吉林省白山市2022届高三上学期物理期末考试试卷
一、单选题
1．（2022高三上·清远期末）某种海鱼能在周围空间产生电场，其电场线分布如图所示。下列说法正确的是（ ）
A．海鱼的头部带正电，A点的电势比B点的电势高
B．海鱼的头部带正电，A点的电势比B点的电势低
C．海鱼的头部带负电，A点的电势比B点的电势高
D．海鱼的头部带负电，A点的电势比B点的电势低
【答案】B
【知识点】电场线；电势
【解析】【解答】电场线从正电荷或无穷远处出发，终止与负电荷或无穷远处，根据电场线由头部出发可知：海鱼的头部带正电，尾部带负电；沿着电场线电势降低，等势线与电场线垂直，B点电势比C点电势高，A点电势比C点电势低。
故答案为：B。
【分析】利用电场线的分布可以判别头部带正电，利用电场线的方向可以比较电势的高低。
2．（2022高三上·清远期末）2022年北京冬奥会即将来临，运动员正在紧张训练。某滑雪运动员以某一初速度滑出，滑行一段距离后停下（此过程视为匀减速直线运动），若该运动员第二次滑行的距离是第一次滑行距离的4倍，各处路况相同，则他第二次滑出的初速度大小为第一次滑出的初速度大小的（ ）
A．2倍 B．4倍 C． D．
【答案】A
【知识点】匀变速直线运动的位移与速度的关系
【解析】【解答】根据速度位移公式
由于该运动员第二次滑行的距离是第一次滑行距离的4倍，各处路况相同，可得第二次滑出的初速度大小为第一次滑出的初速度大小的2倍，BCD不符合题意，A符合题意。
故答案为：A。
【分析】利用速度位移公式可以求出初速度的大小。
3．（2022高三上·清远期末）某同学搬运如图所示的磁电式电流表时，发现表针剧烈晃动且不易停止。该同学依据所学物理知识，在两接线柱间接一根导线后再次搬运，发现表针晃动明显减弱且很快停止。下列说法正确的是（ ）
A．电流表未接导线与接导线，均不会产生感应电动势
B．电流表未接导线时不产生感应电动势，接导线时产生感应电动势
C．电流表未接导线与接导线均不会产生感应电流
D．电流表未接导线时不产生感应电流，接导线时产生感应电流
【答案】D
【知识点】电磁感应的发现及产生感应电流的条件
【解析】【解答】电流表未接导线与接导线时，表针晃动的过程中均会带动内部线圈切割磁感线，从而产生感应电动势，而未接导线时不是闭合回路，不会产生感应电流，接导线时构成闭合回路，会产生感应电流，从而阻碍表针的晃动。综上所述可知ABC不符合题意，D符合题意。
故答案为：D。
【分析】当电流表未接导线时，表针晃动时，内部线圈切割磁感线会产生感应电动势，但不会产生感应电流。
4．（2022高三上·白山期末）投篮时，篮球出手后在空中运行的轨迹称为投篮抛物线。投篮抛物线有低、中、高三种弧线，如图所示。不计空气阻力。下列说法正确的是（ ）
A．低弧线投篮时，篮球从出手到进框的运动时间最长
B．高弧线投篮时，篮球从出手到进框，克服重力做功的平均功率最小
C．低弧线投篮时，人对篮球做的功一定最大
D．中弧线投篮时，人对篮球做的功一定最小
【答案】B
【知识点】斜抛运动
【解析】【解答】A．篮球出手后在空中做斜抛运动，可分解为竖直方向的加速度为g的匀变速直线运动，在上升和下降都有
可看出竖直方向的高度越大时间越长，则有t高 > t中 > t低
A不符合题意；
B．由A可知高弧线投篮时时间最长，且低、中、高三种弧线初末两点的高度差相同，则重力做的功相同，根据平均功率的计算有
可得出高弧线投篮时，篮球从出手到进框，克服重力做功的平均功率最小，B符合题意；
CD．根据能量守恒有W人 = mgh + Ek末
由于篮球进入篮筐的动能Ek末未知，则无法比较投篮抛物线低、中、高三种情况下人对篮球做的功的大小关系，CD不符合题意。
故答案为：B。
【分析】篮球在竖直方向做匀变速直线运动，利用位移公式可以比较运动的时间；利用重力做功结合运动的时间可以比较平均功率的大小；利用动能定理结合末动能未知不能比较人对篮球做功的大小。
5．（2022高三上·福建月考）某品牌手机配置有速度传感器，利用速度传感器可以测定手摆动的速度。某同学手握手机，手臂伸直，以肩为轴自然下摆，手机显示，手臂先后两次摆到竖直方向时的速度大小之比为k（）。若手机的质量不可忽略，不计空气阻力，则手臂这两次摆到竖直位置时，手机受到手竖直方向的作用力大小之比（ ）
A．为k B．为k2 C．大于k2 D．小于k2
【答案】D
【知识点】牛顿第二定律；竖直平面的圆周运动
【解析】【解答】设第一次手臂摆到竖直方向的速度为，第二次手臂摆到竖直方向的速度为，根据题意得
设两次在最低点机受到手竖直方向的作用力分别为、，在最低点由牛顿第二定律得
解得
利用数学知识可得
D符合题意，ABC不符合题意。
故答案为：D。
【分析】手机在最低点时，利用牛顿第二定律可以求出手机受到的作用力表达式，结合速度的比值关系可以求出其作用力的比值大小。
6．（2022高一下·博白月考）2021年11月23日，我国在酒泉卫星发射中心用“长征四号”丙遥三十七运载火箭成功发射“高分三号”02星。该卫星的成功发射将进一步提升我国卫星海陆观测能力，服务海洋强国建设和支撑“一带一路”倡议。已知卫星绕地球做匀速圆周运动的周期为T，线速度大小为v，引力常量为G，则地球的质量为（ ）
A． B． C． D．
【答案】C
【知识点】万有引力定律的应用；卫星问题
【解析】【解答】万有引力提供向心力有，
根据圆周运动关系有，
联立两式解得，
故选C。
【分析】首先根据万有引力提供向心力，根据圆周运动可以算出圆周运动半径，代入即可求出地球的质量。
7．（2022高三上·邢台期末）家用燃气热水器电子脉冲点火装置的原理图如图所示。将3V的直流电压通过转换器转换为正弦交变电压u=12sin100πt（V），将该交变电压加在理想变压器的原线圈上，副线圈两端接放电针，当放电针之间电压的最大值达到18kV时，就可以放电，利用放电针高压放电所产生的电火花可点燃燃气。下列说法正确的是（ ）
A．热水器每秒点火50次
B．理想交流电压表V的示数为12V
C．在转换器损坏的情况下，只要副线圈的匝数足够大，就可以点燃燃气
D．要使点火装置正常工作，变压器原、副线圈的匝数之比不能超过1：1500
【答案】D
【知识点】变压器原理
【解析】【解答】A．由u=12sin100πt可知，由得Hz，一个周期内交变电流两次达到最大值，所以每秒会点火100次，A不符合题意；
B．理想交流电压表V的示数是正弦式交流电压的有效值，为最大值的，所以示数为伏，B不符合题意；
C．转换器损坏，可能无法将直流电压转换成正弦式交变电压，变压器不能变压，C不符合题意；
D．根据理想变压器工作原理， U1=，U2=kV
解得U1：U2=1：1500
则要使点火装置正常工作，变压器原、副线圈的匝数之比不能超过1：1500，D符合题意。
故答案为：D。
【分析】利用角速度的大小可以求出频率的大小，利用频率的大小可以判别点火的次数；利用电压的峰值可以求出有效值的大小；当转换器损坏时，其直流电压不能正常工作；利用电压之比可以求出正常工作的匝数之比。
8．（2022高三上·白山期末）如图所示，竖直墙壁AB与斜面BC的夹角为53°，质量均为m且分布均匀的半球与小球叠放在墙面与斜面之间，。重力加速度大小为g，取，，不计一切摩擦。下列说法正确的是（ ）
A．斜面对半球的弹力大小为mg
B．半球对墙壁的弹力大小为mg
C．若仅将小球的半径减小，则墙壁对小球的弹力变小
D．若仅将小球的半径减小，则半球对小球的支持力变小
【答案】B
【知识点】共点力平衡条件的应用
【解析】【解答】对小球进行受力分析，如图所示
根据平衡条件得
解得
对小球和半球整体受力分析如图
根据平衡条件得
则墙壁对半球的支持力
根据牛顿第三定律可得半球对墙壁的弹力，若若仅将小球的半径减小，则减小，则墙壁对小球的弹力
变大，则半球对小球的支持力变小
变大，B符合题意，ACD不符合题意。
故答案为：B。
【分析】利用小球的平衡方程可以判别半球对墙壁的压力大小；利用整体的平衡方程可以求出斜面对半球的弹力大小；结合整体的平衡方程可以求出墙壁对半球的弹力大小；利用平衡方程结合夹角的变化可以判别墙壁对小球的弹力及半球对小球支持力的大小变化。
二、多选题
9．（2022高三上·清远期末）放射性元素自发地发出射线的现象，叫作天然放射现象。关于天然放射现象中的射线、射线和射线，下列说法正确的是（ ）
A．射线呈电中性
B．某原子核放出射线后，其质量数增加1
C．射线、射线和射线中，电离作用最强的是射线
D．射线是电子，来自原来绕核旋转的核外电子
【答案】A,C
【知识点】原子核的人工转变
【解析】【解答】A．射线是高频电磁波，不带电呈电中性，A符合题意；
B．某原子核放出射线后，电荷数增加1，其质量数不变，B不符合题意；
C．射线、射线和射线中，电离作用最强的是射线，C符合题意；
D．射线是电子，来自原子核内的中子变为质子时放出的，因此其来自原子核的内部，D不符合题意；
故答案为：AC。
【分析】射线属于电磁波，不带电性；利用质量数和电荷数守恒可以判别原子核质量数的变化；电离能力最强的是a射线；射线属于核内电子流。
10．（2022高三上·白山期末）A、C、D为等边三角形的三个顶点，三个顶点上各固定一根与纸面垂直的长直导线，各导线中通有大小相等、方向如图所示的恒定电流。O点为三角形的中心，a点为CD边的中点。若O点的磁感应强度大小为，A处导线受到的安培力大小为，则下列说法正确的是（ ）
A．C处电流产生的磁场在O点的磁感应强度大小为
B．a点的磁感应强度可能小于
C．A，D两处导线受到的安培力不同
D．C处导线受到的安培力大小为
【答案】C,D
【知识点】安培力；安培定则
【解析】【解答】A．三条导线在O点产生的磁场方向如图，因三根导线上的电流相等，则BA、BC、BD大小相等，相邻两者之间方向互成60°夹角，因O点的磁感应强度大小为，则BA=BC=BD=B0
A不符合题意；
B．因a点距离C、D的距离小于O点距离C、D的位置，可知导线C、D在a点产生的磁场大于B0，因C、D在a点的磁场方向相同，均垂直C、D向下，可知C、D两根导线在a点的合磁场强度大于B0，再与A点的导线在a点的磁场合成后a点的磁感应强度更是大于B0，B不符合题意；
C．因C导线对A导线有斥力，D导线对A有吸引力，两力互成120°角，可知A导线受安培力水平向右；因C导线对D导线有斥力，A导线对D有吸引力，两力互成120°角，可知D导线受安培力斜向右上方；则A、D两处导线受到的安培力方向不同，C符合题意；
D．由C的分析可知，A处导线受到的安培力大小为，则三根导线之间的相互作用力均为F0，因A导线对C导线有斥力，D导线对C有斥力，两力互成60°角，可知C处导线受到的安培力大小为
D符合题意。
故答案为：CD。
【分析】利用安培定则可以判别通电导体在O点磁感应强度的方向，结合矢量叠加可以求出C处电流在O点产生的磁感应强度的大小；利用导线距离a点的距离可以判别a点磁感应强度的大小；利用左手定则可以判别导线受到的安培力方向；利用安培力的叠加可以求出C处导线受到的安培力大小。
11．（2022高三上·白山期末）如图所示，在足够大的光滑水平面上停放着装有光滑弧形槽的小车，弧形槽的底端切线水平，一小球以大小为的水平速度从小车弧形槽的底端沿弧形槽上滑，恰好能到达弧形槽的顶端。小车与小球的质量均为m，重力加速度大小为g，不计空气阻力。下列说法正确的是（ ）
A．弧形槽的顶端距底端的高度为
B．小球离开小车后，相对地面做平抛运动
C．在小球沿小车弧形槽滑行的过程中，小车对小球做的功为
D．在小球沿小车弧形槽滑行的过程中，合力对小车的冲量大小为
【答案】A,D
【知识点】动量守恒定律；动能定理的综合应用
【解析】【解答】A．小球上升到最高点时，与小车有共同速度v，设弧形槽的顶端距底端的高度为h，则由系统水平方向动量守恒和系统机械能守恒
解得
A符合题意；
B．小球回到小车右端时设车和球的速度分别为v1、v2，有
得v1=v0，v2=0
所以小球离开小车后做自由落体运动，B不符合题意；
C．在小球沿小车弧形槽滑行的过程中，重力做功为零，由动能定理
将v2=0和=0带入可得小车对小球做的功为=
C不符合题意；
D．在小球沿小车弧形槽滑行的过程中，由动量定理
将v1=v0代入得
即合力对小车的冲量大小为，方向水平向左，D符合题意。
故答案为：AD。
【分析】利用动量守恒定律结合机械能守恒定律可以求出弧形槽顶端距离底端的高度；利用动量守恒定律结合能量守恒定律可以求出小球离开车子的速度，进而判别小球做自由落体运动；利用动能定理可以求出小车对小球做功的大小；利用动量定理可以求出合力对小车的冲量大小。
12．（2022高三上·邢台期末）如图所示，空间存在方向竖直向下的匀强电场（图中未画出），A、B、C、D、M、N是棱长为a的正八面体的六个顶点，在同一竖直线上的M、N两点均固定有电荷量为Q的正点电荷，一质量为m、电荷量为q的点电荷在正方形ABCD内（水平）绕正八面体的中心做半径最大的匀速圆周运动。静电力常量为k，重力加速度大小为g。下列说法正确的是（ ）
A．做匀速圆周运动的点电荷带正电
B．匀强电场的电场强度大小为
C．做圆周运动的点电荷的角速度大小为
D．做圆周运动的点电荷的动能为
【答案】B,C
【知识点】库仑定律
【解析】【解答】
A．点电荷在正方形ABCD内（水平）绕正八面体的中心做半径最大的匀速圆周运动，故只有当点电荷为负电荷时，才能受到水平面向内的合力，故点电荷负电，A不符合题意；
B．匀强电场的的作用使电荷所受的电场力与重力平衡，则有
故匀强电场的电场强度大小为，B符合题意；
C．在正八面体正方形ABCD内（水平）做半径最大的圆周运动，故圆周运动的半径
电荷到场源电荷的距离为
故每个场源电荷对点电荷的库仑力为
点电荷受到的合力大小为
根据牛顿第二定律
解得
C符合题意；
D．由动能的表达式得
D不符合题意。
故答案为：BC。
【分析】利用合力的方向可以判别点电荷带负电；利用电场力和重力平衡可以求出匀强电场的电场强度的大小；利用牛顿第二定律结合电场力的合力可以求出角速度的大小；利用动能的表达式可以求出动能的大小。
三、实验题
13．（2022高三上·清远期末）小王利用如图甲所示的装置探究弹簧的弹性势能。在粗糙水平桌面上固定好轻质弹簧和光电门，将光电门与数字计时器（图甲中未画出）连接。实验开始时，弹簧在光电门的左侧，且处于原长状态。小滑块与弹簧不拴接，不计空气阻力。
（1）用外力将滑块向左缓慢推至滑块上的遮光条（宽度为d）距离光电门为x处，撤去外力，数字计时器记录的遮光条通过光电门的时间为t。滑块通过光电门时的速度大小为 。
（2）多次改变滑块的质量m，重复（1）中操作，得出多组m与t的值，以为横坐标、为纵坐标作出的图像如图乙所示（图中的a、b均为已知量），则撤去外力瞬间弹簧的弹性势能 ；已知当地的重力加速度大小为g，则滑块与桌面间的动摩擦因数 。
【答案】（1）
（2）；
【知识点】弹性势能
【解析】【解答】（1）由于通过光电门的时间极短，可以将通过光电门的平均速度看做瞬时速度，为
（2）根据动能定理得
代入速度得
整理得
则结合图像得
图像的斜率
解得
【分析】（1）利用平均速度公式可以求出瞬时速度的大小；
（2）利用动能定理结合图像斜率和截距可以求出动摩擦因数和弹性势能的大小。
14．（2022高三上·白山期末）家里网购了一台净水机，小聪查阅资料后发现，水的电阻率与水中溶解的固体含量的关系如表所示，合格纯净水的固体含量。小聪想制作一个固体含量计，用来检验该净水机的净水效果。
水（25℃）的电阻率/（Ω·m） 500 50 5
溶解的固体含量/（mg·L-1） 0.010 0.100 1.00
水（25℃）的电阻率/（Ω·m） 0.5 0.1 0.01
溶解的固体含量/（mg·L-1） 10 50 500
小聪将水样通过阀门K注满一绝缘性能良好的圆柱形塑料容器，容器两端用固定的圆形金属电极密封（如图甲所示），再接在如图乙所示的电路（电源电动势为E，电流表的量程为Ig，测量前将红、黑表笔短接，使电流表满偏）的红、黑表笔之间，读出此时电流表的示数。小聪根据不同水样对应的电流值，得到不同水样对应的电阻率，将电阻率对应的固体含量值标在电流表表盘对应的刻度线上，这样就将电流表改装成了一个简易的固体含量计。
（1）在如图乙所示的电路中， （选填“a”或“b”）表笔是黑表笔；
（2）此固体含量计上较小的固体含量值对应电流表的电流值 （选填“较大”或“较小”）；
（3）某次测量时，电流表的指针恰好半偏，测得该容器两电极间的长度为L，水柱的内径为d，则水样的电阻率 （用相关物理量的符号表示）；若E=3.0V，，圆柱形塑料容器的长度与横截面直径分别为、，则该净水机 （选填“合格”或“不合格”）；
（4）若此固体含量计使用一段时间后，所用电源的电动势不变、内阻变大，则测量前需将滑动变阻器R接入电路的电阻适当调 （选填“大”或“小”）。
【答案】（1）b
（2）较小
（3）；不合格
（4）小
【知识点】导体电阻率的测量
【解析】【解答】（1）根据电路图可知，b表笔是黑表笔；
（2）根据题意可知，固体含量计上较小的固体含量值的电阻率较大，由欧姆定律可得
对应电流表的电流值较小；
（3）根据电阻公式可得
又
解得
由于
代入数据，解得
根据题意，可得该净水机不合格。
（4）由电路图可知，当此固体含量计使用一段时间后，所用电源的电动势不变、内阻变大，则测量前需将滑动变阻器R接入电路的电阻适当调小。
【分析】（1）利用红进黑出可以判别b表笔为黑表笔；
（2）利用欧姆定律结合电阻偏大可以判别电流偏小；
（3）利用电阻定律结合欧姆定律可以求出电阻率的大小；
（4）当电动势不变内阻偏大时，测量器应该使滑动变阻器的阻值调小。
四、解答题
15．（2022·安康模拟）国庆期间，小李与家人到长治市老顶山神农滑草场游玩，在感受风一般速度的同时又能领略到大自然的美好。草道简化为如图甲所示的模型，其中AB为斜面草道，BC为水平草道，小李（视为质点）乘坐履带用具从斜面草道的最高点A（x=0）由静止滑下，其运动速率的二次方随路程大小的变化规律如图乙所示，履带用具与草道间的动摩擦因数处相同，不计小李经过斜面草道最低点B时的机械能损失，取重力加速度大小g=10m/s2。求：
（1）斜面草道的长度s；
（2）履带用具与草道间的动摩擦因数μ。
【答案】（1）解：小李在斜面草道上运动的加速度大小为
其中
解得
根据匀变速直线运动的规律有
其中
解得
（2）解：小李在水平草道上运动的加速度大小为
其中
解得
根据牛顿第二定律有
解得
【知识点】匀变速直线运动的位移与速度的关系；牛顿第二定律
【解析】【分析】（1）小李做匀变速直线运动，利用速度位移公式可以求出其加速度的大小；利用速度位移公式可以求出斜面草道的长度；
（2）小李在水平道上，利用速度位移公式可以求出减速的加速度的大小，利用牛顿第二定律可以求出动摩擦因数的大小。
16．（2022高三上·白山期末）同学们周末去滑冰场滑冰。如图所示，甲同学静立在水平冰面上，乙同学从距离甲同学处由静止开始向甲同学匀加速滑去，经时间t=2s乙同学到达甲同学所在位置并抱住甲同学（作用时间极短），然后他们一起向前滑行一段距离后停下。甲同学与乙同学的质量分别为、，他们一起滑行时受到的阻力大小为他们所受总重力大小的，取重力加速度大小。求：
（1）乙同学在抱住甲同学前瞬间的速度大小v0；
（2）乙同学抱住甲同学的过程中损失的机械能△E；
（3）乙同学抱住甲同学后一起向前滑行的距离x。
【答案】（1）解：设乙同学在抱住甲同学前的滑行过程中的加速度大小为a，根据匀变速直线运动的规律有
解得
（2）解：设乙同学抱住甲同学后瞬间他们的共同速度大小为v，根据动量守恒定律有
解得v=4m/s
根据能量守恒定律有
解得
（3）解：根据功能关系有
解得x=16m
【知识点】动量守恒定律；动能定理的综合应用
【解析】【分析】（1）乙同学做匀加速直线运动，利用位移公式可以求出运动的时间，结合速度公式可以求出抱住甲同学前的速度大小；
（2）以甲乙为对象，利用动量守恒定律结合能量守恒定律可以求出损失的机械能大小；
（3）乙同学和甲同学一起减速运动，利用动能定理可以求出滑行的距离大小。
17．（2022高三上·邢台期末）如图所示，在第I象限内的虚线OC（OC与y轴正方向的夹角）与y轴所夹区域内（包括虚线OC）有磁感应强度大小为B、方向垂直于xOy平面向外的匀强磁场，大量质量为m、电荷量为q的带正电粒子（视为质点）从y轴上坐标为（0，L）的A点平行于x轴正方向射入磁场。取，不计粒子所受重力。
（1）若a粒子垂直y轴离开磁场，求其初速度大小v应满足的条件；
（2）若b粒子离开磁场后垂直经过x轴，求b粒子在第I象限内运动的时间t；
（3）若在（2）中情况下，在xOy平面内x轴与虚线OC所夹区域加上方向平行OC的匀强电场（图中未画出）结果b粒子恰好能到达x轴，求所加电场的电场强度大小E以及b粒子到达x轴上的位置的横坐标（不考虑b粒子到达x轴后的运动）。
【答案】（1）解：当a粒子在磁场中的运动轨迹对应的圆心角为180°时，a粒子垂直y轴离开磁场，在此种情况下，当a粒子的运动轨迹与OC相切时，a粒子的初速度最大（设为），如图甲所示。
设此时a粒子在磁场中运动的轨迹半径为，有
根据几何关系有
解得
v应满足的条件为
（2）解：b粒子运动四分之一圆周后离开磁场，将垂直经过x轴，运动轨迹如图乙所示
设轨迹圆的半径为，有
根据几何关系有
解得
b点粒子在磁场中做圆周运动的周期
b粒子在磁场中运动的时间
解得
根据几何关系，b粒子经过虚线OC时到x轴的距离
设b粒子离开磁场后在第I象限内运动的时间为，有
又
解得
（3）解：b粒子沿y轴方向的加速度大小
根据匀变速直线运动的规律有
解得
b粒子沿x轴方向的加速度大小
设b粒子从虚线OC运动到x轴的时间为，有
b粒子从虚线OC运动到x轴的过程中沿x轴方向的位移大小
又
解得
【知识点】带电粒子在匀强磁场中的运动
【解析】【分析】（1）粒子在磁场中运动，当轨迹与边界相切时，利用几何关系可以求出轨道半径的大小，结合牛顿第二定律可以求出初速度的大小范围；
（2）当粒子垂直经过x轴时，利用几何关系可以求出粒子轨迹半径的大小，结合牛顿第二定律可以求出粒子速度的大小，结合周期的大小可以求出粒子运动的时间；利用匀速运动的位移公式可以求出离开磁场运动的时间；
（3）粒子在电场中做匀变速运动；利用牛顿第二定律可以求出加速度的大小，结合速度位移公式可以求出电场强度的大小；结合类平抛运动的位移公式可以求出横坐标的大小。
1 / 1吉林省白山市2022届高三上学期物理期末考试试卷
一、单选题
1．（2022高三上·清远期末）某种海鱼能在周围空间产生电场，其电场线分布如图所示。下列说法正确的是（ ）
A．海鱼的头部带正电，A点的电势比B点的电势高
B．海鱼的头部带正电，A点的电势比B点的电势低
C．海鱼的头部带负电，A点的电势比B点的电势高
D．海鱼的头部带负电，A点的电势比B点的电势低
2．（2022高三上·清远期末）2022年北京冬奥会即将来临，运动员正在紧张训练。某滑雪运动员以某一初速度滑出，滑行一段距离后停下（此过程视为匀减速直线运动），若该运动员第二次滑行的距离是第一次滑行距离的4倍，各处路况相同，则他第二次滑出的初速度大小为第一次滑出的初速度大小的（ ）
A．2倍 B．4倍 C． D．
3．（2022高三上·清远期末）某同学搬运如图所示的磁电式电流表时，发现表针剧烈晃动且不易停止。该同学依据所学物理知识，在两接线柱间接一根导线后再次搬运，发现表针晃动明显减弱且很快停止。下列说法正确的是（ ）
A．电流表未接导线与接导线，均不会产生感应电动势
B．电流表未接导线时不产生感应电动势，接导线时产生感应电动势
C．电流表未接导线与接导线均不会产生感应电流
D．电流表未接导线时不产生感应电流，接导线时产生感应电流
4．（2022高三上·白山期末）投篮时，篮球出手后在空中运行的轨迹称为投篮抛物线。投篮抛物线有低、中、高三种弧线，如图所示。不计空气阻力。下列说法正确的是（ ）
A．低弧线投篮时，篮球从出手到进框的运动时间最长
B．高弧线投篮时，篮球从出手到进框，克服重力做功的平均功率最小
C．低弧线投篮时，人对篮球做的功一定最大
D．中弧线投篮时，人对篮球做的功一定最小
5．（2022高三上·福建月考）某品牌手机配置有速度传感器，利用速度传感器可以测定手摆动的速度。某同学手握手机，手臂伸直，以肩为轴自然下摆，手机显示，手臂先后两次摆到竖直方向时的速度大小之比为k（）。若手机的质量不可忽略，不计空气阻力，则手臂这两次摆到竖直位置时，手机受到手竖直方向的作用力大小之比（ ）
A．为k B．为k2 C．大于k2 D．小于k2
6．（2022高一下·博白月考）2021年11月23日，我国在酒泉卫星发射中心用“长征四号”丙遥三十七运载火箭成功发射“高分三号”02星。该卫星的成功发射将进一步提升我国卫星海陆观测能力，服务海洋强国建设和支撑“一带一路”倡议。已知卫星绕地球做匀速圆周运动的周期为T，线速度大小为v，引力常量为G，则地球的质量为（ ）
A． B． C． D．
7．（2022高三上·邢台期末）家用燃气热水器电子脉冲点火装置的原理图如图所示。将3V的直流电压通过转换器转换为正弦交变电压u=12sin100πt（V），将该交变电压加在理想变压器的原线圈上，副线圈两端接放电针，当放电针之间电压的最大值达到18kV时，就可以放电，利用放电针高压放电所产生的电火花可点燃燃气。下列说法正确的是（ ）
A．热水器每秒点火50次
B．理想交流电压表V的示数为12V
C．在转换器损坏的情况下，只要副线圈的匝数足够大，就可以点燃燃气
D．要使点火装置正常工作，变压器原、副线圈的匝数之比不能超过1：1500
8．（2022高三上·白山期末）如图所示，竖直墙壁AB与斜面BC的夹角为53°，质量均为m且分布均匀的半球与小球叠放在墙面与斜面之间，。重力加速度大小为g，取，，不计一切摩擦。下列说法正确的是（ ）
A．斜面对半球的弹力大小为mg
B．半球对墙壁的弹力大小为mg
C．若仅将小球的半径减小，则墙壁对小球的弹力变小
D．若仅将小球的半径减小，则半球对小球的支持力变小
二、多选题
9．（2022高三上·清远期末）放射性元素自发地发出射线的现象，叫作天然放射现象。关于天然放射现象中的射线、射线和射线，下列说法正确的是（ ）
A．射线呈电中性
B．某原子核放出射线后，其质量数增加1
C．射线、射线和射线中，电离作用最强的是射线
D．射线是电子，来自原来绕核旋转的核外电子
10．（2022高三上·白山期末）A、C、D为等边三角形的三个顶点，三个顶点上各固定一根与纸面垂直的长直导线，各导线中通有大小相等、方向如图所示的恒定电流。O点为三角形的中心，a点为CD边的中点。若O点的磁感应强度大小为，A处导线受到的安培力大小为，则下列说法正确的是（ ）
A．C处电流产生的磁场在O点的磁感应强度大小为
B．a点的磁感应强度可能小于
C．A，D两处导线受到的安培力不同
D．C处导线受到的安培力大小为
11．（2022高三上·白山期末）如图所示，在足够大的光滑水平面上停放着装有光滑弧形槽的小车，弧形槽的底端切线水平，一小球以大小为的水平速度从小车弧形槽的底端沿弧形槽上滑，恰好能到达弧形槽的顶端。小车与小球的质量均为m，重力加速度大小为g，不计空气阻力。下列说法正确的是（ ）
A．弧形槽的顶端距底端的高度为
B．小球离开小车后，相对地面做平抛运动
C．在小球沿小车弧形槽滑行的过程中，小车对小球做的功为
D．在小球沿小车弧形槽滑行的过程中，合力对小车的冲量大小为
12．（2022高三上·邢台期末）如图所示，空间存在方向竖直向下的匀强电场（图中未画出），A、B、C、D、M、N是棱长为a的正八面体的六个顶点，在同一竖直线上的M、N两点均固定有电荷量为Q的正点电荷，一质量为m、电荷量为q的点电荷在正方形ABCD内（水平）绕正八面体的中心做半径最大的匀速圆周运动。静电力常量为k，重力加速度大小为g。下列说法正确的是（ ）
A．做匀速圆周运动的点电荷带正电
B．匀强电场的电场强度大小为
C．做圆周运动的点电荷的角速度大小为
D．做圆周运动的点电荷的动能为
三、实验题
13．（2022高三上·清远期末）小王利用如图甲所示的装置探究弹簧的弹性势能。在粗糙水平桌面上固定好轻质弹簧和光电门，将光电门与数字计时器（图甲中未画出）连接。实验开始时，弹簧在光电门的左侧，且处于原长状态。小滑块与弹簧不拴接，不计空气阻力。
（1）用外力将滑块向左缓慢推至滑块上的遮光条（宽度为d）距离光电门为x处，撤去外力，数字计时器记录的遮光条通过光电门的时间为t。滑块通过光电门时的速度大小为 。
（2）多次改变滑块的质量m，重复（1）中操作，得出多组m与t的值，以为横坐标、为纵坐标作出的图像如图乙所示（图中的a、b均为已知量），则撤去外力瞬间弹簧的弹性势能 ；已知当地的重力加速度大小为g，则滑块与桌面间的动摩擦因数 。
14．（2022高三上·白山期末）家里网购了一台净水机，小聪查阅资料后发现，水的电阻率与水中溶解的固体含量的关系如表所示，合格纯净水的固体含量。小聪想制作一个固体含量计，用来检验该净水机的净水效果。
水（25℃）的电阻率/（Ω·m） 500 50 5
溶解的固体含量/（mg·L-1） 0.010 0.100 1.00
水（25℃）的电阻率/（Ω·m） 0.5 0.1 0.01
溶解的固体含量/（mg·L-1） 10 50 500
小聪将水样通过阀门K注满一绝缘性能良好的圆柱形塑料容器，容器两端用固定的圆形金属电极密封（如图甲所示），再接在如图乙所示的电路（电源电动势为E，电流表的量程为Ig，测量前将红、黑表笔短接，使电流表满偏）的红、黑表笔之间，读出此时电流表的示数。小聪根据不同水样对应的电流值，得到不同水样对应的电阻率，将电阻率对应的固体含量值标在电流表表盘对应的刻度线上，这样就将电流表改装成了一个简易的固体含量计。
（1）在如图乙所示的电路中， （选填“a”或“b”）表笔是黑表笔；
（2）此固体含量计上较小的固体含量值对应电流表的电流值 （选填“较大”或“较小”）；
（3）某次测量时，电流表的指针恰好半偏，测得该容器两电极间的长度为L，水柱的内径为d，则水样的电阻率 （用相关物理量的符号表示）；若E=3.0V，，圆柱形塑料容器的长度与横截面直径分别为、，则该净水机 （选填“合格”或“不合格”）；
（4）若此固体含量计使用一段时间后，所用电源的电动势不变、内阻变大，则测量前需将滑动变阻器R接入电路的电阻适当调 （选填“大”或“小”）。
四、解答题
15．（2022·安康模拟）国庆期间，小李与家人到长治市老顶山神农滑草场游玩，在感受风一般速度的同时又能领略到大自然的美好。草道简化为如图甲所示的模型，其中AB为斜面草道，BC为水平草道，小李（视为质点）乘坐履带用具从斜面草道的最高点A（x=0）由静止滑下，其运动速率的二次方随路程大小的变化规律如图乙所示，履带用具与草道间的动摩擦因数处相同，不计小李经过斜面草道最低点B时的机械能损失，取重力加速度大小g=10m/s2。求：
（1）斜面草道的长度s；
（2）履带用具与草道间的动摩擦因数μ。
16．（2022高三上·白山期末）同学们周末去滑冰场滑冰。如图所示，甲同学静立在水平冰面上，乙同学从距离甲同学处由静止开始向甲同学匀加速滑去，经时间t=2s乙同学到达甲同学所在位置并抱住甲同学（作用时间极短），然后他们一起向前滑行一段距离后停下。甲同学与乙同学的质量分别为、，他们一起滑行时受到的阻力大小为他们所受总重力大小的，取重力加速度大小。求：
（1）乙同学在抱住甲同学前瞬间的速度大小v0；
（2）乙同学抱住甲同学的过程中损失的机械能△E；
（3）乙同学抱住甲同学后一起向前滑行的距离x。
17．（2022高三上·邢台期末）如图所示，在第I象限内的虚线OC（OC与y轴正方向的夹角）与y轴所夹区域内（包括虚线OC）有磁感应强度大小为B、方向垂直于xOy平面向外的匀强磁场，大量质量为m、电荷量为q的带正电粒子（视为质点）从y轴上坐标为（0，L）的A点平行于x轴正方向射入磁场。取，不计粒子所受重力。
（1）若a粒子垂直y轴离开磁场，求其初速度大小v应满足的条件；
（2）若b粒子离开磁场后垂直经过x轴，求b粒子在第I象限内运动的时间t；
（3）若在（2）中情况下，在xOy平面内x轴与虚线OC所夹区域加上方向平行OC的匀强电场（图中未画出）结果b粒子恰好能到达x轴，求所加电场的电场强度大小E以及b粒子到达x轴上的位置的横坐标（不考虑b粒子到达x轴后的运动）。
答案解析部分
1．【答案】B
【知识点】电场线；电势
【解析】【解答】电场线从正电荷或无穷远处出发，终止与负电荷或无穷远处，根据电场线由头部出发可知：海鱼的头部带正电，尾部带负电；沿着电场线电势降低，等势线与电场线垂直，B点电势比C点电势高，A点电势比C点电势低。
故答案为：B。
【分析】利用电场线的分布可以判别头部带正电，利用电场线的方向可以比较电势的高低。
2．【答案】A
【知识点】匀变速直线运动的位移与速度的关系
【解析】【解答】根据速度位移公式
由于该运动员第二次滑行的距离是第一次滑行距离的4倍，各处路况相同，可得第二次滑出的初速度大小为第一次滑出的初速度大小的2倍，BCD不符合题意，A符合题意。
故答案为：A。
【分析】利用速度位移公式可以求出初速度的大小。
3．【答案】D
【知识点】电磁感应的发现及产生感应电流的条件
【解析】【解答】电流表未接导线与接导线时，表针晃动的过程中均会带动内部线圈切割磁感线，从而产生感应电动势，而未接导线时不是闭合回路，不会产生感应电流，接导线时构成闭合回路，会产生感应电流，从而阻碍表针的晃动。综上所述可知ABC不符合题意，D符合题意。
故答案为：D。
【分析】当电流表未接导线时，表针晃动时，内部线圈切割磁感线会产生感应电动势，但不会产生感应电流。
4．【答案】B
【知识点】斜抛运动
【解析】【解答】A．篮球出手后在空中做斜抛运动，可分解为竖直方向的加速度为g的匀变速直线运动，在上升和下降都有
可看出竖直方向的高度越大时间越长，则有t高 > t中 > t低
A不符合题意；
B．由A可知高弧线投篮时时间最长，且低、中、高三种弧线初末两点的高度差相同，则重力做的功相同，根据平均功率的计算有
可得出高弧线投篮时，篮球从出手到进框，克服重力做功的平均功率最小，B符合题意；
CD．根据能量守恒有W人 = mgh + Ek末
由于篮球进入篮筐的动能Ek末未知，则无法比较投篮抛物线低、中、高三种情况下人对篮球做的功的大小关系，CD不符合题意。
故答案为：B。
【分析】篮球在竖直方向做匀变速直线运动，利用位移公式可以比较运动的时间；利用重力做功结合运动的时间可以比较平均功率的大小；利用动能定理结合末动能未知不能比较人对篮球做功的大小。
5．【答案】D
【知识点】牛顿第二定律；竖直平面的圆周运动
【解析】【解答】设第一次手臂摆到竖直方向的速度为，第二次手臂摆到竖直方向的速度为，根据题意得
设两次在最低点机受到手竖直方向的作用力分别为、，在最低点由牛顿第二定律得
解得
利用数学知识可得
D符合题意，ABC不符合题意。
故答案为：D。
【分析】手机在最低点时，利用牛顿第二定律可以求出手机受到的作用力表达式，结合速度的比值关系可以求出其作用力的比值大小。
6．【答案】C
【知识点】万有引力定律的应用；卫星问题
【解析】【解答】万有引力提供向心力有，
根据圆周运动关系有，
联立两式解得，
故选C。
【分析】首先根据万有引力提供向心力，根据圆周运动可以算出圆周运动半径，代入即可求出地球的质量。
7．【答案】D
【知识点】变压器原理
【解析】【解答】A．由u=12sin100πt可知，由得Hz，一个周期内交变电流两次达到最大值，所以每秒会点火100次，A不符合题意；
B．理想交流电压表V的示数是正弦式交流电压的有效值，为最大值的，所以示数为伏，B不符合题意；
C．转换器损坏，可能无法将直流电压转换成正弦式交变电压，变压器不能变压，C不符合题意；
D．根据理想变压器工作原理， U1=，U2=kV
解得U1：U2=1：1500
则要使点火装置正常工作，变压器原、副线圈的匝数之比不能超过1：1500，D符合题意。
故答案为：D。
【分析】利用角速度的大小可以求出频率的大小，利用频率的大小可以判别点火的次数；利用电压的峰值可以求出有效值的大小；当转换器损坏时，其直流电压不能正常工作；利用电压之比可以求出正常工作的匝数之比。
8．【答案】B
【知识点】共点力平衡条件的应用
【解析】【解答】对小球进行受力分析，如图所示
根据平衡条件得
解得
对小球和半球整体受力分析如图
根据平衡条件得
则墙壁对半球的支持力
根据牛顿第三定律可得半球对墙壁的弹力，若若仅将小球的半径减小，则减小，则墙壁对小球的弹力
变大，则半球对小球的支持力变小
变大，B符合题意，ACD不符合题意。
故答案为：B。
【分析】利用小球的平衡方程可以判别半球对墙壁的压力大小；利用整体的平衡方程可以求出斜面对半球的弹力大小；结合整体的平衡方程可以求出墙壁对半球的弹力大小；利用平衡方程结合夹角的变化可以判别墙壁对小球的弹力及半球对小球支持力的大小变化。
9．【答案】A,C
【知识点】原子核的人工转变
【解析】【解答】A．射线是高频电磁波，不带电呈电中性，A符合题意；
B．某原子核放出射线后，电荷数增加1，其质量数不变，B不符合题意；
C．射线、射线和射线中，电离作用最强的是射线，C符合题意；
D．射线是电子，来自原子核内的中子变为质子时放出的，因此其来自原子核的内部，D不符合题意；
故答案为：AC。
【分析】射线属于电磁波，不带电性；利用质量数和电荷数守恒可以判别原子核质量数的变化；电离能力最强的是a射线；射线属于核内电子流。
10．【答案】C,D
【知识点】安培力；安培定则
【解析】【解答】A．三条导线在O点产生的磁场方向如图，因三根导线上的电流相等，则BA、BC、BD大小相等，相邻两者之间方向互成60°夹角，因O点的磁感应强度大小为，则BA=BC=BD=B0
A不符合题意；
B．因a点距离C、D的距离小于O点距离C、D的位置，可知导线C、D在a点产生的磁场大于B0，因C、D在a点的磁场方向相同，均垂直C、D向下，可知C、D两根导线在a点的合磁场强度大于B0，再与A点的导线在a点的磁场合成后a点的磁感应强度更是大于B0，B不符合题意；
C．因C导线对A导线有斥力，D导线对A有吸引力，两力互成120°角，可知A导线受安培力水平向右；因C导线对D导线有斥力，A导线对D有吸引力，两力互成120°角，可知D导线受安培力斜向右上方；则A、D两处导线受到的安培力方向不同，C符合题意；
D．由C的分析可知，A处导线受到的安培力大小为，则三根导线之间的相互作用力均为F0，因A导线对C导线有斥力，D导线对C有斥力，两力互成60°角，可知C处导线受到的安培力大小为
D符合题意。
故答案为：CD。
【分析】利用安培定则可以判别通电导体在O点磁感应强度的方向，结合矢量叠加可以求出C处电流在O点产生的磁感应强度的大小；利用导线距离a点的距离可以判别a点磁感应强度的大小；利用左手定则可以判别导线受到的安培力方向；利用安培力的叠加可以求出C处导线受到的安培力大小。
11．【答案】A,D
【知识点】动量守恒定律；动能定理的综合应用
【解析】【解答】A．小球上升到最高点时，与小车有共同速度v，设弧形槽的顶端距底端的高度为h，则由系统水平方向动量守恒和系统机械能守恒
解得
A符合题意；
B．小球回到小车右端时设车和球的速度分别为v1、v2，有
得v1=v0，v2=0
所以小球离开小车后做自由落体运动，B不符合题意；
C．在小球沿小车弧形槽滑行的过程中，重力做功为零，由动能定理
将v2=0和=0带入可得小车对小球做的功为=
C不符合题意；
D．在小球沿小车弧形槽滑行的过程中，由动量定理
将v1=v0代入得
即合力对小车的冲量大小为，方向水平向左，D符合题意。
故答案为：AD。
【分析】利用动量守恒定律结合机械能守恒定律可以求出弧形槽顶端距离底端的高度；利用动量守恒定律结合能量守恒定律可以求出小球离开车子的速度，进而判别小球做自由落体运动；利用动能定理可以求出小车对小球做功的大小；利用动量定理可以求出合力对小车的冲量大小。
12．【答案】B,C
【知识点】库仑定律
【解析】【解答】
A．点电荷在正方形ABCD内（水平）绕正八面体的中心做半径最大的匀速圆周运动，故只有当点电荷为负电荷时，才能受到水平面向内的合力，故点电荷负电，A不符合题意；
B．匀强电场的的作用使电荷所受的电场力与重力平衡，则有
故匀强电场的电场强度大小为，B符合题意；
C．在正八面体正方形ABCD内（水平）做半径最大的圆周运动，故圆周运动的半径
电荷到场源电荷的距离为
故每个场源电荷对点电荷的库仑力为
点电荷受到的合力大小为
根据牛顿第二定律
解得
C符合题意；
D．由动能的表达式得
D不符合题意。
故答案为：BC。
【分析】利用合力的方向可以判别点电荷带负电；利用电场力和重力平衡可以求出匀强电场的电场强度的大小；利用牛顿第二定律结合电场力的合力可以求出角速度的大小；利用动能的表达式可以求出动能的大小。
13．【答案】（1）
（2）；
【知识点】弹性势能
【解析】【解答】（1）由于通过光电门的时间极短，可以将通过光电门的平均速度看做瞬时速度，为
（2）根据动能定理得
代入速度得
整理得
则结合图像得
图像的斜率
解得
【分析】（1）利用平均速度公式可以求出瞬时速度的大小；
（2）利用动能定理结合图像斜率和截距可以求出动摩擦因数和弹性势能的大小。
14．【答案】（1）b
（2）较小
（3）；不合格
（4）小
【知识点】导体电阻率的测量
【解析】【解答】（1）根据电路图可知，b表笔是黑表笔；
（2）根据题意可知，固体含量计上较小的固体含量值的电阻率较大，由欧姆定律可得
对应电流表的电流值较小；
（3）根据电阻公式可得
又
解得
由于
代入数据，解得
根据题意，可得该净水机不合格。
（4）由电路图可知，当此固体含量计使用一段时间后，所用电源的电动势不变、内阻变大，则测量前需将滑动变阻器R接入电路的电阻适当调小。
【分析】（1）利用红进黑出可以判别b表笔为黑表笔；
（2）利用欧姆定律结合电阻偏大可以判别电流偏小；
（3）利用电阻定律结合欧姆定律可以求出电阻率的大小；
（4）当电动势不变内阻偏大时，测量器应该使滑动变阻器的阻值调小。
15．【答案】（1）解：小李在斜面草道上运动的加速度大小为
其中
解得
根据匀变速直线运动的规律有
其中
解得
（2）解：小李在水平草道上运动的加速度大小为
其中
解得
根据牛顿第二定律有
解得
【知识点】匀变速直线运动的位移与速度的关系；牛顿第二定律
【解析】【分析】（1）小李做匀变速直线运动，利用速度位移公式可以求出其加速度的大小；利用速度位移公式可以求出斜面草道的长度；
（2）小李在水平道上，利用速度位移公式可以求出减速的加速度的大小，利用牛顿第二定律可以求出动摩擦因数的大小。
16．【答案】（1）解：设乙同学在抱住甲同学前的滑行过程中的加速度大小为a，根据匀变速直线运动的规律有
解得
（2）解：设乙同学抱住甲同学后瞬间他们的共同速度大小为v，根据动量守恒定律有
解得v=4m/s
根据能量守恒定律有
解得
（3）解：根据功能关系有
解得x=16m
【知识点】动量守恒定律；动能定理的综合应用
【解析】【分析】（1）乙同学做匀加速直线运动，利用位移公式可以求出运动的时间，结合速度公式可以求出抱住甲同学前的速度大小；
（2）以甲乙为对象，利用动量守恒定律结合能量守恒定律可以求出损失的机械能大小；
（3）乙同学和甲同学一起减速运动，利用动能定理可以求出滑行的距离大小。
17．【答案】（1）解：当a粒子在磁场中的运动轨迹对应的圆心角为180°时，a粒子垂直y轴离开磁场，在此种情况下，当a粒子的运动轨迹与OC相切时，a粒子的初速度最大（设为），如图甲所示。
设此时a粒子在磁场中运动的轨迹半径为，有
根据几何关系有
解得
v应满足的条件为
（2）解：b粒子运动四分之一圆周后离开磁场，将垂直经过x轴，运动轨迹如图乙所示
设轨迹圆的半径为，有
根据几何关系有
解得
b点粒子在磁场中做圆周运动的周期
b粒子在磁场中运动的时间
解得
根据几何关系，b粒子经过虚线OC时到x轴的距离
设b粒子离开磁场后在第I象限内运动的时间为，有
又
解得
（3）解：b粒子沿y轴方向的加速度大小
根据匀变速直线运动的规律有
解得
b粒子沿x轴方向的加速度大小
设b粒子从虚线OC运动到x轴的时间为，有
b粒子从虚线OC运动到x轴的过程中沿x轴方向的位移大小
又
解得
【知识点】带电粒子在匀强磁场中的运动
【解析】【分析】（1）粒子在磁场中运动，当轨迹与边界相切时，利用几何关系可以求出轨道半径的大小，结合牛顿第二定律可以求出初速度的大小范围；
（2）当粒子垂直经过x轴时，利用几何关系可以求出粒子轨迹半径的大小，结合牛顿第二定律可以求出粒子速度的大小，结合周期的大小可以求出粒子运动的时间；利用匀速运动的位移公式可以求出离开磁场运动的时间；
（3）粒子在电场中做匀变速运动；利用牛顿第二定律可以求出加速度的大小，结合速度位移公式可以求出电场强度的大小；结合类平抛运动的位移公式可以求出横坐标的大小。
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