2022屆河南省南陽市高三（上）期末考試理科綜合物理試題（解析版）

1、 南陽市2021年秋期高中三年級期終質量評估理科綜合能力測試物理第卷 選擇題一、選擇題（本題共8小題，每小題6分，共48分。在每小題給出的四個選項中，第15題只有一項符合題目要求，第628題有多項符合題目要求。全部選對的得6分，選對但不全的得3分，有選錯的得0分。）1. 光電管是光控電路的核心元件。如圖為一種在自動化控制中常用的光控繼電器示意圖，當用一束單色光照射光電管時，未能發(fā)生光電效應。為使光電管發(fā)生光電效應，下列可采取的措施是（）A. 增大該光的照射強度B. 延長該光的照射時間C. 改用頻率更高的光照射光電管D. 改用波長更長的光照射光電管【答案】C【解析】【分析】【詳解】ABC是否發(fā)生

2、光電效應，取決于入射光的頻率是否超過極限頻率，故可以改用頻率更高的光照射光電管，與入射光的強度及照射時間無關，AB錯誤，C正確。D改用波長更長的光，由可知，頻率更低，更不可能發(fā)生光電效應，D錯誤。故選C。2. 如圖所示，不計質量的光滑小滑輪用細繩懸掛于墻上O點，跨過滑輪的細繩連接物塊a、b，a、b都處于靜止狀態(tài)現(xiàn)將物塊b移至c點后，a、b仍保持靜止，下列說法中正確的是（ ） A. b與水平面間的摩擦力減小B. b受到的繩子拉力增大C. a、b靜止時，圖中、三角仍然相等D. 懸于墻上的繩所受拉力增大【答案】C【解析】【詳解】A小滑輪光滑，所以兩端繩拉力T大小相等，設b繩與水平夾角為，根據(jù)平衡條件

3、可知：，當物塊b移至c點后，a、b仍保持靜止，變小，所以摩擦力變大，A錯誤B因為物體a始終靜止，所以繩子拉力始終等于a的重力，所以b受到的繩子拉力：，B錯誤C當物塊b移至c點后，a、b兩繩的夾角變大，但由于兩繩拉力大小相等，所以懸于墻上的繩拉力大小等于a、b兩繩拉力的合力，且光滑小滑輪用細繩懸掛于墻上，所以懸于墻上的繩方向一定與a、b兩繩拉力的合力，方向在一條直線上，a、b兩繩拉力大小相等，所以懸于墻上的繩方向就是a、b兩繩的夾角角平分線，所以，而與是同位角，所以，C正確D當物塊b移至c點后，a、b兩繩的夾角變大，但由于兩繩拉力大小相等，且光滑小滑輪用細繩懸掛于墻上，所以細繩O拉力大小等于a、

4、b兩繩拉力的合力，兩繩拉力大小不變，夾角變大，所以合力變小，懸于墻上的繩所受拉力變小，D錯誤3. 北京時間2021年10月16日0時23分，神舟十三號載人飛船順利將翟志剛、王亞平、葉光富3名航天員送入太空。飛船在某段時間內(nèi)的無動力運動可近似為如圖所示的情境，圓形軌道I為空間站運行軌道，橢圓軌道II為載人飛船運行軌道，B點為橢圓軌道II的近地點，橢圓軌道II與圓形軌道I相切于A點，設圓形軌道I的半徑為r，地球表面重力加速度為g地球半徑為R，地球的自轉周期為T，橢圓軌道II的半長軸為a，不考慮大氣阻力。下列說法正確的是（）A. 空間站運行的周期與載人飛船在橢圓軌道II上運行的周期之比為：B. 載人

5、飛船由B點飛到A點機械能逐漸減少C. 載人飛船在軌道I上A點的加速度大于在軌道II 上A點的加速度D. 根據(jù)題中信息，可求出地球的質量M =【答案】A【解析】【詳解】A設空間站運動的周期為T1，載人飛船運動的周期為T2，根據(jù)開普勒第三定律有空間站運行的周期與載人飛船在橢圓軌道II上運行的周期之比為：，A正確；B載人飛船從B點飛到A點的過程中只受到地球引力作用，飛船的機械能保持不變，B錯誤；C載人飛船在軌道I上通過A點時受到的萬有引力等于在軌道II 上運行時通過A時點萬有引力，由牛頓第二定律可知，它們的加速度相等，C錯誤；D空間站做勻速圓周運動，設空間站運動的周期為T1，由萬有引力提供向心力有解

6、得空間站運動的周期與地球的自轉周期T不相等，不可求出地球的質量，D錯誤。故選A。4. 如圖所示，一個傾角為=30的光滑斜面固定在水平面上，不可伸長的輕繩一端固定在斜面上的O點，另一端系一個質量為m的小球（可視為質點），繩長為L，在O點沿斜面向下處的P點釘一枚與斜而垂直的釘子?，F(xiàn)將小球拉起，使輕繩與斜而平行月在水平方向上伸直，由靜止釋放，小球繞O點轉動90時繩與釘子相碰。已知重力加速度大小為g，不計一切摩擦和空氣阻力，下列說法中正確的是（）A. 繩碰到釘子前瞬間，小球的線速度為B. 繩碰到釘子后瞬間小球的線速度突然增大C. 繩碰到釘子后，小球繞P點做圓周運動可恰好到達最高點O點D. 若將釘釘子的

7、位置P點沿斜面向下移動，OP距離越大，繩碰到釘子后瞬間受到的拉力越大【答案】D【解析】【詳解】AB球從開始運動到碰到釘子前瞬間機械能守恒，合外力提供向心力碰后瞬間，速度不變，半徑變小，所需向心力增大，繩上拉力變大，AB錯誤；C碰到釘子后，小球繞P點做圓周運動，O點是軌道的最高點，由于最高點小球所受合外力不可能為零，所以速度不能為零，根據(jù)機械能守恒，小球不能運動到O點，C錯誤；DOP距離越大，與釘子相碰后新的圓周運動的半徑越小，由于速度不變，所以半徑越小，所需向心力越大，繩上拉力越大，D正確。故選D。5. 如圖甲所示，有一豎直放置的絕緣圓環(huán)，圓環(huán)上均勻分布著正電荷，一絕緣 光滑細桿過圓心沿垂直圓

8、環(huán)平面方向穿過圓環(huán)，細桿上套有一個質量為m=10 g的帶正電的小球，小球所帶電荷量q=5.010-4C。小球從C點由靜止釋放，其沿細桿由C經(jīng)B向A運動的v-t圖像如圖乙所示。小球運動到B點時，速度圖像的切線斜率最大（圖中標出了該切線）。下列說法正確的是（）A. 在圓環(huán)形成的電場中，O點右側桿上B點場強最大，場強大小為E= 12 V/mB. 在圓環(huán)形成的電場中，由C到A電勢逐漸升高C. 小球在由C到A的過程中電勢能先減小后增大D. 在圓環(huán)形成的電場中，C、B兩點間的電勢差UCB=0.9V【答案】D【解析】【詳解】A由v-t圖象可知，小球在B點的加速度最大，故所受的電場力最大，加速度由電場力產(chǎn)生，

9、故B點的電場強度最大，小球的加速度為又因為qE=ma解得E=1.2V/mA錯誤。BC從C到A小球的動能一直增大，則電場力一直做正功，故電勢能一直減小，又因為小球帶正電，故從C到A電勢逐漸降低，BC錯誤；D由C到B電場力做功為CB間的電勢差為D正確；故選D。6. 如圖所示，理想變壓器原、副線圈匝數(shù)比為1 ： 2，正弦交流電源電壓為U= 12V，電阻R1=1， R2=2， 滑動變阻器R3最大阻值為20，滑片P處于中間位置，則（）A. R1與R2消耗的電功率之比為4： 1B. 通過R1的電流為3AC. 若向上移動P，電壓表讀數(shù)將變小D. 若向下移動P，電源輸出功率將變大【答案】BC【解析】【詳解】A

10、理想變壓器原副線圈匝數(shù)之比為1：2，根據(jù)可知，原副線圈的電流之比為2：1，根據(jù)電阻R1=1，R2=2可知，R1與R2消耗的熱功率之比為2：1，A錯誤；B設通過R1的電流為I，則副線圈電流為0.5I，輸入電壓根據(jù)輸出電壓根據(jù)歐姆定律可知代入數(shù)據(jù)解得B正確；C若向上移動P，則R3電阻減小，輸出電流變大，則輸入電流也變大，電阻R1的電壓變大，則變壓器輸入電壓變小，根據(jù)變壓比可知，輸出電壓變小，電壓表讀數(shù)將變小，C正確；D若向下移動P，則R3電阻增大，輸出電流變小，根據(jù)變流比可知，輸入電流也變小，根據(jù)可知，電源輸出功率將變小，D錯誤。故選BC。7. 如圖甲所示，水平面上質量均為m的兩物塊A、B用一輕彈

11、簧相連，該系統(tǒng)處于平衡狀態(tài)，彈簧的勁度系數(shù)為現(xiàn)用一豎直向上的力F拉動物塊A，使物塊A向上做勻加速直線運動從力F剛作用在物塊A上到物塊B剛好離開地面的過程，力F和物塊A的位移之間的關系圖像如圖乙所示，為重力加速度，則下列說法中正確的是（ ）A. 物塊A運動的加速度大小為B. 當物塊B剛好離開地面時，拉力大小為C. 當物塊B剛好離開地面時，物塊A的速度大小為D. 這一過程中拉力F做功大小為【答案】AC【解析】【詳解】A.設初始狀態(tài)時彈簧的壓縮量為，則；力F作用在木塊A上后，選取A為研究對象，其受到豎直向上的拉力F、豎直向下的重力mg和彈力三個力的作用，根據(jù)牛頓第二定律有即由圖知，當時，所以可得，物

12、塊A運動的加速度，故A正確；B.當彈簧對物體B豎直向上的彈力等于重力時B剛好離開地面，此時彈簧對物體A施加豎直向下的彈力，設此時對應的縱軸坐標為，對物體A運用牛頓第二定律有即得，故B錯誤；CD.當物塊B剛好離開地面時，彈簧的伸長量為可得F做的功等于圖中直線與x軸圍成梯形的面積大小，為由于初末狀態(tài)彈簧的彈性勢能相等，所以由功能關系得解得當物塊B剛好離開地面時，物塊A的速度大小為：，故C正確，D錯誤。故選AC。8. 如圖甲所示為磁懸浮列車模型，質量絕緣板底座靜止在動摩擦因數(shù)的粗糙水平地面上，位于磁場中的正方形金屬框ABCD為動力源，其質量，邊長為，電阻為，與絕緣板間的動摩擦因數(shù)，為AD.BC的中線

13、，在金屬框內(nèi)有可隨金屬框同步移動的磁場，區(qū)域內(nèi)磁場如圖乙所示，CD恰在磁場邊緣以外；區(qū)域內(nèi)磁場如圖丙所示，AB恰在磁場邊緣以內(nèi)（），若絕緣板足夠長且認為絕緣板與地面間最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，則金屬框從靜止釋放瞬間（ ）A. 若金屬框固定在絕緣板上，金屬框的加速度為B. 若金屬框固定在絕緣板上，金屬框的加速度為C. 若金屬框不固定，金屬框的加速度為，絕緣板仍靜止D. 若金屬框不固定，金屬框的加速度為，絕緣板的加速度為【答案】AD【解析】【詳解】根據(jù)法拉第電磁感應定律有則回路中的電流為所受安培力的大小為根據(jù)牛頓第二定律有代入數(shù)據(jù)解得，故A正確，B錯誤；若金屬框不固定在絕緣板上：對金屬框，由牛頓

14、第二定律，則有解得：，對絕緣板，由牛頓第二定律，則有解得因此C錯誤，D正確。故選AD。第卷 非選擇題二、非選擇題（共174分。第913題為必考題，每個試題考生都必須作答。第1415題為選考題，考生根據(jù)要求作答。）（一）必考題：共129分9. 在探究物體質量一定時加速度與力的關系實驗中，小明同學做了如圖甲所示的實驗改進，在調節(jié)桌面水平后，添加了用力傳感器來測細線中的拉力。(1)關于該實驗的操作，下列說法正確的是_。A必須用天平測出砂和砂桶的質量B.一定要保證砂和砂桶的總質量遠小于小車的質量C.應當先釋放小車，再接通電源D.需要改變砂和砂桶的總質量，打出多條紙帶(2)實驗得到如圖乙所示的紙帶，已知

15、打點計時器使用的交流電源的頻率為50Hz，相鄰兩計數(shù)點之間還有四個點未畫出，由圖中的數(shù)據(jù)可知，小車運動的加速度大小是_m/s2。（計算結果保留三位有效數(shù)字）(3)由實驗得到小車的加速度a與力傳感器示數(shù)F的關系如圖丙所示。則小車與軌道的滑動摩擦力Ff=_N?！敬鸢浮?. D . 2.40 . 1.0【解析】【詳解】(1)1AB對小車的拉力是通過力傳感器得到的，故無需測量沙和沙桶的質量，也不需要滿足沙和沙桶的總質量遠小于小車的質量，故AB錯誤；C使用打點計時器，應先接通電源，在釋放小車，故C錯誤；D探究物體質量一定時加速度與力的關系，要改變沙和沙桶的總質量，打出多條紙帶，故D正確。故選D。(2)2

16、 打點計時器使用的交流電源的頻率為50Hz，相鄰兩計數(shù)點之間還有四個點未畫出，可知相鄰兩計數(shù)點之間的時間間隔為根據(jù)可得(3)3根據(jù)牛頓第二定律可知解得Ff=1.0N。10. 為了測量一節(jié)干電池的電動勢和內(nèi)阻,某同學采用了伏安法,現(xiàn)備有下列器材:A.被測干電池一節(jié)B.電流表1:量程為00.6 A,內(nèi)阻r=0.3 C.電流表2:量程00.6 A,內(nèi)阻約為0.1 D.電壓表1:量程為03 V,內(nèi)阻未知E.電壓表2:量程為015 V,內(nèi)阻未知F.滑動變阻器1:010 ,允許通過的最大電流為2 AG.滑動變阻器2:0100 ,允許通過的最大電流為1 AH.開關、導線若干在用伏安法測電池電動勢和內(nèi)阻的實驗

17、中,由于電流表和電壓表內(nèi)阻的影響，測量結果存在系統(tǒng)誤差；在現(xiàn)有器材的條件下,要盡可能準確地測量電池的電動勢和內(nèi)阻。在上述器材中請選擇適當?shù)钠鞑?；電流表_電壓表_ (選填儀器前的字母代號)。 實驗電路圖應選擇上圖中的_(選填“甲”或“乙”)。 根據(jù)實驗中電流表和電壓表的示數(shù)得到了如圖丙所示的U-I圖象,則干電池的電動勢E=_V,內(nèi)阻r=_。另一組同學分別用不同的電池組（均由同一規(guī)格的兩節(jié)干電池串聯(lián)而成）完成了上述的實驗后，發(fā)現(xiàn)不同組的電池組的電動勢基本相同，只是內(nèi)電阻差異較大。同學們選擇了內(nèi)電阻差異較大的甲、乙兩個電池組進一步探究，對電池組的輸出功率P隨外電阻R變化的關系，以及電池組的輸出功率P

18、隨路端電壓U變化的關系進行了猜想，并分別畫出了如下圖所示的P-R和P-U圖象。若已知甲電池組的內(nèi)電阻較大，則下列各圖中可能正確的是_（選填選項的字母）。A. B. C. D. 【答案】 . B . D . 甲 . 1.5 . 0.7 . BC【解析】【詳解】1電流表選擇已知內(nèi)阻的電流表B；因電源電動勢為1.5V，則電壓表選D。 2因電流表內(nèi)阻已知，則實驗電路圖應選擇上圖中的甲。 3根據(jù)U-I圖象，則干電池的電動勢E=1.5V；內(nèi)阻4A、根據(jù)電源的輸出功率規(guī)律可知，當內(nèi)外電阻相等時輸出功率最大，如果外電阻大于內(nèi)電阻時，隨著電阻的增大，輸出功率將越來越小，由可知，電動勢相同，內(nèi)阻越小的乙輸出功率越

19、大，故B正確，A錯誤；C、當內(nèi)阻和外阻相等時，輸出功率最大；此時輸出電壓為電動勢的一半由A的分析可知，乙輸出的功率比甲的大；而當外電路斷開時，路端電壓等于電源的電動勢，此時輸出功率為零；故C正確，D錯誤故選BC11. 如圖甲所示，水平臺面AB與水平地面間的高度差h= 0.45m，一質量為m2=0.1kg的小鋼球靜止在臺面右角B處。一小鋼塊在水平向右的推力F作用下從A點由靜止開始向右做直線運動，鋼塊到水平臺面右端B處與鋼球碰撞前撤去推力F，鋼塊與鋼球發(fā)生彈性正碰，碰撞后鋼塊和鋼球水平飛離臺面，分別落到地面上的C點和D點。已知B、D兩點間的水平距離是B、C兩點間的水平距離的3倍，求：（1）鋼塊的質

20、量m1；（2）若力F的大小隨時間變化的規(guī)律如圖乙所示，當t= 1.5s時鋼塊到水平臺面右端B處立即撤去力F，鋼塊與臺面間的動摩擦因數(shù)，取g=10m/s2，求B、C兩點間的水平距離x1。【答案】（1）；（2）【解析】【詳解】（1）設碰前鋼塊的速度大小為，碰后鋼塊、鋼球的速度大小分別為和，鋼塊、鋼球均做平拋運動，則有所以鋼塊與鋼球發(fā)生彈性正碰，由動量守恒定律可知由能量守恒定律可知聯(lián)立解得（2）根據(jù)圖乙圖像，圖線與軸所包圍的面積表示沖量，則時間內(nèi)，推力沖量大小為根據(jù)動量定理解得再根據(jù)第（1）問碰撞過程方程，可以求得碰撞后，鋼塊做平拋運動，則解得12. 如圖所示，在平面直角坐標系xOy的第一象限內(nèi)存在

21、垂直于坐標平面的勻強磁場（未畫出），第二象限存在水平向左的勻強電場。質量為m、電荷量為-q的帶電粒子從第三象限無初速度釋放后，經(jīng)電壓為U的電場加速后從P（L， 0）點垂直x軸進入第二象限，然后從A（0，2L）點進入第一象限，又經(jīng)磁場偏轉后由x軸上的M點（圖中未畫出）垂直于x軸進入第四象限。已知磁場的磁感應強度大小為B，不計粒子重力。（1）求第二象限內(nèi)電場強度的大??；（2）若第一象限各處均分布有勻強磁場，磁場方向垂直紙面向里，求M點坐標；（3）若第一象限內(nèi)的勻強磁場分布在某矩形區(qū)域內(nèi)，磁場方向垂直紙面向外，求此矩形區(qū)域的最小面積?！敬鸢浮浚?）；（2）；（3）【解析】【詳解】（1）設粒子從點進入

22、電場的速度大小為，根據(jù)動能定理有粒子進入電場后做類平拋運動，水平方向有豎直方向有其中聯(lián)立解得（2）若第一象限內(nèi)的磁場方向垂直于坐標平面向里，粒子進入第一象限的勻強磁場后，做勻速圓周運動，如圖所示由解得則粒子進入磁場中的速度為設粒子在磁場中做圓周運動的半徑為，則有由幾何關系可知粒子偏轉，則點坐標為解得（3）若第一象限內(nèi)的磁場方向垂直于坐標平面向外，粒子進入第一象限的勻強磁場后，做勻速圓周運動，如圖所示由幾何關系可知粒子偏轉，所以矩形的長為寬為則最小面積為（二）選考題請考生從給出的2道物理題、2道化學題、2道生物題中每科任選一題做答。如果多做，則每學科按所做的第一題計分。 做答時用2B鉛筆在答題卡

23、上把所選題目的題號涂黑。13. 下列說法正確的是（）A. 分子間引力和斥力同時存在，都隨距離增大而減小，但斥力變化更快B. 氣體的溫度升高，每個氣體分子運動的速率都增大C. 由熱力學第一定律可知做功不一定改變內(nèi)能， 熱傳遞也不一定改變內(nèi)能，但同時做功和熱傳遞一定會改變內(nèi)能D. 已知阿伏伽德羅常數(shù)，氣體的摩爾質量和密度，可算出該氣體分子間的平均距離E. 附著層內(nèi)分子間距離小于液體內(nèi)部分子間距離時，液體與固體間表現(xiàn)浸潤【答案】ADE【解析】【詳解】A根據(jù)分子力的特點可知，分子間引力和斥力同時存在，都隨距離增大而減小，隨距離減小而增大，但斥力變化更快，A正確；B溫度是分子平均動能的標志，氣體的溫度升

24、高，分子的平均動能增加，分子的平均速率增大，不是每個氣體分子運動的速率都增大，B錯誤；C做功與熱傳遞都可以改變物體的內(nèi)能，但同時做功和熱傳遞，根據(jù)熱力學第一定律可知，不一定會改變內(nèi)能，C錯誤；D已知阿伏伽德羅常數(shù)，氣體的摩爾質量和密度，可求出氣體的摩爾體積，然后求出每個氣體分子占據(jù)的空間大小，從而可算出氣體分子間的平均距離，D正確；E附著層內(nèi)分子間距離小于液體內(nèi)部分子間距離時，附著層內(nèi)分子間作用表現(xiàn)為斥力，附著層有擴展趨勢，液體與固體間表現(xiàn)為浸潤，E正確。故選ADE。14. 如圖所示，在橫截面積S=0.01 m2圓柱形氣缸中用一光滑導熱活塞封閉一定質量的理想氣體，氣缸底部開有一小孔，與U形管相連，穩(wěn)定后導管兩側水銀面的高度差為h=15cm，此時活塞離容器底部的高度為L=50cm，U形導管的體積可忽略。已知室溫t0=27C，外界大氣壓強P0 =75 cmHg=1.0105Pa，重力加速度g= 10 m/s2.（1）求活塞的質量；（2）使環(huán)境溫度緩慢降至-63C，求此時U形管兩側水銀面高度差和活塞離容器底部的高度L?！敬鸢浮浚?）；（2）【解析】【詳解】（1）根據(jù)形導管兩側水銀面的高度差可知氣缸中的壓強為且有所以活塞產(chǎn)生的壓強為解得（2