江苏省常州市八校2021-2022学年高三12月联合调研物理试卷.docx

2021—2022学年第一学期八校高三年级联合调研
物理试卷 2021.12
注 意 事 项：
1．本试卷共6页，满分100分，考试时间为75分钟。考试结束后，请将答题卷交回。
2．答题前，请务必将自己的姓名、准考证号用0.5毫米黑色字迹签字笔填写在答题卡上。
3．作答选择题必须用2B铅笔把答题卡对应题目的答案标号涂黑。如需改动，请用橡皮擦干净后，再选涂其它答案。作答非选择题必须用书写黑色字迹的0.5毫米的签字笔写在答题卡上的指定位置，在其它位置作答一律无效。

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符合题意。
1. 如图所示为手机无线充电的原理示意图。当充电基座上的送电线圈通入正弦式交变电流后，就会在受电线圈中感应出电流为手机电池充电。在充电过程中（　　）
A. 受电线圈中感应电流的方向不变
B. 受电线圈中感应电流的大小不变
C. 送电线圈和受电线圈通过互感现象实现能量传递
D. 手机和基座无需导线连接，这样传递能量没有损失
2. 如图所示，L是直流电阻不计的带铁芯线圈，A、B是完全相同的小灯泡．下列说法正确的是(　　)
A. 闭合S瞬间，A灯立即亮，B灯逐渐变亮
B. 闭合S瞬间，A灯比B灯先亮
C. 断开S瞬间，A灯立即熄灭，B灯闪亮后熄灭
D. 断开S瞬间，通过B灯的电流方向从左向右
3. 高楼玻璃日渐成为鸟类飞行的杀手，一只质量约为50 g的麻雀以10 m/s的速度水平飞行，撞到竖直的透明窗户玻璃上后水平速度减为0，麻雀与玻璃的碰撞时间约为0.01 s，则窗户玻璃受到的平均冲击力的大小约为(　　)
A. 10 N　　 B. 50 N
C. 100 N　　 D. 500 N

4. 科学家发现一颗可能适合人类居住的“超级地球”，其质量是地球的4倍，半径是地球的2倍．它围绕一颗红矮星公转的周期为地球公转周期的2倍，轨道半径与地球轨道半径相同，则下列说法正确的是(　　)
A. 红矮星的质量和太阳质量相同
B. “超级地球”和地球受到的向心力相同
C. “超级地球”的第一宇宙速度与地球的第一宇宙速度相同
D. “超级地球”的表面重力加速度大于地球的表面重力加速度
5.回旋加速器工作原理示意图如图所示，磁感应强度为B的匀强磁场与盒面垂直，两盒间的狭缝很小，粒子穿过的时间可忽略，它们接在电压为U、频率为f的交流电源上．若A处粒子源产生的质子在加速器中被加速，下列说法正确的是(　　)
A. 若只增大交流电压U，则质子获得的最大动能增大
B. 若只增大交流电压U，则质子在回旋加速器中运行时间会变长
C. 若磁感应强度B增大，交流电频率f必须适当增大才能正常工作
D. 不改变磁感应强度B和交流电频率f，该回旋加速器也能用于加速α粒子
6. 应用物理知识分析生活中的常见现象，可以使物理学习更加有趣和深入．例如平伸手掌托起物体，由静止开始竖直向上运动直至物体离开手掌时，在此过程中下列说法正确的是(　　)
A. 物体始终处于超重状态　 B. 物体始终处于失重状态
C. 手的加速度方向始终竖直向上　 D. 手对物体一直做正功
7. 如图所示电路中，电源电压u＝311sin100πt(V)，A、B间接有“220 V　440 W”的电暖宝、“220 V　220 W”的抽油烟机、交流电压表及保险丝．下列说法正确的是(　　)
A. 交流电压表的示数为311 V
B. 电路要正常工作，保险丝的额定电流不能小于3 A
C. 电暖宝发热功率是抽油烟机发热功率的2倍
D. 抽油烟机1 min消耗的电能为1.32×104 J

8. 如图所示，小球A、B大小相同，质量分别为m、2m，竖直悬挂在丝线下方.现整个装置受到水平向右的风力影响，则两球达到平衡后的位置可能是(　　)

9. 一对相同的载流圆线圈彼此平行且共轴，通以同方向等大电流，在两线圈圆心O1、O2连线上取A、B、C三点，使得AO1＝O1B＝BO2＝O2C，A、B两点的磁感应强度大小分别为BA和BB.若仅将线圈O2中电流反向(大小不变)，则C点的磁感应强度大小变为BC，下列说法正确的是(　　)
A. BC＝BB－BA，开始时A与C磁场同向，后来A与C磁场反向
B. BC＝BB－BA，开始时A与C磁场反向，后来A与C磁场同向
C. BC＝2BA－BB，开始时A与C磁场同向，后来A与C磁场反向
D. BC＝2BA－BB，开始时A与C磁场反向，后来A与C磁场同向

10. 实验室中探测到电子在匀强电场中的运动轨迹为一条抛物线．为研究问题方便，建立如图所示的坐标系，该抛物线开口向下，a、b是抛物线上的两点．下列说法正确的是(　　)
A. 匀强电场方向可能沿x轴正方向
B. 匀强电场方向可能沿y轴负方向
C. 匀强电场中a点的电势比b点高
D. 电子在b点的动能比在a点的大

二、 非选择题：共5题，共60分。其中第12-15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.（16分）（1） 如图甲所示，用螺旋测微器测量金属丝的直径时，从调节到读数的过程中，螺旋测微器上三个部件①、②、③使用的先后顺序应该为①、________、________、①；如图乙所示，测得该合金丝的直径为d＝________mm.

（2）小华在测量干电池的电动势和内阻实验中，利用如下实验器材：一只满偏电流为100 μA的表头，一只开关，两只电阻箱0～999.9 Ω)和导线若干．

①小华先将表头与图1中电阻箱1进行连接，将电阻箱调节至图2所示阻值时，就可把表头改装成量程为50 mA的电流表，电阻箱接入电路的阻值为________Ω.
②用笔画线代替导线，将图1所示实物电路连接图补充完整．
③通过改变电阻R，测得相应的电流I，并且作相关计算后一并记录在下表中．
请在图3中描绘出IR-I图线．
实验次数
1
2
3
4
5
6
R(Ω)
95.0
75.0
55.0
45.0
35.0
25.0
I(mA)
15.0
18.7
24.8
29.5
36.0
48.0
IR(V)
143
1.40
1.36
1.33
1.26
1.20
④根据图线可求得电池的电动势E＝________V，内阻r＝________Ω.(计算结果均保留三位有效数字)

12.（8分）列车进站时的电磁制动可借助如图所示模型来理解，在站台轨道下方埋一励磁线圈，通电后形成竖直向上的匀强磁场，磁感应强度的大小为B.在车身下方固定一由粗细均匀导线制成的矩形线框，利用线框进入磁场时所受的安培力进行制动．已知列车的总质量为m，车身长为nL，线框的短边ab和cd分别安装在车头和车尾，长度为L(L小于匀强磁场的宽度)，站台轨道上匀强磁场区域大于车长．车头进入磁场瞬间的速度为v0.

(1) 当列车速度减为初速度的一半时，求ab两端的电压；
(2) 实际列车制动过程中，还会受铁轨及空气阻力，设其合力大小恒为f.车尾进入磁场瞬间，列车恰好停止．求列车从车头进入磁场到停止，线框中产生的焦耳热Q.

13.（9分） 如图所示，质量为M的小球套在固定倾斜的光滑杆上，原长为l0的轻质弹簧一端固定于O点，另一端与小球相连，弹簧与杆在同一竖直平面内．图中AO水平，BO间连线长度恰好与弹簧原长相等，且与杆垂直，O′在O的正下方，C是AO′段的中点，θ＝30°.当小球在A处受到平行于杆的作用力时，恰好与杆间无相互作用，且处于静止状态．撤去作用力，小球沿杆下滑过程中，弹簧始终处于弹性限度内．不计小球的半径，重力加速度为g.求：
(1) 小球滑到B点时的加速度；
(2) 轻质弹簧的劲度系数；
(3) 小球下滑到C点时的速度．

14. （12分）如图所示，不可伸长的轻绳穿过光滑竖直固定细管，细管长为l，两端拴着质量分别为m、2m的小球A和小物块B.拉着小球A使它停在管的下端，这时物块B离管下端距离为l，管的下端离水平地面的距离为2l.拉起小球A，使绳与竖直方向成一定夹角，给小球A适当的水平速度，使它在水平面内做圆周运动，上述过程中物块B的位置保持不变，已知重力加速度为g.求：
(1) 绳与竖直方向夹角θ和小球A做圆周运动的角速度ω1；
(2) 在小球A做圆周运动时剪断轻绳，小球A第一次落地点到物块B落地点间的距离s；
(3) 若在小球A从管的下端拉起时带动物块B上移，B到管下某位置时使小球A在水平面内做角速度ω2的圆周运动，求整个过程中人对A、B系统做的功W.

15. (15分)如图甲所示，真空室中电极K发出的电子(初速度不计)经电场加速后，由小孔S沿两平行金属板M、N的中心线OO′射入板间，加速电压为U0，M、N板长为L，两板相距 L.加在M、N两板间电压u随时间t变化的关系图线如图乙所示，图中U1未知，M、N板间的电场可看成匀强电场，忽略板外空间的电场.在每个粒子通过电场区域的极短时间内，两板电压可视作不变.板M、N右侧距板右端2L处放置一足够大的荧光屏PQ，屏与OO′垂直，交点为O′.在M、N板右侧与PQ之间存在一范围足够大的有界匀强磁场区，PQ为匀强磁场的右边界，磁场方向与纸面垂直.已知电子的质量为m，电荷量为e.
(1) 求电子加速至O点的速度大小v0；
(2) 若所有电子都能从M、N金属板间射出，求U1的最大值；
(3) 调整磁场的左边界和磁感应强度大小B，使从M板右侧边缘射出电场的电子，经磁场偏转后能到达O′点，求磁感应强度的最大值Bm.

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