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广东省汕尾市2022届高三上学期物理期末调研试卷
一、单选题
1．（2022高三上·汕尾期末）2021年4月，日本政府不计后果决定将福岛核废水排放入海，核废水即使经处理，还是含有氚、锶-90、铯-137、碘-129等放射性元素。其中半衰期为30年，它能通过衰变变为新核，用X表示其元素符号，下列有关说法正确的是（ ）
A．锶发生衰变的衰变方程为
B．10个锶核发生衰变时，经过30年，一定还有5个锶核未发生衰变
C．锶发生衰变时，产生的射线比a射线穿透本领弱
D．新核X的比结合能比小
2．（2022高三上·汕尾期末）研究自由落体运动时，描绘出的图像如图所示，则（ ）
A．纵轴为加速度、横轴为运动的时间
B．纵轴为速度、横轴为运动的时间
C．纵轴为下落的物体的动量变化率、横轴为下落的高度
D．纵轴为速度、横轴为下落的高度
3．（2022高三上·汕尾期末）新疆是我国最大的产棉区，在新疆超出棉田都是通过机械自动化采收，自动采棉机能够在采摘棉花的同时将棉花打包成圆柱形棉包，通过采棉机后侧可以旋转的支架平稳将其放下，放下棉包的过程可以简化为如图所示模型，质量为m的棉包放在“V”型挡板上，两板间夹角为固定不变，“V”型挡板可绕P轴在竖直面内转动。在使板逆时针缓慢转动的过程中，忽略“V”型挡板对棉包的摩擦力，下列说法正确的是（ ）
A．如图板水平时，棉包受到二个力的作用
B．当板转过，板水平时，棉包受到三个力的作用
C．当板转过时、棉包对板和板的作用力大小不相等
D．在转动过程中棉包对板的压力不变
4．（2019高一下·台州期中）某卡车在公路上与路旁障碍物相撞。处理事故的警察在泥地中发现了一个小的金属物体，经判断，它是相撞瞬间车顶上一个松脱的零件被抛出而陷在泥里的。为了判断卡车是否超速，需要测量的量是（ ）
A．车的长度，车的重量
B．车的高度．车的重量
C．车的长度，零件脱落点与陷落点的水平距离
D．车的高度，零件脱落点与陷落点的水平距离
5．（2022高三上·汕尾期末）2020年春新冠肺炎疫情在全世界各地爆发蔓延，口罩需求量大量增加，某汽车厂决定改建生产线转产口罩，原生产线工作电压为，而口罩机工作电压为。现在需要变压器来进行降压，若变压器原线圈匝数为3800匝，则副线圈匝数为（ ）
A．110 B．220 C．1100 D．2200
6．（2022高三上·汕尾期末）2021年4月29日、中国“天宫”空间站“天和核心舱”在海南文昌发射场发射升空，并准确进入预定轨道，意味着我国载人航天工程空间站组装建设进入了新的阶段。已知“天和核心舱”在离地球表面h高处的轨道上做周期为T的匀速圆周运动，地球表面的重力加速度为g，引力常量为G，忽略地球的自转，下列判断正确的是（ ）
A．“天和核心舱”运动速度大于第一宇宙速度
B．“天和核心舱”运动速度小于第一宇宙速度
C．利用以上数据不能求出“天和核心舱”在轨飞行的速度
D．利用以上数据不能求出地球的半径
7．（2022高三上·汕尾期末）2020年2月，新冠疫情期间，中国科学家通过冷冻电镜捕捉到新冠病毒表面S蛋白与人体细胞表面蛋白的结合过程，首次揭开了新冠病毒入侵人体的神秘面纱，电子显微镜是冷冻电镜中的关键部分，其中一种电子透镜的电场分布如图所示，虚线为等差等势面，一电子在其中运动的轨迹如图中实线所示，a，b是轨迹上的两点，则（ ）
A．a点的电场强度方向与b点的电场强度方向一致
B．电子在b点的所受电场力方向向左
C．b点电场强度的方向水平向左
D．a点的电势等于b点的电势
二、多选题
8．（2022高三上·汕尾期末）新一代标准高速动车组“复兴号”是中国自主研发、具有完全知识产权的新一代高速列车，它集成了大量现代高新技术，牵引、制动、网络、转向架、轮轴等关键技术实现重要突破，是中国科技创新的又一重大成果。一列质量为m的复兴号动车，初速度为，以恒定功率P在平直轨道上运动，经时间t达到该功率下的最大速度，设动车行驶过程所受到的阻力f保持不变动车在时间t内（ ）
A．做匀加速直线运动 B．加速度逐渐增大
C．牵引力的功率 D．合力做功
9．（2022高三上·汕尾期末）我国在超导材料及其应用领域总体上处于国际先进行列，基本掌握了各种应用化制备技术，在多个应用方面取得了良好的进展。超导是指某些物质在一定温度条件下电阻降为零的性质。如图所示，由某超导材料制成的圆形线圈放在绝缘水平面上，在其圆心正上方某一高度处，在外力作用下将小磁铁向下移动到P点后，撤去外力，小磁铁刚好能静止不动线圈可视为超导线圈，电阻为零则在小磁铁向下移动过程中（ ）
A．从上往下看，线圈中将产生逆时针方向的感应电流
B．线圈对桌面的压力大于线圈本身的重力
C．小磁铁静止在P点时，由于没有磁通量变化，所以线圈中电流为零
D．小磁铁减小的重力势能等于线圈中产生的电能
10．（2022高三上·汕尾期末）一质量为的物块在长的斜面顶端从静止开始沿斜面下滑，经过到达斜面底端，其重力势能随下滑距离s的变化如图所示，重力加速度取。则（ ）
A．物块下滑时加速度的大小为
B．由题给条件不能求出物块与斜面间的动摩擦因数
C．物块下滑过程中机械能守恒
D．物块下滑过程中机械能不守恒
三、实验题
11．（2022高三上·汕尾期末）如图甲所示为探究牛顿第二定律的实验装置示意图，图中打点计时器使用的电源为的交流电源，在小车质量未知的情况下，通过改变桶中沙的多少来探究在小车质量一定的条件下，小车的加速度与合外力的关系。
（1）平衡小车所受的摩擦力：取下装沙的桶，调整木板右端的高度，用手轻拨小车，直到打点计时器在纸带上打出一系列间距 的点。
（2）实验中打出的其中一条纸带如图乙所示，每5个点标记一个计数点，标记结果如图所示，A、B、C、D为连续选择的计数点，相邻计数点时间间隔 s；读出纸带上A、B计数点间距 ，C、D计数点间距 ；利用字母T、、表达出小车的加速度的计算式 。
（3）以沙和桶的总重力F为横坐标，小车的加速度a为纵坐标，作出图像如图丙所示，则小车的质量为 。
12．（2022高三上·汕尾期末）
（1）某次测量康铜丝的直径时螺旋测微器的示数如图甲所示，可知此次测得康铜丝的直径为 mm。图乙是测量康铜丝电阻的原理图，利用该电路图测出的电阻值比真实值 （选填“偏大”或“偏小”）。
（2）在测量阻值较大的某电阻的实验中，为了减小实验误差，并要求在实验中获得较大的电压调节范围，在测量其电阻时应选择的电路是____。
A． B．
C． D．
（3）现用指针式多用电表的欧姆挡去测量某个二极管的正向电阻。实验前将多用电表调至“”挡，将红、黑表笔短接，调节旋钮，使指针指在 （选填“电流表盘的零刻度处”或“电阻表盘的零刻度处”）；连接电路，并将黑表笔接二极管的 （选填“正极”或“负极”）。
（4）用伏安法测量—阻值较小的干电池的电池电动势和内阻，实验电路图应选择图 （选填“甲”或“乙”）。根据实验中电流表和电压表的示数得到了如图丙所示的图像，则干电池的电动势 V，内阻 。
四、解答题
13．（2022高三上·汕尾期末）如图所示，质量的光滑斜面体静止在光滑的水平面上，斜面与水平面通过一小段圆弧平滑连接。质量的物体静止于水平面上的D点，D、B两点间的距离。现给物体施加一水平向右的恒力，物体运动至B点时撤去该恒力，物体恰好能运动到斜面体的最高点。取重力加速度大小。
（1）求物体到达B点时的速度大小和物体从D点运动到B点的时间；
（2）求斜面体的高度；
14．（2022高三上·汕尾期末）如图所示，在左侧有相距为d的水平放置的平行金属板，两板带等量异种电荷，在右侧存在与相切且垂直于纸面的圆形匀强磁场区域（图中未画出）。现有一带电粒子以初速度沿两板中央射入，并恰好从下极板边缘射出，粒子射出电场时速度方向与竖直方向的夹角为，粒子出电场后先匀速运动一段时间，后又经过在圆形有界磁场中的偏转，最终垂直于从A点出磁场向左水平射出，已知A点在下极板右边缘正下方，与下极板右端的距离为d。不计带电粒子重力，求：
（1）粒子射出电场时的速度大小和平行金属板的长度；
（2）画出粒子运动轨迹求粒子在磁场中运动的时间。
15．（2022高三上·汕尾期末）如图甲所示为某品牌的可加热饭盒，饭盒盖密封性良好且饭盒盖上有一排气口，饭盒内部横截面积为S，质量、厚度均不计的饭盒盖与玻璃饭盒底部之间封闭了一定质量的理想气体，饭盒盖与玻璃饭盒底部之间的距离为L且饭盒盖固定不动，可以将其看成是一导热性能良好的汽缸，如图乙所示。气体的初始温度为，初始压强为大气压强，已知大气压强为，重力加速度取。现缓慢加热饭盒使其内部气体温度达到360K。求此时封闭气体的压强。
16．（2022高三上·汕尾期末）如图所示，横截面为直角三角形的玻璃砖。其中，边长为L。一束单色光从边的中点D垂直射入玻璃砖，恰好在面发生全反射，最后从边上的F点（图中未标出）射出玻璃砖。作出光路图并求出玻璃砖的折射率n。
五、填空题
17．（2022高三上·汕尾期末）严寒的冬天，“泼水成冰”。洒向空中的热水迅速降温并结冰。热水在降温过程中，水分子热运动的平均动能 ；一定质量的0℃水变成0℃冰的过程中，内能 ，分子平均间距 。（均选填“增大”、“减小”或“不变”）
18．（2022高三上·汕尾期末）简谐横波某时刻的波形如图所示，P为介质中的一个质点，波沿x轴的正方向传播。质点P此时刻的速度沿y轴 （选填“正方向”或“负方向”）再过半个周期时，质点P的位移为 （选填“正值”或“负值”）。
答案解析部分
1．【答案】A
【知识点】原子核的人工转变
【解析】【解答】A．根据质量数和电荷数守恒可判断出锶发生衰变的衰变方程为，A符合题意；
B．半衰期对应的是大量原子核衰变的统计规律，对于少量的原子核不成立，B不符合题意；
C．产生的射线比射线穿透本领强，C不符合题意；
D．反应过程中释放核能，新核X更稳定，比结合能更大，D不符合题意。
故答案为：A。
【分析】利用质量数和电荷数守恒可以写出对应的核反应方程；半衰期对少量原子核不成立；射线的穿透性最强；衰变反应新核比结合能大更加稳定。
2．【答案】B
【知识点】自由落体运动
【解析】【解答】A．物体自由下落，加速度不变，A不符合题意；
B．由速度公式
可知v与时间t成正比，B符合题意；
C．据动量定理可得
因此
动量变化率不变，C不符合题意；
D．由
可知速度的平方与h成正比，D不符合题意。
故答案为：B。
【分析】物体做自由落体运动则加速度保持不变；自由落体运动的物体速度与时间成正比；利用动量定理可以判别动量变化率保持不变；利用速度位移公式可以判别速度与高度的关系。
3．【答案】A
【知识点】共点力平衡条件的应用
【解析】【解答】AB．板水平时或板水平时棉包都只受到二个力作用，A符合题意，B不符合题意；
C．当板转过时，此时两板与水平方向夹角相等，由对称性知，棉包对板和板的作用力大小相等，C不符合题意；
D．在转动过程中棉包对板的压力减小，D不符合题意。
故答案为：A。
【分析】当BP板或AP板水平时棉包受到两个力的作用；利用对称性结合平衡条件可以比较棉包对板作用力的大小；利用平衡条件可以判别棉包对板的压力大小变化。
4．【答案】D
【知识点】平抛运动
【解析】【解答】零件被抛出做平抛运动，且平抛运动的初速度等于卡车原来的速度，则 ，
，解得： ，要测量卡车原来的速度，只要测出零件平抛运动的初速度，由上知，需要测量的量是车的高度h，零件脱落点与陷落点的水平距离x，D符合题意。
故答案为：D
【分析】利用平抛运动的初速度为卡车的速度，结合位移公式可以求出卡车的速度大小。
5．【答案】D
【知识点】变压器原理
【解析】【解答】根据
解得。
故答案为：D。
【分析】利用输入电压和输出电压的大小结合电压与匝数之比的关系可以求出副线圈匝数的大小。
6．【答案】B
【知识点】万有引力定律及其应用
【解析】【解答】AB．对卫星由
得
可见，r越大，v越小，第一宇宙速度对应的是近地卫星的速度，“天和核心舱”运动速度应小于第一宇宙速度，B符合题意，A不符合题意；
CD．对天和号有
对地面上的物体
由以上两式可求出地球半径R， 再利用
可求“天和核心舱”在轨飞行的速度，CD不符合题意。
故答案为：B。
【分析】利用引力提供向心力可以比较线速度的大小；利用引力提供向心力结合引力形成重力可以求出地球半径的大小。
7．【答案】C
【知识点】电势差、电势、电势能
【解析】【解答】A．电场线垂直等势面，过a、b两点的等势面不平行，a、b点的电场强度方向不同，A不符合题意；
BC．电子在b点的所受电场力指向轨迹凹侧，还应与电场线上在该点的切线重合，应是水平向右，电场线方向水平向左，B不符合题意，C符合题意；
D．根据电场线垂直等势面，大致画出电场线方向应向左，a点的电势大于b点的电势，故 D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】利用等势面的方向可以比较电场强度的方向；利用等势面垂直方向结合轨迹的弯曲方向可以判别电子电场力方向，利用电场力方向可以判别电场强度的方向，利用电场线方向可以比较电势的高低。
8．【答案】C,D
【知识点】瞬时功率与平均功率；牛顿第二定律
【解析】【解答】AB．动车的功率恒定，根据
可知动车的牵引力减小，根据牛顿第二定律得
可知动车的加速度减小，所以动车做加速度减小的加速运动，AB不符合题意；
C．当加速度为0时，牵引力等于阻力，则牵引力功率为
C符合题意；
D．根据动能定理得合力做的功为
D符合题意。
故答案为：CD。
【分析】利用额定功率的表达式结合牛顿第二定律可以判别动车加速度的大小变化；当加速度等于0时，牵引力等于阻力，利用阻力和最大速度的乘积可以求出额定功率的大小；利用动能定理可以求出合力做功的大小。
9．【答案】A,B
【知识点】能量守恒定律；楞次定律
【解析】【解答】A.小磁铁向下移动线圈中向下的磁通量在增加，由楞次定律，增反减同可知，产生的感应磁场向上，从上往下看，由安培定则可知，线圈中将产生逆时针方向的感应电流，A符合题意；
B.小磁铁向下移动，线圈阻碍小磁铁向下运动，故线圈给小磁铁的力向上，由牛顿第三定律可知，小磁铁给线圈的力向下，故线圈对桌面的压力大于线圈本身的重力，B符合题意；
C.小磁铁静止在P点时，小磁铁静止，虽然此时没有感应电流产生，但由于线圈是超导材料做成，原来产生的电流没有消失，线圈产生的磁场给小磁铁一个向上的力，所以线圈静止，C不符合题意；
D.由于有外力做功，故小磁铁减小的重力势能不等于线圈中产生的电能，D不符合题意。
故答案为：AB。
【分析】利用磁通量的变化结合楞次定律可以判别感应电流的方向；利用楞次定律可以判别安培力的方向，结合安培力的方向可以比较线圈对桌面压力及本身重力的大小；当磁铁静止时，由于线圈为超导材料制成，所以线圈中仍有电流的存在；由于外力做功所以重力势能的减少量不会等于线圈产生的电能。
10．【答案】A,D
【知识点】动能与重力势能；牛顿第二定律
【解析】【解答】A．由题意可得
则可求得
A符合题意；
B．由图像知，斜面的底部重力势能为零，物体在顶部重力势能
可计算出
则
由牛顿第二定律
可得
可计算出
B不符合题意；
CD．斜面对物块有摩擦力，所以机械能不守恒，C不符合题意，D符合题意。
故答案为：AD。
【分析】利用位移公式可以求出加速度的大小；利用重力势能的表达式可以求出下落的高度；结合牛顿第二定律可以求出动摩擦因数的大小；由于摩擦力对物块做功所以机械能不守恒。
11．【答案】（1）相等
（2）0.1；1.40；2.40；
（3）0.5
【知识点】牛顿第二定律
【解析】【解答】(1)平衡摩擦力成功的标准是小车可以做匀速运动，即打点计时器在纸带上打出的相邻两点的间距相等；
(2)因为所用交流电的频率是50Hz，所以相邻两计数点之间的时间间隔为
由图可读出A、B计数点间距
C、D计数点间距
由加速度定义是
可得小车的加速度计算式为
(3)由牛顿第二定律可得
整理可得
由图丙可知
解得小车的质量为
【分析】（1）小车平衡摩擦力后纸带上打出的点间距相等；
（2）利用打点周期的大小可以求出两个计数点之间的时间；利用刻度尺的分度值可以求出对应的距离；利用速度公式可以求出加速度的大小；
（3）利用牛顿第二定律结合图像斜率可以求出小车质量的大小。
12．【答案】（1）1.880；偏小
（2）B
（3）电阻表盘的零刻度处；正极
（4）乙；1.5；1.0
【知识点】电阻的测量
【解析】【解答】（1）螺旋测微器的固定刻度读数为，可动刻度读数为，所以康铜丝的直径为；
题图乙中电流表采用了外接法，电压值是真实的，由于电压表的分流，电流值偏大，根据得测出的电阻值偏小。
（2）待测电阻值较大，在用伏安法测电阻时应该用电流表内接法，题干中要求实验中获得较大的电压调节范围，故滑动变阻器要采用分压接法，B符合题意。
（3）在进行欧姆调零时，应将红黑表笔短接，调节欧姆调零旋钮，使指针指到电阻的零刻度处；
根据多用表原理可知多用电表内部电源的正极与黑表笔接触，所以将黑表笔接二极管的正极。
（4）选用甲电路图，测量值为电池阻值与电流表阻值串联值；选用乙电路，测量值为电池阻值与电压表阻值并联值。因为电池内阻较小，所以选用乙电路误差较小；
由方程，知图像纵轴截距表示电动势，图线斜率绝对值表示内阻，故，。
【分析】（1）利用螺旋测微器的可动刻度和固定刻度可以读出对应的读数；由于电流表外接法，导致测量的电流偏大，结合欧姆定律可以求出电阻的测量值偏小；
（2）由于待测电阻较大所以电流表应该使用内接法，由于电压变化范围要求比较大，所以滑动变阻器使用分压式接法；
（3）在测量二极管电阻时，应该进行欧姆调零，使指针指在电阻为0的位置；利用红进黑出可以判别黑表接二极管的正极；
（4）由于干电池内阻小所以应该使用电流表相对电源外接，利用图像斜率和截距可以求出内阻和电动势的大小。
13．【答案】（1）解：设物体到达B点时的速度大小为，物体从D点运动到B点过程中，由动能定理有
解得
设物体从D点运动到B点的时间为t
解得
（2）解：物体在斜面上滑行时，物体与斜面体组成的系统在水平方向动量守恒，当物体运动到斜面体的最高点时，二者达到共同速度v，由动量守恒和系统机械能守恒
解得，
【知识点】牛顿第二定律；动能定理的综合应用
【解析】【分析】（1）物体从D到达B点时，利用动能定理可以求出到达B点速度的大小，结合速度公式及牛顿第二定律可以求出物体运动的时间；
（2）当物体在斜面上运动，利用动量守恒定律结合能量守恒定律可以求出斜面体的高度。
14．【答案】（1）解：粒子在两板间做类平抛运动，水平方向做匀速运动，竖直方向做匀加速运动，则射出电场时的速度
由类平抛运动的规律可得
解得
（2）解：如下图
根据几何关系
可得
有几何关系可知粒子进入磁场，偏转到达A点，在磁场中运动时间为
【知识点】带电粒子在电场中的偏转
【解析】【分析】（1）粒子在电场中做类平抛运动，利用位移公式结合速度的分解可以求出粒子射出电场的读书的及平行金属板的长度；
（2）画出粒子运动的轨迹，利用几何关系可以求出轨道半径的大小，结合周期和轨迹所对圆心角的大小可以求出粒子在磁场中运动的时间。
15．【答案】解：加热饭盒时，玻璃饭盒内气体体积不变，由查理定律有
解得
【知识点】理想气体与理想气体的状态方程
【解析】【分析】加热饭盒时，气体体积不变，利用理想气体的状态方程可以求出气体的压强大小。
16．【答案】解：根据题意，作出光路图如图所示
由几何关系可知，光在面上的入射角，由于光在面恰好发生全反射，故临界角
玻璃砖的折射率
解得
【知识点】光的折射及折射定律
【解析】【分析】画出光折射的路线，利用几何关系可以求出临界角的大小，结合折射定律可以求出折射率的大小。
17．【答案】减小；减小；增大
【知识点】热力学第一定律（能量守恒定律）
【解析】【解答】温度是分子平均动能的标志，热水在降温过程中，水分子热运动的平均动能减小；
0℃水变成0℃冰的过程是凝固过程，凝固放热，所以水放出热量，温度不变，内能减小； 0℃水变成0℃冰的过程中，体积要变大，则分子平均间距增大。
【分析】当热水降温时温度降低则水分子的平均动能减小；当水凝固过程时温度不变平均动能不变，水放出热量则内能减小；体积变大则分子平均距离增大。
18．【答案】正方向；负值
【知识点】横波的图象
【解析】【解答】波沿x轴正方向传播，波形向右平移，可知P点正沿y轴正方向运动；
再过半个周期时，P点运动到关于x轴对称的位置，位移为负值。
【分析】已知波的传播方向可以判别P质点的速度方向；利用运动的时间可以判别质点的位置及位移的大小。
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广东省汕尾市2022届高三上学期物理期末调研试卷
一、单选题
1．（2022高三上·汕尾期末）2021年4月，日本政府不计后果决定将福岛核废水排放入海，核废水即使经处理，还是含有氚、锶-90、铯-137、碘-129等放射性元素。其中半衰期为30年，它能通过衰变变为新核，用X表示其元素符号，下列有关说法正确的是（ ）
A．锶发生衰变的衰变方程为
B．10个锶核发生衰变时，经过30年，一定还有5个锶核未发生衰变
C．锶发生衰变时，产生的射线比a射线穿透本领弱
D．新核X的比结合能比小
【答案】A
【知识点】原子核的人工转变
【解析】【解答】A．根据质量数和电荷数守恒可判断出锶发生衰变的衰变方程为，A符合题意；
B．半衰期对应的是大量原子核衰变的统计规律，对于少量的原子核不成立，B不符合题意；
C．产生的射线比射线穿透本领强，C不符合题意；
D．反应过程中释放核能，新核X更稳定，比结合能更大，D不符合题意。
故答案为：A。
【分析】利用质量数和电荷数守恒可以写出对应的核反应方程；半衰期对少量原子核不成立；射线的穿透性最强；衰变反应新核比结合能大更加稳定。
2．（2022高三上·汕尾期末）研究自由落体运动时，描绘出的图像如图所示，则（ ）
A．纵轴为加速度、横轴为运动的时间
B．纵轴为速度、横轴为运动的时间
C．纵轴为下落的物体的动量变化率、横轴为下落的高度
D．纵轴为速度、横轴为下落的高度
【答案】B
【知识点】自由落体运动
【解析】【解答】A．物体自由下落，加速度不变，A不符合题意；
B．由速度公式
可知v与时间t成正比，B符合题意；
C．据动量定理可得
因此
动量变化率不变，C不符合题意；
D．由
可知速度的平方与h成正比，D不符合题意。
故答案为：B。
【分析】物体做自由落体运动则加速度保持不变；自由落体运动的物体速度与时间成正比；利用动量定理可以判别动量变化率保持不变；利用速度位移公式可以判别速度与高度的关系。
3．（2022高三上·汕尾期末）新疆是我国最大的产棉区，在新疆超出棉田都是通过机械自动化采收，自动采棉机能够在采摘棉花的同时将棉花打包成圆柱形棉包，通过采棉机后侧可以旋转的支架平稳将其放下，放下棉包的过程可以简化为如图所示模型，质量为m的棉包放在“V”型挡板上，两板间夹角为固定不变，“V”型挡板可绕P轴在竖直面内转动。在使板逆时针缓慢转动的过程中，忽略“V”型挡板对棉包的摩擦力，下列说法正确的是（ ）
A．如图板水平时，棉包受到二个力的作用
B．当板转过，板水平时，棉包受到三个力的作用
C．当板转过时、棉包对板和板的作用力大小不相等
D．在转动过程中棉包对板的压力不变
【答案】A
【知识点】共点力平衡条件的应用
【解析】【解答】AB．板水平时或板水平时棉包都只受到二个力作用，A符合题意，B不符合题意；
C．当板转过时，此时两板与水平方向夹角相等，由对称性知，棉包对板和板的作用力大小相等，C不符合题意；
D．在转动过程中棉包对板的压力减小，D不符合题意。
故答案为：A。
【分析】当BP板或AP板水平时棉包受到两个力的作用；利用对称性结合平衡条件可以比较棉包对板作用力的大小；利用平衡条件可以判别棉包对板的压力大小变化。
4．（2019高一下·台州期中）某卡车在公路上与路旁障碍物相撞。处理事故的警察在泥地中发现了一个小的金属物体，经判断，它是相撞瞬间车顶上一个松脱的零件被抛出而陷在泥里的。为了判断卡车是否超速，需要测量的量是（ ）
A．车的长度，车的重量
B．车的高度．车的重量
C．车的长度，零件脱落点与陷落点的水平距离
D．车的高度，零件脱落点与陷落点的水平距离
【答案】D
【知识点】平抛运动
【解析】【解答】零件被抛出做平抛运动，且平抛运动的初速度等于卡车原来的速度，则 ，
，解得： ，要测量卡车原来的速度，只要测出零件平抛运动的初速度，由上知，需要测量的量是车的高度h，零件脱落点与陷落点的水平距离x，D符合题意。
故答案为：D
【分析】利用平抛运动的初速度为卡车的速度，结合位移公式可以求出卡车的速度大小。
5．（2022高三上·汕尾期末）2020年春新冠肺炎疫情在全世界各地爆发蔓延，口罩需求量大量增加，某汽车厂决定改建生产线转产口罩，原生产线工作电压为，而口罩机工作电压为。现在需要变压器来进行降压，若变压器原线圈匝数为3800匝，则副线圈匝数为（ ）
A．110 B．220 C．1100 D．2200
【答案】D
【知识点】变压器原理
【解析】【解答】根据
解得。
故答案为：D。
【分析】利用输入电压和输出电压的大小结合电压与匝数之比的关系可以求出副线圈匝数的大小。
6．（2022高三上·汕尾期末）2021年4月29日、中国“天宫”空间站“天和核心舱”在海南文昌发射场发射升空，并准确进入预定轨道，意味着我国载人航天工程空间站组装建设进入了新的阶段。已知“天和核心舱”在离地球表面h高处的轨道上做周期为T的匀速圆周运动，地球表面的重力加速度为g，引力常量为G，忽略地球的自转，下列判断正确的是（ ）
A．“天和核心舱”运动速度大于第一宇宙速度
B．“天和核心舱”运动速度小于第一宇宙速度
C．利用以上数据不能求出“天和核心舱”在轨飞行的速度
D．利用以上数据不能求出地球的半径
【答案】B
【知识点】万有引力定律及其应用
【解析】【解答】AB．对卫星由
得
可见，r越大，v越小，第一宇宙速度对应的是近地卫星的速度，“天和核心舱”运动速度应小于第一宇宙速度，B符合题意，A不符合题意；
CD．对天和号有
对地面上的物体
由以上两式可求出地球半径R， 再利用
可求“天和核心舱”在轨飞行的速度，CD不符合题意。
故答案为：B。
【分析】利用引力提供向心力可以比较线速度的大小；利用引力提供向心力结合引力形成重力可以求出地球半径的大小。
7．（2022高三上·汕尾期末）2020年2月，新冠疫情期间，中国科学家通过冷冻电镜捕捉到新冠病毒表面S蛋白与人体细胞表面蛋白的结合过程，首次揭开了新冠病毒入侵人体的神秘面纱，电子显微镜是冷冻电镜中的关键部分，其中一种电子透镜的电场分布如图所示，虚线为等差等势面，一电子在其中运动的轨迹如图中实线所示，a，b是轨迹上的两点，则（ ）
A．a点的电场强度方向与b点的电场强度方向一致
B．电子在b点的所受电场力方向向左
C．b点电场强度的方向水平向左
D．a点的电势等于b点的电势
【答案】C
【知识点】电势差、电势、电势能
【解析】【解答】A．电场线垂直等势面，过a、b两点的等势面不平行，a、b点的电场强度方向不同，A不符合题意；
BC．电子在b点的所受电场力指向轨迹凹侧，还应与电场线上在该点的切线重合，应是水平向右，电场线方向水平向左，B不符合题意，C符合题意；
D．根据电场线垂直等势面，大致画出电场线方向应向左，a点的电势大于b点的电势，故 D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】利用等势面的方向可以比较电场强度的方向；利用等势面垂直方向结合轨迹的弯曲方向可以判别电子电场力方向，利用电场力方向可以判别电场强度的方向，利用电场线方向可以比较电势的高低。
二、多选题
8．（2022高三上·汕尾期末）新一代标准高速动车组“复兴号”是中国自主研发、具有完全知识产权的新一代高速列车，它集成了大量现代高新技术，牵引、制动、网络、转向架、轮轴等关键技术实现重要突破，是中国科技创新的又一重大成果。一列质量为m的复兴号动车，初速度为，以恒定功率P在平直轨道上运动，经时间t达到该功率下的最大速度，设动车行驶过程所受到的阻力f保持不变动车在时间t内（ ）
A．做匀加速直线运动 B．加速度逐渐增大
C．牵引力的功率 D．合力做功
【答案】C,D
【知识点】瞬时功率与平均功率；牛顿第二定律
【解析】【解答】AB．动车的功率恒定，根据
可知动车的牵引力减小，根据牛顿第二定律得
可知动车的加速度减小，所以动车做加速度减小的加速运动，AB不符合题意；
C．当加速度为0时，牵引力等于阻力，则牵引力功率为
C符合题意；
D．根据动能定理得合力做的功为
D符合题意。
故答案为：CD。
【分析】利用额定功率的表达式结合牛顿第二定律可以判别动车加速度的大小变化；当加速度等于0时，牵引力等于阻力，利用阻力和最大速度的乘积可以求出额定功率的大小；利用动能定理可以求出合力做功的大小。
9．（2022高三上·汕尾期末）我国在超导材料及其应用领域总体上处于国际先进行列，基本掌握了各种应用化制备技术，在多个应用方面取得了良好的进展。超导是指某些物质在一定温度条件下电阻降为零的性质。如图所示，由某超导材料制成的圆形线圈放在绝缘水平面上，在其圆心正上方某一高度处，在外力作用下将小磁铁向下移动到P点后，撤去外力，小磁铁刚好能静止不动线圈可视为超导线圈，电阻为零则在小磁铁向下移动过程中（ ）
A．从上往下看，线圈中将产生逆时针方向的感应电流
B．线圈对桌面的压力大于线圈本身的重力
C．小磁铁静止在P点时，由于没有磁通量变化，所以线圈中电流为零
D．小磁铁减小的重力势能等于线圈中产生的电能
【答案】A,B
【知识点】能量守恒定律；楞次定律
【解析】【解答】A.小磁铁向下移动线圈中向下的磁通量在增加，由楞次定律，增反减同可知，产生的感应磁场向上，从上往下看，由安培定则可知，线圈中将产生逆时针方向的感应电流，A符合题意；
B.小磁铁向下移动，线圈阻碍小磁铁向下运动，故线圈给小磁铁的力向上，由牛顿第三定律可知，小磁铁给线圈的力向下，故线圈对桌面的压力大于线圈本身的重力，B符合题意；
C.小磁铁静止在P点时，小磁铁静止，虽然此时没有感应电流产生，但由于线圈是超导材料做成，原来产生的电流没有消失，线圈产生的磁场给小磁铁一个向上的力，所以线圈静止，C不符合题意；
D.由于有外力做功，故小磁铁减小的重力势能不等于线圈中产生的电能，D不符合题意。
故答案为：AB。
【分析】利用磁通量的变化结合楞次定律可以判别感应电流的方向；利用楞次定律可以判别安培力的方向，结合安培力的方向可以比较线圈对桌面压力及本身重力的大小；当磁铁静止时，由于线圈为超导材料制成，所以线圈中仍有电流的存在；由于外力做功所以重力势能的减少量不会等于线圈产生的电能。
10．（2022高三上·汕尾期末）一质量为的物块在长的斜面顶端从静止开始沿斜面下滑，经过到达斜面底端，其重力势能随下滑距离s的变化如图所示，重力加速度取。则（ ）
A．物块下滑时加速度的大小为
B．由题给条件不能求出物块与斜面间的动摩擦因数
C．物块下滑过程中机械能守恒
D．物块下滑过程中机械能不守恒
【答案】A,D
【知识点】动能与重力势能；牛顿第二定律
【解析】【解答】A．由题意可得
则可求得
A符合题意；
B．由图像知，斜面的底部重力势能为零，物体在顶部重力势能
可计算出
则
由牛顿第二定律
可得
可计算出
B不符合题意；
CD．斜面对物块有摩擦力，所以机械能不守恒，C不符合题意，D符合题意。
故答案为：AD。
【分析】利用位移公式可以求出加速度的大小；利用重力势能的表达式可以求出下落的高度；结合牛顿第二定律可以求出动摩擦因数的大小；由于摩擦力对物块做功所以机械能不守恒。
三、实验题
11．（2022高三上·汕尾期末）如图甲所示为探究牛顿第二定律的实验装置示意图，图中打点计时器使用的电源为的交流电源，在小车质量未知的情况下，通过改变桶中沙的多少来探究在小车质量一定的条件下，小车的加速度与合外力的关系。
（1）平衡小车所受的摩擦力：取下装沙的桶，调整木板右端的高度，用手轻拨小车，直到打点计时器在纸带上打出一系列间距 的点。
（2）实验中打出的其中一条纸带如图乙所示，每5个点标记一个计数点，标记结果如图所示，A、B、C、D为连续选择的计数点，相邻计数点时间间隔 s；读出纸带上A、B计数点间距 ，C、D计数点间距 ；利用字母T、、表达出小车的加速度的计算式 。
（3）以沙和桶的总重力F为横坐标，小车的加速度a为纵坐标，作出图像如图丙所示，则小车的质量为 。
【答案】（1）相等
（2）0.1；1.40；2.40；
（3）0.5
【知识点】牛顿第二定律
【解析】【解答】(1)平衡摩擦力成功的标准是小车可以做匀速运动，即打点计时器在纸带上打出的相邻两点的间距相等；
(2)因为所用交流电的频率是50Hz，所以相邻两计数点之间的时间间隔为
由图可读出A、B计数点间距
C、D计数点间距
由加速度定义是
可得小车的加速度计算式为
(3)由牛顿第二定律可得
整理可得
由图丙可知
解得小车的质量为
【分析】（1）小车平衡摩擦力后纸带上打出的点间距相等；
（2）利用打点周期的大小可以求出两个计数点之间的时间；利用刻度尺的分度值可以求出对应的距离；利用速度公式可以求出加速度的大小；
（3）利用牛顿第二定律结合图像斜率可以求出小车质量的大小。
12．（2022高三上·汕尾期末）
（1）某次测量康铜丝的直径时螺旋测微器的示数如图甲所示，可知此次测得康铜丝的直径为 mm。图乙是测量康铜丝电阻的原理图，利用该电路图测出的电阻值比真实值 （选填“偏大”或“偏小”）。
（2）在测量阻值较大的某电阻的实验中，为了减小实验误差，并要求在实验中获得较大的电压调节范围，在测量其电阻时应选择的电路是____。
A． B．
C． D．
（3）现用指针式多用电表的欧姆挡去测量某个二极管的正向电阻。实验前将多用电表调至“”挡，将红、黑表笔短接，调节旋钮，使指针指在 （选填“电流表盘的零刻度处”或“电阻表盘的零刻度处”）；连接电路，并将黑表笔接二极管的 （选填“正极”或“负极”）。
（4）用伏安法测量—阻值较小的干电池的电池电动势和内阻，实验电路图应选择图 （选填“甲”或“乙”）。根据实验中电流表和电压表的示数得到了如图丙所示的图像，则干电池的电动势 V，内阻 。
【答案】（1）1.880；偏小
（2）B
（3）电阻表盘的零刻度处；正极
（4）乙；1.5；1.0
【知识点】电阻的测量
【解析】【解答】（1）螺旋测微器的固定刻度读数为，可动刻度读数为，所以康铜丝的直径为；
题图乙中电流表采用了外接法，电压值是真实的，由于电压表的分流，电流值偏大，根据得测出的电阻值偏小。
（2）待测电阻值较大，在用伏安法测电阻时应该用电流表内接法，题干中要求实验中获得较大的电压调节范围，故滑动变阻器要采用分压接法，B符合题意。
（3）在进行欧姆调零时，应将红黑表笔短接，调节欧姆调零旋钮，使指针指到电阻的零刻度处；
根据多用表原理可知多用电表内部电源的正极与黑表笔接触，所以将黑表笔接二极管的正极。
（4）选用甲电路图，测量值为电池阻值与电流表阻值串联值；选用乙电路，测量值为电池阻值与电压表阻值并联值。因为电池内阻较小，所以选用乙电路误差较小；
由方程，知图像纵轴截距表示电动势，图线斜率绝对值表示内阻，故，。
【分析】（1）利用螺旋测微器的可动刻度和固定刻度可以读出对应的读数；由于电流表外接法，导致测量的电流偏大，结合欧姆定律可以求出电阻的测量值偏小；
（2）由于待测电阻较大所以电流表应该使用内接法，由于电压变化范围要求比较大，所以滑动变阻器使用分压式接法；
（3）在测量二极管电阻时，应该进行欧姆调零，使指针指在电阻为0的位置；利用红进黑出可以判别黑表接二极管的正极；
（4）由于干电池内阻小所以应该使用电流表相对电源外接，利用图像斜率和截距可以求出内阻和电动势的大小。
四、解答题
13．（2022高三上·汕尾期末）如图所示，质量的光滑斜面体静止在光滑的水平面上，斜面与水平面通过一小段圆弧平滑连接。质量的物体静止于水平面上的D点，D、B两点间的距离。现给物体施加一水平向右的恒力，物体运动至B点时撤去该恒力，物体恰好能运动到斜面体的最高点。取重力加速度大小。
（1）求物体到达B点时的速度大小和物体从D点运动到B点的时间；
（2）求斜面体的高度；
【答案】（1）解：设物体到达B点时的速度大小为，物体从D点运动到B点过程中，由动能定理有
解得
设物体从D点运动到B点的时间为t
解得
（2）解：物体在斜面上滑行时，物体与斜面体组成的系统在水平方向动量守恒，当物体运动到斜面体的最高点时，二者达到共同速度v，由动量守恒和系统机械能守恒
解得，
【知识点】牛顿第二定律；动能定理的综合应用
【解析】【分析】（1）物体从D到达B点时，利用动能定理可以求出到达B点速度的大小，结合速度公式及牛顿第二定律可以求出物体运动的时间；
（2）当物体在斜面上运动，利用动量守恒定律结合能量守恒定律可以求出斜面体的高度。
14．（2022高三上·汕尾期末）如图所示，在左侧有相距为d的水平放置的平行金属板，两板带等量异种电荷，在右侧存在与相切且垂直于纸面的圆形匀强磁场区域（图中未画出）。现有一带电粒子以初速度沿两板中央射入，并恰好从下极板边缘射出，粒子射出电场时速度方向与竖直方向的夹角为，粒子出电场后先匀速运动一段时间，后又经过在圆形有界磁场中的偏转，最终垂直于从A点出磁场向左水平射出，已知A点在下极板右边缘正下方，与下极板右端的距离为d。不计带电粒子重力，求：
（1）粒子射出电场时的速度大小和平行金属板的长度；
（2）画出粒子运动轨迹求粒子在磁场中运动的时间。
【答案】（1）解：粒子在两板间做类平抛运动，水平方向做匀速运动，竖直方向做匀加速运动，则射出电场时的速度
由类平抛运动的规律可得
解得
（2）解：如下图
根据几何关系
可得
有几何关系可知粒子进入磁场，偏转到达A点，在磁场中运动时间为
【知识点】带电粒子在电场中的偏转
【解析】【分析】（1）粒子在电场中做类平抛运动，利用位移公式结合速度的分解可以求出粒子射出电场的读书的及平行金属板的长度；
（2）画出粒子运动的轨迹，利用几何关系可以求出轨道半径的大小，结合周期和轨迹所对圆心角的大小可以求出粒子在磁场中运动的时间。
15．（2022高三上·汕尾期末）如图甲所示为某品牌的可加热饭盒，饭盒盖密封性良好且饭盒盖上有一排气口，饭盒内部横截面积为S，质量、厚度均不计的饭盒盖与玻璃饭盒底部之间封闭了一定质量的理想气体，饭盒盖与玻璃饭盒底部之间的距离为L且饭盒盖固定不动，可以将其看成是一导热性能良好的汽缸，如图乙所示。气体的初始温度为，初始压强为大气压强，已知大气压强为，重力加速度取。现缓慢加热饭盒使其内部气体温度达到360K。求此时封闭气体的压强。
【答案】解：加热饭盒时，玻璃饭盒内气体体积不变，由查理定律有
解得
【知识点】理想气体与理想气体的状态方程
【解析】【分析】加热饭盒时，气体体积不变，利用理想气体的状态方程可以求出气体的压强大小。
16．（2022高三上·汕尾期末）如图所示，横截面为直角三角形的玻璃砖。其中，边长为L。一束单色光从边的中点D垂直射入玻璃砖，恰好在面发生全反射，最后从边上的F点（图中未标出）射出玻璃砖。作出光路图并求出玻璃砖的折射率n。
【答案】解：根据题意，作出光路图如图所示
由几何关系可知，光在面上的入射角，由于光在面恰好发生全反射，故临界角
玻璃砖的折射率
解得
【知识点】光的折射及折射定律
【解析】【分析】画出光折射的路线，利用几何关系可以求出临界角的大小，结合折射定律可以求出折射率的大小。
五、填空题
17．（2022高三上·汕尾期末）严寒的冬天，“泼水成冰”。洒向空中的热水迅速降温并结冰。热水在降温过程中，水分子热运动的平均动能 ；一定质量的0℃水变成0℃冰的过程中，内能 ，分子平均间距 。（均选填“增大”、“减小”或“不变”）
【答案】减小；减小；增大
【知识点】热力学第一定律（能量守恒定律）
【解析】【解答】温度是分子平均动能的标志，热水在降温过程中，水分子热运动的平均动能减小；
0℃水变成0℃冰的过程是凝固过程，凝固放热，所以水放出热量，温度不变，内能减小； 0℃水变成0℃冰的过程中，体积要变大，则分子平均间距增大。
【分析】当热水降温时温度降低则水分子的平均动能减小；当水凝固过程时温度不变平均动能不变，水放出热量则内能减小；体积变大则分子平均距离增大。
18．（2022高三上·汕尾期末）简谐横波某时刻的波形如图所示，P为介质中的一个质点，波沿x轴的正方向传播。质点P此时刻的速度沿y轴 （选填“正方向”或“负方向”）再过半个周期时，质点P的位移为 （选填“正值”或“负值”）。
【答案】正方向；负值
【知识点】横波的图象
【解析】【解答】波沿x轴正方向传播，波形向右平移，可知P点正沿y轴正方向运动；
再过半个周期时，P点运动到关于x轴对称的位置，位移为负值。
【分析】已知波的传播方向可以判别P质点的速度方向；利用运动的时间可以判别质点的位置及位移的大小。
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