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辽宁省营口市普通高中2022届高三上学期物理期末教学质量检测试卷
一、单选题
1．（2022高三上·营口期末）福岛核电站的核废水中放射性物质“氘”难以清除。关于“氚”的一个核反应方程为，对此以下说法正确的是（ ）
A．反应后总结合能变大
B．核反应产物中的X粒子为
C．反应前后核子的总质量相等
D．该核反应也是世界各地正在运行的核电站中的主要核反应
【答案】A
【知识点】原子核的人工转变
【解析】【解答】A．轻核聚变生成较大原子核的过程中，会释放出能量，生成的原子核核子更多，结合能更大，A符合题意；
B．由质量数守恒和电荷数守恒可得X粒子为，即中子，B不符合题意；
C．聚变反应会释放出能量，由质能方程可知反应过程中必然有能量亏损，反应后核子的总质量小于反应前核子的总质量，C不符合题意；
D．目前世界各地正在运行的核电站中的主要核反应的重核的裂变反应，D不符合题意。
故答案为：A。
【分析】核反应方程满足质量数和电荷数守恒，核反应过程有质量和能量的亏损。
2．（2022高三上·营口期末）质量为m的质点在平面上以速度v沿y轴正方向运动时，受到大小不变、方向为x轴正向的恒定合力F作用，当质点速度大小变成时，F作用的时间为（ ）
A． B． C． D．
【答案】C
【知识点】速度的合成与分解；动量定理
【解析】【解答】初始时，质点在平面上以速度v沿y轴正方向运动，恒定合力F作用在x轴正向，故当质点速度大小变成时，x轴方向的速度变化量为，根据x轴方向动量定理，解得，ABD不符合题意，C符合题意。
故答案为：C。
【分析】根据速度的合成以及动量定理得出F作用的时间。
3．（2022高三上·营口期末）如图所示，两束单色光a和b从水中射向水面的O点，它们进入空气后的光合成一束光c。根据这一现象可知（ ）
A．在水中时a光和b光的传播速度相同
B．两束光在从水进入空气时频率均变小
C．从水中射向空气时，a光全反射的临界角比b光小
D．真空中a光的波长比b光长
【答案】D
【知识点】光的全反射；光的折射及折射定律
【解析】【解答】A．由光的可逆性可知，如果光从空气射入水中时，则a光偏折的程度较小，可知a光在水中的折射率小，由可知，在水中时a光比b光的传播速度大，A不符合题意；
B．光的频率由光源决定，与传播的介质无关，所以两束光在从水进入空气时频率均保持不变，B不符合题意；
C．从水中射向空气时，由可知，a光全反射的临界角比b光大，C不符合题意；
D．a光在水中的折射率小，由折射率与光的频率关系可知，a光的频率小，由公式可知，a光的波长大， D符合题意。
故答案为：D。
【分析】根据光的偏折程度以及光在介质中传播的速度和折射率的关系得出ab光传播速度的大小关系，结合全反射临界角的正弦值和折射率的关系得出临界角的大小关系。
4．（2022高三上·营口期末）甲、乙两物体从同一点开始沿同一直线同向运动，甲的图象和乙的图象分别如图所示，下列说法中正确的是（ ）
A．甲、乙两物体第内速度方向相同
B．甲物体到内位移大小为零
C．乙物体到内的速度和加速度方向均发生了变化
D．甲物体在末回到出发点，甲物体运动过程中，距出发点的最远距离为
【答案】D
【知识点】运动学 S-t 图像；运动学v-t 图像
【解析】【解答】A．根据x-t图像的斜率表示速度，甲在0~2s内沿正向运动，2s~3s沿负向运动，乙在2s~3s沿正向运动，则甲、乙两物体第内速度方向不同，A不符合题意；
B．甲物体到内位移大小为，B不符合题意；
C．v-t图像的斜率表示加速度，乙物体到内的加速度方向没有变化，C不符合题意；
D．甲物体在末的位移为0，回到出发点，由图甲可知，甲物体运动过程中，距出发点的最远距离为，D符合题意。
故答案为：D。
【分析】x-t图像的斜率表示速度，v-t图像的斜率表示加速度，与坐标轴围成图形的面积表示位移。
5．（2022高三上·营口期末）某种风力发电机的原理如图所示，发电机的线圈固定，磁体在叶片驱动下绕线圈对称轴转动，已知磁体间的磁场为匀强磁场，磁感应强度的大小为，线圈的匝数为100匝，线圈内阻不计，交流发电机的矩形线圈面积为，若磁体转动的角速度为，线圈外接理想变压器原线圈，若“，”的灯泡正常发光，则（ ）
A．矩形线圈中产生的电动势的有效值为
B．变压器原、副线圈匝数之比为4∶1
C．原线圈的输入功率为
D．若磁体转速减半，则灯泡功率变成原来一半
【答案】B
【知识点】变压器原理；交变电流的峰值、有效值、平均值与瞬时值
【解析】【解答】A．矩形线圈中产生的电动势的最大值为，有效值为，A不符合题意；
B．根据理想变压器变压规律可得原、副线圈匝数之比为，B符合题意；
C．原线圈的输入功率等于副线圈的输出功率，即6W，C不符合题意；
D．若磁体转速减半，则原线圈两端电压变为原来的一半，灯泡两端电压变为原来的一半，根据，可知灯泡功率变为原来的四分之一，D不符合题意。
故答案为：B。
【分析】根据最大感应电动势和交流电的有效值和最大值的关系得出电动势的有效值，利用理想变压器原副线圈的匝数比和电压比的关系得出匝数比。
6．（2022高三上·营口期末）一列简谐横波在时的波形图如图（a）所示，P、Q是介质中的两个质点，图（b）是质点Q的振动图象。关于该简谐波，下列说法正确的是（ ）
A．波速为
B．沿x轴正方向传播
C．质点Q的平衡位置坐标
D．在时刻质点P的速度与加速度方向相反
【答案】C
【知识点】简谐运动的表达式与图象；横波的图象；波长、波速与频率的关系
【解析】【解答】A．由图（a）可知波的波长为24cm，由图（b）可知周期，故波速为，A不符合题意；
B．由图（b）可知，在时，质点Q正向上振动，结合图（a）可知，该波沿x轴负方向传播，B不符合题意；
C．设质点P、Q的平衡位置分别为xp、x，由图（a）可知，x=0处，因此，由图（b）可知，在 时Q处于平衡位置，经过，其振动状态沿x轴负方向传播到P处，所以，解得质点Q的平衡位置为，C符合题意；
D．在时刻质点P在x轴下方向上运动加速运动，则质点P的速度与加速度方向相同，D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】根据简谐横波的波长和波速的关系得出该波的波速，利用波的传播方向和质点的振动方向关系得出该波的传播方向，并得出质点P的加速度方向。
7．（2021高三上·广东月考）如图所示，半径为R、圆心为O的圆处于匀强电场中，电场强度方向与圆面平行，ab和cd均为该圆直径。将电荷量为q（q>0）的粒子从a点移动到b做的功为W（W>0）；将该粒子从c点移动到d点电场力做的功为2W。该匀强电场的电场强度大小为（ ）
A． B． C． D．
【答案】A
【知识点】电场力做功
【解析】【解答】设场强 在x方向、y方向上的分量为 、 ，由题意得
即
又
故答案为：A。
【分析】将电场强度正交分解分析，以cd方向作为x州方向，y轴与x轴垂直，结合电场力做功关系，就可以列式求解答案。
8．（2022高三上·营口期末）如图所示，光滑平行金属导轨MN、PQ所在平面与水平面成θ角，M、P之间接一阻值为R的定值电阻，阻值为r的金属棒ab垂直导轨放置并与导轨良好接触，其他电阻不计。整个装置处在磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场方向垂直导轨平面向上。t=0时对棒施加一平行于导轨向上的外力F，使棒由静止开始沿导轨向上做匀加速直线运动。下列关于通过金属棒ab的感应电荷量q、电流I、ab所受外力F及穿过abPM的磁通量Φ随时间t变化的图像中，正确的是（ ）
A． B．
C． D．
【答案】C
【知识点】匀变速直线运动基本公式应用；电路动态分析；磁通量
【解析】【解答】B．由题意知，棒ab由静止开始沿导轨向上做匀加速直线运动，设加速度为a，则棒运动的速度为v=at，产生的感应电流为，即电流I与t成正比，是一条过原点的直线，B不符合题意；
A．通过金属棒ab的电荷量为，故，系数大于0，曲线过坐标原点应向上弯曲，A不符合题意；
C．根据牛顿第二定律得F-F安-mgsinθ=ma，安培力，解得，即F随t的增大而增大，是一条在纵轴正半轴有截距的直线，C符合题意；
D．磁通量，应该是曲线， D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】根据匀变速直线运动的规律以及闭合电路欧姆定律得出I-t的关系式，并得出图像，根据牛顿第二定律以及安培力的表达式得出F和t的关系，并得出图像，结合磁通量的表达式得出磁通量和时间的关系。
二、多选题
9．（2022高三上·营口期末）中国空间站“天和”核心舱绕地球飞行的轨道可视为圆轨道，轨道离地面的高度约为地球半径的。已知地球表面重力加速度大小为g（忽略地球自转），地球的半径为R，则下列关于核心舱说法正确的是（ ）
A．核心舱在轨道上运行周期大于同步卫星的周期
B．核心舱在轨道上运行速度小于
C．核心舱在轨道处加速度为
D．核心舱运行周期为
【答案】B,D
【知识点】带电粒子在匀强磁场中的运动
【解析】【解答】A．设卫星运行轨道半径为r，万有引力提供向心力则有， ，核心舱轨道半径小于同步卫星轨道半径，故核心舱在轨道上运行周期小于同步卫星的周期，A不符合题意；
B．是第一宇宙速度的大小，即沿地球表面最大的运行速度，故核心舱在轨道上运行速度小于，B符合题意；
C．地球表面重力加速度大小为g，牛顿第二定律得，牛顿第二定律求核心舱在轨道处加速度，联立解得，C不符合题意；
D．万有引力提供向心力，根据牛顿第二定律求周期，联立解得，D符合题意
故答案为：BD。
【分析】核心舱绕地做匀速圆周运动，结合洛伦兹力提供向心力从而得出线速度、加速度和周期的表达式，并得出各物理量的比值。
10．（2022高三上·营口期末）如图1所示，一滑块置于长木板左端，木板放置在水平地面上。已知滑块和木板的质量均为，现在滑块上施加一个的变力作用，从时刻开始计时，滑块所受摩擦力随时间变化的关系如图2所示。设最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等，重力加速度g取，则下列说法正确的是（ ）
A．滑块与木板间的动摩擦因数为0.2
B．木板与水平地面间的动摩擦因数为0.1
C．图2中，
D．木板的最大加速度为
【答案】B,C
【知识点】牛顿第二定律；滑动摩擦力与动摩擦因数
【解析】【解答】A．由题意可知，时刻之后，滑块与木板间有相对滑动，滑块受到的滑动摩擦力不随F而变化，可得，解得滑块与木板间的动摩擦因数为，，A不符合题意；
B．结合图2可知，时间内，滑块与木板均静止，时间内，滑块与木板仍相对静止，木板在地面滑行，可知时刻木板与地面间达到最大静摩擦力，可得，解得木板与地面间的动摩擦因数为，B符合题意；
CD．时刻，滑块与木板恰好发生相对滑动，由牛顿第二定律对滑块、木板分别可得，，，其中（N），联立解得，，之后木板的加速度保持不变，故木板的最大加速度为，C符合题意D不符合题意。
故答案为：BC。
【分析】根据滑动摩擦力的表达式得出滑块与木板间的动摩擦因数，时刻，根据牛顿第二定律得出木板的最大加速度。
三、实验题
11．（2022高三上·营口期末）某同学用图甲所示装置验证自由下落小球机械能守恒。带有刻度的玻璃管竖直放置，光电门的光线沿管的直径穿过玻璃管，光电门位置可上下调节。小钢球直径小于管的直径，小钢球多次从管口零刻度线处静止释放。在安装调试好装置后，主要实验步骤如下∶
（1）用10分度游标卡尺测量小钢球直径d，示数如图乙所示，则d= mm；
（2）小钢球通过光电门的挡光时间为，当地重力加速度为g，光电门到管口零刻度线处的高度为h，若小钢球下落过程机械能守恒，则h= （用d、、g表示）；
（3）实验中多次改变h并记录对应的挡光时间，作出图线如图丙所示，则由图丙中数据可得重力加速度的值g= m/s2（保留2位有效数字）；
根据上述实验操作及测量的数据，即可验证小球下落过程机械能是否守恒。
【答案】（1）4.0
（2）
（3）9.6
【知识点】验证机械能守恒定律
【解析】【解答】（1）游标卡尺为10分度，精确度为0.1mm，则小球直径为d=4mm+0×0.1mm=4.0mm
（2）小球通过光电门的瞬时速度，根据机械能守恒定律，可得，联立解得
（3）根据可知，图像斜率为，由图丙可知图线的斜率为，联立解得
【分析】（1）根据游标卡尺的读数原理得出小球的直径；
（2）根据短时间内的平均速度等于瞬时速度得出小球通过光电门的速度，利用机械能守恒定律得出小球下落的高度；
（3）根据（2）中h的表达式结合图像得出重力加速度的大小。
12．（2022高三上·营口期末）某兴趣小组想测量电阻的阻值（约为1千欧）
（1）该小组设计了如图所示的电路图，其中电流表满偏电流为，内阻。在该实验中，认为当变阻器的滑片P不动时，无论电阻箱的阻值如何增减，两点间的电压保持不变；请从下列滑动变阻器中选择最恰当的是：（填“A”、“B”或者“C”）；
A．变阻器
B．变阻器
C．变阻器
（2）连接好线路后，先将变阻器滑片P调到最左端，并将电阻箱R的阻值调到 （填“0”或“最大”），然后闭合电键S，调节P，使电流表满偏，此后滑片P保持不动；
（3）在保证滑动变阻器滑片不动的前提下，调节电阻箱R的阻值，记录多组电阻箱R的阻值和对应的电流值，以R为横坐标、为纵坐标进行描点、连线得到一条倾斜直线，已知该直线的斜率为k，则待测电阻 （用题中给出的字母表示）。
【答案】（1）C
（2）0
（3）
【知识点】电阻的测量
【解析】【解答】（1）当变阻器的滑片P不动时，无论电阻箱的阻值如何增减，两点间的电压保持不变，滑动变阻器分压式连接待，测阻值较大，滑动变阻器阻值越小越好，故答案为：C；
（2）滑动变阻器分压式连接到电路中，滑动变阻器调到最左端两点间的电压为零，电阻箱R的阻值调到0，然后闭合电键S，调节P，使电流表满偏，故答案为：填“0”。
（3）认为两点间的电压保持不变，根据欧姆定律可得，整理得，以R为横坐标、为纵坐标进行描点、连线得到一条倾斜直线，已知该直线的斜率为k，故待测电阻
【分析】（1）根据电路的分析以及滑动变阻器的阻值大小变化情况得出滑动变阻器；
（2）滑动变阻器分压式接入电路，根据滑动变阻器调到最左端时aP段的电压得出电阻箱的阻值；
（3）根据欧姆定律得出R和电流倒数的表达式，结合图像得出电测电阻。
四、解答题
13．（2022高三上·营口期末）如图所示，一导热性能良好的气缸放置在水平面上，左端开口，其横截面积，内壁光滑，固定的卡口A、B与缸底的距离，厚度不计，质量为的活塞在气缸内封闭了一段长为、温度为的理想气体。现缓慢调整气缸开口至竖直向上，取重力加速度，大气压强为。求：
（1）稳定时活塞到气缸底部的高度。
（2）当红内温度逐渐降到时，活塞所处的位置。
【答案】（1）解：以活塞为研究对象，有
气体初态压强为
体积为
设稳定时缸内气体高度为，则气体末态
由玻意耳定律
解得
（2）解：当温度降到时，若气体发生等压变化，缸内气体高度为h，体积为
由盖-吕萨克定律
解得
因为，故活塞落在卡口A、B上，活塞距离汽缸底部。
【知识点】共点力平衡条件的应用；理想气体的实验规律
【解析】【分析】（1）以活塞为研究对象，根据受力平衡以及玻意耳定律得出稳定时活塞到气缸底部的高度 ；
（2） 当红内温度逐渐降到时 根据盖吕萨克定律得出活塞所处的位置。
14．（2022高三上·营口期末）如图所示，倾斜放置的传送带与水平面间的夹角为，传送带长为，以的速度沿顺时针方向匀速转动，传送带下端与地面平滑连接。一滑块从传送带顶端A点由静止释放，滑块A的质量为，与传送带之间的动摩擦因数为。一段时间以后，滑块A到达传送带底端刚进入水平面时与静止在地面上的物块B发生弹性正碰，物块B的质量为。滑块A、物块B与地面间的动摩擦因数均为。取重力加速度，，求：
（1）滑块A从开始运动到与传送带速度相等时所经过的位移x。
（2）滑块A与物块B碰撞后瞬间，物块B的速度。
（3）滑块A与物块B都停止运动后，二者之间的距离d。
【答案】（1）解：设开始时物块A的加速度为a，有
解得
物块A达到与传送带共速时的时间为
A与传送带共速所经过的位移
（2）解：共速后，因为
可知物块A继续加速，设加速度为a1，有
解得
设A滑倒底端的速度为v，有
解得
A与B碰撞时由动量守恒定律以及能量关系，
解得，
即物块B的速度。
（3）解：对物块A由动能定理
对物块B由动能定理
解得滑块A与物块B都停止运动后，二者之间的距离
【知识点】匀变速直线运动基本公式应用；受力分析的应用；牛顿运动定律的应用—传送带模型；动能定理的综合应用
【解析】【分析】（1）对物块进行受力分析根据牛顿第二定律得出加速度的大小，街和匀变速直线运动的规律得出A与传送带共速所经过的位移；
（2）物块A继续加速 ，根据牛顿第二定律以及匀变速直线运动的规律得出A滑倒底端的速度 ，A与B碰撞的过程根据动量守恒以及动能不变得出物块B的速度；
（3）对物块AB根据动能定理得出二者之间的距离 。
15．（2022高三上·营口期末）如图所示，在直角坐标系中的y轴和x=10L的虚线之间以x轴为边界存在两个匀强磁场区域I、II，区域I磁感应强度大小为B、方向垂直于纸面向外，区域II磁场方向垂直于纸面向里。一粒子加速器放置在y轴上，其出射口P点坐标为（0，L），其加速电压可调。质量为m、电荷量为q的粒子经加速器由静止加速后平行于x轴射入区域I，粒子重力忽略不计。
（1）调节加速电压，粒子恰好从O点射出磁场，求加速电压的大小U；
（2）若区域II磁感应强度大小为B，如果粒子恰好不从y轴射出，求粒子从P点射出后第二次经过x轴所用时间t；
（3）若区域II磁感应强度大小为，粒子恰好从坐标为（10L，L）的Q点平行于x轴射出磁场，求粒子在磁场中速度的大小。
【答案】（1）解：粒子在加速过程有
粒子恰好从O点射出磁场，故在磁场I中的轨迹为半圆，故半径为
在磁场I中偏转过程，洛伦兹力提供向心力，则有
联立可解得
（2）解：能使粒子恰好不从y轴射出的临界情况是第一次在II区域中偏转的运动轨迹与y轴相切，如图所示
有r1=r2
由几何关系知
解得a=30°
粒子第二次经过x轴时圆弧对应的圆心角为450°，圆周运动周期为
粒子第二次经过x轴所用时间为
（3）解：设粒子不能从y轴飞出的速度最小值为vmin，对应粒子在区域I和II的运动半径分别为r1和r2，粒子的运动轨迹如图所示
圆心的连线与y轴的夹角为θ，则有r2=4r1
由几何知识得。，
粒子在磁场中的速度为v，粒子在区域I和区域II的运动半径分别为R1和R2，圆心连线与y轴的夹角为θ'，R2=4R1
由几何知识得（n=1，2，3，…），
又因为
解得，其中n≤2
当n=1时，有
当n=2时，有
【知识点】带电粒子在电场中的加速；带电粒子在匀强磁场中的运动
【解析】【分析】（1）粒子在加速电场中根据动能定理以及洛伦兹力提供向心力从而得出加速电压的大小；
（2）根据几何关系以及洛伦兹力运动的时间和周期的关系得出粒子第二次经过x轴所用的时间；
（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以及几何关系得出粒子在磁场中速度 。
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辽宁省营口市普通高中2022届高三上学期物理期末教学质量检测试卷
一、单选题
1．（2022高三上·营口期末）福岛核电站的核废水中放射性物质“氘”难以清除。关于“氚”的一个核反应方程为，对此以下说法正确的是（ ）
A．反应后总结合能变大
B．核反应产物中的X粒子为
C．反应前后核子的总质量相等
D．该核反应也是世界各地正在运行的核电站中的主要核反应
2．（2022高三上·营口期末）质量为m的质点在平面上以速度v沿y轴正方向运动时，受到大小不变、方向为x轴正向的恒定合力F作用，当质点速度大小变成时，F作用的时间为（ ）
A． B． C． D．
3．（2022高三上·营口期末）如图所示，两束单色光a和b从水中射向水面的O点，它们进入空气后的光合成一束光c。根据这一现象可知（ ）
A．在水中时a光和b光的传播速度相同
B．两束光在从水进入空气时频率均变小
C．从水中射向空气时，a光全反射的临界角比b光小
D．真空中a光的波长比b光长
4．（2022高三上·营口期末）甲、乙两物体从同一点开始沿同一直线同向运动，甲的图象和乙的图象分别如图所示，下列说法中正确的是（ ）
A．甲、乙两物体第内速度方向相同
B．甲物体到内位移大小为零
C．乙物体到内的速度和加速度方向均发生了变化
D．甲物体在末回到出发点，甲物体运动过程中，距出发点的最远距离为
5．（2022高三上·营口期末）某种风力发电机的原理如图所示，发电机的线圈固定，磁体在叶片驱动下绕线圈对称轴转动，已知磁体间的磁场为匀强磁场，磁感应强度的大小为，线圈的匝数为100匝，线圈内阻不计，交流发电机的矩形线圈面积为，若磁体转动的角速度为，线圈外接理想变压器原线圈，若“，”的灯泡正常发光，则（ ）
A．矩形线圈中产生的电动势的有效值为
B．变压器原、副线圈匝数之比为4∶1
C．原线圈的输入功率为
D．若磁体转速减半，则灯泡功率变成原来一半
6．（2022高三上·营口期末）一列简谐横波在时的波形图如图（a）所示，P、Q是介质中的两个质点，图（b）是质点Q的振动图象。关于该简谐波，下列说法正确的是（ ）
A．波速为
B．沿x轴正方向传播
C．质点Q的平衡位置坐标
D．在时刻质点P的速度与加速度方向相反
7．（2021高三上·广东月考）如图所示，半径为R、圆心为O的圆处于匀强电场中，电场强度方向与圆面平行，ab和cd均为该圆直径。将电荷量为q（q>0）的粒子从a点移动到b做的功为W（W>0）；将该粒子从c点移动到d点电场力做的功为2W。该匀强电场的电场强度大小为（ ）
A． B． C． D．
8．（2022高三上·营口期末）如图所示，光滑平行金属导轨MN、PQ所在平面与水平面成θ角，M、P之间接一阻值为R的定值电阻，阻值为r的金属棒ab垂直导轨放置并与导轨良好接触，其他电阻不计。整个装置处在磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场方向垂直导轨平面向上。t=0时对棒施加一平行于导轨向上的外力F，使棒由静止开始沿导轨向上做匀加速直线运动。下列关于通过金属棒ab的感应电荷量q、电流I、ab所受外力F及穿过abPM的磁通量Φ随时间t变化的图像中，正确的是（ ）
A． B．
C． D．
二、多选题
9．（2022高三上·营口期末）中国空间站“天和”核心舱绕地球飞行的轨道可视为圆轨道，轨道离地面的高度约为地球半径的。已知地球表面重力加速度大小为g（忽略地球自转），地球的半径为R，则下列关于核心舱说法正确的是（ ）
A．核心舱在轨道上运行周期大于同步卫星的周期
B．核心舱在轨道上运行速度小于
C．核心舱在轨道处加速度为
D．核心舱运行周期为
10．（2022高三上·营口期末）如图1所示，一滑块置于长木板左端，木板放置在水平地面上。已知滑块和木板的质量均为，现在滑块上施加一个的变力作用，从时刻开始计时，滑块所受摩擦力随时间变化的关系如图2所示。设最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等，重力加速度g取，则下列说法正确的是（ ）
A．滑块与木板间的动摩擦因数为0.2
B．木板与水平地面间的动摩擦因数为0.1
C．图2中，
D．木板的最大加速度为
三、实验题
11．（2022高三上·营口期末）某同学用图甲所示装置验证自由下落小球机械能守恒。带有刻度的玻璃管竖直放置，光电门的光线沿管的直径穿过玻璃管，光电门位置可上下调节。小钢球直径小于管的直径，小钢球多次从管口零刻度线处静止释放。在安装调试好装置后，主要实验步骤如下∶
（1）用10分度游标卡尺测量小钢球直径d，示数如图乙所示，则d= mm；
（2）小钢球通过光电门的挡光时间为，当地重力加速度为g，光电门到管口零刻度线处的高度为h，若小钢球下落过程机械能守恒，则h= （用d、、g表示）；
（3）实验中多次改变h并记录对应的挡光时间，作出图线如图丙所示，则由图丙中数据可得重力加速度的值g= m/s2（保留2位有效数字）；
根据上述实验操作及测量的数据，即可验证小球下落过程机械能是否守恒。
12．（2022高三上·营口期末）某兴趣小组想测量电阻的阻值（约为1千欧）
（1）该小组设计了如图所示的电路图，其中电流表满偏电流为，内阻。在该实验中，认为当变阻器的滑片P不动时，无论电阻箱的阻值如何增减，两点间的电压保持不变；请从下列滑动变阻器中选择最恰当的是：（填“A”、“B”或者“C”）；
A．变阻器
B．变阻器
C．变阻器
（2）连接好线路后，先将变阻器滑片P调到最左端，并将电阻箱R的阻值调到 （填“0”或“最大”），然后闭合电键S，调节P，使电流表满偏，此后滑片P保持不动；
（3）在保证滑动变阻器滑片不动的前提下，调节电阻箱R的阻值，记录多组电阻箱R的阻值和对应的电流值，以R为横坐标、为纵坐标进行描点、连线得到一条倾斜直线，已知该直线的斜率为k，则待测电阻 （用题中给出的字母表示）。
四、解答题
13．（2022高三上·营口期末）如图所示，一导热性能良好的气缸放置在水平面上，左端开口，其横截面积，内壁光滑，固定的卡口A、B与缸底的距离，厚度不计，质量为的活塞在气缸内封闭了一段长为、温度为的理想气体。现缓慢调整气缸开口至竖直向上，取重力加速度，大气压强为。求：
（1）稳定时活塞到气缸底部的高度。
（2）当红内温度逐渐降到时，活塞所处的位置。
14．（2022高三上·营口期末）如图所示，倾斜放置的传送带与水平面间的夹角为，传送带长为，以的速度沿顺时针方向匀速转动，传送带下端与地面平滑连接。一滑块从传送带顶端A点由静止释放，滑块A的质量为，与传送带之间的动摩擦因数为。一段时间以后，滑块A到达传送带底端刚进入水平面时与静止在地面上的物块B发生弹性正碰，物块B的质量为。滑块A、物块B与地面间的动摩擦因数均为。取重力加速度，，求：
（1）滑块A从开始运动到与传送带速度相等时所经过的位移x。
（2）滑块A与物块B碰撞后瞬间，物块B的速度。
（3）滑块A与物块B都停止运动后，二者之间的距离d。
15．（2022高三上·营口期末）如图所示，在直角坐标系中的y轴和x=10L的虚线之间以x轴为边界存在两个匀强磁场区域I、II，区域I磁感应强度大小为B、方向垂直于纸面向外，区域II磁场方向垂直于纸面向里。一粒子加速器放置在y轴上，其出射口P点坐标为（0，L），其加速电压可调。质量为m、电荷量为q的粒子经加速器由静止加速后平行于x轴射入区域I，粒子重力忽略不计。
（1）调节加速电压，粒子恰好从O点射出磁场，求加速电压的大小U；
（2）若区域II磁感应强度大小为B，如果粒子恰好不从y轴射出，求粒子从P点射出后第二次经过x轴所用时间t；
（3）若区域II磁感应强度大小为，粒子恰好从坐标为（10L，L）的Q点平行于x轴射出磁场，求粒子在磁场中速度的大小。
答案解析部分
1．【答案】A
【知识点】原子核的人工转变
【解析】【解答】A．轻核聚变生成较大原子核的过程中，会释放出能量，生成的原子核核子更多，结合能更大，A符合题意；
B．由质量数守恒和电荷数守恒可得X粒子为，即中子，B不符合题意；
C．聚变反应会释放出能量，由质能方程可知反应过程中必然有能量亏损，反应后核子的总质量小于反应前核子的总质量，C不符合题意；
D．目前世界各地正在运行的核电站中的主要核反应的重核的裂变反应，D不符合题意。
故答案为：A。
【分析】核反应方程满足质量数和电荷数守恒，核反应过程有质量和能量的亏损。
2．【答案】C
【知识点】速度的合成与分解；动量定理
【解析】【解答】初始时，质点在平面上以速度v沿y轴正方向运动，恒定合力F作用在x轴正向，故当质点速度大小变成时，x轴方向的速度变化量为，根据x轴方向动量定理，解得，ABD不符合题意，C符合题意。
故答案为：C。
【分析】根据速度的合成以及动量定理得出F作用的时间。
3．【答案】D
【知识点】光的全反射；光的折射及折射定律
【解析】【解答】A．由光的可逆性可知，如果光从空气射入水中时，则a光偏折的程度较小，可知a光在水中的折射率小，由可知，在水中时a光比b光的传播速度大，A不符合题意；
B．光的频率由光源决定，与传播的介质无关，所以两束光在从水进入空气时频率均保持不变，B不符合题意；
C．从水中射向空气时，由可知，a光全反射的临界角比b光大，C不符合题意；
D．a光在水中的折射率小，由折射率与光的频率关系可知，a光的频率小，由公式可知，a光的波长大， D符合题意。
故答案为：D。
【分析】根据光的偏折程度以及光在介质中传播的速度和折射率的关系得出ab光传播速度的大小关系，结合全反射临界角的正弦值和折射率的关系得出临界角的大小关系。
4．【答案】D
【知识点】运动学 S-t 图像；运动学v-t 图像
【解析】【解答】A．根据x-t图像的斜率表示速度，甲在0~2s内沿正向运动，2s~3s沿负向运动，乙在2s~3s沿正向运动，则甲、乙两物体第内速度方向不同，A不符合题意；
B．甲物体到内位移大小为，B不符合题意；
C．v-t图像的斜率表示加速度，乙物体到内的加速度方向没有变化，C不符合题意；
D．甲物体在末的位移为0，回到出发点，由图甲可知，甲物体运动过程中，距出发点的最远距离为，D符合题意。
故答案为：D。
【分析】x-t图像的斜率表示速度，v-t图像的斜率表示加速度，与坐标轴围成图形的面积表示位移。
5．【答案】B
【知识点】变压器原理；交变电流的峰值、有效值、平均值与瞬时值
【解析】【解答】A．矩形线圈中产生的电动势的最大值为，有效值为，A不符合题意；
B．根据理想变压器变压规律可得原、副线圈匝数之比为，B符合题意；
C．原线圈的输入功率等于副线圈的输出功率，即6W，C不符合题意；
D．若磁体转速减半，则原线圈两端电压变为原来的一半，灯泡两端电压变为原来的一半，根据，可知灯泡功率变为原来的四分之一，D不符合题意。
故答案为：B。
【分析】根据最大感应电动势和交流电的有效值和最大值的关系得出电动势的有效值，利用理想变压器原副线圈的匝数比和电压比的关系得出匝数比。
6．【答案】C
【知识点】简谐运动的表达式与图象；横波的图象；波长、波速与频率的关系
【解析】【解答】A．由图（a）可知波的波长为24cm，由图（b）可知周期，故波速为，A不符合题意；
B．由图（b）可知，在时，质点Q正向上振动，结合图（a）可知，该波沿x轴负方向传播，B不符合题意；
C．设质点P、Q的平衡位置分别为xp、x，由图（a）可知，x=0处，因此，由图（b）可知，在 时Q处于平衡位置，经过，其振动状态沿x轴负方向传播到P处，所以，解得质点Q的平衡位置为，C符合题意；
D．在时刻质点P在x轴下方向上运动加速运动，则质点P的速度与加速度方向相同，D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】根据简谐横波的波长和波速的关系得出该波的波速，利用波的传播方向和质点的振动方向关系得出该波的传播方向，并得出质点P的加速度方向。
7．【答案】A
【知识点】电场力做功
【解析】【解答】设场强 在x方向、y方向上的分量为 、 ，由题意得
即
又
故答案为：A。
【分析】将电场强度正交分解分析，以cd方向作为x州方向，y轴与x轴垂直，结合电场力做功关系，就可以列式求解答案。
8．【答案】C
【知识点】匀变速直线运动基本公式应用；电路动态分析；磁通量
【解析】【解答】B．由题意知，棒ab由静止开始沿导轨向上做匀加速直线运动，设加速度为a，则棒运动的速度为v=at，产生的感应电流为，即电流I与t成正比，是一条过原点的直线，B不符合题意；
A．通过金属棒ab的电荷量为，故，系数大于0，曲线过坐标原点应向上弯曲，A不符合题意；
C．根据牛顿第二定律得F-F安-mgsinθ=ma，安培力，解得，即F随t的增大而增大，是一条在纵轴正半轴有截距的直线，C符合题意；
D．磁通量，应该是曲线， D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】根据匀变速直线运动的规律以及闭合电路欧姆定律得出I-t的关系式，并得出图像，根据牛顿第二定律以及安培力的表达式得出F和t的关系，并得出图像，结合磁通量的表达式得出磁通量和时间的关系。
9．【答案】B,D
【知识点】带电粒子在匀强磁场中的运动
【解析】【解答】A．设卫星运行轨道半径为r，万有引力提供向心力则有， ，核心舱轨道半径小于同步卫星轨道半径，故核心舱在轨道上运行周期小于同步卫星的周期，A不符合题意；
B．是第一宇宙速度的大小，即沿地球表面最大的运行速度，故核心舱在轨道上运行速度小于，B符合题意；
C．地球表面重力加速度大小为g，牛顿第二定律得，牛顿第二定律求核心舱在轨道处加速度，联立解得，C不符合题意；
D．万有引力提供向心力，根据牛顿第二定律求周期，联立解得，D符合题意
故答案为：BD。
【分析】核心舱绕地做匀速圆周运动，结合洛伦兹力提供向心力从而得出线速度、加速度和周期的表达式，并得出各物理量的比值。
10．【答案】B,C
【知识点】牛顿第二定律；滑动摩擦力与动摩擦因数
【解析】【解答】A．由题意可知，时刻之后，滑块与木板间有相对滑动，滑块受到的滑动摩擦力不随F而变化，可得，解得滑块与木板间的动摩擦因数为，，A不符合题意；
B．结合图2可知，时间内，滑块与木板均静止，时间内，滑块与木板仍相对静止，木板在地面滑行，可知时刻木板与地面间达到最大静摩擦力，可得，解得木板与地面间的动摩擦因数为，B符合题意；
CD．时刻，滑块与木板恰好发生相对滑动，由牛顿第二定律对滑块、木板分别可得，，，其中（N），联立解得，，之后木板的加速度保持不变，故木板的最大加速度为，C符合题意D不符合题意。
故答案为：BC。
【分析】根据滑动摩擦力的表达式得出滑块与木板间的动摩擦因数，时刻，根据牛顿第二定律得出木板的最大加速度。
11．【答案】（1）4.0
（2）
（3）9.6
【知识点】验证机械能守恒定律
【解析】【解答】（1）游标卡尺为10分度，精确度为0.1mm，则小球直径为d=4mm+0×0.1mm=4.0mm
（2）小球通过光电门的瞬时速度，根据机械能守恒定律，可得，联立解得
（3）根据可知，图像斜率为，由图丙可知图线的斜率为，联立解得
【分析】（1）根据游标卡尺的读数原理得出小球的直径；
（2）根据短时间内的平均速度等于瞬时速度得出小球通过光电门的速度，利用机械能守恒定律得出小球下落的高度；
（3）根据（2）中h的表达式结合图像得出重力加速度的大小。
12．【答案】（1）C
（2）0
（3）
【知识点】电阻的测量
【解析】【解答】（1）当变阻器的滑片P不动时，无论电阻箱的阻值如何增减，两点间的电压保持不变，滑动变阻器分压式连接待，测阻值较大，滑动变阻器阻值越小越好，故答案为：C；
（2）滑动变阻器分压式连接到电路中，滑动变阻器调到最左端两点间的电压为零，电阻箱R的阻值调到0，然后闭合电键S，调节P，使电流表满偏，故答案为：填“0”。
（3）认为两点间的电压保持不变，根据欧姆定律可得，整理得，以R为横坐标、为纵坐标进行描点、连线得到一条倾斜直线，已知该直线的斜率为k，故待测电阻
【分析】（1）根据电路的分析以及滑动变阻器的阻值大小变化情况得出滑动变阻器；
（2）滑动变阻器分压式接入电路，根据滑动变阻器调到最左端时aP段的电压得出电阻箱的阻值；
（3）根据欧姆定律得出R和电流倒数的表达式，结合图像得出电测电阻。
13．【答案】（1）解：以活塞为研究对象，有
气体初态压强为
体积为
设稳定时缸内气体高度为，则气体末态
由玻意耳定律
解得
（2）解：当温度降到时，若气体发生等压变化，缸内气体高度为h，体积为
由盖-吕萨克定律
解得
因为，故活塞落在卡口A、B上，活塞距离汽缸底部。
【知识点】共点力平衡条件的应用；理想气体的实验规律
【解析】【分析】（1）以活塞为研究对象，根据受力平衡以及玻意耳定律得出稳定时活塞到气缸底部的高度 ；
（2） 当红内温度逐渐降到时 根据盖吕萨克定律得出活塞所处的位置。
14．【答案】（1）解：设开始时物块A的加速度为a，有
解得
物块A达到与传送带共速时的时间为
A与传送带共速所经过的位移
（2）解：共速后，因为
可知物块A继续加速，设加速度为a1，有
解得
设A滑倒底端的速度为v，有
解得
A与B碰撞时由动量守恒定律以及能量关系，
解得，
即物块B的速度。
（3）解：对物块A由动能定理
对物块B由动能定理
解得滑块A与物块B都停止运动后，二者之间的距离
【知识点】匀变速直线运动基本公式应用；受力分析的应用；牛顿运动定律的应用—传送带模型；动能定理的综合应用
【解析】【分析】（1）对物块进行受力分析根据牛顿第二定律得出加速度的大小，街和匀变速直线运动的规律得出A与传送带共速所经过的位移；
（2）物块A继续加速 ，根据牛顿第二定律以及匀变速直线运动的规律得出A滑倒底端的速度 ，A与B碰撞的过程根据动量守恒以及动能不变得出物块B的速度；
（3）对物块AB根据动能定理得出二者之间的距离 。
15．【答案】（1）解：粒子在加速过程有
粒子恰好从O点射出磁场，故在磁场I中的轨迹为半圆，故半径为
在磁场I中偏转过程，洛伦兹力提供向心力，则有
联立可解得
（2）解：能使粒子恰好不从y轴射出的临界情况是第一次在II区域中偏转的运动轨迹与y轴相切，如图所示
有r1=r2
由几何关系知
解得a=30°
粒子第二次经过x轴时圆弧对应的圆心角为450°，圆周运动周期为
粒子第二次经过x轴所用时间为
（3）解：设粒子不能从y轴飞出的速度最小值为vmin，对应粒子在区域I和II的运动半径分别为r1和r2，粒子的运动轨迹如图所示
圆心的连线与y轴的夹角为θ，则有r2=4r1
由几何知识得。，
粒子在磁场中的速度为v，粒子在区域I和区域II的运动半径分别为R1和R2，圆心连线与y轴的夹角为θ'，R2=4R1
由几何知识得（n=1，2，3，…），
又因为
解得，其中n≤2
当n=1时，有
当n=2时，有
【知识点】带电粒子在电场中的加速；带电粒子在匀强磁场中的运动
【解析】【分析】（1）粒子在加速电场中根据动能定理以及洛伦兹力提供向心力从而得出加速电压的大小；
（2）根据几何关系以及洛伦兹力运动的时间和周期的关系得出粒子第二次经过x轴所用的时间；
（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以及几何关系得出粒子在磁场中速度 。
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