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贵州省贵阳市普通中学2022届高三上学期物理期末监测考试试卷
一、单选题
1．（2022高三上·贵阳期末）如图所示，正在太空中行走的宇航员A、B沿同一直线相向运动，相对空间站的速度大小分别为3m/s和1m/s，迎面碰撞后（正碰），A、B两人均反向运动，速度大小均为2m/s。则A、B两人的质量之比为（ ）
A．3：5 B．2：3 C．2：5 D．5：3
【答案】A
【知识点】动量守恒定律
【解析】【解答】设A的初速度方向为正，则由动量守恒定律
解得
故答案为：A。
【分析】规定一个正方向，由动量守恒定律可得 A、B两人的质量之比 。
2．（2022·洛阳模拟）某型号篮球架如图所示，其斜梁伸臂PQ与水平方向的夹角为，篮板固定在P端，其总质量（含篮圈）为m，重力加速度为g，则斜梁伸臂PQ对篮板的作用力的大小为（ ）
A． B． C． D．
【答案】B
【知识点】共点力平衡条件的应用
【解析】【解答】由平衡条件得
故答案为：B。
【分析】根据共点力平衡得出斜梁伸臂PQ对篮板的作用力。
3．（2022高三上·贵阳期末）图甲所示的救生缓降器由挂钩（或吊环）、吊带、绳索及速度控制装置等组成，是一种可使人沿（随）绳（带）缓慢下降的安全营救装置。如图乙所示，高层建筑工人在一次险情中，将安全带系于腰部，从离地面某高度处通过钢丝绳先匀加速运动后匀减速运动安全着陆，图丙是工人运动全过程的图像。已知工人的质量m=70kg，，则下列说法中错误的是（ ）
A．发生险情处离地面的高度为
B．加速下滑时钢丝绳对工人的拉力大小为
C．整个过程中工人所受重力做功为31500J
D．时钢丝绳对工人拉力的瞬时功率为630W
【答案】D
【知识点】功率及其计算；运动学 v-t 图象
【解析】【解答】A．根据v-t图像与坐标轴所围面积表示位移可知发生险情处离地面的高度为
A正确，不符合题意；
B．根据v-t图像的斜率表示加速度可得工人加速下滑时的加速度大小为
根据牛顿第二定律可得加速下滑时钢丝绳对工人的拉力大小为
B正确，不符合题意；
C．整个过程中工人所受重力做功为
C正确，不符合题意；
D．t=4s时工人的加速度大小为
工人的速度大小为
此时钢丝绳对工人的拉力大小为
此时钢丝绳对工人拉力的瞬时功率为
D错误，符合题意。
故答案为：D。
【分析】v-t图像与坐标轴所围面积表示位移。根据v-t图像的斜率表示加速度可得工人加速下滑时的加速度大小。结合运动学公式求出钢丝绳对工人拉力的瞬时功率。
4．（2022高三上·贵阳期末）如图所示，两正对的水平金属板与一电压恒定的直流电源相连。一带电油滴以某一初速度沿水平直线AB运动。当油滴运动到P点时，将平行金属板分别绕通过中心点O、O′垂直于纸面的轴同时缓慢顺时针旋转至图中虚线位置，两板始终保持平行，则旋转过程中油滴在两板间（ ）
A．将沿PB做匀速直线运动 B．将沿PB做匀加速直线运动
C．运动过程电势能不变 D．运动过程电势能逐渐减小
【答案】D
【知识点】电势差、电势、电势能；带电粒子在电场中的运动综合
【解析】【解答】AB．油滴仅在重力和电场力作用下能以某一水平初速度沿图中直线AB运动，一定是重力和电场力相互平衡，电场力方向竖直向上，油滴一定带负电，且
将平行金属板分别绕通过中心点O、O′垂直于纸面的轴同时缓慢顺时针旋转的过程中，板间距离变为
受力分析如下右图所示
此时电场力为
其竖直分力为
油滴竖直方向受力平衡，水平分力为
则
随的增大而增大，油滴继续沿直线PB运动，且做加速度逐渐增大的加速运动，AB不符合题意；
CD．油滴沿直线PB运动，因电场力对油滴做正功，油滴电势能逐渐减小，C不符合题意，D符合题意。
故答案为：D。
【分析】油滴仅在重力和电场力作用下能以某一水平初速度沿图中直线AB运动，一定是重力和电场力相互平衡。对油滴做受力分析，随的增大而增大，油滴继续沿直线PB运动，且做加速度逐渐增大的加速运动。
5．（2022高三上·贵阳期末）如图甲所示，一圆形线圈面积S＝πR02＝100cm2，匝数N＝100，电阻不计，处于匀强磁场中，磁感应强度B随时间t正弦变化的图象如图乙所示（取垂直纸面向里为正方向）。导线框右边与理想变压器的原线圈连接，已知变压器的原、副线圈的匝数比为1：10，与副线圈连接的电阻R＝100，下列说法中正确的是（ ）
A．t＝0.01s时，圆形线圈中有逆时针方向的电流
B．t＝0.005s时，圆形线圈中有最大电流
C．变压器输入电压的最大值为10πV
D．R消耗的功率为200π2W
【答案】D
【知识点】变压器原理；交变电流的图像与函数表达式
【解析】【解答】A.0.005s～0.015s时间内，分析图乙可知，垂直纸面向里的磁感应强度逐渐减小，根据楞次定律可知，圆形线圈中产生顺时针感应电流，A不符合题意。
B．t＝0.005s时，磁感应强度的变化率为零，根据法拉第电磁感应定律可知，圆形线圈中的感应电流为零，B不符合题意。
C．磁感应强度成正弦规律变化，产生正弦交流电，最大值为Em＝NBSω＝20πV
有效值为UπV
C不符合题意。
D．根据电压和匝数的关系可知，变压器输出电压的有效值为V，R消耗的功率为PW＝200π2W
D符合题意。
故答案为：D。
【分析】垂直纸面向里的磁感应强度逐渐减小，根据楞次定律可知，圆形线圈中产生顺时针感应电流。磁感应强度成正弦规律变化，产生正弦交流电。
二、多选题
6．（2022·泉州模拟）2021年10月神舟十三号载人飞船与绕地球做圆周运动的天和核心舱首次径向对接成功，将为后续空间站建造和运营打下坚实的基础。对接前神舟十三号位于天和核心舱的下方轨道，则（ ）
A．对接前，核心舱处于平衡状态
B．对接前，飞船应加速以提高轨道高度
C．对接后，飞船的线速度小于第一宇宙速度
D．对接后，空间站由于质量增大，轨道半径将明显变小
【答案】B,C
【知识点】受力分析的应用；匀速圆周运动
【解析】【解答】A．对接前核心舱做匀速圆周运动，万有引力充当向心力，不是平衡状态，A不符合题意；
B．对接前，飞船需要从较低轨道做离心运动到达较高轨道，故应加速以提高轨道高度，B符合题意；
C．第一宇宙速度等于近地卫星的线速度，是最大的运行速度，由公式
得
对接后，飞船的轨道半径大于近地卫星的轨道半径，故飞船的线速度小于第一宇宙速度，C符合题意；
D．由运行速度表达式
可知速度与飞船质量无关，D不符合题意。
故答案为：BC。
【分析】对核心舱进行受力分析，从而判断是否平恒，根据万有引力提供向心力从而得出线速度的表达式，从而进行分析判断。
7．（2022·凉山模拟）滑板运动是很多年轻人喜欢的一种技巧性运动，如图所示，滑板运动员沿水平地面向前滑行，运动到横杆前某一时刻相对于滑板竖直向上起跳，人板分离。当运动员上升1.25m高度时以6m/s的水平速度过横杆。若地面光滑，忽略运动员和滑板受到的空气阻力，运动员视为质点，g=10m/s2。则运动员（ ）
A．在空中的上升阶段处于失重状态
B．过横杆后可能落在滑板上的任意位置
C．在空中运动过程中滑板的水平位移为6m
D．刚落在滑板时速度方向与水平方向夹角的正切值为1.2
【答案】A,C
【知识点】牛顿第一定律；惯性与质量；斜抛运动
【解析】【解答】A．人在空中仅受重力作用，加速度为g，处于完全失重状态，A符合题意；
B．人在跳起时时是相对于滑板竖直向上起跳，板和人水平速度始终一样，过横杆后落点与起跳时相对于滑板是同一点，并非任意位置，B不符合题意；
C．人竖直方向可以看作是竖直上抛运动，因此人在空中运动的时间为
水平位移为
C符合题意。D．刚落在滑板时速度方向与水平方向夹角的正切值
D不符合题意。
故答案为：AC。
【分析】A.当人和滑板分离是，人仅受重力作用，处于失重状态；
B.由于惯性，人和滑板在水平方向运动速度大小相同，所以起跳点和下落点是同一点；
C.人做的是斜抛运动，其在竖直方向做竖直上抛运动，根据时间和速度的对称性，其在水平方向做匀速直线运动；
D.可将人到达最高点至下落到滑板上的运动看成是平抛运动，利用几何关系就可以求解答案。
8．（2022高三上·贵阳期末）如图所示，平行倾斜导轨与足够长的平行水平导轨平滑连接，导轨光滑且电阻不计，质量为m的金属棒b静止在水平导轨上，棒与导轨垂直。图中EF虚线右侧有范围足够大、方向竖直向上的匀强磁场。质量为2m的金属棒a垂直放置于倾斜导轨上并由静止释放，释放位置与水平导轨的高度差为h。金属棒a进入磁场后始终与金属棒b不发生碰撞，重力加速度为g，则下列说法中正确的是（ ）
A．金属棒a在下滑过程中机械能守恒
B．金属棒a进入磁场后ab棒组成的系统机械能守恒
C．整个过程两金属棒a、b上产生的焦耳热为
D．金属棒a进入磁场后，加速度减为最大加速度一半时的速度为
【答案】A,C,D
【知识点】导体切割磁感线时的感应电动势
【解析】【解答】A．金属棒a在下滑过程中，只有重力做功，则机械能守恒，A符合题意；
B．金属棒a进入磁场后ab棒组成的系统会产生电能，则机械能减小，B不符合题意；
C．金属棒下落到底端时的速度
当进入磁场后，a棒减速运动，b棒加速运动，则当两棒共速时达到稳定状态，此时由动量守恒定律
整个过程两金属棒a、b上产生的焦耳热为
C符合题意；
D．设回路总电阻为R，金属棒刚进入磁场时的加速度
金属棒a进入磁场后，加速度减为最大加速度一半时，即
此时对a
由动量守恒
解得金属棒a速度为
D符合题意。
故答案为：ACD。
【分析】金属棒a在下滑过程中，只有重力做功，机械能守恒。ab棒组成的系统会产生电能，则机械能减小。两棒共速时达到稳定状态，由动量守恒定律和能量守恒定律整个过程两金属棒a、b上产生的焦耳热。
9．（2022高三上·贵阳期末）一定质量的理想气体经历了图示的状态变化，已知均与p轴平行，和过程气体与外界没有热交换，则下列说法正确的是（ ）
A．过程中，单位体积内气体分子数减少
B．过程中，气体内能增加
C．过程中，分子平均动能增大
D．过程中，单位时间内与器壁单位面积碰撞的分子数增多
E．过程中，气体放出热量
【答案】B,C,E
【知识点】气体的变化图像P-V图、P-T图、V-T图
【解析】【解答】A．过程中，体积变小，单位体积内气体分子数增加，A不符合题意：
B．过程中，无热交换即，气体被压缩，外界对气体做功即，根据热力学第一定律
得：，即气体内能增加，B符合题意：
C．过程中，体积不变，压强变大，根据查理定律知：温度升高，分子平均动能增大，C符合题意；
D．过程中，无热交换即，气体膨胀，对外做功即，内能减少，温度降低，平均速率减小，又体积增大，所以单位时间内与器壁单位面积碰撞的分子数减小，D不符合题意：
E．过程中，气体等容减压，根据查理定律知：温度降低，内能减少即，又气体体积不变即，则，即气体放出热量，E符合题意。
故答案为：BCE。
【分析】体积变小，单位体积内气体分子数增加，无热交换气体被压缩，外界对气体做功，根据热力学第一定律，气体内能增加。
10．（2022高三上·贵阳期末）下列说法正确的是（ ）
A．产生多普勒效应的原因一定是波源频率发生了变化
B．在温度相同的情况下，超声波、次声波在空气中的传播速度一样大
C．从水面上方拍摄水下景物时常常使用偏振镜，目的是减弱水面反射光的影响
D．单摆做简谐运动的周期与摆球的质量无关
E．只有频率相同的电磁波在真空中的传播速度才相同
【答案】B,C,D
【知识点】单摆及其回复力与周期；多普勒效应
【解析】【解答】A．产生多普勒效应的原因是观察者和波源间发生了相对运动，A不符合题意；
B．机械波的传播速度跟介质和温度有关，故在温度相同的情况下超声波、次声波在空气中的传播速度一样大，B符合题意；
C．从水面上方拍摄水下景物时，利用偏振镜可以有效减弱反射光而获取清晰的水下景物照片，C符合题意；
D．根据单摆做简谐运动的周期T＝2π可知，单摆做简谐运动的周期与重力加速度和摆长有关，与质量无关，D符合题意；
E．不同频率的电磁波在真空中的传播速度都为光速c，E不符合题意。
故答案为：BCD。
【分析】多普勒效应的原因是观察者和波源间发生了相对运动。机械波的传播速度跟介质和温度有关。利用偏振镜可以有效减弱反射光而获取清晰的水下景物照片。
三、实验题
11．（2022高三上·福建月考）某物理兴趣小组用落体法测量天门市的重力加速度，装置如图甲所示。打点计时器所接交流电源的频率为f。
（1）实验中打出的一条纸带如图乙所示，O为打的第一个点，在离O点较远处，每隔一个点取一个计数点，分别取为A、B、C，测得A、B两点的距离为x1，B、C两点的距离为x2，则打点计时器打B点时，重物的速度大小为 。
（2）测出打点计时器打多个计数点时重物的速度大小v及对应重物下落的高度h，作出的v2-h图像如图丙所示。若当地的重力加速度大小为g，重物下落过程中所受阻力可忽略，则v2-h图线的斜率为 。
（3）实验中发现，重力加速度的测量值比天门市实际的重力加速度小，其主要原因是重物下落过程中受到阻力的作用。已知重物的质量为m，则重物下落过程中所受阻力大小为 。（用x1、x2、m、f、g表示）
【答案】（1）
（2）2g
（3）
【知识点】牛顿第二定律；自由落体运动
【解析】【解答】（1）打点计时器打B点时，重物的速度大小为
（2）根据自由落体运动规律有
即v2-h图线的斜率为2g。
（3）根据匀变速直线运动规律的推论可得重物下落的加速度大小为
设重物下落过程中所受阻力大小为F， 根据牛顿第二定律有
解得
【分析】（1）利用平均速度公式可以求出重物速度的大小；
（2）利用速度位移公式可以求出图像斜率的大小；
（3）利用邻差公式可以求出加速度的大小；结合牛顿第二定律可以求出其阻力的大小。
12．（2022高三上·贵阳期末）为探究电源的输出功率P与外电路的电阻R之间的关系，某同学设计了如图甲所示的实验电路.实验中以蓄电池作为电源，为了便于进行实验和保护蓄电池，该同学给蓄电池串联了一个定值电阻R0，把它们看作一个新电源（图中虚线框内部分）。实验中，多次调节外电阻R，读出电压表和电流表的示数U和I，由测得的数据描绘出如图乙所示的U﹣I图像。
（1）根据题述及图上信息可以得到，新电源输出功率的最大值为 W，对应的外电阻的阻值为 Ω；
（2）若与电源串联的定值电阻的阻值R0＝7Ω，则可以求得蓄电池的电动势E0＝ V，内电阻r0＝ Ω；
（3）该同学分析了实验中由电表内电阻引起的实验误差。在图丙中，实线是根据本实验的数据描点作图得到的U﹣I图像；虚线是该电源在没有电表内电阻影响的理想情况下所对应的U﹣I图像，则可能正确的是 。
【答案】（1）1.125；8
（2）6；1
（3）C
【知识点】其他实验
【解析】【解答】（1）由图乙U﹣I图像得新电源的路端电压与电流的数值关系为U＝6﹣8I
输出功率为P＝UI＝6I﹣8I2
当I时，输出功率有最大值为Pmax1.125W
此时的外电阻为R8Ω
（2）新电源输出功率最大时，外电阻与内电阻相等，即R＝R0+r0
代入数据，解得r0＝1Ω
所以电动势为E＝I（R+R0+r0）6V
（3）新电源的路端电压测量准确，但干路电流测量小了，少测的部分即为电压表上的电流，且路端电压越大差距越大，电压为0时没有差距，ABC不符合题意，C符合题意.
故答案为：C。
【分析】（1）图乙U﹣I图像得新电源的路端电压与电流的数值关系，输出功率和电流关系。求出外电阻为R大小。
（2）新电源输出功率最大时，外电阻与内电阻相等。
（3）路端电压测量准确，路电流测量小了，路端电压越大差距越大，电压为0时没有差距。
四、解答题
13．（2022高三上·贵阳期末）如图所示，在水平面的A点正上方O处，用长为L的轻绳悬挂一质量为m的小球，现将小球向左上方拉至绳与竖直方向夹角的B处由静止释放，小球摆到最低点A时与另一质量为2m的静止小滑块发生弹性正碰，碰撞时间极短。小滑块与水平面间的动摩擦因数为，不计空气阻力，重力加速度为g。求：
（1）小球与小滑块碰后瞬间轻绳的拉力大小；
（2）小滑块在水平面上滑行的时间。
【答案】（1）解：设小球由B摆到A的速度为，由机械能守恒有：
解得
设小球与滑块碰后瞬间小球的速度为，滑块的速度为，由完全弹性碰撞有：
解得
设碰后瞬间轻绳对小球的拉力大小T，由牛顿第二定律有：
解得
（2）解：对小滑块由动量定理
有
解得
另解 对小滑块由牛顿第二定律及运动学公式有：
解得
【知识点】动量守恒定律；机械能守恒定律
【解析】【分析】（1） 小球由B摆到A由机械能守恒求出小球与小滑块碰后A的速度。由完全弹性碰撞碰后速度以及碰后瞬间轻绳对小球的拉力大小T。
（2）对小滑块由动量定理求得小滑块在水平面上滑行的时间。
14．（2022·沈阳模拟）如图所示，在xOy平面的第Ⅰ象限内有匀强电场，电场方向沿y轴负方向，在第Ⅳ象限内（包括y轴负半轴）有垂直纸面向外的匀强磁场。质量为m、电量为q（）的带电粒子从y轴上的P点以速度沿x轴正方向射入电场，通过x轴上的A点时运动方向改变了37°。粒子在磁场中运动时恰好不从y轴射出。已知P点坐标为P（0，h），不计粒子重力，，。求：
（1）电场强度E的大小；
（2）磁感应强度B的大小。
【答案】（1）解：在电场中粒子做类平抛运动，在x轴方向
在y轴方向，
根据速度合成与分解
由牛顿第二定律有
联立解得，
（2）解：进入磁场时的速度为
磁场中做匀速圆周运动半径为R，根据题意，其轨迹与y轴相切，由几何关系有
洛仑兹力提供向心力
联立解得
【知识点】带电粒子在电场中的偏转；带电粒子在匀强磁场中的运动
【解析】【分析】（1）粒子在电场中做类平抛运动，类平抛运动分解为沿初速度方向的匀速直线运动和垂直于初速度方向的匀变速直线运动，结合类平抛运动的规律以及速度的合成与分解和牛顿第二定律得出电场强度E；
（2）根据速度的分解得出粒子进入磁场时的速度，结合几何关系以及洛伦兹力提供向心力得出磁感应强度B。
15．（2022高三上·贵阳期末）如图所示，一上端开口的绝热气缸竖直放置在水平地面上，气缸内固定一体积可忽略不计的电阻丝，质量为、面积为S的绝热活塞将一定质量的理想气体封闭在气缸内，活塞距气缸底部的高度为，此时气缸内理想气体的温度为。用电阻丝缓慢给气缸内的理想气体加热，当气体吸收的热量为时，活塞上升了。已知大气压强为p0，重力加速度为，活塞与气缸间的摩擦忽略不计，求：
（1）此时气缸内气体的温度；
（2）该过程中气缸内气体内能的增加量。
【答案】（1）解：活塞上升的过程中气体发生等压变化。
初状态时有
末状态时有
由盖—吕萨克定律可得
解得活塞上升了时气缸内气体的温度为
（2）解：活塞上升的过程中，根据平衡条件可知气体的压强为
气体对外做功为
由热力学第一定律可得该过程中气缸内气体内能的增加量为
【知识点】气体的变化图像P-V图、P-T图、V-T图
【解析】【分析】（1） 活塞上升的过程中气体发生等压变化 ， 由 理想气体状态方程求得气缸内气体的温度。
（2）根据平衡条件可知气体的压强 ， 热力学第一定律可得该过程中气缸内气体内能的增加量 。
16．（2022·松原模拟）如图所示为一透明玻璃球过球心O的截面图，半径为R，球的右半部分涂有反光材料。一束单色光平行于水平直径AB，以60°的入射角射入玻璃球。从玻璃球射出的光线平行于入射光线，不考虑光线在玻璃球内的多次反射。已知光在真空中的传播速度大小为c。求：
（1）玻璃球对该单色光的折射率；
（2）光线在玻璃球内的传播时间。
【答案】（1）解：从玻璃球射出的光线平行于入射光线，不考虑光线在玻璃球内的多次反射，作出光路图如图：
在B点的反射光线与入射光线DB关于AB对称，由光路图知
解得
由折射定律得
（2）解：入射点D与出射点P间的距离为
则该条光线在玻璃球中的路程
光在玻璃球中的速度
所以光线在玻璃球内的传播时间
【知识点】光的折射及折射定律
【解析】【分析】（1）画出其光线折射的光路图，利用其几何关系可以求出折射角的大小，利用折射角和入射角可以求出折射率的大小；
（2）利用几何关系可以求出光传播的路程，结合传播的速度可以求出传播的时间。
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贵州省贵阳市普通中学2022届高三上学期物理期末监测考试试卷
一、单选题
1．（2022高三上·贵阳期末）如图所示，正在太空中行走的宇航员A、B沿同一直线相向运动，相对空间站的速度大小分别为3m/s和1m/s，迎面碰撞后（正碰），A、B两人均反向运动，速度大小均为2m/s。则A、B两人的质量之比为（ ）
A．3：5 B．2：3 C．2：5 D．5：3
2．（2022·洛阳模拟）某型号篮球架如图所示，其斜梁伸臂PQ与水平方向的夹角为，篮板固定在P端，其总质量（含篮圈）为m，重力加速度为g，则斜梁伸臂PQ对篮板的作用力的大小为（ ）
A． B． C． D．
3．（2022高三上·贵阳期末）图甲所示的救生缓降器由挂钩（或吊环）、吊带、绳索及速度控制装置等组成，是一种可使人沿（随）绳（带）缓慢下降的安全营救装置。如图乙所示，高层建筑工人在一次险情中，将安全带系于腰部，从离地面某高度处通过钢丝绳先匀加速运动后匀减速运动安全着陆，图丙是工人运动全过程的图像。已知工人的质量m=70kg，，则下列说法中错误的是（ ）
A．发生险情处离地面的高度为
B．加速下滑时钢丝绳对工人的拉力大小为
C．整个过程中工人所受重力做功为31500J
D．时钢丝绳对工人拉力的瞬时功率为630W
4．（2022高三上·贵阳期末）如图所示，两正对的水平金属板与一电压恒定的直流电源相连。一带电油滴以某一初速度沿水平直线AB运动。当油滴运动到P点时，将平行金属板分别绕通过中心点O、O′垂直于纸面的轴同时缓慢顺时针旋转至图中虚线位置，两板始终保持平行，则旋转过程中油滴在两板间（ ）
A．将沿PB做匀速直线运动 B．将沿PB做匀加速直线运动
C．运动过程电势能不变 D．运动过程电势能逐渐减小
5．（2022高三上·贵阳期末）如图甲所示，一圆形线圈面积S＝πR02＝100cm2，匝数N＝100，电阻不计，处于匀强磁场中，磁感应强度B随时间t正弦变化的图象如图乙所示（取垂直纸面向里为正方向）。导线框右边与理想变压器的原线圈连接，已知变压器的原、副线圈的匝数比为1：10，与副线圈连接的电阻R＝100，下列说法中正确的是（ ）
A．t＝0.01s时，圆形线圈中有逆时针方向的电流
B．t＝0.005s时，圆形线圈中有最大电流
C．变压器输入电压的最大值为10πV
D．R消耗的功率为200π2W
二、多选题
6．（2022·泉州模拟）2021年10月神舟十三号载人飞船与绕地球做圆周运动的天和核心舱首次径向对接成功，将为后续空间站建造和运营打下坚实的基础。对接前神舟十三号位于天和核心舱的下方轨道，则（ ）
A．对接前，核心舱处于平衡状态
B．对接前，飞船应加速以提高轨道高度
C．对接后，飞船的线速度小于第一宇宙速度
D．对接后，空间站由于质量增大，轨道半径将明显变小
7．（2022·凉山模拟）滑板运动是很多年轻人喜欢的一种技巧性运动，如图所示，滑板运动员沿水平地面向前滑行，运动到横杆前某一时刻相对于滑板竖直向上起跳，人板分离。当运动员上升1.25m高度时以6m/s的水平速度过横杆。若地面光滑，忽略运动员和滑板受到的空气阻力，运动员视为质点，g=10m/s2。则运动员（ ）
A．在空中的上升阶段处于失重状态
B．过横杆后可能落在滑板上的任意位置
C．在空中运动过程中滑板的水平位移为6m
D．刚落在滑板时速度方向与水平方向夹角的正切值为1.2
8．（2022高三上·贵阳期末）如图所示，平行倾斜导轨与足够长的平行水平导轨平滑连接，导轨光滑且电阻不计，质量为m的金属棒b静止在水平导轨上，棒与导轨垂直。图中EF虚线右侧有范围足够大、方向竖直向上的匀强磁场。质量为2m的金属棒a垂直放置于倾斜导轨上并由静止释放，释放位置与水平导轨的高度差为h。金属棒a进入磁场后始终与金属棒b不发生碰撞，重力加速度为g，则下列说法中正确的是（ ）
A．金属棒a在下滑过程中机械能守恒
B．金属棒a进入磁场后ab棒组成的系统机械能守恒
C．整个过程两金属棒a、b上产生的焦耳热为
D．金属棒a进入磁场后，加速度减为最大加速度一半时的速度为
9．（2022高三上·贵阳期末）一定质量的理想气体经历了图示的状态变化，已知均与p轴平行，和过程气体与外界没有热交换，则下列说法正确的是（ ）
A．过程中，单位体积内气体分子数减少
B．过程中，气体内能增加
C．过程中，分子平均动能增大
D．过程中，单位时间内与器壁单位面积碰撞的分子数增多
E．过程中，气体放出热量
10．（2022高三上·贵阳期末）下列说法正确的是（ ）
A．产生多普勒效应的原因一定是波源频率发生了变化
B．在温度相同的情况下，超声波、次声波在空气中的传播速度一样大
C．从水面上方拍摄水下景物时常常使用偏振镜，目的是减弱水面反射光的影响
D．单摆做简谐运动的周期与摆球的质量无关
E．只有频率相同的电磁波在真空中的传播速度才相同
三、实验题
11．（2022高三上·福建月考）某物理兴趣小组用落体法测量天门市的重力加速度，装置如图甲所示。打点计时器所接交流电源的频率为f。
（1）实验中打出的一条纸带如图乙所示，O为打的第一个点，在离O点较远处，每隔一个点取一个计数点，分别取为A、B、C，测得A、B两点的距离为x1，B、C两点的距离为x2，则打点计时器打B点时，重物的速度大小为 。
（2）测出打点计时器打多个计数点时重物的速度大小v及对应重物下落的高度h，作出的v2-h图像如图丙所示。若当地的重力加速度大小为g，重物下落过程中所受阻力可忽略，则v2-h图线的斜率为 。
（3）实验中发现，重力加速度的测量值比天门市实际的重力加速度小，其主要原因是重物下落过程中受到阻力的作用。已知重物的质量为m，则重物下落过程中所受阻力大小为 。（用x1、x2、m、f、g表示）
12．（2022高三上·贵阳期末）为探究电源的输出功率P与外电路的电阻R之间的关系，某同学设计了如图甲所示的实验电路.实验中以蓄电池作为电源，为了便于进行实验和保护蓄电池，该同学给蓄电池串联了一个定值电阻R0，把它们看作一个新电源（图中虚线框内部分）。实验中，多次调节外电阻R，读出电压表和电流表的示数U和I，由测得的数据描绘出如图乙所示的U﹣I图像。
（1）根据题述及图上信息可以得到，新电源输出功率的最大值为 W，对应的外电阻的阻值为 Ω；
（2）若与电源串联的定值电阻的阻值R0＝7Ω，则可以求得蓄电池的电动势E0＝ V，内电阻r0＝ Ω；
（3）该同学分析了实验中由电表内电阻引起的实验误差。在图丙中，实线是根据本实验的数据描点作图得到的U﹣I图像；虚线是该电源在没有电表内电阻影响的理想情况下所对应的U﹣I图像，则可能正确的是 。
四、解答题
13．（2022高三上·贵阳期末）如图所示，在水平面的A点正上方O处，用长为L的轻绳悬挂一质量为m的小球，现将小球向左上方拉至绳与竖直方向夹角的B处由静止释放，小球摆到最低点A时与另一质量为2m的静止小滑块发生弹性正碰，碰撞时间极短。小滑块与水平面间的动摩擦因数为，不计空气阻力，重力加速度为g。求：
（1）小球与小滑块碰后瞬间轻绳的拉力大小；
（2）小滑块在水平面上滑行的时间。
14．（2022·沈阳模拟）如图所示，在xOy平面的第Ⅰ象限内有匀强电场，电场方向沿y轴负方向，在第Ⅳ象限内（包括y轴负半轴）有垂直纸面向外的匀强磁场。质量为m、电量为q（）的带电粒子从y轴上的P点以速度沿x轴正方向射入电场，通过x轴上的A点时运动方向改变了37°。粒子在磁场中运动时恰好不从y轴射出。已知P点坐标为P（0，h），不计粒子重力，，。求：
（1）电场强度E的大小；
（2）磁感应强度B的大小。
15．（2022高三上·贵阳期末）如图所示，一上端开口的绝热气缸竖直放置在水平地面上，气缸内固定一体积可忽略不计的电阻丝，质量为、面积为S的绝热活塞将一定质量的理想气体封闭在气缸内，活塞距气缸底部的高度为，此时气缸内理想气体的温度为。用电阻丝缓慢给气缸内的理想气体加热，当气体吸收的热量为时，活塞上升了。已知大气压强为p0，重力加速度为，活塞与气缸间的摩擦忽略不计，求：
（1）此时气缸内气体的温度；
（2）该过程中气缸内气体内能的增加量。
16．（2022·松原模拟）如图所示为一透明玻璃球过球心O的截面图，半径为R，球的右半部分涂有反光材料。一束单色光平行于水平直径AB，以60°的入射角射入玻璃球。从玻璃球射出的光线平行于入射光线，不考虑光线在玻璃球内的多次反射。已知光在真空中的传播速度大小为c。求：
（1）玻璃球对该单色光的折射率；
（2）光线在玻璃球内的传播时间。
答案解析部分
1．【答案】A
【知识点】动量守恒定律
【解析】【解答】设A的初速度方向为正，则由动量守恒定律
解得
故答案为：A。
【分析】规定一个正方向，由动量守恒定律可得 A、B两人的质量之比 。
2．【答案】B
【知识点】共点力平衡条件的应用
【解析】【解答】由平衡条件得
故答案为：B。
【分析】根据共点力平衡得出斜梁伸臂PQ对篮板的作用力。
3．【答案】D
【知识点】功率及其计算；运动学 v-t 图象
【解析】【解答】A．根据v-t图像与坐标轴所围面积表示位移可知发生险情处离地面的高度为
A正确，不符合题意；
B．根据v-t图像的斜率表示加速度可得工人加速下滑时的加速度大小为
根据牛顿第二定律可得加速下滑时钢丝绳对工人的拉力大小为
B正确，不符合题意；
C．整个过程中工人所受重力做功为
C正确，不符合题意；
D．t=4s时工人的加速度大小为
工人的速度大小为
此时钢丝绳对工人的拉力大小为
此时钢丝绳对工人拉力的瞬时功率为
D错误，符合题意。
故答案为：D。
【分析】v-t图像与坐标轴所围面积表示位移。根据v-t图像的斜率表示加速度可得工人加速下滑时的加速度大小。结合运动学公式求出钢丝绳对工人拉力的瞬时功率。
4．【答案】D
【知识点】电势差、电势、电势能；带电粒子在电场中的运动综合
【解析】【解答】AB．油滴仅在重力和电场力作用下能以某一水平初速度沿图中直线AB运动，一定是重力和电场力相互平衡，电场力方向竖直向上，油滴一定带负电，且
将平行金属板分别绕通过中心点O、O′垂直于纸面的轴同时缓慢顺时针旋转的过程中，板间距离变为
受力分析如下右图所示
此时电场力为
其竖直分力为
油滴竖直方向受力平衡，水平分力为
则
随的增大而增大，油滴继续沿直线PB运动，且做加速度逐渐增大的加速运动，AB不符合题意；
CD．油滴沿直线PB运动，因电场力对油滴做正功，油滴电势能逐渐减小，C不符合题意，D符合题意。
故答案为：D。
【分析】油滴仅在重力和电场力作用下能以某一水平初速度沿图中直线AB运动，一定是重力和电场力相互平衡。对油滴做受力分析，随的增大而增大，油滴继续沿直线PB运动，且做加速度逐渐增大的加速运动。
5．【答案】D
【知识点】变压器原理；交变电流的图像与函数表达式
【解析】【解答】A.0.005s～0.015s时间内，分析图乙可知，垂直纸面向里的磁感应强度逐渐减小，根据楞次定律可知，圆形线圈中产生顺时针感应电流，A不符合题意。
B．t＝0.005s时，磁感应强度的变化率为零，根据法拉第电磁感应定律可知，圆形线圈中的感应电流为零，B不符合题意。
C．磁感应强度成正弦规律变化，产生正弦交流电，最大值为Em＝NBSω＝20πV
有效值为UπV
C不符合题意。
D．根据电压和匝数的关系可知，变压器输出电压的有效值为V，R消耗的功率为PW＝200π2W
D符合题意。
故答案为：D。
【分析】垂直纸面向里的磁感应强度逐渐减小，根据楞次定律可知，圆形线圈中产生顺时针感应电流。磁感应强度成正弦规律变化，产生正弦交流电。
6．【答案】B,C
【知识点】受力分析的应用；匀速圆周运动
【解析】【解答】A．对接前核心舱做匀速圆周运动，万有引力充当向心力，不是平衡状态，A不符合题意；
B．对接前，飞船需要从较低轨道做离心运动到达较高轨道，故应加速以提高轨道高度，B符合题意；
C．第一宇宙速度等于近地卫星的线速度，是最大的运行速度，由公式
得
对接后，飞船的轨道半径大于近地卫星的轨道半径，故飞船的线速度小于第一宇宙速度，C符合题意；
D．由运行速度表达式
可知速度与飞船质量无关，D不符合题意。
故答案为：BC。
【分析】对核心舱进行受力分析，从而判断是否平恒，根据万有引力提供向心力从而得出线速度的表达式，从而进行分析判断。
7．【答案】A,C
【知识点】牛顿第一定律；惯性与质量；斜抛运动
【解析】【解答】A．人在空中仅受重力作用，加速度为g，处于完全失重状态，A符合题意；
B．人在跳起时时是相对于滑板竖直向上起跳，板和人水平速度始终一样，过横杆后落点与起跳时相对于滑板是同一点，并非任意位置，B不符合题意；
C．人竖直方向可以看作是竖直上抛运动，因此人在空中运动的时间为
水平位移为
C符合题意。D．刚落在滑板时速度方向与水平方向夹角的正切值
D不符合题意。
故答案为：AC。
【分析】A.当人和滑板分离是，人仅受重力作用，处于失重状态；
B.由于惯性，人和滑板在水平方向运动速度大小相同，所以起跳点和下落点是同一点；
C.人做的是斜抛运动，其在竖直方向做竖直上抛运动，根据时间和速度的对称性，其在水平方向做匀速直线运动；
D.可将人到达最高点至下落到滑板上的运动看成是平抛运动，利用几何关系就可以求解答案。
8．【答案】A,C,D
【知识点】导体切割磁感线时的感应电动势
【解析】【解答】A．金属棒a在下滑过程中，只有重力做功，则机械能守恒，A符合题意；
B．金属棒a进入磁场后ab棒组成的系统会产生电能，则机械能减小，B不符合题意；
C．金属棒下落到底端时的速度
当进入磁场后，a棒减速运动，b棒加速运动，则当两棒共速时达到稳定状态，此时由动量守恒定律
整个过程两金属棒a、b上产生的焦耳热为
C符合题意；
D．设回路总电阻为R，金属棒刚进入磁场时的加速度
金属棒a进入磁场后，加速度减为最大加速度一半时，即
此时对a
由动量守恒
解得金属棒a速度为
D符合题意。
故答案为：ACD。
【分析】金属棒a在下滑过程中，只有重力做功，机械能守恒。ab棒组成的系统会产生电能，则机械能减小。两棒共速时达到稳定状态，由动量守恒定律和能量守恒定律整个过程两金属棒a、b上产生的焦耳热。
9．【答案】B,C,E
【知识点】气体的变化图像P-V图、P-T图、V-T图
【解析】【解答】A．过程中，体积变小，单位体积内气体分子数增加，A不符合题意：
B．过程中，无热交换即，气体被压缩，外界对气体做功即，根据热力学第一定律
得：，即气体内能增加，B符合题意：
C．过程中，体积不变，压强变大，根据查理定律知：温度升高，分子平均动能增大，C符合题意；
D．过程中，无热交换即，气体膨胀，对外做功即，内能减少，温度降低，平均速率减小，又体积增大，所以单位时间内与器壁单位面积碰撞的分子数减小，D不符合题意：
E．过程中，气体等容减压，根据查理定律知：温度降低，内能减少即，又气体体积不变即，则，即气体放出热量，E符合题意。
故答案为：BCE。
【分析】体积变小，单位体积内气体分子数增加，无热交换气体被压缩，外界对气体做功，根据热力学第一定律，气体内能增加。
10．【答案】B,C,D
【知识点】单摆及其回复力与周期；多普勒效应
【解析】【解答】A．产生多普勒效应的原因是观察者和波源间发生了相对运动，A不符合题意；
B．机械波的传播速度跟介质和温度有关，故在温度相同的情况下超声波、次声波在空气中的传播速度一样大，B符合题意；
C．从水面上方拍摄水下景物时，利用偏振镜可以有效减弱反射光而获取清晰的水下景物照片，C符合题意；
D．根据单摆做简谐运动的周期T＝2π可知，单摆做简谐运动的周期与重力加速度和摆长有关，与质量无关，D符合题意；
E．不同频率的电磁波在真空中的传播速度都为光速c，E不符合题意。
故答案为：BCD。
【分析】多普勒效应的原因是观察者和波源间发生了相对运动。机械波的传播速度跟介质和温度有关。利用偏振镜可以有效减弱反射光而获取清晰的水下景物照片。
11．【答案】（1）
（2）2g
（3）
【知识点】牛顿第二定律；自由落体运动
【解析】【解答】（1）打点计时器打B点时，重物的速度大小为
（2）根据自由落体运动规律有
即v2-h图线的斜率为2g。
（3）根据匀变速直线运动规律的推论可得重物下落的加速度大小为
设重物下落过程中所受阻力大小为F， 根据牛顿第二定律有
解得
【分析】（1）利用平均速度公式可以求出重物速度的大小；
（2）利用速度位移公式可以求出图像斜率的大小；
（3）利用邻差公式可以求出加速度的大小；结合牛顿第二定律可以求出其阻力的大小。
12．【答案】（1）1.125；8
（2）6；1
（3）C
【知识点】其他实验
【解析】【解答】（1）由图乙U﹣I图像得新电源的路端电压与电流的数值关系为U＝6﹣8I
输出功率为P＝UI＝6I﹣8I2
当I时，输出功率有最大值为Pmax1.125W
此时的外电阻为R8Ω
（2）新电源输出功率最大时，外电阻与内电阻相等，即R＝R0+r0
代入数据，解得r0＝1Ω
所以电动势为E＝I（R+R0+r0）6V
（3）新电源的路端电压测量准确，但干路电流测量小了，少测的部分即为电压表上的电流，且路端电压越大差距越大，电压为0时没有差距，ABC不符合题意，C符合题意.
故答案为：C。
【分析】（1）图乙U﹣I图像得新电源的路端电压与电流的数值关系，输出功率和电流关系。求出外电阻为R大小。
（2）新电源输出功率最大时，外电阻与内电阻相等。
（3）路端电压测量准确，路电流测量小了，路端电压越大差距越大，电压为0时没有差距。
13．【答案】（1）解：设小球由B摆到A的速度为，由机械能守恒有：
解得
设小球与滑块碰后瞬间小球的速度为，滑块的速度为，由完全弹性碰撞有：
解得
设碰后瞬间轻绳对小球的拉力大小T，由牛顿第二定律有：
解得
（2）解：对小滑块由动量定理
有
解得
另解 对小滑块由牛顿第二定律及运动学公式有：
解得
【知识点】动量守恒定律；机械能守恒定律
【解析】【分析】（1） 小球由B摆到A由机械能守恒求出小球与小滑块碰后A的速度。由完全弹性碰撞碰后速度以及碰后瞬间轻绳对小球的拉力大小T。
（2）对小滑块由动量定理求得小滑块在水平面上滑行的时间。
14．【答案】（1）解：在电场中粒子做类平抛运动，在x轴方向
在y轴方向，
根据速度合成与分解
由牛顿第二定律有
联立解得，
（2）解：进入磁场时的速度为
磁场中做匀速圆周运动半径为R，根据题意，其轨迹与y轴相切，由几何关系有
洛仑兹力提供向心力
联立解得
【知识点】带电粒子在电场中的偏转；带电粒子在匀强磁场中的运动
【解析】【分析】（1）粒子在电场中做类平抛运动，类平抛运动分解为沿初速度方向的匀速直线运动和垂直于初速度方向的匀变速直线运动，结合类平抛运动的规律以及速度的合成与分解和牛顿第二定律得出电场强度E；
（2）根据速度的分解得出粒子进入磁场时的速度，结合几何关系以及洛伦兹力提供向心力得出磁感应强度B。
15．【答案】（1）解：活塞上升的过程中气体发生等压变化。
初状态时有
末状态时有
由盖—吕萨克定律可得
解得活塞上升了时气缸内气体的温度为
（2）解：活塞上升的过程中，根据平衡条件可知气体的压强为
气体对外做功为
由热力学第一定律可得该过程中气缸内气体内能的增加量为
【知识点】气体的变化图像P-V图、P-T图、V-T图
【解析】【分析】（1） 活塞上升的过程中气体发生等压变化 ， 由 理想气体状态方程求得气缸内气体的温度。
（2）根据平衡条件可知气体的压强 ， 热力学第一定律可得该过程中气缸内气体内能的增加量 。
16．【答案】（1）解：从玻璃球射出的光线平行于入射光线，不考虑光线在玻璃球内的多次反射，作出光路图如图：
在B点的反射光线与入射光线DB关于AB对称，由光路图知
解得
由折射定律得
（2）解：入射点D与出射点P间的距离为
则该条光线在玻璃球中的路程
光在玻璃球中的速度
所以光线在玻璃球内的传播时间
【知识点】光的折射及折射定律
【解析】【分析】（1）画出其光线折射的光路图，利用其几何关系可以求出折射角的大小，利用折射角和入射角可以求出折射率的大小；
（2）利用几何关系可以求出光传播的路程，结合传播的速度可以求出传播的时间。
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