辽宁省阜新市第二高级中学2022届高三上学期期末考试物理试卷（word版含答案）

2021——2022高三上学期期末考试
物理试题
一、选择题：本题共10小题，在每小题给出的四个选项中，第1～7题只有一项符合题目要求，每小题4分；第8～10题有多项符合题目要求，每小题6分。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
1.一人在指定的地点放烟花庆祝农历新年如图所示，五彩的烟花弹从地上的盒子中喷出。若某一瞬间两颗烟花弹同时从盒子中飞出，烟花弹a的初速度方向竖直向上，烟花弹b的初速度方向斜向右上方如果两颗烟花弹到达的最大高度相等，忽略空气的影响，则( )
A.两颗烟花弹初速度大小相等
B.在空中运动的过程中，两颗烟花弹速度变化率相同
C.烟花弹b上升过程中运动的时间更长
D.烟花弹a在最高点加速度为零
2.在某恒星内发生着剧烈的核反应，其中一个核反应是三个α粒子（）结合成一个碳核（），参照“比结合能—质量数”图像，下列说法正确的是( )
A.该反应是原子弹爆炸的基本原理
B.按照质量守恒定律，三个氦核（）的质量之和等于一个碳核（）的质量
C.三个氦核（）的结合能之和大于一个碳核（）的结合能
D.碳核（）比氦核（）更稳定
3、如图所示,一光滑斜面与光滑水平面平滑衔接,质量分别为 的物体乙和丙放在水平面上,它们之间用一质量不计的轻弹簧连接在一起,质量为 m的物体甲由斜面上高 h处静止释放,与物体乙发生碰撞后返回,且沿斜面上升的最大高度为 ,之后撤去物体甲(重力加速度为 g)，下列说法错误的是( )
A.甲、乙碰后瞬间,物体甲的速度大小为
B.整个运动过程中,弹簧具有的弹性势能的最大值为
C.整个运动过程中,物体丙速度的最大值为
D.甲、乙碰撞的过程中,乙所受合外力的冲量大小为
4.两个物体（可以看作质点）沿x轴正方向运动，其中A物体从坐标原点由静止开始运动，它的位置坐标随时间的变化关系如图1所示（曲线为抛物线，O为抛物线的顶点），B物体从处开始运动，速度-时间图像如图2所示。下列说法中正确是( )
A.B的加速度大于A的加速度
B.相遇前距离最大时A的速度为8 m/s
C.在时相遇
D.可能相遇两次
5.在如图所示电路中,闭合开关S,当滑动变阻器的滑动触头 P向下滑动时,四个理想电表的示数都发生变化,电表的示数分别用 表示,电表示数变化量的大小分别用 表示.下列比值正确的是( )
A. 不变, 变大 B. 变大, 变大
C. 变大, 不变 D. 变大, 变大
6.水平光滑的绝缘木板上点的正上方固定一正点电荷，其电荷量为，为木板上以为圆心的三个等间距同心圆。现将一带正电的小球从木板上点附近静止释放，小球依次经过位置，其电势能分别为、、，加速度分别为、、，忽略对电场的影响，下列说法中正确的是( )
A.三处的电势大小
B.间的电势差与间的电势差大小
C.在位置处的电势能大小
D.在位置处的加速度大小
7.如图所示，垂直平面向里的匀强磁场右边界为直线，左边界为折线，折线与水平线的夹角均为45°，一个正方形导线框的边长与磁场最小宽度均为l，线框从图示位置沿水平线向右匀速穿过磁场过程中，规定线框中逆时针方向为感应电流的正方向，则感应电流随运动距离的变化图像为( )
A. B.
C. D.
8.嫦娥工程分为三期，简称“绕、落、回”三步走。嫦娥探测器在历经主动减速、快速调整、悬停避障、缓速下降等阶段后，着陆器、上升器组合体最后稳稳地落于月面。如图所示为我国嫦娥工程第二阶段的登月探测器“嫦娥三号”卫星的飞行轨道示意图。则( )
A.登月探测器在环月轨道2（椭圆轨道）上绕行时P点处速度最大
B.登月探测器在环月轨道1（圆轨道）的速度比月球上的第一宇宙速度小
C.登月探测器在接近月面过程喷火以减速，该过程机械能增加
D.登月探测器在环月轨道1上P点的速度大于在环月轨道2上P点的速度
9.如图所示，在绝缘光滑的水平面内有直角三角形，，，边长度为，空间中存在平行于该平面的匀强电场，A点电势为120 V，B点电势为60 V，C点电势为0，一个带正电、电荷量为、质量为0.1 kg的小球从B点沿虚线正对边中点以大小为的初速度开始运动，小球恰好经过C点，则下列说法正确的是( )
A.电场沿方向 B.电场强度大小为200 V/m
C.小球在C点的速度沿方向 D.小球在B点的速度大小为6 m/s
10.电磁炮是将电磁能转变成动能的装置。我国电磁炮曾在936坦克登陆舰上进行了海上测试，据称测试中弹丸以2 580 m/s的出口速度，击中了220 km外的目标。如图是“电磁炮”模型的原理结构示意图。光滑水平平行金属导轨的间距，电阻不计，在导轨间有竖直向上的匀强磁场，磁感应强度大小。装有弹体的导体棒垂直放在导轨上的最左端，且始终与导轨接触良好，导体棒（含弹体）的质量，在导轨心间部分的电阻，可控电源的内阻。在某次模拟发射时，可控电源为导体棒提供的电流恒为，不计空气阻力，导体棒由静止加速到后发射弹体。则( )
A.其他条件不变，若弹体质量变为原来的2倍，射出速度将变为原来的
B.其他条件不变，若水平金属导轨的长度变为原来的2倍，加速时间将变为原来的倍
C.其他条件不变，若磁感应强度大小B变为原来的2倍，射出速度将变为原来的2倍
D.该过程系统产生的焦耳热为
二、非选择题：本题共5小题，共54分。
11.（6分）在“探究碰撞中的不变量”实验中，通过碰撞后做平抛运动测量速度的方法来进行实验,实验装置如图（a）所示,实验原理如图（b）所示。
（1）若入射小球质量为，半径为；被碰小球质量为，半径为，则要求_________。（填字母代号）
A. B. C. D.
（2）在本实验中,下列关于小球落点P的说法，正确的是_______。
A.如果小球每次都从同一点无初速度释放，重复几次的落点P一定是重合的
B.由于偶然因素存在，重复操作时小球落点不重合是正常的，落点应当比较分散
C.测定P点位置时，如果重复10次的落点分别为，则应取的平均值，即
D.用尽量小的圆把圈住，这个圆的圆心是小球落点的平均位置P
（3）用刻度尺测量距O点的距离，通过验证等式_________是否成立，从而验证动量守恒定律。
12.（8分）某同学利用图甲电路测量自来水的电阻率，其中内径均匀的圆柱形玻璃管侧壁连接一细管，细管上加有阀门K以控制管内自来水的水量，玻璃管两端接有导电活塞（活塞电阻可忽略），右侧活塞固定，左侧活塞可自由移动，实验器材还有：
电源（电动势约为3 V，内阻不可忽略）
两个完全相同的电流表（量程为0~3 mA，内阻不计）
电阻箱R（最大阻值）
定值电阻（可供选择的阻值有）
开关S，导线若干，刻度尺。
实验步骤如下：
A.测得圆柱形玻璃管内径
B.向玻璃管内注自来水，并用刻度尺测量水柱长度L
C.连接好电路，闭合开关S，调整电阻箱阻值，读出电流表示数分别记为，记录电阻箱的阻值R
D.改变玻璃管内水柱长度，多次重复实验步骤B、C，记录每一次水柱长度L和电阻箱阻值R
E.断开S，整理好器材
（1）为了较好地完成该实验，定值电阻应选________的电阻。
（2）玻璃管内水柱的电阻的表达式_______（用表示）。
（3）若在上述步骤C中每次调整电阻箱阻值，使电流表示数均相等，利用记录的多组水柱长度L和对应的电阻箱阻值R的数据，绘制出如图乙所示的关系图像，则自来水的电阻率_________（保留两位有效数字），在用本实验方法测电阻率时，若电流表内阻不能忽略，则自来水电阻率测量值与上述测量值相比将_________（填“偏大”“不变”或“偏小”）。
13.（12分）如图所示，一连通器与贮有水银的瓶M通过软管相连，连通器的两支上端封闭、粗细均匀、内径相同的直管A和B竖直放置，管内水银的上方均封有空气。两管内水银面的高度差为h（cm），空气柱的长度均为2h（cm）。已知当空气的温度为（K）时，A管内空气的压强与3h（cm）高的水银柱产生的压强相等。现使两管内空气柱的温度都升高到（K），同时调节M的高度，使B管中的水银面的高度不变。求：
（1）此时B管中气体的压强；
（2）流入A管的水银柱的长度。（结果中可以有根号）
14.（15分）一劲度系数的轻弹簧下端固定于倾角的光滑斜面底端，上端连接物块Q。一轻绳跨过定滑轮O，一端与物块Q连接，另一端与套在光滑竖直杆上的物块P连接，定滑轮到竖直杆的距离。初始时在外力作用下，物块P在A点静止不动，轻绳与斜面平行，绳子张力大小为50 N。已知物块P的质量，物块Q的质量，不计滑轮大小及摩擦，取。现将物块P由静止释放，求：
（1）物块P位于A点时，弹簧的伸长量。
（2）物块P上升至与滑轮O等高的B点时的速度大小。
（3）物块P上升至B点过程中，轻绳拉力对其所做的功。
15.（13分）如图所示,在 x 轴上方有垂直于 平面向外的匀强磁场。在 y 轴正半轴上距原点 L 处的 a 点有一个离子源,可以向各方向发射质量为 m 、带电量为 q 的负离子,所有离子初速度大小均为 。在这些离子穿过 x 轴的位置中, b 点(未画出)离 O 点最远,已知磁感应强度大小为 。
1.求 b点的坐标;
2. x轴下方的 三个点构成一个直角三角形,且 在 y轴上, 与 长度之比为1:2.在 x轴下方加上平行于 平面的匀强电场后,从磁场中穿过 x轴进入电场的离子中,有一个离子经过 点的动能分别为 和 另一个离子经过 点的动能分别为 和 ( 为未知),求匀强电场的方向。
答案以及解析
1.答案：B
解析：A.设烟花弹b的速度方向与水平方向的夹角为，则，又则，故A错误；
B.在空中运动的过程中，两颗烟花弹速度变化率为，故B正确；
C.根据可知，两烟花弹上升过程中运动的时间相等。C错误；
D.烟花弹a在最高点加速度为g。故D错误。
故选B。
2.答案：D
解析：本题考查对核反应的理解。原子弹爆炸是裂变反应，A错误；结合题图像可知氦核（）的比结合能比碳核（）的小，所以三个氦核（）的结合能之和小于一个碳核（）的结合能，在该反应过程中存在质量亏损，放出能量，B、C错误；比结合能越大的原子核越稳定，所以碳核（）比氦核（）更稳定，D正确。
3.答案：D
解析：物体甲滑到水平面后与物体乙发生碰撞，假设碰前物体甲的速度大小为，以水平面为重力势能的零势能面，根据机械能守恒定律，有，解得，设碰撞后物体甲反弹的速度大小为，同理有,解得，A项说法正确，不符合题意；设碰撞后物体乙的速度大小为,取水平向右为正方向，由动量守恒定律，有，解得，由动量定理可得，碰撞过程中物体乙受到的冲量大小，D项说法错误，符合题意；碰撞后，当物体乙和物体丙速度相等时，轻弹簧的弹性势能最大，根据动量守恒定律，有，再根据机械能守恒定律，有，解得，B项说法正确，不符合题意；当弹簧再次恢复到原长时，物体丙的速度最大，设此时物体乙和物体丙的速度分别为，根据动量守恒定律和机械能守恒定律，分别有，，解得，C项说法正确，不符合题意。
4.答案：C
解析：A.设A的加速度为，结合图1可知，A做初速度为零的匀加速直线运动，满足解得设B的加速度为，结合图2可知解得，所以，A错误；
B.当速度相等时，距离最大，即满足解得，，B错误；
C.B物体发生的位移当相遇时有解得，C正确；
D.共速时A还没有追上B，共速后A追上B，此时A的速度大于B的速度，且A的加速度大于B的加速度，所以只能相遇一次，D错误。
故选C。
5.答案：C
解析：A、是定值电阻，根据欧姆定律得知：.故当滑动变阻器的滑动触头P向下滑动时，均不变.故A错误.
B、C，,则变大.根据闭合电路欧姆定律得：，则有，，不变,故B错误，C正确.
D、，变大.根据闭合电路欧姆定律得：，则有，不变.
故D错误.
故选：C.
6.答案：A
解析：AC.正点电荷的等势面是以点电荷为圆心的同心圆，离正电荷越远，电势越低，即，所以在位置处的电势能大小关系为故A正确，C错误；
B.在O点受到的电场力的水平分力为零，在无穷远处受到的电场力也为零，所以从O点到无穷远处，受到的电场力沿水平方向的分力先变大后变小，所以无法确定从a到b，b到c电场力做功的变化，无法比较和，同理，也无法比较加速度的大小，故BD错误。
故选A。
7.答案：B
解析：本题考查电磁感应图像问题。线框穿过磁场的过程如图所示，
线框运动距离满足时，线框右边切割磁感线的有效长度增大，一直到l，感应电流增大，沿逆时针方向；线框运动距离满足时，线框右边切割磁感线的有效长度不变，感应电流大小恒定，沿逆时针方向；线框运动距离满足时，线框右边全部和左边部分切割磁感线，总的有效切割长度变小，感应电流变小，沿逆时针方向，当时感应电流为零；线框运动距离满足时，线框左边切割磁感线的有效长度不变，感应电流大小恒定，沿顺时针方向，故B正确。
8.答案：BD
解析：登月探测器在环月轨道2（椭圆轨道）上绕行时，根据开普勒第二定律可知，远月P点处速度最小，选项A错误；根据可得，轨道1的轨道半径大于月球的半径，可知登月探测器在环月轨道1（圆轨道）的速度比月球上的第一宇宙速度小，选项B正确；登月探测器在接近月面过程喷火以减速，该过程机械能减小，选项C错误；登月探测器在环月轨道1上P点要制动减速才能进入环月轨道2，则登月探测器在环月轨道1上P点的速度大于在环月轨道2上P点的速度，选项D正确。
故选BD。
9.答案：BD
解析：本题考查带电体在匀强电场中的运动。根据电势与电场线的性质，按如图所示方式作图，O点为AC边中点，则AO与OC电势差相等，O点电势为60 V，则BO为等势线，电场线与BO垂直，沿AE方向，由几何关系得，，A错误，B正确；沿BO方向建立x轴，沿电场方向建立y轴，小球初速度方向与电场方向垂直，做类平抛运动，有，，，得，小球从B点运动到C点，由动能定理得，，解得，D正确；小球在C点位置时速度方向与x轴方向夹角的正切值，，则小球在C点的速度不沿AC方向，C错误。
10.答案：BD
解析：本题考查安培力做功问题。由牛顿第二定律有，由运动学公式有，其他条件不变，若弹体质量变为原来的2倍，射出速度将减小，但无法确定具体变为多少，原因是导体棒加弹体的质量不是原来的2倍，故A错误；依据，其他条件不变，若水平金属导轨的长度变为原来的2倍，导体棒加速时间将变为原来的倍，B正确；导体棒受到的安培力，由动能定理可得，安培力做的功，B变为原来的2倍，弹体的射出速度将变为原来的倍，C错误；导体棒做匀加速直线运动，由牛顿第二定律得，由速度公式得，解得该过程需要的时间，该过程中产生的焦耳热，代入数据解得，D正确。
11.答案：（1）C（2）D（3）
解析：本题考查“探究碰撞中的不变量”实验的操作及数据处理。
（1）为了保证碰撞前后入射小球的速度方向不变，故必须使入射小球的质量大于被碰小球的质量，为了使两小球发生正碰，两小球的半径必须相同，故C正确。
（2）由于各种偶然因素，如所受阻力不相等，小球的落点不可能完全重合，落点应当比较集中，A、B错误；为了减小偶然误差，用一个尽量小的圆把落点圈起来，可用该圆的圆心代替落点，C错误，D正确。
（3）P为碰前入射小球落点的平均位置，M为碰后入射小球的平均位置，N为碰后被碰小球的平均位置，碰撞前入射小球的速度，碰撞后入射小球的速度，碰撞后被碰小球的速度，若，则表明通过该实验验证了两球碰撞过程中动量守恒，代入数据得。
12.答案：（1）（2）（3）16;不变
解析：本题考查电阻率的测量。
（1）定值电阻所在支路最小电阻约为；电
阻箱R最大阻值为，为测多组实验数据，定值电阻应选的电阻；
（2）电阻箱与串联，再与水柱、并联，所以有，玻璃管内水柱电阻的表达式。
（3）由电阻定律可以知道，则有，根据题意可知，电流表示数均相等，则有，由题图可得，电阻率。若电流表内阻不能忽略，则有，电阻率为保持不变。
13.答案：（1）（2）
解析：本题考查对连通器原理的理解。
（1）由题意可得，B中气体状态变化为等容过程，
解得此时B管中气体的压强
（2）设流入A管的水银柱的长度为，则
A中气体状态变化符合理想气体状态方程，即，设A管横截面积为S
则有
解得流入A管的水银柱的长度
14.答案：（1）0.1 m
（2）
（3）8 J
解析：（1）物块P位于A点时，对Q有，解得。
（2）经分析，垂直于竖直杆，，物块P上升至B点时物块Q的速度为0，沿斜面下降的距离
即弹簧的压缩量，弹性势能不变
对物块及弹簧组成的系统，根据机械能守恒定律有
代入数据可得。
（3）对物块P有
代入数据得。
15.答案：（1）（2）电场强度方向与x轴夹角为45°，指向左下方
解析：（1）带电粒子在磁场中做圆周运动，洛伦兹力提供向心力：
由于得：
由几何关系可得，为圆的直径时，b距离O最远
有
得
由于b在O的左侧，故b点坐标为
（2）设场强沿正方向的分量分别为。
对于先后经过点的离子，由动能定理可得：
对于先后经过点的离子，由动能定理可得：
由于
可得，且
故电场强度方向与x轴夹角为45°，指向左下方。