2021-2022学年四川省成都市石室中学高三（下）专家联测卷理综物理试题（四）含解析

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2022届石室中学高考专家联测卷（四）理科综合（物理学科）（全卷满分300分，考试时间150分钟）一、选择题：本大题共8小题，每小题6分，共48分。在每小题给出的四个选项中，第1～4题只有一项符合题目要求，第5～8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。1. 在医学上钴-60的放射性常用于癌症的放射治疗。一个钴-60原子核（）放出一个β粒子后衰变成一个镍核（），并伴随产生了γ射线。下列说法正确的是（　　）A. γ射线的电离本领比β射线强B. 氢原子的能级跃迁中不可能放出γ射线C. γ射线与光电效应中的光电子是同一种物质D. 钴的体积必须大于临界体积，其衰变反应才能顺利进行【答案】B【解析】【详解】A．射线不带电，其电离本领比射线弱，A错误；B．氢原子从高能级向低能级跃迁时最大能量值为13.6eV，属于紫外线，不可能放出射线，B正确；C．射线是光子，与光电子不是同一种物质，C错误；D．钻的衰变不需要到达临界体积，只有当重核裂变到达临界体积时才能发生，D错误。故选B。2. 如图甲所示为一种自耦变压器（可视为理想变压器）的结构示意图，线圈均匀绕在圆环型铁芯上，滑动触头P处在某一位置，在BC间接一个理想交流电压表和一个电阻R，若AB间输入如图乙所示的交变电压，则（　　） A. AB间输入电压的瞬时值u=220sinπt（V）B. t=1×10-2s时，电压表的示数为零C. 滑动触头P顺时针转动时，电压表示数增大D. 滑动触头P逆时针转动时，AB间输入功率增大【答案】D【解析】【分析】【详解】A．由图乙可知故所以AB间输入电压的瞬时值表达式为故A错误；B．t=1×10-2s时，虽然电压瞬时值为0，但交流电压表的读数为有效值，并不为零，故B错误；C．根据变压器电压关系由滑动触头P顺时针转动时，n2变小，所以R两端的电压减小，故C错误；D．滑动触头P逆时针转动时，n2变大，根据变压器电压关系所以R两端的电压增大，输入功率等于输出功率所以滑动触头P逆时针转动时，AB间输入功率增大，故D正确。故选D。3. 我国发射的“嫦娥三号”卫星是登月探测器。该卫星先在距月球表面高度为h的轨道上绕月球做周期为T的匀速圆周运动，再经变轨后成功落月。已知月球的半径为R，万有引力常量为G，忽略月球自转及地球对卫星的影响。则以下说法正确的是（　　）A. 物体在月球表面自由下落的加速度大小为B. “嫦娥三号”绕月球做匀速圆周运动时的线速度大小为C. 月球的平均密度为D. 在月球上发射月球卫星的最小发射速度为【答案】B【解析】【详解】A．在月球表面，重力等于万有引力，则得①对于“嫦娥三号”卫星绕月球做匀速圆周运动过程，由万有引力提供向心力得②由①②解得A错误；B．“嫦娥三号”卫星绕月球做匀速圆周运动，轨道半径为则它绕月球做与速圆周运动的线速度大小为B正确；C．由②得：月球的质量为月球的平均密度为而解得月球的平均密度为C错误；D．设在月球上发射卫星的最小发射速度为v，则有即D错误。故选B。4. 如图为质谱仪的原理图，它主要由加速电场和偏转磁场两大部分组成. 一质量为m、带电量为q、初速度为零的带电粒子（不计重力），经电压为U的加速电场加速后，垂直进入磁感应强度为B的匀强磁场中，OP为带电粒子在磁场中做圆周运动的直径，设OP=x. 则下列描述x随U变化的关系图象中，可能正确的是A.  B.  C.  D. 【答案】A【解析】【详解】根据动能定理得．粒子在磁场中偏转洛伦兹力提供向心力则．知x2∝U．x2-U是过原点的直线；A．该图与结论相符，选项A正确；B．该图与结论不相符，选项B错误；C．该图与结论不相符，选项C错误；D．该图与结论不相符，选项D错误；5. 如图所示，斜面体A静置于水平地面上，其倾角为，上底面水平的物块B在A上恰能匀速下滑，现对B施加一个沿斜面向上的力F使B总能极其缓慢的向上匀速运动，某时在B上轻轻地放上一个质量为m的小物体C (图中未画出），A始终静止，B保持运动状态不变。关于放上C之后，下列说法正确的是（    ） A. B受到的摩擦力不变B. B受到的摩擦力增加了C. A受到地面的摩擦力不变D. A受到地面的摩擦力增加了【答案】D【解析】【详解】AB．在B匀速下滑过程中，摩擦力大小为解得未加C匀速上滑，由于B对斜面A的压力没有变化，则B所受的摩擦力大小没有变化，仍为加上C匀速上滑，B所受的摩擦力大小则B受到的摩擦力增加量为故AB错误；CD．对整体研究，未加C匀速上滑时，地面对A的摩擦力大小为又对B解得加上C匀速上滑时，地面对A的摩擦力大小为，得所以A受到地面的摩擦力增加量为故C错误；D正确。选D。6. 如图所示，一质量为m、电荷量为q（q＞0）的粒子以速度v。从MN连线上的P点水平向右射入大小为E、方向竖直向下的匀强电场中。已知MN与水平方向成45°角，粒子的重力可以忽略。则粒子到达MN连线上的某点时（　　） A. 所用时间为B. 速度大小为C. 与P点的距离为D. 速度方向与竖直方向的夹角为30°【答案】AC【解析】【详解】A．粒子在电场中做类平抛运动，水平方向竖直方向由可得故A正确；B．由于故粒子速度大小为故B错误；C．由几何关系可知，到P点的距离为故C正确；D．速度方向与竖直方向的夹角的正切值即故D错误。故选AC。【命题意图】考查带电粒子在电场中做类平抛运动。7. 使用无人机植树时，为保证树种的成活率，将种子连同营养物质包进一个很小的荚里。播种时，在离地面10m高处、以15m/s的速度水平匀速飞行的无人机中，播种器利用空气压力把荚以5m/s的速度（相对播种器）竖直向下射出，荚进入地面下10cm深处完成一次播种。已知荚的总质量为20g，不考虑荚所受大气阻力及进入土壤后重力的作用。取g = 10m/s2，则（   ）A. 射出荚的过程中，播种器对荚做的功为2.5JB. 离开无人机后，荚在空中运动的时间为sC. 土壤对荚冲量的大小为kg·m/sD. 荚在土壤内受到平均阻力的大小为N【答案】CD【解析】【详解】A．播种器对荚做的功等于荚增加的动能，故A错误；B．离开无人机后，在竖直方向上荚做初速度为5m/s、加速度为g的匀加速直线运动，根据位移时间公式有解得B错误；C．荚落地时竖直方向上的速度为水平方向上速度为，故荚落地时的速度大小为进入土壤后，速度为零，故即冲量大小为，C正确；D．荚进入土壤后，竖直方向上做减速运动，末速度为零，位移为，根据位移速度公式可得进入土后的时间为联立解得根据动量定理可得解得即平均阻力大小，D正确。故选CD。【命题意图】考查功、动能、冲量，动量定理等知识。8. 如图所示，有相距L的光滑金属导轨，其半径为R的圆弧部分竖直放置，平直部分固定于水平地面上，MNQP范围内有方向竖直向下、磁感应强度为B的匀强磁场。金属棒ab和cd垂直于导轨且接触良好，cd静止在磁场中；ab从圆弧导轨的顶端由静止释放，进入磁场后与cd没有接触，cd离开磁场时的速度是此刻ab速度的一半，已知ab的质量为m、电阻为r，cd的质量为2m、电阻为2r。金属导轨电阻不计，重力加速度为g。下列说法正确的有（　　）A. cd在磁场中运动时电流的方向为c→dB. cd在磁场中做加速度减小的加速运动C. cd在磁场中运动的过程中流过的电荷量为D. 从ab由静止释放至cd刚离开磁场时，cd上产生的焦耳热为mgR【答案】BD【解析】【分析】【详解】A．ab进入磁场中运动时，回路中磁通量减小，根据楞次定律可知，cd电流的方向为d→c，A错误；B．当ab进入磁场后回路中产生感应电流，则ab受到向左的安培力而做减速运动，cd受到向右的安培力而做加速运动，由于两者的速度差逐渐减小，可知感应电流逐渐减小，安培力逐渐减小，可知cd向右做加速度减小的加速运动，B正确；C．ab从释放到刚进入磁场过程，由动能定理得mgR＝mv02ab和cd组成的系统所受合外力为零，则由动量守恒定律mv0＝m·2vcd＋2m·vcd解得对cd由动量定理有BL·Δt＝2m·vcd其中q＝·Δt解得q＝C错误；D．从ab自圆弧导轨的顶端由静止释放，至cd刚离开磁场时由能量关系有 Qcd＝Q解得Qcd＝mgRD正确。故选BD。第II卷（非选择题）二、非选择题：共62分。第9～12题为必考题，每个试题考生都必须作答。第13～16题为选考题，考生根据要求作答。（一）必考题9. 如图甲所示，点光源位于S，右侧为竖直放置屏幕的横截面，P点位于S与屏幕之间中点，且SP连线垂直于屏幕。让一个小球从P点静止释放，光照射小球在屏幕上形成影子，影子在屏幕上的移动情况被数码相机连拍功能拍摄下来。图乙为拍摄到影子下落过程中的部分图像，已知该数码相机每秒拍摄10次，空气阻力忽略不计。 （1）影子运动至位置C时的速度为___________m/s；此时小球的速度为_________m/s。(保留两位有效数字)（2）若影子的v—t图像如图丙所示，可求得当地重力加速度g=___________。(用字母表示)【答案】    ①. 3.6    ②. 1.8    ③. 【解析】【详解】（1）[1][2]．影子运动至位置C时的速度为因P点在光源S与屏幕的中点，则影子的位移等于小球位移的2倍，则小球的速度等于影子速度的一半，即此时小球的速度为1.8m/s;（2）[3]．由图像可知影子的加速度则小球的加速度也就是当地的重力加速度为10. 学习小组准备测某型号电池的电动势和内阻。已知电池电动势约为12V，内阻约3Ω，直流电压表（量程为3V，内阻约2kΩ），电流表（量程为3A，内阻为3Ω）。需要将这只电压表通过连接一固定电阻（用电阻箱代替），改装为量程为15V的电压表，然后再用伏安法测电池的电动势和内阻，以下是他们的实验操作过程：（1）扩大电压表量程，实验电路如图甲所示，实验步骤如下，完成填空。第一步：按电路图连接实物第二步：把滑动变阻器滑片移到最右端，把电阻箱阻值调到零第三步：闭合开关，把滑动变阻器滑片调到适当位置，使电压表读数为3V第四步：把电阻箱阻值调到适当值，使电压表读数为0.6V第五步：不再改变电阻箱阻值，保持电压表和电阻箱串联，撤去其他线路，即得量程为15V的电压表。实验中电阻箱和滑动变阻器可供选择的器材有：A．电阻箱（阻值范围0～9999Ω）            B．电阻箱（阻值范围0～999Ω）C．滑动变阻器（阻值为0～30kΩ）            D．滑动变阻器（阻值为0～30Ω）电阻箱应选___________，滑动变阻器应选___________。（2）用扩大了量程的电压表，通过电路图___________（选填乙或丙）测电池电动势E和内阻r并得到多组电压U和电流I的值，并做出UI图线如图丁所示，可知电池的电动势为___________V，内阻为___________Ω。（结果均保留1位小数）【答案】    ①. A    ②. D    ③. 丙    ④. 12.0    ⑤. 2.6【解析】【分析】【详解】（1）[1]改装为量程为15V的电压表，则电阻箱电阻要达到故即可得电阻箱的电阻为故选A。[2]因为滑动变阻器是分压式接法，故选最大阻值较小的滑动变阻器，故选D。（2）[3]因为电流表的阻值为3Ω，即电流表的电阻已知，故用电流表外接法，选丙；[4][5]电压表量程扩大5倍，则有即由图像可知则有又得则11. 如图为过山车的部分轨道，它由位于同一竖直面内的倾斜直轨道ab、半径不同的两个紧靠在一起的光滑圆轨道I、Ⅱ(间距可忽略)组成．其中，ab与圆轨道I相切于b点，ab=48.9m，B=37°；R1=10m、R2=5.12m．车厢与ab间的动摩擦因数为μ=0.125．一次游戏中，质量m=500kg车厢A被牵引到a点由静止释放，经切点b进入圆轨道I；绕过圆轨道I后到达最低点P时，与停在P点的障碍物B相撞并连在一起进入圆轨道Ⅱ．将A、B视为质点，不考虑空气阻力，取g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8．求（1）车厢A通过圆轨道I最高点时受到弹力的值；（2）已知车厢能安全通过圆轨道Ⅱ，B的质量不超过A的多少倍?【答案】（1）1450（2）【解析】【详解】（1）设A到达b点时速度为，则根据动能定理可得解得A到达圆轨道I最高点时速度为，轨道对A弹力的大小为F；则，联立解得F=1450N（2）A运动到圆轨道I最低点P时速度为，则解得A与B碰撞后共同速度为，则设连在一起A、B安全通过圆轨道II最高点的最小速度为，在P点最小速度为；，解得当时，M最大，解得12. 北京正负电子对撞机(BEPC)主要由直线加速器、电子分离器、环形储存器和对撞测量区组成，其简化原理如图乙所示：MN和PQ为足够长的水平边界，竖直边界EF将整个区域分成左右两部分，I区域的磁场方向垂直纸面向里，磁感应强度大小恒为B，II区域的磁场方向垂直纸面向外大小可以调节。调节II区域磁感应强度的大小可以使正负电子在测量区内不同位置进行对撞。经加速和积累后的电子束以相同速率分别从注入口C和D入射，入射方向平行EF且垂直磁场。已知注入口C、D到EF的距离均为d，边界MN和PQ的间距可在4d至6d间调节，正、负电子的质量均为m，所带电荷量分别为+e和-e，忽略电子进入加速器的初速度，电子重力不计。（1）判断从注入口C、D入射的分别是哪一种电子；（2）若电子束以速率连续入射，当MN和PQ的间距分别为4d和6d时，欲使正负电子能回到区域I，求区域II感应强度BII的最小值分别为多少；（3）若电子束的速度，MN和PQ的间距为6d，将II区域的磁感应强度大小调为，但负电子射入时刻滞后于正电子，求正负电子相撞的位置坐标(以为原点，为x轴正方向，为y轴正方向建立坐标系)。【答案】（1）从C入射的为正电子，从D入射的为负电子；（2），； （3）（d，2d）【解析】【详解】（1）由左手定则可知，从C入射的为正电子，从D入射的为负电子。（2）若电子束以速率连续入射，则运动半径为由几何关系可知则 当MN和PQ的间距为4d时，由题意可知 且解得 当MN和PQ的间距为6d时，由题意可知 且解得 （3）若电子束的速度，则电子运动的半径为 电子在II区域的运动半径为 电子在I区域运动的周期 电子在II区域的运动周期经过正电子到达II区域的A位置，此时正电子在II区域运动了此时GA弧所对的圆心角为15°由几何关系可知，此后正负电子共同走过由ABH到D的弧长时两电子在B点相遇，则 解得 即AB弧所对的圆心角为105°，BH弧所对的圆心角为60°，则B点的横坐标 纵坐标即相碰点的坐标（d，2d）（二）选考题：共15分。请考生从2道物理题中每科任选一题作答。如果多做，则每科按所做的第一题计分。【物理-选修3-3】13. 下列说法正确的是（　　）A. 扩散现象和布朗运动都证明分子在做永不停息的无规则运动B. 同一个物体，内能的大小与物体的体积和温度有关C. 物体中的分子势能总和与物体体积大小无关D. 物体放出了热量，物体的内能可能不变E. 温度是分子平均动能的标志，所以两个动能不同的分子相比，动能大的分子温度高【答案】ABD【解析】【详解】A．扩散现象和布朗运动都证明分子在做永不停息的无规则运动，A正确；B．同一个物体，内能的大小与物体的体积和温度有关，体积影响分子总数，温度影响平均动能，B正确；C．物体中的分子势能总和与物体体积大小有关，因体积影响分子总数，C错误；D．物体放出了热量，如果外界对物体做功，物体的内能可能不变，D正确；E．温度是大量分子热运动的宏观体现，单个分子不能比较温度高低，E错误。故选ABD。14. 在学习了气体性质和规律后，物理兴趣小组的同学制作了一个温度计，将一个一端开口，一端带有玻璃泡A的细玻璃管（玻璃泡A导热良好，其内封闭一定量的理想气体）竖直倒插入水银槽中，管内水银面的高度就可以反映玻璃泡A内气体的温度，在管壁上加画刻度，即可直接读出温度值。不考虑细管B内液面高度变化引起的气体体积变化，温度计的构造如图所示。（T=t+273）(1)在一个标准大气压76cmHg下对细管B进行刻度，设细管B内水银柱高出水银槽水银面的高度为h，已知环境温度为t1=27℃时的刻度线在h=16cm处，则在可测量范围内，摄氏温度t和h应符合什么规律？(2)若大气压降为75cmHg，求该温度计读数为27℃时的实际摄氏温度。【答案】(1)；(2)22℃【解析】【详解】(1)设27℃时玻璃泡内气体的压强、温度分别为p1、T1设玻璃泡内气体温度为t℃时压强为p2根据查理定律解得(2)当外界大气压变为75cmHg时，玻璃泡内气体压强为和温度为由查理定律解得［物理—选修3—4］15. 下列说法正确的是(　　)A. 在真空中传播的电磁波，频率越大，波长越长B. 让蓝光和绿光通过同一双缝干涉装置，绿光形成的干涉条纹间距较大C. 光纤通信、全息照相及医用纤维式内窥镜都是利用了光的全反射原理D. 要确定雷达和目标的距离需要测出电磁波从发射到被雷达接收的时间t，再根据x＝c·求解距离E. 拍摄玻璃橱窗内的物品时，往往在镜头前加装一个偏振片以减弱玻璃反射光的影响【答案】BDE【解析】【详解】A.根据λ＝，在真空中传播的电磁波速度相同，频率越大，波长越短，选项A错误；B.绿光的波长大于蓝光，让蓝光和绿光通过同一双缝干涉装置，根据Δx＝λ可知，绿光形成的干涉条纹间距较大，选项B正确；C.光纤通信及医用纤维式内窥镜都是利用了光的全反射原理，全息照相利用的是光的干涉原理，选项C错误；D.要确定雷达和目标的距离需要测出电磁波从发射到被雷达接收的时间t，再根据x＝c·求解距离，选项D正确；E.拍摄玻璃橱窗内的物品时，往往在镜头前加装一个偏振片以减弱玻璃反射光的影响，选项E正确.16. 一列简谐横波在均匀介质中沿x轴传播，t＝0时刻的波动图像如图甲所示，其中处于x1=5m处的质点A的振动图像如图乙所示，此时振动恰好传播到x2=7m的质点处，A、B两点均在x轴上，两者相距sAB=25m．求：①这列波的传播速度；②从t＝0时刻开始10 s内质点B运动的路程和位移．【答案】(1)     (2)路程：           位移：【解析】【详解】①由图甲可知，此波的波长为 由图乙可知，此波的周期T=0.4s   所以②设从t=0时刻开始振动传播到B点的时间为，B点振动的时间为可得：波传播到B点所需时间，其中：                                                     代入数据可得：所以B点振动时间： 由题意可得，质点B在t=10s内振动了7.7s，而且开始振动时从平衡位置开始方向向下．质点B全振动次数： 质点B振动的路程：t=10s时刻，质点B处在负的最大位移处，所以位移为：