终的稳定速度大小；

(2) 对导体棒MN施加水平向左的瞬时冲量I＝2 N·s，导体棒从开始运动到稳定运动的过程中产生的焦耳热Q.

14. (13分)如图所示，一倾斜固定的传送带与水平面的倾角θ＝37°，传送带以v＝2 m/s的速率沿顺时针方向匀速运行．从距离传送带底端x0＝4 m的O点由静止释放一质量m＝0.5 kg的滑块(视为质点)，滑块沿传送带向下运动，到达传送带底端时与挡板P发生碰撞，碰撞时间极短，碰撞后反弹速率不变．滑块与传送带间的动摩擦因数μ＝0.5，取g＝10 m/s2，传送带与轮子间无相对滑动，不计轮轴处的摩擦．求：

(1) 滑块与挡板P第一次碰撞的速度大小；

(2) 滑块与挡板P第一次碰撞后到达的最高位置与传送带底端的距离L；

(3) 试描述经过足够长时间后滑块所处的状态，并计算与放置木块前相比电动机增加的功率．

15. (16分)如图所示，边长为l的正三角形PMN区域内存在匀强磁场，磁感应强度大小为B、方向垂直于纸面向外，在PMN区域外存在足够大的匀强磁场，磁感应强度大小也为B、方向垂直于纸面向里．大量质量为m、电荷量为q的粒子，以大小不同的速度从MN的中点O同时垂直射入正三角形PMN区域内部，不计重力及离子间的相互作用，一部分粒子经过磁场偏转后垂直MN回到O点．求：

(1) 垂直MN回到O点的粒子速度的最大值；

(2) 所有经过磁场偏转后能垂直MN回到O点粒子速度的大小；

(3) 粒子速度方向垂直MN向下到达O点的时间差的最小值．