辽宁省大连市2022-2023学年高三上学期物理期末试卷

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辽宁省大连市2022-2023学年高三上学期物理期末试卷
一、单选题
1．（2023高三上·大连期末）一束复色光照射到平行玻璃砖的上表面，经玻璃砖下表面射出后分为a、b两束光，下列说法正确的是（　　）
A．a光的频率小于b光的频率
B．a、b一定是平行光线
C．a光的波长大于b光的波长
D．若增大入射角δ，a光先发生全反射
2．（2023高三上·大连期末）下列叙述正确的是（　　）
A．图甲是粒子散射实验装置，卢瑟福和他的学生在该实验中发现了质子和中子
B．利用图乙研究光电效应，滑动变阻器的滑片从中点向右移动，电流表示数变小
C．图丙是氢原子能级图，用动能为的电子轰击处于基态的氢原子，氢原子可能发生能级跃迁
D．由图丁可知比结合能越大，平均核子质量越大，原子核越稳定
3．（2023高三上·大连期末）2021年6月17日，神舟十二号载人飞船与天和核心舱成功对接，对接过程如图所示，天和核心舱处于半径为的圆轨道Ⅲ；神舟十二号飞船处于半径为的圆轨道Ⅰ，当经过A点时，通过变轨操作后，沿椭圆轨道Ⅱ运动到B处与核心舱对接，则神舟十二号飞船（　　）
A．沿轨道Ⅰ运行的速度小于天和核心舱沿轨道Ⅲ运行的速度
B．在轨道Ⅰ上运动经过A点的加速度小于在轨道Ⅱ上运动经过A点的加速度
C．沿轨道Ⅱ从A运动到B的过程中，动能不断增大
D．在轨道Ⅰ上运行的周期小于在轨道Ⅱ上运行的周期
4．（2023高三上·大连期末）如图为交流发电机的示意图，矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动，发电机的电动势随时间的变化规律为，图示位置时，穿过矩形线圈的磁通量最大，下列说法正确的是（　　）
A．交流电的频率为
B．电动势的有效值为
C．当线圈平面转到图示位置时感应电动势为0
D．当线圈平面转到平行于磁场的位置时磁通量的变化率为0
5．（2023高三上·大连期末）如图所示，一定质量的理想气体从状态a沿直线变化到状态b，再变化到状态c，然后再由状态c回到状态a，p-V图像中的bc段与横轴平行，ca段与纵轴平行。下列说法正确的是（　　）
A．由气体温度逐渐升高 B．由气体从外界吸收热量
C．由气体内能增大 D．由外界对气体做正功
6．（2021·芜湖模拟）无线蓝牙耳机摆脱了线材束缚，可以在一定距离内与手机等设备实现无线连接。为了研究在运动过程中无线连接的最远距离，甲和乙两位同学做了一个有趣的实验。乙佩戴无线蓝牙耳机，甲携带手机检测，乙站在甲正前方 处，二人同时沿同一直线向正前方运动，各自运动的 图像如图所示，结果手机检测到蓝牙耳机能被连接的时间为 。则最远连接距离为（　　）
A． B． C． D．
7．（2023高三上·大连期末）如图所示，在真空中，两个电荷量相等的负点电荷P、Q固定于光滑绝缘水平面上，O为两电荷连线的中点。将该平面上一带正电小球（视为质点）从a点由静止释放，小球沿两电荷连线的中垂线运动。下列分析正确的是（　　）
A．O点的电场强度和电势均为零
B．小球从a点运动到最远点的过程中，加速度先减小后增大
C．小球从a点运动到最远点的过程中，电势能先增大后减小
D．小球能以O点为中心在电荷连线的中垂线上做往复运动
二、多选题
8．（2023高三上·大连期末）一列简谐横波沿x轴正方向传播，时刻，波刚传到的质点P处，波形图如图所示，已知质点P连续两次过平衡位置的时间间隔为，质点Q位于处．下列说法正确的是（　　）
A．此列波的传播速度是
B．时质点P运动到Q的位置
C．时质点Q第一次到达波谷位置
D．当质点Q第一次到达波谷位置时，质点P通过的路程为
9．（2023高三上·大连期末）如图所示，质量为m的小球A和质量为2m的物块B用跨过光滑定滑轮的细线连接，物块B放在倾角为的斜面体C上，C置于水平地面上，现用水平外力F将A小球从最低点沿圆弧缓慢拉至细线与竖直方向夹角，该过程物块B和斜面C始终静止不动。则下列说法正确的是（　　）
A．水平外力F逐渐减小
B．物块B和斜面体C之间的摩擦力逐渐增大
C．斜面体C对地面的压力逐渐增大
D．斜面体C对地面的摩擦力逐渐增大
10．（2023高三上·大连期末）如图所示，MN和PQ是电阻不计的平行金属导轨，其间距为L，导轨弯曲部分光滑，平直部分粗糙，固定在水平面上，右端接一个阻值为R的定值电阻，平直部分导轨左边区域有宽度为d、方向竖直向上、磁感应强度大小为B的匀强磁场，质量为m、电阻也为R的金属棒从高为h处由静止释放，到达磁场右边界处恰好停止。已知金属棒与平直部分导轨间的动摩擦因数为μ，金属棒与导轨接触良好，则金属棒穿过磁场区域的过程中，下列说法正确的是（重力加速度为g）（　　）
A．电阻R中的感应电流方向为Q流向N
B．流经金属棒的电荷量为
C．金属棒产生的电热为
D．金属棒运动的时间为
三、实验题
11．（2023高三上·大连期末）“探究质量一定时，加速度与力的关系”的实验装置如图甲所示，实验中通过传感器将绳中拉力大小的信息以无线方式传输给数据采集系统，用打点计时器打出的纸带求出小车运动的加速度。
（1）下列说法中正确的是_______。
A．细线必需要与长木板平行
B．不需要平衡摩擦力
C．打点计时器使用直流学生电源供电
D．实验时应先释放小车再接通打点计时器的电源
（2）实验中得到一条打点清晰的纸带如图乙所示，A、B、C、D、E是计数点，相邻两个计数点间都有4个计时点没有标出，已知交流电频率为，则这条纸带记录小车的加速度大小为　 　（结果保留两位有效数字）。
（3）本实验中，砝码和托盘总质量是否需要远小于小车的质量，请说明理由：　 　。
12．（2023高三上·大连期末）某物理兴趣小组计划用实验室提供的下列器材较准确地测量一节干电池的电动势E和内阻r。
A．电流表：，内阻
B．电压表：，内阻约为
C．滑动变阻器：，额定电流
D．滑动变阻器：，额定电流
E.开关与导线若干
F.待测干电池一节
（1）在上述器材中，为了操作方便且较准确地进行测量，滑动变阻器应选　 　。（填写器材前的字母代号）
（2）实验电路图应选择图中的　 　。（填“甲”或“乙”）
（3）根据实验中电流表和电压表的示数得到如图丙所示的U-I图像，则干电池的电动势E=　 　V，内阻　 　Ω。（结果均保留2位有效数字）
四、解答题
13．（2023高三上·大连期末）我国运动员闫文港在2022年北京冬奥会获得男子钢架雪车比赛铜牌，实现该项目的历史性突破，图甲为闫文港的比赛画面。已知赛道由起跑区、出发区、滑行区及减速区四个区段组成，图乙中AB为起跑区、BC为出发区，AB赛段水平，BC赛段与水平面夹角。若运动员推着雪车从A点由静止出发，以的加速度匀加速跑到B点时速度大小为，接着快速俯卧到雪车上沿BC下滑。已知运动员到达C点时的速度大小为，赛道BC的长度为，取，，，不计空气阻力，求：
（1）运动员在起跑区的运动时间；
（2）雪车与冰面间的动摩擦因数。
14．（2023高三上·大连期末）如图所示，在MN左侧有相距为d的两块正对的平行金属板P、Q，板长为，两板带等量异种电荷，上极板带正电。现有一带正电的粒子以初速度沿两板中央射入，并恰好从下极板边缘射出．粒子进入MN右侧后，经过某一矩形有界匀强磁场，磁场方向垂直于纸面（图中未画出），偏转后，恰好从MN上的A点垂直于MN向左水平射出磁场。已知A点在金属板下极板右端的正下方，与下极板距离为d。不计带电粒子重力。求：
（1）粒子从下极板边缘射出时的速度；
（2）粒子从O点运动到A点经历的时间；
（3）矩形有界磁场的最小面积。
15．（2023高三上·大连期末）两等高的长木板M、N放在光滑水平面上，两木板相邻但不粘连，木板N固定在水平面上，右侧固定有半径的光滑半圆轨道，半圆轨道最下端与长木板N的上表面相切，长木板N上放着质量的物块A与质量的物块B，A与B均可视为质点，用一轻质细绳连接，且在A、B间夹一被压缩的轻质弹簧（弹簧与A、B均不拴接），细绳长度小于弹簧原长。烧断细绳后A水平向左、B水平向右运动，之后B冲上半圆轨道，经过轨道的最低点时对轨道的压力大小是；A滑上长度为的木板M。木板N的上表面光滑，物块A和木板M上表面间的动摩擦因数为，木板M的质量，重力加速度g取，求：
（1）最初压缩的轻质钾簧的弹性势能；
（2）A滑离M瞬间的速度大小；
（3）为了使A不滑离M，从A刚滑上M开始，对M施加一个水平向左的拉力F，求拉力F大小的取值范围。
答案解析部分
1．【答案】B
【知识点】光的折射及折射定律；光的全反射
【解析】【解答】A．光从空气斜射到玻璃，在玻璃上表面发生折射时，a光折射角小，根据折射定律，所以a光的折射率较大，a光的频率大，A不符合题意；
B．玻璃砖上、下表面平行，光线在上表面的折射角等于进入下表面时的入射角，根据折射定律，光线在下表面的折射角等于在上表面的入射角，因此两束折射光都与入射光平行，A、b一定是平行光线，B符合题意；
C．a光的折射率较大，频率较大，由 可知，a光的波长短，C不符合题意；
D．由于光射到玻璃砖下表面时的入射角等于上表面的折射角，由光路可逆性原理可知，光一定能从下表面射出，不会发生反射，D不符合题意。
故答案为：B。
【分析】a光折射角小，根据折射定律，所以a光的折射率较大，a光的频率大。a光的波长短。由光路可逆性原理可知，光一定能从下表面射出。
2．【答案】C
【知识点】玻尔理论与氢原子的能级跃迁；光电效应；结合能与比结合能
【解析】【解答】A．图甲是 粒子散射实验装置，卢瑟福通过用α粒子轰击氮原子放出氢核，发现了质子；他的学生查德威克研究发现了中子，A不符合题意；
B．利用图乙研究光电效应，滑动变阻器的滑片从中点向右移动，导致正向电压增大，根据光电效应的特点可知，在光照强度一定的条件下，电路中的电流随着光电管两端的正向电压的增大而增大，直到达到电路中的饱和光电流，再增大两端电压，饱和光电流保持不变，故电流表示数不可能减小，B不符合题意；
C．图丙是氢原子能级图，用动能为 的电子轰击，处于基态的氢原子，由于 ，可知氢原子可以吸收电子的一部分能量发生能级跃迁，C符合题意；
D．原子核的比结合能越大，则原子核中核子的平均核子质量越小，原子核越稳定，D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】图甲是 粒子散射实验装置，卢瑟福通过用α粒子轰击氮原子放出氢核，发现了质子。氢原子可以吸收电子的一部分能量发生能级跃迁。
3．【答案】D
【知识点】开普勒定律；万有引力定律的应用
【解析】【解答】A．根据 ，可得 ，因 ，则有 ，所以沿轨道Ⅰ运行的速度大于天和核心舱沿轨道Ⅲ运行的速度，A不符合题意；
B．沿轨道Ⅰ运动到A点时受到的万有引力等于沿轨道Ⅱ运动到A点时受到的万有引力，因此加速度相同，B不符合题意；
C．根据开普勒第二定律可知，沿轨道Ⅱ从A运动到B的过程中，速度不断减小，所以动能不断减小，C不符合题意；
D．根据开普勒第三定律，有 ，可得 ，因为 ，故 ，D符合题意；
故答案为：D。
【分析】近大远小，所以沿轨道Ⅰ运行的速度大于天和核心舱沿轨道Ⅲ运行的速度。在同一位置，万有引力相等，万有引力提供向心力，向心加速度必定相等。
4．【答案】C
【知识点】交变电流的产生及规律；交变电流的峰值、有效值、平均值与瞬时值
【解析】【解答】A．由题意可知，电动势随时间的变化规律为 ，其角速度为 ，交流电的频率 ，A不符合题意；
B．电动势的最大值为 ，电动势的有效值为 ，B不符合题意；
C．当线圈平面转到图示位置时，穿过线圈的磁通量最大，可磁通量的变化率是0，感应电动势是0，C符合题意；
D．当线圈平面转到平行于磁场的位置时，穿过线圈的磁通量是0，可磁通量的变化率为最大，D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】根据电动势随时间的变化规律得到角速度，以及交流电的频率。根据电动势的最大值求得电动势的有效值。当线圈平面转到图示位置时，磁通量的变化率是0，感应电动势是0。
5．【答案】C
【知识点】理想气体与理想气体的状态方程
【解析】【解答】A．根据理想气体状态方程 ，可得 气体压强降低、体积增大，所以无法判断状态a和状态b的 的大小关系，所以不能判断a到b温度的变化，A不符合题意；
B． 压强不变，体积变小，可得温度T降低，内能减少，根据 ，结合体积变小外界对气体做正功，可得此时气体对外界放出热量，B不符合题意；
C． 气体体积不变，压强增大，所以温度升高，内能增大，C符合题意；
D． 体积增大，外界对气体做负功为 ， 体积减小，外界对气体做正功为 ， 体积不变，所以有 ， ，所以可得 外界对气体做功为 ，所以该过程外界对气体做负功，D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】图中涉及等温等压等容变化，根据理想气体状态方程以及热力学第一定律依次求解。
6．【答案】B
【知识点】运动学 v-t 图象
【解析】【解答】由图像可知，t=3s时，甲乙速度相同，距离最近，由于耳机与手机正常连通时间为4s，所以耳机与手机正常连通的时间是从1s至5s，当1s时，由图像可知，甲的速度为5m/s，在0-1s内，位移之差为2.5m因t=0乙站在甲正前方处，则t=1s时甲乙之间的距离为s=14m-2.5m=11.5m因此，最远连接距离为11.5m，故B正确，ACD错误。
故选B。
【分析】根据图像和连接时间，分析那一段时间蓝牙连接成功，再结合匀变速直线运动的相关规律分析求解。
7．【答案】D
【知识点】电场强度；电势能；电势
【解析】【解答】A．根据等量负点电荷电场线分布可知中垂线上下电场线方向都指向O点，沿着电场线方向电势降低，可知O点电势最小，无穷远电势为零可得O点电势为负，根据场强的矢量叠加原则可知O点的电场强度为零，A不符合题意；
B．根据等量负点电荷中垂线上场强大小分布情况可知，若a点在最大场强位置靠外，可知小球从a点运动到最远点的过程中，根据对称性可得，场强先增大后减小再增大后再减小，可得此时加速度先增大后减小再增大后再减小；若a点在最大场强位置与O点之间，同理可知小球从a点运动到最远点的过程中，场强先减小后增大，即加速度先减小后增大，B不符合题意；
C．根据前面分析小球从a点运动到O点再运动到最远点过程中，电势先减小后增大，小球带正电，所以可得电势能先减小后增大，C不符合题意；
D．对小球进行受力分析可得开始时速度方向与电场力方向相同做加速运动，到达O点时合力为零，后速度方向与合力方向相反，做减速运动，速度减小到零后再反向加速，根据对称性小球以O点为中心在电荷连线的中垂线上做往复运动，D符合题意。
故答案为：D。
【分析】中垂线上下电场线方向都指向O点，沿着电场线方向电势降低，可知O点电势最小。在中垂线上某位置有个电场强度的最大值，电场力做正功，电势能减小。
8．【答案】A,D
【知识点】横波的图象
【解析】【解答】A．质点P连续两次过平衡位置的时间间隔为 ，则有 ，解得 ，由图像可知波长为 ，则波的传播速度为 ，A符合题意；
B．在波的传播过程中，质点不随波迁移，质点P在平衡位置附近上下振动，不会运动到Q的位置，B不符合题意；
C． 时刻，波传播到P点，传播到Q点的时间为 ， 时，质点Q在平衡位置开始向上振动，振动了 ， 时质点Q第一次到达波峰位置，C不符合题意；
D．当质点Q从开始振动到第一次到达波谷位置，经过的时间为 ，质点P振动的时间为一个周期，通过的路程为 ，D符合题意。
故答案为：AD。
【分析】质点P连续两次过平衡位置的时间间隔为 ，可以求得周期的大小。由图得波长大小，从而得到波速大小。在波的传播过程中，质点不随波迁移。
9．【答案】B,D
【知识点】共点力的平衡
【解析】【解答】A．对A分析有 ， ，解得 ，可知， 增大，F增大，A不符合题意；
B．当A在最低点时，细线的弹力大小等于mg，对B分析，由于B重力沿斜面的分力 ，表明此时刻，B没有运动趋势，斜面对B的摩擦力为0，根据上述有 ，可知， 增大，T增大，则B随后相对斜面有向上运动的趋势，斜面对B有沿斜面向下的摩擦力，且 ，可知， 增大，f增大，B符合题意；
C．对BC整体分析有 ，根据牛顿第三定律有 ，解得 ，可知， 增大，斜面体C对地面的压力逐渐减小，C不符合题意；
D．对BC整体分析有 ，根据牛顿第三定律有 ，解得 ，可知， 增大，斜面体C对地面的摩擦力逐渐增大，D符合题意。
故答案为：BD。
【分析】重力沿斜面分力与拉力大小相等，物块将没有沿斜面运动的趋势。也就没有摩擦力。对BC可以整体分析，不用考虑BC间的相互作用力。
10．【答案】A,B,D
【知识点】导体切割磁感线时的感应电动势；电磁感应中的电路类问题
【解析】【解答】A．金属棒进入磁场切割磁感线产生感应电流，根据右手定则，可判断电阻R中的感应电流方向为Q流向N，A符合题意；
B．金属棒从高为h处由静止释放，到达磁场右边界处恰好停止，穿过磁场整个过程产生的电荷量 ，B符合题意；
C．根据动能定理则 ，则克服安培力所做的功为 ，电路中产生的焦耳热等于克服安培力做功，所以金属棒产生的焦耳热为 ，C不符合题意；
D．金属棒在下滑过程中，由机械能守恒定律得 ，则得金属棒到达水平面时的速度 ，金属棒在磁场中运动时，取向右为正方向，根据牛顿第二定律得 ，即 ，两边求和得 ，则得 ，解得金属在磁场中的运动时间为 ，D符合题意。
故答案为：ABD。
【分析】属棒进入磁场切割磁感线产生感应电流，根据右手定则，可判断电阻R中的感应电流方向为Q流向N。电路中产生的焦耳热等于克服安培力做功。
11．【答案】（1）A
（2）0.63
（3）不需要，因为传感器已经直接测出细绳对小车的拉力
【知识点】探究加速度与力、质量的关系
【解析】【解答】（1） A．为使小车受合力方向与小车运动方向相同，细线必需要与长木板平行，A符合题意；
B．为使细线的拉力等于小车受到的合外力，实验时必需平衡摩擦力，B不符合题意；
C．打点计时器使用交流学生电源供电，C不符合题意；
D．实验时应先接通打点计时器的电源，待打点稳定后再释放小车，纸带会得到充分利用，获得多的数据，D不符合题意。
故答案为：A。
（2）纸带上相邻两个计数点间都有4个计时点没有标出，已知交流电频率为 ，可知纸带上相邻两计数点间的时间间隔为T=5×0.02s=0.1s，由 可记录小车的加速度大小为
（3）本实验中，不需要砝码和托盘总质量远小于小车的质量，因有力传感器直接测得细绳对小车的拉力大小。
【分析】（1）细线必需要与长木板平行，为使细线的拉力等于小车受到的合外力，实验时必需平衡摩擦力。
（2）利用逐差法求解加速度大小。
（3）传感器直接测得细绳对小车的拉力大小，不用重物重力去代替拉力大小。所以不用满足小车质量远大于重物质量。
12．【答案】（1）C
（2）乙
（3）1.5；0.50
【知识点】电池电动势和内阻的测量
【解析】【解答】（1）根据闭合电路欧姆定律，如果选用滑动变阻器R1，则电路的最小电流为 ，可以满足实验要求，如果选用滑动变阻器R2，其阻值太大，使用起来不方便，故答案为：C。
（2）因为电流表的内阻已知，把它连在干路中，看作是电源内阻，在求出电源内阻与电流表阻值之和后，再减去电流表的阻值即可得到电源阻值，这样可以避免系统误差，故答案为：乙图。
（3）由闭合电路欧姆定律可知 ，图线与纵轴的截距为E，则电源的电动势 ，根据图线斜率的绝对值物理意义，知 ，解得
【分析】（1）根据闭合电路欧姆定律，滑动变阻器阻值过大，不便于调节电路电流。
（2）电流表的内阻已知，把它连在干路中，看作是电源内阻。
（3）图线与纵轴的截距为E，电源的电动势为1.5伏。图线斜率的绝对值物理意义等于电源内阻加上电流表电阻。
13．【答案】（1）解：设运动员在起跑区的运动时间为 ，根据
解得
（2）解：设运动员和雪车的总质量为m，摩擦力大小为 ，在出发区的加速度大小为 ，根据
解得
由牛顿第二定律有
解得
【知识点】匀变速直线运动规律的综合运用；牛顿运动定律的综合应用
【解析】【分析】（1）根据匀变速直线运动的速度时间关系求解运动时间。
（2）由速度时间关系求出加速度大小，由牛顿第二定律求解加速度大小。
14．【答案】（1）解：粒子在电场中做类平抛运动，水平方向
竖直方向
粒子射出速度
与竖直方向成 角。
（2）解：粒子的运动轨迹如图
带电粒子在极板间运动的时间
根据几何关系
粒子离开电场后，先做匀速直线运动，运动时间
粒子进入磁场，偏转 到达A点，运动时间
总时间
（3）解：根据题意，矩形磁场区域如图所示，由几何关系可得，矩形宽
长为
矩形面积为
，
【知识点】带电粒子在电场中的偏转；带电粒子在有界磁场中的运动
【解析】【分析】（1）粒子在电场中做类平抛运动，速度是矢量，不仅要求出大小，还要求出方向。
（2）画出粒子的运动轨迹，粒子离开电场后，先做匀速直线运动 ， 粒子进入磁场，偏转 到达A点， 即偏转了三分之一个周期。
（3）由几何关系求解矩形磁场区域的长和宽，从而求出最小磁场面积。
15．【答案】（1）解：设弹簧恢复到原长时B的速率为 ，则有
解得
设弹簧恢复到原长时A的速率为vA，规定A的运动方向为正方向，则从剪断细绳到弹簧恢复原长的过程中
解得
弹簧储存的弹性势能为
解得
（2）解：设A滑离M板时的速率为 ，木板M速度为v，A在木板M上滑动的过程满足
解得
（3）解：为了使A刚好不从M的左端滑离M，当A滑到M的最左端时，二者的速度刚好相等。A的加速度大小为 ，且有
对M施加的最小拉力为 ，此时对应M向左的加速度大小为 ，则有
解得
为了使A不从M的右端滑离M，当A和M共速后能相对静止一起运动。对A和M整体，最大拉力
解得
故为了使A不滑离M，对M施加的拉力F应满足
【知识点】动量守恒定律；动能定理的综合应用；能量转化和转移的方向性
【解析】【分析】（1） 则从剪断细绳到弹簧恢复原长的过程中 ，AB系统合外力为零，动量守恒。
（2） A滑离M板时 ，相对位移为木板长度，由动量守恒定律以及能量守恒动量求解A滑离M瞬间的速度大小。
（3）为了使A刚好不从M的左端滑离M，当A滑到M的最左端时，二者的速度刚好相等。为了使A不从M的右端滑离M，当A和M共速后能相对静止一起运动 。
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辽宁省大连市2022-2023学年高三上学期物理期末试卷
一、单选题
1．（2023高三上·大连期末）一束复色光照射到平行玻璃砖的上表面，经玻璃砖下表面射出后分为a、b两束光，下列说法正确的是（　　）
A．a光的频率小于b光的频率
B．a、b一定是平行光线
C．a光的波长大于b光的波长
D．若增大入射角δ，a光先发生全反射
【答案】B
【知识点】光的折射及折射定律；光的全反射
【解析】【解答】A．光从空气斜射到玻璃，在玻璃上表面发生折射时，a光折射角小，根据折射定律，所以a光的折射率较大，a光的频率大，A不符合题意；
B．玻璃砖上、下表面平行，光线在上表面的折射角等于进入下表面时的入射角，根据折射定律，光线在下表面的折射角等于在上表面的入射角，因此两束折射光都与入射光平行，A、b一定是平行光线，B符合题意；
C．a光的折射率较大，频率较大，由 可知，a光的波长短，C不符合题意；
D．由于光射到玻璃砖下表面时的入射角等于上表面的折射角，由光路可逆性原理可知，光一定能从下表面射出，不会发生反射，D不符合题意。
故答案为：B。
【分析】a光折射角小，根据折射定律，所以a光的折射率较大，a光的频率大。a光的波长短。由光路可逆性原理可知，光一定能从下表面射出。
2．（2023高三上·大连期末）下列叙述正确的是（　　）
A．图甲是粒子散射实验装置，卢瑟福和他的学生在该实验中发现了质子和中子
B．利用图乙研究光电效应，滑动变阻器的滑片从中点向右移动，电流表示数变小
C．图丙是氢原子能级图，用动能为的电子轰击处于基态的氢原子，氢原子可能发生能级跃迁
D．由图丁可知比结合能越大，平均核子质量越大，原子核越稳定
【答案】C
【知识点】玻尔理论与氢原子的能级跃迁；光电效应；结合能与比结合能
【解析】【解答】A．图甲是 粒子散射实验装置，卢瑟福通过用α粒子轰击氮原子放出氢核，发现了质子；他的学生查德威克研究发现了中子，A不符合题意；
B．利用图乙研究光电效应，滑动变阻器的滑片从中点向右移动，导致正向电压增大，根据光电效应的特点可知，在光照强度一定的条件下，电路中的电流随着光电管两端的正向电压的增大而增大，直到达到电路中的饱和光电流，再增大两端电压，饱和光电流保持不变，故电流表示数不可能减小，B不符合题意；
C．图丙是氢原子能级图，用动能为 的电子轰击，处于基态的氢原子，由于 ，可知氢原子可以吸收电子的一部分能量发生能级跃迁，C符合题意；
D．原子核的比结合能越大，则原子核中核子的平均核子质量越小，原子核越稳定，D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】图甲是 粒子散射实验装置，卢瑟福通过用α粒子轰击氮原子放出氢核，发现了质子。氢原子可以吸收电子的一部分能量发生能级跃迁。
3．（2023高三上·大连期末）2021年6月17日，神舟十二号载人飞船与天和核心舱成功对接，对接过程如图所示，天和核心舱处于半径为的圆轨道Ⅲ；神舟十二号飞船处于半径为的圆轨道Ⅰ，当经过A点时，通过变轨操作后，沿椭圆轨道Ⅱ运动到B处与核心舱对接，则神舟十二号飞船（　　）
A．沿轨道Ⅰ运行的速度小于天和核心舱沿轨道Ⅲ运行的速度
B．在轨道Ⅰ上运动经过A点的加速度小于在轨道Ⅱ上运动经过A点的加速度
C．沿轨道Ⅱ从A运动到B的过程中，动能不断增大
D．在轨道Ⅰ上运行的周期小于在轨道Ⅱ上运行的周期
【答案】D
【知识点】开普勒定律；万有引力定律的应用
【解析】【解答】A．根据 ，可得 ，因 ，则有 ，所以沿轨道Ⅰ运行的速度大于天和核心舱沿轨道Ⅲ运行的速度，A不符合题意；
B．沿轨道Ⅰ运动到A点时受到的万有引力等于沿轨道Ⅱ运动到A点时受到的万有引力，因此加速度相同，B不符合题意；
C．根据开普勒第二定律可知，沿轨道Ⅱ从A运动到B的过程中，速度不断减小，所以动能不断减小，C不符合题意；
D．根据开普勒第三定律，有 ，可得 ，因为 ，故 ，D符合题意；
故答案为：D。
【分析】近大远小，所以沿轨道Ⅰ运行的速度大于天和核心舱沿轨道Ⅲ运行的速度。在同一位置，万有引力相等，万有引力提供向心力，向心加速度必定相等。
4．（2023高三上·大连期末）如图为交流发电机的示意图，矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动，发电机的电动势随时间的变化规律为，图示位置时，穿过矩形线圈的磁通量最大，下列说法正确的是（　　）
A．交流电的频率为
B．电动势的有效值为
C．当线圈平面转到图示位置时感应电动势为0
D．当线圈平面转到平行于磁场的位置时磁通量的变化率为0
【答案】C
【知识点】交变电流的产生及规律；交变电流的峰值、有效值、平均值与瞬时值
【解析】【解答】A．由题意可知，电动势随时间的变化规律为 ，其角速度为 ，交流电的频率 ，A不符合题意；
B．电动势的最大值为 ，电动势的有效值为 ，B不符合题意；
C．当线圈平面转到图示位置时，穿过线圈的磁通量最大，可磁通量的变化率是0，感应电动势是0，C符合题意；
D．当线圈平面转到平行于磁场的位置时，穿过线圈的磁通量是0，可磁通量的变化率为最大，D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】根据电动势随时间的变化规律得到角速度，以及交流电的频率。根据电动势的最大值求得电动势的有效值。当线圈平面转到图示位置时，磁通量的变化率是0，感应电动势是0。
5．（2023高三上·大连期末）如图所示，一定质量的理想气体从状态a沿直线变化到状态b，再变化到状态c，然后再由状态c回到状态a，p-V图像中的bc段与横轴平行，ca段与纵轴平行。下列说法正确的是（　　）
A．由气体温度逐渐升高 B．由气体从外界吸收热量
C．由气体内能增大 D．由外界对气体做正功
【答案】C
【知识点】理想气体与理想气体的状态方程
【解析】【解答】A．根据理想气体状态方程 ，可得 气体压强降低、体积增大，所以无法判断状态a和状态b的 的大小关系，所以不能判断a到b温度的变化，A不符合题意；
B． 压强不变，体积变小，可得温度T降低，内能减少，根据 ，结合体积变小外界对气体做正功，可得此时气体对外界放出热量，B不符合题意；
C． 气体体积不变，压强增大，所以温度升高，内能增大，C符合题意；
D． 体积增大，外界对气体做负功为 ， 体积减小，外界对气体做正功为 ， 体积不变，所以有 ， ，所以可得 外界对气体做功为 ，所以该过程外界对气体做负功，D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】图中涉及等温等压等容变化，根据理想气体状态方程以及热力学第一定律依次求解。
6．（2021·芜湖模拟）无线蓝牙耳机摆脱了线材束缚，可以在一定距离内与手机等设备实现无线连接。为了研究在运动过程中无线连接的最远距离，甲和乙两位同学做了一个有趣的实验。乙佩戴无线蓝牙耳机，甲携带手机检测，乙站在甲正前方 处，二人同时沿同一直线向正前方运动，各自运动的 图像如图所示，结果手机检测到蓝牙耳机能被连接的时间为 。则最远连接距离为（　　）
A． B． C． D．
【答案】B
【知识点】运动学 v-t 图象
【解析】【解答】由图像可知，t=3s时，甲乙速度相同，距离最近，由于耳机与手机正常连通时间为4s，所以耳机与手机正常连通的时间是从1s至5s，当1s时，由图像可知，甲的速度为5m/s，在0-1s内，位移之差为2.5m因t=0乙站在甲正前方处，则t=1s时甲乙之间的距离为s=14m-2.5m=11.5m因此，最远连接距离为11.5m，故B正确，ACD错误。
故选B。
【分析】根据图像和连接时间，分析那一段时间蓝牙连接成功，再结合匀变速直线运动的相关规律分析求解。
7．（2023高三上·大连期末）如图所示，在真空中，两个电荷量相等的负点电荷P、Q固定于光滑绝缘水平面上，O为两电荷连线的中点。将该平面上一带正电小球（视为质点）从a点由静止释放，小球沿两电荷连线的中垂线运动。下列分析正确的是（　　）
A．O点的电场强度和电势均为零
B．小球从a点运动到最远点的过程中，加速度先减小后增大
C．小球从a点运动到最远点的过程中，电势能先增大后减小
D．小球能以O点为中心在电荷连线的中垂线上做往复运动
【答案】D
【知识点】电场强度；电势能；电势
【解析】【解答】A．根据等量负点电荷电场线分布可知中垂线上下电场线方向都指向O点，沿着电场线方向电势降低，可知O点电势最小，无穷远电势为零可得O点电势为负，根据场强的矢量叠加原则可知O点的电场强度为零，A不符合题意；
B．根据等量负点电荷中垂线上场强大小分布情况可知，若a点在最大场强位置靠外，可知小球从a点运动到最远点的过程中，根据对称性可得，场强先增大后减小再增大后再减小，可得此时加速度先增大后减小再增大后再减小；若a点在最大场强位置与O点之间，同理可知小球从a点运动到最远点的过程中，场强先减小后增大，即加速度先减小后增大，B不符合题意；
C．根据前面分析小球从a点运动到O点再运动到最远点过程中，电势先减小后增大，小球带正电，所以可得电势能先减小后增大，C不符合题意；
D．对小球进行受力分析可得开始时速度方向与电场力方向相同做加速运动，到达O点时合力为零，后速度方向与合力方向相反，做减速运动，速度减小到零后再反向加速，根据对称性小球以O点为中心在电荷连线的中垂线上做往复运动，D符合题意。
故答案为：D。
【分析】中垂线上下电场线方向都指向O点，沿着电场线方向电势降低，可知O点电势最小。在中垂线上某位置有个电场强度的最大值，电场力做正功，电势能减小。
二、多选题
8．（2023高三上·大连期末）一列简谐横波沿x轴正方向传播，时刻，波刚传到的质点P处，波形图如图所示，已知质点P连续两次过平衡位置的时间间隔为，质点Q位于处．下列说法正确的是（　　）
A．此列波的传播速度是
B．时质点P运动到Q的位置
C．时质点Q第一次到达波谷位置
D．当质点Q第一次到达波谷位置时，质点P通过的路程为
【答案】A,D
【知识点】横波的图象
【解析】【解答】A．质点P连续两次过平衡位置的时间间隔为 ，则有 ，解得 ，由图像可知波长为 ，则波的传播速度为 ，A符合题意；
B．在波的传播过程中，质点不随波迁移，质点P在平衡位置附近上下振动，不会运动到Q的位置，B不符合题意；
C． 时刻，波传播到P点，传播到Q点的时间为 ， 时，质点Q在平衡位置开始向上振动，振动了 ， 时质点Q第一次到达波峰位置，C不符合题意；
D．当质点Q从开始振动到第一次到达波谷位置，经过的时间为 ，质点P振动的时间为一个周期，通过的路程为 ，D符合题意。
故答案为：AD。
【分析】质点P连续两次过平衡位置的时间间隔为 ，可以求得周期的大小。由图得波长大小，从而得到波速大小。在波的传播过程中，质点不随波迁移。
9．（2023高三上·大连期末）如图所示，质量为m的小球A和质量为2m的物块B用跨过光滑定滑轮的细线连接，物块B放在倾角为的斜面体C上，C置于水平地面上，现用水平外力F将A小球从最低点沿圆弧缓慢拉至细线与竖直方向夹角，该过程物块B和斜面C始终静止不动。则下列说法正确的是（　　）
A．水平外力F逐渐减小
B．物块B和斜面体C之间的摩擦力逐渐增大
C．斜面体C对地面的压力逐渐增大
D．斜面体C对地面的摩擦力逐渐增大
【答案】B,D
【知识点】共点力的平衡
【解析】【解答】A．对A分析有 ， ，解得 ，可知， 增大，F增大，A不符合题意；
B．当A在最低点时，细线的弹力大小等于mg，对B分析，由于B重力沿斜面的分力 ，表明此时刻，B没有运动趋势，斜面对B的摩擦力为0，根据上述有 ，可知， 增大，T增大，则B随后相对斜面有向上运动的趋势，斜面对B有沿斜面向下的摩擦力，且 ，可知， 增大，f增大，B符合题意；
C．对BC整体分析有 ，根据牛顿第三定律有 ，解得 ，可知， 增大，斜面体C对地面的压力逐渐减小，C不符合题意；
D．对BC整体分析有 ，根据牛顿第三定律有 ，解得 ，可知， 增大，斜面体C对地面的摩擦力逐渐增大，D符合题意。
故答案为：BD。
【分析】重力沿斜面分力与拉力大小相等，物块将没有沿斜面运动的趋势。也就没有摩擦力。对BC可以整体分析，不用考虑BC间的相互作用力。
10．（2023高三上·大连期末）如图所示，MN和PQ是电阻不计的平行金属导轨，其间距为L，导轨弯曲部分光滑，平直部分粗糙，固定在水平面上，右端接一个阻值为R的定值电阻，平直部分导轨左边区域有宽度为d、方向竖直向上、磁感应强度大小为B的匀强磁场，质量为m、电阻也为R的金属棒从高为h处由静止释放，到达磁场右边界处恰好停止。已知金属棒与平直部分导轨间的动摩擦因数为μ，金属棒与导轨接触良好，则金属棒穿过磁场区域的过程中，下列说法正确的是（重力加速度为g）（　　）
A．电阻R中的感应电流方向为Q流向N
B．流经金属棒的电荷量为
C．金属棒产生的电热为
D．金属棒运动的时间为
【答案】A,B,D
【知识点】导体切割磁感线时的感应电动势；电磁感应中的电路类问题
【解析】【解答】A．金属棒进入磁场切割磁感线产生感应电流，根据右手定则，可判断电阻R中的感应电流方向为Q流向N，A符合题意；
B．金属棒从高为h处由静止释放，到达磁场右边界处恰好停止，穿过磁场整个过程产生的电荷量 ，B符合题意；
C．根据动能定理则 ，则克服安培力所做的功为 ，电路中产生的焦耳热等于克服安培力做功，所以金属棒产生的焦耳热为 ，C不符合题意；
D．金属棒在下滑过程中，由机械能守恒定律得 ，则得金属棒到达水平面时的速度 ，金属棒在磁场中运动时，取向右为正方向，根据牛顿第二定律得 ，即 ，两边求和得 ，则得 ，解得金属在磁场中的运动时间为 ，D符合题意。
故答案为：ABD。
【分析】属棒进入磁场切割磁感线产生感应电流，根据右手定则，可判断电阻R中的感应电流方向为Q流向N。电路中产生的焦耳热等于克服安培力做功。
三、实验题
11．（2023高三上·大连期末）“探究质量一定时，加速度与力的关系”的实验装置如图甲所示，实验中通过传感器将绳中拉力大小的信息以无线方式传输给数据采集系统，用打点计时器打出的纸带求出小车运动的加速度。
（1）下列说法中正确的是_______。
A．细线必需要与长木板平行
B．不需要平衡摩擦力
C．打点计时器使用直流学生电源供电
D．实验时应先释放小车再接通打点计时器的电源
（2）实验中得到一条打点清晰的纸带如图乙所示，A、B、C、D、E是计数点，相邻两个计数点间都有4个计时点没有标出，已知交流电频率为，则这条纸带记录小车的加速度大小为　 　（结果保留两位有效数字）。
（3）本实验中，砝码和托盘总质量是否需要远小于小车的质量，请说明理由：　 　。
【答案】（1）A
（2）0.63
（3）不需要，因为传感器已经直接测出细绳对小车的拉力
【知识点】探究加速度与力、质量的关系
【解析】【解答】（1） A．为使小车受合力方向与小车运动方向相同，细线必需要与长木板平行，A符合题意；
B．为使细线的拉力等于小车受到的合外力，实验时必需平衡摩擦力，B不符合题意；
C．打点计时器使用交流学生电源供电，C不符合题意；
D．实验时应先接通打点计时器的电源，待打点稳定后再释放小车，纸带会得到充分利用，获得多的数据，D不符合题意。
故答案为：A。
（2）纸带上相邻两个计数点间都有4个计时点没有标出，已知交流电频率为 ，可知纸带上相邻两计数点间的时间间隔为T=5×0.02s=0.1s，由 可记录小车的加速度大小为
（3）本实验中，不需要砝码和托盘总质量远小于小车的质量，因有力传感器直接测得细绳对小车的拉力大小。
【分析】（1）细线必需要与长木板平行，为使细线的拉力等于小车受到的合外力，实验时必需平衡摩擦力。
（2）利用逐差法求解加速度大小。
（3）传感器直接测得细绳对小车的拉力大小，不用重物重力去代替拉力大小。所以不用满足小车质量远大于重物质量。
12．（2023高三上·大连期末）某物理兴趣小组计划用实验室提供的下列器材较准确地测量一节干电池的电动势E和内阻r。
A．电流表：，内阻
B．电压表：，内阻约为
C．滑动变阻器：，额定电流
D．滑动变阻器：，额定电流
E.开关与导线若干
F.待测干电池一节
（1）在上述器材中，为了操作方便且较准确地进行测量，滑动变阻器应选　 　。（填写器材前的字母代号）
（2）实验电路图应选择图中的　 　。（填“甲”或“乙”）
（3）根据实验中电流表和电压表的示数得到如图丙所示的U-I图像，则干电池的电动势E=　 　V，内阻　 　Ω。（结果均保留2位有效数字）
【答案】（1）C
（2）乙
（3）1.5；0.50
【知识点】电池电动势和内阻的测量
【解析】【解答】（1）根据闭合电路欧姆定律，如果选用滑动变阻器R1，则电路的最小电流为 ，可以满足实验要求，如果选用滑动变阻器R2，其阻值太大，使用起来不方便，故答案为：C。
（2）因为电流表的内阻已知，把它连在干路中，看作是电源内阻，在求出电源内阻与电流表阻值之和后，再减去电流表的阻值即可得到电源阻值，这样可以避免系统误差，故答案为：乙图。
（3）由闭合电路欧姆定律可知 ，图线与纵轴的截距为E，则电源的电动势 ，根据图线斜率的绝对值物理意义，知 ，解得
【分析】（1）根据闭合电路欧姆定律，滑动变阻器阻值过大，不便于调节电路电流。
（2）电流表的内阻已知，把它连在干路中，看作是电源内阻。
（3）图线与纵轴的截距为E，电源的电动势为1.5伏。图线斜率的绝对值物理意义等于电源内阻加上电流表电阻。
四、解答题
13．（2023高三上·大连期末）我国运动员闫文港在2022年北京冬奥会获得男子钢架雪车比赛铜牌，实现该项目的历史性突破，图甲为闫文港的比赛画面。已知赛道由起跑区、出发区、滑行区及减速区四个区段组成，图乙中AB为起跑区、BC为出发区，AB赛段水平，BC赛段与水平面夹角。若运动员推着雪车从A点由静止出发，以的加速度匀加速跑到B点时速度大小为，接着快速俯卧到雪车上沿BC下滑。已知运动员到达C点时的速度大小为，赛道BC的长度为，取，，，不计空气阻力，求：
（1）运动员在起跑区的运动时间；
（2）雪车与冰面间的动摩擦因数。
【答案】（1）解：设运动员在起跑区的运动时间为 ，根据
解得
（2）解：设运动员和雪车的总质量为m，摩擦力大小为 ，在出发区的加速度大小为 ，根据
解得
由牛顿第二定律有
解得
【知识点】匀变速直线运动规律的综合运用；牛顿运动定律的综合应用
【解析】【分析】（1）根据匀变速直线运动的速度时间关系求解运动时间。
（2）由速度时间关系求出加速度大小，由牛顿第二定律求解加速度大小。
14．（2023高三上·大连期末）如图所示，在MN左侧有相距为d的两块正对的平行金属板P、Q，板长为，两板带等量异种电荷，上极板带正电。现有一带正电的粒子以初速度沿两板中央射入，并恰好从下极板边缘射出．粒子进入MN右侧后，经过某一矩形有界匀强磁场，磁场方向垂直于纸面（图中未画出），偏转后，恰好从MN上的A点垂直于MN向左水平射出磁场。已知A点在金属板下极板右端的正下方，与下极板距离为d。不计带电粒子重力。求：
（1）粒子从下极板边缘射出时的速度；
（2）粒子从O点运动到A点经历的时间；
（3）矩形有界磁场的最小面积。
【答案】（1）解：粒子在电场中做类平抛运动，水平方向
竖直方向
粒子射出速度
与竖直方向成 角。
（2）解：粒子的运动轨迹如图
带电粒子在极板间运动的时间
根据几何关系
粒子离开电场后，先做匀速直线运动，运动时间
粒子进入磁场，偏转 到达A点，运动时间
总时间
（3）解：根据题意，矩形磁场区域如图所示，由几何关系可得，矩形宽
长为
矩形面积为
，
【知识点】带电粒子在电场中的偏转；带电粒子在有界磁场中的运动
【解析】【分析】（1）粒子在电场中做类平抛运动，速度是矢量，不仅要求出大小，还要求出方向。
（2）画出粒子的运动轨迹，粒子离开电场后，先做匀速直线运动 ， 粒子进入磁场，偏转 到达A点， 即偏转了三分之一个周期。
（3）由几何关系求解矩形磁场区域的长和宽，从而求出最小磁场面积。
15．（2023高三上·大连期末）两等高的长木板M、N放在光滑水平面上，两木板相邻但不粘连，木板N固定在水平面上，右侧固定有半径的光滑半圆轨道，半圆轨道最下端与长木板N的上表面相切，长木板N上放着质量的物块A与质量的物块B，A与B均可视为质点，用一轻质细绳连接，且在A、B间夹一被压缩的轻质弹簧（弹簧与A、B均不拴接），细绳长度小于弹簧原长。烧断细绳后A水平向左、B水平向右运动，之后B冲上半圆轨道，经过轨道的最低点时对轨道的压力大小是；A滑上长度为的木板M。木板N的上表面光滑，物块A和木板M上表面间的动摩擦因数为，木板M的质量，重力加速度g取，求：
（1）最初压缩的轻质钾簧的弹性势能；
（2）A滑离M瞬间的速度大小；
（3）为了使A不滑离M，从A刚滑上M开始，对M施加一个水平向左的拉力F，求拉力F大小的取值范围。
【答案】（1）解：设弹簧恢复到原长时B的速率为 ，则有
解得
设弹簧恢复到原长时A的速率为vA，规定A的运动方向为正方向，则从剪断细绳到弹簧恢复原长的过程中
解得
弹簧储存的弹性势能为
解得
（2）解：设A滑离M板时的速率为 ，木板M速度为v，A在木板M上滑动的过程满足
解得
（3）解：为了使A刚好不从M的左端滑离M，当A滑到M的最左端时，二者的速度刚好相等。A的加速度大小为 ，且有
对M施加的最小拉力为 ，此时对应M向左的加速度大小为 ，则有
解得
为了使A不从M的右端滑离M，当A和M共速后能相对静止一起运动。对A和M整体，最大拉力
解得
故为了使A不滑离M，对M施加的拉力F应满足
【知识点】动量守恒定律；动能定理的综合应用；能量转化和转移的方向性
【解析】【分析】（1） 则从剪断细绳到弹簧恢复原长的过程中 ，AB系统合外力为零，动量守恒。
（2） A滑离M板时 ，相对位移为木板长度，由动量守恒定律以及能量守恒动量求解A滑离M瞬间的速度大小。
（3）为了使A刚好不从M的左端滑离M，当A滑到M的最左端时，二者的速度刚好相等。为了使A不从M的右端滑离M，当A和M共速后能相对静止一起运动 。
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