辽宁省铁岭市六校2022届高三上学期物理期末考试试卷
一、单选题
1．（2022高三上·铁岭期末）为了解决停车难的问题，很多城市建设了多层停车场，结构如图所示，取车时，停在上层的车子需要车库管理员把车子“移送”到下层。假设“移送”过程中车辆相对于底板始终静止，底板始终保持水平，则下列说法正确的是（ ）
A．车子在被水平向后匀速“移送”的过程中，车子对底板的摩擦力方向水平向前
B．车子在被水平向后匀速“移送”的过程中，底板对车子的摩擦力方向水平向后
C．车子在被竖直向下“移送”的过程中，车子对底板的压力可能大于车子的重力
D．车子在被竖直向下匀速“移送”的过程中，底板对车子的支持力小于车子自身的重力
【答案】C
【知识点】牛顿第三定律；受力分析的应用
【解析】【解答】AB．车子在被水平向后匀速“移送”的过程中，车子与底板间没有摩擦力。AB不符合题意；
CD．车子在被竖直向下“移送”的过程中，分情况讨论，匀速“移送”时，底板对车子的支持力等于车子自身的重力；加速“移送”时，底板对车子的支持力小于车子自身的重力；减速“移送”时，底板对车子的支持力大于车子自身的重力。根据牛顿第三定律可知，车子对底板的压力可能大于、小于或等于车子的重力。C符合题意；D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】根据车子的运动情况得出车子与底板间的摩擦力，结合牛顿第三定律进行分析判断。
2．（2022高三上·铁岭期末）在2021年东京奥运上，我国运动健儿摘金夺银，为国争光。其中在跳水男子3米板决赛中，我国选手谢思埸夺得金牌！在某次比赛中，若将运动员入水后向下的运动视为匀减速直线运动，该运动过程的时间为。设运动员入水后向下过程中，第一个时间内的位移为，最后两个时间内的总位移为，则为（ ）
A．17：4 B．13：4 C．15：4 D．15：8
【答案】C
【知识点】匀变速直线运动的位移与时间的关系
【解析】【解答】初速度为零的匀加速直线运动，在第一个时间内、第二个时间内、第三个时间内……的位移之比，运动员运动总时间为，则第一个时间内的位移可视为初速度为零的匀加速直线运动中，第八个时间内的位移；最后两个时间内的总位移，可视为初速度为零的匀加速直线运动中，前两个时间内的位移。故.
故答案为：C。
【分析】根据匀变速直线运动相同时间间隔内的位移比得出x1和x2的比值。
3．（2022高三上·铁岭期末）国家跳台滑雪中心将承担北京冬奥会跳台滑雪的比赛。滑雪轨道由倾角的斜面与水平面连接而成，运动员从点以初速度水平滑出，不计空气阻力，经过一段时间后运动员落在轨道上，竖直速度与水平速度之比为，若运动员以初速度水平滑出，已知重力加速度为，，运动员在空中的飞行时间为（ ）
A． B． C． D．
【答案】C
【知识点】平抛运动
【解析】【解答】根据平抛运动的推论：轨迹上任意一点速度与水平方向夹角的正切值等于位移与水平方向夹角正切值的2倍。可知若运动员以初速度水平滑出，落在斜轨道上，可得，说明运动员未落在斜轨道上而是落在水平轨道上，则运动员以初速度水平滑出，仍然落在水平轨道上，所以在空中的飞行时间与初速度水平滑出时间相同，则有，可求得，
故答案为：C。
【分析】根据平抛运动的规律以及速度偏角正切值的表达式得出运动员在空中飞行的时间。
4．（2022高三上·铁岭期末）2021年6月17日，我国航天员聂海胜刘伯明汤洪波搭乘“神舟十二号”开启了为期3个月的天宫空间站之旅。神舟十二号飞船经历上升、入轨交会飞行后，与已经和天舟货运船形成组合体的空间站核心舱对接，航天员进入空间站组合体，组合体在距离地球表面400公里左右的轨道稳定运行，则下列说法正确的是（ ）
A．“神舟十二号”的向心加速度小于“空间站”的向心加速度
B．已知“神舟十二号”的线速度与角速度，不可以求得空间站质量
C．“神舟十二号”的线速度大于第一宇宙速度
D．“神舟十二号”的周期大于24小时
【答案】B
【知识点】万有引力定律的应用
【解析】【解答】A．由，知向心加速度，“神舟十二号”和“空间站”在对接后，处于统一轨道，即相同，故他们的向心加速度大小相等，A不符合题意；
B．由，，可求得地球的质量，但不能求得空间站的质量，B符合题意；
C．由，可得第一宇宙速度为，为地球半径。“神舟十二号”运行轨道半径大于，故线速度小于第一宇宙速度，C不符合题意；
D．由，知离地高度越大，周期越大。同步卫星的轨道高度为3.6万千米，“神舟十二号”的轨道高度为400千米，因此“神舟十二号”的周期小于24小时，D不符合题意。
故答案为：B。
【分析】神舟十二号在空中做匀速圆周运动，结合万有引力提供向心力从而得出向心加速度、线速度周期的表达式，并判断大小。
5．（2022高三上·铁岭期末）如图，一倾角为37°的光滑斜面固定在地面上，斜面顶端装有一光滑定滑轮。一细绳跨过滑轮，其一端悬挂物块C，另一端与斜面上的长木板B相连，长木板B上有一物块A，A、B的质量都为2kg，C的质量为1kg，A、B之间的摩擦因数为，取重力加速度g=10m/s2。起初用手将三物体按照图示位置保持静止，松手后，下列说法正确的是（ ）
A．A，B将会一起下滑 B．B将相对A向下滑
C．B开始运动的加速度为 D．B开始运动的加速度为4m/s2
【答案】C
【知识点】受力分析的应用；牛顿第二定律
【解析】【解答】A．假设A、B将会一起下滑，则对ABC整体有，对A分析有，解得，故假设不成立。A不符合题意；
B．假设B相对A向下滑，则对A有，对BC分析有，解得，，B会向上加速，A向下加速，与假设矛盾。所以假设错误。B不符合题意；
CD．根据AB可知，B将相对A向上滑，对A有，对BC分析有，解得，，C符合题意，D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】对ABC整体和A分别进行受力分析，根据牛顿第二定律得出摩擦和最大静摩擦力的关系，并判断是否滑动，同理对A和BC分别进行受力分析，利用牛顿第二定律得出加速度的大小。
6．（2022高三上·铁岭期末）太阳内部的核聚变可以释放出大量的能，这些能以电磁辐射的形式向四面八方辐射出去，其总功率达到。设太阳上的热核反应是4个质子聚合成1个氦核同时放出2个中微子（质量远小于电子质量，穿透能力极强的中性粒子，可用v表示）和另一种带电粒子（用表示），且知每一次这样的核反应质量亏损为，已知真空中的光速，电子的电荷量。则每秒钟太阳产生中微子的个数为（ ）
A．个 B．个 C．个 D．个
【答案】D
【知识点】质量亏损与质能方程
【解析】【解答】根据爱因斯坦质能方程，得，每秒太阳发生的核反应的次数（次），每秒钟太阳产生多少个中微子个数个，D符合题意，ABC不符合题意。
故答案为：D。
【分析】根据爱因斯坦质能方程得出每秒钟太阳产生中微子的个数。
二、多选题
7．（2022高三上·铁岭期末）如图所示，实线是一列沿x轴正方向传播的简谐横波在t=0时刻的波形图，虚线是这列波在t=0.2s时刻的波形图，则下列说法正确的是（ ）
A．这列波的波长为12m
B．在t=0.2s时，x=6cm处的质点速度沿y轴正方向
C．这列波的波速可能为0.4m/s
D．这列波遇到5m宽的物体，能发生明显的衍射现象
【答案】A,C
【知识点】横波的图象；波长、波速与频率的关系
【解析】【解答】A．根据图中虚线可以看出波长为12cm，A符合题意；
B．因为波沿x轴正方向传播，根据平移法，可以得到在t=0.2s时，x=6cm处的质点速度沿y轴负方向，B不符合题意；
C．根据图像可知，波传播的距离，波的速度，C符合题意；
D．因为波长远小于5m，所以不会发生明显的衍射现象，D不符合题意。
故答案为：AC。
【分析】根据平移法得出质点的振动方向，通过波传播的距离和波速的关系得出该波传播的速度。
8．（2021·淄博模拟）如图甲所示，为了观察一油箱内的储油量，设计师在油箱的一侧竖直安装了一系列厚度相同长度不同的透明塑料板，每块塑料板的形状如图乙所示，下部尖端部分截面为等腰直角三角形。当光由正上方竖直向下射入到塑料板中，从观察窗口中可以清晰看到油量计的上表面有明、暗两片区域。通过观察明暗区域分界线的位置，便可判断出油量的多少，以下说法中正确的是（ ）
A．从观察窗口观察到的暗区是因为光在塑料板下端发生了全反射
B．从观察窗口观察到的明亮区域越大，油量越少
C．使用的塑料板折射率应满足
D．使用的塑料板折射率应满足
【答案】B,D
【知识点】光的折射及折射定律
【解析】【解答】A． 左侧塑料板长，尖端部分浸入油中，光线在塑料与油的分界面处不会发生全反射，从观察窗口观察是暗区，右侧塑料板短，尖端部分没有浸入油中，光线在塑料与空气的分界面处发生全反射，从观察窗口观察到的是亮区，A不符合题意；
B．油量越少，浸入油中是塑料板个数越少，发生全反射的塑料板个数越多，从观察窗口观察到的明亮区域越大，B符合题意；
CD． 根据临界角公式得
解得
所以，使用的塑料板折射率应满足 ，C不符合题意，D符合题意。
故答案为：BD。
【分析】从观察窗口看到亮区是由于光发生了全反射；利用临界角的大小可以判别折射率的大小。
9．（2020高二上·台州期末）计算机键盘每个键下都连有一块小金属片，与该金属片隔有一定空气间隙的是另一块固定的小金属片，这组金属片组成一个可变的平行板电容器，如图所示。当键被按下，此电容器的电容发生变化，与之相连的电子线路就能检测到这个键被按下，从而给出相应的信号。已知金属片的正对面积为50mm2，键未被按下时两金属片的距离为0.6mm，当键被按下时两金属片的距离为0.3mm，假设金属片的正对面积及两端的电压始终保持不变，则（ ）
A．金属片间的场强保持不变
B．金属片间的场强变为原来的两倍
C．金属片上的电荷量变为原来的一半
D．金属片上的电荷量变为原来的两倍
【答案】B,D
【知识点】电容器及其应用；电势差与电场强度的关系
【解析】【解答】AB．根据 ，电压不变，距离减小为原来的一半，则电场强度变为原来的2倍，A不符合题意，B符合题意；
CD．根据
解得 ，电压不变，距离减小为原来的一半，金属片上的电荷量变为原来的两倍，C不符合题意，D符合题意。
故答案为：BD。
【分析】电压不变，平行板间距变小，则电场变大且电场和距离成反比。根据电容器的决定式和定义式，可以解出电量的表达式，从而判断电量的变化。
10．（2022高三上·铁岭期末）如图所示，在xOy平面内存在着磁感应强度大小为B的匀强磁场，第一、二、四象限内的磁场方向垂直纸面向里，第三象限内的磁场方向垂直纸面向外，，为坐标轴上的两点。现有一质量为m、电荷量为e的电子从P点沿PQ方向射出，不计电子的重力，则下列说法中正确的是（ ）
A．若电子从P点出发恰好第一次经原点O点，运动时间可能为
B．若电子从P点出发恰好第一次经原点O点，运动路程可能为
C．若电子从P点出发经原点O到达Q点，运动时间可能为
D．若电子从P点出发恰好第一次经原点O到达Q点，运动路程为或
【答案】A,D
【知识点】带电粒子在匀强磁场中的运动
【解析】【解答】AB．电子从P点出发恰好第一次经原点O点，有两类情况，一类是第奇数次回到x轴经过原点O，另一类是第偶数次回到x轴经过原点O。其中第一次和第二次回到x轴的轨迹如图
由轨迹图结合几何关系，可得运动时间为，解得，当n=1时，运动时间为，由轨迹图结合几何关系，轨迹圆的半径为，可得运动路程为，A符合题意；B不符合题意；
CD．同理，若电子从P点出发恰好第一次经原点O到达Q点，轨迹也为两类，如图
由轨迹图结合几何关系，可得运动时间为，或，解得，若电子从P点出发恰好第一次经原点O到达Q点，运动路程为，解得，C不符合题意；D符合题意。
故答案为：AD。
【分析】粒子在磁场中做匀速圆周运动，结合洛伦兹力提供向心力以及几何关系得出粒子在磁场中运动的时间以及路程。
三、实验题
11．（2022高三上·铁岭期末）为了探究质量一定时加速度与力的关系，一同学设计了如图所示的实验装置。其中为带滑轮的小车的质量，为砂和砂桶的质量，滑轮质量不计。该同学在实验中得到如图所示的一条纸带（两计数点间还有4个点没有画出），已知打点计时器采用的是频率为的交流电。
（1）根据纸带可求出小车的加速度 （结果保留三位有效数字）；
（2）以弹簧测力计的示数为横轴，加速度为纵轴，画出的图像是一条直线，如图所示，图线与横轴的夹角为，求得图线的斜率为，则小车的质量为（ ）
A． B． C． D．
（3）如果当时电网中交流电的频率是，而做实验的同学并不知道，那么加速度的测量值与实际值相比 （选填“偏大”“偏小”或“不变”）。
【答案】（1）1.93
（2）D
（3）偏大
【知识点】探究加速度与力、质量的关系
【解析】【解答】（1）由于纸带两计数点间还有4个点未画出，故每两个计数点间的时间，故可得小车的加速度
（2）小车受到两个绳子拉力的大小，故对小车，有，得小车的加速度，故可得图像的斜率表示，即小车质量，故答案为：D。
（3）若当时电网中交流电的频率是，即频率偏小，则两计数点之间的实际时间偏大，故根据，求得的加速度实际值将偏小，即测量值与实际值相比偏大。
【分析】（1）根据打点时间和逐差法得出小车的加速度；
（2）对小车进行受力分析，根据牛顿第二定律以及结合图像得出小车的质量；
（3）根据频率和周期的关系以及逐差法得出测量值和真实值的大小关系。
12．（2022高三上·铁岭期末）某物理小组测定一节干电池的电动势和内阻。除电池（内阻很小，约为）、开关和导线外，实验室提供的器材还有：
A．灵敏电流计（量程为，内阻为）
B．电流表（量程为，内阻为）
C．电流表（量程为，内阻约为）
D．定值电阻（阻值为，额定功率为）
E.定值电阻（阻值为，额定功率为）
F.电阻箱（）
G.滑动变阻器（最大阻值为，额定电流为）。
（1）实验前，需要将灵敏电流计改装成电压表，若使电压表量程为，应将电阻箱的阻值设定为 。
（2）在下面的方框中已经设计好了部分电路图，请在此基础上根据实验器材补全合理的实验电路图，在电路图中标明所选器材的符号（不是前面的字母），要求电路原理正确、操作简单、实验结果能尽可能准确。
（3）在器材选择正确的情况下，按正确操作进行实验，调节滑动变阻器，通过测量得到灵敏电流计示数和电流表示数的关系图线如下图所示，则该电池的电动势 、内阻 。
【答案】（1）1900
（2）
（3）1.48；0.36
【知识点】电池电动势和内阻的测量
【解析】【解答】（1）将灵敏电流计改装成电压表，需要串联一个电阻，已知电压表量程为，则有，则需要串联的电阻箱的阻值
（2）由题知电池内阻很小，故在电池旁串联定值电阻作为等效内阻；又电流表内阻已知，其分压效果可以直接求得，故电流表连在干路上；滑动变阻器的接法没有特殊要求，优先使用限流式接法。综上，为了电路原理正确、操作简单、实验结果能尽可能准确，可得电路的设计如下：
（3）基于设计的电路图，可知满足的关系式如下：，整理，得，即图象的斜率表示，纵截距表示。代入数据，可得，
【分析】（1）根据 欧姆定律得出电阻箱的阻值；
（2）根据该实验原理对电流表的分压要求 得出电流表和滑动变阻器的连接方式，结合实验原理补充电路图；
（3）根据闭合电路欧姆定律以及图像得出电源的电动势以及内阻。
四、解答题
13．（2022高三上·铁岭期末）某天大雾弥漫，能见度很低，甲、乙两辆汽车同向行驶在同一平直公路上，甲车在前，乙车在后，甲车的速度，乙车的速度，当乙车行驶到距甲车时，驾驶员发现了前方的甲车，设两车驾驶员的反应时间均为。
（1）若乙车的驾驶员发现甲车后经反应时间后立即刹车做匀减速运动，加速度大小，当乙车速度与甲车速度相同时（两车末相撞），求乙车在该过程发生的位移大小；
（2）若乙车的驾驶员发现甲车后经反应时间后，仅采取鸣笛警告措施，甲车驾驶员听到呜笛后经反应时间后立即做匀加速运动，为了防止相撞，求甲车加速运动的最小加速度的大小（声音的传播时间忽略不计）。
【答案】（1）解：设乙车做匀减速运动t1时间后两车速度相等，由速度时间公式可得
乙车在该过程发生的位移大小是
（2）解：设甲车加速t2时间后两车速度相等，当甲车开始加速时两车的距离为
甲车的加速度为
两车位移关系有
联立解得t2=10s
甲车加速运动的最小加速度的大小为
【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
【解析】【分析】（1）根据匀变速直线运动的规律得出乙车在该过程发生的位移；
（2）结合匀变速直线运动的规律以及及速度的定义式得出甲车加速度的最小值。
14．（2022高三上·铁岭期末）2021年7月4日中空间站的刘伯明成功开启了天和号核心舱出舱舱门，两位宇航员先后从核心舱成功出舱。气闸舱是载人航天器中供航天员进入太空或由太空返回时用的气密性装置。气闸舱有两个气闸门，一个与密封座舱连接，称内闸门：另一个是可通向太空的外闸门。航天员出舱进入太空活动前，在座舱内穿好航天服，走出内闸门后关闭内闸门，使用真空泵把气闸舱内空气抽入座舱内，当气闸舱内和外界空间的压力相等时才能打开外闸门进入太空。航天员返回气闸舱时按相反的顺序操作。假设座舱容积为，宇航员进入气闸舱前压强为，气闸舱容积为。真空泵进行一次抽气中可把体积为的气体送入对应仓内。已知空间站正常运行时气闸舱与座舱气压相等，不考虑漏气、新鲜气体注入及航天员体积。求：
（1）把气闸舱内气体全部抽入到座舱内，座舱内气体压强；
（2）出舱时，抽气机把气闸舱内气体抽入到座舱，完成两次抽气时气闸舱内气体压强。
【答案】（1）解：对气闸舱和座舱内气体分析，由玻意耳定律得
解得
（2）解：对气闸舱内气体，完成第一次抽气时，由玻意耳定律得
完成第二次抽气时，由玻意耳定律得
解得
【知识点】理想气体的实验规律
【解析】【分析】（1）对气闸舱和座舱内气体分析，由玻意耳定律得出座舱内气体的压强；
（2）对气闸舱内气体，完成第一次抽气和第二次抽气时，由玻意耳定律得出完成两次抽气时气闸舱内气体压强。
15．（2022高三上·铁岭期末）如图所示，两条平行的光滑金属导轨所在平面与水平面有一定夹角，间距为d。导轨上端与电容器相连，电容器电容为C。导轨下端与粗糙水平直导轨平滑连接，水平导轨平行且间距也为d。导轨均处在匀强磁场中，磁感应强度大小均为B，方向分别垂直导轨所在平面向上。质量为m的金属棒ab在导轨某处垂直导轨静止释放，质量也为m的金属棒cd垂直水平导轨静止放置，cd与导轨间动摩擦因数为μ。已知金属棒cd电阻为R，金属棒ab电阻和导轨电阻可忽略，金属棒与导轨接触良好，ab滑动过程中，cd始终相对导轨静止，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g。求：
（1）ab棒刚到达水平轨道时的最大速度v0；
（2）电容器充电的最大电荷量Q；
（3）ab棒释放位置距水平面的最大高度h。
【答案】（1）解：当ab棒刚运动到水平轨道时速度最大，电动势最大，ab、cd和导轨构成回路感应电流最大，cd所受安培力等于最大静摩擦力。根据法拉第电磁感应定律，电动势
根据闭合电路欧姆定律
安培力
又因为
联立解得
（2）解：ab进入水平轨道前瞬间速度最大，回路电动势最大
根据
可得电容器充电的最大电荷量为
（3）解：设经过时间t金属棒的速度为v，通过金属棒的电流为i，金属棒受到的安培力方向沿导轨向上，大小为
设在时间间隔(t，t+Δt)内流经金属棒的电荷量为ΔQ，则
Δv为金属棒的速度变化量，ΔQ是平行板电容器极板在时间间隔(t，t+Δt)内增加的电荷量，根据电流定义
加速度的定义式为
解得，金属棒所受安培力为
根据牛顿第二定律
所以导体棒的加速度大小为
根据运动学公式
解得
【知识点】牛顿第二定律；电流、电源的概念；电路动态分析；法拉第电磁感应定律
【解析】【分析】（1）根据闭合电路欧姆定律以及安培力的表达式和共点力平衡得出ab棒刚到达水平轨道时的最大速度；
（2）根据法拉第电磁感应定律以及电容器的定义式得出电容器充电的最大电荷量；
（3）根据安培力的表达式以及电流的定义式得出金属棒所受的安培力，结合牛顿第二定律得出导体棒的加速度，通过几何关系得出ab棒释放位置距水平面的最大高度 。
1 / 1辽宁省铁岭市六校2022届高三上学期物理期末考试试卷
一、单选题
1．（2022高三上·铁岭期末）为了解决停车难的问题，很多城市建设了多层停车场，结构如图所示，取车时，停在上层的车子需要车库管理员把车子“移送”到下层。假设“移送”过程中车辆相对于底板始终静止，底板始终保持水平，则下列说法正确的是（ ）
A．车子在被水平向后匀速“移送”的过程中，车子对底板的摩擦力方向水平向前
B．车子在被水平向后匀速“移送”的过程中，底板对车子的摩擦力方向水平向后
C．车子在被竖直向下“移送”的过程中，车子对底板的压力可能大于车子的重力
D．车子在被竖直向下匀速“移送”的过程中，底板对车子的支持力小于车子自身的重力
2．（2022高三上·铁岭期末）在2021年东京奥运上，我国运动健儿摘金夺银，为国争光。其中在跳水男子3米板决赛中，我国选手谢思埸夺得金牌！在某次比赛中，若将运动员入水后向下的运动视为匀减速直线运动，该运动过程的时间为。设运动员入水后向下过程中，第一个时间内的位移为，最后两个时间内的总位移为，则为（ ）
A．17：4 B．13：4 C．15：4 D．15：8
3．（2022高三上·铁岭期末）国家跳台滑雪中心将承担北京冬奥会跳台滑雪的比赛。滑雪轨道由倾角的斜面与水平面连接而成，运动员从点以初速度水平滑出，不计空气阻力，经过一段时间后运动员落在轨道上，竖直速度与水平速度之比为，若运动员以初速度水平滑出，已知重力加速度为，，运动员在空中的飞行时间为（ ）
A． B． C． D．
4．（2022高三上·铁岭期末）2021年6月17日，我国航天员聂海胜刘伯明汤洪波搭乘“神舟十二号”开启了为期3个月的天宫空间站之旅。神舟十二号飞船经历上升、入轨交会飞行后，与已经和天舟货运船形成组合体的空间站核心舱对接，航天员进入空间站组合体，组合体在距离地球表面400公里左右的轨道稳定运行，则下列说法正确的是（ ）
A．“神舟十二号”的向心加速度小于“空间站”的向心加速度
B．已知“神舟十二号”的线速度与角速度，不可以求得空间站质量
C．“神舟十二号”的线速度大于第一宇宙速度
D．“神舟十二号”的周期大于24小时
5．（2022高三上·铁岭期末）如图，一倾角为37°的光滑斜面固定在地面上，斜面顶端装有一光滑定滑轮。一细绳跨过滑轮，其一端悬挂物块C，另一端与斜面上的长木板B相连，长木板B上有一物块A，A、B的质量都为2kg，C的质量为1kg，A、B之间的摩擦因数为，取重力加速度g=10m/s2。起初用手将三物体按照图示位置保持静止，松手后，下列说法正确的是（ ）
A．A，B将会一起下滑 B．B将相对A向下滑
C．B开始运动的加速度为 D．B开始运动的加速度为4m/s2
6．（2022高三上·铁岭期末）太阳内部的核聚变可以释放出大量的能，这些能以电磁辐射的形式向四面八方辐射出去，其总功率达到。设太阳上的热核反应是4个质子聚合成1个氦核同时放出2个中微子（质量远小于电子质量，穿透能力极强的中性粒子，可用v表示）和另一种带电粒子（用表示），且知每一次这样的核反应质量亏损为，已知真空中的光速，电子的电荷量。则每秒钟太阳产生中微子的个数为（ ）
A．个 B．个 C．个 D．个
二、多选题
7．（2022高三上·铁岭期末）如图所示，实线是一列沿x轴正方向传播的简谐横波在t=0时刻的波形图，虚线是这列波在t=0.2s时刻的波形图，则下列说法正确的是（ ）
A．这列波的波长为12m
B．在t=0.2s时，x=6cm处的质点速度沿y轴正方向
C．这列波的波速可能为0.4m/s
D．这列波遇到5m宽的物体，能发生明显的衍射现象
8．（2021·淄博模拟）如图甲所示，为了观察一油箱内的储油量，设计师在油箱的一侧竖直安装了一系列厚度相同长度不同的透明塑料板，每块塑料板的形状如图乙所示，下部尖端部分截面为等腰直角三角形。当光由正上方竖直向下射入到塑料板中，从观察窗口中可以清晰看到油量计的上表面有明、暗两片区域。通过观察明暗区域分界线的位置，便可判断出油量的多少，以下说法中正确的是（ ）
A．从观察窗口观察到的暗区是因为光在塑料板下端发生了全反射
B．从观察窗口观察到的明亮区域越大，油量越少
C．使用的塑料板折射率应满足
D．使用的塑料板折射率应满足
9．（2020高二上·台州期末）计算机键盘每个键下都连有一块小金属片，与该金属片隔有一定空气间隙的是另一块固定的小金属片，这组金属片组成一个可变的平行板电容器，如图所示。当键被按下，此电容器的电容发生变化，与之相连的电子线路就能检测到这个键被按下，从而给出相应的信号。已知金属片的正对面积为50mm2，键未被按下时两金属片的距离为0.6mm，当键被按下时两金属片的距离为0.3mm，假设金属片的正对面积及两端的电压始终保持不变，则（ ）
A．金属片间的场强保持不变
B．金属片间的场强变为原来的两倍
C．金属片上的电荷量变为原来的一半
D．金属片上的电荷量变为原来的两倍
10．（2022高三上·铁岭期末）如图所示，在xOy平面内存在着磁感应强度大小为B的匀强磁场，第一、二、四象限内的磁场方向垂直纸面向里，第三象限内的磁场方向垂直纸面向外，，为坐标轴上的两点。现有一质量为m、电荷量为e的电子从P点沿PQ方向射出，不计电子的重力，则下列说法中正确的是（ ）
A．若电子从P点出发恰好第一次经原点O点，运动时间可能为
B．若电子从P点出发恰好第一次经原点O点，运动路程可能为
C．若电子从P点出发经原点O到达Q点，运动时间可能为
D．若电子从P点出发恰好第一次经原点O到达Q点，运动路程为或
三、实验题
11．（2022高三上·铁岭期末）为了探究质量一定时加速度与力的关系，一同学设计了如图所示的实验装置。其中为带滑轮的小车的质量，为砂和砂桶的质量，滑轮质量不计。该同学在实验中得到如图所示的一条纸带（两计数点间还有4个点没有画出），已知打点计时器采用的是频率为的交流电。
（1）根据纸带可求出小车的加速度 （结果保留三位有效数字）；
（2）以弹簧测力计的示数为横轴，加速度为纵轴，画出的图像是一条直线，如图所示，图线与横轴的夹角为，求得图线的斜率为，则小车的质量为（ ）
A． B． C． D．
（3）如果当时电网中交流电的频率是，而做实验的同学并不知道，那么加速度的测量值与实际值相比 （选填“偏大”“偏小”或“不变”）。
12．（2022高三上·铁岭期末）某物理小组测定一节干电池的电动势和内阻。除电池（内阻很小，约为）、开关和导线外，实验室提供的器材还有：
A．灵敏电流计（量程为，内阻为）
B．电流表（量程为，内阻为）
C．电流表（量程为，内阻约为）
D．定值电阻（阻值为，额定功率为）
E.定值电阻（阻值为，额定功率为）
F.电阻箱（）
G.滑动变阻器（最大阻值为，额定电流为）。
（1）实验前，需要将灵敏电流计改装成电压表，若使电压表量程为，应将电阻箱的阻值设定为 。
（2）在下面的方框中已经设计好了部分电路图，请在此基础上根据实验器材补全合理的实验电路图，在电路图中标明所选器材的符号（不是前面的字母），要求电路原理正确、操作简单、实验结果能尽可能准确。
（3）在器材选择正确的情况下，按正确操作进行实验，调节滑动变阻器，通过测量得到灵敏电流计示数和电流表示数的关系图线如下图所示，则该电池的电动势 、内阻 。
四、解答题
13．（2022高三上·铁岭期末）某天大雾弥漫，能见度很低，甲、乙两辆汽车同向行驶在同一平直公路上，甲车在前，乙车在后，甲车的速度，乙车的速度，当乙车行驶到距甲车时，驾驶员发现了前方的甲车，设两车驾驶员的反应时间均为。
（1）若乙车的驾驶员发现甲车后经反应时间后立即刹车做匀减速运动，加速度大小，当乙车速度与甲车速度相同时（两车末相撞），求乙车在该过程发生的位移大小；
（2）若乙车的驾驶员发现甲车后经反应时间后，仅采取鸣笛警告措施，甲车驾驶员听到呜笛后经反应时间后立即做匀加速运动，为了防止相撞，求甲车加速运动的最小加速度的大小（声音的传播时间忽略不计）。
14．（2022高三上·铁岭期末）2021年7月4日中空间站的刘伯明成功开启了天和号核心舱出舱舱门，两位宇航员先后从核心舱成功出舱。气闸舱是载人航天器中供航天员进入太空或由太空返回时用的气密性装置。气闸舱有两个气闸门，一个与密封座舱连接，称内闸门：另一个是可通向太空的外闸门。航天员出舱进入太空活动前，在座舱内穿好航天服，走出内闸门后关闭内闸门，使用真空泵把气闸舱内空气抽入座舱内，当气闸舱内和外界空间的压力相等时才能打开外闸门进入太空。航天员返回气闸舱时按相反的顺序操作。假设座舱容积为，宇航员进入气闸舱前压强为，气闸舱容积为。真空泵进行一次抽气中可把体积为的气体送入对应仓内。已知空间站正常运行时气闸舱与座舱气压相等，不考虑漏气、新鲜气体注入及航天员体积。求：
（1）把气闸舱内气体全部抽入到座舱内，座舱内气体压强；
（2）出舱时，抽气机把气闸舱内气体抽入到座舱，完成两次抽气时气闸舱内气体压强。
15．（2022高三上·铁岭期末）如图所示，两条平行的光滑金属导轨所在平面与水平面有一定夹角，间距为d。导轨上端与电容器相连，电容器电容为C。导轨下端与粗糙水平直导轨平滑连接，水平导轨平行且间距也为d。导轨均处在匀强磁场中，磁感应强度大小均为B，方向分别垂直导轨所在平面向上。质量为m的金属棒ab在导轨某处垂直导轨静止释放，质量也为m的金属棒cd垂直水平导轨静止放置，cd与导轨间动摩擦因数为μ。已知金属棒cd电阻为R，金属棒ab电阻和导轨电阻可忽略，金属棒与导轨接触良好，ab滑动过程中，cd始终相对导轨静止，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g。求：
（1）ab棒刚到达水平轨道时的最大速度v0；
（2）电容器充电的最大电荷量Q；
（3）ab棒释放位置距水平面的最大高度h。
答案解析部分
1．【答案】C
【知识点】牛顿第三定律；受力分析的应用
【解析】【解答】AB．车子在被水平向后匀速“移送”的过程中，车子与底板间没有摩擦力。AB不符合题意；
CD．车子在被竖直向下“移送”的过程中，分情况讨论，匀速“移送”时，底板对车子的支持力等于车子自身的重力；加速“移送”时，底板对车子的支持力小于车子自身的重力；减速“移送”时，底板对车子的支持力大于车子自身的重力。根据牛顿第三定律可知，车子对底板的压力可能大于、小于或等于车子的重力。C符合题意；D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】根据车子的运动情况得出车子与底板间的摩擦力，结合牛顿第三定律进行分析判断。
2．【答案】C
【知识点】匀变速直线运动的位移与时间的关系
【解析】【解答】初速度为零的匀加速直线运动，在第一个时间内、第二个时间内、第三个时间内……的位移之比，运动员运动总时间为，则第一个时间内的位移可视为初速度为零的匀加速直线运动中，第八个时间内的位移；最后两个时间内的总位移，可视为初速度为零的匀加速直线运动中，前两个时间内的位移。故.
故答案为：C。
【分析】根据匀变速直线运动相同时间间隔内的位移比得出x1和x2的比值。
3．【答案】C
【知识点】平抛运动
【解析】【解答】根据平抛运动的推论：轨迹上任意一点速度与水平方向夹角的正切值等于位移与水平方向夹角正切值的2倍。可知若运动员以初速度水平滑出，落在斜轨道上，可得，说明运动员未落在斜轨道上而是落在水平轨道上，则运动员以初速度水平滑出，仍然落在水平轨道上，所以在空中的飞行时间与初速度水平滑出时间相同，则有，可求得，
故答案为：C。
【分析】根据平抛运动的规律以及速度偏角正切值的表达式得出运动员在空中飞行的时间。
4．【答案】B
【知识点】万有引力定律的应用
【解析】【解答】A．由，知向心加速度，“神舟十二号”和“空间站”在对接后，处于统一轨道，即相同，故他们的向心加速度大小相等，A不符合题意；
B．由，，可求得地球的质量，但不能求得空间站的质量，B符合题意；
C．由，可得第一宇宙速度为，为地球半径。“神舟十二号”运行轨道半径大于，故线速度小于第一宇宙速度，C不符合题意；
D．由，知离地高度越大，周期越大。同步卫星的轨道高度为3.6万千米，“神舟十二号”的轨道高度为400千米，因此“神舟十二号”的周期小于24小时，D不符合题意。
故答案为：B。
【分析】神舟十二号在空中做匀速圆周运动，结合万有引力提供向心力从而得出向心加速度、线速度周期的表达式，并判断大小。
5．【答案】C
【知识点】受力分析的应用；牛顿第二定律
【解析】【解答】A．假设A、B将会一起下滑，则对ABC整体有，对A分析有，解得，故假设不成立。A不符合题意；
B．假设B相对A向下滑，则对A有，对BC分析有，解得，，B会向上加速，A向下加速，与假设矛盾。所以假设错误。B不符合题意；
CD．根据AB可知，B将相对A向上滑，对A有，对BC分析有，解得，，C符合题意，D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】对ABC整体和A分别进行受力分析，根据牛顿第二定律得出摩擦和最大静摩擦力的关系，并判断是否滑动，同理对A和BC分别进行受力分析，利用牛顿第二定律得出加速度的大小。
6．【答案】D
【知识点】质量亏损与质能方程
【解析】【解答】根据爱因斯坦质能方程，得，每秒太阳发生的核反应的次数（次），每秒钟太阳产生多少个中微子个数个，D符合题意，ABC不符合题意。
故答案为：D。
【分析】根据爱因斯坦质能方程得出每秒钟太阳产生中微子的个数。
7．【答案】A,C
【知识点】横波的图象；波长、波速与频率的关系
【解析】【解答】A．根据图中虚线可以看出波长为12cm，A符合题意；
B．因为波沿x轴正方向传播，根据平移法，可以得到在t=0.2s时，x=6cm处的质点速度沿y轴负方向，B不符合题意；
C．根据图像可知，波传播的距离，波的速度，C符合题意；
D．因为波长远小于5m，所以不会发生明显的衍射现象，D不符合题意。
故答案为：AC。
【分析】根据平移法得出质点的振动方向，通过波传播的距离和波速的关系得出该波传播的速度。
8．【答案】B,D
【知识点】光的折射及折射定律
【解析】【解答】A． 左侧塑料板长，尖端部分浸入油中，光线在塑料与油的分界面处不会发生全反射，从观察窗口观察是暗区，右侧塑料板短，尖端部分没有浸入油中，光线在塑料与空气的分界面处发生全反射，从观察窗口观察到的是亮区，A不符合题意；
B．油量越少，浸入油中是塑料板个数越少，发生全反射的塑料板个数越多，从观察窗口观察到的明亮区域越大，B符合题意；
CD． 根据临界角公式得
解得
所以，使用的塑料板折射率应满足 ，C不符合题意，D符合题意。
故答案为：BD。
【分析】从观察窗口看到亮区是由于光发生了全反射；利用临界角的大小可以判别折射率的大小。
9．【答案】B,D
【知识点】电容器及其应用；电势差与电场强度的关系
【解析】【解答】AB．根据 ，电压不变，距离减小为原来的一半，则电场强度变为原来的2倍，A不符合题意，B符合题意；
CD．根据
解得 ，电压不变，距离减小为原来的一半，金属片上的电荷量变为原来的两倍，C不符合题意，D符合题意。
故答案为：BD。
【分析】电压不变，平行板间距变小，则电场变大且电场和距离成反比。根据电容器的决定式和定义式，可以解出电量的表达式，从而判断电量的变化。
10．【答案】A,D
【知识点】带电粒子在匀强磁场中的运动
【解析】【解答】AB．电子从P点出发恰好第一次经原点O点，有两类情况，一类是第奇数次回到x轴经过原点O，另一类是第偶数次回到x轴经过原点O。其中第一次和第二次回到x轴的轨迹如图
由轨迹图结合几何关系，可得运动时间为，解得，当n=1时，运动时间为，由轨迹图结合几何关系，轨迹圆的半径为，可得运动路程为，A符合题意；B不符合题意；
CD．同理，若电子从P点出发恰好第一次经原点O到达Q点，轨迹也为两类，如图
由轨迹图结合几何关系，可得运动时间为，或，解得，若电子从P点出发恰好第一次经原点O到达Q点，运动路程为，解得，C不符合题意；D符合题意。
故答案为：AD。
【分析】粒子在磁场中做匀速圆周运动，结合洛伦兹力提供向心力以及几何关系得出粒子在磁场中运动的时间以及路程。
11．【答案】（1）1.93
（2）D
（3）偏大
【知识点】探究加速度与力、质量的关系
【解析】【解答】（1）由于纸带两计数点间还有4个点未画出，故每两个计数点间的时间，故可得小车的加速度
（2）小车受到两个绳子拉力的大小，故对小车，有，得小车的加速度，故可得图像的斜率表示，即小车质量，故答案为：D。
（3）若当时电网中交流电的频率是，即频率偏小，则两计数点之间的实际时间偏大，故根据，求得的加速度实际值将偏小，即测量值与实际值相比偏大。
【分析】（1）根据打点时间和逐差法得出小车的加速度；
（2）对小车进行受力分析，根据牛顿第二定律以及结合图像得出小车的质量；
（3）根据频率和周期的关系以及逐差法得出测量值和真实值的大小关系。
12．【答案】（1）1900
（2）
（3）1.48；0.36
【知识点】电池电动势和内阻的测量
【解析】【解答】（1）将灵敏电流计改装成电压表，需要串联一个电阻，已知电压表量程为，则有，则需要串联的电阻箱的阻值
（2）由题知电池内阻很小，故在电池旁串联定值电阻作为等效内阻；又电流表内阻已知，其分压效果可以直接求得，故电流表连在干路上；滑动变阻器的接法没有特殊要求，优先使用限流式接法。综上，为了电路原理正确、操作简单、实验结果能尽可能准确，可得电路的设计如下：
（3）基于设计的电路图，可知满足的关系式如下：，整理，得，即图象的斜率表示，纵截距表示。代入数据，可得，
【分析】（1）根据 欧姆定律得出电阻箱的阻值；
（2）根据该实验原理对电流表的分压要求 得出电流表和滑动变阻器的连接方式，结合实验原理补充电路图；
（3）根据闭合电路欧姆定律以及图像得出电源的电动势以及内阻。
13．【答案】（1）解：设乙车做匀减速运动t1时间后两车速度相等，由速度时间公式可得
乙车在该过程发生的位移大小是
（2）解：设甲车加速t2时间后两车速度相等，当甲车开始加速时两车的距离为
甲车的加速度为
两车位移关系有
联立解得t2=10s
甲车加速运动的最小加速度的大小为
【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
【解析】【分析】（1）根据匀变速直线运动的规律得出乙车在该过程发生的位移；
（2）结合匀变速直线运动的规律以及及速度的定义式得出甲车加速度的最小值。
14．【答案】（1）解：对气闸舱和座舱内气体分析，由玻意耳定律得
解得
（2）解：对气闸舱内气体，完成第一次抽气时，由玻意耳定律得
完成第二次抽气时，由玻意耳定律得
解得
【知识点】理想气体的实验规律
【解析】【分析】（1）对气闸舱和座舱内气体分析，由玻意耳定律得出座舱内气体的压强；
（2）对气闸舱内气体，完成第一次抽气和第二次抽气时，由玻意耳定律得出完成两次抽气时气闸舱内气体压强。
15．【答案】（1）解：当ab棒刚运动到水平轨道时速度最大，电动势最大，ab、cd和导轨构成回路感应电流最大，cd所受安培力等于最大静摩擦力。根据法拉第电磁感应定律，电动势
根据闭合电路欧姆定律
安培力
又因为
联立解得
（2）解：ab进入水平轨道前瞬间速度最大，回路电动势最大
根据
可得电容器充电的最大电荷量为
（3）解：设经过时间t金属棒的速度为v，通过金属棒的电流为i，金属棒受到的安培力方向沿导轨向上，大小为
设在时间间隔(t，t+Δt)内流经金属棒的电荷量为ΔQ，则
Δv为金属棒的速度变化量，ΔQ是平行板电容器极板在时间间隔(t，t+Δt)内增加的电荷量，根据电流定义
加速度的定义式为
解得，金属棒所受安培力为
根据牛顿第二定律
所以导体棒的加速度大小为
根据运动学公式
解得
【知识点】牛顿第二定律；电流、电源的概念；电路动态分析；法拉第电磁感应定律
【解析】【分析】（1）根据闭合电路欧姆定律以及安培力的表达式和共点力平衡得出ab棒刚到达水平轨道时的最大速度；
（2）根据法拉第电磁感应定律以及电容器的定义式得出电容器充电的最大电荷量；
（3）根据安培力的表达式以及电流的定义式得出金属棒所受的安培力，结合牛顿第二定律得出导体棒的加速度，通过几何关系得出ab棒释放位置距水平面的最大高度 。
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