2021-2022学年四川省泸州市泸县高三（上）期末物理试卷

2021-2022学年四川省泸州市泸县高三（上）期末物理试卷

1. 下列说法正确的是

A. 射线是原子核外电子挣脱原子核束缚后形成的
B. 汤姆孙通过对阴极射线的研究发现了电子，从而揭示了原子核是有复杂结构的
C. 卢瑟福的原子核式结构模型解释了粒子散射实验
D. 查德威克发现了天然放射现象说明原子具有复杂的结构

2. 远距离输电线路简化如图所示，电厂输送电功率不变，变压器均为理想变压器，图中标示了电压电流，其中输电线总电阻为，则

A.
B. 输电线损失的电功率为
C. 提高输送电压，则输电线电流增大
D. 电厂输送电功率为

3. 甲、乙两车在平直公路上行驶，二者的位置时间图象如图所示，则下列说法正确的是

A. 内，甲、乙两车位移相同
B. 末，甲车的速度大小小于乙车的速度大小
C. 内，甲车的位移大小小于乙车的位移大小
D. 内，甲、乙两车的平均速度大小相等，但方向相反
 

4. “中国天眼“，由我国天文学家南仁东于年提出构想，历时年建成。年月日第一次发现了一颗距地球光年的毫秒脉冲星，震惊了世界。双脉冲星系统由两个质量不同的脉冲星形成的双星系统。假设这两个脉冲星，绕它们连线上的某点做圆周运动，且两星间距缓慢减小。若在短暂的运动过程中，各自质量不变且不受其他星系影响，则下列说法正确的是

A. 两星运行的线速度之比是：
B. 两星运行的角速度大小始终相等
C. 两星做圆周运动的向心加速度大小始终相等
D. 随着两星的间距缓慢减小，它们的周期却在增大

5. 如图所示，带立杆的小车放在光滑水平面上，小球用轻绳系在立杆上，把小球拉开一定角度，然后将小球和小车同时由静止释放。在小球从静止开始摆到最低点的过程中

A. 小球的机械能守恒
B. 小球和小车组成的系统动量守恒
C. 细线的拉力对小球始终不做功
D. 小球重力的瞬时功率先增大后减小
 

6. 如图所示，直线上方有垂直纸面向里的匀强磁场，电子从磁场边界上的点垂直和磁场方向射入磁场，经时间从点离开磁场．之后电子也由点沿图示方向与夹角为以相同速率垂直磁场方向射入磁场，经时间从、连线的中点离开磁场，则为

A.  B.  C.  D.

7. 如图甲所示，一长木板静止在水平地面上，在时刻，一小物块以一定速度从左端滑上长木板，之后长木板运动图像如图乙所示，已知小物块与长木板的质量均为，已知木板足够长，取，则

A. 小物块与长木板间动摩擦因数
B. 在整个运动过程中，物块与木板构成的系统所产生的热量
C. 小物块的初速度为
D. 运动过程中木板所受摩擦力的冲量为

8. 如图所示，在倾角为的光滑斜面上固定一个与斜面垂直的挡板，两质量均为的物体、用轻质弹簧连接在一起，静止在斜面上，用外力将物体缓慢地压缩至点。撤去后，物体上滑的最远位置为，此时物体恰好要离开挡板。已知弹簧弹性势能，其中为弹簧劲度系数，为形变量，重力加速度为，则

A. 撤去后，物体、和弹簧组成的系统动量守恒
B. 撤去后，物体、和弹簧组成的系统机械能守恒
C. 弹簧最大形变量为
D. 外力对物体做功为

9. 某学习小组利用如图所示的实验装置验证“动能定理”。他们将气垫导轨滑块在该导轨上运动时所受阻力可忽略放在水平桌面上，将导轨调至水平。在气垫导轨上安装了光电门和，两光电门中心的距离为，滑块上固定一宽度为的遮光片，滑块和遮光片的总质量为。滑块用细线绕过水平桌面右端的定滑轮与质量为的钩码相连，将滑块移至光电门左侧某一位置，由静止释放钩码，钩码落地前滑块已通过光电门，滑块通过光电门和的挡光时间分别为和。已知重力加速度为。
   滑块从光电门运动到光电门的过程中，滑块、遮光片、钩码组成的系统所受合力对系统做功的表达式______用可能用到的符号、、表示。
   滑块从光电门运动到光电门的过程中，滑块、遮光片、钩码组成的系统动能的增加量______用可能用到的符号、、、、表示。
   经多次实验，总是大于，请分析造成这个结果可能的原因是______写出一条即可。

10. 某实验小组在设计测量阻值约为的定值电阻时，可供选择的器材如下：
    电源，电动势约为，内阻约；
    电流表，量程为，内阻约为；
    电压表，量程为，内阻；
    电压表，量程为，内阻约为；
    定值电阻，有四种规格供选：、、、
    滑动变阻器，最大阻值为，额定电流；
    单刀单掷开关一个，导线若干。
    
    在图的四种方案中，因电表内阻的不确定而导致不能准确测量的是______ 选填如图的字母序号。
    综合考虑电表内阻及量程带来的影响，该小组设计了如图所示的电路。在闭合开关前，滑动变阻器的滑片应该置于最______ 选填“左端、右端”；为了保证两只电压表的读数都不小于其量程的，定值电阻的规格应选择______ 选填“”“”“”或“”。
    请根据中的电路图，写出计算的理论表达式 ______ 如涉及电压表和电流表的示数分别对应用、、表示，电表内阻和定值电分别对应用、、、表示。
11. 在风洞实验室里，一根足够长的均匀直细杆与水平面成固定，质量为的小球穿在细杆上静止于细杆底端，如图甲所示。开启送风装置，有水平向右的恒定风力作用于小球上，在时刻风停止。小球沿细杆运动的部分图象如图乙所示，取，，，忽略浮力。求：
    
    
     

小球在内的加速度和内的加速度；

小球与细杆间的动摩擦因数和水平风力的大小．






 

12. 控制带电粒子的运动在现代科学技术、生产生活、仪器电器等方面有广泛的应用。如图，以竖直向上为轴正方向建立直角坐标系，该真空中存在方向沿轴正方向、电场强度大小的匀强电场和方向垂直平面向外、磁感应强度大小的匀强磁场，原点处的粒子源连续不断地发射速度大小和方向一定、质量、电荷量的粒子束，粒子恰能在平面内做直线运动，重力加速度为，不计粒子间的相互作用。
    求粒子发射速度的大小；
    若保持初始状态和粒子束的初速度不变，在粒子从点射出时立即取消磁场，求粒子从点射出运动到距离轴最远粒子在区域内的过程中重力所做的功不考虑磁场变化产生的影响；
    若保持、初始状态和粒子束的初速度不变，在粒子束运动过程中，突然将电场变为竖直向下、场强大小变为，求从点射出的所有粒子第一次打在轴上的坐标范围不考虑电场变化产生的影响。

13. 某圆柱形容器竖直放置，其中可视为理想气体的空气被轻光滑活塞封住，容器和活塞绝热性能良好。初始时容器中空气的温度与外界相同，压强小于外界。现让活塞缓慢移动，直至容器中的空气压强与外界相同，此时，容器中空气的体积______填“大于”或“小于”或“等于”初始时容器中空气的体积，容器中空气的温度______填“高于”或“低于”或“等于”外界温度，容器中空气的内能______填“大于”或“小于”或“等于”初始时容器中空气的内能。
14. 如图所示，上端开口的圆柱形气缸竖直放置，横截面积的活塞将一定质量的气体和形状不规则的固体封闭在气缸内，温度为，活塞距气缸底部的高度为。将气体加热到，活塞上升了。气体可视为理想气体，不计摩擦阻力，固体体积不变化，容器和活塞绝热性能良好，求固体的体积。
    
    
    
    
    
    
     
15. 一列沿轴负方向传播的简谐横波，在时刻的波形图如图所示，此时坐标为的质点刚好开始振动，，坐标为的质点刚好第次到达波峰。下列判断正确的是

A. 质点的振动频率为
B. 时点的振动方向沿轴正方向
C. 到，质点向左平移
D. 时坐标为的质点首次位于波谷位置
E. 质点振动后，、两质点的最大高度差为

16. 如图所示为半径为的半圆柱形玻璃砖的横截面，为该横截面的圆心。光线沿着与成角的方向射入玻璃砖，入射点到圆心的距离为，光线恰好从玻璃砖圆弧面的中点射出，已知光在真空中的传播速度为。
    (ⅰ)求玻璃砖的折射率；
    (ⅱ)现使光线向左平移，求移动多大距离时恰不能使光线从圆弧面射出不考虑经半圆柱内表面反射后射出的光。
    
    
    
    
    
    
    
    

答案和解析

1.【答案】
 

【解析】解：、射线是原子核内中子转化为质子时释放的电子，故A错误；
B、汤姆孙通过对阴极射线的研究发现了电子，从而揭示了原子是有复杂结构的，故B错误；
C、卢瑟福通过粒子散射实验，提出了原子核式结构模型，故C正确；
D、贝克勒尔发现了天然放射性现象说明原子核具有复杂结构，故D错误；
故选：。
射线是原子核内中子转化为质子时释放的电子；汤姆孙通过对阴极射线的研究发现了电子，从而揭示了原子是有复杂结构的；卢瑟福通过粒子散射实验，提出了原子核式结构模型；贝克勒尔发现了天然放射性现象说明原子核具有复杂结构。
注意基础知识的积累，就能顺利解答此类问题。
 

2.【答案】
 

【解析】解：、由于输电线总电阻为，输电线上有电压降，根据欧姆定律得：，故A错误；
B、输电线上有功率损失，，，故B错误；
C、根据知在功率不变的情况下，增大，减小，故C错误；
D、理想变压器不改变电功率，，故电厂输送电功率为，故D正确。
故选：。
输电线上有电压降，损失电压，根据欧姆定律研究根据知在功率不变的情况下，增大，减小。理想变压器不改变电功率和频率。
本题运用欧姆定律时要注意各个量应对应同一段电路，要正确分析电压和功率的分配，即可分析远距离输电问题。
 

3.【答案】
 

【解析】解：、末，甲车的位置在处，乙车的位置在处，内，两车位移大小均为，方向相反，故A错误；
B、根据“位置时间图象的切线斜率表示速度”可知，末，甲车的速度大小大于乙车的速度大小，故B错误；
C、图象可以看出，内，甲车的位移大小大于乙车的位移大小，故C错误；
D、根据速度公式，由于内，甲、乙两车位移大小均为，方向相反，故两车的平均速度大小相等，但方向相反。故D正确。
故选：。
位移时间图象只能表示直线运动的规律，图象的斜率等于速度，纵坐标表示物体的位置，纵坐标的变化量等于物体的位移，两图象的交点表示两物体相遇；结合平均速度等于位移与时间之比分析。
本题考查对位移图象的理解，关键要抓住纵坐标表示物体的位置，纵坐标的变化量等于物体的位移，斜率等于速度，就能分析两车的运动情况。
 

4.【答案】
 

【解析】解：、双星系统属于同轴转动模型，角速度、周期相等，由于，半径之比：：，即半径之比等于质量的反比，线速度之比等于质量的反向，故A错误，B正确。
C、两星运行的向心力为二者的万有引力，质量不等，则向心加速度不等，故C错误。
D、由，解得周期，间距减小，则周期减小，故D错误。
故选：。
根据向心力的方向得到两黑洞的角速度相同，再由万有引力做向心力，由牛顿第二定律得到向心加速度大小关系；
由万有引力做向心力根据质量关系得到轨道半径关系，即可求得线速度关系；
由万有引力做向心力求得角速度表达式，即可根据距离变化得到角速度变化，进而得到周期变化。
万有引力的应用问题一般由重力加速度求得中心天体质量，或由中心天体质量、轨道半径、线速度、角速度、周期中两个已知量，根据万有引力做向心力求得其他物理量。
 

5.【答案】
 

【解析】解：、小球和小车组成的系统在水平方向不受外力，竖直方向所受外力不为零，系统只在水平方向动量守恒，故B错误；
、由于车和球这个系统水平方向上动量守恒，所以当小球下摆时，车子也会随之反方向移动，动能增加，绳对车的拉力对车做正功，系统机械能守恒，则绳对小球的拉力做负功，小球的机械能减少，故AC错误；
D、小球在刚释放时，速度为零，重力瞬时功率为零，在最低点时，重力方向与速度方向垂直，则重力瞬时功率为零，可知小球从静止开始摆到最低点的过程中，重力的功率先增大后减小，故D正确。
故选：。
小球下摆的过程中，小球和车组成的系统水平方向不受外力，竖直方向受外力不为零，因此系统只在水平方向动量守恒，再根据系统机械能守恒，判断绳子拉力对小球做的功，并根据小球运动过程中速度变化特点，判断小球重力的瞬时功率变化。
本题考查动量守恒定律、机械能守恒定律、瞬时功率等内容，难度中等，系统在水平方向所受外力为，则系统在水平方向动量守恒，判断速度变化情况是解决重力瞬时功率变化的关键。
 

6.【答案】
 

【解析】

【分析】
电子和以相同的速率射进同一个磁场，则运动半径和周期都相同，画出两个粒子在磁场中的运动轨迹，根据几何关系求解即可．
本题的关键要知道电子在磁场中做圆周运动，洛伦兹力提供向心力，电子在磁场中做圆周运动的周期和半径都相同，根据几何关系求解时间比．
【解答】
粒子在磁场中都做匀速圆周运动，根据题意画出粒子的运动轨迹，如图所示：

电子垂直射进磁场，从点离开，则运动了半个圆周，即为直径，点为圆心，电子以相同速率垂直磁场方向射入磁场，经时间从、连线的中点离开磁场，
根据半径可知，粒子和的半径相等，根据几何关系可知，
则粒子转过的圆心角为，
所以粒子运动的时间，
粒子运动的时间，
所以
故选：。  

7.【答案】
 

【解析】解：由乙图可知，木板先做匀加速运动，再做匀减速运动，故可知地面对木板有摩擦力，在内，木板受物块向右的摩擦力和地面向左的摩擦力而做匀加速运动，加速度为

对木板，根据牛顿第二定律，有


在内，木板与物块相对静止，受地面摩擦力做匀减速运动，加速度为

即加速度大小为，方向向左，对整体，根据牛顿第二定律，有

联立以上各式，解得，故A正确；
C.对物块，在内，受木板的摩擦力作用而做匀减速运动，由牛顿第二定律，有

解得，由速度公式可得

故C正确；
B.最后木板与物块均静止，故在整个运动过程中，物块与木板构成的系统所产生的热量等于物块的初动能，即

故B错误；
D.整个运动过程中，以向右为正，物块对木板摩擦力的冲量为

地面对木板摩擦力的冲量为

因此木板受到的摩擦力的总冲量为

故D错误。故选：。
只要涉及了力和力的作用时间，用牛顿第二定律能解答的问题、用动量定理也能解答，而用动量定理解题，更简捷。
本题考查动量定理的应用，在应用时要注意先明确正方向，然后才能列动能定理的关系式求解。
 

8.【答案】
 

【解析】解：撤去后，物体、和弹簧组成的系统受到的外力矢量和不是零，所以物体、和弹簧组成的系统动量不守恒，故A错误；
B.撤去后，物体、和弹簧组成的系统只有重力和系统内弹簧的弹力做功，所以物体、和弹簧组成的系统机械能守恒，故B正确；
C.物体上滑的最远位置为，此时物体恰好要离开挡板，弹簧弹力

此时物体的加速度大小，根据对称性，物体在点时的加速度大小，此时弹簧的形变量最大，设此时的形变量为，由牛顿第二定律得

解得

故C正确；
D.根据功能关系有

外力对物体做功为

故D错误。
故选：。
势能和动能统称为机械能，即，其中势能包括重力势能和弹性势能。在只有重力或弹簧弹力做功的物体系统内，动能与势能可以相互转化，而总的机械能保持不变。
本题考查机械能守恒以及动能和势能之间的相互转化问题。
 

9.【答案】   滑轮的轴不光滑，存在摩擦力，摩擦力做功；
 

【解析】解：在滑块从光电门运动到光电门的过程中，只有钩码重力做功，则
滑块从光电门运动到光电门的过程中，滑块的初速度为：
末速度为：
所以滑块、遮光片、钩码组成的系统动能的增加量
，
经多次实验，总是大于，请分析造成这个结果可能的原因是滑轮的轴不光滑，存在摩擦力，摩擦力做功；
故答案为：；气垫导轨未调节水平；滑轮的轴不光滑；滑轮有质量；细绳与滑轮之间有摩擦；空气阻力作用
分析系统受到的合外力，结合做功公式完成表达式；
在极短时间内，物体的瞬时速度等于该过程的平均速度，分别写出前后的动能并作差；
分析实验中总是大于的原因。
本题主要探究了功与速度变化的关系的实验，根据实验原理分析出合外力的做功，结合运动规律得出速度的变化量，比较两者的关系并分析可能产生误差的原因，属于常规考法。
 

10.【答案】  左   
 

【解析】解：、电流表采用外接法，但由于电压表的内阻不确定，则其分流也未知，故A能测量，而不能测量；
C、电流表采用内接法，而电流表内阻不确定，则其分压也未知，故C也不能测量；
D、由压表内阻已知，其电流和电压均已知，故D可以准测出。
故：
滑动变阻器分压接法应使分压为零，这样才能保护电路，故滑片应滑到最左端；
为满足题设条件可列：，代入相关数据可得：，故选择阻值为的定值电阻。
由串并联电路电流电压关系可求待测电阻。
故答案为：；左、；
根据题意应用欧姆定律电流和电表的已知和未知条件，然后格局题目要求分析答题；
根据图的电路组成，以及题设条件，列出不等式从而求出定值电阻的范围；
根据图示电路图应用欧姆定律求出电阻阻值，然后应用电阻定律求出电阻率的表达式。
本题考查了实验器材的选择与实验电路的设计、实验数据处理，要掌握实验器材的选择原则：安全性原则、精确性原则、方便实验操作原则；根据实验电路图应用并联电路特点与欧姆定律求出流过待测电阻的电流，然后应用欧姆定律与电阻定律可以求出电阻率的表达式。
 

11.【答案】解；取沿杆向上为正方向，由图象可知：
在 内：方向沿杆向上
在 内：“”表示方向沿杆向下
有风力时的上升过程，
小球受力分析如图所示；

由牛顿第二定律得：

停风后的上升阶段，小球受力分析如图所示；

根据牛顿第二定律有：
由解得：
代入得： 
答：小球在内的加速度和内的加速度；
小球与细杆间的动摩擦因数和水平风力的大小．
 

【解析】速度时间图象中的斜率表示加速度；
在有风和无风两种情况下，对小球进行受力分析，在方向，由平衡条件列式，在方向，由牛顿第二定律列式，联立方程即可求解．
本题要求同学们知道速度时间图象的斜率表示加速度，能正确对小球进行受力分析，运用牛顿第二定律解题，难度适中．
 

12.【答案】解：对粒子受力分析如图所示，

粒子恰能在平面内做直线运动，合力为零，根据三角形定则有：
解得；
设粒子初速度与轴正方向夹角为，则
取消磁场后，粒子在水平方向由牛顿第二定律得
粒子从点射出运动到距离轴最远粒子在区域内时，粒子在轴方向做匀减速运动的速度为零，
粒子水平方向的初速度为：
根据运动学公式有
粒子在竖直方向只受重力的作用下做匀加速运动，其竖直方向的初速度为：
根据运动学公式有：
重力做功为：
解得；
若在粒子束运动过程中，突然将电场变为竖直向下、场强大小变为，则电场力方向竖直向上，且，
则有洛伦兹力提供向心力，即
如图所示，当粒子在点时就改变电场，第一次打在轴上的横坐标最小，则最小坐标为

如图所示，当改变电场时粒子所在位置与打在轴上的位置连线刚好为粒子做圆周运动的直径时，粒子打在轴上的横坐标最大，
则最大坐标为：
所以，从点射出的所有粒子第一次打在轴上的坐标范围为
解得。
答：粒子发射速度的大小为；
若保持初始状态和粒子束的初速度不变，在粒子从点射出时立即取消磁场，粒子从点射出运动到距离轴最远粒子在区域内的过程中重力所做的功为；
若保持、初始状态和粒子束的初速度不变，在粒子束运动过程中，突然将电场变为竖直向下、场强大小变为，从点射出的所有粒子第一次打在轴上的坐标范围为。
 

【解析】粒子恰能在平面内做直线运动，合力为零，分析粒子的受力，根据三角形定则求解粒子的速度；
粒子从点射出运动到距离轴最远时，粒子在轴方向做匀减速运动的速度为零，根据运动学公式分析粒子上升的高度，再由做功公式求解重力做功；
当粒子在点时就改变电场，第一次打在轴上的横坐标最小，当改变电场时粒子所在位置与打在轴上的位置连线刚好为粒子做圆周运动的直径时，粒子打在轴上的横坐标最大，根据几何知识求解最小坐标和最大坐标。
该题考查了带电粒子在复合场中的运动相关知识，综合性强，题目难度大，解决这类题的关键是必须分析清楚粒子的运动过程，掌握其临界状态。
 

13.【答案】小于  高于  大于
 

【解析】解：开始时容器内气体的压强小于外界压强，让活塞缓慢移动，直至容器中的空气压强与外界相同，则容器内气体的压强变大，体积减小，即容器中空气的体积小于初始时容器中空气的体积；该过程中外界对气体做功，而气体与外界无热交换，则可知容器中空气的内能变大，温度升高，即容器内气体的温度高于外界温度，容器中空气的内能大于初始时容器中空气的内能。
故答案为：小于；高于；大于
容器与活塞绝热性能良好，有，开始时气体压强小于外界压强，要使内外压强相等，必然要压缩气体，气体体积减小，，根据热力学第一定律可以得到容器内气体内能增大，温度升高。
本题考查了热力学第一定律、理想气体状态方程等知识点。注意点，第二问也可以用气体压强的微观意义来解决：气体压强和分子的密集度及分子平均动能有关，最终容器内气体压强和外界气体压强相同，而容器中空气的分子平均动能大于外界空气分子平均动能。
 

14.【答案】解：设固体的体积为，活塞截面积为，加热前，气体温度为，体积为；
加热后，气体温度为，体积为，则，，，，气体等压变化，则

即
解得：
答：固体的体积为。
 

【解析】根据条件分析出封闭的理想气体的初末状态下的物理参量，结合理想气体的状态方程完成分析。
本题主要考查了一定质量的理想气体的状态方程，根据题目条件分析出变化前后的状态参量，代入理想气体的状态方程完成分析。
 

15.【答案】
 

【解析】解：、分析波形图可知，波长，，波沿轴负方向传播，根据波形平移可知，内，坐标为的质点刚好第次到达波峰，则波向轴负方向传播了，即，根据波速公式可知，，根据波长、波速和频率的关系可知，频率，故A正确；
B、周期，，则该时刻质点处于平衡位置，振动方向沿轴负方向，故B错误；
C、质点不会随波迁移，故C错误；
D、波谷的振动形式，第一次传播到质点处，则传播距离为，即，时间，故D正确；
E、质点、的平衡位置相距，即半波长的奇数倍，故振动情况完全相反，质点振动后，、两质点的最大高度差为，即，故E正确。
故选：。
根据波形平移规律，确定内，波的传播距离，进一步求解波速和周期、频率；
根据时间和周期的关系，确定质点的振动情况；
质点不随波迁移；
平衡位置相距半波长的奇数倍的两个质点，振动情况完全相反。
利用波形平移法判断质点的振动方向是解此类题的关键，要熟练运用波形平移法研究波的传播过程，灵活应用运动学公式求波传播的时间。
 

16.【答案】解：(ⅰ)光线沿着与成角的方向射入玻璃砖，根据几何关系知，入射角，
光线恰好从玻璃砖圆弧面的中点射出，根据几何关系得，，解得：，
根据折射定律得，玻璃砖的折射率：；
(ⅱ)若使光线向左平移距离，折射光线到达圆狐面的入射角恰等于临界角，如图所示，
有：，
在应用正弦定理有：，
解得：。
答：(ⅰ)求玻璃砖的折射率为；
(ⅱ)现使光线向左平移，移动距离为时恰不能使光线从圆弧面射出。
 

【解析】(ⅰ)根据几何关系求出入射角和折射角，运用折射定律求出玻璃砖的折射率；
(ⅱ)作出发生全反射时的光路图，结合，运用数学正弦定理求出光线移动的距离。
本题考查了折射定律和全反射的基本运用，关键能够正确地作出光路图，结合折射定律和全反射公式以及数学几何知识进行求解。