扬州市2021-2022学年高三期末考试物理试卷

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. 质量为m的翼装飞行者从高空跳下，通过调整身体实现飞行并控制方向，如图所示，当他斜向上以加速度g减速直线飞行时，所受空气作用力(　　)

A. 大小等于mg

B. 大小等于2(mg)

C. 方向竖直向上

D. 方向垂直于AB向上

2. 科学家用直流高压加速器加速质子(11H)轰击锂原子核X，得到两个氦核(42He).已知11H、X、42He的质量分别为m1、m2、m3，光在真空中的速度为c，则(　　)

A. X是63Li    B. X核的中子数是4

C. 释放的核能ΔE＝(m1＋m2－m3)c2    D. 上述核反应的类型是核裂变

3. 如图所示为氢原子的能级图，现有大量的氢原子处于n＝3的激发态，当氢原子从n＝3能级跃迁到n＝2能级时，辐射出光子a；当氢原子从n＝3能级跃迁到n＝1能级时，辐射出光子b，下列说法正确的是(　　)

A. 由于跃迁所发射的谱线仅有2条

B. 光子a的能量大于光子b的能量

C. 光子a的动量小于光子b的动量

D. 用光子能量是0.7 eV的光照射可被吸收

4. 2021年12月9日，在“天宫课堂”中王亚平往水球中注入一个气泡，如图所示，气泡静止在水中，此时(　　)

A. 气泡受到浮力

B. 气泡内分子热运动停止

C. 气泡内气体在界面处对水产生压力

D. 水与气泡界面处，水分子间作用力表现为斥力

5. 如图所示，一定质量理想气体经历A→B的等压过程，B→C的等容过程，则(　　)

A. A→B过程，气体吸收热量

B. A→B过程，气体内能不变

C. B→C过程，气体压强减小

D. B→C过程，外界对气体做功

6. 如图所示，滑板爱好者先后两次从坡道A点滑出，均落至B点，第二次的滞空时间比第一次长，则(　　)

A. 两次滑出速度方向相同

B. 两次腾空最大高度相同

C. 第二次滑出速度一定大

D. 第二次在最高点速度小

7. 某同学利用如图所示的装置做“探究等温情况下一定质量气体压强与体积的关系”实验，先后测得5组数据列于下表．如果读数和计算无误，分析数据发现随着实验的进行(　　)

A. 有气体泄露    　　　　B. 有空气进入

C. 气体温度升高    　　　　D. 气体不再近似遵守气体实验定律

8. 一对平行金属板带有等量异种电荷，上极板带正电，形成的电场线如图所示，一带正电的粒子从P点沿两板间中线MN方向射入．则(　　)

A. b点场强比a点大

B. c点电势比b点高

C. 粒子将沿MN做直线运动

D. 粒子从右侧离开极板后做匀速直线运动

9. 如图所示，R为用于热处理的电阻炉，正常工作电压为交流220 V．通电后R在升温过程中电阻值增大很多，利用自耦变压器可使R升温过程中的热功率与正常工作时基本相同，通电后刚开始的一段时间内，应将变压器的滑片P(　　)

A.  从a缓慢调至b

B.  从b缓慢调至a

C. 从b缓慢调至c

D. 从c缓慢调至b

10. 如图所示，在某次冰壶训练中，蓝壶静止在大本营Q处，质量相等的红壶与蓝壶发生正碰，最终分别停在M点和N点．下列说法正确的是(　　)

A. 碰后两壶所受摩擦力的冲量相同

B. 碰后蓝壶速度约为红壶速度的4倍

C. 红壶碰前速度约为碰后速度的3倍

D. 碰撞过程两壶组成的系统机械能守恒

二、 非选择题：本题共5题，共60分．其中第12题～第15题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；有数值计算时，答案中必须明确写出数值和单位．

11. (15分)小明要将一量程为3 mA的电流表改装成量程为3 V的电压表．他测得该电流表内阻为120 Ω，经计算后将一阻值为R0的电阻与该电流表连接，进行改装．然后利用一标准电压表，根据图甲所示电路对改装后的电压表进行检测．

(1) 请在图甲的虚线框中将电流表和电阻R0的连接电路画好．滑动变阻器R有两种规格，分别是R1(0～20 Ω)和R2 (0～2 000 Ω)，应选择________．

(2) 实物电路如图乙所示，请以笔画线代替导线，连接电路．

(3) 当标准电压表的示数为2.20 V时，改装表的指针位置如图丙所示，读数为________V.

(4) 产生上述问题的原因可能是________．

A. 电流表内阻测量值偏大，导致电阻R0的计算值偏大

B. 电流表内阻测量值偏大，导致电阻R0的计算值偏小

C. 电流表内阻测量值偏小，导致电阻R0的计算值偏大

D. 电流表内阻测量值准确，但实际满偏电流小于3 mA

(5) 为了解决上述问题，小华提出改进方案如下：用电阻箱(0～99 999.9 Ω)替换R0接入电路．他接下来的操作顺序是________．

① 闭合电键；

② 缓慢移动滑片P，使得标准电压表示数约为2 V；

③ 记录电阻箱的示数，选用与此示数相等的电阻替换R0；

④ 调节电阻箱，使得改装表的示数与标准表的示数相同；

⑤ 将滑片P置于滑动变阻器的最左端，电阻箱的阻值调至最大．

12. (8分)研究光电效应的装置如图甲所示，通过实验记录电流表和电压表示数，绘制出IU图像如图乙所示，图中Uc、I0、Im均为已知．已知入射光的频率为ν0，普朗克常量为h，电子电量为e，求：

(1) 时间t内从阴极K表面射出的光电子数n；

(2) 该光电管阴极K的极限频率νc.

13.(9分)我国新一代航母阻拦系统的研制引入了电磁阻拦技术，其基本原理如图所示，飞机着舰时关闭动力系统，通过绝缘阻拦索钩住轨道上的一根金属棒，飞机与金属棒瞬间获得共同速度v0＝180 km/h，在磁场中共同减速滑行至停下．已知歼15舰载机质量M＝2.7×104 kg，金属棒质量m＝3×103 kg、电阻R＝10 Ω，导轨间距L＝50 m，匀强磁场磁感应强度B＝5 T，导轨电阻不计，除安培力外飞机克服其他阻力做的功为1.5×106J.求：

(1) 飞机着舰瞬间金属棒中感应电流I的大小和方向；

(2) 金属棒中产生的焦耳热Q.

 14. (13分)如图所示，轻杆的上端可绕光滑铰链O在竖直平面内自由转动，小球固定在轻杆上Q点，用细绳连接小物块与小球，绳子穿过铰链正下方的小孔P.现用手沿绳方向拉住小球，使小球和物块保持静止，此时∠OQP＝90°，∠POQ＝37°.已知小球和小物块的质量均为1 kg，轻杆长度为1 m，重力加速度g取10 m/s2，忽略一切摩擦，sin 37°＝0.6，sin 53°＝0.8，求：

(1) 拉力F的大小；

(2) 松手后，小球运动到最低点时的速度大小v；

(3) 松手后，小球在左侧最高点时绳对小球的拉力大小T.

15. (15分)如图1所示，在直角坐标系第一象限内，以x轴和y轴为边界存在足够大匀强磁场．磁感应强度B随时间t作周期性变化的图像如图2所示，B0已知，垂直纸面向外为B的正方向．一粒子源可持续均匀发射速度为v0的粒子，粒子质量和电荷量分别为m和＋q，不计重力．t＝0时刻，打开粒子源，粒子从坐标原点O沿y轴正方向发射，在t＝8(T0)时刻进入磁场的粒子恰好在t＝2(T0)时刻离开磁场．求：

(1) 磁场变化的周期T0；

(2) 粒子从x轴射出的区域宽度d以及从第一象限射出的粒子在磁场中运动的最长时间tm；

(3) 若在2(T0)时刻关闭粒子源，求从x轴和y轴射出的粒子数之比．