2022届山东省聊城市第一中学高三（上）期末物理试题含解析

2022届山东省聊城市第一中学高三（上）期末物理试题物理试题

一、单项选择题：本题共8小题，每题3分，共24分。每小题只有一个选项符合要求。

1. 光给世界带来五彩斑斓的景象，也将自然规律蕴含其中．下列有关光学现象的叙述正确的是（　　）

A. 荷叶上的露珠底部显得特别“明亮”是由于水珠将光线汇聚而形成的

B. 照相机镜头前镀增透膜，应用了光的干涉原理

C. 泊松亮斑是光沿直线传播产生的

D. 医学上的内窥镜，其核心部件光导纤维能传输光信号是利用光的偏振

【1题答案】

【答案】B

【解析】

【详解】A．水珠呈“球形”，入射光线进入水珠后，被水珠的后表面反射，再进入空气时，发生“全反射”，所以,水珠看起来特别明亮，故A错误；

B．照相机、摄影机镜头表面涂有增透膜，利用了光的干涉原理，使反射光线进行叠加削弱，从而增加透射光的强度，故B正确；

C．泊松亮斑是光的衍射形成的，故C错误；

D．光导纤维传递光信号是利用了光的全反射原理，故D错误。

故选B

2. 如图所示，一种延时继电器的示意图，铁芯上有两个线圈A和B．线圈A跟电源连接，线圈B两端连在一起构成一个闭合回路。在断开开关S的时候，弹簧K并不会立刻将衔铁D拉起使触头C离开，而是过一小段时间才执行这个动作。下列说法正确的是（　　）

A. 线圈B不闭合，仍会产生延时效应

B. 将衔铁D换成铜片，延时效果更好

C. 保持开关S闭合，线圈B中磁通量为零

D. 断开开关S的瞬间，线圈B中的电流从上往下看为顺时针方向

【2题答案】

【答案】D

【解析】

【详解】A．线圈B不闭合时，当S断开后，在线圈B中不会产生感应电流，铁芯上不会有磁性，则不会产生延时效应，选项A错误；

B．因铜不是磁性材料，则将衔铁D换成铜片，会将失去延时效果，选项B错误；

C．保持开关S闭合，线圈B中磁通量不变，但不为零，选项C错误；

D．断开开关S的瞬间，穿过线圈B的磁通量向下减小，根据楞次定律可知，线圈B中的电流从上往下看为顺时针方向，选项D正确。

故选D。

3. 如图所示，正三棱锥OMNF，三角形MNF的中心为P。现在顶点O处固定+Q的点电荷，则MNF所在平面内（　　）

A. P点的电势最低 B. P点的电场强度最大

C. 检验电荷沿NF移动时，电势能始终不变 D. 检验电荷沿MN移动时，电场力始终不做功

【3题答案】

【答案】B

【解析】

【详解】AB．P点离O点正电荷的距离最近，则P点电势最高，电场强度最大，选项A错误，B正确；

C．从N到F，电势先升高后降低，则检验电荷沿NF移动时，电势能不是始终不变的，选项C错误；

D．因MN不是等势线，则检验电荷沿MN移动时，电场力不是始终不做功，选项D错误。

故选B。

4. 如图甲所示，战国时期开始出现的拨浪鼓现在为一种小型儿童玩具，其简化模型如图乙所示，拨浪鼓边缘上与圆心等高处关于转轴对称的位置固定有长度分别为、的两根不可伸长的细绳，两根细绳另一端分别系着质量不同的小球、，其中。现匀速转动手柄使两小球均在水平面内匀速转动，连接、的细绳与竖直方向的夹角分别为和，下列判断正确的是（　　）

A. 一定有 B. 一定有

C. 一定有 D. 和的大小关系与悬球质量有关

【4题答案】

【答案】A

【解析】

【分析】

【详解】设拨浪鼓半径为，细绳长为，小球在水平面内做匀速圆周运动，设细绳与竖直方向的夹角为，有

解得

可知细绳与竖直方向的夹角与小球的质量无关，根据题述可知两小球做圆周运动的角速度相同，由于，根据公式可判断出。

故选A。

5. 如图所示，光滑水平面上放置质量分别为m和2m的四个木块，其中两个质量为m的木块间用一不可伸长的轻绳相连，木块间的最大静摩擦力是μmg．现用水平拉力F拉其中一个质量为2 m的木块，使四个木块以同一加速度运动，则轻绳对m的最大拉力为(     )

A.  B.

C.  D.

【5题答案】

【答案】B

【解析】

【详解】当绳中拉力最大时，物块要相对滑动，设绳中拉力为T，对右侧的m，根据牛顿第二定律有：，对左侧整体有：，联立解得：，ACD错误B正确．

6. 如图所示，一段长方体形导电材料，左右两端面的边长都为a和b，内有带电量为q的某种自由运动电荷．导电材料置于方向垂直于其前表面向里的匀强磁场中，内部磁感应强度大小为B。当通以从左到右的稳恒电流I时，测得导电材料上、下表面之间的电压为U，且上表面的电势比下表面的低．由此可得该导电材料单位体积内自由运动电荷数及自由运动电荷的正负分别为（　　）

A. ，负 B. ，正

C. ，负 D. ，正

【6题答案】

【答案】C

【解析】

【详解】因为上表面的电势比下表面的低，根据左手定则，知道移动的电荷为负电荷

因为

电流

解得

故选C。

7. 如图甲所示，A、B和P是同一均匀介质中同一直线上的三个点，沿竖直方向振动的横波Ⅰ在介质中沿方向传播，波速为20， P与A相距40，A点振动图像如图乙所示；沿竖直方向振动的横波Ⅱ沿方向传播，P与B相距50 ，B点的振动图像如图丙所示。在时刻，两列波同时分别经过A、B两点，则下列说法正确的是（　　）

A. 两列波能同时到达P点

B. 横波Ⅰ的波长为0.2m，横波Ⅱ的波长为0.25m

C. 稳定后P点的振幅为10，在时，P点的位移为

D. 稳定后P点的振幅为70，在时，P点正通过平衡位置

【7题答案】

【答案】D

【解析】

【详解】A．两列波在同一均匀介质中传播，则传播速度大小相同，所以横波Ⅰ先到达P点，故A错误；

B．由题图乙、丙可知两列波的周期均为T=1s，则波长均为

故B错误；

CD．两列波周期相同，则频率相同，相位差恒为π，将A、B视为横波I、Ⅱ的波源，则P点到两波源的波程差为

所以两列波在P点将发生稳定的干涉，且P是干涉加强点，稳定后振幅为

A=A1+A2=70cm

t=5.0s时，P点正通过平衡位置，故C错误，D正确。

故选D。

8. 一个动能为Ek 的带电粒子，垂直于电力线方向飞入平行板电容器，飞出电容器时动能为2Ek ，如果使这个带电粒子的初速度变为原来的两倍，那么它飞出电容器时的动能变为(    )

A. 8 Ek B. 5 Ek C. 4．25 Ek D. 4 Ek

【8题答案】

【答案】C

【解析】

【详解】试题分析：动能为Ｅk的带电粒子，垂直于电力线方向飞入平行板电容器，飞出电容器时动能为2Ｅk，则电场力做功为W=Ｅk；若使这个带电粒子的初速度变为原来的两倍，动能变为4Ek，则在偏转电场中运动的时间减半，根据y=at2可知偏转距离变为原来的，根据W=Eqy可知电场力做功变为原来的，即动能增量变为原来的，即它飞出电容器时的动能变为4.25Ｅk，故选C.

考点：带电粒子在电场中的偏转.

【名师点睛】此题是关于带电粒子在电场中的偏转问题；关键是知道带电粒子在偏转电场中动能的增量等于电场力做功，而电场力做功等于电场力与偏转的距离的乘积；此题是中等题目，意在考查学生运用物理规律进行逻辑推理的能力.

二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分。每小题有多个选项符合题目要求，全部选对得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。

9. 如图，是一定质量的理想气体，从状态依次经过、和状态后再回到状态的示意图。其中，和为等温过程，和为绝热过程。在该过程中，下列说法正确的是（　　）

A. 过程中，气体对外界做功，内能减少

B. 过程中，气体分子的平均动能减小

C. 过程中，单位时间内碰撞单位面积器壁的分子数增多

D. 过程中，气体从外界吸收热量

【9题答案】

【答案】BCD

【解析】

【详解】AD．A→B过程中，体积增大，气体对外界做功，温度不变，内能不变由热力学第一定律知气体从外界吸收热量，故A错误，D正确；

B．B→C过程中，气体绝热膨胀，气体对外界做功，气体内能减小，温度降低，气体分子的平均动能减小，B正确；

C．C→D过程中，气体等温压缩，体积变小，气体分子密度增大，单位时间内碰撞单位面积器壁的分子数增多，C正确。

故选BCD。

10. 均匀分布在地球赤道平面上的三颗同步通信卫星能够实现除地球南北极等少数地区外的“全球通信”，已知地球半径为R，地球表面的重力加速度为g，同步卫星所在的轨道处的重力加速度为，地球自转周期为T，下面列出的是关于三颗卫星中任意两颗卫星间距离 s的表达式（  ）

A.  B.  C.  D.

【10题答案】

【答案】BC

【解析】

【分析】

【详解】CD．在星球表面物体所受重力近似等于物体和地球的引力

设卫星的轨道半径为r同理可知

得到

而两卫星和轨道圆心构成等腰三角形，顶角为120度可得两卫星间距为

s=

故C正确，D错误；

AB．由

可得

故A错误，B正确。

故选BC。

11. 如图所示，在水平桌面上放有一正三角形线框abc，线框由粗细相同的同种材料制成，边长为L，线框处在与桌面成60°斜向下的匀强磁场中，磁感应强度大小为B，ac边与磁场垂直，a、c两点接到直流电源上，流过ac边的电流为I，线框静止在桌面上，线框质量为m，重力加速度为g，则（　　）

A. 线框受到的摩擦力大小为 B. 线框受到的摩擦力大小为

C. 线框对桌面的压力大小为 D. 线框对桌面的压力大小为

【11题答案】

【答案】BD

【解析】

【详解】A B．线框静止在桌面上，线框受到的摩擦力是静摩擦力，与安培力水平方向的分力的合力平衡，磁感应强度垂直于桌面的分量

导线ac与导线abc并联，且导线abc的电阻是导线ac电阻的两倍，故通过abc的电流是通过导线ac电流的一半，即，线框所受安培力的合力为

A错误，B正确；

C D．磁感应强度平行于桌面的分量

安培力在竖直方向上的合力

受力分析得

故线框对桌面的压力大小为，C错误，D正确。

故选D。

12. 如图所示，从斜面上的、、三点水平抛出三个相同的小球，三个小球均落在斜面上的点，已知，则从、、抛出的小球，下列说法正确的是（　　）

A. 从抛出的球落到点时速度与水平方向的夹角最大

B. 三球下落过程的动量变化量之比

C. 小球离斜面的最大距离之比为

D. 三球到达点前重力的瞬时功率之比为

【12题答案】

【答案】BC

【解析】

【详解】A．小球离开斜面后做平抛运动，速度偏转角正切是位移偏转角正切的2倍，由于三个小球均落在斜面上，位移偏转角均等于斜面倾角，因此落在斜面上时的速度偏转角相等，故A错误；

BC．由于

三小球从抛出到落在d点时的位移之比为

则空中运动时间之比

初速度大小之比为

将初速度进行分解可得，垂直于斜面方向的速度为

垂直于斜面方向的加速度为

由于垂直于斜面小球做匀减速直线运动，则有

所以小球离斜面的最大距离为

故小球离斜面的最大距离之比为9：4：1；动量变化量为

故BC正确；

D．根据功率公式可得

由于落在d点前瞬间的速度大小之比为

三球到达d点前重力的瞬时功率之比为

故D错误。

故选BC。

三、非选择题：本题共6小题，共60分。

13. 为了探究质量一定时加速度与力的关系，一位小朋友设计了如图所示的实验装置。其中m1为带滑轮的小车的质量，m2为砂和砂桶的质量滑轮光滑且质量不计。力的传感器m3固定在墙上，位移传感器m4固定在长木板上，实验时它们的信息随时能送达计算机记录处理。

(1)实验时，一定要进行的操作或保证的条件是__________________。

A．用天平测出砂和砂桶的质量

B.将带滑轮的长木板右端垫高，以平衡摩擦力

C.改变砂和砂桶的质量，多做几次实验

D.为减小误差，实验中一定要保证砂和砂桶的质量远小于小车的质量

E.为减小误差，实验中一定要保证两个传感器的质量m3、 m4很小

(2)以力传感器示数F为横坐标，以加速度传感器示数a为纵坐标，计算机画出的a图像是一条直线，由图像得到的斜率为k，已知当地重力加速度为g，则小车的质量为_________，这个图像的纵坐标的极限an=________。

【13题答案】

【答案】    ①. BC    ②.     ③.

【解析】

【详解】（1）[1]AD．本题拉力可以由弹簧测力计测出，不需要用天平测出砂和砂桶的质量，也就不需要使小桶（包括砂）的质量远小于车的总质量，故AD错误；

B．该题是弹簧测力计测出拉力，从而表示小车受到的合外力，将带滑轮的长木板右端垫高，以平衡摩擦力，故B正确；

C．改变砂和砂桶质量，即改变拉力的大小，打出几条纸带，研究加速度随F变化关系，故C正确；

E．实验与两个传感器的质量m3、 m4无关，故E错误。

故选BC。

（2）[2] 由牛顿第二定律得

a−F图象的斜率

则小车的质量

[3]以砂和砂桶为对象，根据牛顿第二定律得

以小车为对象，根据牛顿第二定律得

小车的加速度与砂桶加速度的关系

综上所得

当砂和砂桶的质量m2远大于小车的质量m1时，这个图像的纵坐标的极限

14. 某学生实验小组利用图（a）所示电路，测量多用电表内电池的电动势和电阻“×1k”挡内部电路的总电阻．使用的器材有：

多用电表；

电压表：量程5V，内阻十几千欧;

滑动变阻器：最大阻值5kΩ

导线若干．

回答下列问题:

（1）将多用电表挡位调到电阻“×1k”挡，再将红表笔和黑表笔   ，调零点．

（2）将图((a)中多用电表的红表笔和    （填“1”或“2”）端相连，黑表笔连接另一端．

（3）将滑动变阻器的滑片调到适当位置，使多用电表的示数如图（b）所示，这时电压表的示数如图（c）所示．多用电表和电压表的读数分别为   kΩ和    V．

（4）调节滑动变阻器的滑片，使其接入电路的阻值为零．此时多用电表和电压表的读数分别为12.0kΩ和4.00 V．从测量数据可知，电压表的内阻为____ kΩ．

（5）多用电表电阻挡内部电路可等效为由一个无内阻的电池、一个理想电流表和一个电阻串联而成的电路，如图(d)所示．根据前面的实验数据计算可得，此多用电表内电池的电动势为___ V，电阻“×1k”挡内部电路的总电阻为___ kΩ．

【14题答案】

【答案】（1）短接 （2）1  （3）15.0  3.60  （4）12.0  （5）9.00  15.0

【解析】

【详解】试题分析：（1）欧姆表使用前一定要欧姆调零，即红黑表笔短接后，调节调零旋钮，是电流表满偏；

（2）红正黑负，电流从红表笔流入电表，从黑表笔流出电表；电流从电压表正接线柱流入，故红表笔接触1，黑表笔接2；

（3）欧姆表读数=倍率×表盘读数=1K×15．0Ω=15．0kΩ；电压表读数为3．60V；

（4）由于滑动变阻器被短路，故欧姆表读数即为电压表阻值，为12．0KΩ；

（5）欧姆表中值电阻等于内电阻，故欧姆表1K档位的内电阻为15．0KΩ；

根据闭合电路欧姆定律，电动势为；

考点：测定电源电动势和内阻实验

【名师点睛】本题关键是明确实验原理，会使用欧姆表和电压表测量电阻和电压，同时能结合闭合电路欧姆定律灵活地列式分析．

15. 某透明液体液面下方0.6m深处有一点光源S，液面被S发出的光照亮的圆形区域半径为0.8m。求

(1)该液体的折射率n；

(2)在点光源S正上方从空中观察到S的深度h。

【15题答案】

【答案】(1)；(2) 0.48m

【解析】

【分析】

【详解】(1)在液面上恰好发生全反射的光线的临界角为C，则

则

可得

(2)在点光源S正上方从空中观察到S的深度

16. 导体棒AB受一冲量作用后以初速度沿水平面内的导轨运动，经一段时间后而停止，如图所示。已知AB的质量，定值电阻，导轨宽，导轨和导体棒电阻不计，磁感应强度，棒和导轨间的动摩擦因数，测得整个过程中通过导线的电量。求：

（1）整个过程中产生的电热；

（2）导体棒AB的运动时间。

【16题答案】

【答案】（1）；（2）

【解析】

【详解】（1）设导体棒AB通过的总位移为，某时刻导体棒的速度为，取一极短的时间，则可认为在时间内导体棒做匀速运动，即

由电流的定义式

整个过程中通过导线的电量

导体棒AB的速度为时产生的感应电动势

电流强度

解得

由能量关系得产生的电热

可得

（2）根据动量定理有

整理可得

解得

17. 如图所示，矩形区域内有垂直于纸面向外的匀强磁场，磁感应强度的大小为，矩形区域长为，宽为。在边中点处有一放射源，某时刻，放射源沿纸面向磁场中各方向均匀地辐射出速率均为的某种带正电粒子。现在已知带电粒子的质量，所带电荷量为（不计粒子重力）。

（1）求带电粒子在磁场中做圆周运动的半径为多大；

（2）求从边界射出的粒子，在磁场中运动的最短时间为多少；

（3）若放射源向磁场内共辐射出了个粒子，求从、和边界射出的粒子各有多少个。

【17题答案】

【答案】（1）；（2）；（3）个，个，个

【解析】

【详解】（1）根据牛顿第二定律可得

解得

（2）因为所有粒子的轨迹半径相同，所以弦最短的圆弧对应的时间最短，作，弦最短，如图甲所示

根据几何知识可知，弦所对圆心角

粒子在磁场中运动的周期为

所以粒子在磁场中运动的最短时间为

（3）首先要判断从点向哪些方向射入磁场的粒子将会从、和边界射出。从前面的分析可知，速度方向与的夹角在到范围内发出的粒子能从边射出，故从边射出的粒子有个。如图乙为两个边界，当速度方向满足一定条件时，粒子将从点射出磁场。

因为，且，所以

此时射入磁场的粒子速度方向与的夹角为，所以从边射出的粒子有个，从边射出的粒子有个。

18. 如图所示，在水平直轨道上静止放置平板车A和长木板B，两者上表面齐平，可视为质点的物块C以初速度从A的左端开始向右运动，当C和A的速度相等时，A和B恰好发生了第一次碰撞，B运动一段距离后停止并锁定。已知A、B、C的质量分别为、、，A的长度，B的长度，不计A与轨道间的摩擦，B与轨道间的动摩擦因数为，C与A、B上表面间的动摩擦因数均为，每次碰撞时间极短，均为弹性碰撞，重力加速度为，忽略空气阻力。求：

（1）A和C第一次速度相等时的速度大小；

（2）第一次碰撞前A运动的距离和第一次碰撞后A的速度大小；

（3）A和C第二次共速时，A、B之间的距离；

（4）C在B上滑行的距离。

【18题答案】

【答案】（1）；（2），；（3）；（4）

【解析】

【详解】解：（1）对A、C，根据动量守恒定律

解得

（2）设第一次碰撞前A运动的距离为,由动能定理得

可得

设A、B第一次碰撞后的速度分别为、，根据动量守恒定律和机械能守恒定律有

联立得

则第一次碰后，A速度大小为，方向反向。

（3）A、C第二次共速过程中动量守恒，则

解得

C第二次共速过程用时

此过程中A的位移

B滑行的时间

B滑行的距离

故A、B间的距离为

（4）A、C第一次共速过程中，由能量守恒得

解得

A、C第二次共速过程中，由能量守恒得

解得

则

故C与A第二次共速时，C恰好到达A的右端。C与A第二次共速后一起以做匀速运动直至碰到B，C在B的上表面做匀减速运动，设一直减速到速度为零，有

解得

故C在B上滑行的距离等于B的板长，即

‍