江苏省南京市六校联合体2022届高三物理上学期12月联考试题

南京市六校联合体高三年级12月份联考试卷物理本试卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分，满分120分，考试时间100分钟．第Ⅰ卷(选择题共31分)一、单项选择题：本题包括5小题，每小题3分，共15分。每小题给出的四个选项中，只有一个选项最符合题目要求。1．火星有两颗卫星，分别是火卫一和火卫二，它们的轨道近似为圆.已知火卫一的周期为7小时39分，火卫二的周期为30小时18分，则两颗卫星相比()A．火卫一距火星表面较近B．火卫二的角速度较大C．火卫一的运行速度较小D．火卫二的向心加速度较大2．进入冬季以来来，我国北方遭遇雨雪冰冻灾害.马路上的冰层坚硬如铁、光滑如玻璃，高压电线覆冰后有成人大腿般粗，为清除高压输电线上的凝冰，有人设计了这样的融冰方法:利用电流的热效应除冰.若在正常供电时，高压输电电压为U，电流为I，热损耗功率为ΔP；除冰时，输电线上的热耗功率需变为9ΔP，则除冰时(输电功率和输电线电阻不变)()A．输电电流为I/9B．输电电流为3IC．输电电压为3UD．输电电压为9U3．如图所示为质谱仪测定带电粒子质量的装置示意图．速度选择器(也称滤速器)中场强E的方向竖直向下，磁感应强度B1的方向垂直纸面向里，分离器中磁感应强度B2的方向垂直纸面向外．在S处有甲、乙、丙、丁四个一价正离子垂直于E和B1入射到速度选择器中，若m甲＝m乙<m丙＝m丁，v甲<v乙＝v丙<v丁，在不计重力的情况下，则分别打在P1、P2、P3、P4四点的离子分别是()A．甲乙丙丁B．甲丁乙丙C．丙丁乙甲D．甲乙丁丙4．一粒石子和一泡沫塑料球以相同初速度同时竖直向上抛出，泡沫塑料球受到的空气阻力大小与其速度大小成正比．忽略石子受到的空气阻力，石子和塑料球运动的速度v随时间t变化的图象如图所示，其中可能正确的是()-9-\nABCD5．如图所示，带有孔的小球A套在粗糙的倾斜直杆上，与正下方的小球B通过轻绳连接，处于静止状态．给小球B施加水平力F使其缓慢上升，直到小球A刚要滑动．在此过程中()A.水平力F的大小不变B.杆对小球A的支持力不变C.杆对小球A的摩擦力先变小后变大D.轻绳对小球B的拉力先变大后变小二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共计16分，每小题有多个选项符合题意。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，错选或不答的得0分。6．如图，人站在自动扶梯上不动，随扶梯向上匀速运动的过程中，下列说法中正确的是()A．人所受的合力对人做正功B．重力对人做负功C．扶梯对人做的功等于人增加的重力势能D．摩擦力对人做的功等于人机械能的变化7．如图所示，电源电动势E=9V，内电阻r=4.5Ω，变阻器R1的最大电阻Rm=5.0Ω，R2=1.5Ω，R3=R4=1000Ω，平行板电容器C的两金属板水平放置,在开关S与a接触且当电路稳定时，电源恰好有最大的输出功率，在平板电容器正中央引入一带电微粒，也恰能静止,那么()A．在题设条件下，R1接入电路的阻值为3Ω，电源的输出功率为4.5WB．引入的微粒带负电，当开关与a断开但未与b接触时，微粒将向下运动C．在题设条件下，R1的阻值增大时，R2两端的电压增大D．在题设条件下，当开关接向b后，流过R3的电流方向为d→c8．静电场方向平行于x轴，其电势φ随x的分布可简化为如图所示的折线．一质量为m、带电量为＋q的粒子（不计重力），以初速度v0从O点（x＝0）进入电场，沿x轴正方向运动．下列叙述正确的是()A．粒子从x1运动到x3的过程中，电势能先减小后增大B．粒子从O运动到x1的过程中速度逐渐减小C．要使粒子能运动到x4处，粒子的初速度v0至少为D．若v0＝，粒子在运动过程中的最大速度为-9-\n9.如图所示，斜面体静置在水平面上，斜面底端固定一挡板，轻弹簧一端连接在挡板上，弹簧原长时自由端在B点．一小物块紧靠弹簧放置，在外力作用下将弹簧压缩至A点．物块由静止释放后，恰能沿粗糙斜面上滑至最高点C，然后下滑，最终停在斜面上，斜面体始终保持静止．则()A.物块最终会停在A、B之间的某位置B.物块上滑过程速度最大的位置与下滑过程速度最大的位置相同C.整个运动过程中产生的内能小于弹簧的最大弹性势能D.物块从A上滑到C过程中，地面对斜面体的摩擦力先减小再增大，然后不变第II卷（非选择题）三、简答题:本题分必做题（第10、11题）和必选题（第12题）两部分10．（8分）常用无线话筒所用的电池电动势E约为9V，内阻r约为40Ω，最大允许电流为100mA．为测定这个电池的电动势和内阻，某同学利用图甲的电路进行实验．图中电压表为理想电表，R为电阻箱（阻值范围为0～999.9Ω），R0为定值电阻．(1)图甲中接入R0的目的是为了防止电阻箱的阻值调得过小时，通过电源的电流大于其承受范围，起保护电路的作用；实验室备有的定值电阻R0的规格有以下几种，则本实验应选用____________．A．10Ω,0.1WB．50Ω,l.0WC．1500Ω,15WD．2500Ω,25W(2)该同学接入符合要求的R0后，闭合开关S，调整电阻箱的阻值读出电压表的示数U，再改变电阻箱阻值，取得多组数据，作出了如图乙的图线．由图线知：当电压表的示数为2V时，电阻箱接入电路的阻值为______Ω（结果保留三位有效数字）．-9-\n(3)根据图乙所作出的图象求得该电池的电动势E=______V，内阻r=_____Ω．（结果保留三位有效数字）11．（10分）(1)有一游标卡尺，主尺的最小分度是1mm，游标上有20个小的等分刻度．用它测量一小球的直径，如图甲所示的读数是_______mm．用螺旋测微器测量一根金属丝的直径，如图乙所示的读数是_______mm．(2)某实验小组利用如图甲所示的实验装置来验证钩码和滑块所组成的系统机械能守恒．在调节好导轨水平的条件下，试验中测得遮光条的宽度d=0.50cm；实验时将滑块从图示位置由静止释放，由数字计时器读出遮光条通过光电门的时间Δt=2.0×10-2s，则滑块经过光电门时的瞬时速度为_____m/s．在本次实验中还需要测量的物理量有：钩码的质量m、光电门与小车开始位置的距离L和_____（文字说明并用相应的字母表示）．本实验通过比较______和________在实验误差允许的范围内相等（用测量的物理量符号表示），从而验证了系统的机械能守恒．12.[选修3-5]（12分）-9-\n(1)中微子是一种不带电、质量很小的粒子．早在1942年我国物理学家王淦昌首先提出证实中微子存在的实验方案．静止的铍核(Be)可能从很靠近它的核外电子中俘获一个电子(动能忽略不计)形成一个新核并放出中微子，新核处于激发态，放出γ光子后回到基态．通过测量新核和γ光子的能量，可间接证明中微子的存在．则________．A.产生的新核是锂核(Li)B.反应过程吸收能量C.中微子的动量与处于激发态新核的动量大小相等D.中微子的动能与处于激发态新核的动能相等(2)利用图甲所示电路研究光电效应中金属的遏止电压Uc与入射光频率ν的关系，描绘出图乙中的图象，由此算出普朗克常量h．图乙中U1、ν1、ν0均已知，电子电荷量用e表示．当入射光的频率增大时，为了测定遏止电压，滑动变阻器的滑片P应向______(选填“M”或“N”)端移动，由Uc─ν图象可求得普朗克常量h＝________(用题中字母表示)．甲乙(3)如图所示，在光滑水平冰面上，一蹲在滑板上的小孩推着冰车一起以速度v0＝1.0m/s向左匀速运动．某时刻小孩将冰车以相对冰面的速度v1＝7.0m/s向左推出，冰车与竖直墙发生碰撞后原速率弹回．已知冰车的质量为m1＝10kg，小孩与滑板的总质量为m2＝30kg，小孩与滑板始终无相对运动．取g＝10m/s2.①求冰车与竖直墙发生碰撞过程中，墙对冰车的冲量大小I；②通过计算判断，冰车能否追上小孩？四、计算题:本题共4小题，共计59分．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．有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位．13．（12分）如图所示，两平行光滑的金属导轨AD、CE相距L=1.0m，导轨平面与水平面的夹角α=30o，下端A、C用导线相连，导轨电阻不计．PQGH范围内有方向垂直斜面向上、磁感应强度B=0.5T的匀强磁场，磁场的宽度d=0.6m，边界PQ、HG均与导轨垂直．电阻r=0.40Ω的金属棒MN放置在导轨上，棒两端始终与导轨电接触良好，从与磁场上边界GH距离为b=0.40m的位置由静止释放，当金属棒进入磁场时，恰好做匀速运动，棒在运动过程中始终与导轨垂直，取g=10m/s2．求：⑴金属棒进入磁场时的速度大小v；⑵金属棒的质量m；⑶金属棒在穿过磁场的过程中产生的热量Q．-9-\n14．（15分）一个物体放在足够大的水平地面上，如图甲，若用水平变力拉动，其加速度随力变化图像为图乙所示．现从静止开始计时，改用图丙中周期性变化的水平力F作用(g取10m/s2)．求：（1）物体的质量及物体与地面间的动摩擦因数．（2）求周期力作用下物体在一个周期内的位移大小．－4012F/N2481012t/s6丙（3）21s内水平力F对物体所做的功．乙4Oa/ms-2-1F/N甲15．（16分）如图所示的木板由倾斜部分和水平部分组成，两部分之间由一段圆弧面相连接．在木板的中间有位于竖直面内的光滑圆槽轨道，斜面的倾角为θ．现有10个质量均为m、半径均为r的均匀刚性球，在施加于1号球的水平外力F的作用下均静止，力F与圆槽在同一竖直面内，此时1号球球心距它在水平槽运动时的球心高度差为h．现撤去力F使小球开始运动，直到所有小球均运动到水平槽内．重力加速度为g．求：⑴水平外力F的大小；⑵1号球刚运动到水平槽时的速度；θhF10123945678⑶整个运动过程中，2号球对1号球所做的功．16．（16分）如图所示，在矩形区域ABCD内存在竖直向上的匀强电场，在BC右侧Ⅰ、Ⅱ两区域存在匀强磁场，L1、L2、L3是磁场的边界（BC与L1重合），宽度相同，方向如图所示，区域Ⅰ的磁感强度大小为B1。一电荷量为q、质量为m（重力不计）的带正电点电荷从AD-9-\n边中点以初速度v0沿水平向右方向进入电场，点电荷恰好从B点进入磁场，经区域Ⅰ后又恰好从与B点同一水平高度处进入区域Ⅱ。已知AB长度是BC长度的倍。（1）求带电粒子到达B点时的速度大小；（2）求磁场的宽度L；（3）要使点电荷在整个磁场中运动的时间最长，求区域Ⅱ的磁感应强度B2的最小值。南京市六校联合体高三年级12月份联考试卷物理参考答案一、单项选择题：1．A2．B3．B4．D5．C二、多项选择题6．BC7．AD8．BD9．ACD三、简答题:10．(1)B(2)20.0—22.0(3)10.0（9.8-10.2均可）33.3（30-35均可）11．（1）10.50（1分）7.500（1分）（2）0.25m/s（2分）滑块与遮光条的总质量M（2分）mgL（2分）（2分）-9-\n12（1）AC（3分，漏选得1分）（2）N(2分)　(2分)（3）①冰车在碰撞过程由动量定理有（1分）解得（1分）②设小孩推出冰车后与滑板共同运动的速度为v，由动量守恒定律有（1分）解得（1分）由于，故冰车能追上小孩（1分）四、计算题13．解：（1）mg•bsinα=mv2-0.................（3分）解得v=2.0m/s..................................（1分）(2)ILB=mg•sinα.......................（1分）而....（2分）所以m=0.25kg................（1分）(3)金属板在此过程中产生的热量Q=I2rt...............（2分）t=............（1分）解得Q=0.75J.............（1分）14．解析：(1)由牛顿第二定律得：F－μmg=ma（2分）变形得：（1分）结合图象得：m=4kg；μ=0.1（2分）(2)0~2s：（2分）2s~4s：（1分）由以上式可知：一个周期内的位移为x1=2s1=8m（2分）(3)20s即5个周期通过的位移x10=5×8＝40m（1分）第21秒通过的位移（2分）前21秒物体运动时拉力F做的功W＝5(F1×s1+F2×s1)+F1×x′=172J（2分）15．解．⑴以10个小球整体为研究对象，由力的平衡条件可得（3分）得：（2分）⑵以1号球为研究对象，根据机械能守恒定律可得（3分）-9-\n得（2分）⑶撤去水平外力F后，以10个小球整体为研究对象，利用机械能守恒定律可得（2分）得（1分）以1号球为研究对象，由动能定理得（2分）得（1分）16．（1）；（2）；（2）B2≥1.5B1。【解析】(1)设点电荷进入磁场时的速度大小为v，与水平方向成θ角，由类平抛运动的速度方向与位移方向的关系有：tanθ＝（2分）则θ＝30°（1分）根据速度关系有：v＝（2分）(2)设点电荷在区域Ⅰ中的轨道半径为r1，由牛顿第二定律得：（2分）轨迹如图:由几何关系得：L＝r1（2分）解得：L＝（1分）(3)当点电荷不从区域Ⅱ右边界离开磁场时，点电荷在磁场中运动的时间最长。设区域Ⅱ中最小磁感应强度为B，对应的轨迹半径为r2，轨迹如图:同理得：（2分）根据几何关系有：L＝r2(1＋sinθ)（2分）解得：B＝1.5B1（2分）-9-