2021-2022学年度高三期末模拟考试
物理试题
考试时间：75分钟 试卷满分：100分
注意事项：
1．答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息
2．请将答案正确填写在答题卡上
第I卷（选择题）
一、单选题
1．一质点沿x轴正方向做直线运动，通过坐标原点时开始计时，其的图象如图所示，则（ ）
A．质点做匀加速直线运动，加速度为0.75
B．质点做匀速直线运动，速度为3m/s
C．质点在第4s末速度为6m/s
D．质点在前4s内的位移为24m
【答案】D
【详解】
AB．由图像可知，整理得
对比公式可知，质点的初速度为v0=3m/s，加速度为a=1.5m/s2，故AB错误；
C．质点在第4s末速度为，故C错误；
D．质点在前4s内的位移为
故D正确。故选D。
2．山东海阳核电站建成并实现并网发电，有效缓解了山东电力不足的情况，为建设生态山东做出了贡献。核电站核反应堆中，用中子轰击原子核的核反应方程为，、、、X的质量分别为、、、，其中是不稳定的，其衰变的周期为T，真空中的光速为c，以下说法正确的是（ ）
A. X原子核中含有的中子数为50
B. 该反应属于人工转变核反应
C. 该反应中释放的能量为
D. 经过2T，一定质量的原子核衰变了的质量占开始时的
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】A．根据核反应方程中质量数、电荷数守恒可写出该核反应方程为
可知X原子核中含有的中子数为53，故A错误；
B．该核反应为重核裂变反应，故B错误；
C．该核反应中释放的能量为，故C错误；
D．根据半衰期公式，可知，经过2T，
所以一定质量的原子核衰变了的质量占开始时的，故D正确。故选D。
3．2021年10月13日，《自然》杂志上的一篇天文学论文，描述了一颗质量达到木星级别的气态巨行星，沿一个宽广轨道围绕银河系内的一颗白矮星转动。若该白矮星的质量为太阳的一半，气态行星绕白矮星做匀速圆周运动的轨道半径为地球绕太阳做匀速圆周运动轨道半径的3倍，则该气态行星运行的周期为（ ）
A．3年 B．2年 C．3年 D．2年
【答案】A
【详解】
设太阳质量为M，地球绕太阳的轨道半径为R，根据牛顿第二定律和万有引力定律，地球绕太阳做匀速圆周运动
气态行星绕白矮星做匀速圆周运动
而，解得，故选A。
4．如图a所示，在光滑的水平面上，轻弹簧右端与物块A拴接，物块A与物块B间有少量的粘合剂，能承受最大的拉力为F0，且物块A和B的质量均为m。以物块A的位置为坐标原点。A所受弹簧弹力与坐标的关系如图b所示，F0和均为已知量，取A所受弹力水平向右为正方向。现在向左推物块A和B压缩弹簧至-处，将物块A和B由静止释放后（ ）
A．B与A分离时的位置坐标为原点
B．B与A分离时的位置坐标为处
C．B与A分离之前，弹簧减少的弹性势能为
D．B与A分离之前，A的速度为
【答案】D
【详解】
AB．物块A与物块B间有少量的粘合剂，能承受最大的拉力为F0，根据牛顿第二定律可得
解得
根据图像可得B与A分离时的位置坐标为
A、B错误；
C．由图像可得，B与A分离之前，弹簧减少的弹性势能为
C错误；
D．B与A分离之前，弹簧减小的弹性势能转化为A、B的动能，即有
即
解得，D正确。故选D。
5．空间中存在沿x轴正方向的电场，x轴上各点的电场强度随x的变化情况如图所示（0﹣x1之间为倾斜直线）。下列叙述正确的是（ ）
A．x1、x2两处的电势相同
B．电子在x1处的电势能大于在x2处的电势能
C．x=0处与x1处两点之间的电势差为
D．电子沿x轴从xl处运动到x2处，电场力先做负功后做正功
【答案】C
【详解】
A．从x1到x2，电场强度的方向不变，一直沿x轴正方向，电势不断降低，所以x1处电势比x2处电势高，故A错误；
BD．因为电场方向沿x轴正方向，电子所受的电场力沿x轴负方向，若电子沿x轴从x1处运动到x2处，电场力一直做负功，电势能增大，则电子在x1处电势能小于在x2处的电势能，故BD错误；
C．x=0处与x1处两点之间的电势差为，故C正确。故选C。
6．甲、乙两列简谐横波在同一均匀介质中传播，甲波沿x轴正方向传播，乙波沿x轴负方向传播，t=0时刻两列波恰好在坐标原点相遇，波形图如图所示，已知甲波的频率为2Hz，则两列波叠加后（ ）
A．两列波的传播速度均为0.4m/s
B．x=0处的质点振动频率为4Hz
C．x=1m处的质点振幅为30cm
D．t=0.375后，x=1.5m处的质点的位移随时间的变化规律为
【答案】C
【详解】
A．甲波的频率为2Hz
，
由于在同一介质中传播，所以波速相同，均为4m/s，故A错误；
B．甲乙两波x=0处叠加后，x=0处的质点振动频率仍为2Hz，故B错误；
C．由于甲乙两波的波长相同，在x=1处振动步调完全相同，两列波叠加后，x=1处的质点振动为加强点，该点会以最大振幅振动，振幅为30cm，故C正确；
D．x=1.5m处的质点振动为减弱点，该点会以振幅为10cm振动，故D正确。
7．2021年12月9日，神舟十三号乘组航天员翟志刚、王亚平、叶光富在中国空间站进行太空授课，在“天宫课堂”上，据王亚平介绍，在空间站中每天能看到16次日出。则以下说法正确的是（ ）
A．航天员向前踢腿后，身体将向后飞出
B．地球同步卫星的轨道半径约为天宫一号轨道半径的倍
C．相同温度下，空间站中的水分子与地面上水分子的平均动能不相等
D．在空间站中利用水膜做光的干涉实验，仍能观测到图示干涉条纹
【答案】B
【详解】
A．根据动量守恒，航天员向前踢腿后，身体将向后仰，而不是飞出，A错误；
B．地球同步卫星与地球自转周期相同为T1，宇航员在空间站中每天能看到16次日出，说明地球自转的周期是天宫一号轨道周期的16倍，
地球同步卫星和天宫一号都是由与地球间的万有引力提供运动的向心力
设地球同步卫星的轨道半径为r1，天宫一号轨道半径为r2，可以得到
解得，B正确；
C．物质的温度是它的分子热运动的平均动能的标志，C错误；
D．薄膜干涉现象发生的原因是水膜在重力作用下产生上薄下厚的锥形，进而使得上下表面反射回来的光线发生干涉，太空中由于处于完全失重状态，水膜上下表面平行，能发生干涉现象,但由于水膜厚度均匀，不能看到干涉条纹，D错误。故选B。
8．如图所示，固定在水平面上的斜面体，其表面不光滑，顶端有光滑的定滑轮，斜面的右侧放有一块可绕顶端转动的光滑挡板，两个质量相等的滑块A和B分别放置在斜面和挡板上，二者通过细线和轻质弹簧相连，整个系统处于静止状态。现使挡板从与水平面成60°角的位置缓慢转动到水平位置，滑块A始终处于平衡态，弹簧一直处于弹性限度内，下列说法正确的是（ ）
A．挡板对滑块B的弹力先增大后减小
B．弹簧的弹性势能先减小后增加
C．滑块A受到的摩擦力一直减小
D．斜面对滑块A的作用力先减小后增大
【答案】D
【详解】
A．对滑块B受力分析，其受重力G、挡板的弹力NB、细线的拉力T，由于缓慢转动挡板，所以滑块B始终处于平衡状态，有NB=Gcosθ
挡板转动的过程中，其与水平方向的夹角θ逐渐减小，则NB逐渐增大，A错误；
B．细线的拉力T=Gsinθ
逐渐减小，弹簧弹力大小等于细线的拉力大小，所以弹簧弹力逐渐减小，弹性势能逐渐减小，B错误；
C．对滑块A，根据平衡条件有Gsin30°+f=T
滑块A受到的摩擦力
在θ逐渐减小到30°过程，静摩擦力逐渐减小到0，此后摩擦力反向并逐渐增大，则滑块A受到的摩擦力先减小后增大，C错误；
D．斜面对滑块A的作用力即斜面的弹力和静摩擦力的合力，由于斜面的弹力不变，静摩擦力先减小后增大，故斜面对滑块A的作用力先减小后增大，D正确。故选D。
9．如图甲所示，电源电压不变，小灯泡的额定电压为3V。第一次只闭合、，将滑动变阻器R的滑片从最下端滑到最上端，第二次只闭合开关，将滑动变阻器R的滑片从最下端向上滑到中点时，电压表的示数为1.5V，滑到最上端时，小灯泡正常发光。图乙是两次实验中电流表A与电压表、示数关系图象，下列说法不正确的是（ ）
A．小灯泡的额定功率为0.75W
B．定值电阻的阻值为
C．滑动变阻器R的最大阻值为
D．两次实验中，电路最小功率为0.36W
【答案】B
【详解】
第一次只闭合、，定值电阻与滑动变阻器R串联，电压表测路端电压，电流表A测量此时的电路电流，将滑动变阻器R的滑片从最下端滑到最上端，滑动变阻器R接入的电阻由最大变为0。第二次只闭合开关，灯泡与滑动变阻器R串联，电压表测量灯泡的电压。将滑动变阻器R的滑片从最下端向上滑到中点时，电压表的示数为1.5V，滑到最上端时，电路中只有灯泡工作，小灯泡正常发光。说明电源电压等于灯泡的额定电压3V。
A．从乙图中可以看出，灯泡正常发光时的电流
小灯泡的额定功率为，故A正确；
B．从乙图中可以看出，当电路中只有定值电阻工作时，两端电压为路端电压，电路的电流为
的阻值为，故B错误；
C．第二次只闭合开关，灯泡与滑动变阻器R串联，电压表测量灯泡的电压。将滑动变阻器R的滑片从最下端向上滑到中点时，电压表的示数为1.5V，从乙图中可以看出，此时电路的电流
此时滑动变阻器的电压
滑动变阻器R的最大阻值为，故C正确；
D．从乙图可以看出，定值电阻与滑动变阻器R串联，且滑动变阻器接入的电阻最大时，电路的电流最小，此时电功率最小，两次实验中，电路最小功率为
故D正确。故选B。
10．质量为M的平板车P，质量为m的小物块Q的大小不计，位于平板车的左端，系统原来静止在光滑水平面地面上，一不可伸长的轻质细绳长为R，一端悬于Q正上方高为R处，另一端系一质量也为m的小球（大小不计）。今将小球拉至悬线与竖直位置成60°角，由静止释放，小球到达最低点时与Q的碰撞时间极短，且无能量损失，已知最终滑块Q刚好没有掉下去，Q与P之间的动摩擦因数为μ，M：m=4：1，重力加速度为g。下列说法正确的是（ ）
A．小球与滑块Q碰撞之前瞬间的速度是
B．小球到达最低点时，细绳对小球的拉力为3mg
C．平板车P的长度为
D．滑块Q和小车共速时车运动的距离为
【答案】C
【详解】
A．小球由静止摆到最低点的过程中，机械能守恒，则有
解得小球到达最低点与Q碰撞之前瞬间的速度是，故A错误；
B．小球到达最低点时，由拉力和重力的合外力提供向心力，有
解得拉力为，故B错误；
C．小球与物块Q相撞时，没有能量损失，满足动量守恒，机械能守恒，则知
mv0＝mv1+mvQ
由以上两式可知二者交换速度
v1＝0，
小物块Q在平板车上滑行的过程中，满足动量守恒，最终滑块Q刚好没有掉下去达共速，则有
又知M：m＝4：1，解得
小物块Q在平板车P上滑动的过程中，部分动能转化为内能，由能的转化和守恒定律，知
解得平板车P的最小长度为，故C正确；
D．小物块Q在平板车上滑行的过程中，设平板车前进距离为LP，对平板车由动能定理得
解得，故选C。
第II卷（非选择题）
三、实验题
11．某实验小组准备利用实验室已有器材测定一节干电池的电动势和内阻。小组成员小华准备使用多用电表粗测干电池的电动势：
（1）他在使用多用电表前，发现多用电表的指针如图甲所示。那么，在使用前他应调节图中表盘上的_______部件（选填“A”或“B”）；
（2）小华将红黑表笔分别与干电池的正负极相接触，选择的挡位和表盘的示数如图乙所示，则粗测的电动势为______V。
（3）小组成员小明为了防止电流过大而损坏器材，电路中加了个R0=2.0Ω的保护电阻，采用的实验电路图如图丙所示∶
①电压表量程应选择___________（填“0~3V”或“0~15V”）；
②闭合开关S前，滑动变阻器R的滑片P应滑到___________端（选填“a”或“b”）；
③根据实验测得的7组数据所画出的U-I图线如图丁所示，则干电池的电动势E=_______V，内阻r=______Ω（保留小数点后两位）；
④上述实验存在系统误差，原因是__________。（填“电压表分流”或“电流表分压”）
【答案】A 1.40 0~3V b 1.45 0.50 电压表分流
【详解】
（1）[1]多用电表的指针不在零刻度上，应调节机械调零螺丝A进行机械调零；
（2）[2]多用电表选择的是直流2.5V，精度为0.05V，则粗测的电动势为1.40V；
（3）①[3]因电源为一节干电池，最大电压为1.5V，则电压表选0~3V能保证安全且精度高；
②[4]为了电路安全，闭合开关时电路中的电流最小，则滑片P应滑至b端；
③[5]根据闭合电路的欧姆定律有
则图像的总截距为电动势，有
[6]图像的斜率为等效内阻，有
解得内阻为
④[7]电路图采用的是电流表内接法，系统误差为电压表分流。
四、解答题
12．理想气体状态方程可用pV=nRT表示，式中p为压强，V为气体的体积，T为温度，n为气体的物质的量，R为常量。不同的物质升高相同温度时吸收的热量一般不相同。1mol的物质温度升高时，如果吸收的热量为Q，则该物质的摩尔热容定义为=。由于热量是过程量，常用的摩尔热容有定压强热容和定体积热容两种，如氧气的定压和定体的摩尔热容之比为。一定质量的氧气由状态1变化到状态2所经历的过程如图所示。视氧气为理想气体。试求这一过程：
（1）外界对氧气所做的功W；（结果用和表示）
（2）1到a过程吸收热量和a到2过程放出热量之比。
【答案】（1）；（2）
【详解】
（1）外界对气体做的功为图像中图线与T轴所围图形的面积，则有
（2）由图可知1到a过程为等容变化，根据查理定律有
解得
则
1到a过程吸收热量为
a到2过程为等压变化，根据盖—吕萨克定律有
联立解得
a到2过程放出热量为
又有
则1到a过程吸收热量和a到2过程放出热量之比为
13．如图所示，倾角为的光滑平行金属导轨处于竖直向上的匀强磁场中，导轨间距L=0.40m。当电键K接1时，垂直导轨放置的质量为m=20g的金属棒恰好静止在距离导轨末端距离为S=1.30m的位置上。现将电键K接2，则金属棒将沿导轨从静止下滑，且在下滑过程中始终保持与导轨垂直并良好接触。已知电源电动势E=1.5V，内阻r=2Ω，金属棒及导轨电阻不计，电容器电容C=1.25F，重力加速度g取10m/s2，
sin37=0.6，cos37=0.8，电容器始终未被击穿。求：
（1）匀强磁场的磁感应强度B的大小；
（2）金属棒脱离轨道时速度的大小。
【答案】（1）0.5T；（2）m/s
【详解】
（1）K接1时，金属棒处于静止状态，对其受力分析，如图所示可得
①
由闭合电路欧姆定律及安培力公式可得
②
由①②联立解得
③
（2）K接2时，金属棒沿轨道下滑，设其速度为v，则有
④
因导轨及金属棒电阻不计，所以电容器两极板间的电压为 ⑤
故电容器的带电量为 ⑥
则金属棒中的感应电流为 ⑦
金属棒所受安培力方向水平向左，大小 ⑧
对金属棒受力分析，由牛顿第二定律可得
⑨
联立⑧⑨解得 ⑩
金属棒脱离轨道时的速度为
14．如图所示，一质量的小车由水平部分和光滑半圆轨道组成，长为，小车静止时左端与光滑曲面轨道相切，一质量为的小滑块从距离轨道底端高为（未按比例画出）处由静止滑下，并与静止在小车左端的质量为的小物块（可视为质点）发生弹性碰撞，碰撞时间极短。已知除了小车段粗糙外，其余所有接触面均光滑，重力加速度。
（1）求碰撞后瞬间物块的速度大小；
（2）若物块在半圆弧轨道是经过一次往返运动（运动过程中物块始终不脱离轨道），最终停在小车水平部分的中点，求半圆弧轨道的半径至少多大；
（3）若水平部分也光滑，半圆弧轨道的半径为，物块可以从半圆弧轨道的最高点飞出，求飞出轨道前的瞬间，轨道对物块的压力的大小。
【答案】（1）10m/s，方向水平向右；（2）1.25m；（3）
【详解】
（1）物块沿滑下，末速度，由机械能守恒定律得
解得
物块碰撞，取向右为正，碰后速度分别为，则
解得
故碰撞后瞬间物块的速度为，方向水平向右；
（2）物块与小车相对静止时，共同速度为，系统水平方向动量守恒，则
解得
物块从开始运动到与小车相对静止过程，系统能量守恒，设动摩擦因数为，则
解得
当物块滑至点与小车共速时半径最小，有
代入数据得
（3）设通过点时，与小车速度分别为，全过程系统动量守恒，选取向右为正方向，根据动量守恒有
由机械能守恒定律有
解得
或
（舍）
物块通过点时相对小车的速度为，则
则，据牛顿第二定律，有
解得
15．如图甲所示，在平面内建立坐标系，在第一、四象限内有抛物线，在第二、三象限存在以为圆心、半径为l、垂直于纸面向里的磁感应强度大小为的圆形匀强磁场区域。抛物线与y轴之间范围内存在沿x轴负方向的电场，在第一象限中的抛物线边界上有许多静止的质量为m、电荷量为的粒子，从静止释放后可沿电场方向加速，电场强度大小为。不计粒子的重力和粒子间的相互作用（l、、m、q均为已知量）。
（1）求在抛物线上处由静止释放的粒子在磁场中运动的轨迹圆的半径；
（2）将右半圆磁场去掉（如图乙），并将左半圆磁场的磁感应强度大小改为，在抛物线上处由静止释放粒子，求粒子由静止释放到达坐标处的最短时间及此时的大小；
（3）仍将右半圆磁场去掉（如图乙），并将左半圆磁场的磁感应强度大小改为，再将抛物线与y轴之间范围内的电场强度改为（为已知量），发现所有释放的粒子经过磁场偏转后都从直线上某一点射出磁场，求该点的坐标以及的大小。
【答案】（1）l；（2），；（3），
【详解】
（1）粒子释放后在电场中加速运动的位移为
由动能定理得
电场强度大小为
联立解得
在磁场中由洛伦兹力提供向心力，可得
联立解得
（2）根据题意画出粒子的运动轨迹如图所示
粒子在电场中做匀变速直线运动，有
解得
粒子匀速运动时有
解得
粒子在磁场中运动时有
由题意知
解得
分析知，当n=1时，运动时间最短，为
（3）粒子在电场中加速时有
解得
解得
可以看出当B3为某一固定数值时，，当y→0时，r3→0，因此粒子在磁场的汇聚点坐标为
根据题意画出粒子的运动轨迹如图丙所示
且当y=l时，有
解得
答案第16页，共16页2021-2022 学年度高三期末模拟考试
物理试题
制卷：汪礼节 考试时间：75 分钟 试卷满分：100 分 2022．1
注意事项：
1．答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息
2．请将答案正确填写在答题卡上
第 I 卷（选择题）
一、单选题
x
1．一质点沿 x 轴正方向做直线运动，通过坐标原点时开始计时，其 t 的图象如图所示，
t
则（ ）
A．质点做匀加速直线运动，加速度为 0.75 m / s2
B．质点做匀速直线运动，速度为 3m/s
C．质点在第 4s 末速度为 6m/s
D．质点在前 4s 内的位移为 24m
2．山东海阳核电站建成并实现并网发电，有效缓解了山东电力不足的情况，为建设生态山
235
东做出了贡献。核电站核反应堆中，用中子轰击 92 U 原子核的核反应方程为
235U + 1n 144Ba + 89X +3 1n 235 192 0 56 36 0 ， 92 U 、0 n
144
、 56 Ba 、X 的质量分别为m1 、m2 、m3 、m4 ，
144
其中 56 Ba 是不稳定的，其衰变的周期为 T，真空中的光速为 c，以下说法正确的是（ ）
A．X 原子核中含有的中子数为 50
B．该反应属于人工转变核反应
1 2
C．该反应中释放的能量为 m1 2m2 m3 m4 c
2
144 3
D．经过 2T，一定质量的 56 Ba 原子核衰变了的质量占开始时的
4
3．2021 年 10 月 13 日，《自然》杂志上的一篇天文学论文，描述了一颗质量达到木星级别
的气态巨行星，沿一个宽广轨道围绕银河系内的一颗白矮星转动。若该白矮星的质量为太阳
的一半，气态行星绕白矮星做匀速圆周运动的轨道半径为地球绕太阳做匀速圆周运动轨道半
径的 3 倍，则该气态行星运行的周期为（ ）
A．3 6 年 B．2 6 年 C．3 3 年 D．2 3 年
4．如图 a 所示，在光滑的水平面上，轻弹簧右端与物块 A 拴接，物块 A 与物块 B 间有少
答案第 1 页，共 7 页
1
量的粘合剂，能承受最大的拉力为 F0，且物块 A 和 B 的质量均为 m。以物块 A 的位置为
4
坐标原点。A 所受弹簧弹力与坐标的关系如图 b 所示，F0 和 x0 均为已知量，取 A 所受弹力
水平向右为正方向。现在向左推物块 A 和 B 压缩弹簧至- x0 处，将物块 A 和 B 由静止释放
后（ ）
A．B 与 A 分离时的位置坐标为原点
1
B．B 与 A 分离时的位置坐标为 x0 处
4
1
C．B 与 A 分离之前，弹簧减少的弹性势能为 F0x0
2
3F x
D．B 与 A 分离之前，A 的速度为 0 0
8m
5．空间中存在沿 x 轴正方向的电场，x 轴上各点的电场强度随 x 的变化情况如图所示（0﹣
x1 之间为倾斜直线）。下列叙述正确的是（ ）
A．x1、x2两处的电势相同
B．电子在 x1处的电势能大于在 x2处的电势能
E x
C．x=0 处与 x 0 11 处两点之间的电势差为U
2
D．电子沿 x 轴从 xl处运动到 x2 处，电场力先做负功后做正功
6．甲、乙两列简谐横波在同一均匀介质中传播，甲波沿 x 轴正方向传播，乙波沿 x 轴负方
向传播，t=0 时刻两列波恰好在坐标原点相遇，波形图如图所示，已知甲波的频率为 2Hz，
则两列波叠加后（ ）
A．两列波的传播速度均为 0.4m/s
B．x=0 处的质点振动频率为 4Hz
C．x=1m 处的质点振幅为 30cm
D．t=0.375 后，x=1.5m 处的质点的位移随
3
时间的变化规律为 y 30sin(4 t )
2
7．2021 年 12 月 9 日，神舟十三号乘组航天员翟志刚、王亚平、叶光富在中国空间站进行
太空授课，在“天宫课堂”上，据王亚平介绍，在空间站中每天能看到 16 次日出。则以下说
法正确的是（ ）
A．航天员向前踢腿后，身体将向
后飞出
答案第 2 页，共 7 页
B．地球同步卫星的轨道半径约为天宫一号轨道半径的4 3 4 倍
C．相同温度下，空间站中的水分子与地面上水分子的平均动能不相等
D．在空间站中利用水膜做光的干涉实验，仍能观测到图示干涉条纹
8．如图所示，固定在水平面上的斜面体，其表面不光滑，顶端有光滑的定滑轮，斜面的右
侧放有一块可绕顶端转动的光滑挡板，两个质量相等的滑块 A 和 B 分别放置在斜面和挡板
上，二者通过细线和轻质弹簧相连，整个系统处于静止状态。现使挡板从与水平面成 60°角
的位置缓慢转动到水平位置，滑块 A 始终处于平衡态，弹簧一直处于弹性限度内，下列说
法正确的是（ ）
A．挡板对滑块 B 的弹力先增大后减小
B．弹簧的弹性势能先减小后增加
C．滑块 A 受到的摩擦力一直减小
D．斜面对滑块 A 的作用力先减小后增大
9．如图甲所示，电源电压不变，小灯泡的额定电压为 3V。第一次只闭合S1、S3，将滑动变
阻器 R 的滑片从最下端滑到最上端，第二次只闭合开关S2 ，将滑动变阻器 R 的滑片从最下
端向上滑到中点时，电压表V2 的示数为 1.5V，滑到最上端时，小灯泡正常发光。图乙是两
次实验中电流表 A 与电压表V1、V2 示数关系图象，下列说法不．正．确．的是（ ）
A．小灯泡的额定功率为 0.75W
B．定值电阻R0 的阻值为12Ω
C．滑动变阻器 R 的最大阻值为15Ω
D．两次实验中，电路最小功率为 0.36W
10．质量为 M 的平板车 P，质量为 m 的小物块
Q 的大小不计，位于平板车的左端，系统原来静止在光滑水平面地面上，一不可伸长的轻质
细绳长为 R，一端悬于 Q 正上方高为 R 处，另一端系一质量也为 m 的小球（大小不计）。今
将小球拉至悬线与竖直位置成60°角，由静止释放，小球到达最低点时与Q的碰撞时间极短，
且无能量损失，已知最终滑块 Q 刚好没有掉下去，Q 与 P 之间的动摩擦因数为 μ，M：m=4：
1，重力加速度为 g。下列说法正确的是（ ）
A．小球与滑块 Q 碰撞之前瞬间的速度是 2gR
答案第 3 页，共 7 页
B．小球到达最低点时，细绳对小球的拉力为 3mg
2R
C．平板车 P 的长度为 L
5
R
D．滑块 Q 和小车共速时车运动的距离为 LP
25
第 II 卷（非选择题）
二、实验题
11．某实验小组准备利用实验室已有器材测定一节干电池的电动势和内阻。小组成员小华准
备使用多用电表粗测干电池的电动势：
（1）他在使用多用电表前，发现多用电表的
指针如图甲所示。那么，在使用前他应调节
图中表盘上的_______部件（选填“A”或“B”）；
（2）小华将红黑表笔分别与干电池的正负极
相接触，选择的挡位和表盘的示数如图乙所
示，则粗测的电动势为______V。
（3）小组成员小明为了防止电流过大而损坏器材，电路中加了个 R0=2.0Ω的保护电阻，采
用的实验电路图如图丙所示∶
①电压表量程应选择___________（填“0~3V”或“0~15V”）；
②闭合开关 S 前，滑动变阻器 R
的滑片 P 应滑到___________端
（选填“a”或“b”）；
③根据实验测得的 7 组数据所画
出的 U-I 图线如图丁所示，则干电
池的电动势 E=_______V，内阻
r=______Ω（保留小数点后两位）；
④上述实验存在系统误差，原因是__________。（填“电压表分流”或“电流表分压”）
答案第 4 页，共 7 页
三、解答题
12．理想气体状态方程可用 pV=nRT 表示，式中 p 为压强，V 为气体的体积，T 为温度，n
为气体的物质的量，R 为常量。不同的物质升高相同温度时吸收的热量一般不相同。1mol
Q
的物质温度升高 T 时，如果吸收的热量为 Q，则该物质的摩尔热容定义为cm = 。由于热
T
量是过程量，常用的摩尔热容有定压强热容和定体积热容两种，如氧气的定压和定体的摩尔
cpm 7
热容之比为 。一定质量的氧气由状态 1 变化到状态 2 所经历的过程如图所示。视氧
cVm 5
气为理想气体。试求这一过程：
（1）外界对氧气所做的功 W；（结果用 p0 和V0 表示）
（2）1 到 a 过程吸收热量Q 和 a 到 2 过程放出热量Q1 2 之比。
13．如图所示，倾角为 37 的光滑平行金属导轨处于竖直向上的匀强磁场中，导轨间距
L=0.40m。当电键 K 接 1 时，垂直导轨放置的质量为 m=20g 的金属棒恰好静止在距离导轨
末端距离为 S=1.30m 的位置上。现将电键 K 接 2，则金属棒将沿导轨从静止下滑，且在下
滑过程中始终保持与导轨垂直并良好接触。已知电源电动势 E=1.5V，内阻 r=2Ω，金属棒及
2
导轨电阻不计，电容器电容C=1.25F，重力加速度g取10m/s ，
sin37 =0.6，cos37 =0.8，电容器始终未被击穿。求：
（1）匀强磁场的磁感应强度 B 的大小；
（2）金属棒脱离轨道时速度的大小。
答案第 5 页，共 7 页
14．如图所示，一质量M 3kg 的小车由水平部分 AB 和光滑半圆轨道BCD组成， AB 长为
L 10m，小车静止时左端与光滑曲面轨道MN 相切，一质量为m1 0.5kg 的小滑块 P 从距离
轨道MN 底端高为h 11.25m（未按比例画出）处由静止滑下，并与静止在小车左端的质量
为m2 1kg的小物块Q（可视为质点）发生弹性碰撞，碰撞时间极短。已知除了小车 AB 段
粗糙外，其余所有接触面均光滑，重力加速度 g 10m/s2 。
（1）求碰撞后瞬间物块Q的速度大小；
（2）若物块Q在半圆弧轨道BCD是经过一次往返运动（运动过程中物块始终不脱离轨道），
最终停在小车水平部分 AB 的中点，求半圆弧轨道BCD的半径至少多大；
（3）若水平部分 AB也光滑，半圆弧轨道BCD的半径为R 1.2m，物块Q可以从半圆弧轨
道BCD的最高点D飞出，求飞出轨道前的瞬间，轨道对物块的压力的大小。
答案第 6 页，共 7 页
2 2
15．如图甲所示，在平面内建立坐标系 xOy，在第一、四象限内有抛物线 x y ，在第二、
l
三象限存在以 ( 1,0)为圆心、半径为 l、垂直于纸面向里的磁感应强度大小为B1的圆形匀强
磁场区域。抛物线与 y 轴之间 l y l 范围内存在沿 x 轴负方向的电场，在第一象限中的抛
物线边界上有许多静止的质量为 m、电荷量为 q的粒子，从静止释放后可沿电场方向加速，
qB2l3
电场强度大小为E 1 。不计粒子的重力和粒子间的相互作用（l、B1、m、q 均为已知
4my2
量）。
1
（1）求在抛物线上 y1 l 处由静止释放的粒子在磁场中运动的轨迹圆的半径；
2
（2）将右半圆磁场去掉（如图乙），并将左半圆磁场的磁感应强度大小改为B2 ，在抛物线
1
上 y2 l处由静止释放粒子，求粒子由静止释放到达坐标 ( l, l) 处的最短时间及此时B2 的
3
大小；
（3）仍将右半圆磁场去掉（如图乙），并将左半圆磁场的磁感应强度大小改为B3，再将抛
物线与 y 轴之间 l y l 范围内的电场强度改为E0 （ E0 为已知量），发现所有释放的粒子
经过磁场偏转后都从直线 x l 上某一点射出磁场，求该点的坐标以及B3的大小。
答案第 7 页，共 7 页2021-2022学年度高三期末模拟考试
物理试题
制卷：汪礼节 考试时间：75分钟 试卷满分：100分 2022．1
注意事项：
1．答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息
2．请将答案正确填写在答题卡上
第I卷（选择题）
一、单选题
1．一质点沿x轴正方向做直线运动，通过坐标原点时开始计时，其的图象如图所示，则（ ）
A．质点做匀加速直线运动，加速度为0.75
B．质点做匀速直线运动，速度为3m/s
C．质点在第4s末速度为6m/s
D．质点在前4s内的位移为24m
2．山东海阳核电站建成并实现并网发电，有效缓解了山东电力不足的情况，为建设生态山东做出了贡献。核电站核反应堆中，用中子轰击原子核的核反应方程为，、、、X的质量分别为、、、，其中是不稳定的，其衰变的周期为T，真空中的光速为c，以下说法正确的是（ ）A．X原子核中含有的中子数为50
B．该反应属于人工转变核反应
C．该反应中释放的能量为
D．经过2T，一定质量的原子核衰变了的质量占开始时的
3．2021年10月13日，《自然》杂志上的一篇天文学论文，描述了一颗质量达到木星级别的气态巨行星，沿一个宽广轨道围绕银河系内的一颗白矮星转动。若该白矮星的质量为太阳的一半，气态行星绕白矮星做匀速圆周运动的轨道半径为地球绕太阳做匀速圆周运动轨道半径的3倍，则该气态行星运行的周期为（ ）
A．3年 B．2年 C．3年 D．2年
4．如图a所示，在光滑的水平面上，轻弹簧右端与物块A拴接，物块A与物块B间有少量的粘合剂，能承受最大的拉力为F0，且物块A和B的质量均为m。以物块A的位置为坐标原点。A所受弹簧弹力与坐标的关系如图b所示，F0和均为已知量，取A所受弹力水平向右为正方向。现在向左推物块A和B压缩弹簧至-处，将物块A和B由静止释放后（ ）
A．B与A分离时的位置坐标为原点
B．B与A分离时的位置坐标为处
C．B与A分离之前，弹簧减少的弹性势能为
D．B与A分离之前，A的速度为
5．空间中存在沿x轴正方向的电场，x轴上各点的电场强度随x的变化情况如图所示（0﹣x1之间为倾斜直线）。下列叙述正确的是（ ）
A．x1、x2两处的电势相同
B．电子在x1处的电势能大于在x2处的电势能
C．x=0处与x1处两点之间的电势差为
D．电子沿x轴从xl处运动到x2处，电场力先做负功后做正功
6．甲、乙两列简谐横波在同一均匀介质中传播，甲波沿x轴正方向传播，乙波沿x轴负方向传播，t=0时刻两列波恰好在坐标原点相遇，波形图如图所示，已知甲波的频率为2Hz，则两列波叠加后（ ）
A．两列波的传播速度均为0.4m/s
B．x=0处的质点振动频率为4Hz
C．x=1m处的质点振幅为30cm
D．t=0.375后，x=1.5m处的质点的位移随时间的变化规律为
7．2021年12月9日，神舟十三号乘组航天员翟志刚、王亚平、叶光富在中国空间站进行太空授课，在“天宫课堂”上，据王亚平介绍，在空间站中每天能看到16次日出。则以下说法正确的是（ ）
A．航天员向前踢腿后，身体将向后飞出
B．地球同步卫星的轨道半径约为天宫一号轨道半径的倍
C．相同温度下，空间站中的水分子与地面上水分子的平均动能不相等
D．在空间站中利用水膜做光的干涉实验，仍能观测到图示干涉条纹
8．如图所示，固定在水平面上的斜面体，其表面不光滑，顶端有光滑的定滑轮，斜面的右侧放有一块可绕顶端转动的光滑挡板，两个质量相等的滑块A和B分别放置在斜面和挡板上，二者通过细线和轻质弹簧相连，整个系统处于静止状态。现使挡板从与水平面成60°角的位置缓慢转动到水平位置，滑块A始终处于平衡态，弹簧一直处于弹性限度内，下列说法正确的是（ ）
A．挡板对滑块B的弹力先增大后减小
B．弹簧的弹性势能先减小后增加
C．滑块A受到的摩擦力一直减小
D．斜面对滑块A的作用力先减小后增大
9．如图甲所示，电源电压不变，小灯泡的额定电压为3V。第一次只闭合、，将滑动变阻器R的滑片从最下端滑到最上端，第二次只闭合开关，将滑动变阻器R的滑片从最下端向上滑到中点时，电压表的示数为1.5V，滑到最上端时，小灯泡正常发光。图乙是两次实验中电流表A与电压表、示数关系图象，下列说法不正确的是（ ）
A．小灯泡的额定功率为0.75W
B．定值电阻的阻值为
C．滑动变阻器R的最大阻值为
D．两次实验中，电路最小功率为0.36W
10．质量为M的平板车P，质量为m的小物块Q的大小不计，位于平板车的左端，系统原来静止在光滑水平面地面上，一不可伸长的轻质细绳长为R，一端悬于Q正上方高为R处，另一端系一质量也为m的小球（大小不计）。今将小球拉至悬线与竖直位置成60°角，由静止释放，小球到达最低点时与Q的碰撞时间极短，且无能量损失，已知最终滑块Q刚好没有掉下去，Q与P之间的动摩擦因数为μ，M：m=4：1，重力加速度为g。下列说法正确的是（ ）
A．小球与滑块Q碰撞之前瞬间的速度是
B．小球到达最低点时，细绳对小球的拉力为3mg
C．平板车P的长度为
D．滑块Q和小车共速时车运动的距离为
第II卷（非选择题）
二、实验题
11．某实验小组准备利用实验室已有器材测定一节干电池的电动势和内阻。小组成员小华准备使用多用电表粗测干电池的电动势：
（1）他在使用多用电表前，发现多用电表的指针如图甲所示。那么，在使用前他应调节图中表盘上的_______部件（选填“A”或“B”）；
（2）小华将红黑表笔分别与干电池的正负极相接触，选择的挡位和表盘的示数如图乙所示，则粗测的电动势为______V。
（3）小组成员小明为了防止电流过大而损坏器材，电路中加了个R0=2.0Ω的保护电阻，采用的实验电路图如图丙所示∶
①电压表量程应选择___________（填“0~3V”或“0~15V”）；
②闭合开关S前，滑动变阻器R的滑片P应滑到___________端（选填“a”或“b”）；
③根据实验测得的7组数据所画出的U-I图线如图丁所示，则干电池的电动势E=_______V，内阻r=______Ω（保留小数点后两位）；
④上述实验存在系统误差，原因是__________。（填“电压表分流”或“电流表分压”）
三、解答题
12．理想气体状态方程可用pV=nRT表示，式中p为压强，V为气体的体积，T为温度，n为气体的物质的量，R为常量。不同的物质升高相同温度时吸收的热量一般不相同。1mol的物质温度升高时，如果吸收的热量为Q，则该物质的摩尔热容定义为=。由于热量是过程量，常用的摩尔热容有定压强热容和定体积热容两种，如氧气的定压和定体的摩尔热容之比为。一定质量的氧气由状态1变化到状态2所经历的过程如图所示。视氧气为理想气体。试求这一过程：
（1）外界对氧气所做的功W；（结果用和表示）
（2）1到a过程吸收热量和a到2过程放出热量之比。
13．如图所示，倾角为的光滑平行金属导轨处于竖直向上的匀强磁场中，导轨间距L=0.40m。当电键K接1时，垂直导轨放置的质量为m=20g的金属棒恰好静止在距离导轨末端距离为S=1.30m的位置上。现将电键K接2，则金属棒将沿导轨从静止下滑，且在下滑过程中始终保持与导轨垂直并良好接触。已知电源电动势E=1.5V，内阻r=2Ω，金属棒及导轨电阻不计，电容器电容C=1.25F，重力加速度g取10m/s2，
sin37=0.6，cos37=0.8，电容器始终未被击穿。求：
（1）匀强磁场的磁感应强度B的大小；
（2）金属棒脱离轨道时速度的大小。
14．如图所示，一质量的小车由水平部分和光滑半圆轨道组成，长为，小车静止时左端与光滑曲面轨道相切，一质量为的小滑块从距离轨道底端高为（未按比例画出）处由静止滑下，并与静止在小车左端的质量为的小物块（可视为质点）发生弹性碰撞，碰撞时间极短。已知除了小车段粗糙外，其余所有接触面均光滑，重力加速度。
（1）求碰撞后瞬间物块的速度大小；
（2）若物块在半圆弧轨道是经过一次往返运动（运动过程中物块始终不脱离轨道），最终停在小车水平部分的中点，求半圆弧轨道的半径至少多大；
（3）若水平部分也光滑，半圆弧轨道的半径为，物块可以从半圆弧轨道的最高点飞出，求飞出轨道前的瞬间，轨道对物块的压力的大小。
15．如图甲所示，在平面内建立坐标系，在第一、四象限内有抛物线，在第二、三象限存在以为圆心、半径为l、垂直于纸面向里的磁感应强度大小为的圆形匀强磁场区域。抛物线与y轴之间范围内存在沿x轴负方向的电场，在第一象限中的抛物线边界上有许多静止的质量为m、电荷量为的粒子，从静止释放后可沿电场方向加速，电场强度大小为。不计粒子的重力和粒子间的相互作用（l、、m、q均为已知量）。
（1）求在抛物线上处由静止释放的粒子在磁场中运动的轨迹圆的半径；
（2）将右半圆磁场去掉（如图乙），并将左半圆磁场的磁感应强度大小改为，在抛物线上处由静止释放粒子，求粒子由静止释放到达坐标处的最短时间及此时的大小；
（3）仍将右半圆磁场去掉（如图乙），并将左半圆磁场的磁感应强度大小改为，再将抛物线与y轴之间范围内的电场强度改为（为已知量），发现所有释放的粒子经过磁场偏转后都从直线上某一点射出磁场，求该点的坐标以及的大小。
答案第6页，共6页2021-2022 学年度高三期末模拟考试
物理试题
考试时间：75 分钟 试卷满分：100 分
注意事项：
1．答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息
2．请将答案正确填写在答题卡上
第 I 卷（选择题）
一、单选题
x
1．一质点沿 x 轴正方向做直线运动，通过坐标原点时开始计时，其 t 的图象如图所示，
t
则（ ）
A．质点做匀加速直线运动，加速度为 0.75 m / s2
B．质点做匀速直线运动，速度为 3m/s
C．质点在第 4s 末速度为 6m/s
D．质点在前 4s 内的位移为 24m
【答案】D
【详解】
x
AB．由图像可知 3 0.75t，整理得 x 3t 0.75t2
t
1
对比公式 x v0t at
2 2
可知，质点的初速度为 v0=3m/s，加速度为 a=1.5m/s ，故 AB 错误；
2
C．质点在第 4s 末速度为v v0 at 3m / s 1.5 4m / s 9m / s ，故 C 错误；
1 1
D．质点在前 4s 内的位移为 x v0t at
2 (3 4 1.5 42)m 24m
2 2
故 D 正确。故选 D。
2．山东海阳核电站建成并实现并网发电，有效缓解了山东电力不足的情况，为建设生态山
235
东做出了贡献。核电站核反应堆中，用中子轰击 92 U 原子核的核反应方程为
235U + 1n 144Ba + 89X +3 1n 235 U 1n 144 m m m m92 0 56 36 0 ， 92 、0 、 56 Ba 、X 的质量分别为 1 、 2 、 3 、 4 ，
144
其中 56 Ba 是不稳定的，其衰变的周期为 T，真空中的光速为 c，以下说法正确的是（ ）
A. X 原子核中含有的中子数为 50
B. 该反应属于人工转变核反应
1 2
C. 该反应中释放的能量为 m1 2m2 m3 m4 c
2
答案第 1 页，共 16 页
144 3
D. 经过 2T，一定质量的 56 Ba 原子核衰变了的质量占开始时的
4
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】A．根据核反应方程中质量数、电荷数守恒可写出该核反应方程为
235
92 U +
1n 144 89 10 56Ba + 36X +30n
可知 X 原子核中含有的中子数为 53，故 A 错误；
B．该核反应为重核裂变反应，故 B 错误；
C．该核反应中释放的能量为 E mc
2 m1 2m
2
2 m3 m4 c ，故 C 错误；
t 2
T m 1 1
D．根据半衰期公式 1 m m ，可知，经过 2T，
余
余
2 m 2 4
144 3
所以一定质量的 56 Ba 原子核衰变了的质量占开始时的 ，故 D 正确。故选 D。
4
3．2021 年 10 月 13 日，《自然》杂志上的一篇天文学论文，描述了一颗质量达到木星级别
的气态巨行星，沿一个宽广轨道围绕银河系内的一颗白矮星转动。若该白矮星的质量为太阳
的一半，气态行星绕白矮星做匀速圆周运动的轨道半径为地球绕太阳做匀速圆周运动轨道半
径的 3 倍，则该气态行星运行的周期为（ ）
A．3 6 年 B．2 6 年 C．3 3 年 D．2 3 年
【答案】A
【详解】
设太阳质量为 M，地球绕太阳的轨道半径为 R，根据牛顿第二定律和万有引力定律，地球绕
Mm 4 2
太阳做匀速圆周运动G m R
R2 T 2
0
M
m 2
气态行星绕白矮星做匀速圆周运动 2 4 G m (3R)
（3R）2 T 2
而T0 1年，解得T 3 6年，故选 A。
4．如图 a 所示，在光滑的水平面上，轻弹簧右端与物块 A 拴接，物块 A 与物块 B 间有少
1
量的粘合剂，能承受最大的拉力为 F0，且物块 A 和 B 的质量均为 m。以物块 A 的位置为
4
答案第 2 页，共 16 页
坐标原点。A 所受弹簧弹力与坐标的关系如图 b 所示，F0 和 x0 均为已知量，取 A 所受弹力
水平向右为正方向。现在向左推物块 A 和 B 压缩弹簧至- x0 处，将物块 A 和 B 由静止释放
后（ ）
A．B 与 A 分离时的位置坐标为原点
1
B．B 与 A 分离时的位置坐标为 x0 处
4
1
C．B 与 A 分离之前，弹簧减少的弹性势能为 F0x0
2
3F x
D．B 与 A 分离之前，A 的速度为 0 0
8m
【答案】D
【详解】
1
AB．物块 A 与物块 B 间有少量的粘合剂，能承受最大的拉力为 F0，根据牛顿第二定律可
4
1
得 F0 ma 2ma F
4
F
解得F 0
2
x
根据图像可得 B 与 A 分离时的位置坐标为 x 0
2
A、B 错误；
1 1 3
C．由图像可得，B 与 A 分离之前，弹簧减少的弹性势能为 Ep F0x0 F0x0 F0x0
2 8 8
C 错误；
1 2
D．B 与 A 分离之前，弹簧减小的弹性势能转化为 A、B 的动能，即有 Ep 2mv
2
3 1
即 F0x0 2mv
2
8 2
3F x
解得v 0 0 ，D 正确。故选 D。
8m
5．空间中存在沿 x 轴正方向的电场，x 轴上各点的电场强度随 x 的变化情况如图所示（0﹣
x1 之间为倾斜直线）。下列叙述正确的是（ ）
A．x1、x2两处的电势相同
B．电子在 x1处的电势能大于在 x2处的电势能
E x
C．x=0 处与 x1 处两点之间的电势差为U
0 1
2
D．电子沿 x 轴从 xl处运动到 x2 处，电场力先做负功后做正功
答案第 3 页，共 16 页
【答案】C
【详解】
A．从 x1到 x2，电场强度的方向不变，一直沿 x 轴正方向，电势不断降低，所以 x1 处电势比
x2 处电势高，故 A 错误；
BD．因为电场方向沿 x 轴正方向，电子所受的电场力沿 x 轴负方向，若电子沿 x 轴从 x1处
运动到 x2处，电场力一直做负功，电势能增大，则电子在 x1 处电势能小于在 x2处的电势能，
故 BD 错误；
0 E 1
C．x=0 处与 x 01 处两点之间的电势差为U x1 E0x1，故 C 正确。故选 C。
2 2
6．甲、乙两列简谐横波在同一均匀介质中传播，甲波沿 x 轴正方向传播，乙波沿 x 轴负方
向传播，t=0 时刻两列波恰好在坐标原点相遇，波形图如图所示，已知甲波的频率为 2Hz，
则两列波叠加后（ ）
A．两列波的传播速度均为 0.4m/s
B．x=0 处的质点振动频率为 4Hz
C．x=1m 处的质点振幅为 30cm
D．t=0.375 后，x=1.5m 处的质点的位移随时
3
间的变化规律为 y 30sin(4 t )
2
【答案】C
【详解】
A．甲波的频率为 2Hz
1
T 0.5s
f
甲 2m， v 4m/s
T
由于在同一介质中传播，所以波速相同，均为 4m/s，故 A 错误；
B．甲乙两波 x=0 处叠加后，x=0 处的质点振动频率仍为 2Hz，故 B 错误；
C．由于甲乙两波的波长相同，在 x=1 处振动步调完全相同，两列波叠加后，x=1 处的质点
振动为加强点，该点会以最大振幅振动，振幅为 30cm，故 C 正确；
D．x=1.5m 处的质点振动为减弱点，该点会以振幅为 10cm 振动，故 D 正确。
7．2021 年 12 月 9 日，神舟十三号乘组航天员翟志刚、王亚平、叶光富在中国空间站进行
太空授课，在“天宫课堂”上，据王亚平介绍，在空间站中每天能看到 16 次日出。则以下说
答案第 4 页，共 16 页
法正确的是（ ）
A．航天员向前踢腿后，身体将向
后飞出
B．地球同步卫星的轨道半径约为
天宫一号轨道半径的4 3 4 倍
C．相同温度下，空间站中的水分子与地面上水分子的平均动能不相等
D．在空间站中利用水膜做光的干涉实验，仍能观测到图示干涉条纹
【答案】B
【详解】
A．根据动量守恒，航天员向前踢腿后，身体将向后仰，而不是飞出，A 错误；
B．地球同步卫星与地球自转周期相同为 T1，宇航员在空间站中每天能看到 16 次日出，说
1
明地球自转的周期是天宫一号轨道周期的 16 倍，T2 T1
16
GMm 4 2
地球同步卫星和天宫一号都是由与地球间的万有引力提供运动的向心力 m r
r2 T 2
r3 r3
设地球同步卫星的轨道半径为 1 2r1，天宫一号轨道半径为 r2，可以得到
T 2 2
1 T2
解得 r 43 4r ，B 正确； 1 2
C．物质的温度是它的分子热运动的平均动能的标志，C 错误；
D．薄膜干涉现象发生的原因是水膜在重力作用下产生上薄下厚的锥形，进而使得上下表面
反射回来的光线发生干涉，太空中由于处于完全失重状态，水膜上下表面平行，能发生干涉
现象,但由于水膜厚度均匀，不能看到干涉条纹，D 错误。故选 B。
8．如图所示，固定在水平面上的斜面体，其表面不光滑，顶端有光滑的定滑轮，斜面的右
侧放有一块可绕顶端转动的光滑挡板，两个质量相等的滑块 A 和 B 分别放置在斜面和挡板
上，二者通过细线和轻质弹簧相连，整个系统处于静止状态。现使挡板从与水平面成 60°角
的位置缓慢转动到水平位置，滑块 A 始终处于平衡态，弹簧一直处于弹性限度内，下列说
法正确的是（ ）
A．挡板对滑块 B 的弹力先增大后减小
B．弹簧的弹性势能先减小后增加
C．滑块 A 受到的摩擦力一直减小
答案第 5 页，共 16 页
D．斜面对滑块 A 的作用力先减小后增大
【答案】D
【详解】
A．对滑块 B 受力分析，其受重力 G、挡板的弹力 NB、细线的拉力 T，由于缓慢转动挡板，
所以滑块 B 始终处于平衡状态，有 NB=Gcosθ
挡板转动的过程中，其与水平方向的夹角 θ逐渐减小，则 NB逐渐增大，A 错误；
B．细线的拉力 T=Gsinθ
逐渐减小，弹簧弹力大小等于细线的拉力大小，所以弹簧弹力逐渐减小，弹性势能逐渐减小，
B 错误；
C．对滑块 A，根据平衡条件有 Gsin30°+f=T
滑块 A 受到的摩擦力 f G(sin sin30 )
在 θ逐渐减小到 30°过程，静摩擦力逐渐减小到 0，此后摩擦力反向并逐渐增大，则滑块 A
受到的摩擦力先减小后增大，C 错误；
D．斜面对滑块 A 的作用力即斜面的弹力和静摩擦力的合力，由于斜面的弹力不变，静摩擦
力先减小后增大，故斜面对滑块 A 的作用力先减小后增大，D 正确。故选 D。
9．如图甲所示，电源电压不变，小灯泡的额定电压为 3V。第一次只闭合S1、S3，将滑动变
阻器 R 的滑片从最下端滑到最上端，第二次只闭合开关S2 ，将滑动变阻器 R 的滑片从最下
端向上滑到中点时，电压表V2 的示数为 1.5V，滑到最上端时，小灯泡正常发光。图乙是两
次实验中电流表 A 与电压表V1、V2 示数关系图象，下列说法不．正．确．的是（ ）
A．小灯泡的额定功率为 0.75W
B．定值电阻R0 的阻值为12Ω
C．滑动变阻器 R 的最大阻值为15Ω
D．两次实验中，电路最小功率为 0.36W
【答案】B
【详解】
第一次只闭合S1、S ，定值电阻 R3 0 与滑动变阻器 R 串联，电压表V1测路端电压，电流表 A
测量此时的电路电流，将滑动变阻器 R 的滑片从最下端滑到最上端，滑动变阻器 R 接入的
答案第 6 页，共 16 页
电阻由最大变为 0。第二次只闭合开关S2 ，灯泡与滑动变阻器 R 串联，电压表V2 测量灯泡
的电压。将滑动变阻器 R 的滑片从最下端向上滑到中点时，电压表V2 的示数为 1.5V，滑到
最上端时，电路中只有灯泡工作，小灯泡正常发光。说明电源电压等于灯泡的额定电压 3V。
A．从乙图中可以看出，灯泡正常发光时的电流 IL 0.25A
小灯泡的额定功率为PL ULIL 0.75W，故 A 正确；
B．从乙图中可以看出，当电路中只有定值电阻R0 工作时，两端电压为路端电压，电路的电
流为 I1 0.3A
U
R 的阻值为R0＝
0 10Ω
0 ，故 B 错误； I1
C．第二次只闭合开关S2 ，灯泡与滑动变阻器 R 串联，电压表V2 测量灯泡的电压。将滑动
变阻器 R 的滑片从最下端向上滑到中点时，电压表V2 的示数为 1.5V，从乙图中可以看出，
此时电路的电流 I滑 0.2A
此时滑动变阻器的电压U滑 U UL 1.5V
U滑
滑动变阻器 R 的最大阻值为R 2R中 2 15Ω，故 C 正确；
I滑
D．从乙图可以看出，定值电阻R0 与滑动变阻器 R 串联，且滑动变阻器接入的电阻最大时，
U 2
电路的电流最小，此时电功率最小，两次实验中，电路最小功率为Pmin 0.36W
R R0
故 D 正确。故选 B。
10．质量为 M 的平板车 P，质量为 m 的小物块 Q 的大小不计，位于平板车的左端，系统原
来静止在光滑水平面地面上，一不可伸长的轻质细绳长为 R，一端悬于 Q 正上方高为 R 处，
另一端系一质量也为 m 的小球（大小不计）。今将小球拉至悬线与竖直位置成 60°角，由静
止释放，小球到达最低点时与 Q 的碰撞时间极短，且无能量损失，已知最终滑块 Q 刚好没
有掉下去，Q 与 P 之间的动摩擦因数为 μ，M：
m=4：1，重力加速度为 g。下列说法正确的是
（ ）
答案第 7 页，共 16 页
A．小球与滑块 Q 碰撞之前瞬间的速度是 2gR
B．小球到达最低点时，细绳对小球的拉力为 3mg
2R
C．平板车 P 的长度为 L
5
R
D．滑块 Q 和小车共速时车运动的距离为 LP
25
【答案】C
【详解】
1
A．小球由静止摆到最低点的过程中，机械能守恒，则有mgR(1 cos60 ) mv
2
0
2
解得小球到达最低点与 Q 碰撞之前瞬间的速度是v0 gR ，故 A 错误；
v2
B．小球到达最低点时，由拉力和重力的合外力提供向心力，有T mg m 0
R
解得拉力为T 2mg ，故 B 错误；
C．小球与物块 Q 相撞时，没有能量损失，满足动量守恒，机械能守恒，则知
mv0＝mv1+mvQ
1 2 1 1mv0 mv
2 2
1 mvQ
2 2 2
由以上两式可知二者交换速度
v1＝0，vQ v0 gR
小物块 Q 在平板车上滑行的过程中，满足动量守恒，最终滑块 Q 刚好没有掉下去达共速v2，
则有mvQ (M m)v2
gR
又知 M：m＝4：1，解得v 2
5
小物块 Q 在平板车 P 上滑动的过程中，部分动能转化为内能，由能的转化和守恒定律，知
1 1
mgL mv2Q (M m)v
2
2
2 2
2R
解得平板车 P 的最小长度为 L ，故 C 正确；
5
D．小物块 Q 在平板车上滑行的过程中，设平板车前进距离为 LP，对平板车由动能定理得
1
mgLP Mv
2
2
2
2R
解得 LP ，故选 C。
25
第 II 卷（非选择题）
答案第 8 页，共 16 页
三、实验题
11．某实验小组准备利用实验室已有器材测定一节干电池的电动势和内阻。小组成员小华准
备使用多用电表粗测干电池的电动势：
（1）他在使用多用电表前，发现多用电表
的指针如图甲所示。那么，在使用前他应调
节图中表盘上的_______部件（选填“A”或
“B”）；
（2）小华将红黑表笔分别与干电池的正负
极相接触，选择的挡位和表盘的示数如图乙
所示，则粗测的电动势为______V。
（3）小组成员小明为了防止电流过大而损坏器材，电路中加了个 R0=2.0Ω的保护电阻，采
用的实验电路图如图丙所示∶
①电压表量程应选择___________（填“0~3V”或“0~15V”）；
②闭合开关 S 前，滑动变阻器 R 的滑片 P 应滑到___________端（选填“a”或“b”）；
③根据实验测得的 7 组数据所画出的
U-I 图线如图丁所示，则干电池的电
动势 E=_______V，内阻 r=______Ω
（保留小数点后两位）；
④上述实验存在系统误差，原因是
__________。（填“电压表分流”或“电
流表分压”）
【答案】A 1.40 0~3V b 1.45 0.50 电压表分流
【详解】
（1）[1]多用电表的指针不在零刻度上，应调节机械调零螺丝 A 进行机械调零；
答案第 9 页，共 16 页
（2）[2]多用电表选择的是直流 2.5V，精度为 0.05V，则粗测的电动势为 1.40V；
（3）①[3]因电源为一节干电池，最大电压为 1.5V，则电压表选 0~3V 能保证安全且精度高；
②[4]为了电路安全，闭合开关时电路中的电流最小，则滑片 P 应滑至 b 端；
③[5]根据闭合电路的欧姆定律有U E I (r R0)
则U I 图像的总截距为电动势，有E 1.45V
U 1.45 0.7
[6]U I 图像的斜率为等效内阻，有R0 r 2.5
I 0.30
解得内阻为 r 2.5 2 0.50
④[7]电路图采用的是电流表内接法，系统误差为电压表分流。
四、解答题
12．理想气体状态方程可用 pV=nRT 表示，式中 p 为压强，V 为
气体的体积，T 为温度，n 为气体的物质的量，R 为常量。不同的
物质升高相同温度时吸收的热量一般不相同。1mol 的物质温度升
高 T 时，如果吸收的热量为 Q，则该物质的摩尔热容定义为cm =
Q
。由于热量是过程量，常用的摩尔热容有定压强热容和定体
T
cpm 7
积热容两种，如氧气的定压和定体的摩尔热容之比为 。一
cVm 5
定质量的氧气由状态 1 变化到状态 2 所经历的过程如图所示。视氧气为理想气体。试求这一
过程：
（1）外界对氧气所做的功 W；（结果用 p0 和V0 表示）
（2）1 到 a 过程吸收热量Q1和 a 到 2 过程放出热量Q2 之比。
【答案】（1）16p0V0；（2）75:112
【详解】
（1）外界对气体做的功为图像中图线与 T 轴所围图形的面积，则有
W 4p0 (5V0 V0) 16p0V0
p0 4 p0
（2）由图可知 1 到 a 过程为等容变化，根据查理定律有
T1 Ta
解得Ta 4T1
则
答案第 10 页，共 16 页
1 到 a 过程吸收热量为Q1 cVm(Ta T1) 3cVmT1
5V0 V0
a 到 2 过程为等压变化，根据盖—吕萨克定律有
Ta T2
1 4
联立解得T2 Ta T1
5 5
16
a 到 2 过程放出热量为Q2 cpm(Ta T2) cpmT1
5
cpm 7
又有
cVm 5
则 1 到 a 过程吸收热量Q1和 a 到 2 过程放出热量Q2之比为Q1 :Q2 75:112
13．如图所示，倾角为 37 的光滑平行金属导轨处于竖直向上的匀强磁场中，导轨间距
L=0.40m。当电键 K 接 1 时，垂直导轨放置的质量为 m=20g 的金属棒恰好静止在距离导轨
末端距离为 S=1.30m 的位置上。现将电键 K 接 2，则金属棒将沿导轨从静止下滑，且在下
滑过程中始终保持与导轨垂直并良好接触。已知电源电动势 E=1.5V，内阻 r=2Ω，金属棒及
2
导轨电阻不计，电容器电容 C=1.25F，重力加速度 g 取 10m/s ，
sin37 =0.6，cos37 =0.8，电容器始终未被击穿。求：
（1）匀强磁场的磁感应强度 B 的大小；
（2）金属棒脱离轨道时速度的大小。
【答案】（1）0.5T；（2） 6 m/s
【详解】
（1）K 接 1 时，金属棒处于静止状态，对其受力分析，如图所示可得
FA mg tan ①
由闭合电路欧姆定律及安培力公式可得
E
FA IBL BL ②
r
由①②联立解得
mgr tan
B 0.5T ③
EL
（2）K 接 2 时，金属棒沿轨道下滑，设其速度为 v，则有
E动 BLvcos ④
因导轨及金属棒电阻不计，所以电容器两极板间的电压为UC E动 BLvcos ⑤
答案第 11 页，共 16 页
故电容器的带电量为Q CUC CBLvcos ⑥
Q CBL v cos
则金属棒中的感应电流为 I CBLa cos ⑦
t t
2 2
金属棒所受安培力方向水平向左，大小FA CB L acos ⑧
对金属棒受力分析，由牛顿第二定律可得
F合 ma mg sin FA cos ⑨
mg sin 30
联立⑧⑨解得a m / s
2
⑩
m CB2L2 cos2 13
金属棒脱离轨道时的速度为v 2ax 2aS 6m / s
14．如图所示，一质量M 3kg的小车由水平部分 AB 和光滑半
圆轨道BCD组成， AB 长为L 10m，小车静止时左端与光滑曲面轨道MN 相切，一质量为
m1 0.5kg的小滑块 P 从距离轨道MN 底端高为h 11.25m（未按比例画出）处由静止滑下，
并与静止在小车左端的质量为m2 1kg的小物块Q（可视为质点）发生弹性碰撞，碰撞时间
极短。已知除了小车 AB 段粗糙外，其余所有接触面均光滑，重力加速度 g 10m/s2 。
（1）求碰撞后瞬间物块Q的速度大小；
（2）若物块Q在半圆弧轨道BCD是经过一次往返运动（运动过程中物块始终不脱离轨道），
最终停在小车水平部分 AB 的中点，求半圆弧轨道BCD的半径至少多大；
（3）若水平部分 AB 也光滑，半圆弧轨道BCD的
半径为R 1.2m，物块Q可以从半圆弧轨道
BCD的最高点D飞出，求飞出轨道前的瞬间，
轨道对物块的压力的大小。
【答案】（1）10m/s，方向水平向右；（2）1.25m；（3）FN 20N
【详解】
1 2
（1）物块 P 沿MN 滑下，末速度v0 ，由机械能守恒定律得m1gh m1v0
2
解得v0 15m/s
物块P、Q碰撞，取向右为正，碰后P、Q速度分别为v1、v2，则
m1v0 m1v1 m2v2
答案第 12 页，共 16 页
1 1
m v2 m v2
1 2
1 0 1 1 m2v2
2 2 2
解得
v1 5m/s
v2 10m/s
故碰撞后瞬间物块Q的速度为10m/s，方向水平向右；
（2）物块Q与小车相对静止时，共同速度为v3 ，系统水平方向动量守恒，则
m2v2 m2 M v3
解得v3 2.5m/s
物块Q从开始运动到与小车相对静止过程，系统能量守恒，设动摩擦因数为 ，则
1 2 3 1m v m g L m M v22 2 2 2 3
2 2 2
解得 0.25
当物块Q滑至C 点与小车共速时半径R 最小，有
1 1
m v2 m gL m gR m M v22 2 2 2 2 3
2 2
代入数据得R 1.25m
（3）设Q通过D点时，Q与小车速度分别为v4、v5，全过程系统动量守恒，选取向右为正
方向，根据动量守恒有m2v2 m2v4 Mv5
1 2 1 2 1 2
由机械能守恒定律有 m2v2 m2g 2R m2v4 Mv5
2 2 2
解得
v4 2m/s
v5 4m/s
或
v4 7m/s
v5 1m/s （舍）
物块Q通过D点时相对小车的速度为v ，则v 6m/s
答案第 13 页，共 16 页
v 2
则，据牛顿第二定律，有FN m 2g m2
R
解得FN 20N
2
15．如图甲所示，在平面内建立坐标系 xOy
2
，在第一、四象限内有抛物线 x y ，在第二、
l
三象限存在以 ( 1,0)为圆心、半径为 l、垂直于纸面向里的磁感应强度大小为B1的圆形匀强
磁场区域。抛物线与 y 轴之间 l y l 范围内存在沿 x 轴负方向的电场，在第一象限中的抛
物线边界上有许多静止的质量为 m、电荷量为 q的粒子，从静止释放后可沿电场方向加速，
qB2l3
电场强度大小为E 1 。不计粒子的重力和粒子间的相互作用（l、B1、m、q 均为已知
4my2
量）。
1
（1）求在抛物线上 y1 l 处由静止释放的粒子在磁场中运动的轨迹圆的半径；
2
（2）将右半圆磁场去掉（如图乙），并将左半圆磁场的磁感应强度大小改为B2 ，在抛物线
1
上 y2 l处由静止释放粒子，求粒子由静止释放到达坐标 ( l, l) 处的最短时间及此时B2 的
3
大小；
（3）仍将右半圆磁场去掉（如图乙），并将左半圆磁场的磁感应强度大小改为B3，再将抛
物线与 y 轴之间 l y l 范围内的电场强度改为E0 （ E0 为已知量），发现所有释放的粒子
经过磁场偏转后都从直线 x l 上某一点射出磁场，求该点的坐标以及B3的大小。
m 13 2 3 mE
【答案】（1）l；（2） ( )， B1；（3） ( 1,0)，4
0
qB1 9 3 2 ql
【详解】
（1）粒子释放后在电场中加速运动的位移为
2
x y21
l
答案第 14 页，共 16 页
1
由动能定理得qEx1 mv
2
2
qB2l3
电场强度大小为E 1
4my2
qB l
联立解得v 1
m
mv2
在磁场中由洛伦兹力提供向心力，可得qvB1
r1
联立解得 r1 l
（2）根据题意画出粒子的运动轨迹如图所示
1 Eq 2
粒子在电场中做匀变速直线运动，有 x2 t1
2 m
解得
4m
t1
9qB1
Eq
v t1
m
粒子匀速运动时有
l vt2
解得
m
t2
qB1
粒子在磁场中运动时有
mv
r2
qB2
2 m
T
qB2
由题意知
4
n 2r2 l(n 1,2,3 )
3
答案第 15 页，共 16 页
m
t3 n (n 1,2,3 )
qB2
解得
2 m
t3
3qB1
分析知，当 n=1 时，运动时间最短，为
m 13 2
tmin t1 t2 t3 ( )
qB1 9 3
3
B2 B1
2
（3）粒子在电场中加速时有
1
qE x mv 20
2
解得
qE
v 2 0 y
ml
mv
qv B3
r3
解得
2 mE
r 03 y
B3 ql
可以看出当 B3为某一固定数值时，r3 y，当 y→0时，r3→0，因此粒子在磁场的汇聚点坐
标为 ( 1,0)
根据题意画出粒子的运动轨迹如图丙所示
且当 y=l 时，有
l
r3
2
解得
mE
B3 4
0
ql
答案第 16 页，共 16 页
