2021-2022学年安徽省宣城市高三（上）期末物理试卷（含答案解析）

2021-2022学年安徽省宣城市高三（上）期末物理试卷

1.     下列说法正确的是(    )

A. 一群处于能级的氢原子向低能级跃迁时最多能辐射出6种不同频率的电磁波
B. 某放射性原子核经过2次衰变和2次衰变，核内中子数减少了5个
C. 结合能越大，原子核中的核子结合得越牢固，原子核越稳定
D. 疫情期间用来测体温的额温枪通过测量人体辐射的紫外线来获得温度值

2.     某铅球运动员前后两次以不同的速度将同一个铅球从同一高度沿水平方向推出，并落在同一水平面上，不计空气阻力，则铅球在前后两次运动过程中(    )

A. 动能变化量不同 B. 动量变化量不同 C. 运动的时间不同 D. 速度的偏转角不同

3.     “天问一号”探测器于2020年7月23日成功发射，由长征五号运载火箭直接送入地火转移轨道，成为一颗人造行星，与地球、火星共同绕太阳公转，并逐渐远离地球，飞向火星，其运动轨道如图所示。若地球到太阳的平均距离为天文单位，火星到太阳的平均距离为，则“天问一号”在地火转移椭圆轨道上运动的周期约为(    )

A. 年
B. 年
C. 年
D. 年

4.     如图，倾角为的光滑斜面固定在水平面上，另有A、B两物体叠放在一起放置在斜面顶端，且B的上表面水平，A、B一起从斜面顶端由静止开始下滑，直到斜面底端，在此过程中，下列说法正确的是(    )

A. 运动中物块B对A的摩擦力方向水平向右 B. 运动中物块B对A的弹力等于A的重力
C. 运动中物块B对A的作用力不做功 D. 运动中斜面对A、B系统的冲量为零

5.     一个凹形圆弧轨道ABC竖直固定放置，A、C两点连线水平，B为轨道的最低点，且B到AC连线的距离为h。质量为m的滑块从A点以初速度沿轨道的切线方向进入轨道，运动到B点时的速度大小。已知物体与轨道的动摩擦因数处处相同，重力加速度为g，下列说法正确的是(    )

A. 从A到B，滑块所受的合外力的方向始终指向圆心
B. 在B点，滑块处于失重状态
C. 滑块一定会从C点滑出轨道
D. 滑块一定不会从C点滑出轨道

6.     如图所示，真空中有两个等量的异种点电荷分别固定在M、N两点，O是两点电荷连线的中点，过M点作连线的垂线，以M点为圆心的圆交MN的连线于A、C，交MN的垂线于B、D，且，以下说法不正确的是(    )

A. B点与D点的电场强度相等
B. 把一试探电荷从A点沿圆弧移动到B点，电场力始终不做功
C. A点电势低于C点电势
D. 一带负电的试探电荷在O点的电势能小于在A点的电势能
 

7.     在如图所示的电路中，变压器为理想变压器电压表、电流表均为理想电表，给电路输入端通以正弦交流电，a、b、c三个灯泡均正常发光。灯泡a上标有“9V3W”字样，a、c两个灯泡完全相同，变压器原、副线圈的匝数之比为3：1，则(    )

A. 电流表的示数为 B. 灯泡b的额定功率为9W
C. 电压表的示数为27V D. 电路输入端的输入电压为36V

8.     光滑平行不计内阻的U形导轨相距为L，倾角为，一阻值为R、长为L、质量为m的导体棒在距导轨底端L处。空间内存在方向竖直向上的变化磁场，大小满足，现在导体棒上加一沿斜面向上的力，使导体棒始终保持静止，则(    )

A. t时刻的穿过导轨与导体棒回路的磁通量
B. 时间内通过导体横截面的电量
C. t时刻的的外力
D. t时刻导体棒L上电动势的大小为

9.     物理学中有一些经典实验，通过巧妙的设计，使用简陋的器材揭示了深刻的物理本质。伽利略的斜面实验揭示了匀变速直线运动规律。某同学用现代实验器材改进伽利略的经典斜面实验。如图甲所示，他让一小球从固定斜面顶端O处静止释放，小球经过A处到达斜面底端B处，通过A、B两处安装传感器测出。A、B间的距离x及小球在AB段运动的时间t。改变A点及A处传感器的位置，重复多次实验，计算机作出图像如图乙所示。
   
   小球运动到斜面底端时速度大小为______；
   小球在斜面上运动的加速度大小为______；
   小球在斜面上运动的平均速度______。
10. 在一次实验技能比赛中，要求精确测量电阻的阻值，有下列器材供选用：
    A.待测电阻约
    B.电压表内阻约
    C.电流表内阻约
    D.电流表内阻约
    E.滑动变阻器额定电流
    F.滑动变阻器额定电流
    G.直流电源内阻约
    H.开关、导线若干
    甲同学根据以上器材设计成用伏安法测量电阻的电路，并能满足两端电压能从0开始变化进行多次测量，则电流表应选择______填“”或“”；滑动变阻器应选择______填“”或“”；并请在虚线框中帮甲同学完成实验原理电路图。
    
    乙同学经过反复思考，利用所给器材设计出了如图所示的测量电路，具体操作如下：
    ①如图所示，连接好实验电路，闭合开关前调节滑动变阻器、的滑片至适当位置；
    
    ②闭合开关，断开开关，调节滑动变阻器、的滑片，使电流表的示数恰好为电流表的示数的一半；
    ③闭合开关并保持滑动变阻器的滑片位置不变，读出电压表V和电流表V的示数，分别记为U、I；
    ④待测电阻的阻值______用题中所给字母表示
    比较两同学测量电阻的方法，你认为哪个同学方法更有利于减小系统误差？
    答：______填“甲”或“乙”同学。
11. 图所示，在xOy直角坐标系中，第一象限存在沿y轴负方向的匀强电场，电场强度为E；第二象限某区域存在方向垂直xOy平面向外，面积最小的半圆形匀强磁场图中未画出，磁感应强度大小为B；一重力不计的带正电粒子，沿与x轴正方向成角的方向，以速度从点垂直射入磁场，接着恰好以垂直y轴的速度从y轴上的N点图中未画出穿出磁场进入电场区域，最终带电粒子从x轴上P点射出电场区域。求：
    该粒子的比荷；
    第二象限半圆形磁场区域的面积；
    该粒子从M点运动到P点的总时间。

12. 如图所示，倾角为的斜面体固定在水平地面上，其左端高度，一薄木板B置于斜面顶端，恰好能静止，下端连接一根自然长度的轻弹簧，木板B总质量，总长度。有一个质量为的小物块A以沿斜面向下大小为的速度滑上木板B，A、B之间的动摩擦因数，木板B下滑到斜面底端碰到挡板后立刻停下，物块A最后恰好没有脱离弹簧，且弹簧一直处于弹性限度内，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取重力加速度，不计空气阻力。求：
    斜面体与木板B的动摩擦因数；
    木板B与挡板碰撞前的瞬间的速度大小；
    弹簧被压缩到最短时的弹性势能。

13. 下列说法中正确的是(    )

A. 高原地区水的沸点较低，这是高原地区温度较低的缘故
B. 空调制冷说明热量可以自发地由低温物体传递给高温物体
C. 自然界一切进行的涉及热现象的宏观过程都具有方向性，都是不可逆的
D. 液体中悬浮微粒的布朗运动是液体分子对它的撞击作用不平衡所引起的
E. 两个分子的间距从极近逐渐增大到的过程中，它们的分子势能先减小后增大

14. 如图所示，一端封闭、一端开口且粗细均匀的直角细玻璃管，在直角处用一段水银柱封闭了一定质量的空气，开始时，封闭端处于竖直状态，直角处水银柱的竖直部分与水平部分长度均为。开口端空气柱的长度。保持温度不变。以玻璃管的封闭端为转轴。将玻璃管在竖直平面内沿顺时针方向缓慢转。管内水根柱恰好到达开口端。已知大气压强为。封闭端空气柱的初始温度。求：
    封闭端空气柱的长度；
    若保持封闭端处于竖直状态，加热封闭端空气，当管内水根柱恰好到达开口端时，此时管内空气柱的温度结果保留一位小数。
15. A、B两点为x轴上的两个振源，A点为坐标原点，B点为坐标轴上处的点。时刻A、B连线之间的波形图如图所示，已知振源A、B的振幅均为10cm，振动周期T均为，则下列说法中正确的是(    )

A. A、B两振源形成的两列波的传播方向相同
B. A、B两振源形成的两列波的传播速度均为
C. 时刻，处的质点向下振动
D. 时，处的质点开始向上振动
E. 在的时间内，处的质点运动的路程等于20cm

16. 频率不同的两束单色光1和2以相同的入射角从同一点射入厚度为d的矩形玻璃砖上，单色光1、2在玻璃砖中折射角分别为和，光路如图所示不计多次反射。已知两束单色光在空气中的传播速度均为c。求：
    单色光1在玻璃砖中的传播速度；
    单色光1与2在玻璃砖中运动的时间之比。

答案和解析

1.【答案】A 

【解析】解：A、据，可知一群处于能级激发态的氢原子向低能级跃迁时能辐射出6种不同频率的光，故A正确；
B、每发生一次衰变，中子数减少2个，每发生一次衰变，中子数少一个，所以经过2次衰变和2次衰变，核内中子数减少6个，故B错误；
C、比结合能越大，将核子分解需要的能量越大，原子核中的核子结合得越牢固，原子核越稳定，故C错误；
D、额温枪测体温是因为温度不同的人体辐射的红外线强弱不同，故D错误；
故选：A。
根据数学组合，即可确定辐射种类；半衰期是个统计规律；比结合能的大小反映原子核的稳定程度；额温枪测体温根据人体辐射的红外线强弱不同。
本题考查的知识点较多，难度不大，要在平时学习中多积累，掌握玻尔理论的应用，及理解半衰期适用条件是关键。
 

2.【答案】D 

【解析】解：A、重力做的功相同，由动能定理知，动能的变化量相同，故A错误；
BC、铅球竖直方向做自由落体运动，根据得运动时间，则可知运动时间相同，重力的冲量等于动量的变化量，根据可知动量的变化量相同，故BC错误；
D、速度偏转角的正切值，因初速度不同，则速度的偏转角不同，故D正确。
故选：D。
铅球水平抛出，根据平抛运动规律竖直方向的自由落体运动规律可确定下落时间，从而确定动量的变化；再根据运动的合成和分解规律确定偏转角；再根据动能定理确定动能的变化。
本题考查动量定理、动能定理在平抛运动中的应用，要注意明确平抛运动的处理方法，掌握运动的合成和分解规律的应用。
 

3.【答案】B 

【解析】解：“天问一号”做椭圆运动的半长轴为
根据开普勒第三定律，可得，地球公转周期为年
解得年，故B正确，ACD错误。
故选：B。
根据几何关系确定“天问一号”转动时的半长轴，从而根据开普勒定律列式确定其在地火转移椭圆轨道上运行的周期。
本题考查开普勒定律的应用，要注意明确对于同一中心天体的星球，其半长轴的立方与周期平方的比值均为定值。
 

4.【答案】C 

【解析】解：A、因为AB一起沿斜面加速下滑，则加速度有水平向左的分量，则运动中物块B对A的摩擦力方向水平向左，故A错误；
B、AB一起沿斜面加速下滑，则加速度有竖直向下的分量，则由
可知运动中物块B对A的弹力小于A的重力，故B错误；
C、因AB一起下滑的加速度为，可知，B对A的作用力与位移垂直，则运动中物块B对A的作用力不做功，故C正确；
D、运动中斜面对A、B系统的作用力不为零，根据可知，冲量不为零，故D错误。
故选：C。
根据加速度的水平分量的方向分析摩擦力的方向；
根据加速度的竖直分量分析出B对A的弹力和A的重力的大小关系；
根据B对A的作用力和位移的关系分析出B对A的作用力是否做功；
根据冲量的计算公式完成分析。
本题主要考查了动量定理，在分析过程中涉及到了牛顿第二定律以及功的计算公式，虽然考查的知识点较多，但整体难度不大。
 

5.【答案】C 

【解析】解：A、滑块从A到B，速度的大小发生变化，则滑块不是做匀速圆周运动，则滑块的合外力不指向圆心，故A错误；
B、在B点，滑块的加速度方向竖直向上，处于超重状态，故B错误；
CD、滑块从A到B，设摩檫力做功为W，根据动能定理得
解得
滑块从B到C，设摩檫力做功为，由于BC段的平均速度小于AB段的平均速度，则滑块在BC段对轨道的压力小于在AB段对轨道的压力，所以滑块在BC段受到的摩擦力小于在AB段受到的摩擦力，则，在BC段根据动能定理
可得
则滑块一定会从C点滑出，故C正确，D错误。
故选：C。
滑块从A向B做加速圆周运动，根据滑块在B点的加速度方向判断出处于超重状态，根据滑块与轨道间的相互作用力，判断出摩擦力的大小关系，利用动能动能定理判断即可。
本题主要考查了动能定理，明确滑块在轨道上的运动，抓住摩擦力的变化，判断出摩擦力做功关系即可。
 

6.【答案】ABD 

【解析】解：A、根据等量异种电荷电场线分布的规律可知，BD两点电场强度大小相同，方向不同，故电场强度不同。故A错误；
B、根据等量异种电荷等势面分布的规律可知，AB不在同一等势面上，故试探电荷从A点沿圆弧移动到B点，电场力做功。故B错误；
C、根据等量异种电荷电场线分布的规律可知，A点电势低于C点电势，故C正确；
D、两电荷连线上的电场强度大小关于O点对称，过O点垂直于两个电荷的连线的直线是一条等势线。与无穷远处的电势是相同的，要小于于A点的电势，所以负电荷在A点的电势能小于在O点的电势能。故D错误。
本题选错误的，故选：ABD。
本题考查了等量异种电荷周围电场分布情况：在如图所示的电场中，等量异种电荷连线上的电场方向是相同的，由指向；两电荷连线上的电场强度大小关于O点对称，过a点垂直于两个电荷的连线的直线是一条等势线。
解决本题的关键知道等量异种电荷周围的电场线分布，知道两电荷连线的中垂线是等势线。
 

7.【答案】CD 

【解析】解：A、灯泡a上标有“9V3W”字样，a、c两个灯泡完全相同，则正常发光的电流为
则变压器的原线圈的电流为
根据理想变压器的电流比等于匝数的反比，有
根据并联分流原理，可得电流表的示数为，故A错误；
B、灯泡b的额定功率为，故B错误；
C，电压表的示数为，故C正确；
D，电路输入端的输入电压为，故D正确；
故选：CD。
根据灯泡的规则得出灯泡正常发光时的电流，结合变压器原副线圈两端的匝数比得出电流和电压之比；
根据电路的特点计算出电路输入端的电压和电压表的示数。
本题主要考查了变压器的构造和原理，根据功率的公式计算出电流，结合原副线圈的电流、电压之比完成分析即可，整体难度不大。
 

8.【答案】BC 

【解析】解：磁感线竖直向上，根据磁通量的定义可知，t时刻穿过导轨与导体棒回路的磁通量为
，故A错误；
时间内产生的电动势恒定，为

则时间内通过导体横截面的电量为，故B正确，D错误；
C.导体棒始终保持静止，则受力平衡，

有
解得，故C正确；
故选：BC。
根据磁通量的定义式，求磁通量；根据求电荷量，根据求电动势；由导体棒平衡方程求外力。
本题的关键是明确金属棒的受力情况，列平衡方程求解，要知道安培力方向总与磁场方向垂直，要注意安培力的方向。
 

9.【答案】   

【解析】解：由匀变速运动规律有，

可得
由图乙知，小球运动到斜面底端时速度大小为
，斜率可得小球在斜面上运动的加速度大小为
小球在斜面上运动的平均速度为。
故答案为：
根据匀变速直线运动公式，推导横纵坐标关系式，对比图乙的纵轴截距及斜率可分析求解。
本题考查匀变速直线运动与图像结合问题，考查知识点针对性强，难度适中，考查了学生掌握知识与应用知识的能力。
 

10.【答案】乙 

【解析】解：通过待测电阻的最大电流约为：，电流表应选择；
实验要求电压从零开始变化，则滑动变阻器应采用分压接法，为方便实验操作，应选择最大阻值较小的滑动变阻器；
待测电阻阻值约为，电流表内阻约为，电压表内阻约为，相对于来说待测电阻阻值远大于电流表内阻，
电流表应采用内接法，实验电路图如图所示：

由实验步骤②可知，通过与的电流相等，它们并联，
则两支路电阻相等，由实验步骤③可知，电压表测待测电阻两端电压，
由于两并联支路电阻相等，则通过它们的电流相等，由实验步骤可知，
通过待测电阻的电流等于电流表的示数I，则待测电阻阻值：；
由两种实验方案与实验步骤可知，由于电表内阻的影响甲的测量值存在误差，
由于实验电路与实验步骤的巧妙设计，乙的方案化解了电表内阻影响，测量值与真实值相等，
乙的方案可以消除系统误差。
故答案为：；；电路图如图所示；④；乙。
根据通过待测电阻的最大电流选择电流表，根据题意确定滑动变阻器的接法，为方便实验操作选择最大阻值较小的滑动变阻器，根据待测电阻与电表内阻的关系确定电流表接法，然后作出电路图。
根据实验步骤应用欧姆定律求出电阻阻值。
根据实验步骤与实验原理分析实验误差，然后作出解答。
本题考查了实验器材选择、实验电路设计、实验数据处理、实验方案分析，要掌握实验器材的选择原则，认真审题、理解题意与实验步骤、知道实验原理是解题的关键。
 

11.【答案】解：由几何关系得：
由洛伦兹力提供向心力得：
联立得到：
设MN之间距离为L
所以：
则最小的半圆是以MN为直径的，所以最小面积
设ON之间的距离为h，则
从N到P粒子做类平抛运动，设时间为，则有：
那么得时间
在第二象限运动时间为，
则
所以总时间
答：该粒子的比荷为；
第二象限半圆形磁场区域的面积为；
该粒子从M点运动到P点的总时间为。 

【解析】画出符合题设条件的粒子的运动轨迹，由几何关系求出粒子的轨迹半径，由洛伦兹力提供向心力求出粒子的比荷；
根据几何关系可得最小磁场半圆的半径，由面积公式求出最小磁场半圆的面积；
根据几何关系求解粒子在圆形磁场中运动的轨迹对应的圆心角，以及粒子在电场外运动的竖直位移，根据匀速直线运动的规律求解时间。
本题是带电粒子先在磁场中做匀速圆周运动后进入电场做类平抛运动的综合，靓点为要先确定最小的半圆磁场，必须从粒子的始末两点及方向出发，从而确定最小磁场半圆，求出粒子的轨迹半径。再根据匀速圆周运动规律和类平抛规律解决其他问题。
 

12.【答案】解：木板恰静止在斜面上，木板在斜面方向上受力平衡，根据平衡条件可得：

故斜面体与木板B的动摩擦因数为：；
物块A在木板上滑行过程中，
对A根据牛顿第二定律有：
代入数据得，方向沿斜面向上
以木板B为对象，根据牛顿第二定律可得：
代入数据得，方向沿斜面向下；
假设A与木板达到时A还没有压缩弹簧且木板还没有到达底端，有
此过程中A的位移
B的位移
联立解得：，，，
故A在B上滑行的距离为，说明以上假设成立
共速后，由于，A与木板B匀速下滑，直到木板与底端挡板碰撞。
木板B与挡板碰前的速度为；
木板与挡板碰后停下，此后A做匀减速，设接触弹簧时A的速度为，有：

设弹簧最大压缩量为，A从开始压缩弹簧到刚好回到原长过程有：
A从开始压缩弹簧到弹簧最短过程有：
联立解得：
故弹簧被压缩到最短时的弹性势能为。
答：斜面体与木板B的动摩擦因数为；
木板B与挡板碰撞前的瞬间的速度大小为；
弹簧被压缩到最短时的弹性势能为。 

【解析】木板恰静止在斜面上，木板在斜面方向上受力平衡，根据平衡条件列方程求解；
物块A在木板上滑行过程中，根据牛顿第二定求解小物块A和木板B的加速度大小，分析二者的运动情况，根据运动学公式进行解答；
小物块A从开始压缩弹簧到刚好回到原长过程中，根据功能关系列方程；A从开始压缩弹簧到弹簧最短过程，再根据功能关系列方程，由此解答。
本题主要是考查功能关系和牛顿第二定律的综合应用，对于涉及功的计算、能量计算问题，关键是弄清楚物体的受力情况、运动情况、能量的转化情况等，根据牛顿第二定律、运动学公式以及功能关系进行解答。
 

13.【答案】CDE 

【解析】解：高原地区水的沸点较低，这是高原地区大气压强较低的缘故，故A错误；
B.空调制冷过程中消耗了电能，说明热量不可以自发地由低温物体传递给高温物体，故B错误；
C.根据热力学第二定律，可知自然界一切进行的涉及热现象的宏观过程都具有方向性，都是不可逆的，故C正确；
D.液体中悬浮微粒的布朗运动是液体分子对它的撞击作用不平衡所引起的，微粒越小，布朗运动越明显，故D正确；
E.两个分子的间距从极近逐渐增大到的过程中，分子力表现为斥力，分子力做正功，它们的分子势能减小，从到的过程中，分子力表现为引力，分子力做负功，分子势能增大，故E正确。
故选：CDE。
大气压强较低，沸点越低；根据热力学第二定律判断；根据布朗运动形成的原因判断；根据分子力做功与分子势能变化的关系判断。
本题考查了沸点、热力学第二定律、布朗运动、分子势能等热学基础知识，要求学生对这部分知识要重视课本，强化理解并记忆。
 

14.【答案】解：设细玻璃管的横截面积为S，开始时管内封闭端气体压强为
旋转后封闭端气体压强为；
由玻意耳定律有
 
代入数据解得
开始时封闭端气体温度；
加热后气体的温度为；
由理想气体状态方程得
 
代入数据解得
答：封闭端空气柱的长度为33cm；
此时管内空气柱的温度t为。 

【解析】先确定开始时管内封闭端气体压强以及旋转后封闭端气体压强，再根据玻意耳定律求封闭端空气柱的长度L；
根据理想气体状态方程求管内空气柱的温度t。
本题的关键要明确气体的状态参量，搞清状态变化过程，再应用理想气体状态方程即可解题。
 

15.【答案】BCE 

【解析】解：根据两列波在时刻波形图可知，振源为A的波沿x轴正向传播，振源为B的波沿x轴负向传播，故A错误；
B.由波形图可读出波长为，则两列波的传播速度为
故B正确；
C.振源为B的波沿x轴负向传播，根据同侧法可知时刻，处的质点向下振动，故C正确；
D.，波形传播的距离为
则两列波刚好传播到处，而振源为A的波向上起振，振源为B的波向下起振，则处的质点不振动，故D错误；
E.时间为
则处的质点运动的路程等于
故E正确；
故选：BCE。
根据A波的传播方向，结合波动规律，确定波的传播方向；由图得到周期，即可根据波速求得波长；根据两波源振动，由质点到两波源的距离差求得质点振动加强或减弱；根据波速求得波的传播时间，从而求得质点振动时间，即可求得质点位移及路程大小。
解决该题需要明确知道机械波在同种均匀介质中是匀速传播的，熟记波速与周期、波长的关系式，掌握振动加强和振动减弱的判断方法。
 

16.【答案】解：设单色光1、2在玻璃砖中的传播速度分别为、。
已知单色光1、2在玻璃砖中折射角分别为，，由折射率的定义式和公式相结合可得
 
代入数据解得：
即单色光1、2在玻璃砖中的传播速度分别为和。
由几何关系可得单色光1、2在玻璃砖中的路程分别为
解得单色光1与2在玻璃砖中运动的时间之比为
答：单色光1在玻璃砖中的传播速度为。
单色光1与2在玻璃砖中运动的时间之比为：3。 

【解析】已知单色光1、2的入射角和在玻璃砖中折射角，根据折射率的定义式和公式相结合求出单色光1、2在玻璃砖中的传播速度。
由几何关系分别求出单色光1、2在玻璃砖中的路程，由公式求解单色光1与2在玻璃砖中运动的时间之比。
解决本题的关键要掌握折射率公式和光速公式，要知道折射率与入射角、折射角和光在介质中速度的关系，并能熟练运用。