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江苏省如皋市2022届高三上学期物理期末考试试卷
一、单选题
1．（2022高三上·如皋期末）“西电东输”是我国实现经济跨地区可持续快速发展的重要保证。在输送功率一定的情况下，将输电电压提高为原来的4倍，则输电导线上的电能损失将减小为原来的（ ）
A． B． C． D．
2．（2022高三上·如皋期末）小红利用如图所示的实验装置测量紫光的波长，实验中观察发现像屏上出现了清晰但条纹数偏少的干涉条纹。为观察到更密的条纹，可以（ ）
A．将单缝向双缝靠近 B．使用间距更小的双缝
C．将屏向靠近双缝的方向移动 D．转动手轮，移动分划板
3．（2022高三上·如皋期末）2021年，我国载人航天工程实施了5次发射任务，空间站组合体稳定运行在轨道半径约6761km的近圆轨道。已知引力常量和地球质量，则可以估算的物理量是（ ）
A．地球的密度 B．空间站的加速度
C．空间站的质量 D．空间站的动能
4．（2022高三上·如皋期末）约里奥·居里夫妇于1934年发现了人工放射性同位素磷30，获得了诺贝尔物理学奖。磷30的衰变方程为P→Si＋X＋γ，则（ ）
A．γ光子是磷30跃迁产生的
B．X是磷30核内的质子转化产生的
C．磷30的平均结合能比硅30的大
D．一定质量的磷30经过2个半衰期后将全部发生衰变
5．（2022高三上·如皋期末）如图所示，左边为竖直方向的弹簧振子，振子连接一根水平的长软绳，并沿绳方向取x轴，t＝0时刻，振子以2Hz的频率从平衡位置O向上开始运动。t＝1s时，x＝10cm处的绳上质点开始振动，则（ ）
A．绳波的波长为10cm
B．绳上各质点都沿x轴方向运动
C．波在绳上传播的速度为10m/s
D．t＝1s时，x＝5cm处的绳上质点正从平衡位置向上振动
6．（2022高三上·如皋期末）图甲中给出了氢原子光谱中4种可见光谱线对应的波长，这4种光的光子能量由大到小排列依次为3.02eV、2.86eV、2.55eV和1.89eV，氢原子能级图如图乙所示，则（ ）
A．遇同一个障碍物，Hα比Hδ更易发生衍射
B．Hγ光能使处于n＝2能级的氢原子电离
C．Hδ光是由处于n＝5能级的氢原子向低能级跃迁的过程中产生的
D．若4种光均能使某金属发生光电效应，则Hα光对应的光电子的最大初动能最大
7．（2022高三上·如皋期末）如图所示，折射率为n、半径为R的半圆形玻璃砖平放在桌面上，将宽度为L的平行单色光垂直于AC面射入，要使第1次射到圆面上的光能射出玻璃砖，则L的最大值为（ ）
A． B． C． D．
8．（2022高三上·如皋期末）如图所示的电路中，t＝0时刻闭合S，则A、B两点的电势φA、φB随时间t的变化规律描述正确的是（ ）
A． B．
C． D．
9．（2022高三上·如皋期末）如图所示，物体A、B将一轻弹簧（不与A、B拴接）挤压后用线系住，静止在水平面上，A、B的质量之比为2：1，A、B与水平面间的动摩擦因数之比为1：2。现将线烧断，则（ ）
A．A、B组成的系统动量不守恒
B．弹簧刚恢复原长时，B速度达到最大
C．弹簧刚恢复原长时，A、B动能相等
D．A、B同时停止运动
10．（2022高三上·如皋期末）如图所示，半径为R的光滑绝缘圆环固定于竖直平面内，环上套有两个相同的带电小球A和B，静止时A、B之间的距离为R，现用外力缓慢推A使其到达圆环最低点P的过程中（ ）
A．圆环对B的支持力变大 B．圆环对B的支持力不变
C．A、B系统的电势能增大 D．A、B系统的电势能不变
二、实验题
11．（2022高三上·如皋期末）小明用如图所示的装置测定木块与桌面之间的动摩擦因数。将木块A拉到水平桌面上的P点，待物体B稳定后静止释放A，当A位于O点时，B刚好接触地面，A最终滑到Q点。
（1）下列实验操作步骤，正确的顺序是 ；
①将A拉到P点，待B稳定后静止释放A
②在桌面上记录P点的位置
③改变h，重复实验
④在桌面上记录Q点的位置，测量OP、OQ的长度h和s
⑤调节滑轮高度使细线与木板平行，在桌面上记录O点的位置
（2）实验开始时，发现A释放后会撞到滑轮．若有下列措施：①减小A的质量；②增加细线的长度；③增加B的起始高度．其中可行的是 ；
（3）请根据下表的实验数据在方格纸中作出s-h关系的图像。
h/cm 10.00 15.00 20.00 25.00 30.00
s/cm 9.85 14.25 18.60 24.00 28.50
（4）实验测得A、B的质量均为0.20kg.根据sh图像可计算出A与桌面间的动摩擦因数μ＝ 。（结果保留两位有效数字）
（5）小华用同一装置做该实验，利用sh图像处理数据后发现实验中记录P、O、Q三点时，除P点记录的是A的右侧边，O、Q两点均记录的是A的左侧边，你认为小华是否需要重新进行实验，请简要说明理由 。
三、解答题
12．（2022高三上·如皋期末）某种风力发电机的原理如图所示，发电机的矩形线圈abcd固定，磁体在叶片驱动下绕线圈对称轴转动，图示位置线圈与磁场垂直。已知磁体间的磁场为匀强磁场，磁感应强度的大小为B，线圈的匝数为n，ab边长为L1，bc边长为L2，线圈总电阻为r，外接电阻为R，磁体转动的角速度为ω.当磁体从图示位置转过30°角度时，求：
（1）线圈中的感应电动势大小e；
（2）bc边受到的安培力大小F。
13．（2022高三上·如皋期末）如图所示，柱形绝热气缸固定在倾角为θ的斜面上，一定质量的理想气体被重力为G、横截面积为S的绝热活塞封闭在气缸内，此时活塞距气缸底部的距离为L0，气缸内温度为T0 。现通过电热丝缓慢对气缸内气体加热，通过电热丝的电流为I，电热丝电阻为R，加热时间为t，使气体温度升高到2T0。已知大气压强为p0，活塞可沿气缸壁无摩擦滑动，设电热丝产生的热量全部被气体吸收。求气缸内气体温度从T0升高到2T0的过程中：
（1）活塞移动的距离x；
（2）该气体增加的内能ΔU。
14．（2022高三上·如皋期末）如图甲所示，左、右两个光滑半圆轨道的最低点与光滑水平轨道相切于B、C点，整个轨道处于竖直面内，不计厚度的光滑木板上、下端固定在A、B点。小球P由A点静止释放，沿着木板下滑，并恰好能到达D点。已知两半圆轨道的半径分别为R＝2.5m、r＝1m，不计小球经过B点的能量损失，重力加速度g取10m/s2。
（1）求P落到水平轨道上时距C点的距离x；
（2）求AB板的长度LAB及它与水平轨道间的夹角θ；
（3）如图乙所示，长度的轻杆将P和另一相同的小球Q连接并放置在AB板上。现P由A点静止释放，两球在竖直面内运动，求P在沿右半圆轨道运动过程中机械能最小时的速度大小v。
15．（2022高三上·如皋期末）如图所示，一固定的绝缘圆筒的横截面半径为R，筒壁开有小孔，圆筒内有与纸面垂直的强弱能调节的匀强磁场．初速为0的带电粒子经电压U加速后沿筒的半径方向从小孔射入圆筒，当桶内不加磁场时，粒子与筒壁碰撞后又从小孔射出圆筒，在桶内运动的时间为t1.已知粒子与筒壁碰撞是弹性的，且电荷量不变，粒子的重力不计。
（1）求粒子的比荷；
（2）若改变桶内的磁感应强度，当粒子射入圆筒：
①并与筒壁发生2次碰撞后射出圆筒，求粒子在桶内运动的时间t2；
②并与筒壁发生4次碰撞后射出圆筒，求此时桶内的磁感应强度大小B。
答案解析部分
1．【答案】A
【知识点】电能的输送
【解析】【解答】根据P=IU
P线=I2R
可得
将输电电压提高为原来的4倍，则输电导线上的电能损失将减小为原来的。
故答案为：A。
【分析】根据焦耳定律和欧姆定律，输电电压提高，输电电流减小，输电线上损耗将减少。
2．【答案】C
【知识点】用双缝干涉测光波的波长
【解析】【解答】由于相邻明（暗）干涉条纹的宽度为
要增加观察到的条纹个数，即减小，需要增大或者减小，因此应将屏向靠近双缝的方向移动，ABD不符合题意，C符合题意。
故答案为：C。
【分析】根据双缝干涉条纹宽度公式，观察视野一定，增加观察到的条纹个数，可以减小条纹宽度。
3．【答案】B
【知识点】万有引力定律及其应用
【解析】【解答】A．由于地球的半径未知，故地球的密度不可估算，A不符合题意；
B．由万有引力提供向心力
解得
故空间站的加速度可以估算，B符合题意；
CD．空间站的质量不可求出，空间站的动能也不可估算，CD不符合题意。
故答案为：B。
【分析】估算密度必须知道地球体积。地球体积无法知道。万有引力提供 空间站组合体向心力。列出万有引力的等式，空间站的质量会抵消掉，无法求出空间站的质量和空间站的动能。
4．【答案】B
【知识点】原子核的衰变、半衰期；玻尔理论与氢原子的能级跃迁
【解析】【解答】A．γ光子是硅30跃迁产生的，A不符合题意；
B．X是，是磷30核内的质子转化成中子时产生的，B符合题意；
C．生成的Si比P更稳定，则磷30的平均结合能比硅30的小，C不符合题意；
D．一定质量的磷30经过2个半衰期后将剩下原来的四分之一没有衰变，D不符合题意。
故答案为：B。
【分析】新原子核能量比较高， 跃迁产生γ光子。X是电子。平均结合能越大，越稳定，Si比P更稳定，所以Si比P比结合能更大。
5．【答案】D
【知识点】机械波及其形成和传播
【解析】【解答】AC．根据公式，波速为
由
可知，波长为
AC不符合题意；
B．绳上各质点在平衡位置附近振动，并不随波的传播沿x轴方向运动，B不符合题意；
D．波刚传到某点时该质点的振动方向与波源的起振方向相同，由于振源的起振方向向上，因此，t＝1s时，x＝5cm处的绳上质点正从平衡位置向上振动，D符合题意。
故答案为：D。
【分析】波速等于运动路程除以时间，结合波长波速频率公式求出波长。绳上质点在平衡位置附近上下振动，不随波迁移。
6．【答案】A
【知识点】玻尔理论与氢原子的能级跃迁；光电效应
【解析】【解答】A．因为Hα比Hδ的波长更大，则遇同一个障碍物，Hα比Hδ更易发生衍射，A符合题意；
B．Hγ光的光子能量为2.86eV，而使处于n＝2能级的氢原子电离需要的能量为3.4eV，则Hγ光不能使处于n＝2能级的氢原子电离，B不符合题意；
C．Hδ光的光子能量为3.02eV，是由处于n＝6能级的氢原子向n=2能级跃迁的过程中产生的，C不符合题意；
D．Hα光的波长最长，能量最小，则若4种光均能使某金属发生光电效应，则Hα光对应的光电子的最大初动能最小，D不符合题意。
故答案为：A。
【分析】波长等于或者大于障碍物尺寸，更易发生衍射。Hα比Hδ波长更长更易发生衍射。光子能量大于或者等于电离能即可以使氢原子电离。Hα光的波长最长，能量最小，光电子的最大初动能最小。
7．【答案】B
【知识点】光的全反射；光的折射及折射定律
【解析】【解答】如图所示
当光线第1次射到圆面上恰好发生全反射，则
则L的最大值为
故答案为：B。
【分析】临界条件为光线第1次射到圆面上恰好发生全反射，第一次折射的入射角为全反射临界角。结合几何关系求解 L的最大值 。
8．【答案】C
【知识点】电势差、电势、电势能
【解析】【解答】AB．由电路可知，A点的电势等于电源正极的电势，因负极电势为零，则
因开始充电电流不是无穷大，则A点的电势不为零，最终电流为零时，则AB不符合题意；
CD．因B点电势等于电阻两端电压的大小，则
则随充电电流逐渐减小，φB随时间t逐渐减小到零，C符合题意，D不符合题意；
故答案为：C。
【分析】负极接地，负极电势为零。电流为零时，A点的电势大小等于电源电动势。B点电势等于电阻两端电压的大小，电流减小，电阻电压减小，B点电势降低。
9．【答案】D
【知识点】动量守恒定律
【解析】【解答】A．A、B组成的系统水平方向受合外力为
可知系统的动量守恒，A不符合题意；
B．当B的速度最大时，弹力等于摩擦力，此时弹力不为零，则当弹簧刚恢复原长时，B速度不是最大，B不符合题意；
C．根据动量守恒，弹簧刚恢复原长时
即
C不符合题意；
D．根据
可知，A、B同时停止运动，D符合题意。
故答案为：D。
【分析】由于系统水平方向不受外力所以系统动量守恒；当B速度最大时，此时弹力等于摩擦力；利用动量守恒定律结合质量之比可以求出动能之比；利用动量守恒定律可以判别AB同时停止。
10．【答案】C
【知识点】库仑定律；竖直平面的圆周运动
【解析】【解答】AB．球A到达P点的过程中，B向上运动，其所受的重力与库仑力夹角变大，其合力变小，则圆环对B球的支持力变小。AB不符合题意；
CD．球A到达P点的过程中，两者的距离变小，外力做正功，电场力做负功，电势能增加，C符合题意，D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】AB两球带同名电荷，B向上运动过程所受的重力与库仑力夹角变大，根据平行四边形法则，合力变小，对B球的支持力变小。运动过程中，电场力做负功， A、B系统电势能增加。
11．【答案】（1）⑤②①④③
（2）②
（3）如图所示：
（4）0.34（0.32～0.36）
（5）不需要，因为是利用sh图像的斜率计算动摩擦因数的，而斜率未受影响
【知识点】其他实验
【解析】【解答】（1）根据该实验的原理，则正确的实验操作步骤顺序是⑤②①④③；
（2）①减小A的质量，则会使B落地瞬时A的速度更大，最终使A滑的更远，则该方法错误；
②增加细线的长度，则会使B落地瞬时A的速度变小，最终使A滑的近些，则该方法正确；
③增加B的起始高度，则会使B落地瞬时A的速度更大，最终使A滑的更远，则该方法错误；
故答案为：②；
（3）作出s-h关系的图像如图；
（4）由P到O由动能定理
由O到Q由动能定理
解得
由图像可知
解得μ=0.34
（5）小华记录的数据中h值偏大，s值准确，则公式修正为
解得
则图像的斜率不变，求得的摩擦因数不变，则不需要重新进行实验。
【分析】（1）由P到O由动能定理，重力克服摩擦力做功，根据这个原理 正确的实验操作步骤顺序。
（2）增加细线的长度，B离地面更近，A滑动距离更短， 防止A撞到滑轮 。
（3）根据描点法作出s-h关系的图像。
（4）由P到O和O到Q由动能定理得出 sh 函数关系式。由斜率得出动摩擦因数。
（5） P点记录的是A的右侧边，O、Q两点均记录的是A的左侧边 ，会导致记录的物体下落高度偏大。
12．【答案】（1）解：最大值Em＝nBL1L2ω
转过30°角度时e＝Emsin30°
解得e＝
（2）解：电流I＝
安培力F＝nBIL2
解得F＝nBL2
【知识点】交变电流的产生及规律
【解析】【分析】（1）图示位置电动势最小，求出电动势的最大值， 转过30°角度 ，电动势为最大值的一半。
（2）由欧姆定律求出电流大小，代入安培力表达式求解安培力。
13．【答案】（1）解：等压变化
解得
活塞移动的距离x＝L1－L0＝L0
（2）解：设气体压强为p，有pS＝p0S＋Gsinθ
气体对外界做功W＝－pSx
吸收的热量Q＝I2Rt
热力学第一定律ΔU＝Q＋W
解得
【知识点】热力学第一定律（能量守恒定律）；饱和汽及物态变化中能量
【解析】【分析】（1）等压变化 ，由理想气体状态方程，求出活塞距气缸底部的距离的变化。从而求出活塞移动的距离x 。
（2）气体体积增大，气体对外做功，由焦耳定律求出释放的电热，结合 热力学第一定律求出气体增加的内能ΔU 。
14．【答案】（1）解：小球在D点
由平抛运动，
解得x＝2m
（2）解：小球从A到D点机械能守恒
解得h＝2.5m＝R
则
与水平轨道间的夹角为45°
（3）解：两球运动至右侧圆轨道时速度始终相等
如图所示，P的机械能最小，系统机械能守恒有
解得
【知识点】动能定理的综合应用；机械能守恒定律
【解析】【分析】（1）小球在D点，重力提供向心力。从D飞出，做平抛运动，求出水平位移即可。
（2） 小球从A到D点机械能守恒 ，得出小球下落高度。由几何关系得出AB板与水平轨道间的夹角θ。
（3）两球运动过程为连接体，速度大小相等。P的机械能最小 ，两球运动过程中，整体机械能守恒。由几何关系列出方程求解。
15．【答案】（1）解：在电场中 加速时qU＝mv2－0
在磁场中运动时
解得
（2）解：①粒子的半径r1＝Rtan60°
t2＝3×
解得t2＝
②粒子的轨迹有两种情况：
第1种：
qvB1＝m
r2＝Rtan
解得B1＝
第2种：
qvB2＝m
r3＝Rtan
解得B2＝
【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）对粒子加速过程，电场力使粒子加速。 桶内不加磁场时，粒子与筒壁碰撞后又从小孔射出圆筒，在桶内运动的时间为t1. 联立方程得出粒子的比荷。
（2）发生2次碰撞后射出圆筒 ，画出运动轨迹，每次运动偏转角为60度。 若与筒壁发生4次碰撞后射出圆筒 ，画出运动轨迹，共有两种可能，分别由几何关系和牛顿第二定律求出偏转半径，列出等量关系求解。
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江苏省如皋市2022届高三上学期物理期末考试试卷
一、单选题
1．（2022高三上·如皋期末）“西电东输”是我国实现经济跨地区可持续快速发展的重要保证。在输送功率一定的情况下，将输电电压提高为原来的4倍，则输电导线上的电能损失将减小为原来的（ ）
A． B． C． D．
【答案】A
【知识点】电能的输送
【解析】【解答】根据P=IU
P线=I2R
可得
将输电电压提高为原来的4倍，则输电导线上的电能损失将减小为原来的。
故答案为：A。
【分析】根据焦耳定律和欧姆定律，输电电压提高，输电电流减小，输电线上损耗将减少。
2．（2022高三上·如皋期末）小红利用如图所示的实验装置测量紫光的波长，实验中观察发现像屏上出现了清晰但条纹数偏少的干涉条纹。为观察到更密的条纹，可以（ ）
A．将单缝向双缝靠近 B．使用间距更小的双缝
C．将屏向靠近双缝的方向移动 D．转动手轮，移动分划板
【答案】C
【知识点】用双缝干涉测光波的波长
【解析】【解答】由于相邻明（暗）干涉条纹的宽度为
要增加观察到的条纹个数，即减小，需要增大或者减小，因此应将屏向靠近双缝的方向移动，ABD不符合题意，C符合题意。
故答案为：C。
【分析】根据双缝干涉条纹宽度公式，观察视野一定，增加观察到的条纹个数，可以减小条纹宽度。
3．（2022高三上·如皋期末）2021年，我国载人航天工程实施了5次发射任务，空间站组合体稳定运行在轨道半径约6761km的近圆轨道。已知引力常量和地球质量，则可以估算的物理量是（ ）
A．地球的密度 B．空间站的加速度
C．空间站的质量 D．空间站的动能
【答案】B
【知识点】万有引力定律及其应用
【解析】【解答】A．由于地球的半径未知，故地球的密度不可估算，A不符合题意；
B．由万有引力提供向心力
解得
故空间站的加速度可以估算，B符合题意；
CD．空间站的质量不可求出，空间站的动能也不可估算，CD不符合题意。
故答案为：B。
【分析】估算密度必须知道地球体积。地球体积无法知道。万有引力提供 空间站组合体向心力。列出万有引力的等式，空间站的质量会抵消掉，无法求出空间站的质量和空间站的动能。
4．（2022高三上·如皋期末）约里奥·居里夫妇于1934年发现了人工放射性同位素磷30，获得了诺贝尔物理学奖。磷30的衰变方程为P→Si＋X＋γ，则（ ）
A．γ光子是磷30跃迁产生的
B．X是磷30核内的质子转化产生的
C．磷30的平均结合能比硅30的大
D．一定质量的磷30经过2个半衰期后将全部发生衰变
【答案】B
【知识点】原子核的衰变、半衰期；玻尔理论与氢原子的能级跃迁
【解析】【解答】A．γ光子是硅30跃迁产生的，A不符合题意；
B．X是，是磷30核内的质子转化成中子时产生的，B符合题意；
C．生成的Si比P更稳定，则磷30的平均结合能比硅30的小，C不符合题意；
D．一定质量的磷30经过2个半衰期后将剩下原来的四分之一没有衰变，D不符合题意。
故答案为：B。
【分析】新原子核能量比较高， 跃迁产生γ光子。X是电子。平均结合能越大，越稳定，Si比P更稳定，所以Si比P比结合能更大。
5．（2022高三上·如皋期末）如图所示，左边为竖直方向的弹簧振子，振子连接一根水平的长软绳，并沿绳方向取x轴，t＝0时刻，振子以2Hz的频率从平衡位置O向上开始运动。t＝1s时，x＝10cm处的绳上质点开始振动，则（ ）
A．绳波的波长为10cm
B．绳上各质点都沿x轴方向运动
C．波在绳上传播的速度为10m/s
D．t＝1s时，x＝5cm处的绳上质点正从平衡位置向上振动
【答案】D
【知识点】机械波及其形成和传播
【解析】【解答】AC．根据公式，波速为
由
可知，波长为
AC不符合题意；
B．绳上各质点在平衡位置附近振动，并不随波的传播沿x轴方向运动，B不符合题意；
D．波刚传到某点时该质点的振动方向与波源的起振方向相同，由于振源的起振方向向上，因此，t＝1s时，x＝5cm处的绳上质点正从平衡位置向上振动，D符合题意。
故答案为：D。
【分析】波速等于运动路程除以时间，结合波长波速频率公式求出波长。绳上质点在平衡位置附近上下振动，不随波迁移。
6．（2022高三上·如皋期末）图甲中给出了氢原子光谱中4种可见光谱线对应的波长，这4种光的光子能量由大到小排列依次为3.02eV、2.86eV、2.55eV和1.89eV，氢原子能级图如图乙所示，则（ ）
A．遇同一个障碍物，Hα比Hδ更易发生衍射
B．Hγ光能使处于n＝2能级的氢原子电离
C．Hδ光是由处于n＝5能级的氢原子向低能级跃迁的过程中产生的
D．若4种光均能使某金属发生光电效应，则Hα光对应的光电子的最大初动能最大
【答案】A
【知识点】玻尔理论与氢原子的能级跃迁；光电效应
【解析】【解答】A．因为Hα比Hδ的波长更大，则遇同一个障碍物，Hα比Hδ更易发生衍射，A符合题意；
B．Hγ光的光子能量为2.86eV，而使处于n＝2能级的氢原子电离需要的能量为3.4eV，则Hγ光不能使处于n＝2能级的氢原子电离，B不符合题意；
C．Hδ光的光子能量为3.02eV，是由处于n＝6能级的氢原子向n=2能级跃迁的过程中产生的，C不符合题意；
D．Hα光的波长最长，能量最小，则若4种光均能使某金属发生光电效应，则Hα光对应的光电子的最大初动能最小，D不符合题意。
故答案为：A。
【分析】波长等于或者大于障碍物尺寸，更易发生衍射。Hα比Hδ波长更长更易发生衍射。光子能量大于或者等于电离能即可以使氢原子电离。Hα光的波长最长，能量最小，光电子的最大初动能最小。
7．（2022高三上·如皋期末）如图所示，折射率为n、半径为R的半圆形玻璃砖平放在桌面上，将宽度为L的平行单色光垂直于AC面射入，要使第1次射到圆面上的光能射出玻璃砖，则L的最大值为（ ）
A． B． C． D．
【答案】B
【知识点】光的全反射；光的折射及折射定律
【解析】【解答】如图所示
当光线第1次射到圆面上恰好发生全反射，则
则L的最大值为
故答案为：B。
【分析】临界条件为光线第1次射到圆面上恰好发生全反射，第一次折射的入射角为全反射临界角。结合几何关系求解 L的最大值 。
8．（2022高三上·如皋期末）如图所示的电路中，t＝0时刻闭合S，则A、B两点的电势φA、φB随时间t的变化规律描述正确的是（ ）
A． B．
C． D．
【答案】C
【知识点】电势差、电势、电势能
【解析】【解答】AB．由电路可知，A点的电势等于电源正极的电势，因负极电势为零，则
因开始充电电流不是无穷大，则A点的电势不为零，最终电流为零时，则AB不符合题意；
CD．因B点电势等于电阻两端电压的大小，则
则随充电电流逐渐减小，φB随时间t逐渐减小到零，C符合题意，D不符合题意；
故答案为：C。
【分析】负极接地，负极电势为零。电流为零时，A点的电势大小等于电源电动势。B点电势等于电阻两端电压的大小，电流减小，电阻电压减小，B点电势降低。
9．（2022高三上·如皋期末）如图所示，物体A、B将一轻弹簧（不与A、B拴接）挤压后用线系住，静止在水平面上，A、B的质量之比为2：1，A、B与水平面间的动摩擦因数之比为1：2。现将线烧断，则（ ）
A．A、B组成的系统动量不守恒
B．弹簧刚恢复原长时，B速度达到最大
C．弹簧刚恢复原长时，A、B动能相等
D．A、B同时停止运动
【答案】D
【知识点】动量守恒定律
【解析】【解答】A．A、B组成的系统水平方向受合外力为
可知系统的动量守恒，A不符合题意；
B．当B的速度最大时，弹力等于摩擦力，此时弹力不为零，则当弹簧刚恢复原长时，B速度不是最大，B不符合题意；
C．根据动量守恒，弹簧刚恢复原长时
即
C不符合题意；
D．根据
可知，A、B同时停止运动，D符合题意。
故答案为：D。
【分析】由于系统水平方向不受外力所以系统动量守恒；当B速度最大时，此时弹力等于摩擦力；利用动量守恒定律结合质量之比可以求出动能之比；利用动量守恒定律可以判别AB同时停止。
10．（2022高三上·如皋期末）如图所示，半径为R的光滑绝缘圆环固定于竖直平面内，环上套有两个相同的带电小球A和B，静止时A、B之间的距离为R，现用外力缓慢推A使其到达圆环最低点P的过程中（ ）
A．圆环对B的支持力变大 B．圆环对B的支持力不变
C．A、B系统的电势能增大 D．A、B系统的电势能不变
【答案】C
【知识点】库仑定律；竖直平面的圆周运动
【解析】【解答】AB．球A到达P点的过程中，B向上运动，其所受的重力与库仑力夹角变大，其合力变小，则圆环对B球的支持力变小。AB不符合题意；
CD．球A到达P点的过程中，两者的距离变小，外力做正功，电场力做负功，电势能增加，C符合题意，D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】AB两球带同名电荷，B向上运动过程所受的重力与库仑力夹角变大，根据平行四边形法则，合力变小，对B球的支持力变小。运动过程中，电场力做负功， A、B系统电势能增加。
二、实验题
11．（2022高三上·如皋期末）小明用如图所示的装置测定木块与桌面之间的动摩擦因数。将木块A拉到水平桌面上的P点，待物体B稳定后静止释放A，当A位于O点时，B刚好接触地面，A最终滑到Q点。
（1）下列实验操作步骤，正确的顺序是 ；
①将A拉到P点，待B稳定后静止释放A
②在桌面上记录P点的位置
③改变h，重复实验
④在桌面上记录Q点的位置，测量OP、OQ的长度h和s
⑤调节滑轮高度使细线与木板平行，在桌面上记录O点的位置
（2）实验开始时，发现A释放后会撞到滑轮．若有下列措施：①减小A的质量；②增加细线的长度；③增加B的起始高度．其中可行的是 ；
（3）请根据下表的实验数据在方格纸中作出s-h关系的图像。
h/cm 10.00 15.00 20.00 25.00 30.00
s/cm 9.85 14.25 18.60 24.00 28.50
（4）实验测得A、B的质量均为0.20kg.根据sh图像可计算出A与桌面间的动摩擦因数μ＝ 。（结果保留两位有效数字）
（5）小华用同一装置做该实验，利用sh图像处理数据后发现实验中记录P、O、Q三点时，除P点记录的是A的右侧边，O、Q两点均记录的是A的左侧边，你认为小华是否需要重新进行实验，请简要说明理由 。
【答案】（1）⑤②①④③
（2）②
（3）如图所示：
（4）0.34（0.32～0.36）
（5）不需要，因为是利用sh图像的斜率计算动摩擦因数的，而斜率未受影响
【知识点】其他实验
【解析】【解答】（1）根据该实验的原理，则正确的实验操作步骤顺序是⑤②①④③；
（2）①减小A的质量，则会使B落地瞬时A的速度更大，最终使A滑的更远，则该方法错误；
②增加细线的长度，则会使B落地瞬时A的速度变小，最终使A滑的近些，则该方法正确；
③增加B的起始高度，则会使B落地瞬时A的速度更大，最终使A滑的更远，则该方法错误；
故答案为：②；
（3）作出s-h关系的图像如图；
（4）由P到O由动能定理
由O到Q由动能定理
解得
由图像可知
解得μ=0.34
（5）小华记录的数据中h值偏大，s值准确，则公式修正为
解得
则图像的斜率不变，求得的摩擦因数不变，则不需要重新进行实验。
【分析】（1）由P到O由动能定理，重力克服摩擦力做功，根据这个原理 正确的实验操作步骤顺序。
（2）增加细线的长度，B离地面更近，A滑动距离更短， 防止A撞到滑轮 。
（3）根据描点法作出s-h关系的图像。
（4）由P到O和O到Q由动能定理得出 sh 函数关系式。由斜率得出动摩擦因数。
（5） P点记录的是A的右侧边，O、Q两点均记录的是A的左侧边 ，会导致记录的物体下落高度偏大。
三、解答题
12．（2022高三上·如皋期末）某种风力发电机的原理如图所示，发电机的矩形线圈abcd固定，磁体在叶片驱动下绕线圈对称轴转动，图示位置线圈与磁场垂直。已知磁体间的磁场为匀强磁场，磁感应强度的大小为B，线圈的匝数为n，ab边长为L1，bc边长为L2，线圈总电阻为r，外接电阻为R，磁体转动的角速度为ω.当磁体从图示位置转过30°角度时，求：
（1）线圈中的感应电动势大小e；
（2）bc边受到的安培力大小F。
【答案】（1）解：最大值Em＝nBL1L2ω
转过30°角度时e＝Emsin30°
解得e＝
（2）解：电流I＝
安培力F＝nBIL2
解得F＝nBL2
【知识点】交变电流的产生及规律
【解析】【分析】（1）图示位置电动势最小，求出电动势的最大值， 转过30°角度 ，电动势为最大值的一半。
（2）由欧姆定律求出电流大小，代入安培力表达式求解安培力。
13．（2022高三上·如皋期末）如图所示，柱形绝热气缸固定在倾角为θ的斜面上，一定质量的理想气体被重力为G、横截面积为S的绝热活塞封闭在气缸内，此时活塞距气缸底部的距离为L0，气缸内温度为T0 。现通过电热丝缓慢对气缸内气体加热，通过电热丝的电流为I，电热丝电阻为R，加热时间为t，使气体温度升高到2T0。已知大气压强为p0，活塞可沿气缸壁无摩擦滑动，设电热丝产生的热量全部被气体吸收。求气缸内气体温度从T0升高到2T0的过程中：
（1）活塞移动的距离x；
（2）该气体增加的内能ΔU。
【答案】（1）解：等压变化
解得
活塞移动的距离x＝L1－L0＝L0
（2）解：设气体压强为p，有pS＝p0S＋Gsinθ
气体对外界做功W＝－pSx
吸收的热量Q＝I2Rt
热力学第一定律ΔU＝Q＋W
解得
【知识点】热力学第一定律（能量守恒定律）；饱和汽及物态变化中能量
【解析】【分析】（1）等压变化 ，由理想气体状态方程，求出活塞距气缸底部的距离的变化。从而求出活塞移动的距离x 。
（2）气体体积增大，气体对外做功，由焦耳定律求出释放的电热，结合 热力学第一定律求出气体增加的内能ΔU 。
14．（2022高三上·如皋期末）如图甲所示，左、右两个光滑半圆轨道的最低点与光滑水平轨道相切于B、C点，整个轨道处于竖直面内，不计厚度的光滑木板上、下端固定在A、B点。小球P由A点静止释放，沿着木板下滑，并恰好能到达D点。已知两半圆轨道的半径分别为R＝2.5m、r＝1m，不计小球经过B点的能量损失，重力加速度g取10m/s2。
（1）求P落到水平轨道上时距C点的距离x；
（2）求AB板的长度LAB及它与水平轨道间的夹角θ；
（3）如图乙所示，长度的轻杆将P和另一相同的小球Q连接并放置在AB板上。现P由A点静止释放，两球在竖直面内运动，求P在沿右半圆轨道运动过程中机械能最小时的速度大小v。
【答案】（1）解：小球在D点
由平抛运动，
解得x＝2m
（2）解：小球从A到D点机械能守恒
解得h＝2.5m＝R
则
与水平轨道间的夹角为45°
（3）解：两球运动至右侧圆轨道时速度始终相等
如图所示，P的机械能最小，系统机械能守恒有
解得
【知识点】动能定理的综合应用；机械能守恒定律
【解析】【分析】（1）小球在D点，重力提供向心力。从D飞出，做平抛运动，求出水平位移即可。
（2） 小球从A到D点机械能守恒 ，得出小球下落高度。由几何关系得出AB板与水平轨道间的夹角θ。
（3）两球运动过程为连接体，速度大小相等。P的机械能最小 ，两球运动过程中，整体机械能守恒。由几何关系列出方程求解。
15．（2022高三上·如皋期末）如图所示，一固定的绝缘圆筒的横截面半径为R，筒壁开有小孔，圆筒内有与纸面垂直的强弱能调节的匀强磁场．初速为0的带电粒子经电压U加速后沿筒的半径方向从小孔射入圆筒，当桶内不加磁场时，粒子与筒壁碰撞后又从小孔射出圆筒，在桶内运动的时间为t1.已知粒子与筒壁碰撞是弹性的，且电荷量不变，粒子的重力不计。
（1）求粒子的比荷；
（2）若改变桶内的磁感应强度，当粒子射入圆筒：
①并与筒壁发生2次碰撞后射出圆筒，求粒子在桶内运动的时间t2；
②并与筒壁发生4次碰撞后射出圆筒，求此时桶内的磁感应强度大小B。
【答案】（1）解：在电场中 加速时qU＝mv2－0
在磁场中运动时
解得
（2）解：①粒子的半径r1＝Rtan60°
t2＝3×
解得t2＝
②粒子的轨迹有两种情况：
第1种：
qvB1＝m
r2＝Rtan
解得B1＝
第2种：
qvB2＝m
r3＝Rtan
解得B2＝
【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）对粒子加速过程，电场力使粒子加速。 桶内不加磁场时，粒子与筒壁碰撞后又从小孔射出圆筒，在桶内运动的时间为t1. 联立方程得出粒子的比荷。
（2）发生2次碰撞后射出圆筒 ，画出运动轨迹，每次运动偏转角为60度。 若与筒壁发生4次碰撞后射出圆筒 ，画出运动轨迹，共有两种可能，分别由几何关系和牛顿第二定律求出偏转半径，列出等量关系求解。
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