辽宁省部分中学2021—2022（上）高三期末检测
物理（B）
考试范围：高考范围 时间：75分钟 试卷满分：100分
第Ⅰ卷（选择题，46分）
一、选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分。每小题只有一个选项是符合题目要求的。
1．牛顿时代的科学家们围绕万有引力的研究，经历了大量曲折顽强而又闪烁智慧的科学实践。在万有引力定律的发现历程中，下列叙述符合史实的是
A．伽利略研究了第谷的行星观测记录，提出了行星运动定律
B．牛顿通过月地检验，验证了万有引力定律
C．哈雷在实验室中准确地得出了引力常量G的数值，使得万有引力定律有了现实意义
D．卡文迪许将行星与太阳、地球与月球、地球与地面物体之间的引力推广到宇宙中的一切物体，得出了万有引力定律
2．一般理论认为恒星释放的能量来自于核聚变反应，恒星内部的高温使原子核高速运动诱发聚变反应。两个氘核的聚变反应方程为，其中氘核的质量为2.0130 u，X核的质量为3.0150 u，中子的质量为1.0087 u，1 u相当于931.5 MeV，在两个氘核以相等的动能0.50 MeV进行对心碰撞，并且核能全部转化为产生粒子的动能的情况下，下列说法正确的是
A．X为He原子核
B．反应后X与中子的速率相等
C．该聚变反应存在质量亏损，亏损的质量转化成能量，因此释放核能
D．X原子核的动能约为0.79 MeV
3．如图所示，一内壁光滑、上端开口下端封闭的绝缘玻璃管竖直放置，高为h，管底有质量为m、电荷量为+q的小球，玻璃管以速度v沿垂直于磁场方向进入磁感应强度为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场中。在外力作用下，玻璃管在磁场中运动速度保持不变，小球最终从上端管口飞出，在此过程中，下列说法正确的是
A．洛伦兹力对小球做正功
B．小球机械能的增加量等于qvBh
C．小球相对于地面做加速度不断变化的曲线运动
D．小球在玻璃管中的运动时间与玻璃管的速度成反比
4．如图所示，传送带的水平部分ab长度为2 m，倾斜部分bc长度为4 m，bc与水平方向的夹角为37°。传送带沿图示顺时针方向匀速率运动，速率为2 m/s。现将质量为m=1 kg小煤块A从静止轻放到a处，它将被传送到c点，已知小煤块与传送带间的动摩擦因数为μ=0.25，且此过程中煤块不会脱离传送带，g=10 m/s2，则下列说法中正确的是
A．小煤块从a点运动到b点的过程中，电动机多消耗的电能为6 J
B．小煤块从a点运动到c点所用的时间为2.2 s
C．从a点运动到c点的过程，小煤块和皮带间因摩擦而产生的热量为6 J
D．从a点运动到c点的过程，小煤块在传送带上留下的痕迹长度为2.8 m
5．在如图所示的电路中，电源的负极接地，其电动势为E、内电阻为r，R1、R2为定值电阻，R3为滑动变阻器，C为电容器，、均为理想电表．在滑动变阻器滑动触头P自a端向b端滑动的过程中，下列说法正确的是
A．电压表示数变小 B．电流表示数变小
C．电容器C所带电荷量增多 D．a点的电势降低
6．小宇同学参加科技嘉年华，设计了一个光电烟雾探测器。如图，S为光源，射出光束，当有烟雾进入探测器时，来自S的光会被烟雾散射进入光电管C．当光射到光电管中的钠表面（极限频率为6.0×1014 Hz），会产生光电子。当光电流大于或等于10-8 A时，便会触发报警系统报警。下列说法正确的是
A．要使该探测器正常工作，光源S发出的光波长不能小于0.5 μm
B．若S发出的光能使光电管发生光电效应，则光波的频率越高，光电烟雾探测器的灵敏度越高
C．光束遇到烟雾发生散射，是一种折射现象
D．若射向光电管C的光子有5％会激发出光电子，当报警器报警时，每秒射向中钠表面的光子最少数目是1.25×1012 个
7．已知某卫星在半径为R的圆轨道上绕地球做匀速圆周运动，运动的周期为T，当卫星运动到轨道上的A处时适当调整速率，卫星将沿以地心为焦点的椭圆轨道运行，椭圆与地球表面在B点相切，如图所示。地球的半径为R0，地球的质量为M，万有引力常量为G，则下列说法正确的是
A．卫星在A点启动发动机加速才能进入椭圆轨道
B．卫星在A点速度改变进入椭圆轨道后加速度立即减小
C．卫星沿椭圆轨道由A点运动到B点所需时间为T
D．卫星在椭圆轨道上的B点和A点的速率之差等于
二、多选题（本题共3小题，每小题6分，共18分。每小题有多个选项符合题目要求。全部选对得6分，部分选对得3分，有选错的得0分）
8．两根电阻不计的光滑金属导轨MAC、NBD水平固定放置，MA、NB间距为1 m，AC、BD的延长线相交于E点且AE=BE，E点到AB的距离d=6 m，M、N两端与阻值R=2 Ω的电阻相连。虚线右侧存在竖直向上的匀强磁场，俯视图如图所示。一根长度为1 m、质量为0.6 kg、电阻不计的金属棒，在外力作用下从AB处以2 m/s的初速度沿导轨水平向右运动，棒与导轨接触良好。金属棒向右运动3 m过程中，电阻R上消耗的电功率始终为2 W。在此运动过程中，
A．通过电阻R的电荷量为1.125 C
B．金属棒运动的时间为2.25 s
C．金属棒克服安培力做的功为4.5 J
D．外力对金属棒做功的平均功率为5.2 W
9．如图所示，处于竖直平面内的光滑细金属圆环半径为R，A、B、C、D为圆环上的四个点，AC水平、BD竖直，A、D间固定有光滑细直杆。质量为m的带孔小球P穿于杆上，与P相同的小球Q穿在环上，并通过长为R的结实细绳固定在D点。在圆环以BD为轴转动时，若小球P位于AD杆的中点，圆环转动的角速度为ω0，则
A．圆环的角速度ω0=
B．角速度ω0为零时细绳的弹力不为零
C．当圆环的角速度由ω0增大少许时，P球将上升到DA中点偏上一点与杆相对静止
D．若P与D的距离为R，细绳的弹力为mg
10．如图甲所示，两平行长直金属导轨（不计电阻）水平放置，间距为L。有两根长度均为L、电阻均为R、质量均为m的导体棒AB、CD平放在金属导轨上。其中棒CD通过绝缘细绳、定滑轮与质量也为m的重物相连，重物放在水平地面上，开始时细绳伸直但无弹力。棒AB与导轨间无摩擦，棒CD与导轨间的动摩擦因数为μ，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，忽略其他摩擦阻力。导轨间有一方向竖直向下的匀强磁场，磁感应强度为B1，磁场区域的边界满足曲线方程：y=L sinx（0≤x≤L）。CD棒处在竖直向上的磁感应强度为B2的匀强磁场中（图乙为图甲导轨区域的俯视图）。现从t=0时刻开始，使棒AB在外力F的作用下，以速度v从与y轴重合处开始沿x轴正方向做匀速直线运动，在运动过程中CD棒始终处于静止状态。重力加速度为g。下列说法正确的是
A．棒AB在运动过程中，外力F的最大功率为
B．棒AB通过磁场区域B1的过程中，棒CD上产生的焦耳热为
C．棒AB通过磁场区域B1的过程中，应满足B2≤
D．棒AB通过磁场区域B1的过程中，物体对地面压力的最小值为mg-
第Ⅱ卷（非选择题，54分）
三、非选择题（本题共5小题，共54分）
11．（8分）依据波的性质，回答下列问题。
（1）如图，长为l的细绳下方悬挂一小球a，绳的另一端固定在天花板上O点处，在O点正下方l的O’处有一固定细铁钉．将小球向右拉开，使细绳与竖直方向成一小角度（约为2°）后由静止释放，并从释放时开始计时．当小球a摆至最低位置时，细绳会受到铁钉的阻挡．设小球相对于其平衡位置的水平位移为x，向右为正．下列图象中，能描述小球在开始一个周期内的x-t关系的是________．
A B C D
（2）某同学利用图示装置测量某种单色光的波长．实验时，接通电源使光源正常发光；调整光路，使得从目镜中可以观察到干涉条纹．回答下列问题：
①若想增加从目镜中观察到的条纹个数，该同学可________；
A．将单缝向双缝靠近
B．将屏向靠近双缝的方向移动
C．将屏向远离双缝的方向移动
D．使用间距更小的双缝
②若双缝的间距为d，屏与双缝间的距离为l，测得第1条暗条纹到第n条暗条纹之间的距离为Δx，则单色光的波长λ=________；
③某次测量时，选用的双缝的间距为0.300 mm，测得屏与双缝间的距离为1.20 m，第1条暗条纹到第4条暗条纹之间的距离为7.56 mm．则所测单色光的波长为________nm（结果保留3位有效数字）．
12．（6分）某探究小组的同学先改装电流表，再用改装后的电流表及其他相关器材观察电容器的充放电现象．
（1）已知两电流表1、2的量程均为300 μA，为了扩大电流表1的量程，小组的同学设计了如图（a）所示的电路．先将开关S1断开，闭合S2．调节R2，使1和2读数均为200 μA；再将开关S1闭合，调节电阻箱R1和滑动变阻器R2，保证2读数不变，则当1读数为_______μA时，1与R1并联可以作为量程为600 μA的电流表使用．
（2）保持电阻箱R1不变，用电流表1、R1和其他器材设计如图（b）所示的电路观察电容器充放电现象，已知图（b）中电源的电动势E=3 V．
①将单刀双掷开关先接1，通过电压传感器（与计算机相连）观测电容器电压随时间变化的图像如图（c）所示，充电过程电路中电流i、电容器电压u、电荷量q及充电时间t，则以下图像可能正确的是_________（填正确答案标号）．
②再将单刀双掷开关接2，同时每隔5 s读一次电流表1的示数i，并记录在数据记录表中；利用记录的数据，描绘出电容器放电过程的i-t图像如图（d）所示的平滑曲线．则实验中所用电容器的电容C=_______F，电容器充电完毕所储存的电能Ep=________J.（结果均保留两位有效数字）
13．（12分）如图所示，环境的热力学温度为T0，环境气体压强为p0，导热良好的汽缸直立在水平地面上，汽缸的质量M=，高度为L.用活塞把一定质量的气体封闭在汽缸内，活塞可沿汽缸壁无摩擦地移动活塞的质量为m=，横截面积为S，气体可看作理想气体，质量可忽略不计．平衡时，活塞处于距汽缸底处．重力加速度为g．
（1）若由于环境温度缓慢升高，活塞缓慢向上移动，温度升至某一值时，活塞向上移动了0.25 L.已知密封气体的内能U与热力学温度T的关系为U=kT（k为大于零的常数），求此过程中：
①活塞缓慢向上移动距离0.25 L时气体的温度；
②密封气体从外界吸收的热量．
（2）用力F缓慢向上拉动活塞，直至汽缸刚要离开地面．
①求汽缸刚要离开地面时，活塞距汽缸底的距离；
②若此过程中封闭气体需从外界吸收热量Q=，求力F做的功为多少？
14．（12分）如图所示，间距为L、光滑的、足够长的金属导轨（金属导轨的电阻不计）所在斜面倾角为α，两根同材料、长度均为L、横截面均为圆形的金属棒CD、PQ放在斜面导轨上，已知金属棒CD的质量为m、电阻为R，金属棒PQ的圆截面的半径是金属棒CD圆截面的2倍．磁感应强度为B的匀强磁场垂直于导轨所在平面向上，两根劲度系数均为k、相同的弹簧一端固定在导轨的下端，另一端连着金属棒CD．开始时金属棒CD静止，现用一恒力平行于导轨所在平面向上拉金属棒PQ，使金属棒PQ由静止开始运动，当金属棒PQ达到稳定时，弹簧的形变量与开始时相同．已知金属棒PQ开始运动到稳定的过程中通过金属棒CD的电荷量为q，此过程可以认为金属棒CD缓慢地移动，已知题设物理量符合mg sinα的关系式，求此过程中（要求结果均用mg，k，α来表示）：
（1）金属棒CD移动的距离；
（2）金属棒PQ移动的距离；
（3）恒力所做的功．
15.（16分）运动的合成与分解告诉我们一个复杂合运动可看成几个简单分运动同时进行，比如平抛运动：如果我们想直接得到它的轨迹方程就比较困难，为方便处理，我们将合运动分解成一个匀速直线运动和一个匀变速直线运动同时进行。这种思想方法得到了广泛的应用。如图所示，一人工转变核反应的反应区A，内有α粒子以速率v’轰击静止的铍核（Be），单位时间发射大量α粒子，发生核反应生成碳核12C和另一个核子，三者速度在同一直线上，且碳核速度与α粒子入射速度同向。反应区A的大小忽略不计，碳核仅在如图所示的竖直平面内，从反应区A限定角度内可以沿各个方向按平面机会均等地射出，其速率为v=（θ为碳核与水平方向的夹角，θ最大为75°）。整个空间处于一个向右的场强为B的匀强磁场中，距离反应区右侧d位置处有一个圆屏，圆心O与反应区A的连线垂直于圆屏，不考虑粒子重力作用及生成物间的相互作用。已知电子电荷量大小为e，中子和质子质量均为m，于是各粒子的质量和电荷量均可表示，求：
（1）写出核反应方程式，书写时请推断出核反应生成的另一核子，并计算θ=0时另一核子的速率；
（2）若单位时间内数量的碳核打到圆屏上，求圆屏的半径；
（3）若已知圆屏的半径为R，求单位时间内打到圆屏上碳核的数目占总生成碳核的百分比。辽宁省部分中学2021—2022（上）高三期末检测
物理（B）参考答案
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
答案 B D B C D D C AD AD AC
11.（8分，每空2分）
（1）A （2）①B ② ③630
12.（6分，除标注外，每空2分）
（1）100 （2）ABD
（3）1.5×10-3（1.4×10-3~1.6×10-3）（1分） 6.8×10-3（6.3×10-3~7.2×10-3）（1分）
13.（12分）
解：汽缸内气体初状态的温度，体积，
气体末状态的体积，气体压强不变，
由盖吕萨克定律得：
解得：
气体内能的增加量，
汽缸内气体的压强，
气体体积变大，气体对外界做功
外界对气体做功
由热力学第一定律可知：
地面对汽缸的支持力恰好为零时，汽缸刚要离开地面，
设汽缸内气体的压强为，此时活塞距汽缸底部的距离为，
对汽缸，由平衡条件得：
解得：，
气体温度不变，由玻意耳定律得：，
解得：
一定质量的理想气体内能由温度不变，气体温度不变，气体内能不变，，
由热力学第一定律可知，外界对气体做的功：
设汽缸内气体的压强为，用力缓慢向上拉动活塞，活塞处于平衡状态，
活塞所受合力为零，合力对活塞做功为零，
汽缸内气体对活塞做功，
活塞上升的高度
重力做活塞做功：
大气压强对活塞做功：
设拉力做功为，合力对活塞做功为零，即
解得，拉力做功：
答：活塞缓慢向上移动距离时气体的温度是；
密封气体从外界吸收的热量是。
汽缸刚要离开地面时，活塞距汽缸底的距离是；
力做的功为。
14.（12分）
解：（1）开始时弹簧是压缩的，金属棒CD受到沿斜面向上的安培力，安培力增大，弹簧的压缩量减小，当安培力等于金属棒CD重力平行于斜面的分量时，弹簧恢复到原长，安培力继续增大，弹簧伸长，由题意可知，当弹簧的伸长量等于开始的压缩量时达到稳定状态，此时的弹力与原来的弹力大小相等、方向相反
初始状态两弹簧向上的弹力等于金属棒CD重力平行于斜面的分量，即
弹簧的形变量为
金属棒CD移动的距离
(2由题知，则
由得
设在达到稳定过程中两金属棒之间距离增大，由两金属棒组成的闭合回路中的磁通量发生变化产生感应电动势为
感应电流为
所以，回路中通过的电荷量即金属棒CD中通过的电荷量为
由此可得两棒距离增大值
金属棒PQ沿导轨上滑距离应为金属棒CD沿斜面上滑距离和两金属棒距离增大值之和
则金属棒PQ沿导轨上滑距离为
（3）末态金属棒CD受力平衡，安培力为
金属棒PQ达到稳定时，它受到的合外力为零，向上的恒力等于向下的安培力和重力沿斜面的分量．
即恒力
恒力做功为
15.（15分）
核反应方程式为，
反应前后动量守恒，有，
当时，解得；
生成碳核速度分解成水平方向与竖直方向，水平分速度为，水平方向做匀速运动，竖直面内，竖直分速度，做匀速圆周运动，
则有，，
圆周运动周期为，
向左射出的碳核不能达到圆屏所在的竖直面，只有向右射碳核才能到达竖直面，向右射出的碳核从反应区到圆屏平面的时间为，解得，
即碳核正好转过个圆周，对应圆心角，碳核做圆周运动的半径为，
为碳核与水平方向的夹角，最大为，单位时间内数量的碳核打到圆屏上，则。
由几何关系可得，
综上分析，圆屏的半径为，碳核的数目占总生成碳核的百分比为，
当最大为时，碳核打到圆屏上的位置距离圆心，
当时，向右射出的碳核粒子能够全部打到圆屏上，；
当时，碳核做圆周运动的半径，
则，
．
