2021-2022学年山东省青岛市高三（上）期末物理试卷

一．单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共24分。每小题只有一个选项符合题目要求。

• 1．“快中子增殖反应堆”是一种利用快中子进行核裂变链式反应的反应堆，简称“快堆”。中国实验快堆工程（CEFR）已经成功并网发电，这标志着国家“863”计划重大项目目标的全面实现。中国实验快堆采用钚（

  239

  94

  Pu）作燃料，在堆心燃料钚的外围再生区里放置不易发生裂变的铀（

  238

  92

  U）；钚-239裂变释放出的快中子，被再生区内的轴-238吸收，铀-238转变为成铀-239，铀-239极不稳定，经过衰变，进一步转变为易裂变的钚-239，从而实现核燃料的“增殖”。关于中国实验快堆，下列说法正确的是（　　）

  A．铀-239转变为钚-239，经过了3次β衰变

  B．铀-239发生衰变的实质是原子核内的中子转化为一个质子和一个电子

  C．铀-239发生衰变过程中，电荷数守恒，质量也守恒

  D．钚（ 239 94 Pu）裂变生成为两个中等质量的核，钚核的比结合能大于生成的两个核的比结合能
  组卷：40引用：1难度：0.7

  解析

• 2．如图甲，两根长度和质量都相同的金属直导线ab、cd用绝缘丝线连接，再用绝缘丝线将ab悬挂在水平细杆上，ab、cd中通有相同大小的电流，方向如图所示，两根导线的质量均为m,重力加速度为g。现在两导线所在空间施加与导线垂直斜向上的匀强磁场，磁场方向与竖直方向间夹角为30°，其截面图如图乙。下列说法正确的是（　　）

  A．悬挂导线ab的丝线向右偏离竖直方向

  B．上下每根丝线上的拉力大小分别为mg、 mg 2

  C．若增大匀强磁场的磁感应强度大小，则上面丝线上的拉力大小可能为0

  D．若增大匀强磁场的磁感应强度大小，则下面丝线与竖直方向间夹角将增大
  组卷：64引用：3难度：0.8

  解析

• 3．如图，为一定质量理想气体状态变化的p-V图像，理想气体由状态a变化到状态b,再由状态b变化到状态a,图中虚线为过a、b两点的双曲线。在整个循环过程中，下列说法中正确的是（　　）

  A．由状态a变化到状态b过程中，气体温度先降低后升高

  B．由状态b变化到状态a过程中，气体分子运动的平均速率先增大后减小

  C．在整个循环过程中，气体从外界吸收的热量大于向外界放出的热量

  D．由状态b变化到状态a过程中，气体内能先增大后减小
  组卷：206引用：2难度：0.5

  解析

• 4．中国地震台网正式测定：2021年11月17日13时54分在江苏盐城市大丰区海域（北纬33.50度，东经121.19度）发生5.0级地震，震源深度17千米。地震波既有横波也有纵波。地震发生后南京监测站监测到了一列沿x轴传播的地震横波，t=0时刻x轴上在-3km～3km区间内的波形图如图甲所示；x轴上x=1km处质点的振动图象如图乙所示，t=0.2s时刻该质点到达波峰，下列说法正确的是（　　）
  

  A．该地震波沿x轴正向传播

  B．该地震波沿x轴传播的速度可能为25km/s

  C．该地震波沿x轴传播10km距离所需的最长时间为0.8s

  D．当x=2km处质点到达波谷时，x=1km处质点将到达波峰
  组卷：101引用：1难度：0.5

  解析

• 5．2021年6月17日，“神舟十二号”载人飞船搭载着聂海胜、刘伯明、汤洪波三名宇航员成功飞天，开启历时三个月的太空驻留。9月17日，“神舟十二号”返回舱在东风着陆场安全降落。返回舱从工作轨道Ⅰ返回地面的运动轨迹如图，椭圆轨道Ⅱ与圆轨道Ⅰ、Ⅲ分别相切于P、Q两点，轨道Ⅰ、Ⅲ的半径分别为r₁、r₃；返回舱从轨道Ⅲ上适当位置减速后进入大气层，最后在东风着陆场着陆。已知地球半径为R，地面重力加速度为g,返回舱的质量为m。关于返回舱返回地面过程，下列说法正确的是（　　）

  A．返回舱在Ⅰ轨道上P点点燃反推发动机进入Ⅱ轨道前后，其加速度减小

  B．返回舱在Ⅱ轨道上从P点运动到Q点经历的最短时间为 π （ r 1 + r 3 ） 2 R r 1 + r 3 2 g

  C．返回舱从Ⅰ轨道转移到Ⅲ轨道过程中，发动机做的功为 mg R 2 （ r 3 - r 1 ） 2 r 1 r 3

  D．返回舱在Ⅱ轨道上经过P点时的速率可能等于在Ⅲ轨道上运动速率
  组卷：208引用：1难度：0.2

  解析

• 6．分光器是光纤通信设备中的重要元件，主要用来分配光纤通信中的不同链路。如图，为某一型号分光器的原理示意图，一束由两种不同频率单色光组成的复色光，从空气射向平行玻璃砖的上表面，玻璃砖下表面镀有反射层，光束经两次折射和一次反射后，从玻璃砖上表面射出a、b两束单色光。已知两种色光由玻璃射向空气发生全反射的临界角均小于42°，下列说法正确的是（　　）

  A．a光在玻璃砖中的传播时间大于b光在玻璃砖中的传播时间

  B．从玻璃砖上表面射出的a、b两束单色光不平行

  C．若用a、b光分别照射某金属均能发生光电效应，则a光照射产生的光电子最大初动能小于b光照射产生的光电子最大初动能

  D．用同一双缝干涉实验装置进行干涉实验，a光干涉条纹间距大于b光干涉条纹间距
  组卷：73引用：2难度：0.4

  解析

三.非选择题：本题共6小题，共60分。

• 17．如图甲，空间直角坐标系Oxyz中，界面M、从荧光屏N均与Oxy平面平行，界面M将空间分为区域Ⅰ和区域Ⅱ两部分，界面M与Oxy平面间距离为L，z轴与界面M相交于O₁，与荧光屏N交于O₂，在荧光屏上建立图示坐标系O₂x′y′。区域Ⅰ空间有与y轴平行向上的匀强电场，区域Ⅱ空间先后有沿z轴正方向和x轴正方向的匀强磁场，磁感应强度大小随时间变化规律如图乙（B₀已知，界面在磁场中）。两个电荷量均为q、质量均为m的带正电粒子a、b分别从y轴正半轴上的两点沿z轴正方向先后射出，a、b两粒子射出位置的y坐标之比

  y

  a

  y

  b

  =

  9

  16

  ，经过区域Ⅰ，两粒子同时到达O₁点，其中a粒子到达O₁点时速度大小为v₀，与z轴正方向间夹角θ=60°；在O₁点有一调速装置，使经过O₁点的a、b粒子只保留y轴方向的速度分量；t=0时刻两粒子从O₁点沿y轴负向射出，经过区域Ⅱ，a粒子刚好能打到荧光屏N上，b粒子在t=

  5

  πm

  3

  q

  B

  0

  时刻打到荧光屏上。不计粒子重力，不考虑场的边缘效应，求：
  （1）区域Ⅰ内电场强度E的大小；
  （2）界面M与荧光屏N间的距离d；
  （3）b粒子打在荧光屏上的位置坐标（x′，y′）。
  
  组卷：52引用：1难度：0.4

  解析

• 18．如图，固定在竖直面内的导轨PQR，由半径为r的光滑半圆环和足够长水平导轨组成，水平导轨上的N点左侧部分光滑，右侧部分粗糙，半圆环与水平轨道在Q点相切。一根自然长度为r、劲度系数k=

  8

  mg

  3

  r

  的轻质弹性绳，一端固定在圆环的顶点P，另一端与一个穿在圆环上、质量为m的小球a相连；在水平轨道的Q、N两点间依次套着质量均为2m的b、c、d三个小球，所有小球大小相同。开始时将小球a移到某一位置M，使弹性绳处于原长且伸直状态，然后由静止释放小球a,当小球a在圆环上达到最大速度时，弹性绳自动脱落。已知弹性绳的弹性势能E_p与其伸长量x间满足E_p=

  1

  2

  kx²，各个小球与导轨粗糙部分间的动摩擦因数均μ=0.1，小球间的碰撞均为弹性碰撞，且碰撞时间极短，重力加速度为g。求：
  （1）释放小球a瞬间，圆环对小球a的作用力F_N1大小；
  （2）弹性绳自动脱落时，小球a沿圆环下滑的速率v_m；
  （3）弹性绳自动脱落前的瞬间，圆环对小球a作用力F_N2的大小和方向；
  （4）最终a、d两球间的距离x_ad。
  组卷：78引用：3难度：0.4

  解析