2021-2022学年宁夏银川市高三（下）期中物理试卷（含解析）

2021-2022学年宁夏银川市高三（下）期中物理试卷
注意事项:
1.答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。
2.回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡对应题目的答案标号涂黑；如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上，写在试卷上无效。
3.考试结束后，本试卷和答题卡一并交回。
年月日中国散列中子源利利用中子成像技术帮助中国科技大学进行了考古方面的研究。散射中子源是研究中子特性、探测物质微观结构和运动的科研装置。是我国重点建设的大科学装置，将成为发展中国家拥有的第一台散裂中子源。下列关于中子研究的说法正确的是( )
A. 粒子轰击，生成，并产生了中子
B. 经过次衰变，次衰变，新核与原来的原子核相比，中子数少了个
C. 放射性射线其实质是高速中子流，可用于医学的放射治疗
D. 核电站可通过控制中子数目来控制核反应剧烈程度
年月日时分，搭载着中国空间站天和核心舱的长征五号遥二运载火箭，在我国文昌航天发射场发射升空，准确进入预定轨道。后期天和核心舱将先后迎接天舟货运飞船和神舟载人飞船的访问，实施交会对接，完成空间站三舱组合体在轨组装建造。若发射后的“问天实验舱”和“天和核心舱”对接前运行的轨道为如图所示的两个圆形轨道，其中“问天实验舱”在较高轨道上运行，、、为两轨道同一直线上的三个点，点为地心，现让“天和核心舱”变轨加速可简化为一次短时加速实现二者对接，下列有关描述中正确的是( )
A. “天和核心舱”在点加速时可在点与“问天实验舱”实现对接
B. “天和核心舱”加速后变轨对接过程中的速度一直在增大
C. “天和核心舱”与“问天实验舱”组合体的加速度大于“天舟一号”加速前的加速度
D. “天和核心舱”与“问天实验舱”组合体绕行周期大于“天舟一号”加速前的绕行周期
从地面竖直向上抛出一物体，运动过程中空气阻力保持恒定，以地面为零势能面，图甲表示物体机械能随物体距地面高度变化的关系，重力加速度取，根据图中信息，下列说法正确的是( )
A. 图像中的段表示物体在下降
B. 可以计算出物体的质量为
C. 可以计算出空气阻力大小为
D. 此过程中的动能随物体距地面高度的变化图像可用图乙表示
如图所示，交流发电机的矩形线圈边长，，线圈匝数为匝，内阻不计，线圈在磁感应强度的匀强磁场中，绕垂直磁场的虚线轴以角速度 做匀速转动，外接理想变压器原线圈，电压表为理想交流电表，若电阻两端电压为，消耗的电功率为，则( )
A. 交变电流的周期是 B. 交流电压表的示数为
C. 变压器原、副线圈匝数之比为： D. 原线圈的输入功率
如图所示，在平面直角坐标系中有一等边三角形，点位于坐标原点，与轴重合，点坐标为，，分别为，的中点。坐标系处于匀强电场中，且电场方向与坐标平面平行，已知点的电势为，点的电势为，点的电势为，则由此可判定( )
A. 点的电势为
B. 场强方向由指向
C. 该匀强电场的电场强度大小为
D. 该匀强电场的电场强度大小为
如图、两物体叠放在光滑水平桌面上，轻质细绳一端连接，另一端绕过定滑轮连接物体，已知和的质量都是，的质量是，、间的动摩擦因数是，其它摩擦不计．由静止释放，下落一定高度的过程中未落地，未撞到滑轮，，下列说法正确的是( )
A. 细绳的拉力大小等于 B. A、两物体发生相对滑动
C. 物体的加速度大小是 D. 物体受到的摩擦力大小为
很多人喜欢到健身房骑车锻炼，某同学根据所学知识设计了一个发电测速装置，如图所示，自行车后轮置于垂直车身平面向里的匀强磁场中，后轮圆形金属盘在磁场中转动时，可等效成一导体棒绕圆盘中心转动。已知磁感应强度，圆盘半径，圆盘电阻不计，导线通过电刷分别与后轮外边缘和圆心相连，导线两端、间接一阻值的小灯泡。后轮匀速转动时，用电压表测得、间电压大小。则( )
A. 电压表的正接线柱应与相接
B. 电压表的正接线柱应与相接
C. 后轮匀速转动产生的电能为
D. 该自行车后轮边缘的线速度大小为
第届冬季奥林匹克运动会，已于年月日在北京和张家口联合成功举行，北京也将成为奥运史上首个举办过夏季奥林匹克运动会和冬季奥林匹克运动会的城市。跳台滑雪是冬奥会中最具观赏性的项目之一，北京跳台滑雪赛道“雪如意”如图甲所示，其简化图如图乙所示，跳台滑雪赛道由助滑道、着陆坡、减速停止区三部分组成。比赛中，质量为的运动员从处由静止下滑，运动到处后水平飞出，落在了着陆坡末端的点，落地瞬间垂直接触面的分速度减为零，以平行接触面的分速度滑入减速停止区，在与等高的处速度减为零。已知、间的高度差为，着陆坡的倾角为，重力加速度为，不计运动员在助滑道受到的摩擦阻力及空气阻力，则( )
A. 由点飞出的速度为
B. 运动员在停止区上克服摩擦力所做的功为
C. 运动员从点飞出经历时间时距离斜面的距离最远
D. 运动员从点下降到点和由点到点下落的高度之比为：
某同学在“探究功与速度变化之间的关系”的实验中，同时测出实验中橡皮绳的劲度系数。所用实验装置如图所示，已知小球质量为。具体实验步骤如下：
将小球放在木板上，木板左端抬高一个小角度，以平衡摩擦力。
将原长为的橡皮绳一端固定在木板右端的点，另一端通过力传感器连接小球，将小球拉至点点左侧，测得的距离为，的距离为，力传感器示数为，则橡皮绳的劲度系数为______用、、表示。
将小球从点由静止释放，在点右侧放置一速度传感器，可测出传感器所在位置的速度。将小球连上根根橡皮绳，重复操作过程，测出多组速度数值，如表所示。
橡皮绳 根 根 根 根 根 根
做功
速度
速度平方
在图的坐标系中描点、连线，作出图象。
由图象可知，橡皮绳做功与小球获得的速度的关系为______。
绿色照明技术已经走进我们的生活。某实验小组要精确测定额定电压为的灯泡正常工作时的电阻，已知该灯泡正常工作时电阻大约为，其电学符号与小灯泡电学符号相同。实验室提供的器材有
A.电流表量程为，内阻，约为，读数记为
B.电流表量程为，内阻，读数记为
C.电压表量程，内阻，读数记为
D.定值电阻
E.定值电阻
F.滑动变阻器
G.蓄电池电动势为，内阻很小
H.开关，导线若干
部分电路原理图如图所示，请选择合适的器材，电表为______，电表为______，定值电阻为______填写器材前的字母编号
将电路图补充完整。
写出测量灯正常工作时的电阻表达式______用已知量和测量量表示，调节滑动变阻器滑片的位置。当表达式中的______填字母达到______，记下另一电表的读数代入表达式，其结果即为灯正常工作时的电阻。
中国高铁的发展速度令世人瞩目。为了提高行车效率，缩短行车时间，设计师提出一种列车过站不停车的设想，如图所示。高铁匀速行驶的速度，进站时尾部子车在点自动脱离，将乘客送到下车站台下车，载着新乘客的子车提前等候在上车站台点处。为了更好地完成对接，母车接近车站时提前向子车发出指令，发出指令后立即开始做加速度为的匀减速直线运动，到达点时恰好将车速减小到子车接到指令后，沿转移轨道开始做加速度的匀加速直线运动，子车达到最大速度后，接着做匀速直线运动。转移轨道与铁轨的夹角，已知若子车启动后，和母车同时到达点，完成同速对接。
母车距离点多远的时候，发出指令让子车开始启动？母车做匀减速直线运动的加速度是多大？
求转移轨道的长度。
如图所示，虚线、、将平面直角坐标系四个象限又分成了多个区域。在第一、二象限有垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为在第三、四象限中，区域又分成了三个匀强电场区域，其中在区域有沿轴负方向的匀强电场；在区域有沿轴正方向的匀强电场，电场强度大小相等；区域有沿轴正方向的匀强电场，电场强度是另外两个电场强度的倍。第二、四象限中，区域内有垂直纸面向里的匀强磁场。一个质量为，电荷量为的带电粒子，以速度由原点沿轴正方向射入磁场。运动轨迹恰好经过、两点，第一次回到点后，进入竖直向上电场区域，不计粒子重力，求：
电场区域内的电场强度大小；
区域内磁场的磁感应强度；
由原点出发开始，到第次回到点所用时间。
下列有关热学知识的叙述中，正确的是( )
A. 布朗运动是指恳浮在液体中的花粉分子的无规则热运动
B. 随着分子间距离的增大，分子间的引力和斥力都减小
C. 晶体沿不同方向的物理性质是一样的，具有各向同性
D. 一定质量的理想气体在等温变化过程中，内能一定不变
E. 一定条件下，热量也可以从低温物体传递给高温物体
如图甲所示为某品牌的可加热饭盒，饭盒盖密封性良好且饭盒盖上有一排气口，饭盒内部横截面积为，质量、厚度均不计的饭盒盖与玻璃饭盒底部之间封闭了一定质量的理想气体，饭盒盖与玻璃饭盒底部之间的距离为且饭盒盖固定不动，可以将其看成是一导热性能良好的汽缸，如图乙所示。气体的初始温度为，初始压强为大气压强，已知大气压强为，重力加速度取。现缓慢加热饭盒使其内部气体温度达到。
求此时封闭气体的压强；
打开排气口，设此过程中饭盒内气体温度不变，放出部分气体，使得饭盒内气体压强与外界大气压强相等，求排出气体与原有气体的质量比。
我国地震台网正式测定：年月日时分在山西临汾市襄汾县北纬度，东经度发生级地震，震源深度千米。地震波既有横波，也有纵波，某监测站截获了一列沿轴负方向传播的地震横波，在与两个时刻轴上区间内的波形图分别如图中实线和虚线所示，则下列说法正确的是( )
A. 处质点离开平衡位置的最大距离是
B. 该地震波的最大周期为
C. 该地震波最小波速为
D. 从波源开始振动到波源迁移到地面最长需要经过时间
E. 从时刻开始计时，处的质点比处的质点先回到平衡位置
如图所示，两块同样的玻璃直角三棱镜和，，面和面平行，且、、在一条直线上，两三棱镜放置在空气中，一单色细光束垂直于面入射，光线从面射出时，出射光线方向与入射光线的方向平行。、两点间的距离为，光线从面上的点图上未画射出，。
画出完整光路图；
玻璃的折射率。
答案和解析
1.【答案】
【解析】解：、根据质量数守恒和电荷数守恒知，粒子轰击，生成，并产生了质子，故A错误；
B、每次衰变，质量数少，电荷数少，所以中子数少，每次衰变一个中子转化成一个质子和一个电子，所以中子数少，所以次衰变，次衰变，新核与原来的原子核相比，中子数少，故B错误；
C、放射性射线其实质是高速电子流，故C错误；
D、核电站可通过控制中子数目来控制核反应剧烈程度，故D正确。
故选：。
2.【答案】
【解析】解：、若在点加速时，经过一段时间后将向前前进一定的距离，所以二者不可能在相遇，故A错误；
B、加速后的“天和核心舱”做离心运动将部分动能转化为引力势能，其绕行的线速度不断减小，故B错误；
C、由万有引力提供向心力得：，得：，加速度随半径的增大而减小，可知组合体的加速度小于“天舟一号”加速前的加速度，故C错误；
D、由万有引力提供向心力得：，得，绕行周期随轨道半径的增大而增大，可知组合体绕行周期大于“天舟一号”加速前的绕行周期，故D正确。
故选：。
根据万有引力提供向心力，分析运行速度、加速度、周期与轨道半径的关系．从而比较出他们的大小．
解决本题的关键是利用万有引力提供向心力这一知识点，知道线速度、周期、加速度与轨道半径的关系．
3.【答案】
【解析】解：、物体运动过程中，重力做功不改变机械能，空气阻力做负功会使机械能减少，因此随高度上升和下降时物体机械能一直在减小，那么表示上升，表示下降，故A错误；
B、图甲中图的斜率就表示空气阻力，根据对称性可知点对应的纵坐标即为中点，所以点对应的重力势能为，点为物体运动的最高点，速度为零，由可计算物体质量为，故B错误；
C、根据图象的斜率表示阻力大小可得空气阻力大小为，故C正确；
D、根据图乙可以看出：物体的动能随高度增加先增加后减小，显然与题目不符，故D错误。
故选：。
重力做功不改变机械能，根据高度的变化分析段的情况；根据对称性可知点对应的纵坐标即为中点，根据重力势能的表达式计算物体质量；根据图象的斜率表示阻力大小可得空气阻力大小；根据图乙中动能随高度的变化情况结合实际情况进行分析。
对于图象问题，我们学会“五看”，即：看坐标、看斜率、看面积、看交点、看截距；了解图象的物理意义是正确解题的前提。
4.【答案】
【解析】解：、交变电流的周期为，故A正确；
B、线圈匀速转动产生的感应电动势的最大值为，交流电压表测量的是变压器原线圈两顿的电压，故B错误；
C、根据电压与匝数成正比得，，故C正确；
D、根据理想变压器输入功率等于输出功率，变压器的输出功率即电阻上消耗的功率为，所以原线圈的输入功率为，故D错误；
故选：。
由周期与角速度的关系式即可得出交变电流的周期；交流电压表的示数即原线圈两端电压的有效值，等于线圈匀速转动产生的感应电动势的有效值；根据变压与匝数成正比求变压器原、副线圈的匝数比；根据输入功率等于输出功率即可求解原线圈的输入功率
此题首先要能够求出闭合线圈在匀强磁场中匀速转动时产生的感应电动势的最大值，知道变压器的变压比和变流比规律，输入功率等于输出功率等关系即可求解．
5.【答案】
【解析】解：、找的中点，连接和，如图所示：
由几何知识得：，，且，故，即，故，，故A错误；
B、由于，故AD为等势线，根据电场线和等势线互相垂直且由高电势指向低电势，故场强方向应从点向作垂线，垂足为点，场强方向为方向，不是由指向，故B错误；
、根据场强定义式：，故C错误，D正确；
故选：。
匀强电场中任意平行且相等的线段两端电势差相等；为等电势线，电场线应垂直于等势线；场强大小用公式求解即可。
解决本题的关键知道电场线与等势线垂直，掌握匀强电场的电场强度大小与电势差的关系，即求出电场强度大小，注意是沿电场线方向上的距离。
6.【答案】
【解析】解：、假设、不发生相对滑动，整体的加速度为：，
隔离对分析，，可知假设成立，即、两物体不发生相对滑动，所受的摩擦力为，加速度为，故B错误，CD正确．
A、隔离对分析，根据牛顿第二定律得：，解得：，故A错误．
故选：．
对、、整体分析，根据牛顿第二定律求出整体加速度，隔离对分析，求出摩擦力的大小，与最大静摩擦力比较，判断是否发生相对滑动，再隔离分析，求出拉力的大小．
本题考查了牛顿第二定律的基本运用，通过整体法和隔离法判断出、是否发生相对滑动是解决本题的关键．
7.【答案】
【解析】解：、根据右手定则可知，感应电流由流向，点电势高，点电势低，电压表的正接线柱应与相接，故A错误，B正确；
C、根据焦耳定律得，由欧姆定律得，代入数据解得，故C错误；
D、由，自行车后轮边缘的线速度大小，代入数据解得：，故D错误。
故选：。
依据右手定则，即可判定感应电流方向，结合电源内部的电流方向由负极流向正极，即可求解；根据切割感应电动势的公式，及线速度与角速度公式，即可求解线速度；根据焦耳定律，即可求解产生的能量。
本题主要是考查右手定则、焦耳定律，及切割感应电动势公式的应用，理解左手定则与右手定则的区别，注意电源内部的电流方向由负极流向正极。
8.【答案】
【解析】解：、从到，根据平抛运动的规律有：
速度的分解如图：
解得运动员经过点时速度为：
故A正确；
B、设运动员在停止区上克服摩擦力所做的功为从到的过程由动能定理得：，可得，故B错误；
C、从到，运动员距离斜面的距离最远时，合速度平行于，速度的分解如图：
图
则
解得：
故C错误；
D、运动员从到的过程中机械能守恒，设高度为，则
从到根据机械能守恒定律有：，
解得：
则：：
故D正确。
故选：。
先研究运动员离开点做平抛运动的过程，根据分位移公式求出运动员经过点时的速度，从到，根据动能定理求克服摩擦力所做的功。当运动员飞出后，瞬时速度方向与着陆坡平行时，其离着陆坡最远，根据机械能守恒定律结合运动学规律解得项。
本题考查平抛运动的规律、动能定理的应用，要明确运动员落在着陆坡时竖直位移与水平位移的关系，弄清运动过程的运动规律即可正确求解。
9.【答案】 橡皮绳做功与小球获得的速度平方成正比或
【解析】解：根据胡克定律有：
求得橡皮绳的劲度系数为：。
做出图象，如图所示：
由图象可知，图象为过原点的一条直线，所以橡皮绳做功与小球获得的速度的关系为：橡皮绳做功与小球获得的速度平方成正比。
故答案为：；如图所示；橡皮绳做功与小球获得的速度平方成正比或。
根据胡克定律可以求出橡皮绳的劲度系数；
描点作图，画直线；
图象为经过原点的一条直线，说明。
本题考查了探究功与速度变化的关系的实验，通过改变橡皮筋的条数实现合力的功的成倍变化，这势必要求每次实验时，橡皮筋的形变量相同，及小车从同一位置释放。
10.【答案】

【解析】
【解答】要精确测定额定电压为的灯正常工作时的电阻，需测量灯两端的电压和通过灯的电流，
由于电压表的量程较大，测量误差较大，不能用已知的电压表测量两端的电压，
可以将电流表与定值电阻串联改装为电压表测量电压，故电表选B；
灯正常工作时的电流约为：，电流表的量程太大，不能用测量电流，
可以把已知内阻的电压表串联接入电路测电流，故电表选C；
的额定电压为，可以把表改装成量程为的电压表，改装后电压表内阻为：，
定值电阻阻值为：，定值电阻应选择；
因为滑动变阻器阻值远小于的电阻，所以滑动变阻器采用分压式接法。电路图如图所示：
根据闭合电路欧姆定律知，两端的电压：，
通过的电流：，所以灯正常工作时的电阻：。
改装后的电压表内阻为：，则当时，灯两端的电压为，
达到额定电压，测出来的电阻为正常工作时的电阻。
故答案为：；；；电路图如图所示；；；。
【分析】
实验需要测出灯两端的电压与通过它的电流，根据实验器材与电路图结合实验原理选择电表。
根据灯的内阻与滑动变阻器最大阻值的关系确定滑动变阻器的接法，然后完善电路图。
灯在额定电压下正常工作，根据串并联电路特点与欧姆定律可以求出灯正常发光时电表的示数。
本题的难点在于电流表的量程偏小，无法测电流，电压表的量程偏大，测量电压偏大，最后需通过改装，用电流表测电压，电压表测电流。
11.【答案】解：由题意可知
母车向子车发出指令后立即做匀减速直线运动，两车同时到达点，完成同速对接
母车运动的位移是
即母车发出指令时距离点
母车匀减速的加速度大小是
对子车做运动分析可知，加速过程所用时间为，则
加速过程的位移是
匀速过程的位移是
所以轨道的长度为
答：母车距离点远的时候，发出指令让子车开始启动，母车做匀减速直线运动的加速度是。
转移轨道的长度为
【解析】由位移公式即可求解母车发出指令时距离点的距离，根据加速度的定义式求解母车匀减速的加速度。
由速度公式求得子车的匀加速的时间，再结合位移公式求解子车匀加速与匀速的位移，总位移即为转移轨道的长度。
本题考查运动学公式的实际应用，所用公式简单，重点在于运动过程的分析，找清关系即可轻松求解。
12.【答案】解：粒子的运动轨迹如图所示
。
在电场区域中粒子做类平抛运动，可知
，
，
根据牛顿第二定律有：
由以上三式可得：；
由问中各式可解得
粒子在点的速度有
可得
运动轨迹经过、两点，由几何关系可知，粒子在的磁场区域内运动的轨道半径为：
运动轨迹对应的圆心角
由
可得；
由对称性可知，粒子从点进入电场时的速度大小为
，
所以
在的电场区城内，粒子沿轴负方向运动的位移
粒子将做往返运动，其时间为：
在两个磁场中的运动周期均为
粒子在磁场中运动总时间为
由原点出发开始。到第次到达点所用的时间。
答：电场区域内的电场强度大小为；
区域内磁场的磁感应强度为；
由原点出发开始，到第次回到点所用时间为。
【解析】粒子在电场中做类平抛运动，找到两个方向的位移，根据运动学公式结合牛顿第二定律求解电场强度；
根据类平抛运动的特点求出粒子在区域内的运动速度，根据几何知识求解在该区域内的半径，由洛伦兹力提供向心力求解磁感应强度；
分析粒子在各段的运动时间，其中粒子在两个电场中的运动时间相等，将各段时间相加，即为总时间。
解决该题需要明确知道粒子的运动情况，能正确作出粒子的整个运动轨迹，能根据几何知识求解粒子做圆周运动半径，熟记类平抛运动的解题规律。
13.【答案】
【解析】解：、布朗运动是花粉微粒的无规则运动，实质是液体分子的无规则热运动造成的，不是花粉分子的无规则热运动，故A错误。
B、根据分子力的特点可知，随着分子间距离的增大，分子间的引力和斥力都减小，故B正确。
C、单晶体具有各向异性，故C错误。
D、温度是气体内能的决定因素，故一定质量的理想气体在等温变化时，其内能一定不改变，故D正确。
E、由热力学第二定律知，热量不可以从低温物体传到高温物体而不引起其它变化，但在一定的条件下可以从低温物体传递给高温物体，如空调。故E正确。
故选：。
布朗运动是悬浮微粒的无规则运动，实质是液体分子的无规则热运动造成的；分子力与分子间距离有关，当距离在平衡距离之内时，距离增大合力减小；温度是气体内能的决定因素；热力学第二定律说明一切涉及热现象的宏观过程具有方向性。
本题重点掌握布朗运动的现象和实质，明确温度是气体内能的标志以及热力学第二定律。
14.【答案】解：加热饭盒时，玻璃饭盒内气体体积不变，由查理定律有
解得，
设最终体积为，则，
排气过程中封闭气体做等温变化，有
解得
同温度、同压强下同种气体的质量比等于体积比，设排出气体的质量为，气体原来的质量为，则
联立解得
【解析】加热饭盒时，玻璃饭盒内气体体积不变，可由查理定律求解；
排气过程中封闭气体做等温变化，且同温度、同压强下同种气体的质量比等于体积比，由体积比可求出质量比。
本题结合玻璃饭盒考考查理想气体状态方程，要求学生根据题目中给出情境判断过程中的不变量，结合理想气体状态方程进行求解，难度适中。
15.【答案】
【解析】解：、机械波在传播时，质点离开平衡位置的最大距离等于振幅，由图知振幅为，故A错误；
B、由图上看由实线到虚线经历的时间为，解得，当时，该地震波的最大周期为，故B正确；
C、由图知波长，，当时，该地震波最小波速为，故C正确；
D、波向前传播的过程中，介质中所有质点都不随波向前迁移，故D错误；
E、波沿轴负方向传播，由“上下坡”法可知，在时刻，处的质点在波峰，要回到平衡位置需要，处的质点正向波峰运动，回到平衡位置的时间要大于，处的质点比处的质点先回到平衡位置，故E正确。
故选：。
波形图可以直接读出振幅、波长。由于波传播的周期性，且波沿轴负方向传播，可知由实线变为虚线波形所经历的时间为，从而表示出周期的通项；根据表示出波速的通项，机械波传播的过程中介质中的质点不向前迁移。由波的传播方向可判断质点的振动方向。
该题结合波的图象考查波长、波速与周期之间的关系，解答的关键是根据知道的两个时刻的波形，结合波的周期性，得到的是波速和周期的通项。
16.【答案】解：光路图如图所示。
由几何关系有
根据折射定律有
联立解得
答：
画出完整光路图如图所示；
玻璃的折射率是。
【解析】根据折射规律作出光路图；
根据几何知识求出光线射到面上时的入射角和折射角，再求得折射率。
本题考查光的折射定律，要灵活运用几何关系求相关角度是关键。要注意正确作出光路图是解题的基础。
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