云南省德宏州2022届高三上学期理综物理期末教学质量检测试卷
一、单选题
1．（2022高三上·德宏期末）在有空气阻力的情况下，以初速度v1从地面竖直上抛一个小球，经过时间t1，小球到达最高点；又经过时间t2，小球从最高点落到抛出点，小球着地时的速度为v2，则（ ）
A．v2>v1，t2>t1 B．v1=v2，t1=t2
C．v1=v2，t2t1
【答案】D
【知识点】竖直上抛运动；牛顿第二定律
【解析】【解答】因为有空气阻力，且大小恒定，设为f，对上升过程，根据牛顿第二定律有
下降过程中
所以a1>a2
根据运动学公式，上升过程有
下降过程有
比较各式可知v2t1
D符合题意，ABC不符合题意。
故答案为：D。
【分析】阻力一直做负功，所以第二次落地速度一定小于初速度。位移一样，下落过程平均速度小于上升过程，所以时间更长。
2．（2022高三上·德宏期末）如图所示，将一个质量为m=0.2kg的物体放在水平圆桌上，物体到圆心的距离L=0.2m，圆桌可绕通过圆心的竖直轴旋转，若物体与桌面之间的动摩擦因数为μ=0.5，物体可看成质点，物体与圆桌一起绕固定轴匀速转动（设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，g取10m/s2）。下列说法中正确的是（ ）
A．物体与圆桌一起匀速转动的线速度大小与圆桌边缘线速度大小相等
B．物体与圆桌一起匀速转动的最大向心加速度是5m/s2
C．物体与圆桌一起匀速转动的最大角速度是25rad/s
D．在角速度一定时，物体到转轴的距离越近，物体越容易脱离圆桌
【答案】B
【知识点】向心加速度；离心运动和向心运动
【解析】【解答】A．由题意可知，物块和转盘同轴转动，则角速度相等，由
可知物块转动的线速度大小小于圆桌边缘线速度的大小，A不符合题意；
D．物块的最大静摩擦力为
物块圆周运动需要的向心力
可知在角速度一定时，物块到转轴的距离越近，需要的向心力越小，物块越不容易脱离圆桌，D不符合题意；
BC．当物体与圆桌刚要相对滑动时，物体受圆桌的静摩擦力达到最大值，此时向心加速度和角速度都达到最大，则有
可得，
B符合题意，C不符合题意。
故答案为：B。
【分析】同轴转动角速度相等，同时圆周运动半径相等，线速度大小才相等。摩擦力提供圆周运动向心力。角速度一定，半径越大，所需向心力才越大， 物体越容易脱离圆桌 。
3．（2022高三上·德宏期末）如图所示，纸面内有两条互相垂直的长直绝缘导线L1、L2，L1中的电流方向水平向左，L2中的电流方向竖直向上；L1的正上方有a、b两点，它们相对于L2对称。整个系统处于匀强外磁场中，外磁场的磁感应强度大小为B0，方向垂直于纸面向外，流经L1的电流在a点产生的磁感应强度大小为、流经L2的电流在b点产生的磁感应强度大小为。则（ ）
A．a、b两点的磁感应强度大小分别为、
B．a、b两点的磁感应强度大小分别为、
C．a、b两点的磁感应强度大小分别为、
D．a、b两点的磁感应强度大小分别为、
【答案】A
【知识点】通电导线及通电线圈周围的磁场
【解析】【解答】根据安培定则可知，流经L1的电流在a点和b点产生的磁感应强度大小均为方向均垂直纸面向里；流经L2的电流在b点产生的磁感应强度大小为，方向垂直纸面向外，流经L2的电流在a点产生的磁感应强度大小为，方向垂直纸面向里。则a点的磁感应强度大小为
b点的磁感应强度大小为
故答案为：A。
【分析】磁感应强度为矢量，由矢量合成法则求出各点磁感应强度。
4．（2022高三上·德宏期末）放射性元素经过多次衰变和衰变，最终变成稳定的，则关于此衰变过程，下列说法正确的是（ ）
A．衰变的次数为5次
B．衰变的次数为4次
C．衰变中的电子来自于原子的核外电子
D．衰变中产生的粒子比粒子的电离能力强
【答案】B
【知识点】原子核的衰变、半衰期
【解析】【解答】A．每进行一次衰变，质量数会减少4，变成稳定的，经过衰变的次数为
A不符合题意；
B．经前面分析，经过6次衰变，每一次衰变电荷数为减小2个，而每一次衰变电荷数会增加1，则进行衰变的次数为
B符合题意；
C．衰变中的电子来自于原子核，是原子核中的一个中子衰变成一个质子和电子而来的，C不符合题意；
D．由于粒子带电量较粒子大，其电离能力较粒子强，D不符合题意。
故答案为：B。
【分析】一次衰变，质量数减少4，电荷数减少2，一次衰变，质量数不变，电荷数加1，根据质量数和电荷数分别列出方程即可求出各个衰变次数。粒子电离能力最强，穿透能力最弱。
5．（2022高三上·德宏期末）我国已掌握“半弹道跳跃式高速再入返回技术”，为实现“嫦娥”飞船月地返回任务奠定基础。如图所示，假设与地球同球心的虚线球面为地球大气层边界，虚线球面外侧没有空气，返回舱从a点无动力滑入大气层，然后经b点从c点“跳出”，再经d点从e点“跃入”实现多次减速，可避免损坏返回舱。d点为轨迹最高点，离地面高h，已知地球质量为M，半径为R，引力常量为G。则返回舱（ ）
A．在d点加速度大于
B．在d点速度大于
C．虚线球面上的c、e两点离地面高度相等，所以vc和ve大小相等
D．虚线球面上的a、c两点离地面高度相等，所以va和vc大小相等
【答案】C
【知识点】万有引力定律的应用；卫星问题
【解析】【解答】A．在d点，由万有引力提供向心力，则有
解得
所以在d点加速度等于，A不符合题意；
B．若返回舱在与d点相切的圆轨道上做匀速圆周运动，由万有引力提供向心力，则有
解得
而在d点时，由于返回舱做近心运动，则万有引力大于所需的向心力，所以线速度小于，B不符合题意；
CD．从a到c过程由于空气阻力做负功，动能减小，c到e过程，没有空气阻力，只有引力做功，机械能守恒，所以a、b、c点的速度大小关系有
C符合题意，D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】万有引力提供圆周运动的向心力。空气阻力做功，让机械能逐渐减小。无空气阻力做功，机械能不变。
二、多选题
6．（2022高三上·德宏期末）如图所示，在正点电荷Q的电场中有M、N、P、F四点，M、N、P为直角三角形的三个顶点，F为MN的中点，∠M=30°。M、N、P、F四点处的电势分别用、、、表示。已知，，点电荷Q在M、N、P三点所在平面内，则（ ）
A．M、N两点的电场强度相同
B．P点的电势大于M点的电势
C．将正试探电荷从P点搬运到N点，电场力做负功
D．电子在P点的电势能小于在M点的电势能
【答案】B,D
【知识点】电场力做功；电场强度；电势能；电势
【解析】【解答】A．点电荷的等势面是一系列的同心圆，圆上任意两点的连线的中垂线一定经过圆心。因此场源电荷Q在MN的中垂线和FP的中垂线的交点处，如下图所示
由几何知识可知，正点电荷Q在MP上，且离P点更近，所以M、N两点的电场强度方向不相同，A不符合题意；
B．沿电场线方向电势逐渐降低，由于Q是正电荷，且P点距离电荷Q比M点距离电荷Q更近，所以P点的电势比M点的电势高，B符合题意；
C．将正试探电荷从P点搬运到N点，试探场源电荷越来越远，则电场力做正功，C不符合题意；
D．由于P点的电势比M点的电势高，则根据
可知，电子在P点的电势能小于在M点的电势能，D符合题意。
故答案为：BD。
【分析】电场强度为矢量，大小和方向都相同，电场强度才相同。离正电荷越近，电势越高。电势能减小，电场力做正功。负电荷在电势高的地方，电势能反而小。
7．（2022高三上·德宏期末）质量为2kg的物块放在粗糙水平面上，在水平拉力的作用下由静止开始运动，物块的动能Ek与其发生的位移x之间的关系如图所示。已知物块与水平面间的动摩擦因数μ＝0.2，重力加速度g取10m/s2，则下列说法正确的是（ ）
A．x＝1m时物块的加速度大小为1m/s2
B．x＝3m时物块所受的拉力大小为6N
C．在前4m位移过程中拉力对物块做的功为25J
D．在前4m位移过程中物块所经历的时间为2.8s
【答案】A,C,D
【知识点】匀变速直线运动的位移与时间的关系；功的计算；动能定理的综合应用
【解析】【解答】A．在前2m的过程中，根据动能定理有
结合图像可得，x＝1m时物块的加速度大小为
A符合题意；
B．从2m到4m的过程中，根据动能定理有
结合图像可得，从2m到4m的过程中，物块的加速度大小为
则根据牛顿第二定律有
可得，x＝3m时物块所受的拉力大小为
B不符合题意；
C．在前4m位移的过程中，根据动能定理有
代入数据解得，在前4m位移过程中拉力对物块做的功为
C符合题意；
D．由题意可知，物块在前2m以加速度做匀加速直线运动，从2m到4m以加速度做匀加速直线运动，则有
可得，物块在前2m的位移中，所用的时间为
物块在2m处的速度为
则从2m到4m处，根据
可得，物块从2m处到4m处所用的时间为
故在前4m位移过程中物块所经历的时间为2.8s，D符合题意。
故答案为：ACD。
【分析】由图像求得作用力大小，求得加速度大小，由匀变速直线运动的位移时间关系可以求出运动时间。
8．（2022高三上·德宏期末）如图所示，相距L的光滑金属导轨，半径为R的圆弧部分竖直放置，平直部分固定于水平地面上，MNQP范围内有方向竖直向下、磁感应强度为B的匀强磁场。金属棒ab和cd垂直导轨且接触良好，cd静止在磁场中；ab从圆弧导轨的顶端由静止释放，进入磁场后与cd没有接触，cd离开磁场时的速度是此刻ab速度的一半，已知ab的质量为m、电阻为r，cd的质量为2m、电阻为2r。金属导轨电阻不计，重力加速度为g。下列说法正确的有（ ）
A．cd在磁场中做加速度增大的加速运动
B．cd离开磁场瞬间电流
C．cd在磁场运动过程中，流过的电荷量为
D．cd在磁场运动过程中，回路产生的焦耳热为
【答案】B,C
【知识点】导体切割磁感线时的感应电动势；电磁感应中的动力学问题
【解析】【解答】A．金属棒ab进入磁场后做切割磁感线运动产生感应电动势，回路产生感应电流，则金属棒ab在安培力的作用下减速运动，金属棒cd在安培力的作用下加速运动，则回路中的感应电流为
由于金属棒ab的速度为越来越小，金属棒cd的速度为越来越大，则回路中的感应电流越来越小，故金属棒受到的安培力越来越小，由牛顿第二定律可知，金属棒cd的加速度在逐渐减小，所以cd在磁场中做加速度减小的加速运动，A不符合题意；
B．设金属棒ab进入磁场时的速度为。金属棒cd离开磁场时的速度为，此时金属棒ab的速度为，则金属棒在磁场运动过程中，系统动量守恒，则有
而金属棒ab从开始下滑到进入磁场过程中，金属棒ab的机械能守恒，则有
由题意又有
联立解得，cd离开磁场瞬间，金属棒ab和金属棒cd的速度分别为，
则cd离开磁场瞬间电流为
B符合题意；
C．金属棒cd在磁场的过程中，由动量定理有
则cd在磁场运动过程中，流过的电荷量为
C符合题意；
D．根据能量守恒定律有
可得，cd在磁场运动过程中，回路产生的焦耳热为
D不符合题意。
故答案为：BC。
【分析】由法拉第电磁感应定律求得感应电流大小，结合安培力表达式，可知加速度变化情况。结合动量定理可以求得流过的电荷量，由能量守恒定律可以求得产生的焦耳热。
9．（2022高三上·德宏期末）关于热现象，下列说法正确的是（ ）
A．气体分子间距离减小时，其分子势能一定增大
B．处于完全失重的水滴呈球形，是液体表面张力作用的结果
C．分子间的距离存在某一值，当大于时，分子间引力大于斥力；当小于时，分子间斥力大于引力
D．任一温度下，气体分子的速率分布均呈现“中间多、两头少”的规律
E．一定质量的理想气体，温度越高，单位时间内容器的内壁单位面积受到气体分子撞击的次数越多
【答案】B,C,D
【知识点】分子间的作用力；毛细现象和液体的表面张力
【解析】【解答】A．当分子间距离大于时，分子间作用力表现为引力，此时气体分子间距离减小，分子间引力做正功，分子势能减小，A不符合题意；
B．处于完全失重时，由于液体表面张力作用，水滴呈球形，B符合题意；
C．分子间的距离存在某一值，当r等于时，分子间引力等于斥力。而分子间的引力和斥力都随分子间距离的增大而减小，由于斥力比引力变化得快，所以当r小于时，分子间斥力大于引力，当大于时，分子间引力大于斥力，C符合题意；
D．任一温度下，气体分子的速率分布均呈现“中间多、两头少”的规律，D符合题意；
E．一定质量的理想气体，在体积不变时，温度越高，压强越大，则单位时间内容器的内壁单位面积受到气体分子撞击的次数越多， E不符合题意。
故答案为：BCD。
【分析】分子间作用力做负功时分子势能才一定增大。液体表面张力作用，使水滴呈球形。 单位时间内容器的内壁单位面积受到气体分子撞击的次数越多 ，压强越大，由理想气体状态方程，体积一定，才会温度越高压强越大。
10．（2022高三上·德宏期末）在某种均匀介质中，一列沿x轴传播的简谐横波在t＝0时刻的波形图如图（a）所示，此时质点A在波峰位置，质点D刚要开始振动，质点C的振动图像如图（b）所示，t＝0时刻在D点有一台机械波信号接收器(图中未画出)，正以2m/s的速度沿x轴正向匀速运动。下列说法正确的是（ ）
A．质点D的起振方向沿y轴正方向
B．该简谐波的波速是10m/s
C．质点B的振动方程是
D．信号接收器接收到该机械波的频率等于2.5Hz
E．若改变振源的振动频率，则形成的机械波在该介质中的传播速度也将发生改变
【答案】A,B,C
【知识点】横波的图象
【解析】【解答】A．由图（b）可知，时刻质点C从平衡位置向下振动，可知波沿x轴正方向传播，则质点D的起振方向沿y轴正方向，A符合题意；
B．由图（a）可知波长为4m，由图（b）可知周期为0.4s，则该简谐波的波速为
B符合题意；
C．由图（a）可知，时刻质点B已经从平衡位置向波峰方向起振了。又由图（b）可知，振幅为10cm，则质点B的振动方程是
C符合题意；
D．波源的波长为
信号接收器以2m/s的速度沿x轴正向匀速运动，则单位时间内接收到的波的个数为
所以信号接收器接收到该机械波的频率为2Hz，D不符合题意；
E．因为影响机械波传播速度的因素是介质，所以改变振源的振动频率，不会影响机械波在介质中的传播速度， E不符合题意。
故答案为：ABC。
【分析】根据上坡下下坡上可以求得振动方向。由波长波速频率关系求得波速。频率为周期倒数，传播速度和介质有关。代入相关数据，可以求得振动方程。
三、实验题
11．（2022高三上·德宏期末）某兴趣小组用图甲所示的装置测量当地的重力加速度，用一轻质细线跨过两个光滑轻质定滑轮连接两个质量均为M的重物，处于静止状态，然后将一质量为m的开口小物块轻轻地放在左侧重物上，初始时小物块距离挡板上端的高度为h。释放后，系统开始做匀加速运动，小物块运动到挡板时被挡住，此后两个重物做匀速运动，接着固定在右侧重物上的轻质遮光片通过光电门：
（1）用游标卡尺测得遮光片的宽度为d，示数如图乙所示，则d= cm；
（2）测得遮光片通过光电门的时间为t=0.01s，则它通过光电门时的速度v= m/s；
（3）当地的重力加速度g= （用M、m、d、h、t符号表示）。
【答案】（1）0.175
（2）0.175
（3）
【知识点】探究小车速度随时间变化的规律
【解析】【解答】（1）游标卡尺的读数为
（2）通过光电门时的速度为
（3）由题可知两重物和小物块组成的系统机械能守恒，则根据机械能守恒定律可得
可得，当地的重力加速度为
【分析】（1）游标卡尺不用估读，主尺加游标尺刻度值即为测量结果。
（2）物体通过光电门，近似看成匀速运动。
（3）由物体下落高度可以求得减小的重力势能，由（2）中速度求出增加的动能。两者相等即可验证机械能守恒定律。
12．（2022高三上·德宏期末）如图甲所示是一个多量程多用电表的简化电路图，请完成下列问题。
（1）多用电表的红表笔应是图甲中的 端（填“A”或“B”）。
（2）某同学用此多用电表测量某电学元件的电阻，选用“×100”倍率的欧姆挡测量，发现多用表指针偏转很小，因此需选择 （填“×10”或“×1000”）倍率的欧姆挡。若该多用表使用一段时间后，电池电动势变小，内阻变大，但此表仍能欧姆调零，用正确使用方法再测量同一个电阻，则测得的电阻值将 （填“偏大”“偏小”或“不变”）。
（3）某实验小组利用下列器材研究欧姆挡不同倍率的原理，组装了如图乙所示的简易欧姆表。实验器材如下：
A．干电池（电动势E为3.0V，内阻r不计）；
B．电流计G（量程300μA，内阻99Ω）；
C．可变电阻器R；
D．定值电阻R0＝1Ω；
E．导线若干，红黑表笔各一只。
①表盘上150μA刻度线对应的电阻刻度值是 Ω；
②如果将R0与电流计并联，如图丙所示，这相当于欧姆表换挡，则换挡后可变电阻器R阻值应调为 Ω。
【答案】（1）A
（2）×1000；偏大
（3）10000；99.01
【知识点】练习使用多用电表
【解析】【解答】（1）多用电表的红笔应接欧姆挡电源的负极，黑笔应接欧姆挡电源的正极，所以多用电表的红表笔应是图甲中的A端。
（2）当选用“×100”倍率的欧姆挡测量，发现多用表指针偏转很小，说明电阻较大，故应选用更大的倍率，即应选择“×1000”倍率的欧姆挡。
当电池电动势变小，内阻变大，此表重新欧姆调零时，由于电流计的满偏电流不变，由
可知，此时欧姆表的内阻应该调小。而待测电阻的测量值是通过电流计的示数体现出来的，由于
可知，电流计示数I偏小，则测得的电阻值将偏大。
（3）欧姆表的中值电阻等于欧姆表的内阻，则表盘上150μA刻度线对应的电阻刻度值是
将R0与电流计并联，当电流计满偏时，干路电流为
所以欧姆挡的内阻为
故换挡后可变电阻器R阻值应调为
【分析】（1）电流红进黑出，红表笔与内部电源负极相连。
（2）偏转小，阻值大，换高倍率。电动势小，电流小，偏转小，阻值大。
（3）半偏位置阻值等于电表内阻。换挡后，内阻变小，中值电阻也将减小。
四、解答题
13．（2022高三上·德宏期末）如图甲所示，木板B静止在水平面上，质量为6kg的物块A（可视为质点），某时刻从木板B的左侧沿木板上表面滑上木板，初速度v0=4m/s。此后A和B运动的v-t图像如图乙所示，取重力加速度g=10m/s2，求：
（1）A与B上表面之间产生的热量；
（2）B的质量。
【答案】（1）解：由乙图可知，A在木板上向右减速，B向右加速，1s末二者同速，之后一起匀减速，3s末停止。A受B的滑动摩擦力产生向左的加速度，由v-t图知
由牛顿第二定律知AB间摩擦力大小
由v-t图线与坐标轴所围面积表示位移可知0~1s二者相对位移为
则A与B上表面之间产生的热量
（2）解：1~3s时间A、B一起匀减速，由v-t图可知整体加速度为
设地面与B间动摩擦因数为，对整体，由牛顿第二定律
解得
0~1s时间B的加速度为
对B，由牛顿第二定律
可解得
【知识点】匀变速直线运动的位移与时间的关系；牛顿运动定律的应用—板块模型
【解析】【分析】（1）热量大小等于摩擦力大小乘以相对位移大小。
（2）由v-t图像斜率求得加速度大小，结合牛顿第二定律求得B的质量。
14．（2022高三上·德宏期末）在xOy坐标系第二象限内，存在沿y轴负方向电场强度为E的匀强电场，第四象限存在垂直平面向内磁感应强度为B的匀强磁场，在射线OP上的AC之间有同种带正电粒子以不同的初速度沿x轴正方向连续射出，均能打到O点。A点和C点射出的带电粒子经匀强电场、匀强磁场偏转后分别在x轴上的F点、D点射出磁场，且在F点射出的粒子在O点的速度方向与y轴负方向成30°。已知带电粒子质量m，电荷量q，OF=2L，OD=L，不计重力。求：
（1）从F点射出的粒子在电场和磁场中运动的总时间；
（2）在第四象限处放一与x轴平行的挡板，能挡住在AC之间发射的上述粒子，则挡板的最小长度Δx为多少。
【答案】（1）解：轨迹如图所示，
F点射出磁场的粒子半径为R1，则有几何关系可得
得
粒子在磁场中做匀速圆周运动，由洛伦兹力提供向心力
得
粒子在电场中偏转到O点时竖直方向速度
在电场中，竖直方向，由牛顿第二定律
得
又
得
粒子在磁场中匀速圆周运动的周期为
粒子在磁场中偏转120°，用时
从F点射出的粒子在电场和磁场中运动的总时间为
（2）解：最短的挡板为图中MN用表示，由几何关系，从D点射出磁场的粒子
得
又，
三角形O1GN中勾股定理得
挡板的最小长度为
【知识点】带电粒子在电场与磁场混合场中的运动
【解析】【分析】（1）磁场中洛伦兹力提供圆周运动向心力，求出运动周期，结合几何关系求得运动时间。在电场中由牛顿第二定律以及运动学公式求得运动时间。
（2）画出粒子运动轨迹，结合几何关系即可求得挡板的最小长度 。
15．（2022高三上·德宏期末）如图所示，两侧粗细均匀、横截面积相等、高度均为H=18cm的U型管，左管上端封闭，右管上端开口。右管中有高cm的水银柱，水银柱上表面离管口的距离，管底水平段的体积可忽略，环境温度为，大气压强。
（1）将左管中密封气体缓慢加热至，求水银柱上升的高度？
（2）经过足够长时间气体温度恢复到，现从右侧端口缓慢注入水银（与原水银柱之间无气隙），恰好使水银柱下端到达右管底部。此时水银柱的高度为多少？
【答案】（1）解：当缓慢加热至时，设水银柱上升xcm的高度，由等压变化规律
即
解得
说明水银没有溢出，结果成立。
（2）解：由等温变化规律
即
解得
又
即
解得
【知识点】理想气体与理想气体的状态方程
【解析】【分析】（1） 由等压变化 ，由理想气体状态方程可以求出水银柱上升高度。
（2） 等温变化 ，由理想气体状态方程可以求得对应压强，结合受力平衡关系，即可求得最终 水银柱的高度 。
16．（2022高三上·德宏期末）某透明均匀介质的截面如图所示，直角三角形的直角边BC与半圆形直径重合，∠ACB=30°，半圆形的半径为R，一束光线从E点射入介质，其延长线过半圆形的圆心O，且E、O两点距离为R，已知光线在E点的折射角θ2=30°（光在真空中的传播速度用c表示）。求：
（1）光在介质中的传播时间；
（2）与射入介质前相比，光线射出介质后的偏转角是多少。
【答案】（1）解：由几何关系：，折射光平行于的方向，如图
则有，
由折射定律
代入数据可得
由
得
由得光在介质中的传播时间为
（2）解：由折射定律由
得
偏转角度为
【知识点】光的折射及折射定律
【解析】【分析】（1）由折射定律求得光在介质中运动速度。由运动路径可以求得光线传播路程，路程除以速度得到时间。
（2）由折射定律得到最终的折射角，由几何关系可得光线射出介质后的偏转角。
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一、单选题
1．（2022高三上·德宏期末）在有空气阻力的情况下，以初速度v1从地面竖直上抛一个小球，经过时间t1，小球到达最高点；又经过时间t2，小球从最高点落到抛出点，小球着地时的速度为v2，则（ ）
A．v2>v1，t2>t1 B．v1=v2，t1=t2
C．v1=v2，t2t1
2．（2022高三上·德宏期末）如图所示，将一个质量为m=0.2kg的物体放在水平圆桌上，物体到圆心的距离L=0.2m，圆桌可绕通过圆心的竖直轴旋转，若物体与桌面之间的动摩擦因数为μ=0.5，物体可看成质点，物体与圆桌一起绕固定轴匀速转动（设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，g取10m/s2）。下列说法中正确的是（ ）
A．物体与圆桌一起匀速转动的线速度大小与圆桌边缘线速度大小相等
B．物体与圆桌一起匀速转动的最大向心加速度是5m/s2
C．物体与圆桌一起匀速转动的最大角速度是25rad/s
D．在角速度一定时，物体到转轴的距离越近，物体越容易脱离圆桌
3．（2022高三上·德宏期末）如图所示，纸面内有两条互相垂直的长直绝缘导线L1、L2，L1中的电流方向水平向左，L2中的电流方向竖直向上；L1的正上方有a、b两点，它们相对于L2对称。整个系统处于匀强外磁场中，外磁场的磁感应强度大小为B0，方向垂直于纸面向外，流经L1的电流在a点产生的磁感应强度大小为、流经L2的电流在b点产生的磁感应强度大小为。则（ ）
A．a、b两点的磁感应强度大小分别为、
B．a、b两点的磁感应强度大小分别为、
C．a、b两点的磁感应强度大小分别为、
D．a、b两点的磁感应强度大小分别为、
4．（2022高三上·德宏期末）放射性元素经过多次衰变和衰变，最终变成稳定的，则关于此衰变过程，下列说法正确的是（ ）
A．衰变的次数为5次
B．衰变的次数为4次
C．衰变中的电子来自于原子的核外电子
D．衰变中产生的粒子比粒子的电离能力强
5．（2022高三上·德宏期末）我国已掌握“半弹道跳跃式高速再入返回技术”，为实现“嫦娥”飞船月地返回任务奠定基础。如图所示，假设与地球同球心的虚线球面为地球大气层边界，虚线球面外侧没有空气，返回舱从a点无动力滑入大气层，然后经b点从c点“跳出”，再经d点从e点“跃入”实现多次减速，可避免损坏返回舱。d点为轨迹最高点，离地面高h，已知地球质量为M，半径为R，引力常量为G。则返回舱（ ）
A．在d点加速度大于
B．在d点速度大于
C．虚线球面上的c、e两点离地面高度相等，所以vc和ve大小相等
D．虚线球面上的a、c两点离地面高度相等，所以va和vc大小相等
二、多选题
6．（2022高三上·德宏期末）如图所示，在正点电荷Q的电场中有M、N、P、F四点，M、N、P为直角三角形的三个顶点，F为MN的中点，∠M=30°。M、N、P、F四点处的电势分别用、、、表示。已知，，点电荷Q在M、N、P三点所在平面内，则（ ）
A．M、N两点的电场强度相同
B．P点的电势大于M点的电势
C．将正试探电荷从P点搬运到N点，电场力做负功
D．电子在P点的电势能小于在M点的电势能
7．（2022高三上·德宏期末）质量为2kg的物块放在粗糙水平面上，在水平拉力的作用下由静止开始运动，物块的动能Ek与其发生的位移x之间的关系如图所示。已知物块与水平面间的动摩擦因数μ＝0.2，重力加速度g取10m/s2，则下列说法正确的是（ ）
A．x＝1m时物块的加速度大小为1m/s2
B．x＝3m时物块所受的拉力大小为6N
C．在前4m位移过程中拉力对物块做的功为25J
D．在前4m位移过程中物块所经历的时间为2.8s
8．（2022高三上·德宏期末）如图所示，相距L的光滑金属导轨，半径为R的圆弧部分竖直放置，平直部分固定于水平地面上，MNQP范围内有方向竖直向下、磁感应强度为B的匀强磁场。金属棒ab和cd垂直导轨且接触良好，cd静止在磁场中；ab从圆弧导轨的顶端由静止释放，进入磁场后与cd没有接触，cd离开磁场时的速度是此刻ab速度的一半，已知ab的质量为m、电阻为r，cd的质量为2m、电阻为2r。金属导轨电阻不计，重力加速度为g。下列说法正确的有（ ）
A．cd在磁场中做加速度增大的加速运动
B．cd离开磁场瞬间电流
C．cd在磁场运动过程中，流过的电荷量为
D．cd在磁场运动过程中，回路产生的焦耳热为
9．（2022高三上·德宏期末）关于热现象，下列说法正确的是（ ）
A．气体分子间距离减小时，其分子势能一定增大
B．处于完全失重的水滴呈球形，是液体表面张力作用的结果
C．分子间的距离存在某一值，当大于时，分子间引力大于斥力；当小于时，分子间斥力大于引力
D．任一温度下，气体分子的速率分布均呈现“中间多、两头少”的规律
E．一定质量的理想气体，温度越高，单位时间内容器的内壁单位面积受到气体分子撞击的次数越多
10．（2022高三上·德宏期末）在某种均匀介质中，一列沿x轴传播的简谐横波在t＝0时刻的波形图如图（a）所示，此时质点A在波峰位置，质点D刚要开始振动，质点C的振动图像如图（b）所示，t＝0时刻在D点有一台机械波信号接收器(图中未画出)，正以2m/s的速度沿x轴正向匀速运动。下列说法正确的是（ ）
A．质点D的起振方向沿y轴正方向
B．该简谐波的波速是10m/s
C．质点B的振动方程是
D．信号接收器接收到该机械波的频率等于2.5Hz
E．若改变振源的振动频率，则形成的机械波在该介质中的传播速度也将发生改变
三、实验题
11．（2022高三上·德宏期末）某兴趣小组用图甲所示的装置测量当地的重力加速度，用一轻质细线跨过两个光滑轻质定滑轮连接两个质量均为M的重物，处于静止状态，然后将一质量为m的开口小物块轻轻地放在左侧重物上，初始时小物块距离挡板上端的高度为h。释放后，系统开始做匀加速运动，小物块运动到挡板时被挡住，此后两个重物做匀速运动，接着固定在右侧重物上的轻质遮光片通过光电门：
（1）用游标卡尺测得遮光片的宽度为d，示数如图乙所示，则d= cm；
（2）测得遮光片通过光电门的时间为t=0.01s，则它通过光电门时的速度v= m/s；
（3）当地的重力加速度g= （用M、m、d、h、t符号表示）。
12．（2022高三上·德宏期末）如图甲所示是一个多量程多用电表的简化电路图，请完成下列问题。
（1）多用电表的红表笔应是图甲中的 端（填“A”或“B”）。
（2）某同学用此多用电表测量某电学元件的电阻，选用“×100”倍率的欧姆挡测量，发现多用表指针偏转很小，因此需选择 （填“×10”或“×1000”）倍率的欧姆挡。若该多用表使用一段时间后，电池电动势变小，内阻变大，但此表仍能欧姆调零，用正确使用方法再测量同一个电阻，则测得的电阻值将 （填“偏大”“偏小”或“不变”）。
（3）某实验小组利用下列器材研究欧姆挡不同倍率的原理，组装了如图乙所示的简易欧姆表。实验器材如下：
A．干电池（电动势E为3.0V，内阻r不计）；
B．电流计G（量程300μA，内阻99Ω）；
C．可变电阻器R；
D．定值电阻R0＝1Ω；
E．导线若干，红黑表笔各一只。
①表盘上150μA刻度线对应的电阻刻度值是 Ω；
②如果将R0与电流计并联，如图丙所示，这相当于欧姆表换挡，则换挡后可变电阻器R阻值应调为 Ω。
四、解答题
13．（2022高三上·德宏期末）如图甲所示，木板B静止在水平面上，质量为6kg的物块A（可视为质点），某时刻从木板B的左侧沿木板上表面滑上木板，初速度v0=4m/s。此后A和B运动的v-t图像如图乙所示，取重力加速度g=10m/s2，求：
（1）A与B上表面之间产生的热量；
（2）B的质量。
14．（2022高三上·德宏期末）在xOy坐标系第二象限内，存在沿y轴负方向电场强度为E的匀强电场，第四象限存在垂直平面向内磁感应强度为B的匀强磁场，在射线OP上的AC之间有同种带正电粒子以不同的初速度沿x轴正方向连续射出，均能打到O点。A点和C点射出的带电粒子经匀强电场、匀强磁场偏转后分别在x轴上的F点、D点射出磁场，且在F点射出的粒子在O点的速度方向与y轴负方向成30°。已知带电粒子质量m，电荷量q，OF=2L，OD=L，不计重力。求：
（1）从F点射出的粒子在电场和磁场中运动的总时间；
（2）在第四象限处放一与x轴平行的挡板，能挡住在AC之间发射的上述粒子，则挡板的最小长度Δx为多少。
15．（2022高三上·德宏期末）如图所示，两侧粗细均匀、横截面积相等、高度均为H=18cm的U型管，左管上端封闭，右管上端开口。右管中有高cm的水银柱，水银柱上表面离管口的距离，管底水平段的体积可忽略，环境温度为，大气压强。
（1）将左管中密封气体缓慢加热至，求水银柱上升的高度？
（2）经过足够长时间气体温度恢复到，现从右侧端口缓慢注入水银（与原水银柱之间无气隙），恰好使水银柱下端到达右管底部。此时水银柱的高度为多少？
16．（2022高三上·德宏期末）某透明均匀介质的截面如图所示，直角三角形的直角边BC与半圆形直径重合，∠ACB=30°，半圆形的半径为R，一束光线从E点射入介质，其延长线过半圆形的圆心O，且E、O两点距离为R，已知光线在E点的折射角θ2=30°（光在真空中的传播速度用c表示）。求：
（1）光在介质中的传播时间；
（2）与射入介质前相比，光线射出介质后的偏转角是多少。
答案解析部分
1．【答案】D
【知识点】竖直上抛运动；牛顿第二定律
【解析】【解答】因为有空气阻力，且大小恒定，设为f，对上升过程，根据牛顿第二定律有
下降过程中
所以a1>a2
根据运动学公式，上升过程有
下降过程有
比较各式可知v2t1
D符合题意，ABC不符合题意。
故答案为：D。
【分析】阻力一直做负功，所以第二次落地速度一定小于初速度。位移一样，下落过程平均速度小于上升过程，所以时间更长。
2．【答案】B
【知识点】向心加速度；离心运动和向心运动
【解析】【解答】A．由题意可知，物块和转盘同轴转动，则角速度相等，由
可知物块转动的线速度大小小于圆桌边缘线速度的大小，A不符合题意；
D．物块的最大静摩擦力为
物块圆周运动需要的向心力
可知在角速度一定时，物块到转轴的距离越近，需要的向心力越小，物块越不容易脱离圆桌，D不符合题意；
BC．当物体与圆桌刚要相对滑动时，物体受圆桌的静摩擦力达到最大值，此时向心加速度和角速度都达到最大，则有
可得，
B符合题意，C不符合题意。
故答案为：B。
【分析】同轴转动角速度相等，同时圆周运动半径相等，线速度大小才相等。摩擦力提供圆周运动向心力。角速度一定，半径越大，所需向心力才越大， 物体越容易脱离圆桌 。
3．【答案】A
【知识点】通电导线及通电线圈周围的磁场
【解析】【解答】根据安培定则可知，流经L1的电流在a点和b点产生的磁感应强度大小均为方向均垂直纸面向里；流经L2的电流在b点产生的磁感应强度大小为，方向垂直纸面向外，流经L2的电流在a点产生的磁感应强度大小为，方向垂直纸面向里。则a点的磁感应强度大小为
b点的磁感应强度大小为
故答案为：A。
【分析】磁感应强度为矢量，由矢量合成法则求出各点磁感应强度。
4．【答案】B
【知识点】原子核的衰变、半衰期
【解析】【解答】A．每进行一次衰变，质量数会减少4，变成稳定的，经过衰变的次数为
A不符合题意；
B．经前面分析，经过6次衰变，每一次衰变电荷数为减小2个，而每一次衰变电荷数会增加1，则进行衰变的次数为
B符合题意；
C．衰变中的电子来自于原子核，是原子核中的一个中子衰变成一个质子和电子而来的，C不符合题意；
D．由于粒子带电量较粒子大，其电离能力较粒子强，D不符合题意。
故答案为：B。
【分析】一次衰变，质量数减少4，电荷数减少2，一次衰变，质量数不变，电荷数加1，根据质量数和电荷数分别列出方程即可求出各个衰变次数。粒子电离能力最强，穿透能力最弱。
5．【答案】C
【知识点】万有引力定律的应用；卫星问题
【解析】【解答】A．在d点，由万有引力提供向心力，则有
解得
所以在d点加速度等于，A不符合题意；
B．若返回舱在与d点相切的圆轨道上做匀速圆周运动，由万有引力提供向心力，则有
解得
而在d点时，由于返回舱做近心运动，则万有引力大于所需的向心力，所以线速度小于，B不符合题意；
CD．从a到c过程由于空气阻力做负功，动能减小，c到e过程，没有空气阻力，只有引力做功，机械能守恒，所以a、b、c点的速度大小关系有
C符合题意，D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】万有引力提供圆周运动的向心力。空气阻力做功，让机械能逐渐减小。无空气阻力做功，机械能不变。
6．【答案】B,D
【知识点】电场力做功；电场强度；电势能；电势
【解析】【解答】A．点电荷的等势面是一系列的同心圆，圆上任意两点的连线的中垂线一定经过圆心。因此场源电荷Q在MN的中垂线和FP的中垂线的交点处，如下图所示
由几何知识可知，正点电荷Q在MP上，且离P点更近，所以M、N两点的电场强度方向不相同，A不符合题意；
B．沿电场线方向电势逐渐降低，由于Q是正电荷，且P点距离电荷Q比M点距离电荷Q更近，所以P点的电势比M点的电势高，B符合题意；
C．将正试探电荷从P点搬运到N点，试探场源电荷越来越远，则电场力做正功，C不符合题意；
D．由于P点的电势比M点的电势高，则根据
可知，电子在P点的电势能小于在M点的电势能，D符合题意。
故答案为：BD。
【分析】电场强度为矢量，大小和方向都相同，电场强度才相同。离正电荷越近，电势越高。电势能减小，电场力做正功。负电荷在电势高的地方，电势能反而小。
7．【答案】A,C,D
【知识点】匀变速直线运动的位移与时间的关系；功的计算；动能定理的综合应用
【解析】【解答】A．在前2m的过程中，根据动能定理有
结合图像可得，x＝1m时物块的加速度大小为
A符合题意；
B．从2m到4m的过程中，根据动能定理有
结合图像可得，从2m到4m的过程中，物块的加速度大小为
则根据牛顿第二定律有
可得，x＝3m时物块所受的拉力大小为
B不符合题意；
C．在前4m位移的过程中，根据动能定理有
代入数据解得，在前4m位移过程中拉力对物块做的功为
C符合题意；
D．由题意可知，物块在前2m以加速度做匀加速直线运动，从2m到4m以加速度做匀加速直线运动，则有
可得，物块在前2m的位移中，所用的时间为
物块在2m处的速度为
则从2m到4m处，根据
可得，物块从2m处到4m处所用的时间为
故在前4m位移过程中物块所经历的时间为2.8s，D符合题意。
故答案为：ACD。
【分析】由图像求得作用力大小，求得加速度大小，由匀变速直线运动的位移时间关系可以求出运动时间。
8．【答案】B,C
【知识点】导体切割磁感线时的感应电动势；电磁感应中的动力学问题
【解析】【解答】A．金属棒ab进入磁场后做切割磁感线运动产生感应电动势，回路产生感应电流，则金属棒ab在安培力的作用下减速运动，金属棒cd在安培力的作用下加速运动，则回路中的感应电流为
由于金属棒ab的速度为越来越小，金属棒cd的速度为越来越大，则回路中的感应电流越来越小，故金属棒受到的安培力越来越小，由牛顿第二定律可知，金属棒cd的加速度在逐渐减小，所以cd在磁场中做加速度减小的加速运动，A不符合题意；
B．设金属棒ab进入磁场时的速度为。金属棒cd离开磁场时的速度为，此时金属棒ab的速度为，则金属棒在磁场运动过程中，系统动量守恒，则有
而金属棒ab从开始下滑到进入磁场过程中，金属棒ab的机械能守恒，则有
由题意又有
联立解得，cd离开磁场瞬间，金属棒ab和金属棒cd的速度分别为，
则cd离开磁场瞬间电流为
B符合题意；
C．金属棒cd在磁场的过程中，由动量定理有
则cd在磁场运动过程中，流过的电荷量为
C符合题意；
D．根据能量守恒定律有
可得，cd在磁场运动过程中，回路产生的焦耳热为
D不符合题意。
故答案为：BC。
【分析】由法拉第电磁感应定律求得感应电流大小，结合安培力表达式，可知加速度变化情况。结合动量定理可以求得流过的电荷量，由能量守恒定律可以求得产生的焦耳热。
9．【答案】B,C,D
【知识点】分子间的作用力；毛细现象和液体的表面张力
【解析】【解答】A．当分子间距离大于时，分子间作用力表现为引力，此时气体分子间距离减小，分子间引力做正功，分子势能减小，A不符合题意；
B．处于完全失重时，由于液体表面张力作用，水滴呈球形，B符合题意；
C．分子间的距离存在某一值，当r等于时，分子间引力等于斥力。而分子间的引力和斥力都随分子间距离的增大而减小，由于斥力比引力变化得快，所以当r小于时，分子间斥力大于引力，当大于时，分子间引力大于斥力，C符合题意；
D．任一温度下，气体分子的速率分布均呈现“中间多、两头少”的规律，D符合题意；
E．一定质量的理想气体，在体积不变时，温度越高，压强越大，则单位时间内容器的内壁单位面积受到气体分子撞击的次数越多， E不符合题意。
故答案为：BCD。
【分析】分子间作用力做负功时分子势能才一定增大。液体表面张力作用，使水滴呈球形。 单位时间内容器的内壁单位面积受到气体分子撞击的次数越多 ，压强越大，由理想气体状态方程，体积一定，才会温度越高压强越大。
10．【答案】A,B,C
【知识点】横波的图象
【解析】【解答】A．由图（b）可知，时刻质点C从平衡位置向下振动，可知波沿x轴正方向传播，则质点D的起振方向沿y轴正方向，A符合题意；
B．由图（a）可知波长为4m，由图（b）可知周期为0.4s，则该简谐波的波速为
B符合题意；
C．由图（a）可知，时刻质点B已经从平衡位置向波峰方向起振了。又由图（b）可知，振幅为10cm，则质点B的振动方程是
C符合题意；
D．波源的波长为
信号接收器以2m/s的速度沿x轴正向匀速运动，则单位时间内接收到的波的个数为
所以信号接收器接收到该机械波的频率为2Hz，D不符合题意；
E．因为影响机械波传播速度的因素是介质，所以改变振源的振动频率，不会影响机械波在介质中的传播速度， E不符合题意。
故答案为：ABC。
【分析】根据上坡下下坡上可以求得振动方向。由波长波速频率关系求得波速。频率为周期倒数，传播速度和介质有关。代入相关数据，可以求得振动方程。
11．【答案】（1）0.175
（2）0.175
（3）
【知识点】探究小车速度随时间变化的规律
【解析】【解答】（1）游标卡尺的读数为
（2）通过光电门时的速度为
（3）由题可知两重物和小物块组成的系统机械能守恒，则根据机械能守恒定律可得
可得，当地的重力加速度为
【分析】（1）游标卡尺不用估读，主尺加游标尺刻度值即为测量结果。
（2）物体通过光电门，近似看成匀速运动。
（3）由物体下落高度可以求得减小的重力势能，由（2）中速度求出增加的动能。两者相等即可验证机械能守恒定律。
12．【答案】（1）A
（2）×1000；偏大
（3）10000；99.01
【知识点】练习使用多用电表
【解析】【解答】（1）多用电表的红笔应接欧姆挡电源的负极，黑笔应接欧姆挡电源的正极，所以多用电表的红表笔应是图甲中的A端。
（2）当选用“×100”倍率的欧姆挡测量，发现多用表指针偏转很小，说明电阻较大，故应选用更大的倍率，即应选择“×1000”倍率的欧姆挡。
当电池电动势变小，内阻变大，此表重新欧姆调零时，由于电流计的满偏电流不变，由
可知，此时欧姆表的内阻应该调小。而待测电阻的测量值是通过电流计的示数体现出来的，由于
可知，电流计示数I偏小，则测得的电阻值将偏大。
（3）欧姆表的中值电阻等于欧姆表的内阻，则表盘上150μA刻度线对应的电阻刻度值是
将R0与电流计并联，当电流计满偏时，干路电流为
所以欧姆挡的内阻为
故换挡后可变电阻器R阻值应调为
【分析】（1）电流红进黑出，红表笔与内部电源负极相连。
（2）偏转小，阻值大，换高倍率。电动势小，电流小，偏转小，阻值大。
（3）半偏位置阻值等于电表内阻。换挡后，内阻变小，中值电阻也将减小。
13．【答案】（1）解：由乙图可知，A在木板上向右减速，B向右加速，1s末二者同速，之后一起匀减速，3s末停止。A受B的滑动摩擦力产生向左的加速度，由v-t图知
由牛顿第二定律知AB间摩擦力大小
由v-t图线与坐标轴所围面积表示位移可知0~1s二者相对位移为
则A与B上表面之间产生的热量
（2）解：1~3s时间A、B一起匀减速，由v-t图可知整体加速度为
设地面与B间动摩擦因数为，对整体，由牛顿第二定律
解得
0~1s时间B的加速度为
对B，由牛顿第二定律
可解得
【知识点】匀变速直线运动的位移与时间的关系；牛顿运动定律的应用—板块模型
【解析】【分析】（1）热量大小等于摩擦力大小乘以相对位移大小。
（2）由v-t图像斜率求得加速度大小，结合牛顿第二定律求得B的质量。
14．【答案】（1）解：轨迹如图所示，
F点射出磁场的粒子半径为R1，则有几何关系可得
得
粒子在磁场中做匀速圆周运动，由洛伦兹力提供向心力
得
粒子在电场中偏转到O点时竖直方向速度
在电场中，竖直方向，由牛顿第二定律
得
又
得
粒子在磁场中匀速圆周运动的周期为
粒子在磁场中偏转120°，用时
从F点射出的粒子在电场和磁场中运动的总时间为
（2）解：最短的挡板为图中MN用表示，由几何关系，从D点射出磁场的粒子
得
又，
三角形O1GN中勾股定理得
挡板的最小长度为
【知识点】带电粒子在电场与磁场混合场中的运动
【解析】【分析】（1）磁场中洛伦兹力提供圆周运动向心力，求出运动周期，结合几何关系求得运动时间。在电场中由牛顿第二定律以及运动学公式求得运动时间。
（2）画出粒子运动轨迹，结合几何关系即可求得挡板的最小长度 。
15．【答案】（1）解：当缓慢加热至时，设水银柱上升xcm的高度，由等压变化规律
即
解得
说明水银没有溢出，结果成立。
（2）解：由等温变化规律
即
解得
又
即
解得
【知识点】理想气体与理想气体的状态方程
【解析】【分析】（1） 由等压变化 ，由理想气体状态方程可以求出水银柱上升高度。
（2） 等温变化 ，由理想气体状态方程可以求得对应压强，结合受力平衡关系，即可求得最终 水银柱的高度 。
16．【答案】（1）解：由几何关系：，折射光平行于的方向，如图
则有，
由折射定律
代入数据可得
由
得
由得光在介质中的传播时间为
（2）解：由折射定律由
得
偏转角度为
【知识点】光的折射及折射定律
【解析】【分析】（1）由折射定律求得光在介质中运动速度。由运动路径可以求得光线传播路程，路程除以速度得到时间。
（2）由折射定律得到最终的折射角，由几何关系可得光线射出介质后的偏转角。
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