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山东省日照市2022届高三上学期物理期末校际联考试卷
一、单选题
1．（2022高三上·日照期末）物理光学主要研究光的本性以及光与物质相互作用的规律。下列关于物理光学知识的理解正确的是（ ）
A．泊松亮斑是光通过圆孔衍射时形成的
B．光学镜头上的增透膜利用了光的干涉原理
C．白光通过三棱镜后出现的彩色图样是光的衍射现象
D．拍摄玻璃橱窗内的物品时，往往在镜头前加装一个偏振片以增加透射光的强度
【答案】B
【知识点】光的干涉；光的衍射
【解析】【解答】A．泊松亮斑是光通过不透明的小圆盘发生衍射时形成的，A不符合题意；
B．光学镜头上的增透膜利用了光的干涉原理，B符合题意；
C．白光通过三棱镜呈现彩色图样是光的色射现象，C不符合题意；
D．在镜头前加装一个偏振片，阻碍玻璃反射光的透射，D不符合题意。
故答案为：B。
【分析】泊松亮斑是光的衍射，光学镜头利用了光的干涉，白光通过三棱镜呈现彩色图样是光的色射现象。
2．（2022高三上·日照期末）取一滴用水稀释的碳素墨汁，滴在载玻片上，盖上盖玻片，放在高倍显微镜下，观察到小炭粒做无规则的运动。下列说法正确的是（ ）
A．小炭粒的运动是扩散现象
B．水的温度为时，小炭粒静止不动
C．小炭粒越小，运动越明显
D．小炭粒与水分子之间的斥力推动着它做无规则的运动
【答案】C
【知识点】布朗运动；温度
【解析】【解答】A．小炭粒是有很多炭分子组成的固体微粒，它的运动是水分子的撞击引起的，故它的运动是布朗运动，不是扩散现象，A不符合题意；
B．水的温度为时，水分子不会停止热运动，则小炭粒不会停止运动，B不符合题意；
C．炭粒越小，表面积越小，同一时刻撞击炭粒的水分子越少，冲力越不平衡，炭粒运动越明显，C符合题意；
D．小炭粒做无规则的运动是水分子的撞击引起的，而不是分子力推动，D不符合题意；
故答案为：C。
【分析】布朗运动是固体颗粒的无规则运动，温度是分子平均动能的标志，小炭粒做无规则的运动是水分子的撞击引起的。
3．（2022高三上·日照期末）如图所示，将一半径为R的光滑圆形管道竖直放置，A、B、C、D是过管道圆心的水平、竖直虚线与管道的四个交点，可视为质点的小球在圆形管道内做完整的圆周运动，重力加速度为g。下列说法正确的是（ ）
A．当时小球恰好能通过最高点
B．小球通过A点时对外侧管壁的作用力可以为零
C．小球在上半部管道运动过程中对内侧管壁一定有作用力
D．小球在下半部管道运动过程中对外侧管壁一定有作用力
【答案】D
【知识点】机械能守恒定律
【解析】【解答】A．当
时由
小球能上升的高度为
小球只能上升到B点，A不符合题意；
B．小球通过A点时外侧管壁要提供做圆周运动的向心力，则小球对外侧管壁的作用力不可以为零，B不符合题意；
C．小球在上半部管道运动过程中，向心力有向下的分量，因重力向下，则内壁对小球不一定有作用力，即小球对内侧管壁不一定有作用力，C不符合题意；
D．小球在下半部管道运动过程中，向心力有向上的分量，因重力向下，则外壁对小球一定有支持力，即小球对外侧管壁一定有作用力，D符合题意。
故答案为：D。
【分析】当小球刚好通过最高点时重力提供向心力，结合机械能守恒定律得出小球上升的最大高度，结合受力分析进行分析判断。
4．（2022高三上·日照期末）空间P、Q两点处固定电荷量绝对值相等的点电荷，其中Q点处为负电荷，P、Q两点附近电场的等势线分布如图中的实线所示，a、b、c、d为电场中的四个点，则（ ）
A．b点的电场强度方向水平向左
B．a点和c点的电势相同
C．d点的电场强度等于0
D．一负电荷从a点移动到d点的过程中，电势能增大
【答案】A
【知识点】电场强度和电场线；电场力做功
【解析】【解答】A．电场线和等势面垂直，其中Q点处为负电荷，所以b点的电场强度方向水平向左，A符合题意；
B．因为
a点和c点的电势不相同，B不符合题意；
C．d点的电场强度不等于0，C不符合题意；
D．电场线向左，负电荷所受电场力向右，从a点移动到d点的过程中，电场力做正功，电势能减小，D不符合题意。
故答案为：A。
【分析】电场线和等势面垂直，结合电场力的方向和电场力的做功得出电势能的变化情况。
5．（2022高三上·日照期末）如图所示，平面直角坐标系的第一和第二象限分别存在磁感应强度大小相等、方向相反且垂直于坐标平面的匀强磁场，图中虚线方格为等大正方形。一位于平面内的刚性三角形导体框在外力作用下以恒定速度沿y轴正方向运动（不发生转动），从图示位置开始计时，在导体框进入磁场的过程中，导体框内感应电流i与时间t的关系图像正确的是（规定导体框内的电流顺时针方向为正）（ ）
A． B．
C． D．
【答案】B
【知识点】电路动态分析；右手定则；法拉第电磁感应定律
【解析】【解答】从开始到ac边中点刚要进入磁场，根据右手定则和法拉第电磁感应定律，ab边左右两部分切割磁感线产生的电动势等大反向，故回路总电动势等于ac左半部分切割磁感线产生的电动势，由和可知i随进入磁场的长度增大而增大，随时间均匀增大，由右手定则知回路中电流方向时逆时针，为负值；从ac边中点进入磁场到导体框完全进入磁场，回路总电动势是ac左半边电动势与右半边之差，由于左半边电动势恒定，右半边电动势随进入磁场的长度成正比，所以总电动势（电流）在随时间均匀减小，回路电流方向为逆时针方向，为负值，ACD不符合题意，B符合题意。
故答案为：B。
【分析】根据右手定则和法拉第电磁感应定律得出回路中的电动势，结合欧姆定律以及右手定则得出感应电流的方向和变化情况。
6．（2022高三上·日照期末）“B超”可用于探测人体内脏的病变状况。超声波从某肿瘤患者的肝脏表面入射，经折射与反射，最后从肝脏表面射出，示意图如图所示。超声波在进入肝脏发生折射时遵循的规律与光的折射规律类似。可表示为（式中是入射角，是折射角，、分别是超声波在肝外和肝内的折射率），超声波在肿瘤表面发生反射时遵循的规律与光的反射规律相同。已知，超声波在肝内的传播速度为v，入射角为i，肿瘤的反射面恰好与肝脏表面平行，肝脏表面入射点到出射点之间的距离为d，则超声波在肝内的传播时间为（ ）
A． B． C． D．
【答案】A
【知识点】光的直线传播；光的折射及折射定律
【解析】【解答】作出光路图如下，设光在肝脏表面折射角为r，则有
光在肝脏内的光程为
则超声波在肝内的传播时间为
A符合题意，BCD不符合题意；
故答案为：A。
【分析】根据光在肝脏表面的光路图以及折射定律和几何关系得出超声波在肝内的传播时间。
7．（2022高三上·日照期末）水平地面上有一质量为m的木箱，木箱与地面间的动摩擦因数为。现对木箱施加一拉力F，使木箱做匀速直线运动。设F的方向与水平地面的夹角为，如图所示，在从0逐渐增大到接近的过程中，木箱的速度始终保持不变，重力加速度为g。下列判断正确的是（ ）
A．时拉力F最小，最小值为
B．时拉力F最大，最大值为
C．拉力F的功率先减小后增大
D．拉力F与重力的合力方向保持不变
【答案】D
【知识点】共点力平衡条件的应用；受力分析的应用；功率及其计算
【解析】【解答】A．依题意，对物体受力分析如图所示
根据平衡条件可得
可得
令，，即，可得
因为，所以可得
当时，拉力F最小，最小值为；时，拉力F最大，最大值为，AB不符合题意；
C．拉力F的功率为
在从0逐渐增大到接近的过程中，一直在增大，所以功率一直在减小，C不符合题意；
D．根据平衡条件可知，拉力F与重力的合力方向与支持力和摩擦力的合力方向相同，由于
可知支持力和摩擦力的合力方向始终保持不变，则拉力F与重力的合力方向不变，D符合题意。
故答案为：D。
【分析】对物体进行受力分析，根据共点力平衡得出拉力F的最大值和最小值，结合功率的表达式得出拉力F的瞬时功率。
8．（2022高三上·日照期末）2021年4月，科学家发现，距离地球2764光年的宇宙空间存在适合生命居住的双星系统，这一发现为人类研究地外生命提供了新的思路和方向。假设构成双星系统的恒星a、b距离其他天体很远，它们都绕着二者连线上的某点做匀速圆周运动。其中恒星a由于不断吸附宇宙中的尘埃而使得质量缓慢的均匀增大，恒星b的质量和二者之间的距离均保持不变，两恒星均可视为质量分布均匀的球体，则下列说法正确的是（ ）
A．该双星系统的角速度缓慢减小 B．恒星a的轨道半径缓慢增大
C．恒星a的动量大小缓慢增大 D．恒星b的线速度大小缓慢减小
【答案】C
【知识点】万有引力定律的应用
【解析】【解答】设恒星a的质量为，恒星b的质量为，两恒星之间的距离为，构成双星的轨道半径为、，由万有引力提供匀速圆周运动的向心力，有
联立解得
A．恒星a由于不断吸附宇宙中的尘埃而使得质量缓慢的均匀增大，恒星b的质量和二者之间的距离均保持不变，即增大，不变，不变，则由
可得双星系统的角速度缓慢增大，A不符合题意；
B．由双星的运动规律有，
可得
增大，不变，不变，则恒星a的轨道半径缓慢减小，B不符合题意；
C．恒星a的动量大小为
故随着增大，不变，不变，恒星a的动量大小缓慢增大，C符合题意；
D．恒星b的线速度大小为
故随着增大，不变，不变，恒星b的线速度大小缓慢增大，D不符合题意；
故答案为：C。
【分析】在双星系中两星体之间的万有引力等于各自做匀速圆周运动的向心力，从而得出各自角速度的表达式和轨道半径的表达式，并得出恒信b的线速度表达式。
二、多选题
9．（2022高三上·日照期末）一列简谐横波沿着x轴正方向传播，周期为T，时的波形图如图所示，则时（ ）
A．质点a的加速度方向沿着y轴负方向
B．质点b的位移为
C．质点c沿着x轴正方向迁移了
D．质点d的速度方向沿着y轴正方向
【答案】B,D
【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．t=0时质点a正位于波传播方向波形的上坡上，则此时a正沿y轴负方向运动，所以时质点a正在平衡位置下方且向y轴负方向运动，其加速度方向沿y轴正方向，A不符合题意；
B．t=0时b正位于波传播方向波形的下坡上，则此时b正从平衡位置沿y轴正方向运动，所以时质点b正位于波峰位置，其位移为5cm，B符合题意；
C．质点c只在平衡位置附近振动，不会沿波的传播方向迁移，C不符合题意；
D．t=0时质点d正位于波传播方向波形的上坡上，则此时d正沿y轴负方向运动，所以时质点d正在平衡位置下方且向y轴正方向运动，D符合题意。
故答案为：BD。
【分析】根据波的传播方向和质点振动的方向关系得出质点a的振动方向，结合质点振动的周期性得出质点b的位移，质点在平衡位置附近振动，不随波迁移。
10．（2022高三上·日照期末）如图所示，某小型水电站发电机的输出电压，经升压变压器和降压变压器后为养殖场供电。已知输电线的总电阻，输电线上损失的功率，养殖场共有1100盏标有“220V 40W”字样的灯泡正常工作（除此之外没有其他用电器）。假设两个变压器均为理想变压器，下列说法正确的是（ ）
A．输电线上的电流
B．升压变压器的匝数比
C．降压变压器的匝数比
D．发电机的输出功率为44kW
【答案】A,C
【知识点】电功率和电功；变压器原理
【解析】【解答】A. 根据
解得
A符合题意；
B. 设升压变压器原线圈电流为I1
解得
升压变压器的匝数比为
B不符合题意；
C. 降压变压器的副线圈的电流为
降压变压器的匝数比为
C符合题意；
D. 发电机的输出功率为
D不符合题意。
故答案为：AC。
【分析】利用热功率的表达式得出输电线上的电流，结合理想变压器原副线圈的匝数闭合电流比的关系得出升压变压器的匝数比，通过功率的表达式得出发电机的输出功率。
11．（2022高三上·日照期末）倾角为的粗糙斜面固定在地面上，斜面顶端装有一光滑定滑轮。一轻质细绳跨过滑轮，细绳一端与斜面上静止的物块a相连，另一端与竖直轻弹簧相连，如图甲所示。现将质量为m的钩码b轻轻挂于弹簧下端，并将b由静止释放，如图乙所示，当b下降到最低点时（未着地），物块a受到的摩擦力大小恰好为0；轻绳不可伸长，弹簧始终在弹性限度内，和a相连的细绳与斜面平行，物块a始终处于静止状态，重力加速度为g。下列判断正确的是（ ）
A．a的质量为
B．b的动能最大时，a所受的摩擦力大小为
C．在b从释放位置运动到最低点的过程中，b的加速度先减小后增大
D．在b从释放位置运动到最低点的过程中，b的机械能先减小后增大
【答案】B,C
【知识点】共点力平衡条件的应用；力的合成
【解析】【解答】A．当b下降到最低点时，弹簧的弹力大于mg，则细线的拉力T>mg
而此时a受到的摩擦力大小恰好为0，则T=magsinθ
可知
A不符合题意；
B．b的动能最大时，此时弹簧的弹力等于b的重力，即细绳的拉力T1=mg
则b在最低点时弹簧的伸长量等于b动能最大位置的2倍，可知b在最低点时细绳拉力为2T1=2mg
对a，当b在最低点时
b速度最大时
解得f=mg
即a所受的摩擦力大小为mg，B符合题意；
C．在b从释放位置运动到最低点的过程中，开始时弹力小于b的重力，加速度向下，随着b的下降，弹力变大，加速度减小，当弹力等于重力时加速度为零，以后弹力大于重力，加速度向上，且随物体的下降弹力变大，加速度变大，则b的加速度先减小后增大，C符合题意；
D．在b从释放位置运动到最低点的过程中，弹力一直做负功，则b的机械能一直减小，D不符合题意。
故答案为：BC。
【分析】当b下降到最低点时，根据合力的方向得出物块a的质量，当ab在最低点时，根据共点力平衡得出a所受的摩擦力大小。
12．（2022高三上·日照期末）如图所示，光滑金属导轨、成角平放在水平面上，左端接一阻值为R的电阻，匀强磁场方向竖直向下，磁感应强度大小为B。质量为m的长直导体棒垂直放置在导轨上，并与、交于M、N两点，且。在外力作用下导体棒以初速度由处运动距离L后到达处，运动过程中电阻R上消耗的电功率不变，除阻值为R的电阻外，其它电阻均不计，在导体棒由运动到的过程中（ ）
A．导体棒做匀速直线运动
B．通过电阻R的电荷量
C．克服安培力做的功
D．外力做功的平均功率
【答案】B,C,D
【知识点】欧姆定律；功的计算；功率及其计算；法拉第电磁感应定律
【解析】【解答】A．长直导体棒运动过程中，电阻R上消耗的电功率不变，除阻值为R的电阻外，其它电阻均不计，则流过电阻的电流大小不变，由
直棒切割磁场的有效长度变小，则运动的速度逐渐增大，故导体棒做加速直线运动，故Ａ错误；
B．通过电阻R的电荷量为
B符合题意；
C．导体棒在MN位置切割磁感线的速度为，切割磁感线的有效长度为，则感应电流大小为
设棒向左的位移为时，安培力为
则导体棒所受安培力随位移均匀减小，则克服安培力做的功为
C符合题意；
D．导体棒运动至GH处的速度为，因全过程的电流不变，有
解得
而
可得
导体棒运动的过程由动能定理有
解得外力做功的平均功率
D符合题意；
故答案为：BCD。
【分析】 结合法拉第电磁感应定律以及欧姆定律得出电流的变化情况，从而得出导体棒的运动情况，结合电流的定义式以及安培力的表达式和恒力做功做功得出安培力的做功情况，结合瞬时功率的表达式得出外力做功的平均功率
三、实验题
13．（2022高三上·日照期末）物理兴趣小组的同学用图甲所示的装置和频闪照相仪探究平抛运动的规律。
（1）关于实验注意事项，下列说法正确的是____（选填选项前的字母）；
A．必须将小球从斜槽上的同一位置由静止释放
B．斜槽轨道必须光滑
C．必须选择质量大的小球
D．小球运动时不能与方格纸相触
（2）某同学用频闪照相仪拍摄到小球抛出后几个位置的照片如图乙所示，由照片可以判断斜槽轨道末端向 倾斜，根据照片也可判断小球在水平方向做匀速直线运动，依据是 ；
（3）物理兴趣小组重新调整斜槽轨道末端，规范完成实验，根据拍摄到的一张照片测出小球不同位置的竖直位移y和水平位移x，以为横坐标，以y为纵坐标，在坐标纸上画出对应的图像为过原点的倾斜直线，测得直线的斜率，取，由此可得小球做平抛运动的初速度 。
【答案】（1）D
（2）上；相等的时间间隔内水平位移相等
（3）
【知识点】研究平抛物体的运动
【解析】【解答】（1）本实验用频闪照相仪记录小球在空中一次平抛的多个位置，所以不需要小球从斜槽上多次释放，每次只能记录一个位置，斜槽光滑与否不影响位置的记录，为了减小空阻力的影响，应选质量大，体积小的小球，要保证斜槽末端水平，在空中不能与方格纸相触，故答案为：D。
（2）由第二个位置高于第一个位置，说明斜槽轨道末端向上倾斜了；
每个位置的水平间距都是两个小方格，说明相等的时间间隔内水平位移相等，水平方向是匀速运动。
（3）由平抛运动规律
可得
则斜率
代入数据解得
【分析】（1）根据探究平抛运动规律得出正确的选项；
（2）根据两个位置的高低得出斜槽末端向上倾斜了，结合水平方向上的位移关系得出小球在水平方向的运动情况；
（3）平抛运动分解为水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动，结合平抛运动的规律以及图像得出小球得初速度。
14．（2022高三上·日照期末）某同学利用如图甲所示的电路测量一根长直电阻丝的电阻率，所用实验器材如下：
电压表V（，内阻约为） 滑动变阻器R（，）
电阻箱（） 电源E（电动势为）
开关S，导线若干
（1）在处先接 （选填“”或“”），按一定的步骤操作后记下电压表的示数U，再换接 （选填“”或“”），正确操作后，使电压表的示数仍为U，即可测出的阻值。
（2）该同学最终测得电阻丝的阻值为，利用毫米刻度尺测得电阻丝的长度，用螺旋测微器测量电阻丝的直径D，如图乙所示，则 。由此求得电阻丝的电阻率 （计算结果保留三位有效数字）。
（3）若在处换接器材时，不小心将滑动变阻器的滑片P向右移了一些，则电阻丝的电阻测量结果将 （填“偏大”或“偏小”）。
【答案】（1）；
（2）2.000；
（3）偏大
【知识点】导体电阻率的测量
【解析】【解答】（1）由题意，实验原理是替代法测电阻，所以在处先接电阻丝，记下电压表示数后再换接电阻箱，调节的阻值，当电压表示数和接示数相等时，将此时电阻箱的阻值当作的阻值；
（2）螺旋测微器读数是固定刻度读数(0.5mm的整数倍)加可动刻度读数（0.5mm以下的小数），图中可动刻度读数为0.000mm，而固定刻度读数明显大于1.5mm，说明2mm刻度恰好被固定刻度左侧边遮挡，所以乙图读数为
根据电阻定理可得
代入数据解得
（3）滑片P向右移了一些，导致通过电阻箱的电流偏小，需要调至更大电阻才能使电压表读数和原来相同，所以使测量值偏大。
【分析】（1）根据电路的动态分析以及测量电阻丝电阻率的实验原理得出MN的所接的位置；
（2）利用螺旋测微器的读数原理得出电阻丝的直径；结合电阻定律得出电阻丝的电阻率；
（3）滑片P向右移动后根据欧姆定律得出电流的变化情况，从而得出电阻率的变化情况。
四、解答题
15．（2022高三上·日照期末）有人设计了一种测温装置，其结构如图所示。玻璃泡A内封有一定量气体（可认为理想气体），与A相连的B管插在水银槽中，管内水银面的高度x即可反映泡内气体的温度，即环境温度，并可由B管上的刻度直接读出。已知水银面以上B管的高度，B管的体积与A泡的体积相比可忽略不计。在标准大气压（相当于高的水银柱所产生的压强）下，管内水银面的高度时，对应的温度为。摄氏温度与热力学温度的关系是。
（1）求该测温装置能够测量的最低温度；
（2）若将该测温装置拿到高山上进行测温，温度计的显示温度比实际温度高还是低？（不要求写分析过程，只要求写出结果）
【答案】（1）解：大气压强，温度时，玻璃泡A内的气体温度
当B管内水银面的高度时，玻璃泡A内的气体压强
当B管内水银面到达管的顶端时，玻璃泡A内的气体压强
此时测得的温度最低，设玻璃泡A内的气体温度为，由题意可知玻璃泡A内的气体做等容变化，由查理定律得
解得
即测得的最低气温为；
（2）解：当管内水银面的高度为x时，地面上标准大气压下温度为T，设高山上压强为，温度为，由查理定律得
高山上压强减小，故显示温度高于实际温度。
【知识点】理想气体的实验规律
【解析】【分析】（1）根据受力平衡以及查理定理得出测得的最低气温；
（2） 将该测温装置拿到高山上进行测温 时根据查理定律判断所测温度与实际温度的高低。
16．（2022高三上·日照期末）粗糙的水平地面上有一质量的长木板，长木板的左端上有一质量的小物块，如图甲所示。时，水平向右的拉力F作用在物块上，F随时间t变化的关系式，长木板的加速度a随时间t变化的关系如图乙所示。假设最大静摩擦力均与相应的滑动摩擦力相等，取，求：
（1）长木板与地面间的动摩擦因数和小物块与长木板间的动摩擦因数；
（2）时长木板的速度大小。
【答案】（1）解：由图可知，时，拉力F与地面对长木板的最大静摩擦力大小相等，即有
即
可得
时长木板与小物块之间的摩擦力为最大静摩擦力，设此时加速度为a，对于小物块，有
对于长木板，有
联立可得
（2）解：根据图线与坐标轴围成的图形的面积表示速度的增量，因长木板的初速度为0，故时长木板的速度
【知识点】受力分析的应用；牛顿第二定律
【解析】【分析】（1）根据滑动摩擦力的表达式得出物块与地面的摩擦力，对小物块和长木板分别进行受力分析，根据牛顿第二定律得出小物块与长木板间的动摩擦因数；
（2）图线与坐标轴围成的图形的面积表示速度的增量 ，从而得出 时长木板的速度 。
17．（2022高三上·日照期末）某离子实验装置的基本原理如图所示，Ⅰ区宽度为d1，左边界与x轴垂直交于坐标原点O，其内充满沿y轴正方向的匀强电场，电场强度；Ⅱ区宽度为d2，左边界与x轴垂直交于O1点，右边界与x轴垂直交于O2点，其内充满沿x轴负方向的匀强磁场，磁感应强度。足够大的测试板垂直x轴置于Ⅱ区右边界，其中心与O2点重合，从离子源不断飘出电荷量、质量的正离子，经加速区加速后沿x轴正方向过O点，依次经Ⅰ区、Ⅱ区到达测试板。已知，，离子从Ⅰ区飞出时的位置到O1点的距离。忽略离子何的相互作用，不计离子的重力。求：
（1）加速区的电压U；
（2）离子在Ⅱ区运动轨迹的长度；
（3）离子打在测试板上的位置与O2点的距离。
【答案】（1）解：设离子加速后到达O点的速度为v0，在Ⅰ区内做类平抛运动的时间为t1，则，x方向
y方向
由牛顿第二定律得
离子在加速区做加速运动，根据动能定理得
联立解得
（2）解：离子刚飞出Ⅰ区时沿y轴方向的速度大小
合速度的大小为
在Ⅱ区内x方向做匀速直线运动，设离子在Ⅱ区运动的时间为t2，x方向
离子在Ⅱ区运动轨迹的长度
（3）解：设离子在Ⅱ区y方向做匀速圆周运动的半径为r，y方向
联立解得
则离子y方向转动的圈数周
由几何关系可知：离子打在测试板上的位置与O2点的距离
解得
【知识点】匀变速直线运动基本公式应用；带电粒子在电场中的加速；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）粒子在偏转电场中做类平抛运动，结合类平抛运动的规律以及牛顿第二定律得出粒子进入偏转电场的速度，在加速电场中利用动能定理得出加速区的电压 ；
（2）根据匀速直线运动的规律以及速度的合成得出离子在Ⅱ区运动轨迹的长度；
（3）粒子在磁场中做匀速圆周运动，结合洛伦兹力提供向心力得出粒子运动周期的表达式，结合位移 的合成得出离子打在测试板上的位置与O2点的距离 。
18．（2022高三上·日照期末）如图所示，一水平传送带以的速度顺时针转动，其左端A点、右端B点分别与两个光滑水平台面平滑对接。右边水平台面上的C点放置一质量的物块乙，D点固定有竖直挡板，C点到B点的距离，C点到D点的距离；左边水平台面上有一质量的物块甲，将物块甲从压缩弹簧的右端由静止释放（物块甲与弹簧不拴接，滑上传送带前已经脱离弹簧）。已知A、B两点间的距离，初始时弹簧储存的弹性势能，物块甲与传送带之间的动摩擦因数，取，所有的碰撞都是弹性碰撞，且碰撞时间极短，两物块均可视为质点。求：
（1）从物块甲滑上传送带至与物块乙发生第一次碰撞的过程所用的时间；
（2）从物块甲滑上传送带至刚要与物块乙发生第二次碰撞的过程中，系统产生的总热量；
（3）第3次碰撞点与D点之间的距离；
（4）第2022次碰撞刚结束时，物块甲、乙的速度大小（不要求写出过程，只要求写出结果）。
【答案】（1）解：对物块甲，从释放至滑到A点的过程中，根据能量守恒定律得
解得
假设物块甲滑过A点后，假设其一直匀减速运动到B点，根据牛顿第二定律和匀变速直线运动规律有
联立解得
假设成立，可见物块甲一直匀减速至B点，之后沿光滑水平台面匀速运动至与物块乙发生第1次碰撞。
在传送带上匀减速的时间
在间匀速运动的时间
则从物块甲滑上传送带到与物块乙发生第一次碰撞所用的时间
（2）解：物块甲第一次在传送带上滑动时相对传送带的位移大小
设第1次碰后瞬间，物块甲和物块乙的速度分别和，以向右为正方向，根据动量守恒定律和机械能守恒定律得
联立解得
甲在传送带上向左滑行位移
则物块甲碰后以向左滑上传送带减速至0后，又反向加速至；甲在传送带上向左运动到速度减为0时，两者相对位移大小为
可右运动到B点时，两者相对位移大小为
则从物块甲滑上传送带至刚要与物块乙发生第二次碰撞，系统产生的总热量
（3）解：物块甲与物块乙第一次碰后再返回到右边水平台面的时间为
物块乙运动的距离为
即当甲物块返回到右边水平台面时，乙物块刚好与竖直挡板碰后反向运动，则二者刚好在的中点发生第二次碰撞；同理以向右为正方向，根据动量守恒定律和机械能守恒定律得
解得第二次碰后物块甲和乙的速度分别为，
甲在传送带上向左滑行位移
则物块甲碰后以向左滑上传送带减速至0后又反向加速至，与物块乙发生第三次碰撞。因此第三次碰撞点的位置与D点间的距离为。
（4）解：从（3）总分析不难得出：第2022次碰撞刚结束时，物块甲速度大小
物块乙的速度大小
【知识点】动量守恒定律；匀变速直线运动基本公式应用；能量守恒定律；牛顿第二定律
【解析】【分析】（1） 对物块甲，从释放至滑到A点的过程中，根据能量守恒定律得出物块的速度，结合牛顿第二定律以及匀变速直线运动从物块甲滑上传送带到与物块乙发生第一次碰撞所用的时间；
（2）结合相对位移的求解以及动量守恒定律得出甲乙物块的速度，通过匀变速直线运动的规律以及恒力做功得出系统产生的总热量；
（3）结合匀变速直线运动的规律以及动量守恒和机械能守恒定律得出第三次碰撞点的位置与D点间的距离；
（4） 根据（3）得出物块甲乙的速度。
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山东省日照市2022届高三上学期物理期末校际联考试卷
一、单选题
1．（2022高三上·日照期末）物理光学主要研究光的本性以及光与物质相互作用的规律。下列关于物理光学知识的理解正确的是（ ）
A．泊松亮斑是光通过圆孔衍射时形成的
B．光学镜头上的增透膜利用了光的干涉原理
C．白光通过三棱镜后出现的彩色图样是光的衍射现象
D．拍摄玻璃橱窗内的物品时，往往在镜头前加装一个偏振片以增加透射光的强度
2．（2022高三上·日照期末）取一滴用水稀释的碳素墨汁，滴在载玻片上，盖上盖玻片，放在高倍显微镜下，观察到小炭粒做无规则的运动。下列说法正确的是（ ）
A．小炭粒的运动是扩散现象
B．水的温度为时，小炭粒静止不动
C．小炭粒越小，运动越明显
D．小炭粒与水分子之间的斥力推动着它做无规则的运动
3．（2022高三上·日照期末）如图所示，将一半径为R的光滑圆形管道竖直放置，A、B、C、D是过管道圆心的水平、竖直虚线与管道的四个交点，可视为质点的小球在圆形管道内做完整的圆周运动，重力加速度为g。下列说法正确的是（ ）
A．当时小球恰好能通过最高点
B．小球通过A点时对外侧管壁的作用力可以为零
C．小球在上半部管道运动过程中对内侧管壁一定有作用力
D．小球在下半部管道运动过程中对外侧管壁一定有作用力
4．（2022高三上·日照期末）空间P、Q两点处固定电荷量绝对值相等的点电荷，其中Q点处为负电荷，P、Q两点附近电场的等势线分布如图中的实线所示，a、b、c、d为电场中的四个点，则（ ）
A．b点的电场强度方向水平向左
B．a点和c点的电势相同
C．d点的电场强度等于0
D．一负电荷从a点移动到d点的过程中，电势能增大
5．（2022高三上·日照期末）如图所示，平面直角坐标系的第一和第二象限分别存在磁感应强度大小相等、方向相反且垂直于坐标平面的匀强磁场，图中虚线方格为等大正方形。一位于平面内的刚性三角形导体框在外力作用下以恒定速度沿y轴正方向运动（不发生转动），从图示位置开始计时，在导体框进入磁场的过程中，导体框内感应电流i与时间t的关系图像正确的是（规定导体框内的电流顺时针方向为正）（ ）
A． B．
C． D．
6．（2022高三上·日照期末）“B超”可用于探测人体内脏的病变状况。超声波从某肿瘤患者的肝脏表面入射，经折射与反射，最后从肝脏表面射出，示意图如图所示。超声波在进入肝脏发生折射时遵循的规律与光的折射规律类似。可表示为（式中是入射角，是折射角，、分别是超声波在肝外和肝内的折射率），超声波在肿瘤表面发生反射时遵循的规律与光的反射规律相同。已知，超声波在肝内的传播速度为v，入射角为i，肿瘤的反射面恰好与肝脏表面平行，肝脏表面入射点到出射点之间的距离为d，则超声波在肝内的传播时间为（ ）
A． B． C． D．
7．（2022高三上·日照期末）水平地面上有一质量为m的木箱，木箱与地面间的动摩擦因数为。现对木箱施加一拉力F，使木箱做匀速直线运动。设F的方向与水平地面的夹角为，如图所示，在从0逐渐增大到接近的过程中，木箱的速度始终保持不变，重力加速度为g。下列判断正确的是（ ）
A．时拉力F最小，最小值为
B．时拉力F最大，最大值为
C．拉力F的功率先减小后增大
D．拉力F与重力的合力方向保持不变
8．（2022高三上·日照期末）2021年4月，科学家发现，距离地球2764光年的宇宙空间存在适合生命居住的双星系统，这一发现为人类研究地外生命提供了新的思路和方向。假设构成双星系统的恒星a、b距离其他天体很远，它们都绕着二者连线上的某点做匀速圆周运动。其中恒星a由于不断吸附宇宙中的尘埃而使得质量缓慢的均匀增大，恒星b的质量和二者之间的距离均保持不变，两恒星均可视为质量分布均匀的球体，则下列说法正确的是（ ）
A．该双星系统的角速度缓慢减小 B．恒星a的轨道半径缓慢增大
C．恒星a的动量大小缓慢增大 D．恒星b的线速度大小缓慢减小
二、多选题
9．（2022高三上·日照期末）一列简谐横波沿着x轴正方向传播，周期为T，时的波形图如图所示，则时（ ）
A．质点a的加速度方向沿着y轴负方向
B．质点b的位移为
C．质点c沿着x轴正方向迁移了
D．质点d的速度方向沿着y轴正方向
10．（2022高三上·日照期末）如图所示，某小型水电站发电机的输出电压，经升压变压器和降压变压器后为养殖场供电。已知输电线的总电阻，输电线上损失的功率，养殖场共有1100盏标有“220V 40W”字样的灯泡正常工作（除此之外没有其他用电器）。假设两个变压器均为理想变压器，下列说法正确的是（ ）
A．输电线上的电流
B．升压变压器的匝数比
C．降压变压器的匝数比
D．发电机的输出功率为44kW
11．（2022高三上·日照期末）倾角为的粗糙斜面固定在地面上，斜面顶端装有一光滑定滑轮。一轻质细绳跨过滑轮，细绳一端与斜面上静止的物块a相连，另一端与竖直轻弹簧相连，如图甲所示。现将质量为m的钩码b轻轻挂于弹簧下端，并将b由静止释放，如图乙所示，当b下降到最低点时（未着地），物块a受到的摩擦力大小恰好为0；轻绳不可伸长，弹簧始终在弹性限度内，和a相连的细绳与斜面平行，物块a始终处于静止状态，重力加速度为g。下列判断正确的是（ ）
A．a的质量为
B．b的动能最大时，a所受的摩擦力大小为
C．在b从释放位置运动到最低点的过程中，b的加速度先减小后增大
D．在b从释放位置运动到最低点的过程中，b的机械能先减小后增大
12．（2022高三上·日照期末）如图所示，光滑金属导轨、成角平放在水平面上，左端接一阻值为R的电阻，匀强磁场方向竖直向下，磁感应强度大小为B。质量为m的长直导体棒垂直放置在导轨上，并与、交于M、N两点，且。在外力作用下导体棒以初速度由处运动距离L后到达处，运动过程中电阻R上消耗的电功率不变，除阻值为R的电阻外，其它电阻均不计，在导体棒由运动到的过程中（ ）
A．导体棒做匀速直线运动
B．通过电阻R的电荷量
C．克服安培力做的功
D．外力做功的平均功率
三、实验题
13．（2022高三上·日照期末）物理兴趣小组的同学用图甲所示的装置和频闪照相仪探究平抛运动的规律。
（1）关于实验注意事项，下列说法正确的是____（选填选项前的字母）；
A．必须将小球从斜槽上的同一位置由静止释放
B．斜槽轨道必须光滑
C．必须选择质量大的小球
D．小球运动时不能与方格纸相触
（2）某同学用频闪照相仪拍摄到小球抛出后几个位置的照片如图乙所示，由照片可以判断斜槽轨道末端向 倾斜，根据照片也可判断小球在水平方向做匀速直线运动，依据是 ；
（3）物理兴趣小组重新调整斜槽轨道末端，规范完成实验，根据拍摄到的一张照片测出小球不同位置的竖直位移y和水平位移x，以为横坐标，以y为纵坐标，在坐标纸上画出对应的图像为过原点的倾斜直线，测得直线的斜率，取，由此可得小球做平抛运动的初速度 。
14．（2022高三上·日照期末）某同学利用如图甲所示的电路测量一根长直电阻丝的电阻率，所用实验器材如下：
电压表V（，内阻约为） 滑动变阻器R（，）
电阻箱（） 电源E（电动势为）
开关S，导线若干
（1）在处先接 （选填“”或“”），按一定的步骤操作后记下电压表的示数U，再换接 （选填“”或“”），正确操作后，使电压表的示数仍为U，即可测出的阻值。
（2）该同学最终测得电阻丝的阻值为，利用毫米刻度尺测得电阻丝的长度，用螺旋测微器测量电阻丝的直径D，如图乙所示，则 。由此求得电阻丝的电阻率 （计算结果保留三位有效数字）。
（3）若在处换接器材时，不小心将滑动变阻器的滑片P向右移了一些，则电阻丝的电阻测量结果将 （填“偏大”或“偏小”）。
四、解答题
15．（2022高三上·日照期末）有人设计了一种测温装置，其结构如图所示。玻璃泡A内封有一定量气体（可认为理想气体），与A相连的B管插在水银槽中，管内水银面的高度x即可反映泡内气体的温度，即环境温度，并可由B管上的刻度直接读出。已知水银面以上B管的高度，B管的体积与A泡的体积相比可忽略不计。在标准大气压（相当于高的水银柱所产生的压强）下，管内水银面的高度时，对应的温度为。摄氏温度与热力学温度的关系是。
（1）求该测温装置能够测量的最低温度；
（2）若将该测温装置拿到高山上进行测温，温度计的显示温度比实际温度高还是低？（不要求写分析过程，只要求写出结果）
16．（2022高三上·日照期末）粗糙的水平地面上有一质量的长木板，长木板的左端上有一质量的小物块，如图甲所示。时，水平向右的拉力F作用在物块上，F随时间t变化的关系式，长木板的加速度a随时间t变化的关系如图乙所示。假设最大静摩擦力均与相应的滑动摩擦力相等，取，求：
（1）长木板与地面间的动摩擦因数和小物块与长木板间的动摩擦因数；
（2）时长木板的速度大小。
17．（2022高三上·日照期末）某离子实验装置的基本原理如图所示，Ⅰ区宽度为d1，左边界与x轴垂直交于坐标原点O，其内充满沿y轴正方向的匀强电场，电场强度；Ⅱ区宽度为d2，左边界与x轴垂直交于O1点，右边界与x轴垂直交于O2点，其内充满沿x轴负方向的匀强磁场，磁感应强度。足够大的测试板垂直x轴置于Ⅱ区右边界，其中心与O2点重合，从离子源不断飘出电荷量、质量的正离子，经加速区加速后沿x轴正方向过O点，依次经Ⅰ区、Ⅱ区到达测试板。已知，，离子从Ⅰ区飞出时的位置到O1点的距离。忽略离子何的相互作用，不计离子的重力。求：
（1）加速区的电压U；
（2）离子在Ⅱ区运动轨迹的长度；
（3）离子打在测试板上的位置与O2点的距离。
18．（2022高三上·日照期末）如图所示，一水平传送带以的速度顺时针转动，其左端A点、右端B点分别与两个光滑水平台面平滑对接。右边水平台面上的C点放置一质量的物块乙，D点固定有竖直挡板，C点到B点的距离，C点到D点的距离；左边水平台面上有一质量的物块甲，将物块甲从压缩弹簧的右端由静止释放（物块甲与弹簧不拴接，滑上传送带前已经脱离弹簧）。已知A、B两点间的距离，初始时弹簧储存的弹性势能，物块甲与传送带之间的动摩擦因数，取，所有的碰撞都是弹性碰撞，且碰撞时间极短，两物块均可视为质点。求：
（1）从物块甲滑上传送带至与物块乙发生第一次碰撞的过程所用的时间；
（2）从物块甲滑上传送带至刚要与物块乙发生第二次碰撞的过程中，系统产生的总热量；
（3）第3次碰撞点与D点之间的距离；
（4）第2022次碰撞刚结束时，物块甲、乙的速度大小（不要求写出过程，只要求写出结果）。
答案解析部分
1．【答案】B
【知识点】光的干涉；光的衍射
【解析】【解答】A．泊松亮斑是光通过不透明的小圆盘发生衍射时形成的，A不符合题意；
B．光学镜头上的增透膜利用了光的干涉原理，B符合题意；
C．白光通过三棱镜呈现彩色图样是光的色射现象，C不符合题意；
D．在镜头前加装一个偏振片，阻碍玻璃反射光的透射，D不符合题意。
故答案为：B。
【分析】泊松亮斑是光的衍射，光学镜头利用了光的干涉，白光通过三棱镜呈现彩色图样是光的色射现象。
2．【答案】C
【知识点】布朗运动；温度
【解析】【解答】A．小炭粒是有很多炭分子组成的固体微粒，它的运动是水分子的撞击引起的，故它的运动是布朗运动，不是扩散现象，A不符合题意；
B．水的温度为时，水分子不会停止热运动，则小炭粒不会停止运动，B不符合题意；
C．炭粒越小，表面积越小，同一时刻撞击炭粒的水分子越少，冲力越不平衡，炭粒运动越明显，C符合题意；
D．小炭粒做无规则的运动是水分子的撞击引起的，而不是分子力推动，D不符合题意；
故答案为：C。
【分析】布朗运动是固体颗粒的无规则运动，温度是分子平均动能的标志，小炭粒做无规则的运动是水分子的撞击引起的。
3．【答案】D
【知识点】机械能守恒定律
【解析】【解答】A．当
时由
小球能上升的高度为
小球只能上升到B点，A不符合题意；
B．小球通过A点时外侧管壁要提供做圆周运动的向心力，则小球对外侧管壁的作用力不可以为零，B不符合题意；
C．小球在上半部管道运动过程中，向心力有向下的分量，因重力向下，则内壁对小球不一定有作用力，即小球对内侧管壁不一定有作用力，C不符合题意；
D．小球在下半部管道运动过程中，向心力有向上的分量，因重力向下，则外壁对小球一定有支持力，即小球对外侧管壁一定有作用力，D符合题意。
故答案为：D。
【分析】当小球刚好通过最高点时重力提供向心力，结合机械能守恒定律得出小球上升的最大高度，结合受力分析进行分析判断。
4．【答案】A
【知识点】电场强度和电场线；电场力做功
【解析】【解答】A．电场线和等势面垂直，其中Q点处为负电荷，所以b点的电场强度方向水平向左，A符合题意；
B．因为
a点和c点的电势不相同，B不符合题意；
C．d点的电场强度不等于0，C不符合题意；
D．电场线向左，负电荷所受电场力向右，从a点移动到d点的过程中，电场力做正功，电势能减小，D不符合题意。
故答案为：A。
【分析】电场线和等势面垂直，结合电场力的方向和电场力的做功得出电势能的变化情况。
5．【答案】B
【知识点】电路动态分析；右手定则；法拉第电磁感应定律
【解析】【解答】从开始到ac边中点刚要进入磁场，根据右手定则和法拉第电磁感应定律，ab边左右两部分切割磁感线产生的电动势等大反向，故回路总电动势等于ac左半部分切割磁感线产生的电动势，由和可知i随进入磁场的长度增大而增大，随时间均匀增大，由右手定则知回路中电流方向时逆时针，为负值；从ac边中点进入磁场到导体框完全进入磁场，回路总电动势是ac左半边电动势与右半边之差，由于左半边电动势恒定，右半边电动势随进入磁场的长度成正比，所以总电动势（电流）在随时间均匀减小，回路电流方向为逆时针方向，为负值，ACD不符合题意，B符合题意。
故答案为：B。
【分析】根据右手定则和法拉第电磁感应定律得出回路中的电动势，结合欧姆定律以及右手定则得出感应电流的方向和变化情况。
6．【答案】A
【知识点】光的直线传播；光的折射及折射定律
【解析】【解答】作出光路图如下，设光在肝脏表面折射角为r，则有
光在肝脏内的光程为
则超声波在肝内的传播时间为
A符合题意，BCD不符合题意；
故答案为：A。
【分析】根据光在肝脏表面的光路图以及折射定律和几何关系得出超声波在肝内的传播时间。
7．【答案】D
【知识点】共点力平衡条件的应用；受力分析的应用；功率及其计算
【解析】【解答】A．依题意，对物体受力分析如图所示
根据平衡条件可得
可得
令，，即，可得
因为，所以可得
当时，拉力F最小，最小值为；时，拉力F最大，最大值为，AB不符合题意；
C．拉力F的功率为
在从0逐渐增大到接近的过程中，一直在增大，所以功率一直在减小，C不符合题意；
D．根据平衡条件可知，拉力F与重力的合力方向与支持力和摩擦力的合力方向相同，由于
可知支持力和摩擦力的合力方向始终保持不变，则拉力F与重力的合力方向不变，D符合题意。
故答案为：D。
【分析】对物体进行受力分析，根据共点力平衡得出拉力F的最大值和最小值，结合功率的表达式得出拉力F的瞬时功率。
8．【答案】C
【知识点】万有引力定律的应用
【解析】【解答】设恒星a的质量为，恒星b的质量为，两恒星之间的距离为，构成双星的轨道半径为、，由万有引力提供匀速圆周运动的向心力，有
联立解得
A．恒星a由于不断吸附宇宙中的尘埃而使得质量缓慢的均匀增大，恒星b的质量和二者之间的距离均保持不变，即增大，不变，不变，则由
可得双星系统的角速度缓慢增大，A不符合题意；
B．由双星的运动规律有，
可得
增大，不变，不变，则恒星a的轨道半径缓慢减小，B不符合题意；
C．恒星a的动量大小为
故随着增大，不变，不变，恒星a的动量大小缓慢增大，C符合题意；
D．恒星b的线速度大小为
故随着增大，不变，不变，恒星b的线速度大小缓慢增大，D不符合题意；
故答案为：C。
【分析】在双星系中两星体之间的万有引力等于各自做匀速圆周运动的向心力，从而得出各自角速度的表达式和轨道半径的表达式，并得出恒信b的线速度表达式。
9．【答案】B,D
【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．t=0时质点a正位于波传播方向波形的上坡上，则此时a正沿y轴负方向运动，所以时质点a正在平衡位置下方且向y轴负方向运动，其加速度方向沿y轴正方向，A不符合题意；
B．t=0时b正位于波传播方向波形的下坡上，则此时b正从平衡位置沿y轴正方向运动，所以时质点b正位于波峰位置，其位移为5cm，B符合题意；
C．质点c只在平衡位置附近振动，不会沿波的传播方向迁移，C不符合题意；
D．t=0时质点d正位于波传播方向波形的上坡上，则此时d正沿y轴负方向运动，所以时质点d正在平衡位置下方且向y轴正方向运动，D符合题意。
故答案为：BD。
【分析】根据波的传播方向和质点振动的方向关系得出质点a的振动方向，结合质点振动的周期性得出质点b的位移，质点在平衡位置附近振动，不随波迁移。
10．【答案】A,C
【知识点】电功率和电功；变压器原理
【解析】【解答】A. 根据
解得
A符合题意；
B. 设升压变压器原线圈电流为I1
解得
升压变压器的匝数比为
B不符合题意；
C. 降压变压器的副线圈的电流为
降压变压器的匝数比为
C符合题意；
D. 发电机的输出功率为
D不符合题意。
故答案为：AC。
【分析】利用热功率的表达式得出输电线上的电流，结合理想变压器原副线圈的匝数闭合电流比的关系得出升压变压器的匝数比，通过功率的表达式得出发电机的输出功率。
11．【答案】B,C
【知识点】共点力平衡条件的应用；力的合成
【解析】【解答】A．当b下降到最低点时，弹簧的弹力大于mg，则细线的拉力T>mg
而此时a受到的摩擦力大小恰好为0，则T=magsinθ
可知
A不符合题意；
B．b的动能最大时，此时弹簧的弹力等于b的重力，即细绳的拉力T1=mg
则b在最低点时弹簧的伸长量等于b动能最大位置的2倍，可知b在最低点时细绳拉力为2T1=2mg
对a，当b在最低点时
b速度最大时
解得f=mg
即a所受的摩擦力大小为mg，B符合题意；
C．在b从释放位置运动到最低点的过程中，开始时弹力小于b的重力，加速度向下，随着b的下降，弹力变大，加速度减小，当弹力等于重力时加速度为零，以后弹力大于重力，加速度向上，且随物体的下降弹力变大，加速度变大，则b的加速度先减小后增大，C符合题意；
D．在b从释放位置运动到最低点的过程中，弹力一直做负功，则b的机械能一直减小，D不符合题意。
故答案为：BC。
【分析】当b下降到最低点时，根据合力的方向得出物块a的质量，当ab在最低点时，根据共点力平衡得出a所受的摩擦力大小。
12．【答案】B,C,D
【知识点】欧姆定律；功的计算；功率及其计算；法拉第电磁感应定律
【解析】【解答】A．长直导体棒运动过程中，电阻R上消耗的电功率不变，除阻值为R的电阻外，其它电阻均不计，则流过电阻的电流大小不变，由
直棒切割磁场的有效长度变小，则运动的速度逐渐增大，故导体棒做加速直线运动，故Ａ错误；
B．通过电阻R的电荷量为
B符合题意；
C．导体棒在MN位置切割磁感线的速度为，切割磁感线的有效长度为，则感应电流大小为
设棒向左的位移为时，安培力为
则导体棒所受安培力随位移均匀减小，则克服安培力做的功为
C符合题意；
D．导体棒运动至GH处的速度为，因全过程的电流不变，有
解得
而
可得
导体棒运动的过程由动能定理有
解得外力做功的平均功率
D符合题意；
故答案为：BCD。
【分析】 结合法拉第电磁感应定律以及欧姆定律得出电流的变化情况，从而得出导体棒的运动情况，结合电流的定义式以及安培力的表达式和恒力做功做功得出安培力的做功情况，结合瞬时功率的表达式得出外力做功的平均功率
13．【答案】（1）D
（2）上；相等的时间间隔内水平位移相等
（3）
【知识点】研究平抛物体的运动
【解析】【解答】（1）本实验用频闪照相仪记录小球在空中一次平抛的多个位置，所以不需要小球从斜槽上多次释放，每次只能记录一个位置，斜槽光滑与否不影响位置的记录，为了减小空阻力的影响，应选质量大，体积小的小球，要保证斜槽末端水平，在空中不能与方格纸相触，故答案为：D。
（2）由第二个位置高于第一个位置，说明斜槽轨道末端向上倾斜了；
每个位置的水平间距都是两个小方格，说明相等的时间间隔内水平位移相等，水平方向是匀速运动。
（3）由平抛运动规律
可得
则斜率
代入数据解得
【分析】（1）根据探究平抛运动规律得出正确的选项；
（2）根据两个位置的高低得出斜槽末端向上倾斜了，结合水平方向上的位移关系得出小球在水平方向的运动情况；
（3）平抛运动分解为水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动，结合平抛运动的规律以及图像得出小球得初速度。
14．【答案】（1）；
（2）2.000；
（3）偏大
【知识点】导体电阻率的测量
【解析】【解答】（1）由题意，实验原理是替代法测电阻，所以在处先接电阻丝，记下电压表示数后再换接电阻箱，调节的阻值，当电压表示数和接示数相等时，将此时电阻箱的阻值当作的阻值；
（2）螺旋测微器读数是固定刻度读数(0.5mm的整数倍)加可动刻度读数（0.5mm以下的小数），图中可动刻度读数为0.000mm，而固定刻度读数明显大于1.5mm，说明2mm刻度恰好被固定刻度左侧边遮挡，所以乙图读数为
根据电阻定理可得
代入数据解得
（3）滑片P向右移了一些，导致通过电阻箱的电流偏小，需要调至更大电阻才能使电压表读数和原来相同，所以使测量值偏大。
【分析】（1）根据电路的动态分析以及测量电阻丝电阻率的实验原理得出MN的所接的位置；
（2）利用螺旋测微器的读数原理得出电阻丝的直径；结合电阻定律得出电阻丝的电阻率；
（3）滑片P向右移动后根据欧姆定律得出电流的变化情况，从而得出电阻率的变化情况。
15．【答案】（1）解：大气压强，温度时，玻璃泡A内的气体温度
当B管内水银面的高度时，玻璃泡A内的气体压强
当B管内水银面到达管的顶端时，玻璃泡A内的气体压强
此时测得的温度最低，设玻璃泡A内的气体温度为，由题意可知玻璃泡A内的气体做等容变化，由查理定律得
解得
即测得的最低气温为；
（2）解：当管内水银面的高度为x时，地面上标准大气压下温度为T，设高山上压强为，温度为，由查理定律得
高山上压强减小，故显示温度高于实际温度。
【知识点】理想气体的实验规律
【解析】【分析】（1）根据受力平衡以及查理定理得出测得的最低气温；
（2） 将该测温装置拿到高山上进行测温 时根据查理定律判断所测温度与实际温度的高低。
16．【答案】（1）解：由图可知，时，拉力F与地面对长木板的最大静摩擦力大小相等，即有
即
可得
时长木板与小物块之间的摩擦力为最大静摩擦力，设此时加速度为a，对于小物块，有
对于长木板，有
联立可得
（2）解：根据图线与坐标轴围成的图形的面积表示速度的增量，因长木板的初速度为0，故时长木板的速度
【知识点】受力分析的应用；牛顿第二定律
【解析】【分析】（1）根据滑动摩擦力的表达式得出物块与地面的摩擦力，对小物块和长木板分别进行受力分析，根据牛顿第二定律得出小物块与长木板间的动摩擦因数；
（2）图线与坐标轴围成的图形的面积表示速度的增量 ，从而得出 时长木板的速度 。
17．【答案】（1）解：设离子加速后到达O点的速度为v0，在Ⅰ区内做类平抛运动的时间为t1，则，x方向
y方向
由牛顿第二定律得
离子在加速区做加速运动，根据动能定理得
联立解得
（2）解：离子刚飞出Ⅰ区时沿y轴方向的速度大小
合速度的大小为
在Ⅱ区内x方向做匀速直线运动，设离子在Ⅱ区运动的时间为t2，x方向
离子在Ⅱ区运动轨迹的长度
（3）解：设离子在Ⅱ区y方向做匀速圆周运动的半径为r，y方向
联立解得
则离子y方向转动的圈数周
由几何关系可知：离子打在测试板上的位置与O2点的距离
解得
【知识点】匀变速直线运动基本公式应用；带电粒子在电场中的加速；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）粒子在偏转电场中做类平抛运动，结合类平抛运动的规律以及牛顿第二定律得出粒子进入偏转电场的速度，在加速电场中利用动能定理得出加速区的电压 ；
（2）根据匀速直线运动的规律以及速度的合成得出离子在Ⅱ区运动轨迹的长度；
（3）粒子在磁场中做匀速圆周运动，结合洛伦兹力提供向心力得出粒子运动周期的表达式，结合位移 的合成得出离子打在测试板上的位置与O2点的距离 。
18．【答案】（1）解：对物块甲，从释放至滑到A点的过程中，根据能量守恒定律得
解得
假设物块甲滑过A点后，假设其一直匀减速运动到B点，根据牛顿第二定律和匀变速直线运动规律有
联立解得
假设成立，可见物块甲一直匀减速至B点，之后沿光滑水平台面匀速运动至与物块乙发生第1次碰撞。
在传送带上匀减速的时间
在间匀速运动的时间
则从物块甲滑上传送带到与物块乙发生第一次碰撞所用的时间
（2）解：物块甲第一次在传送带上滑动时相对传送带的位移大小
设第1次碰后瞬间，物块甲和物块乙的速度分别和，以向右为正方向，根据动量守恒定律和机械能守恒定律得
联立解得
甲在传送带上向左滑行位移
则物块甲碰后以向左滑上传送带减速至0后，又反向加速至；甲在传送带上向左运动到速度减为0时，两者相对位移大小为
可右运动到B点时，两者相对位移大小为
则从物块甲滑上传送带至刚要与物块乙发生第二次碰撞，系统产生的总热量
（3）解：物块甲与物块乙第一次碰后再返回到右边水平台面的时间为
物块乙运动的距离为
即当甲物块返回到右边水平台面时，乙物块刚好与竖直挡板碰后反向运动，则二者刚好在的中点发生第二次碰撞；同理以向右为正方向，根据动量守恒定律和机械能守恒定律得
解得第二次碰后物块甲和乙的速度分别为，
甲在传送带上向左滑行位移
则物块甲碰后以向左滑上传送带减速至0后又反向加速至，与物块乙发生第三次碰撞。因此第三次碰撞点的位置与D点间的距离为。
（4）解：从（3）总分析不难得出：第2022次碰撞刚结束时，物块甲速度大小
物块乙的速度大小
【知识点】动量守恒定律；匀变速直线运动基本公式应用；能量守恒定律；牛顿第二定律
【解析】【分析】（1） 对物块甲，从释放至滑到A点的过程中，根据能量守恒定律得出物块的速度，结合牛顿第二定律以及匀变速直线运动从物块甲滑上传送带到与物块乙发生第一次碰撞所用的时间；
（2）结合相对位移的求解以及动量守恒定律得出甲乙物块的速度，通过匀变速直线运动的规律以及恒力做功得出系统产生的总热量；
（3）结合匀变速直线运动的规律以及动量守恒和机械能守恒定律得出第三次碰撞点的位置与D点间的距离；
（4） 根据（3）得出物块甲乙的速度。
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