辽宁省葫芦岛市普通高中2022届高三上学期物理期末学业质量监测试卷
一、单选题
1．（2022高三上·葫芦岛期末）如图所示，北京冬奥会2000米短道速滑接力热身赛上，当运动员在光滑冰面上交接时，后方运动员甲用力推前方运动员乙。下列说法正确的是（ ）
A．甲对乙的作用力大于乙对甲的作用力
B．甲、乙所受推力的冲量大小相等
C．甲推出乙后，甲一定向后运动
D．甲推乙的力与乙推甲的力是一对平衡力
【答案】B
【知识点】牛顿第三定律；动量守恒定律
【解析】【解答】AD．甲对乙的作用力与乙对甲的作用力是相互作用力，根据牛顿第三定律可知，两个力大小相等，方向相反，AD不符合题意；
B．系统动量守恒，故两个运动员的动量变化量等大反向，则甲、乙所受推力的冲量大小相等，B符合题意；
C．甲推出乙后，甲的速度减小，但是甲不一定向后运动，C不符合题意；
故答案为：B。
【分析】根据牛顿第三定律得出甲对乙的作用力和乙对甲作用力的大小关系，当系统所受外力的合力为零时动量守恒。
2．（2022高三上·葫芦岛期末）明代宋应星在《天工开物》一书中描述了测量弓力的方法：“以足踏弦就地，秤钧搭挂弓腰，弦满之时，推移秤锤所压，则知多少。”意思是：可以用脚踩弓弦两端，线将秤钩钩住弓的中点往上拉，弦满之时，推移秤锤称平，就可知道弓力大小。如图所示，假设弓满时，弓弦弯曲的夹角为，释钩与弦之间的摩擦不计，弓弦的拉力即弓力，满弓时秤钩的拉力大小为F，弓力大小等于（ ）
A． B． C． D．
【答案】A
【知识点】共点力平衡条件的应用；受力分析的应用
【解析】【解答】设弦的拉力（弓力）为T，则
可得
故答案为：A。
【分析】对秤钩与弦的接触点进行受力分析，根据共点力平衡得出弓力的大小。
3．（2022高三上·葫芦岛期末）无人驾驶技术在水运领域也在不断探索和尝试，无人驾驶船舶将是未来无人驾驶技术的一个重要发展方向.现有甲、乙两船做无人驾驶试验，它们同时从同一位置沿同一方向出发做直线运动（从出发时刻开始计时），两船的速度随时间变化关系如图，则有（ ）
A．2.5秒末两船相遇 B．出发以后两船能相遇2次
C．出发以后两船只相遇1次 D．前4秒内乙船平均速度较大
【答案】C
【知识点】追及相遇问题；运动学 v-t 图象
【解析】【解答】A．甲乙两船均先做匀加速直线运动，后做匀速直线运动，通过图像可知，甲的加速度为
乙的加速度为
根据速度公式10=4t1
解得t1=2.5s
即2.5s前甲的速度一直小于乙的速度，在t=2.5s时刻两船还未相遇，A不符合题意；
BC．出发以后，乙船在前，甲船追上乙船以后，速度比乙船的速度大，因此两船只相遇一次，C符合题意B不符合题意；
D．当t=4s时，甲船的位移为
乙船的位移为
因为时间和位移均相同，则前4s内两船的平均速度相等，D不符合题意；
故答案为：C。
【分析】v-t图像的斜率表示物体的加速度，与坐标轴围成图形的面积表示物体运动的位移，结合相遇追击问题进行分析判断。
4．（2022高三上·葫芦岛期末）2021 年4月29日，“天和核心舱”成功进入预定轨道，中国空间站在轨组装建造全面展开。若空间站运行轨道近似为圆周，轨道距地面高度为h。已知地球半径为R，地球表面的重力加速度为g，则空间站绕地球运行一周的时间为（ ）
A． B．
C． D．
【答案】A
【知识点】万有引力定律的应用
【解析】【解答】根据
又
联立解得
故答案为：A。
【分析】根据万有引力提供向心力以及在星球表面重力等于万有引力得出空间站绕地球运行一周的时间。
5．（2022高三上·葫芦岛期末）在维护和检修高压供电线路时，为了不影响城市用电，电工经常要在高压线上带电作业。为了保障电工的安全，电工全身要穿上用金属丝线编织的衣服（如图甲）。图乙中电工站在高压直流输电线的A供电线上作业，其头顶上方有供电线，供电线的电势高于A供电线的电势。虚线表示电工周围某一截面上的等势面，c、d、e、f是不同等势面上的四个点，以下说法中正确的是（ ）
A．在c、d、e、f四点中，c点的电场最强
B．连接c、d、e、f四点，则此线一定为电场线
C．电工全身穿上用金属丝线编织的衣服，静电感应使体内电势保持为零
D．电工全身穿上用金属丝线编织的衣服，静电屏蔽使体内电场强度保持为零
【答案】D
【知识点】电场强度；电势；等势面
【解析】【解答】A．根据等势面的分布，可判断出f点的电场最强，A不符合题意；
B．电场线与等势线垂直，从图中不能确定c、d、e、f四点的连线恰好垂直于各等势面。所以该连线不一定是电场线，B不符合题意；
CD．电工全身穿上用金属丝线编织的衣服，静电屏蔽使体内电场强度保持为零，C不符合题意，D符合题意。
故答案为：D。
【分析】等势线的疏密表示电场的强弱，电场线与等势线垂直，静电屏蔽使体内电场强度保持为零。
6．（2022高三上·葫芦岛期末）如图所示，理想变压器的原线圈接在的交流电源上，副线圈接有的负载电阻，原、副线圈匝数之比为2：1，交流电流表、交流电压表均为理想电表。下列说法正确的是（ ）
A．电压表的读数为
B．电流表的读数为2A
C．副线圈的输出功率为220W
D．副线圈输出的交变电流的频率为100Hz
【答案】C
【知识点】变压器原理；电路动态分析
【解析】【解答】A．由瞬时值的表达式可得，原线圈的电压有效值为220V，根据电压与匝数成正比可得，副线圈的电压为110V，所以电压表读数为110V，A不符合题意；
B． 副线圈电流
电流表的读数为
B不符合题意；
C．副线圈的输出功率为
C符合题意；
D．变压器不改变交流的频率，副线圈输出的交变电流的频率等于原线圈的交流电的频率，为
D不符合题意；
故答案为：C.
【分析】根据理想变压器的原副线圈的匝数比和电压比的关系得出电压表的读数，利用欧姆定律得出副线圈的电流以及电流表的读数，结合功率的表达式得出副线圈的输出功率。
7．（2022高三上·葫芦岛期末）如图所示，一列简谐横波沿x轴传播，时刻的波形如图所示，P、Q两质点的平衡位置分别位于和处。时刻，P、Q两质点离开平衡位置的位移相同，质点P比质点Q振动滞后0.2s，则下列说法正确的是（ ）
A．波沿x轴正向传播
B．波传播的速度大小为15m/s
C．质点P振动的周期为0.4s
D．质点Q沿y轴负方向回到平衡位置时，质点P处于波谷
【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．因为质点P比质点Q振动滞后0.2s，可知波先传到Q点后传到P点，波沿x轴负向传播，A不符合题意；
C．P、Q两质点的平衡位置相距
则
解得T=0.8s
C不符合题意；
B．.波的传播速度为
B符合题意；
D．波向左传播1.5m时，质点Q处于平衡位置，质点P处于波峰，D不符合题意。
故答案为：B。
【分析】结合质点的振动方向和波的传播方向得出该波的传播方向，根据PQ两质点平衡位置间的距离与波长的关系得出质点振动的周期，结合波长和周期的关系得出该波的传播速度。
二、多选题
8．（2022高三上·葫芦岛期末）如图所示，在竖直向上的匀强电场中，A球位于B球的正上方，质量相等的两个小球以相同初速度水平抛出，它们最后落在水平面上同一点，其中只有一个小球带电，不计空气阻力，下列判断正确的是（ ）
A．如果A球带电，则A球一定带负电
B．如果A球带电，则A球的电势能一定增加
C．如果B球带电，则B球一定带负电
D．如果B球带电，则B球的电势能一定增加
【答案】A,D
【知识点】带电粒子在电场中的偏转
【解析】【解答】AB．平抛时的初速度相同，在水平方向通过的位移相同，故下落时间相同，A在上方，竖直位移较大，由可知，A下落的加速度较大，合外力较大，如果A球带电，A受到向下则电场力，一定带负电，电场力做正功，电势能减小，A符合题意，B不符合题意；
CD．如果B球带电，由于B的竖直位移较小，加速度较小，合外力较小，则B受电场力向上，应带正电，电场力对B做负功，电势能增加，C不符合题意，D符合题意。
故答案为：AD。
【分析】AB两小球在电场中做类平抛运动，结合平抛运动的规律以及功能关系得出AB小球的电性以及电势能的变化情况.
9．（2022高三上·葫芦岛期末）如图所示，两光滑导轨水平放置在竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度大小为B。两导轨间用大小可忽略的定值电阻R连接，以两导轨交点为坐标原点，以两导轨的角平分线为x轴，两导轨与x轴夹角均为θ。导轨上的金属棒与x轴垂直，在外力F作用下从O点开始以速度v向右匀速运动，忽略导轨和金属棒的电阻。I表示流过电阻R的电流，P表示电阻R的热功率，F表示金属棒受到的拉力大小，W表示拉力做的功，则下列关于上述物理量与x的关系图像可能正确的是（ ）
A． B．
C． D．
【答案】A,C
【知识点】电路动态分析；法拉第电磁感应定律
【解析】【解答】A．根据几何关系，金属棒切割的有效长度L正比于x，根据法拉第电磁感应定律E=BLv∝x
根据闭合电路欧姆定律I∝x
A符合题意；
B．热功率表达式P=I2R∝x2
功率正比于x2，B不符合题意；
C．金属棒做匀速运动，有F=F安=BIL∝x2
C符合题意；
D．如果F是恒力W=Fx
F∝x2
则W与x2不成正比关系，D不符合题意。
故答案为：AC
【分析】根据欧姆定律以及法拉第电磁感应定律得出I-X的关系式，结合热功率 的表达式以及共点力平衡得出F与x的关系以及P与x的关系。
10．（2022高三上·葫芦岛期末）某质量的“双引挚”小汽车，行驶速度时靠电动机输出动力；行驶速度在范围内时靠汽油机输出动力，同时内部电池充电；当行驶速度时汽油机和电动机同时工作，这种汽车更节能环保，该小汽车在一条平直的公路上由静止启动，汽车的牵引力F随运动时间t的图线如图所示，所受阻力恒为1250N。已知汽车在t0时刻第一次切换动力引擎，以后保持恒定功率行驶至第11s末，则在前11s内（ ）
A．经过计算
B．在0~t0时间内小汽车行驶了45m
C．电动机输出的最大功率为60kW
D．汽油机工作期间牵引力做的功为
【答案】B,D
【知识点】匀变速直线运动的速度与时间的关系；匀变速直线运动的位移与时间的关系；功率及其计算
【解析】【解答】A．开始阶段加速度为
v1=54km/h=15m/s
解得
A不符合题意；
B．汽车前6s内的位移为
B符合题意；
C．t0时刻，电动机输出的功率最大为Pm=F1v1=5000×15W=75kW
C不符合题意；
D．汽油机工作期间，功率为P=F2v1=90kW
解得11s时刻汽车的速度为
后5s内汽油机工作时牵引力的功为W=Pt=4.5×105J
D符合题意；
故答案为：BD。
【分析】开始阶段，结合牛顿第二定律以及匀变速直线运动的规律得出t0，根据匀变速直线运动的规律得出前6 ss内的位移，通过瞬时功率的表达式以及平均功率的表达式得出输出功率的最大值和后5s内牵引力的功。
三、实验题
11．（2022高三上·葫芦岛期末）某同学用如图甲所示实验装置“探究弹簧的弹力和伸长量的关系”。直尺和光滑的细杆水平固定在铁架台上，一根弹簧穿在细杆上，其左端固定，右端与细绳连接。细绳跨过光滑定滑轮，其下端可以悬挂钩码。实验时先测出不挂钩码时弹簧的自然长度，再将5个钩码逐个挂在绳子的下端，每次测出对应的弹簧总长度L，并将所挂钩码的重力大小作为弹簧的弹力大小F。弹簧伸长均在弹性限度内。
（1）把以上测得的数据描点连线，如图乙所示，则该弹簧的原长L0= cm，劲度系数k= N/m。（结果均保留3位有效数字）
（2）若该同学先把弹簧竖直悬挂，下端不挂钩码测出弹簧原长为L1，再按照图甲所示方法悬挂钩码，测出弹簧伸长后长度L，以L-L1作为弹簧伸长量x，以钩码重力大小作为弹力F大小。由于弹簧自身重力的影响，得到的图线可能是图丙中的 。
【答案】（1）5.00；13.0~13.6
（2）B
【知识点】探究弹簧弹力的大小与伸长量的关系
【解析】【解答】（1）弹簧弹力为零时，弹簧总长度即为弹簧原长，故
弹簧劲度系数
（2）由于弹簧自身重力的影响，当x等于零时，弹簧有一定的弹力，但弹簧劲度系数不变，则
不变，即F-x图像斜率不变。
故答案为：B。
【分析】（1）根据F-L图像以及胡克定律得出弹簧的劲度系数；
（2）F-x图像的斜率为劲度系数，由于弹簧的劲度系数不变，从而选择正确的图像。
12．（2022高三上·葫芦岛期末）某实验小组想研究某热敏电阻在30~80℃范围内的温度特性及应用。实验室有下列器材：热敏电阻RT（已置于温控室中），电源E（6V，内阻可忽略），灵敏电流计G，定值电阻R1（阻值为400Ω）和R2（阻值为200Ω），滑动变阻器R3（最大阻值为1000Ω），电阻箱R4（0~999.9Ω），报警器，开关S，导线若干。
该小组利用如图1所示的电路探究该热敏电阻RT的温度特性。实验时，先连接好电路，再将温控室的温度t升至80.0℃，闭合S，调节R4使灵敏电流计指针回到0刻度：然后调节R3的滑片使R3的阻值减小，若发现灵敏电流计指针偏离0刻度，继续调节R4，直至灵敏电流计指针一直处于0刻度，记下此时R4的读数。逐步降低温控室的温度t，调节R4使灵敏电流计指针一直处于0刻度，得到相应温度下R4的阻值如下表。
t/℃ 30.0 40.0 50.0 60.0 70.0 80.0
R4/Ω 340.0 250.0 195.0 160.0 135.0 120.0
回答下列问题：
（1）若某次测量，实验小组发现电流由a到b流经灵敏电流计，这时应 （选填“调大”或“调小”）R4，才能使指针回到0刻度。
（2）该实验小组利用实验室提供的器材组装一个由热敏电阻控制的报警系统，电路图如图2所示，要求热敏电阻的温度达到或超过60℃时，系统报警。已知报警器内阻不计，流过的电流超过时就会报警，则电阻箱阻值应调为 Ω。闭合开关进行测试，发现温控室中温度达到62℃时报警器才开始报警，这时应 （选填“调大”或“调小”）电阻箱的阻值，使其在要求温度下报警。
【答案】（1）调大
（2）280.0（或280）；调小
【知识点】传感器；电路动态分析
【解析】【解答】（1）实验小组发现电流由a到b流经灵敏电流计，说明a点电势高，b点电势低，所以，应调大R4，使b点电势升高，才能使指针回到0刻度。
（2）根据电桥原理可知
所以
要求热敏电阻的温度达到或超过60℃时，系统报警，此时
电阻箱阻值应调为
闭合开关进行测试，发现温控室中温度达到62℃时报警器才开始报警，说明回路电阻偏大，电流偏小，所以调小电阻箱的阻值，使其在要求温度下报警。
【分析】（1）正电荷定向移动的方向为电流的方向，从而判断ab电势的高低；
（2）根据电桥原理得出电阻箱阻值的表达式，并得出热敏电阻的温度达到或超过60℃时电阻箱的阻值，利用电路的动态分析得出要使要求温度下报警时应如何调节电阻箱的阻值。
四、解答题
13．（2022高三上·葫芦岛期末）如图，在竖直平面内有O、P两点，OP连线与竖直方向夹角为。长1.5m不可伸长的细绳一端固定在O点，另一端拴有质量为0.4kg、可视为质点的小球，小球竖直悬挂且恰不与地面接触，O到墙的水平距离为1.2m.P处装有刀片，细线碰到刀片立即被割断，质量为1.4kg的滑块水平向右撞击小球，小球垂直击中墙面，且撞后滑块运动到墙角处时的速度恰好减为零。已知滑块与地面的动摩擦因数为，重力加速度，，，求：
（1）滑块与小球碰后瞬间，滑块的速度大小；
（2）细线断的瞬间，小球的速度大小；
（3）滑块刚碰撞小球时滑块的速度大小。
【答案】（1）解：设滑块质量为M，小球质量为m；滑块与小球碰前的速度为v0，碰后速度为v，O到墙的水平距离为s，则滑块在水平地面上运动到停在墙角处，有
解得v=3m/s
（2）解：设小球被碰后速度为v1，设摆线长为L，摆线到达P时，小球速度为v2，则
细线被割断后，设到小球撞击墙面的时间为t，根据运动独立性原理，竖直方向
水平方向
解得
（3）解：滑块与小球相碰，系统动量守恒
联立得滑块刚接触小球时的速度
【知识点】动量守恒定律；动能定理的综合应用
【解析】【分析】（1） 滑块在水平地面上运动到停在墙角处 ，结合动能定理得出滑块的速度；
（2）根据动能定理以及匀变速直线运动的规律以及匀速运动的规律得出细线断的瞬间小球的速度；
（3） 滑块与小球相碰，系统动量守恒 ，结合动量守恒定律得出滑块刚碰撞小球时滑块的速度 。
14．（2022高三上·葫芦岛期末）如图，在倾角为θ=30°的光滑斜面上，在区I域和区域Ⅱ存在着方向相反的匀强磁场，I区磁感应强度大小B1=0.6T，Ⅱ区磁感应强度大小B2=0.4T。两个磁场的宽度MJ和JG均为L=1m，一个质量为m=0.6kg、电阻R=0.6Ω、边长也为L的正方形导线框，由静止开始沿斜面下滑，当ab边刚越过GH进入磁场I区时，恰好做匀速直线运动。已知重力加速度g取10m/s2。求：
（1）线框ab边刚进入磁场I区时电流I的大小及方向；
（2）线框静止时ab边距GH的距离x；
（3）线框ab边从JP运动到MN过程通过线框的电荷量q。
【答案】（1）解：当ab边刚越过GH进入磁场Ⅰ区时
解得I=5A
方向从b到a；
（2）解：根据
线框由静止到ab边运动到GH的过程，由机械能守恒定律得
解得 x=2.5m
（3）解：线框ab边从JP运动到MN过程
解得
【知识点】安培力；机械能守恒定律；电路动态分析；法拉第电磁感应定律
【解析】【分析】（1） 当ab边刚越过GH进入磁场Ⅰ区时 ，根据共点力平衡得出线框中电流的方向和大小；
（2）利用闭合电路欧姆定律和法拉第电磁感应定律得出线框的速度， 线框由静止到ab边运动到GH的过程，由机械能守恒定律得出线框静止时ab边距GH的距离 ；
（3）通过电流的定义式和欧姆定律以及法拉第电磁感应定律得出 线框ab边从JP运动到MN过程通过线框的电荷量 。
15．（2022高三上·葫芦岛期末）如图甲所示，以两虚线M、N为边界，中间存在平行纸面且与边界垂直的电场，M、N间电压UMN的变化图像如图乙所示，电压的最大值为U0、周期为T0；M、N两侧为相同的匀强磁场区域I、II，磁场方向垂直纸面向里，磁感应强度均为B。t=0时，将一带正电的粒子从边界线M上的A处由静止释放，经电场加速后进入磁场，粒子在磁场中做圆周运动的周期也为T0。两虚线M、N间宽度很小，粒子在其间的运动时间忽略不计，也不考虑粒子所受的重力。
（1）求该粒子的比荷；
（2）求粒子第1次和第3次到达磁场区域I的左边界线N的两位置间的距离Δd；
（3）若粒子的质量增加为倍，电荷量不变，t=0时，将其在A处由静止释放，求t=2T0时粒子的速度。
【答案】（1）解：粒子进入磁场后，据题意有，由周期公式得
解得
（2）解：由于不计粒子穿越MN间的时间，则可认为0时刻出发的粒子穿越MN的过程中电压始终为U0，如下图所示
第一次加速后
解得
在I磁场区域中第一次做圆周运动，故有
解得
同理，之后在II磁场中圆周运动的半径为
粒子第1次和第3次到达磁场区域I的左边界限N的两位置间的距离为
解得
（3）解：粒子的质量增加为，则
每半个周期为
从0开始到为止的时间内，根据加速电压图像可知粒子进入电场的时刻分别为0，，，，且加速电压UMN分别为、、0、，前两次为加速，最后一次为减速，由动能定理得
解得
【知识点】动能定理的综合应用；带电粒子在匀强磁场中的运动
【解析】【分析】（1）粒子在磁场中做匀速圆周运动，结合粒子运动周期的表达式得出该粒子的比荷；
（2）粒子在加速电场中根据动能定理得出粒子射出加速电场的速度，在区域1的磁场中利用洛伦兹力提供向心力得出粒子运动轨迹的半径，结合几何关系得出粒子第1次和第3次到达磁场区域I的左边界线N的两位置间的距离；
（3）根据粒子在磁场中运动在周期的表达式以及动能定理得出t时粒子的速度。
1 / 1辽宁省葫芦岛市普通高中2022届高三上学期物理期末学业质量监测试卷
一、单选题
1．（2022高三上·葫芦岛期末）如图所示，北京冬奥会2000米短道速滑接力热身赛上，当运动员在光滑冰面上交接时，后方运动员甲用力推前方运动员乙。下列说法正确的是（ ）
A．甲对乙的作用力大于乙对甲的作用力
B．甲、乙所受推力的冲量大小相等
C．甲推出乙后，甲一定向后运动
D．甲推乙的力与乙推甲的力是一对平衡力
2．（2022高三上·葫芦岛期末）明代宋应星在《天工开物》一书中描述了测量弓力的方法：“以足踏弦就地，秤钧搭挂弓腰，弦满之时，推移秤锤所压，则知多少。”意思是：可以用脚踩弓弦两端，线将秤钩钩住弓的中点往上拉，弦满之时，推移秤锤称平，就可知道弓力大小。如图所示，假设弓满时，弓弦弯曲的夹角为，释钩与弦之间的摩擦不计，弓弦的拉力即弓力，满弓时秤钩的拉力大小为F，弓力大小等于（ ）
A． B． C． D．
3．（2022高三上·葫芦岛期末）无人驾驶技术在水运领域也在不断探索和尝试，无人驾驶船舶将是未来无人驾驶技术的一个重要发展方向.现有甲、乙两船做无人驾驶试验，它们同时从同一位置沿同一方向出发做直线运动（从出发时刻开始计时），两船的速度随时间变化关系如图，则有（ ）
A．2.5秒末两船相遇 B．出发以后两船能相遇2次
C．出发以后两船只相遇1次 D．前4秒内乙船平均速度较大
4．（2022高三上·葫芦岛期末）2021 年4月29日，“天和核心舱”成功进入预定轨道，中国空间站在轨组装建造全面展开。若空间站运行轨道近似为圆周，轨道距地面高度为h。已知地球半径为R，地球表面的重力加速度为g，则空间站绕地球运行一周的时间为（ ）
A． B．
C． D．
5．（2022高三上·葫芦岛期末）在维护和检修高压供电线路时，为了不影响城市用电，电工经常要在高压线上带电作业。为了保障电工的安全，电工全身要穿上用金属丝线编织的衣服（如图甲）。图乙中电工站在高压直流输电线的A供电线上作业，其头顶上方有供电线，供电线的电势高于A供电线的电势。虚线表示电工周围某一截面上的等势面，c、d、e、f是不同等势面上的四个点，以下说法中正确的是（ ）
A．在c、d、e、f四点中，c点的电场最强
B．连接c、d、e、f四点，则此线一定为电场线
C．电工全身穿上用金属丝线编织的衣服，静电感应使体内电势保持为零
D．电工全身穿上用金属丝线编织的衣服，静电屏蔽使体内电场强度保持为零
6．（2022高三上·葫芦岛期末）如图所示，理想变压器的原线圈接在的交流电源上，副线圈接有的负载电阻，原、副线圈匝数之比为2：1，交流电流表、交流电压表均为理想电表。下列说法正确的是（ ）
A．电压表的读数为
B．电流表的读数为2A
C．副线圈的输出功率为220W
D．副线圈输出的交变电流的频率为100Hz
7．（2022高三上·葫芦岛期末）如图所示，一列简谐横波沿x轴传播，时刻的波形如图所示，P、Q两质点的平衡位置分别位于和处。时刻，P、Q两质点离开平衡位置的位移相同，质点P比质点Q振动滞后0.2s，则下列说法正确的是（ ）
A．波沿x轴正向传播
B．波传播的速度大小为15m/s
C．质点P振动的周期为0.4s
D．质点Q沿y轴负方向回到平衡位置时，质点P处于波谷
二、多选题
8．（2022高三上·葫芦岛期末）如图所示，在竖直向上的匀强电场中，A球位于B球的正上方，质量相等的两个小球以相同初速度水平抛出，它们最后落在水平面上同一点，其中只有一个小球带电，不计空气阻力，下列判断正确的是（ ）
A．如果A球带电，则A球一定带负电
B．如果A球带电，则A球的电势能一定增加
C．如果B球带电，则B球一定带负电
D．如果B球带电，则B球的电势能一定增加
9．（2022高三上·葫芦岛期末）如图所示，两光滑导轨水平放置在竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度大小为B。两导轨间用大小可忽略的定值电阻R连接，以两导轨交点为坐标原点，以两导轨的角平分线为x轴，两导轨与x轴夹角均为θ。导轨上的金属棒与x轴垂直，在外力F作用下从O点开始以速度v向右匀速运动，忽略导轨和金属棒的电阻。I表示流过电阻R的电流，P表示电阻R的热功率，F表示金属棒受到的拉力大小，W表示拉力做的功，则下列关于上述物理量与x的关系图像可能正确的是（ ）
A． B．
C． D．
10．（2022高三上·葫芦岛期末）某质量的“双引挚”小汽车，行驶速度时靠电动机输出动力；行驶速度在范围内时靠汽油机输出动力，同时内部电池充电；当行驶速度时汽油机和电动机同时工作，这种汽车更节能环保，该小汽车在一条平直的公路上由静止启动，汽车的牵引力F随运动时间t的图线如图所示，所受阻力恒为1250N。已知汽车在t0时刻第一次切换动力引擎，以后保持恒定功率行驶至第11s末，则在前11s内（ ）
A．经过计算
B．在0~t0时间内小汽车行驶了45m
C．电动机输出的最大功率为60kW
D．汽油机工作期间牵引力做的功为
三、实验题
11．（2022高三上·葫芦岛期末）某同学用如图甲所示实验装置“探究弹簧的弹力和伸长量的关系”。直尺和光滑的细杆水平固定在铁架台上，一根弹簧穿在细杆上，其左端固定，右端与细绳连接。细绳跨过光滑定滑轮，其下端可以悬挂钩码。实验时先测出不挂钩码时弹簧的自然长度，再将5个钩码逐个挂在绳子的下端，每次测出对应的弹簧总长度L，并将所挂钩码的重力大小作为弹簧的弹力大小F。弹簧伸长均在弹性限度内。
（1）把以上测得的数据描点连线，如图乙所示，则该弹簧的原长L0= cm，劲度系数k= N/m。（结果均保留3位有效数字）
（2）若该同学先把弹簧竖直悬挂，下端不挂钩码测出弹簧原长为L1，再按照图甲所示方法悬挂钩码，测出弹簧伸长后长度L，以L-L1作为弹簧伸长量x，以钩码重力大小作为弹力F大小。由于弹簧自身重力的影响，得到的图线可能是图丙中的 。
12．（2022高三上·葫芦岛期末）某实验小组想研究某热敏电阻在30~80℃范围内的温度特性及应用。实验室有下列器材：热敏电阻RT（已置于温控室中），电源E（6V，内阻可忽略），灵敏电流计G，定值电阻R1（阻值为400Ω）和R2（阻值为200Ω），滑动变阻器R3（最大阻值为1000Ω），电阻箱R4（0~999.9Ω），报警器，开关S，导线若干。
该小组利用如图1所示的电路探究该热敏电阻RT的温度特性。实验时，先连接好电路，再将温控室的温度t升至80.0℃，闭合S，调节R4使灵敏电流计指针回到0刻度：然后调节R3的滑片使R3的阻值减小，若发现灵敏电流计指针偏离0刻度，继续调节R4，直至灵敏电流计指针一直处于0刻度，记下此时R4的读数。逐步降低温控室的温度t，调节R4使灵敏电流计指针一直处于0刻度，得到相应温度下R4的阻值如下表。
t/℃ 30.0 40.0 50.0 60.0 70.0 80.0
R4/Ω 340.0 250.0 195.0 160.0 135.0 120.0
回答下列问题：
（1）若某次测量，实验小组发现电流由a到b流经灵敏电流计，这时应 （选填“调大”或“调小”）R4，才能使指针回到0刻度。
（2）该实验小组利用实验室提供的器材组装一个由热敏电阻控制的报警系统，电路图如图2所示，要求热敏电阻的温度达到或超过60℃时，系统报警。已知报警器内阻不计，流过的电流超过时就会报警，则电阻箱阻值应调为 Ω。闭合开关进行测试，发现温控室中温度达到62℃时报警器才开始报警，这时应 （选填“调大”或“调小”）电阻箱的阻值，使其在要求温度下报警。
四、解答题
13．（2022高三上·葫芦岛期末）如图，在竖直平面内有O、P两点，OP连线与竖直方向夹角为。长1.5m不可伸长的细绳一端固定在O点，另一端拴有质量为0.4kg、可视为质点的小球，小球竖直悬挂且恰不与地面接触，O到墙的水平距离为1.2m.P处装有刀片，细线碰到刀片立即被割断，质量为1.4kg的滑块水平向右撞击小球，小球垂直击中墙面，且撞后滑块运动到墙角处时的速度恰好减为零。已知滑块与地面的动摩擦因数为，重力加速度，，，求：
（1）滑块与小球碰后瞬间，滑块的速度大小；
（2）细线断的瞬间，小球的速度大小；
（3）滑块刚碰撞小球时滑块的速度大小。
14．（2022高三上·葫芦岛期末）如图，在倾角为θ=30°的光滑斜面上，在区I域和区域Ⅱ存在着方向相反的匀强磁场，I区磁感应强度大小B1=0.6T，Ⅱ区磁感应强度大小B2=0.4T。两个磁场的宽度MJ和JG均为L=1m，一个质量为m=0.6kg、电阻R=0.6Ω、边长也为L的正方形导线框，由静止开始沿斜面下滑，当ab边刚越过GH进入磁场I区时，恰好做匀速直线运动。已知重力加速度g取10m/s2。求：
（1）线框ab边刚进入磁场I区时电流I的大小及方向；
（2）线框静止时ab边距GH的距离x；
（3）线框ab边从JP运动到MN过程通过线框的电荷量q。
15．（2022高三上·葫芦岛期末）如图甲所示，以两虚线M、N为边界，中间存在平行纸面且与边界垂直的电场，M、N间电压UMN的变化图像如图乙所示，电压的最大值为U0、周期为T0；M、N两侧为相同的匀强磁场区域I、II，磁场方向垂直纸面向里，磁感应强度均为B。t=0时，将一带正电的粒子从边界线M上的A处由静止释放，经电场加速后进入磁场，粒子在磁场中做圆周运动的周期也为T0。两虚线M、N间宽度很小，粒子在其间的运动时间忽略不计，也不考虑粒子所受的重力。
（1）求该粒子的比荷；
（2）求粒子第1次和第3次到达磁场区域I的左边界线N的两位置间的距离Δd；
（3）若粒子的质量增加为倍，电荷量不变，t=0时，将其在A处由静止释放，求t=2T0时粒子的速度。
答案解析部分
1．【答案】B
【知识点】牛顿第三定律；动量守恒定律
【解析】【解答】AD．甲对乙的作用力与乙对甲的作用力是相互作用力，根据牛顿第三定律可知，两个力大小相等，方向相反，AD不符合题意；
B．系统动量守恒，故两个运动员的动量变化量等大反向，则甲、乙所受推力的冲量大小相等，B符合题意；
C．甲推出乙后，甲的速度减小，但是甲不一定向后运动，C不符合题意；
故答案为：B。
【分析】根据牛顿第三定律得出甲对乙的作用力和乙对甲作用力的大小关系，当系统所受外力的合力为零时动量守恒。
2．【答案】A
【知识点】共点力平衡条件的应用；受力分析的应用
【解析】【解答】设弦的拉力（弓力）为T，则
可得
故答案为：A。
【分析】对秤钩与弦的接触点进行受力分析，根据共点力平衡得出弓力的大小。
3．【答案】C
【知识点】追及相遇问题；运动学 v-t 图象
【解析】【解答】A．甲乙两船均先做匀加速直线运动，后做匀速直线运动，通过图像可知，甲的加速度为
乙的加速度为
根据速度公式10=4t1
解得t1=2.5s
即2.5s前甲的速度一直小于乙的速度，在t=2.5s时刻两船还未相遇，A不符合题意；
BC．出发以后，乙船在前，甲船追上乙船以后，速度比乙船的速度大，因此两船只相遇一次，C符合题意B不符合题意；
D．当t=4s时，甲船的位移为
乙船的位移为
因为时间和位移均相同，则前4s内两船的平均速度相等，D不符合题意；
故答案为：C。
【分析】v-t图像的斜率表示物体的加速度，与坐标轴围成图形的面积表示物体运动的位移，结合相遇追击问题进行分析判断。
4．【答案】A
【知识点】万有引力定律的应用
【解析】【解答】根据
又
联立解得
故答案为：A。
【分析】根据万有引力提供向心力以及在星球表面重力等于万有引力得出空间站绕地球运行一周的时间。
5．【答案】D
【知识点】电场强度；电势；等势面
【解析】【解答】A．根据等势面的分布，可判断出f点的电场最强，A不符合题意；
B．电场线与等势线垂直，从图中不能确定c、d、e、f四点的连线恰好垂直于各等势面。所以该连线不一定是电场线，B不符合题意；
CD．电工全身穿上用金属丝线编织的衣服，静电屏蔽使体内电场强度保持为零，C不符合题意，D符合题意。
故答案为：D。
【分析】等势线的疏密表示电场的强弱，电场线与等势线垂直，静电屏蔽使体内电场强度保持为零。
6．【答案】C
【知识点】变压器原理；电路动态分析
【解析】【解答】A．由瞬时值的表达式可得，原线圈的电压有效值为220V，根据电压与匝数成正比可得，副线圈的电压为110V，所以电压表读数为110V，A不符合题意；
B． 副线圈电流
电流表的读数为
B不符合题意；
C．副线圈的输出功率为
C符合题意；
D．变压器不改变交流的频率，副线圈输出的交变电流的频率等于原线圈的交流电的频率，为
D不符合题意；
故答案为：C.
【分析】根据理想变压器的原副线圈的匝数比和电压比的关系得出电压表的读数，利用欧姆定律得出副线圈的电流以及电流表的读数，结合功率的表达式得出副线圈的输出功率。
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．因为质点P比质点Q振动滞后0.2s，可知波先传到Q点后传到P点，波沿x轴负向传播，A不符合题意；
C．P、Q两质点的平衡位置相距
则
解得T=0.8s
C不符合题意；
B．.波的传播速度为
B符合题意；
D．波向左传播1.5m时，质点Q处于平衡位置，质点P处于波峰，D不符合题意。
故答案为：B。
【分析】结合质点的振动方向和波的传播方向得出该波的传播方向，根据PQ两质点平衡位置间的距离与波长的关系得出质点振动的周期，结合波长和周期的关系得出该波的传播速度。
8．【答案】A,D
【知识点】带电粒子在电场中的偏转
【解析】【解答】AB．平抛时的初速度相同，在水平方向通过的位移相同，故下落时间相同，A在上方，竖直位移较大，由可知，A下落的加速度较大，合外力较大，如果A球带电，A受到向下则电场力，一定带负电，电场力做正功，电势能减小，A符合题意，B不符合题意；
CD．如果B球带电，由于B的竖直位移较小，加速度较小，合外力较小，则B受电场力向上，应带正电，电场力对B做负功，电势能增加，C不符合题意，D符合题意。
故答案为：AD。
【分析】AB两小球在电场中做类平抛运动，结合平抛运动的规律以及功能关系得出AB小球的电性以及电势能的变化情况.
9．【答案】A,C
【知识点】电路动态分析；法拉第电磁感应定律
【解析】【解答】A．根据几何关系，金属棒切割的有效长度L正比于x，根据法拉第电磁感应定律E=BLv∝x
根据闭合电路欧姆定律I∝x
A符合题意；
B．热功率表达式P=I2R∝x2
功率正比于x2，B不符合题意；
C．金属棒做匀速运动，有F=F安=BIL∝x2
C符合题意；
D．如果F是恒力W=Fx
F∝x2
则W与x2不成正比关系，D不符合题意。
故答案为：AC
【分析】根据欧姆定律以及法拉第电磁感应定律得出I-X的关系式，结合热功率 的表达式以及共点力平衡得出F与x的关系以及P与x的关系。
10．【答案】B,D
【知识点】匀变速直线运动的速度与时间的关系；匀变速直线运动的位移与时间的关系；功率及其计算
【解析】【解答】A．开始阶段加速度为
v1=54km/h=15m/s
解得
A不符合题意；
B．汽车前6s内的位移为
B符合题意；
C．t0时刻，电动机输出的功率最大为Pm=F1v1=5000×15W=75kW
C不符合题意；
D．汽油机工作期间，功率为P=F2v1=90kW
解得11s时刻汽车的速度为
后5s内汽油机工作时牵引力的功为W=Pt=4.5×105J
D符合题意；
故答案为：BD。
【分析】开始阶段，结合牛顿第二定律以及匀变速直线运动的规律得出t0，根据匀变速直线运动的规律得出前6 ss内的位移，通过瞬时功率的表达式以及平均功率的表达式得出输出功率的最大值和后5s内牵引力的功。
11．【答案】（1）5.00；13.0~13.6
（2）B
【知识点】探究弹簧弹力的大小与伸长量的关系
【解析】【解答】（1）弹簧弹力为零时，弹簧总长度即为弹簧原长，故
弹簧劲度系数
（2）由于弹簧自身重力的影响，当x等于零时，弹簧有一定的弹力，但弹簧劲度系数不变，则
不变，即F-x图像斜率不变。
故答案为：B。
【分析】（1）根据F-L图像以及胡克定律得出弹簧的劲度系数；
（2）F-x图像的斜率为劲度系数，由于弹簧的劲度系数不变，从而选择正确的图像。
12．【答案】（1）调大
（2）280.0（或280）；调小
【知识点】传感器；电路动态分析
【解析】【解答】（1）实验小组发现电流由a到b流经灵敏电流计，说明a点电势高，b点电势低，所以，应调大R4，使b点电势升高，才能使指针回到0刻度。
（2）根据电桥原理可知
所以
要求热敏电阻的温度达到或超过60℃时，系统报警，此时
电阻箱阻值应调为
闭合开关进行测试，发现温控室中温度达到62℃时报警器才开始报警，说明回路电阻偏大，电流偏小，所以调小电阻箱的阻值，使其在要求温度下报警。
【分析】（1）正电荷定向移动的方向为电流的方向，从而判断ab电势的高低；
（2）根据电桥原理得出电阻箱阻值的表达式，并得出热敏电阻的温度达到或超过60℃时电阻箱的阻值，利用电路的动态分析得出要使要求温度下报警时应如何调节电阻箱的阻值。
13．【答案】（1）解：设滑块质量为M，小球质量为m；滑块与小球碰前的速度为v0，碰后速度为v，O到墙的水平距离为s，则滑块在水平地面上运动到停在墙角处，有
解得v=3m/s
（2）解：设小球被碰后速度为v1，设摆线长为L，摆线到达P时，小球速度为v2，则
细线被割断后，设到小球撞击墙面的时间为t，根据运动独立性原理，竖直方向
水平方向
解得
（3）解：滑块与小球相碰，系统动量守恒
联立得滑块刚接触小球时的速度
【知识点】动量守恒定律；动能定理的综合应用
【解析】【分析】（1） 滑块在水平地面上运动到停在墙角处 ，结合动能定理得出滑块的速度；
（2）根据动能定理以及匀变速直线运动的规律以及匀速运动的规律得出细线断的瞬间小球的速度；
（3） 滑块与小球相碰，系统动量守恒 ，结合动量守恒定律得出滑块刚碰撞小球时滑块的速度 。
14．【答案】（1）解：当ab边刚越过GH进入磁场Ⅰ区时
解得I=5A
方向从b到a；
（2）解：根据
线框由静止到ab边运动到GH的过程，由机械能守恒定律得
解得 x=2.5m
（3）解：线框ab边从JP运动到MN过程
解得
【知识点】安培力；机械能守恒定律；电路动态分析；法拉第电磁感应定律
【解析】【分析】（1） 当ab边刚越过GH进入磁场Ⅰ区时 ，根据共点力平衡得出线框中电流的方向和大小；
（2）利用闭合电路欧姆定律和法拉第电磁感应定律得出线框的速度， 线框由静止到ab边运动到GH的过程，由机械能守恒定律得出线框静止时ab边距GH的距离 ；
（3）通过电流的定义式和欧姆定律以及法拉第电磁感应定律得出 线框ab边从JP运动到MN过程通过线框的电荷量 。
15．【答案】（1）解：粒子进入磁场后，据题意有，由周期公式得
解得
（2）解：由于不计粒子穿越MN间的时间，则可认为0时刻出发的粒子穿越MN的过程中电压始终为U0，如下图所示
第一次加速后
解得
在I磁场区域中第一次做圆周运动，故有
解得
同理，之后在II磁场中圆周运动的半径为
粒子第1次和第3次到达磁场区域I的左边界限N的两位置间的距离为
解得
（3）解：粒子的质量增加为，则
每半个周期为
从0开始到为止的时间内，根据加速电压图像可知粒子进入电场的时刻分别为0，，，，且加速电压UMN分别为、、0、，前两次为加速，最后一次为减速，由动能定理得
解得
【知识点】动能定理的综合应用；带电粒子在匀强磁场中的运动
【解析】【分析】（1）粒子在磁场中做匀速圆周运动，结合粒子运动周期的表达式得出该粒子的比荷；
（2）粒子在加速电场中根据动能定理得出粒子射出加速电场的速度，在区域1的磁场中利用洛伦兹力提供向心力得出粒子运动轨迹的半径，结合几何关系得出粒子第1次和第3次到达磁场区域I的左边界线N的两位置间的距离；
（3）根据粒子在磁场中运动在周期的表达式以及动能定理得出t时粒子的速度。
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