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安徽省宣城市2022届高三上学期理综物理期末调研测试试卷
一、单选题
1．（2022高三上·宣城期末）下列说法正确的是（ ）
A．一群处于n=4能级的氢原子向低能级跃迁时最多能辐射出6种不同频率的电磁波
B．某放射性原子核经过2次衰变和2次β衰变，核内中子数减少了5个
C．结合能越大，原子核中的核子结合得越牢固，原子核越稳定
D．疫情期间用来测体温的额温枪通过测量人体辐射的紫外线来获得温度值
2．（2022高三上·宣城期末）某铅球运动员前后两次以不同的速度将同一个铅球从同一高度沿水平方向推出，并落在同一水平面上，不计空气阻力，则铅球在前后两次运动过程中（ ）
A．动能变化量不同 B．动量变化量不同
C．运动的时间不同 D．速度的偏转角不同
3．（2022高一下·湘阴期末）“天问一号”探测器于2020年7月23日成功发射，由长征五号运载火箭直接送入地火转移轨道，成为一颗人造行星，与地球、火星共同绕太阳公转，并逐渐远离地球，飞向火星，其运动轨道如图所示。若地球到太阳的平均距离为1Au（天文单位） ，火星到太阳的平均距离为1. 5Au，则“天问一号”在地火转移椭圆轨道上运动的周期约为（ ）
A．0.8年 B．1.4年 C．2.2年 D．2.6年
4．（2022高三上·宣城期末）如图，倾角为θ的光滑斜面固定在水平面上，另有A、B两物体叠放在一起放置在斜面顶端，且B的上表面水平，A、B一起从斜面顶端由静止开始下滑，直到斜面底端，在此过程中，下列说法正确的是（ ）
A．运动中物块B对A的摩擦力方向水平向右
B．运动中物块B对A的弹力等于A的重力
C．运动中物块B对A的作用力不做功
D．运动中斜面对A、B系统的冲量为零
5．（2022高三上·宣城期末）一个凹形圆弧轨道ABC竖直固定放置，A、C两点连线水平，B为轨道的最低点，且B到AC连线的距离为h。质量为m的滑块从A点以初速度v0 = 沿轨道的切线方向进入轨道，运动到B点时的速度大小。已知物体与轨道的动摩擦因数处处相同，重力加速度为g，下列说法正确的是（ ）
A．从A到B，滑块所受的合外力的方向始终指向圆心
B．在B点，滑块处于失重状态
C．滑块一定会从C点滑出轨道
D．滑块一定不会从C点滑出轨道
二、多选题
6．（2022高三上·宣城期末）如图所示，真空中有两个等量的异种点电荷分别固定在M、N两点，O是两点电荷连线的中点，过M点作连线的垂线，以M点为圆心的圆交MN的连线于A、C，交MN的垂线于B、D，且，以下说法不正确的是（ ）
A．B点与D点的电场强度相等
B．把一试探电荷从A点沿圆弧移动到B点，电场力始终不做功
C．A点电势低于C点电势
D．一带负电的试探电荷在O点的电势能小于在A点的电势能
7．（2022高三上·宣城期末）在如图所示的电路中，变压器为理想变压器电压表、电流表均为理想电表，给电路输入端通以正弦交流电，a、b、c三个灯泡均正常发光。灯泡a上标有“9V 3W”字样，a、c两个灯泡完全相同，变压器原、副线圈的匝数之比为3：1，则（ ）
A．电流表的示数为 B．灯泡b的额定功率为9W
C．电压表的示数为27V D．电路输入端的输入电压为36V
8．（2022高三上·宣城期末）光滑平行不计内阻的U形导轨相距为L，倾角为，一阻值为R、长为L、质量为m的导体棒在距导轨底端L处。空间内存在方向竖直向上的变化磁场，大小满足B=B0+kt（k>0），现在导体棒上加一沿斜面向上的力，使导体棒始终保持静止，则（ ）
A．t时刻的穿过导轨与导体棒回路的磁通量L2（B0+kt）
B．0～t时间内通过导体横截面的电量
C．t时刻的的外力
D．t时刻导体棒L上电动势的大小为2kL2 cosθ
9．（2022高三上·宣城期末）下列说法中正确的是（ ）
A．高原地区水的沸点较低，这是高原地区温度较低的缘故
B．空调制冷说明热量可以自发地由低温物体传递给高温物体
C．自然界一切进行的涉及热现象的宏观过程都具有方向性，都是不可逆的
D．液体中悬浮微粒的布朗运动是液体分子对它的撞击作用不平衡所引起的
E．两个分子的间距从极近逐渐增大到10r。的过程中，它们的分子势能先减小后增大
10．（2022高三上·宣城期末）A、B两点为x轴上的两个振源，A点为坐标原点， B点为坐标轴上x =5m处的点。t=0时刻A、B连线之间的波形图如图所示，已知振源A、B的振幅均为10cm，振动周期T均为0. 2s，则下列说法中正确的是（ ）
A．A、B两振源形成的两列波的传播方向相同
B．A、B两振源形成的两列波的传播速度均为10m/s
C．t=0时刻，x=4.75m处的质点向下振动
D．t=0.05s时，x =2.5m处的质点开始向上振动
E．在0~0.1s的时间内，x = 1m处的质点运动的路程等于20cm
三、实验题
11．（2022高三上·宣城期末）物理学中有一些经典实验，通过巧妙的设计，使用简陋的器材揭示了深刻的物理本质。伽利略的斜面实验揭示了匀变速直线运动规律。某同学用现代实验器材改进伽利略的经典斜面实验。如图甲所示，他让一小球从固定斜面顶端O处静止释放，小球经过A处到达斜面底端B处，通过A、B两处安装传感器测出。A、B间的距离x及小球在AB段运动的时间t。改变A点及A处传感器的位置，重复多次实验，计算机作出图像如图乙所示。
（1）小球运动到斜面底端时速度大小为 ；
（2）小球在斜面上运动的加速度大小为 ；
（3）小球在斜面上运动的平均速度 。
12．（2022高三上·宣城期末）某学习小组进行精确测量电阻Rx的阻值的实验，有下列器材供选用。
A．待测电阻Rx（约300Ω）
B．电压表V（3V，内阻约3kΩ）
C．电流表A1（10mA，内阻约10Ω）
D．电流表A2（20mA，内阻约5Ω）
E．滑动变阻器R1（0～20Ω，额定电流2A）
F．滑动变阻器R2（0～2000Ω，额定电流0.5A）
G．直流电源E（3V，内阻约1Ω）
H．开关、导线若干
（1）甲同学根据以上器材设计了用伏安法测量电阻的电路，并能满足Rx两端电压从零开始变化并进行多次测量。则电流表应选择 （填“A1”或“A2”）；滑动变阻器应选择 （填“R1”或“R2”）；请在虚线框中帮甲同学画出实验电路原理图 。
（2）乙同学经过反复思考，利用所给器材设计出了如图所示的测量电路，具体操作如下：
①按图连接好实验电路，闭合开关S1前调节滑动变阻器R1、R2的滑片至适当位置；
②闭合开关S1，断开开关S2，调节滑动变阻器R1、R2的滑片，使电流表A1的示数恰好为电流表A2的示数的一半；
③闭合开关S2并保持滑动变阻器R2的滑片位置不变，读出电压表V和电流表A1的示数，分别记为U、I；
④待测电阻的阻值Rx= ，比较甲、乙两同学测量电阻Rx的方法，你认为哪个同学的方法更有利于减小系统误差？ （填“甲”或“乙”）同学的。
四、解答题
13．（2022高三上·宣城期末）如图所示，在xOy直角坐标系中，第一象限存在沿y轴负方向的匀强电场，电场强度为E；第二象限某区域存在方向垂直xOy平面向外，面积最小的半圆形匀强磁场（图中未画出） ，磁感应强度大小为B；一重力不计的带正电粒子，沿与x轴正方向成θ =60°角的方向，以速度v0从点M（ -d，0）垂直射入磁场，接着恰好以垂直y轴的速度从y轴上的N点（图中未画出）穿出磁场进入电场区域，最终带电粒子从x轴上P点射出电场区域。求： 。
（1）该粒子的比荷；
（2）第二象限半圆形磁场区域的面积；
（3）该粒子从M点运动到P点的总时间。
14．（2022高三上·宣城期末）如图所示，倾角为θ＝30°的斜面体固定在水平地面上，其左端高度h＝6.0m，一薄木板B置于斜面顶端，恰好能静止，下端连接一根自然长度L0＝1.1m的轻弹簧，木板B总质量m＝1kg，总长度L＝6.5m。有一个质量为M＝3kg的小物块A以沿斜面向下大小为8.0m/s的速度滑上木板B，A、B之间的动摩擦因数，木板B下滑到斜面底端碰到挡板后立刻停下，物块A最后恰好没有脱离弹簧，且弹簧一直处于弹性限度内，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取重力加速度g＝10m/s2，不计空气阻力。求：
（1）斜面体与木板B的动摩擦因数μ0；
（2）木板B与挡板碰撞前的瞬间的速度大小；
（3）弹簧被压缩到最短时的弹性势能Ep。
15．（2022高三上·宣城期末）如图所示，一端封闭、一端开口且粗细均匀的直角细玻璃管，在直角处用一段水银柱封闭了一定质量的空气，开始时，封闭端处于竖直状态·直角处水银柱的竖直部分与水平部分长度均为h=10cm。开口端空气柱的长度h=10cm。保持温度不变。以玻璃管的封闭端为转轴。将玻璃管在竖直平面内沿顺时针方向缓慢转。管内水根柱恰好到达开口端。已知大气压强为p=76cmHg。封闭端空气柱的初始温度T=27℃。求：
（1）封闭端空气柱的长度L；
（2）若保持封闭端处于竖直状态，加热封闭端空气，当管内水根柱恰好到达开口端时，此时管内空气柱的温度t（结果保留一位小数）。
16．（2022高三上·宣城期末）频率不同的两束单色光1和2以相同的入射角=60°从同一点射入厚度为d的矩形玻璃砖上，单色光1、2在玻璃砖中折射角分别为30°和45°，光路如图所示（不计多次反射）。已知两束单色光在空气中的传播速度均为c。求：
（i）单色光1在玻璃砖中的传播速度；
（ii）单色光1与2在玻璃砖中运动的时间之比。
答案解析部分
1．【答案】A
【知识点】原子核的组成；玻尔理论与氢原子的能级跃迁
【解析】【解答】A．根据，可知一群处于n=4能级激发态的氢原子向低能级跃迁时能辐射出6种不同频率的光，A符合题意；
B．每发生一次α衰变，中子数减少2个，每发生一次β衰变，中子数少一个，所以经过2次α衰变和2次β衰变，核内中子数减少6个，B不符合题意；
C．比结合能越大，将核子分解需要的能量越大，原子核中的核子结合得越牢固，原子核越稳定，C不符合题意；
D．额温枪测体温是因为温度不同的人体辐射的红外线强弱不同，D不符合题意；
故答案为：A。
【分析】利用排列组合可以求出辐射光的频率种数；利用质量数和电荷数守恒可以判别中子数量的变化；比结合能的大小反映原子核的稳定性；额温枪是测量人体辐射的红外线来获得温度值。
2．【答案】D
【知识点】平抛运动；动能定理的综合应用
【解析】【解答】A．重力做的功相同，由动能定理知，动能的变化量相同，A不符合题意；
C．铅球竖直方向做自由落体运动，根据
得运动时间
知运动时间相同，C不符合题意；
B．重力的冲量等于动量的变化量，根据
知动量的变化量相同，B不符合题意；
D．速度偏转角的正切值
初速度不同，则速度的偏转角不同，D符合题意。
故答案为：D。
【分析】由于重力做功相等结合动能定理可以判别动能变化量相等；利用竖直方向的位移公式可以判别运动时间相等；利用动量定理可以判别重力的冲量相等；利用速度的分解可以比较速度偏转角的大小。
3．【答案】B
【知识点】开普勒定律
【解析】【解答】“天问一号”做椭圆运动的半长轴为
根据开普勒第三定律，可得
地球公转周期为
解得
故答案为：B。
【分析】利用几何关系可以求出天问一号半长轴的大小，结合开普勒第三定律可以求出天问一号在地火转移椭圆轨道的周期大小。
4．【答案】C
【知识点】牛顿第二定律
【解析】【解答】A．因为AB一起沿斜面加速下滑，则加速度有水平向左的分量，则运动中物块B对A的摩擦力方向水平向左，A不符合题意；
B．AB一起沿斜面加速下滑，则加速度有竖直向下的分量，则由
可知运动中物块B对A的弹力小于A的重力，B不符合题意；
C．因AB一起下滑的加速度为a=gsinθ
可知，B对A的作用力与位移垂直，则运动中物块B对A的作用力不做功，C符合题意；
D．运动中斜面对A、B系统的作用力不为零，根据I=Ft
可知，冲量不为零，D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】利用整体的牛顿第二定律可以判别物块B对A的摩擦力方向；利用整体的加速度方向结合竖直方向的牛顿第二定律可以比较B对A的弹力及A的重力大小；利用B对A的作用力方向与位移方向垂直可以判别B对A作用力不做功；利用斜面对AB的作用力不等于0可以判别冲量不等于0.
5．【答案】C
【知识点】动能定理的综合应用
【解析】【解答】A．滑块从A到B，速度的大小发生变化，则滑块不是做匀速圆周运动，则滑块的合外力不指向圆心，A不符合题意；
B．在B点，滑块的加速度方向竖直向上，处于超重状态，B不符合题意；
CD．滑块从A到B，设摩檫力做功为，根据动能定理得
解得
滑块从B到C，设摩檫力做功为，由于BC段的平均速度小于AB段的平均速度，则滑块在BC段对轨道的压力小于在AB段对轨道的压力，所以滑块在BC段受到的摩擦力小于在AB段受到的摩擦力，则，在BC段根据动能定理
可得
则滑块一定会从C点滑出，D不符合题意C符合题意。
故答案为：C。
【分析】由于滑块从A到B做变速运动所以滑块合力不指向圆心；利用加速度的方向可以判别超重与失重；利用动能定理结合压力的大小可以判别摩擦力做功的大小进而判别滑块一定从C点滑出去。
6．【答案】A,B,D
【知识点】电场强度和电场线
【解析】【解答】A．两个点电荷产生的场强在B点和D点由平行四边形合成，由对称性可知，这两点的合场强大小相等，方向不同，则B点与D点的电场强度不相等，A错误，符合题意；
C．正点电荷场源在圆周上的各点上产生了相同的正电势，负点电荷场源在各点产生了负电势，电势为标量，代数叠加后可得
C正确，不符题意；
B．圆弧AB不是等势面，而，则试探电荷从A点沿圆弧移动到B点，电场力要做功，B错误，符合题意；
D．根据等量异种电荷的电势分布有，由
而，则有带负电的试探电荷在O点的电势能大于在A点的电势能，D错误，符合题意。
故答案为：ABD。
【分析】利用场强的叠加可以判别各点电场强度的大小及方向；利用电势的叠加可以比较电势的大小；结合电势的大小及电性可以判别电场力做功及电势能的大小。
7．【答案】C,D
【知识点】变压器原理
【解析】【解答】A．灯泡a上标有“9V 3W”字样，a、c两个灯泡完全相同，则正常发光的电流为
则变压器的原线圈的电流为
根据理想变压器的电流比等于匝数的反比，有
根据并联分流原理，可得电流表的示数为
A不符合题意；
B．灯泡b的额定功率为
B不符合题意；
C．电压表的示数为
C符合题意；
D．电路输入端的输入电压为
D符合题意；
故答案为：CD。
【分析】利用电功率的表达式可以求出通过灯泡电流的大小，结合匝数之比可以求出副线圈电流的大小，结合并联回路的电流特点可以求出通过电流表的电流大小；利用电功率的表达式可以求出灯泡b电功率的大小；利用匝数之比可以求出电压表的读数；利用分压关系可以求出电路输入端的电压大小。
8．【答案】B,C
【知识点】法拉第电磁感应定律
【解析】【解答】A．磁感线竖直向上，根据磁通量的定义可知，t时刻的穿过导轨与导体棒回路的磁通量为
A不符合题意；
BD.0～t时间内产生的电动势恒定，为
则0～t时间内通过导体横截面的电量为
B符合题意，D不符合题意；
C．导体棒始终保持静止，则受力平衡，有
解得
C符合题意；
故答案为：BC。
【分析】利用磁通量的表达式可以求出通过回路磁通量的大小；利用法拉第电磁感应定律结合电流的定义式可以求出电荷量的大小；利用导体棒的平衡方程可以求出外力的大小。
9．【答案】C,D,E
【知识点】布朗运动；热力学第二定律
【解析】【解答】A．高原地区水的沸点较低，这是高原地区大气压强较低的缘故，A不符合题意；
B．空调制冷过程中消耗了电能，说明热量不可以自发地由低温物体传递给高温物体，B不符合题意；
C．自然界一切进行的涉及热现象的宏观过程都具有方向性，都是不可逆的，C符合题意；
D．液体中悬浮微粒的布朗运动是液体分子对它的撞击作用不平衡所引起的，D符合题意；
E．两个分子的间距从极近逐渐增大到r0的过程中，它们的分子势能先减小，从r0到10r0的过程中，分子势能增大，E符合题意。
故答案为：CDE。
【分析】高原地区的沸点比较低是由于高原地区压强比较低的原因；空调工作的过程中使用了电机所以不属于自发过程；液体中悬浮颗粒的无规则运动是由于液体分子对颗粒的撞击作用不平衡所导致。
10．【答案】B,C,E
【知识点】横波的图象
【解析】【解答】A．根据两列波在t=0时刻波形图可知，振源为A的波沿x轴正向传播，振源为B的波沿x轴负向传播，A不符合题意；
B．由波形图可读出波长为，则两列波的传播速度为
B符合题意；
C．振源为B的波沿x轴负向传播，根据同侧法可知t=0时刻，x=4.75m处的质点向下振动，C符合题意；
D．t=0.05s，波形传播的距离为
则两列波刚好传播到x =2.5m处，而振源为A的波向上起振，振源为B的波向下起振，则x =2.5m处的质点不振动，D不符合题意；
E．时间为
则x = 1m处的质点运动的路程等于，E符合题意；
故答案为：BCE。
【分析】利用波形图可以判别波传播的方向；利用波长和周期的大小可以求出波速的大小；利用波的传播方向可以判别质点的速度方向；利用波的叠加可以判别质点的速度方向；利用运动的时间结合振幅可以求出质点运动的路程。
11．【答案】（1）6m/s
（2）6m/s2
（3）3m/s
【知识点】探究小车速度随时间变化的规律
【解析】【解答】（1）由匀变速运动规律有
可得
由图乙知，小球运动到斜面底端时速度大小为
（2）由
可得小球在斜面上运动的加速度大小为
（3）小球在斜面上运动的平均速度为
【分析】利用匀变速的位移公式结合速度公式可以求出小球运动到底端速度的大小；
（2）利用图像斜率可以求出加速度的大小；
（3）利用初末速度的平均值可以求出平均速度的大小。
12．【答案】（1）A1；R1；
（2）；乙
【知识点】电阻的测量
【解析】【解答】(1)由题意得，流过待测电阻的最大电流约为
所以电流表选用A1。
实验要求Rx两端电压从零开始变化并进行多次测量，则滑动变阻器有采用分压式接法，即滑动变阻器选用相对Rx较小的R1。
待测电阻阻值约为电压表内阻的，待测电阻阻值约为电流表内阻的30倍，所以相对来说电流表的分压影响较小，则测量电路采用电流表的内接法，所以实验电路如图。
(2)闭合开关S1，断开开关S2，调节滑动变阻器R1、R2的滑片，使电流表A1的示数恰好为电流表A2的示数的一半，则待测电阻的阻值等于电流表A1的内阻与滑动变阻器R2连入电路的阻值之和。闭合开关S2（将电流表A2短路）并保持滑动变阻器R2的滑片位置不变，读出电压表V和电流表A1的示数，分别记为U、I，则可计算出电流表A1的内阻与滑动变阻器R2连入电路的阻值之和。综上
方案乙采用了等效法测电阻，方案甲中由于电流表的分压会造成系统误差，所以乙同学的方法更有利于减小系统误差。
【分析】（1）利用欧姆定律可以判别电流表的选择，滑动变阻器使用分压式接法使用小阻值；由于待测电阻比较小所以电流表使用内接法；
（2）利用等效法结合欧姆定律可以求出待测电阻的阻值；乙电路图排除了电流表的分压作用。
13．【答案】（1）解：由几何关系得R
由洛伦兹力提供向心力得qv0B
联立得到
（2）解：设MN之间距离为L，所以L＝R
则最小的半圆是以MN为直径的，所以最小面积S
（3）解：设ON之间的距离为h，则h＝R-Rcos60°
从N到P粒子做类平抛运动，设时间为t2，则有h
那么得时间t2
在第二象限运动时间为t1，则
所以总时间t＝t1+t2
【知识点】带电粒子在匀强磁场中的运动
【解析】【分析】（1）粒子在磁场中运动，利用几何关系可以求出轨道半径的大小，结合牛顿第二定律可以求出比荷的大小；
（2）已知轨迹半径的大小，利用几何关系结合面积公式可以求出最小的磁场区域面积；
（3）当粒子在第一象限做类平抛运动，利用位移公式可以求出运动的时间，粒子在第二象限做匀速圆周运动，利用轨迹所对圆心角结合运动的周期可以求出运动的时间。
14．【答案】（1）解：木板恰静止在斜面上，木板在斜面方向上受力平衡，由
得
（2）解：物块A在木板上滑行，对A有 ①
代入数据得
方向沿斜面向上，以木板B为②
代入数据得
方向沿斜面向下，假设A与木板达到时A还没有压缩弹簧且木板还没有到达底端，有③
此过程中A的位移④
B的位移⑤
联立①~⑤得，，，
A在B上滑行的距离为
说明以上假设成立。共速后，由于
A与木板B匀速下滑，直到木板与底端挡板碰撞；木板B与挡板碰前的速度为6m/s。
（3）解：木板与挡板碰后停下，此后A做匀减速，设接触弹簧时A的速度为，有⑥
设弹簧最大压缩量为，A从开始压缩弹簧到刚好回到原长过程有⑦
A从开始压缩弹簧到弹簧最短过程有⑧
联立⑥~⑧
故弹簧被压缩到最短时的弹性势能为31.25J。
【知识点】匀变速直线运动基本公式应用；牛顿第二定律
【解析】【分析】（1）当木板静止时，利用平衡方程可以求出动摩擦因数的大小；
（2）当物块在木板上滑行，利用牛顿第二定律可以求出木板和木块加速度的大小，结合速度公式可以求出共速的时间，利用位移公式可以求出共速时A在B上滑行的距离，接下来A和B做匀速运动；
（3）木板停下后，物块做匀减速直线运动，利用速度位移公式可以求出刚与弹簧接触的速度大小，结合能量守恒定律可以求出最大的弹性势能大小。
15．【答案】（1）解：设细玻璃管的横截面积为S，开始时管内封闭端气体压强为
旋转后封闭端气体压强为
由玻意耳定律有
代入数据解得
（2）解：开始时封闭端气体温度
加热后气体的温度为
由理想气体状态方程得
代入数据解得
【知识点】理想气体与理想气体的状态方程
【解析】【分析】（1）当液体柱静止时，利用液面高度差可以求出气体的压强，结合理想气体的状态方程可以求出空气柱的长度；
（2）当水银柱处于开口端处时，利用理想气体的状态方程可以求出空气柱的温度。
16．【答案】解：(i)设单色光1、2在玻璃砖中折射角分别为，，由折射率公式可得
解得
单色光1、2在玻璃砖中的传播速度分别为和。
(ii)由几何关系可得单色光1、2在玻璃砖中的路程分别为
解得单色光1与2在玻璃砖中运动的时间之比为
【知识点】光的折射及折射定律
【解析】【分析】（1）已知折射角的大小，结合折射定律可以求出光相对于介质的折射率大小，利用折射率的大小可以求出光传播的速度；
（2）光在玻璃砖中传播，利用几何关系可以求出传播的路程，结合传播的速度可以求出传播时间之比。
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安徽省宣城市2022届高三上学期理综物理期末调研测试试卷
一、单选题
1．（2022高三上·宣城期末）下列说法正确的是（ ）
A．一群处于n=4能级的氢原子向低能级跃迁时最多能辐射出6种不同频率的电磁波
B．某放射性原子核经过2次衰变和2次β衰变，核内中子数减少了5个
C．结合能越大，原子核中的核子结合得越牢固，原子核越稳定
D．疫情期间用来测体温的额温枪通过测量人体辐射的紫外线来获得温度值
【答案】A
【知识点】原子核的组成；玻尔理论与氢原子的能级跃迁
【解析】【解答】A．根据，可知一群处于n=4能级激发态的氢原子向低能级跃迁时能辐射出6种不同频率的光，A符合题意；
B．每发生一次α衰变，中子数减少2个，每发生一次β衰变，中子数少一个，所以经过2次α衰变和2次β衰变，核内中子数减少6个，B不符合题意；
C．比结合能越大，将核子分解需要的能量越大，原子核中的核子结合得越牢固，原子核越稳定，C不符合题意；
D．额温枪测体温是因为温度不同的人体辐射的红外线强弱不同，D不符合题意；
故答案为：A。
【分析】利用排列组合可以求出辐射光的频率种数；利用质量数和电荷数守恒可以判别中子数量的变化；比结合能的大小反映原子核的稳定性；额温枪是测量人体辐射的红外线来获得温度值。
2．（2022高三上·宣城期末）某铅球运动员前后两次以不同的速度将同一个铅球从同一高度沿水平方向推出，并落在同一水平面上，不计空气阻力，则铅球在前后两次运动过程中（ ）
A．动能变化量不同 B．动量变化量不同
C．运动的时间不同 D．速度的偏转角不同
【答案】D
【知识点】平抛运动；动能定理的综合应用
【解析】【解答】A．重力做的功相同，由动能定理知，动能的变化量相同，A不符合题意；
C．铅球竖直方向做自由落体运动，根据
得运动时间
知运动时间相同，C不符合题意；
B．重力的冲量等于动量的变化量，根据
知动量的变化量相同，B不符合题意；
D．速度偏转角的正切值
初速度不同，则速度的偏转角不同，D符合题意。
故答案为：D。
【分析】由于重力做功相等结合动能定理可以判别动能变化量相等；利用竖直方向的位移公式可以判别运动时间相等；利用动量定理可以判别重力的冲量相等；利用速度的分解可以比较速度偏转角的大小。
3．（2022高一下·湘阴期末）“天问一号”探测器于2020年7月23日成功发射，由长征五号运载火箭直接送入地火转移轨道，成为一颗人造行星，与地球、火星共同绕太阳公转，并逐渐远离地球，飞向火星，其运动轨道如图所示。若地球到太阳的平均距离为1Au（天文单位） ，火星到太阳的平均距离为1. 5Au，则“天问一号”在地火转移椭圆轨道上运动的周期约为（ ）
A．0.8年 B．1.4年 C．2.2年 D．2.6年
【答案】B
【知识点】开普勒定律
【解析】【解答】“天问一号”做椭圆运动的半长轴为
根据开普勒第三定律，可得
地球公转周期为
解得
故答案为：B。
【分析】利用几何关系可以求出天问一号半长轴的大小，结合开普勒第三定律可以求出天问一号在地火转移椭圆轨道的周期大小。
4．（2022高三上·宣城期末）如图，倾角为θ的光滑斜面固定在水平面上，另有A、B两物体叠放在一起放置在斜面顶端，且B的上表面水平，A、B一起从斜面顶端由静止开始下滑，直到斜面底端，在此过程中，下列说法正确的是（ ）
A．运动中物块B对A的摩擦力方向水平向右
B．运动中物块B对A的弹力等于A的重力
C．运动中物块B对A的作用力不做功
D．运动中斜面对A、B系统的冲量为零
【答案】C
【知识点】牛顿第二定律
【解析】【解答】A．因为AB一起沿斜面加速下滑，则加速度有水平向左的分量，则运动中物块B对A的摩擦力方向水平向左，A不符合题意；
B．AB一起沿斜面加速下滑，则加速度有竖直向下的分量，则由
可知运动中物块B对A的弹力小于A的重力，B不符合题意；
C．因AB一起下滑的加速度为a=gsinθ
可知，B对A的作用力与位移垂直，则运动中物块B对A的作用力不做功，C符合题意；
D．运动中斜面对A、B系统的作用力不为零，根据I=Ft
可知，冲量不为零，D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】利用整体的牛顿第二定律可以判别物块B对A的摩擦力方向；利用整体的加速度方向结合竖直方向的牛顿第二定律可以比较B对A的弹力及A的重力大小；利用B对A的作用力方向与位移方向垂直可以判别B对A作用力不做功；利用斜面对AB的作用力不等于0可以判别冲量不等于0.
5．（2022高三上·宣城期末）一个凹形圆弧轨道ABC竖直固定放置，A、C两点连线水平，B为轨道的最低点，且B到AC连线的距离为h。质量为m的滑块从A点以初速度v0 = 沿轨道的切线方向进入轨道，运动到B点时的速度大小。已知物体与轨道的动摩擦因数处处相同，重力加速度为g，下列说法正确的是（ ）
A．从A到B，滑块所受的合外力的方向始终指向圆心
B．在B点，滑块处于失重状态
C．滑块一定会从C点滑出轨道
D．滑块一定不会从C点滑出轨道
【答案】C
【知识点】动能定理的综合应用
【解析】【解答】A．滑块从A到B，速度的大小发生变化，则滑块不是做匀速圆周运动，则滑块的合外力不指向圆心，A不符合题意；
B．在B点，滑块的加速度方向竖直向上，处于超重状态，B不符合题意；
CD．滑块从A到B，设摩檫力做功为，根据动能定理得
解得
滑块从B到C，设摩檫力做功为，由于BC段的平均速度小于AB段的平均速度，则滑块在BC段对轨道的压力小于在AB段对轨道的压力，所以滑块在BC段受到的摩擦力小于在AB段受到的摩擦力，则，在BC段根据动能定理
可得
则滑块一定会从C点滑出，D不符合题意C符合题意。
故答案为：C。
【分析】由于滑块从A到B做变速运动所以滑块合力不指向圆心；利用加速度的方向可以判别超重与失重；利用动能定理结合压力的大小可以判别摩擦力做功的大小进而判别滑块一定从C点滑出去。
二、多选题
6．（2022高三上·宣城期末）如图所示，真空中有两个等量的异种点电荷分别固定在M、N两点，O是两点电荷连线的中点，过M点作连线的垂线，以M点为圆心的圆交MN的连线于A、C，交MN的垂线于B、D，且，以下说法不正确的是（ ）
A．B点与D点的电场强度相等
B．把一试探电荷从A点沿圆弧移动到B点，电场力始终不做功
C．A点电势低于C点电势
D．一带负电的试探电荷在O点的电势能小于在A点的电势能
【答案】A,B,D
【知识点】电场强度和电场线
【解析】【解答】A．两个点电荷产生的场强在B点和D点由平行四边形合成，由对称性可知，这两点的合场强大小相等，方向不同，则B点与D点的电场强度不相等，A错误，符合题意；
C．正点电荷场源在圆周上的各点上产生了相同的正电势，负点电荷场源在各点产生了负电势，电势为标量，代数叠加后可得
C正确，不符题意；
B．圆弧AB不是等势面，而，则试探电荷从A点沿圆弧移动到B点，电场力要做功，B错误，符合题意；
D．根据等量异种电荷的电势分布有，由
而，则有带负电的试探电荷在O点的电势能大于在A点的电势能，D错误，符合题意。
故答案为：ABD。
【分析】利用场强的叠加可以判别各点电场强度的大小及方向；利用电势的叠加可以比较电势的大小；结合电势的大小及电性可以判别电场力做功及电势能的大小。
7．（2022高三上·宣城期末）在如图所示的电路中，变压器为理想变压器电压表、电流表均为理想电表，给电路输入端通以正弦交流电，a、b、c三个灯泡均正常发光。灯泡a上标有“9V 3W”字样，a、c两个灯泡完全相同，变压器原、副线圈的匝数之比为3：1，则（ ）
A．电流表的示数为 B．灯泡b的额定功率为9W
C．电压表的示数为27V D．电路输入端的输入电压为36V
【答案】C,D
【知识点】变压器原理
【解析】【解答】A．灯泡a上标有“9V 3W”字样，a、c两个灯泡完全相同，则正常发光的电流为
则变压器的原线圈的电流为
根据理想变压器的电流比等于匝数的反比，有
根据并联分流原理，可得电流表的示数为
A不符合题意；
B．灯泡b的额定功率为
B不符合题意；
C．电压表的示数为
C符合题意；
D．电路输入端的输入电压为
D符合题意；
故答案为：CD。
【分析】利用电功率的表达式可以求出通过灯泡电流的大小，结合匝数之比可以求出副线圈电流的大小，结合并联回路的电流特点可以求出通过电流表的电流大小；利用电功率的表达式可以求出灯泡b电功率的大小；利用匝数之比可以求出电压表的读数；利用分压关系可以求出电路输入端的电压大小。
8．（2022高三上·宣城期末）光滑平行不计内阻的U形导轨相距为L，倾角为，一阻值为R、长为L、质量为m的导体棒在距导轨底端L处。空间内存在方向竖直向上的变化磁场，大小满足B=B0+kt（k>0），现在导体棒上加一沿斜面向上的力，使导体棒始终保持静止，则（ ）
A．t时刻的穿过导轨与导体棒回路的磁通量L2（B0+kt）
B．0～t时间内通过导体横截面的电量
C．t时刻的的外力
D．t时刻导体棒L上电动势的大小为2kL2 cosθ
【答案】B,C
【知识点】法拉第电磁感应定律
【解析】【解答】A．磁感线竖直向上，根据磁通量的定义可知，t时刻的穿过导轨与导体棒回路的磁通量为
A不符合题意；
BD.0～t时间内产生的电动势恒定，为
则0～t时间内通过导体横截面的电量为
B符合题意，D不符合题意；
C．导体棒始终保持静止，则受力平衡，有
解得
C符合题意；
故答案为：BC。
【分析】利用磁通量的表达式可以求出通过回路磁通量的大小；利用法拉第电磁感应定律结合电流的定义式可以求出电荷量的大小；利用导体棒的平衡方程可以求出外力的大小。
9．（2022高三上·宣城期末）下列说法中正确的是（ ）
A．高原地区水的沸点较低，这是高原地区温度较低的缘故
B．空调制冷说明热量可以自发地由低温物体传递给高温物体
C．自然界一切进行的涉及热现象的宏观过程都具有方向性，都是不可逆的
D．液体中悬浮微粒的布朗运动是液体分子对它的撞击作用不平衡所引起的
E．两个分子的间距从极近逐渐增大到10r。的过程中，它们的分子势能先减小后增大
【答案】C,D,E
【知识点】布朗运动；热力学第二定律
【解析】【解答】A．高原地区水的沸点较低，这是高原地区大气压强较低的缘故，A不符合题意；
B．空调制冷过程中消耗了电能，说明热量不可以自发地由低温物体传递给高温物体，B不符合题意；
C．自然界一切进行的涉及热现象的宏观过程都具有方向性，都是不可逆的，C符合题意；
D．液体中悬浮微粒的布朗运动是液体分子对它的撞击作用不平衡所引起的，D符合题意；
E．两个分子的间距从极近逐渐增大到r0的过程中，它们的分子势能先减小，从r0到10r0的过程中，分子势能增大，E符合题意。
故答案为：CDE。
【分析】高原地区的沸点比较低是由于高原地区压强比较低的原因；空调工作的过程中使用了电机所以不属于自发过程；液体中悬浮颗粒的无规则运动是由于液体分子对颗粒的撞击作用不平衡所导致。
10．（2022高三上·宣城期末）A、B两点为x轴上的两个振源，A点为坐标原点， B点为坐标轴上x =5m处的点。t=0时刻A、B连线之间的波形图如图所示，已知振源A、B的振幅均为10cm，振动周期T均为0. 2s，则下列说法中正确的是（ ）
A．A、B两振源形成的两列波的传播方向相同
B．A、B两振源形成的两列波的传播速度均为10m/s
C．t=0时刻，x=4.75m处的质点向下振动
D．t=0.05s时，x =2.5m处的质点开始向上振动
E．在0~0.1s的时间内，x = 1m处的质点运动的路程等于20cm
【答案】B,C,E
【知识点】横波的图象
【解析】【解答】A．根据两列波在t=0时刻波形图可知，振源为A的波沿x轴正向传播，振源为B的波沿x轴负向传播，A不符合题意；
B．由波形图可读出波长为，则两列波的传播速度为
B符合题意；
C．振源为B的波沿x轴负向传播，根据同侧法可知t=0时刻，x=4.75m处的质点向下振动，C符合题意；
D．t=0.05s，波形传播的距离为
则两列波刚好传播到x =2.5m处，而振源为A的波向上起振，振源为B的波向下起振，则x =2.5m处的质点不振动，D不符合题意；
E．时间为
则x = 1m处的质点运动的路程等于，E符合题意；
故答案为：BCE。
【分析】利用波形图可以判别波传播的方向；利用波长和周期的大小可以求出波速的大小；利用波的传播方向可以判别质点的速度方向；利用波的叠加可以判别质点的速度方向；利用运动的时间结合振幅可以求出质点运动的路程。
三、实验题
11．（2022高三上·宣城期末）物理学中有一些经典实验，通过巧妙的设计，使用简陋的器材揭示了深刻的物理本质。伽利略的斜面实验揭示了匀变速直线运动规律。某同学用现代实验器材改进伽利略的经典斜面实验。如图甲所示，他让一小球从固定斜面顶端O处静止释放，小球经过A处到达斜面底端B处，通过A、B两处安装传感器测出。A、B间的距离x及小球在AB段运动的时间t。改变A点及A处传感器的位置，重复多次实验，计算机作出图像如图乙所示。
（1）小球运动到斜面底端时速度大小为 ；
（2）小球在斜面上运动的加速度大小为 ；
（3）小球在斜面上运动的平均速度 。
【答案】（1）6m/s
（2）6m/s2
（3）3m/s
【知识点】探究小车速度随时间变化的规律
【解析】【解答】（1）由匀变速运动规律有
可得
由图乙知，小球运动到斜面底端时速度大小为
（2）由
可得小球在斜面上运动的加速度大小为
（3）小球在斜面上运动的平均速度为
【分析】利用匀变速的位移公式结合速度公式可以求出小球运动到底端速度的大小；
（2）利用图像斜率可以求出加速度的大小；
（3）利用初末速度的平均值可以求出平均速度的大小。
12．（2022高三上·宣城期末）某学习小组进行精确测量电阻Rx的阻值的实验，有下列器材供选用。
A．待测电阻Rx（约300Ω）
B．电压表V（3V，内阻约3kΩ）
C．电流表A1（10mA，内阻约10Ω）
D．电流表A2（20mA，内阻约5Ω）
E．滑动变阻器R1（0～20Ω，额定电流2A）
F．滑动变阻器R2（0～2000Ω，额定电流0.5A）
G．直流电源E（3V，内阻约1Ω）
H．开关、导线若干
（1）甲同学根据以上器材设计了用伏安法测量电阻的电路，并能满足Rx两端电压从零开始变化并进行多次测量。则电流表应选择 （填“A1”或“A2”）；滑动变阻器应选择 （填“R1”或“R2”）；请在虚线框中帮甲同学画出实验电路原理图 。
（2）乙同学经过反复思考，利用所给器材设计出了如图所示的测量电路，具体操作如下：
①按图连接好实验电路，闭合开关S1前调节滑动变阻器R1、R2的滑片至适当位置；
②闭合开关S1，断开开关S2，调节滑动变阻器R1、R2的滑片，使电流表A1的示数恰好为电流表A2的示数的一半；
③闭合开关S2并保持滑动变阻器R2的滑片位置不变，读出电压表V和电流表A1的示数，分别记为U、I；
④待测电阻的阻值Rx= ，比较甲、乙两同学测量电阻Rx的方法，你认为哪个同学的方法更有利于减小系统误差？ （填“甲”或“乙”）同学的。
【答案】（1）A1；R1；
（2）；乙
【知识点】电阻的测量
【解析】【解答】(1)由题意得，流过待测电阻的最大电流约为
所以电流表选用A1。
实验要求Rx两端电压从零开始变化并进行多次测量，则滑动变阻器有采用分压式接法，即滑动变阻器选用相对Rx较小的R1。
待测电阻阻值约为电压表内阻的，待测电阻阻值约为电流表内阻的30倍，所以相对来说电流表的分压影响较小，则测量电路采用电流表的内接法，所以实验电路如图。
(2)闭合开关S1，断开开关S2，调节滑动变阻器R1、R2的滑片，使电流表A1的示数恰好为电流表A2的示数的一半，则待测电阻的阻值等于电流表A1的内阻与滑动变阻器R2连入电路的阻值之和。闭合开关S2（将电流表A2短路）并保持滑动变阻器R2的滑片位置不变，读出电压表V和电流表A1的示数，分别记为U、I，则可计算出电流表A1的内阻与滑动变阻器R2连入电路的阻值之和。综上
方案乙采用了等效法测电阻，方案甲中由于电流表的分压会造成系统误差，所以乙同学的方法更有利于减小系统误差。
【分析】（1）利用欧姆定律可以判别电流表的选择，滑动变阻器使用分压式接法使用小阻值；由于待测电阻比较小所以电流表使用内接法；
（2）利用等效法结合欧姆定律可以求出待测电阻的阻值；乙电路图排除了电流表的分压作用。
四、解答题
13．（2022高三上·宣城期末）如图所示，在xOy直角坐标系中，第一象限存在沿y轴负方向的匀强电场，电场强度为E；第二象限某区域存在方向垂直xOy平面向外，面积最小的半圆形匀强磁场（图中未画出） ，磁感应强度大小为B；一重力不计的带正电粒子，沿与x轴正方向成θ =60°角的方向，以速度v0从点M（ -d，0）垂直射入磁场，接着恰好以垂直y轴的速度从y轴上的N点（图中未画出）穿出磁场进入电场区域，最终带电粒子从x轴上P点射出电场区域。求： 。
（1）该粒子的比荷；
（2）第二象限半圆形磁场区域的面积；
（3）该粒子从M点运动到P点的总时间。
【答案】（1）解：由几何关系得R
由洛伦兹力提供向心力得qv0B
联立得到
（2）解：设MN之间距离为L，所以L＝R
则最小的半圆是以MN为直径的，所以最小面积S
（3）解：设ON之间的距离为h，则h＝R-Rcos60°
从N到P粒子做类平抛运动，设时间为t2，则有h
那么得时间t2
在第二象限运动时间为t1，则
所以总时间t＝t1+t2
【知识点】带电粒子在匀强磁场中的运动
【解析】【分析】（1）粒子在磁场中运动，利用几何关系可以求出轨道半径的大小，结合牛顿第二定律可以求出比荷的大小；
（2）已知轨迹半径的大小，利用几何关系结合面积公式可以求出最小的磁场区域面积；
（3）当粒子在第一象限做类平抛运动，利用位移公式可以求出运动的时间，粒子在第二象限做匀速圆周运动，利用轨迹所对圆心角结合运动的周期可以求出运动的时间。
14．（2022高三上·宣城期末）如图所示，倾角为θ＝30°的斜面体固定在水平地面上，其左端高度h＝6.0m，一薄木板B置于斜面顶端，恰好能静止，下端连接一根自然长度L0＝1.1m的轻弹簧，木板B总质量m＝1kg，总长度L＝6.5m。有一个质量为M＝3kg的小物块A以沿斜面向下大小为8.0m/s的速度滑上木板B，A、B之间的动摩擦因数，木板B下滑到斜面底端碰到挡板后立刻停下，物块A最后恰好没有脱离弹簧，且弹簧一直处于弹性限度内，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取重力加速度g＝10m/s2，不计空气阻力。求：
（1）斜面体与木板B的动摩擦因数μ0；
（2）木板B与挡板碰撞前的瞬间的速度大小；
（3）弹簧被压缩到最短时的弹性势能Ep。
【答案】（1）解：木板恰静止在斜面上，木板在斜面方向上受力平衡，由
得
（2）解：物块A在木板上滑行，对A有 ①
代入数据得
方向沿斜面向上，以木板B为②
代入数据得
方向沿斜面向下，假设A与木板达到时A还没有压缩弹簧且木板还没有到达底端，有③
此过程中A的位移④
B的位移⑤
联立①~⑤得，，，
A在B上滑行的距离为
说明以上假设成立。共速后，由于
A与木板B匀速下滑，直到木板与底端挡板碰撞；木板B与挡板碰前的速度为6m/s。
（3）解：木板与挡板碰后停下，此后A做匀减速，设接触弹簧时A的速度为，有⑥
设弹簧最大压缩量为，A从开始压缩弹簧到刚好回到原长过程有⑦
A从开始压缩弹簧到弹簧最短过程有⑧
联立⑥~⑧
故弹簧被压缩到最短时的弹性势能为31.25J。
【知识点】匀变速直线运动基本公式应用；牛顿第二定律
【解析】【分析】（1）当木板静止时，利用平衡方程可以求出动摩擦因数的大小；
（2）当物块在木板上滑行，利用牛顿第二定律可以求出木板和木块加速度的大小，结合速度公式可以求出共速的时间，利用位移公式可以求出共速时A在B上滑行的距离，接下来A和B做匀速运动；
（3）木板停下后，物块做匀减速直线运动，利用速度位移公式可以求出刚与弹簧接触的速度大小，结合能量守恒定律可以求出最大的弹性势能大小。
15．（2022高三上·宣城期末）如图所示，一端封闭、一端开口且粗细均匀的直角细玻璃管，在直角处用一段水银柱封闭了一定质量的空气，开始时，封闭端处于竖直状态·直角处水银柱的竖直部分与水平部分长度均为h=10cm。开口端空气柱的长度h=10cm。保持温度不变。以玻璃管的封闭端为转轴。将玻璃管在竖直平面内沿顺时针方向缓慢转。管内水根柱恰好到达开口端。已知大气压强为p=76cmHg。封闭端空气柱的初始温度T=27℃。求：
（1）封闭端空气柱的长度L；
（2）若保持封闭端处于竖直状态，加热封闭端空气，当管内水根柱恰好到达开口端时，此时管内空气柱的温度t（结果保留一位小数）。
【答案】（1）解：设细玻璃管的横截面积为S，开始时管内封闭端气体压强为
旋转后封闭端气体压强为
由玻意耳定律有
代入数据解得
（2）解：开始时封闭端气体温度
加热后气体的温度为
由理想气体状态方程得
代入数据解得
【知识点】理想气体与理想气体的状态方程
【解析】【分析】（1）当液体柱静止时，利用液面高度差可以求出气体的压强，结合理想气体的状态方程可以求出空气柱的长度；
（2）当水银柱处于开口端处时，利用理想气体的状态方程可以求出空气柱的温度。
16．（2022高三上·宣城期末）频率不同的两束单色光1和2以相同的入射角=60°从同一点射入厚度为d的矩形玻璃砖上，单色光1、2在玻璃砖中折射角分别为30°和45°，光路如图所示（不计多次反射）。已知两束单色光在空气中的传播速度均为c。求：
（i）单色光1在玻璃砖中的传播速度；
（ii）单色光1与2在玻璃砖中运动的时间之比。
【答案】解：(i)设单色光1、2在玻璃砖中折射角分别为，，由折射率公式可得
解得
单色光1、2在玻璃砖中的传播速度分别为和。
(ii)由几何关系可得单色光1、2在玻璃砖中的路程分别为
解得单色光1与2在玻璃砖中运动的时间之比为
【知识点】光的折射及折射定律
【解析】【分析】（1）已知折射角的大小，结合折射定律可以求出光相对于介质的折射率大小，利用折射率的大小可以求出光传播的速度；
（2）光在玻璃砖中传播，利用几何关系可以求出传播的路程，结合传播的速度可以求出传播时间之比。
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