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江苏省无锡市普通高中2022届高三上学期物理期终调研考试试卷
一、单选题
1．（2022高三上·无锡期末）一质量为m的物体静止放在光滑的水平面上。今以恒力F沿水平方向推该物体，在它做直线运动的每个相等的位移间隔内，下列说法正确的是（ ）
A．物体运动的时间相等 B．物体速度的变化量相等
C．物体动量的变化量相等 D．物体动能的变化量相等
2．（2022高三上·无锡期末）在同一条平直公路上，甲、乙两车在同一停止线并排等待红灯，绿灯亮起后同时启动，其速度—时间图像分别为图中直线a和曲线b，由图可知（ ）
A．在0~t0时间内，两车距离先增大后减小
B．在0~t0时间内，两车位移相同
C．在0~t0时间内，两车平均加速度相同
D．在0~t0时间内，两车的平均速度相同
3．（2021高三上·长春月考）目前手机的无线充电技术（图甲）已经成熟，其工作过程可简化为图乙所示，A、B两个线圈彼此行放置，当线圈A接通工作电源时，线圈B中会产生感应电动势，并对与其相连的手机电池充电。下列说法正确的是（ ）
A．只要线圈A中输入电流，线圈B中就会产生感应电动势
B．若线圈A中输入变化的电流，线圈B中产生的感应电动势也会发生变化
C．线圈A中输入的电流越大，线圈B中感应电动势越大
D．线圈A中输入的电流变化越快，线圈B中感应电动势越大
4．（2022高三上·无锡期末）2021年10月16日，载有3名航天员的神舟十三号载人飞船进入太空，这将首次考核并验证航天员长期在轨驻留空间站能力。已知空间站在离地高度约为的圆形轨道飞行，则下列说法正确的是（ ）
A．载人飞船在加速升空阶段宇航员处于超重状态，宇航员所受重力比在地面时大
B．空间站中桌面上放一个相对桌子静止的玻璃杯，此时玻璃杯对桌面没有压力
C．与离地高度约为的同步卫星相比，空间站做圆周运动的加速度更小
D．宇航员在空间站外面检修时若手中的工具不小心掉落，工具将会落向地面
5．（2022高三上·无锡期末）A、B两小球在光滑水平面上沿同一直线运动，B球在前，A球在后，mA = 1kg。经过一段时间，A、B发生正碰，碰撞时间极短，碰撞前、后两球的位移—时间图像如图所示，根据以上信息可知（ ）
A．碰撞过程中B球受到的冲量为8N s
B．碰撞过程中A球受到的冲量为 - 8N s
C．B球的质量mB = 4kg
D．AB两球发生的是弹性碰撞
6．（2022高三上·无锡期末）某同学经过长时间的观察后发现，路面出现水坑的地方，如果不及时修补，水坑很快会变大，善于思考的他结合学过的物理知识，对这个现象提出了多种解释，则下列说法中不合理的解释是（ ）
A．车辆上下颠簸过程中，某些时刻处于超重状态
B．把坑看作凹陷的弧形，车对坑底的压力比平路大
C．车辆的驱动轮出坑时，对地的摩擦力比平路大
D．坑洼路面与轮胎间的动摩擦因数比平直路面大
7．（2022·江苏模拟）如图所示为沿x轴负方向传播的一列简谐横波在t = 0时刻的波形图，其波速为10m/s。振源在x = 5m处。下列说法正确的是（ ）
A．振源的振动频率为4Hz
B．若观察者从x = 2m处沿x轴向负方向运动，则接收到波的频率可能为0.5Hz
C．从t = 0时刻开始，经0.5s时间x = 3m处质点向x轴负方向迁移0.5m
D．从t = 0时刻开始，质点b比质点a先回到平衡位置
8．（2022高三上·无锡期末）如图所示，平行板电容器通过一滑动变阻器R与直流电源连接，G为一零刻度在表盘中央的电流计，闭合开关S后，下列说法中正确的是（ ）
A．若在两板间插入电介质，电容器的电容变小
B．若在两板间插入一导体板，电容器的带电量变小
C．若将滑动变阻器滑片P向上移动，电容器的带电量变大
D．若将电容器下极板向下移动一小段距离，此过程电流计中有从a到b方向的电流
9．（2022高三上·无锡期末）如图所示，M、N为两块带等量异种电荷的平行金属板，两板间电压可取从零到某一最大值之间的各种数值。静止的带电粒子带电荷量为＋q，质量为m（不计重力），从点P经电场加速后，从小孔Q进入N板右侧的匀强磁场区域，磁感应强度大小为B，方向垂直于纸面向外，CD为磁场边界上的一绝缘板，它与N板的夹角为θ=30°，孔Q到板的下端C的距离为L，当M、N两板间电压取最大值时，粒子恰垂直打在CD板上，则（ ）
A．两板间电压的最大值
B．能打到N板上的粒子的最大动能为
C．粒子在磁场中运动的最长时间
D．CD板上可能被粒子打中区域的长度
10．（2022高三上·无锡期末）如图所示，在x轴上放有两个电荷量分别为q1和q2的点电荷，其中q1位于x轴的坐标原点，电荷q2的右侧各点电势φ随x变化的关系如图曲线所示，其余部分的电势变化情况没有画出，其中B点电势为零，BD段中的电势最低点为C点，则下列说法正确的是（ ）
A．A点的电场强度方向向左
B．两点电荷的电荷量的大小关系为q1C．从B点到D点的电场强度先增大后减小
D．将一带负电的试探电荷从C点移到D点，电场力做负功
二、实验题
11．（2022高三上·无锡期末）因学校举办文艺汇演，某同学计划利用发光二极管设计一组彩灯，他的设计和操作过程如下：
（1）该同学在网上选择并购买了某种型号的发光二极管，额定电压在3~4V，用欧姆表粗测二极管正向导通电阻，如图甲，选择开关为×10，读数为 Ω；
（2）为了进一步研究发光二极管的性能，该同学选择器材设计电路描绘发光二极管正向导通时的伏安特性曲线。他找到了下面这些实验器材∶
A．电动势为5V的直流电源，内阻忽略不计
B．滑动变阻器R1（0~20Ω）
C．电压表V1（量程0~3V，内阻为3kΩ），
D．电压表V2（量程0~15V，内阻为15kΩ）
E.电流表A1（量程0~30mA，内阻约2Ω），
F.电流表A2（量程0~0.6A，内阻约0.06Ω）
G.定值电阻R0（阻值为1kΩ）
H.开关、导线若干。
电压表选择 ，电流表选择 。（填电表符号）
（3）请在虚线框内画出实验电路图；
（4）经过实验测量，绘制出该型号二极管的伏安特性曲线如乙图所示。实验观察得知，该型号二极管在3.4V电压下能够正常工作。为了设计一条发光二极管的灯带，该同学找到一个充电器，可视为电动势为4V，内阻为1Ω的直流电源，这条灯带需并联 个这种型号的发光二极管，可使灯带达到理想的使用效果。
三、解答题
12．（2022高三上·无锡期末）某同学通过实验测定半圆柱形玻璃砖的折射率n，如图甲所示，O为圆心，AO为半径，长为R。一束极细的光垂直MN照射到半圆柱上。
（1）改变入射光的位置，测出多组入射光线和法线ON的夹角i，折射光线和法线ON的夹角r，作出sini—sinr图像如图乙所示，求该玻璃的折射率n。
（2）平行光垂直MN照射到半圆柱上，光线到达左侧圆弧面后，有部分光线能从该表面射出，求能射出光线对应入射光在底面上的最大半径为多少？（不考虑光线在透明物体内部的反射。）
13．（2022高三上·无锡期末）如图甲所示，一正方形单匝闭合线框放置于粗糙的水平桌面上，边长a=cm，质量m=10g、电阻R=0.1Ω，虚线是线框对角线，虚线左侧空间存在竖直向下的匀强磁场，磁感应强度大小B随时间t变化的关系如图乙所示。已知线框与桌面之间的动摩擦因数 =0.10。设线框与桌面之间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度g=10m/s2，求：
（1）t=0.1s时刻线框所受安培力的大小和方向；
（2）线框在滑动前所产生的焦耳热。
14．（2022高三上·无锡期末）如图所示，质量为M = 100g的木板左端是一半径为R = 10m的光滑圆弧轨道，轨道右端与木板上表面水平相连。质量为m1 = 80g的木块置于木板最右端A处。一颗质量为m2 = 20g的子弹以大小为v0 = 100m/s的水平速度沿木块的中心轴线射向木块，最终留在木块中没有射出。已知子弹打进木块的时间极短，木板上表面水平部分长度为L = 10m，木块与木板间的动摩擦因数μ = 0.5，重力加速度为g。
（1）求子弹打进木块过程中系统损失的机械能；
（2）若木板固定，求木块刚滑上圆弧时对圆弧的压力；
（3）若木板不固定，地面光滑，求木块上升的最大高度。
15．（2022高三上·无锡期末）如图所示，竖直平面内的直角坐标系xOy中，在第一、第二象限内分别有方向垂直于坐标平面向里和向外的匀强磁场，在y>0的区域内存在沿y轴正方向的匀强电场，磁感应强度和电场强度大小均未知。在第四象限内有垂直坐标平面向里的匀强磁场和沿x轴正方向的匀强电场，磁感应强度大小为B，电场强度大小为E。一个带电小球从图中y轴上的M点，沿与x轴成角度斜向上做直线运动，由x轴上的N点进入第一象限并立即做匀速圆周运动，已知O、N点间的距离为L，重力加速度大小为g。求：
（1）小球的比荷和第一象限内匀强电场场强E1的大小；
（2）要使小球能够进入第二象限，求第一象限内磁感应强度B1的大小范围；
（3）若第一象限内磁感应强度大小为，第二象限内磁感应强度大小为，求小球穿过y轴的位置和时间的可能取值（从小球进入第一象限开始计时）。
答案解析部分
1．【答案】D
【知识点】动量定理；动能定理的综合应用
【解析】【解答】A．物体在水平恒力作用下做匀加速直线运动，由位移公式可知，在相同的位移间隔内，物体运动的时间逐渐减小，A不符合题意；
B．由
可知，在相等的位移间隔内，速度变化量不相等，B不符合题意；
C．根据动量定理
F相等，t不相等，则 不相等，即物体动量的变化量不相等，C不符合题意；
D．根据动能定理
物体在相等的位移间隔内运动，故动能的变化量相等，D符合题意。
故答案为：D。
【分析】物体在水平恒力作用下做匀加速直线运动，在相同的位移间隔内，物体运动的时间逐渐减小。在相等的位移间隔内，速度变化量不相等。根据动量定理，F相等，t不相等，物体动量的变化量不相等。
2．【答案】C
【知识点】运动学 v-t 图象
【解析】【解答】A．在0~t0时间内，b车速度总是大于a车的速度，则两车距离逐渐增大，所以A不符合题意；
B．根据速度与时间图像的面积表示位移，则在0~t0时间内，两车位移不相同，b车的位移大于a车的位移，所以B不符合题意；
C．根据
则在0~t0时间内，两车平均加速度相同，所以C符合题意；
D．在0~t0时间内，两车的平均速度不相同，b车的平均速度大于a车的平均速度，所以D不符合题意；
故答案为：C。
【分析】在0~t0时间内，b车速度总是大于a车的速度，两车距离逐渐增大。速度与时间图像的面积表示位移，由加速度定义式，在0~t0时间内，两车平均加速度相同。
3．【答案】D
【知识点】法拉第电磁感应定律
【解析】【解答】A．根据感应电流产生的条件，若在线圈A中输入恒定电流，则线圈A只产生恒定的磁场，线圈B中的磁通量不发生变化，则线圈B中不会产生感应电动势，A不符合题意；
B．若线圈A中输入随时间均匀变化的电流，则会使线圈A产生随时间均匀变化的磁场，根据法拉第电磁感应定律 常数
则线圈B中会产生恒定不变的感应电动势，B不符合题意；
C．若线圈A中电流恒定不变，无论多大，产生的磁场是恒定的，则线圈B中没有磁通量变化，则不会产生感应电动势，C不符合题意；
D．线圈A中电流变化越快，则线圈A中电流产生的2磁场变化越快，根据法拉第电磁感应定律
线圈B中感应电动势也会越大，D符合题意。
故答案为：D。
【分析】根据感应电流产生的条件判断AB中是否产生感应电流；结合法拉第电磁感应定律得出感应电动势的表达式；闭合回路中磁通量发生变化，回路中才会产生感应电流；结合法拉第电磁感应定律判断感应电动势的大小。
4．【答案】B
【知识点】万有引力定律的应用
【解析】【解答】A．设地球的半径为R，则载人飞船在加速升空有
可看出载人飞船越往上重力越小，A不符合题意；
B．在空间站中，物体处于完全失重状态，则玻璃杯对桌面没有压力，B符合题意；
C．设地球的半径为R，则根据
可看出离地高度越高加速度越小，与离地高度约为36000km的同步卫星相比，空间站做圆周运动的加速度更大，C不符合题意；
D．国际空间站绕地球做匀速圆周运动，靠地球的万有引力提供向心力做圆周运动，释放的物体受到地球的引力，也做圆周运动，D不符合题意。
故答案为：B。
【分析】万有引力等于重力，载人飞船越往上，万有引力越小，重力越小。在空间站中，物体处于完全失重状态，玻璃杯对桌面没有压力。近大远小，空间站做圆周运动的加速度更大。
5．【答案】D
【知识点】冲量；碰撞模型
【解析】【解答】ABC．已知x—t图的斜率代表速度，则vA = 6m/s，v′A = 2m/s，vB = 3m/s，v′B = 5m/s
根据动量定理有IA = mAv′A - mAvA = - 4N s，IB = mBv′B - mBvB
再根据动量守恒有mAvA + mBvB = mAv′A + mBv′B
解得mB = 2kg，IB = 4N s
ABC不符合题意；
D．碰撞前后的动能为，
则AB两球发生的是弹性碰撞，D符合题意。
故答案为：D。
【分析】x—t图的斜率代表速度，根据动量定理和动量守恒定律，可得 碰撞过程中A球和B球受到的冲量。检验碰撞前后的动能，得出AB两球发生的是弹性碰撞。
6．【答案】D
【知识点】超重与失重；竖直平面的圆周运动
【解析】【解答】A．车辆上下颠簸过程中，可能在某些时刻加速度向上，则汽车处于超重状态，A正确，不符合题意；
B．把坑看作凹陷的弧形，根据牛顿第二定律有
则根据牛顿第三定律，把坑看作凹陷的弧形，车对坑底的压力比平路大，B正确，不符合题意；
C．车辆的驱动轮出坑时，对地的摩擦力比平路大，C正确，不符合题意；
D．动摩擦因数由接触面的粗糙程度决定，而坑洼路面可能比平直路面更光滑则动摩擦因数可能更小，D错误，符合题意。
故答案为：D。
【分析】把坑看作凹陷的弧形，根据牛顿第二定律有，车对坑底的压力比平路大。某些时刻加速度向上，则汽车处于超重状态。动摩擦因数由接触面的粗糙程度决定，坑洼路面动摩擦因数可能更小。
7．【答案】B
【知识点】简谐运动的表达式与图象；波长、波速与频率的关系
【解析】【解答】A．由波速、波长、周期和频率的关系有，
得T = 0.4s，f = 2.5Hz
A不符合题意；
B．波源不动，观察者沿x轴负方向运动，与波的传播方向相同，所以他接收到波的频率可能小于波的频率，B符合题意；
C．质点在平衡位置往复运动，不随波移动，C不符合题意；
D．t = 0时刻，质点a回到平衡位置，由波的平移法可知需要将2m处的振动形式传递过来，距离为，同理b回到平衡位置传递的距离为，因，因此a先回到平衡位置，D不符合题意。
故答案为：B。
【分析】根据简谐波的波长和周期的关系以及周期和频率的关系得出该简谐波的周期和频率，质点在平衡位置往复运动，不随波移动。
8．【答案】C
【知识点】电容器及其应用
【解析】【解答】A．根据公式
在两板间插入电介质，增加，所以电容器的电容变大。A不符合题意；
B．同理，在两板间插入一导体板，由于导体板的静电感应，致使电容器两板间距减小，电容器的电容增加，由公式
可知极板间电压不变的时候，带电量变大。B不符合题意；
C．将滑动变阻器滑片P向上移动，电容器极板间电压变大，根据
易知电容器带电量变大。C符合题意；
D．将电容器下极板向下移动一小段距离，由公式
可知电容器的电容减小，再根据
可知电容器将放电，此过程电流计中有从b到a方向的电流。D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】根据电容计算公式， 两板间插入电介质，电容器的电容变大。将滑动变阻器滑片P向上移动，电容器极板间电压变大，电容不变，电容器带电量变大。电容器将放电，电流计中有从b到a方向的电流。
9．【答案】A
【知识点】带电粒子在电场中的运动综合
【解析】【解答】A．如图
当M、N两板间电压取最大值时，粒子恰垂直打在CD板上，在加速电场中，根据动能定理
粒子在磁场中做圆周运动，洛伦兹力提供向心力，根据牛顿第二定律
解得轨迹半径为
解得
A符合题意；
D．设粒子轨迹与CD相切于H点，此时粒子半径为r′，粒子轨迹垂直打在CD边上的G点，则GH间距离即为粒子打中区域的长度s，根据几何关系
解得
被粒子打中区域的长度为
解得
D不符合题意；
C．粒子在磁场中运动的最长时间为
粒子在磁场中运动的周期为
解得
C不符合题意；
B．当粒子在磁场的轨迹与CD边相切时，粒子半径
即粒子半径最大动能为
解得
B不符合题意。
故答案为：A。
【分析】画出粒子运动轨迹，当M、N两板间电压取最大值时，粒子恰垂直打在CD板上。粒子在磁场中做圆周运动，洛伦兹力提供向心力，求出最大偏转半径，从而求出电压最大值。根据几何关系求得被粒子打中区域的长度。当粒子在磁场的轨迹与CD边相切时，粒子半径最大动能最大。
10．【答案】A
【知识点】电场力做功；电场强度；电势差与电场强度的关系
【解析】【解答】AB．根据电势φ随x变化的斜率表示场强大小，则有C点的场强为0，根据
可知点电荷q1>q2，由于B到C过程电势逐渐降低，所以场强方向由B指向C，C到D过程电势逐渐升高，所以场强方向由D指向C，则q1为负点电荷，q2为正点电荷，所以BA间的场强方向向左，则A符合题意；B不符合题意；
C．根据电势φ随x变化的斜率表示场强大小，则从B点到D点的电场强度先减小后增大，所以C不符合题意；
D．将一带负电的试探电荷从C点移到D点，电场力做正功，所以D不符合题意；
故答案为：A。
【分析】势φ随x变化的斜率表示场强大小，C点的场强为0，从B点到D点的电场强度先减小后增大。B到C过程电势逐渐降低，沿电场线方向电势逐渐降低，所以场强方向由B指向C。
11．【答案】（1）140
（2）V1；A1
（3）
（4）25
【知识点】描绘小灯泡的伏安特性曲线；电阻的测量
【解析】【解答】（1） 欧姆表选择开关为×10档，示数为“14.0Ω”，故读数为
（2）电动势为5V，发光二极管的额定电压在3~4V，若选量程0~15V的电压表，则表盘指针的偏转将小于满偏值的，读数误差较大，故答案为：电压表V1；
发光二极管的额定电压在3~4V，电阻粗测140Ω，则最大电流为
为使得读数准确，故选电流表A1。
（3）为描绘发光二极管正向导通时的伏安特性曲线，滑动变阻器分压式连接；因电压表量程偏小，故串联个电阻改装成更大量程的电压表；二极管阻值偏大，电流表内接，故电路图如下所示：
（4）根据伏安特性曲线图像可知，当二极管两端电压为3.4V时，通过其的电流为24mA=0.024A，设这条灯带需并联n个这种型号的发光二极管，可使灯带达到理想的使用效果，根据闭合电路欧姆定律可得
解得
【分析】（1）欧姆表等于档位乘以表盘数据。
（2）表盘指针的偏转将大于满偏值的，读数误差较小，所以选择电压表V1。根据最大电流选择电流表。
（3）描绘伏安特性曲线，滑动变阻器分压式连接；因电压表量程偏小，故串联个电阻改装成更大量程的电压表；二极管阻值偏大，电流表内接。
（4）并联n个这种型号的发光二极管，电流变大，根据闭合电路欧姆定律可得求出并联个数。
12．【答案】（1）解：折射率为sini—sinr图像的斜率为
（2）解：如图所示
设光束的边界由C处水平射入，在B处发生全反射，∠OBC为临界角，由sin∠OBC =
由几何关系得OC = Rsin∠OBC
解得光柱的半径
【知识点】光的全反射；光的折射及折射定律
【解析】【分析】（1）由折射定律和几何关系求解该玻璃的折射率n。
（2） 光束的边界由C处水平射入，在B处发生全反射 ，此为临界条件，由此求出对应入射光在底面上的最大半径 。
13．【答案】（1）解：由法拉第电磁感应定律，得=0.01V
由图乙可得：此时B=0.1T
0.1s时线框所受安培力大小为
方向由左手定则可得水平向右
（2）解：线框与桌面之间的最大静摩擦力=0.01N
所以开始滑动时有
解得B=0.5T
t=0.5s
则线框在滑动前所产生的焦耳热为
【知识点】电磁感应的发现及产生感应电流的条件；电磁感应中的磁变类问题
【解析】【分析】（1） 由法拉第电磁感应定律求出感应电动势，结合安培力公式和左手定则求 受安培力的大小和方向。
（2）根据受力平衡，求解磁感应强度大小，根据根据焦耳定律求解线框在滑动前所产生的焦耳热。
14．【答案】（1）解：子弹打进木块过程，由动量守恒定律m2v0 = (m1 + m2)v1
解得v1 = 20m/s
能量守恒E1 = m2v02 - (m1 + m2)v12
解得E1 = 80J
（2）解：木块从A端滑到B端过程，由动能定理 - μ(m1 + m2)gL = (m1 + m2)v22 - (m1 + m2)v12
木块滑到B端时，由牛顿第二定律
解得N = 4N
根据牛顿第三定律F压 = N = 4N方向竖直向下
（3）解：从开始至木块在圆弧轨道上滑至最高过程水平方向系统动量守恒m2v0 = (m2 + m1 + M)v3
得v3 = 10m/s
子弹打进木块后至木块在圆弧轨道上滑至最高过程，根据能量守恒定律
解得h = 5m
【知识点】动量定理；能量守恒定律
【解析】【分析】（1） 子弹打进木块过程，由动量守恒定律和能量守恒定律 和能量减小量求解子弹打进木块过程，由动量守恒定律和能量关系求解子弹打进木块过程中系统损失的机械能。
（2）木块从A端滑到B端过程，由动能定理求出木块刚滑上圆弧时速度大小，由牛顿第二定律得出支持力大小，根据牛顿第三定律得出木块刚滑上圆弧时对圆弧的压力。
（3）木块在圆弧轨道上滑至最高过程水平方向系统动量守恒 ， 子弹打进木块后至木块在圆弧轨道上滑至最高过程，能量守恒定律 。由两个守恒定律得出木块上升的最大高度。
15．【答案】（1）解：设小球质量为m，电荷量为q，速度为v，球在MN段受力如图，因为在MN段做匀速直线运动，所以球受力平衡，由平衡条件得
要使小球进入第一象限后能立即在矩形磁场区域内做匀速圆周运动，则球受的重力必须与电场力平衡
联立解得
（2）解：由（1）可知
即
在第一象限圆周运动，设磁感应强度为B1时，小球轨迹恰与y轴相切，洛伦兹力提供向心力
可知
由几何关系L解得
（3）解：由洛伦兹力提供向心力可知
小球在第一、第二象限的轨道半径分别为
小球由N点进入第一象限后运动半周进入第二象限，作出粒子在第一、第二象限的可能运动轨迹如图所示，
小球穿过y轴的位置为y=n （n=1、2、3……）和y=L+m （m=0、1、2、3……）
时间
和
综上，时间为 和
【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）球受的重力必须与电场力平衡 ， MN段做匀速直线运动，球受力平衡。得到电场强度大小。
（2）在第一象限圆周运动，小球轨迹恰与y轴相切，洛伦兹力提供向心力，画出运动轨迹，由几何关系得出磁感应强度B1的大小范围 。
（3）求出粒子圆周运动轨迹， 作出粒子在第一、第二象限的可能运动轨迹 。根据粒子运动的周期表达式，结合几何关系得出小球穿过y轴的位置和时间的可能取值。
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江苏省无锡市普通高中2022届高三上学期物理期终调研考试试卷
一、单选题
1．（2022高三上·无锡期末）一质量为m的物体静止放在光滑的水平面上。今以恒力F沿水平方向推该物体，在它做直线运动的每个相等的位移间隔内，下列说法正确的是（ ）
A．物体运动的时间相等 B．物体速度的变化量相等
C．物体动量的变化量相等 D．物体动能的变化量相等
【答案】D
【知识点】动量定理；动能定理的综合应用
【解析】【解答】A．物体在水平恒力作用下做匀加速直线运动，由位移公式可知，在相同的位移间隔内，物体运动的时间逐渐减小，A不符合题意；
B．由
可知，在相等的位移间隔内，速度变化量不相等，B不符合题意；
C．根据动量定理
F相等，t不相等，则 不相等，即物体动量的变化量不相等，C不符合题意；
D．根据动能定理
物体在相等的位移间隔内运动，故动能的变化量相等，D符合题意。
故答案为：D。
【分析】物体在水平恒力作用下做匀加速直线运动，在相同的位移间隔内，物体运动的时间逐渐减小。在相等的位移间隔内，速度变化量不相等。根据动量定理，F相等，t不相等，物体动量的变化量不相等。
2．（2022高三上·无锡期末）在同一条平直公路上，甲、乙两车在同一停止线并排等待红灯，绿灯亮起后同时启动，其速度—时间图像分别为图中直线a和曲线b，由图可知（ ）
A．在0~t0时间内，两车距离先增大后减小
B．在0~t0时间内，两车位移相同
C．在0~t0时间内，两车平均加速度相同
D．在0~t0时间内，两车的平均速度相同
【答案】C
【知识点】运动学 v-t 图象
【解析】【解答】A．在0~t0时间内，b车速度总是大于a车的速度，则两车距离逐渐增大，所以A不符合题意；
B．根据速度与时间图像的面积表示位移，则在0~t0时间内，两车位移不相同，b车的位移大于a车的位移，所以B不符合题意；
C．根据
则在0~t0时间内，两车平均加速度相同，所以C符合题意；
D．在0~t0时间内，两车的平均速度不相同，b车的平均速度大于a车的平均速度，所以D不符合题意；
故答案为：C。
【分析】在0~t0时间内，b车速度总是大于a车的速度，两车距离逐渐增大。速度与时间图像的面积表示位移，由加速度定义式，在0~t0时间内，两车平均加速度相同。
3．（2021高三上·长春月考）目前手机的无线充电技术（图甲）已经成熟，其工作过程可简化为图乙所示，A、B两个线圈彼此行放置，当线圈A接通工作电源时，线圈B中会产生感应电动势，并对与其相连的手机电池充电。下列说法正确的是（ ）
A．只要线圈A中输入电流，线圈B中就会产生感应电动势
B．若线圈A中输入变化的电流，线圈B中产生的感应电动势也会发生变化
C．线圈A中输入的电流越大，线圈B中感应电动势越大
D．线圈A中输入的电流变化越快，线圈B中感应电动势越大
【答案】D
【知识点】法拉第电磁感应定律
【解析】【解答】A．根据感应电流产生的条件，若在线圈A中输入恒定电流，则线圈A只产生恒定的磁场，线圈B中的磁通量不发生变化，则线圈B中不会产生感应电动势，A不符合题意；
B．若线圈A中输入随时间均匀变化的电流，则会使线圈A产生随时间均匀变化的磁场，根据法拉第电磁感应定律 常数
则线圈B中会产生恒定不变的感应电动势，B不符合题意；
C．若线圈A中电流恒定不变，无论多大，产生的磁场是恒定的，则线圈B中没有磁通量变化，则不会产生感应电动势，C不符合题意；
D．线圈A中电流变化越快，则线圈A中电流产生的2磁场变化越快，根据法拉第电磁感应定律
线圈B中感应电动势也会越大，D符合题意。
故答案为：D。
【分析】根据感应电流产生的条件判断AB中是否产生感应电流；结合法拉第电磁感应定律得出感应电动势的表达式；闭合回路中磁通量发生变化，回路中才会产生感应电流；结合法拉第电磁感应定律判断感应电动势的大小。
4．（2022高三上·无锡期末）2021年10月16日，载有3名航天员的神舟十三号载人飞船进入太空，这将首次考核并验证航天员长期在轨驻留空间站能力。已知空间站在离地高度约为的圆形轨道飞行，则下列说法正确的是（ ）
A．载人飞船在加速升空阶段宇航员处于超重状态，宇航员所受重力比在地面时大
B．空间站中桌面上放一个相对桌子静止的玻璃杯，此时玻璃杯对桌面没有压力
C．与离地高度约为的同步卫星相比，空间站做圆周运动的加速度更小
D．宇航员在空间站外面检修时若手中的工具不小心掉落，工具将会落向地面
【答案】B
【知识点】万有引力定律的应用
【解析】【解答】A．设地球的半径为R，则载人飞船在加速升空有
可看出载人飞船越往上重力越小，A不符合题意；
B．在空间站中，物体处于完全失重状态，则玻璃杯对桌面没有压力，B符合题意；
C．设地球的半径为R，则根据
可看出离地高度越高加速度越小，与离地高度约为36000km的同步卫星相比，空间站做圆周运动的加速度更大，C不符合题意；
D．国际空间站绕地球做匀速圆周运动，靠地球的万有引力提供向心力做圆周运动，释放的物体受到地球的引力，也做圆周运动，D不符合题意。
故答案为：B。
【分析】万有引力等于重力，载人飞船越往上，万有引力越小，重力越小。在空间站中，物体处于完全失重状态，玻璃杯对桌面没有压力。近大远小，空间站做圆周运动的加速度更大。
5．（2022高三上·无锡期末）A、B两小球在光滑水平面上沿同一直线运动，B球在前，A球在后，mA = 1kg。经过一段时间，A、B发生正碰，碰撞时间极短，碰撞前、后两球的位移—时间图像如图所示，根据以上信息可知（ ）
A．碰撞过程中B球受到的冲量为8N s
B．碰撞过程中A球受到的冲量为 - 8N s
C．B球的质量mB = 4kg
D．AB两球发生的是弹性碰撞
【答案】D
【知识点】冲量；碰撞模型
【解析】【解答】ABC．已知x—t图的斜率代表速度，则vA = 6m/s，v′A = 2m/s，vB = 3m/s，v′B = 5m/s
根据动量定理有IA = mAv′A - mAvA = - 4N s，IB = mBv′B - mBvB
再根据动量守恒有mAvA + mBvB = mAv′A + mBv′B
解得mB = 2kg，IB = 4N s
ABC不符合题意；
D．碰撞前后的动能为，
则AB两球发生的是弹性碰撞，D符合题意。
故答案为：D。
【分析】x—t图的斜率代表速度，根据动量定理和动量守恒定律，可得 碰撞过程中A球和B球受到的冲量。检验碰撞前后的动能，得出AB两球发生的是弹性碰撞。
6．（2022高三上·无锡期末）某同学经过长时间的观察后发现，路面出现水坑的地方，如果不及时修补，水坑很快会变大，善于思考的他结合学过的物理知识，对这个现象提出了多种解释，则下列说法中不合理的解释是（ ）
A．车辆上下颠簸过程中，某些时刻处于超重状态
B．把坑看作凹陷的弧形，车对坑底的压力比平路大
C．车辆的驱动轮出坑时，对地的摩擦力比平路大
D．坑洼路面与轮胎间的动摩擦因数比平直路面大
【答案】D
【知识点】超重与失重；竖直平面的圆周运动
【解析】【解答】A．车辆上下颠簸过程中，可能在某些时刻加速度向上，则汽车处于超重状态，A正确，不符合题意；
B．把坑看作凹陷的弧形，根据牛顿第二定律有
则根据牛顿第三定律，把坑看作凹陷的弧形，车对坑底的压力比平路大，B正确，不符合题意；
C．车辆的驱动轮出坑时，对地的摩擦力比平路大，C正确，不符合题意；
D．动摩擦因数由接触面的粗糙程度决定，而坑洼路面可能比平直路面更光滑则动摩擦因数可能更小，D错误，符合题意。
故答案为：D。
【分析】把坑看作凹陷的弧形，根据牛顿第二定律有，车对坑底的压力比平路大。某些时刻加速度向上，则汽车处于超重状态。动摩擦因数由接触面的粗糙程度决定，坑洼路面动摩擦因数可能更小。
7．（2022·江苏模拟）如图所示为沿x轴负方向传播的一列简谐横波在t = 0时刻的波形图，其波速为10m/s。振源在x = 5m处。下列说法正确的是（ ）
A．振源的振动频率为4Hz
B．若观察者从x = 2m处沿x轴向负方向运动，则接收到波的频率可能为0.5Hz
C．从t = 0时刻开始，经0.5s时间x = 3m处质点向x轴负方向迁移0.5m
D．从t = 0时刻开始，质点b比质点a先回到平衡位置
【答案】B
【知识点】简谐运动的表达式与图象；波长、波速与频率的关系
【解析】【解答】A．由波速、波长、周期和频率的关系有，
得T = 0.4s，f = 2.5Hz
A不符合题意；
B．波源不动，观察者沿x轴负方向运动，与波的传播方向相同，所以他接收到波的频率可能小于波的频率，B符合题意；
C．质点在平衡位置往复运动，不随波移动，C不符合题意；
D．t = 0时刻，质点a回到平衡位置，由波的平移法可知需要将2m处的振动形式传递过来，距离为，同理b回到平衡位置传递的距离为，因，因此a先回到平衡位置，D不符合题意。
故答案为：B。
【分析】根据简谐波的波长和周期的关系以及周期和频率的关系得出该简谐波的周期和频率，质点在平衡位置往复运动，不随波移动。
8．（2022高三上·无锡期末）如图所示，平行板电容器通过一滑动变阻器R与直流电源连接，G为一零刻度在表盘中央的电流计，闭合开关S后，下列说法中正确的是（ ）
A．若在两板间插入电介质，电容器的电容变小
B．若在两板间插入一导体板，电容器的带电量变小
C．若将滑动变阻器滑片P向上移动，电容器的带电量变大
D．若将电容器下极板向下移动一小段距离，此过程电流计中有从a到b方向的电流
【答案】C
【知识点】电容器及其应用
【解析】【解答】A．根据公式
在两板间插入电介质，增加，所以电容器的电容变大。A不符合题意；
B．同理，在两板间插入一导体板，由于导体板的静电感应，致使电容器两板间距减小，电容器的电容增加，由公式
可知极板间电压不变的时候，带电量变大。B不符合题意；
C．将滑动变阻器滑片P向上移动，电容器极板间电压变大，根据
易知电容器带电量变大。C符合题意；
D．将电容器下极板向下移动一小段距离，由公式
可知电容器的电容减小，再根据
可知电容器将放电，此过程电流计中有从b到a方向的电流。D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】根据电容计算公式， 两板间插入电介质，电容器的电容变大。将滑动变阻器滑片P向上移动，电容器极板间电压变大，电容不变，电容器带电量变大。电容器将放电，电流计中有从b到a方向的电流。
9．（2022高三上·无锡期末）如图所示，M、N为两块带等量异种电荷的平行金属板，两板间电压可取从零到某一最大值之间的各种数值。静止的带电粒子带电荷量为＋q，质量为m（不计重力），从点P经电场加速后，从小孔Q进入N板右侧的匀强磁场区域，磁感应强度大小为B，方向垂直于纸面向外，CD为磁场边界上的一绝缘板，它与N板的夹角为θ=30°，孔Q到板的下端C的距离为L，当M、N两板间电压取最大值时，粒子恰垂直打在CD板上，则（ ）
A．两板间电压的最大值
B．能打到N板上的粒子的最大动能为
C．粒子在磁场中运动的最长时间
D．CD板上可能被粒子打中区域的长度
【答案】A
【知识点】带电粒子在电场中的运动综合
【解析】【解答】A．如图
当M、N两板间电压取最大值时，粒子恰垂直打在CD板上，在加速电场中，根据动能定理
粒子在磁场中做圆周运动，洛伦兹力提供向心力，根据牛顿第二定律
解得轨迹半径为
解得
A符合题意；
D．设粒子轨迹与CD相切于H点，此时粒子半径为r′，粒子轨迹垂直打在CD边上的G点，则GH间距离即为粒子打中区域的长度s，根据几何关系
解得
被粒子打中区域的长度为
解得
D不符合题意；
C．粒子在磁场中运动的最长时间为
粒子在磁场中运动的周期为
解得
C不符合题意；
B．当粒子在磁场的轨迹与CD边相切时，粒子半径
即粒子半径最大动能为
解得
B不符合题意。
故答案为：A。
【分析】画出粒子运动轨迹，当M、N两板间电压取最大值时，粒子恰垂直打在CD板上。粒子在磁场中做圆周运动，洛伦兹力提供向心力，求出最大偏转半径，从而求出电压最大值。根据几何关系求得被粒子打中区域的长度。当粒子在磁场的轨迹与CD边相切时，粒子半径最大动能最大。
10．（2022高三上·无锡期末）如图所示，在x轴上放有两个电荷量分别为q1和q2的点电荷，其中q1位于x轴的坐标原点，电荷q2的右侧各点电势φ随x变化的关系如图曲线所示，其余部分的电势变化情况没有画出，其中B点电势为零，BD段中的电势最低点为C点，则下列说法正确的是（ ）
A．A点的电场强度方向向左
B．两点电荷的电荷量的大小关系为q1C．从B点到D点的电场强度先增大后减小
D．将一带负电的试探电荷从C点移到D点，电场力做负功
【答案】A
【知识点】电场力做功；电场强度；电势差与电场强度的关系
【解析】【解答】AB．根据电势φ随x变化的斜率表示场强大小，则有C点的场强为0，根据
可知点电荷q1>q2，由于B到C过程电势逐渐降低，所以场强方向由B指向C，C到D过程电势逐渐升高，所以场强方向由D指向C，则q1为负点电荷，q2为正点电荷，所以BA间的场强方向向左，则A符合题意；B不符合题意；
C．根据电势φ随x变化的斜率表示场强大小，则从B点到D点的电场强度先减小后增大，所以C不符合题意；
D．将一带负电的试探电荷从C点移到D点，电场力做正功，所以D不符合题意；
故答案为：A。
【分析】势φ随x变化的斜率表示场强大小，C点的场强为0，从B点到D点的电场强度先减小后增大。B到C过程电势逐渐降低，沿电场线方向电势逐渐降低，所以场强方向由B指向C。
二、实验题
11．（2022高三上·无锡期末）因学校举办文艺汇演，某同学计划利用发光二极管设计一组彩灯，他的设计和操作过程如下：
（1）该同学在网上选择并购买了某种型号的发光二极管，额定电压在3~4V，用欧姆表粗测二极管正向导通电阻，如图甲，选择开关为×10，读数为 Ω；
（2）为了进一步研究发光二极管的性能，该同学选择器材设计电路描绘发光二极管正向导通时的伏安特性曲线。他找到了下面这些实验器材∶
A．电动势为5V的直流电源，内阻忽略不计
B．滑动变阻器R1（0~20Ω）
C．电压表V1（量程0~3V，内阻为3kΩ），
D．电压表V2（量程0~15V，内阻为15kΩ）
E.电流表A1（量程0~30mA，内阻约2Ω），
F.电流表A2（量程0~0.6A，内阻约0.06Ω）
G.定值电阻R0（阻值为1kΩ）
H.开关、导线若干。
电压表选择 ，电流表选择 。（填电表符号）
（3）请在虚线框内画出实验电路图；
（4）经过实验测量，绘制出该型号二极管的伏安特性曲线如乙图所示。实验观察得知，该型号二极管在3.4V电压下能够正常工作。为了设计一条发光二极管的灯带，该同学找到一个充电器，可视为电动势为4V，内阻为1Ω的直流电源，这条灯带需并联 个这种型号的发光二极管，可使灯带达到理想的使用效果。
【答案】（1）140
（2）V1；A1
（3）
（4）25
【知识点】描绘小灯泡的伏安特性曲线；电阻的测量
【解析】【解答】（1） 欧姆表选择开关为×10档，示数为“14.0Ω”，故读数为
（2）电动势为5V，发光二极管的额定电压在3~4V，若选量程0~15V的电压表，则表盘指针的偏转将小于满偏值的，读数误差较大，故答案为：电压表V1；
发光二极管的额定电压在3~4V，电阻粗测140Ω，则最大电流为
为使得读数准确，故选电流表A1。
（3）为描绘发光二极管正向导通时的伏安特性曲线，滑动变阻器分压式连接；因电压表量程偏小，故串联个电阻改装成更大量程的电压表；二极管阻值偏大，电流表内接，故电路图如下所示：
（4）根据伏安特性曲线图像可知，当二极管两端电压为3.4V时，通过其的电流为24mA=0.024A，设这条灯带需并联n个这种型号的发光二极管，可使灯带达到理想的使用效果，根据闭合电路欧姆定律可得
解得
【分析】（1）欧姆表等于档位乘以表盘数据。
（2）表盘指针的偏转将大于满偏值的，读数误差较小，所以选择电压表V1。根据最大电流选择电流表。
（3）描绘伏安特性曲线，滑动变阻器分压式连接；因电压表量程偏小，故串联个电阻改装成更大量程的电压表；二极管阻值偏大，电流表内接。
（4）并联n个这种型号的发光二极管，电流变大，根据闭合电路欧姆定律可得求出并联个数。
三、解答题
12．（2022高三上·无锡期末）某同学通过实验测定半圆柱形玻璃砖的折射率n，如图甲所示，O为圆心，AO为半径，长为R。一束极细的光垂直MN照射到半圆柱上。
（1）改变入射光的位置，测出多组入射光线和法线ON的夹角i，折射光线和法线ON的夹角r，作出sini—sinr图像如图乙所示，求该玻璃的折射率n。
（2）平行光垂直MN照射到半圆柱上，光线到达左侧圆弧面后，有部分光线能从该表面射出，求能射出光线对应入射光在底面上的最大半径为多少？（不考虑光线在透明物体内部的反射。）
【答案】（1）解：折射率为sini—sinr图像的斜率为
（2）解：如图所示
设光束的边界由C处水平射入，在B处发生全反射，∠OBC为临界角，由sin∠OBC =
由几何关系得OC = Rsin∠OBC
解得光柱的半径
【知识点】光的全反射；光的折射及折射定律
【解析】【分析】（1）由折射定律和几何关系求解该玻璃的折射率n。
（2） 光束的边界由C处水平射入，在B处发生全反射 ，此为临界条件，由此求出对应入射光在底面上的最大半径 。
13．（2022高三上·无锡期末）如图甲所示，一正方形单匝闭合线框放置于粗糙的水平桌面上，边长a=cm，质量m=10g、电阻R=0.1Ω，虚线是线框对角线，虚线左侧空间存在竖直向下的匀强磁场，磁感应强度大小B随时间t变化的关系如图乙所示。已知线框与桌面之间的动摩擦因数 =0.10。设线框与桌面之间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度g=10m/s2，求：
（1）t=0.1s时刻线框所受安培力的大小和方向；
（2）线框在滑动前所产生的焦耳热。
【答案】（1）解：由法拉第电磁感应定律，得=0.01V
由图乙可得：此时B=0.1T
0.1s时线框所受安培力大小为
方向由左手定则可得水平向右
（2）解：线框与桌面之间的最大静摩擦力=0.01N
所以开始滑动时有
解得B=0.5T
t=0.5s
则线框在滑动前所产生的焦耳热为
【知识点】电磁感应的发现及产生感应电流的条件；电磁感应中的磁变类问题
【解析】【分析】（1） 由法拉第电磁感应定律求出感应电动势，结合安培力公式和左手定则求 受安培力的大小和方向。
（2）根据受力平衡，求解磁感应强度大小，根据根据焦耳定律求解线框在滑动前所产生的焦耳热。
14．（2022高三上·无锡期末）如图所示，质量为M = 100g的木板左端是一半径为R = 10m的光滑圆弧轨道，轨道右端与木板上表面水平相连。质量为m1 = 80g的木块置于木板最右端A处。一颗质量为m2 = 20g的子弹以大小为v0 = 100m/s的水平速度沿木块的中心轴线射向木块，最终留在木块中没有射出。已知子弹打进木块的时间极短，木板上表面水平部分长度为L = 10m，木块与木板间的动摩擦因数μ = 0.5，重力加速度为g。
（1）求子弹打进木块过程中系统损失的机械能；
（2）若木板固定，求木块刚滑上圆弧时对圆弧的压力；
（3）若木板不固定，地面光滑，求木块上升的最大高度。
【答案】（1）解：子弹打进木块过程，由动量守恒定律m2v0 = (m1 + m2)v1
解得v1 = 20m/s
能量守恒E1 = m2v02 - (m1 + m2)v12
解得E1 = 80J
（2）解：木块从A端滑到B端过程，由动能定理 - μ(m1 + m2)gL = (m1 + m2)v22 - (m1 + m2)v12
木块滑到B端时，由牛顿第二定律
解得N = 4N
根据牛顿第三定律F压 = N = 4N方向竖直向下
（3）解：从开始至木块在圆弧轨道上滑至最高过程水平方向系统动量守恒m2v0 = (m2 + m1 + M)v3
得v3 = 10m/s
子弹打进木块后至木块在圆弧轨道上滑至最高过程，根据能量守恒定律
解得h = 5m
【知识点】动量定理；能量守恒定律
【解析】【分析】（1） 子弹打进木块过程，由动量守恒定律和能量守恒定律 和能量减小量求解子弹打进木块过程，由动量守恒定律和能量关系求解子弹打进木块过程中系统损失的机械能。
（2）木块从A端滑到B端过程，由动能定理求出木块刚滑上圆弧时速度大小，由牛顿第二定律得出支持力大小，根据牛顿第三定律得出木块刚滑上圆弧时对圆弧的压力。
（3）木块在圆弧轨道上滑至最高过程水平方向系统动量守恒 ， 子弹打进木块后至木块在圆弧轨道上滑至最高过程，能量守恒定律 。由两个守恒定律得出木块上升的最大高度。
15．（2022高三上·无锡期末）如图所示，竖直平面内的直角坐标系xOy中，在第一、第二象限内分别有方向垂直于坐标平面向里和向外的匀强磁场，在y>0的区域内存在沿y轴正方向的匀强电场，磁感应强度和电场强度大小均未知。在第四象限内有垂直坐标平面向里的匀强磁场和沿x轴正方向的匀强电场，磁感应强度大小为B，电场强度大小为E。一个带电小球从图中y轴上的M点，沿与x轴成角度斜向上做直线运动，由x轴上的N点进入第一象限并立即做匀速圆周运动，已知O、N点间的距离为L，重力加速度大小为g。求：
（1）小球的比荷和第一象限内匀强电场场强E1的大小；
（2）要使小球能够进入第二象限，求第一象限内磁感应强度B1的大小范围；
（3）若第一象限内磁感应强度大小为，第二象限内磁感应强度大小为，求小球穿过y轴的位置和时间的可能取值（从小球进入第一象限开始计时）。
【答案】（1）解：设小球质量为m，电荷量为q，速度为v，球在MN段受力如图，因为在MN段做匀速直线运动，所以球受力平衡，由平衡条件得
要使小球进入第一象限后能立即在矩形磁场区域内做匀速圆周运动，则球受的重力必须与电场力平衡
联立解得
（2）解：由（1）可知
即
在第一象限圆周运动，设磁感应强度为B1时，小球轨迹恰与y轴相切，洛伦兹力提供向心力
可知
由几何关系L解得
（3）解：由洛伦兹力提供向心力可知
小球在第一、第二象限的轨道半径分别为
小球由N点进入第一象限后运动半周进入第二象限，作出粒子在第一、第二象限的可能运动轨迹如图所示，
小球穿过y轴的位置为y=n （n=1、2、3……）和y=L+m （m=0、1、2、3……）
时间
和
综上，时间为 和
【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）球受的重力必须与电场力平衡 ， MN段做匀速直线运动，球受力平衡。得到电场强度大小。
（2）在第一象限圆周运动，小球轨迹恰与y轴相切，洛伦兹力提供向心力，画出运动轨迹，由几何关系得出磁感应强度B1的大小范围 。
（3）求出粒子圆周运动轨迹， 作出粒子在第一、第二象限的可能运动轨迹 。根据粒子运动的周期表达式，结合几何关系得出小球穿过y轴的位置和时间的可能取值。
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