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2022届山东省临沂市高三三模物理试题
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这是一份2022届山东省临沂市高三三模物理试题，共34页。试卷主要包含了单项选择题，多项选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。
山东省普通高中学业水平等级考试模拟试题
物理
一、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共24分，每小题只有一个选项符合题目要求。
1. 一根同种材料粗细均匀的弹性绳，右端固定在墙上，抓着绳子左端S点上下振动，产生向右传播的绳波，某时刻的波形如图所示。下列说法中正确的是（ ）
A. 此时刻质点P在做减速运动
B. 波源的起振方向向上
C. 波的传播速度逐渐减小
D. 波源振动的频率逐渐减小
2. 三星堆遗址考古新发现被誉为“20世纪人类最伟大的考古发现之一”。考古学家利用放射性元素的半衰期可以确定文物的年代。碳元素能自发释放射线，衰变方程为，其半衰期约为5730年．则下列说法正确的是（ ）
A. 衰变的实质是碳原子失去核外电子
B. 当数量是数量3倍时，衰变所经历时间约为17190年
C. 随着文物的出土，文物所在环境温度升高，衰变速度也会增大
D. 静止的原子核在某匀强磁场中自发释放射线，和粒子作匀速圆周运动，其半径之比为
3. 如图所示为氢原子光谱在可见光区域内有四条谱线和，都是氢原子中电子从量子数的能级跃迁到的能级时发出的光，据此可以判定（ ）
A. 同一介质中光的传播速度最大
B. 对应的前后能级之差最小
C. 用照射某一金属能发生光电效应，则也一定能
D. 四条谱线对应的光分别通过同一双缝干涉装置得到各自的干涉图样，相邻两个亮条纹的中心距离，光的最小
4. 2022年伊始，奥密克戎变异毒株较以往新型冠状病毒传播更快，危害更大，特别是疫情区快件也会携带新冠病毒，勤消毒是一个很关键的防疫措施。如图所示是某种家庭便携式防疫消毒用的喷雾消毒桶及其原理图，内部可用容积为，工作人员装入稀释过的药液后旋紧壶盖，关闭喷水阀门，拉动压柄打气，每次打入压强为，体积为的气体，此时大气压强为，当壶内压强增大到时，开始打开喷阀消杀，假设壶内温度保持不变，若不计管内液体体积．下列说法正确的是（ ）
A. 工作人员共打气9次
B. 打开阀门，当壶内不再喷出消毒液时，壶内剩余消毒液的体积为
C. 打开阀门，当壶内不再喷出消毒液时，壶内剩余消毒液的体积为
D. 消毒液喷出过程，气体对外做功，对外做功大于从外界吸收热量
5. 2022年4月16日9时56分，神舟十三号载人飞船返回舱在东风着陆场成功着陆，神舟十三号载人飞行任务取得圆满成功，设距地球无限远处的引力势能为零，地球质量为M，质量为m的物体在距地心r处的引力势能为（G为引力常量），设定地球半径为R，地球表面重力加速度大小为g，不考虑地球自转和其他天体的影响，神舟十三号载人飞船返回舱质量为，从距地面高轨道返回地面过程中质量不变，则返回舱返回地面过程中，引力势能减少量为（ ）
A. B. C. D.
6. 总质量为的跳伞运动员从离地高492米的上海世贸大厦顶部由静止开始跳下，经过拉开绳索开启降落伞，如图所示是跳伞过程中的图（g取）。根据图像可估算（ ）
A. 运动员在时的加速度大小约为
B. 运动员在时所受阻力的大小约为
C. 运动员在前内下落的高度约为
D. 运动员匀速运动的时间约为
7. 某理想变压器原线圈a的匝数匝，副线圈b的匝数匝，原线圈接在交流电源上，交流电源的电压随时间的变化规律如图中余弦图线所示，副线圈中“”的灯泡L恰好正常发光，电阻。则下列结论正确的是（ ）
A. 流过电阻的电流为
B. 灯泡L中电流方向每秒钟改变100次
C. 电阻的阻值为
D. 穿过铁芯的磁通量的变化率最大值为
8. 如图所示，用轻绳系住一质量为2m的匀质大球，大球和墙壁之间放置一质量为m的匀质小球，各接触面均光滑。系统平衡时，绳与竖直墙壁之间的夹角为，两球心连线与轻绳之间的夹角为，则、应满足（ ）
A. 绳子的拉力可能小于墙壁的支持力
B. 墙壁的支持力一定小于两球的重力
C.
D.
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. 一无限大接地导体板前面放有一点电荷，它们在周围产生电场可看作是在没有导体板存在的情况下，由点电荷与其像电荷共同激发产生的。像电荷的位置就是把导体板当作平面镜时，电荷在此镜中的像点位置。如图所示，已知所在位置P点到金属板的距离为L，c为的中点，是边长为L的正方形，其中边平行于，静电力常量为k，则（ ）
A. a点与b点的电场强度大小相等
B. c点的电场强度大于b点的电场强度
C. d点的电场强度大小为
D. a点电势低于b点的电势
10. 一定质量的理想气体由状态a等压膨胀到状态b，再等容增压到状态c，然后等温膨胀到状态d，最后经过一个复杂的过程回到状态a，其压强p与体积V的关系如图所示。下列说法正确的是（ ）
A. 从a到b，每个气体分子的动能都增大
B. 从b到c，气体温度升高
C. 从a经过b、c、d，再回到a的过程，外界向气体传递的热量与气体对外界所做的功相等
D. 从d到a，气体对外界做正功
11. 2022年2月8日，在北京首钢滑雪大跳台举行的冬奥会自由式滑雪女子大跳台决赛中，中国选手谷爱凌夺得冠军。下图为滑雪赛道的简化示意图，在比赛中某质量为m的运动员经过起滑台A、助滑区后以的速度从水平台面上滑出，在着陆坡上的E点着陆并沿下滑（垂直于接触面的速度突变为零而平行于接触面的速度保持不变）。已知着陆坡倾角，的竖直高度为H，的竖直高度h，重力加速度g，不计阻力，则下列说法正确的是（ ）
A. 运动员到达D点时的速度大小为
B. 运动员落地点E和飞出点C的水平位移为
C. 若起滑台降低，使H减小为原来的一半，则运动员在空中运动的时间变为原来的倍
D. 若在E点运动员与着陆坡的作用时间为，则着陆坡对运动员的平均作用力大小为
12. 如图所示，绝缘的水平面上固定有两条平行的光滑金属导轨，导轨电阻不计，两相同金属棒a、b垂直导轨放置，其右侧矩形区域内存在恒定的匀强磁场，磁场方向竖直向上。现两金属棒分别以初速度和同时沿导轨自由运动，先后进入磁场区域。已知a棒离开磁场区域时b棒已经进入磁场区域，则a棒从进入磁场到刚好离开磁场区域的过程中，电流i随时间t的变化图像可能正确的有（ ）
A. B.
C. D.
三、非选择题：本题共6小题，共60分。
13. 某同学用如图甲所示的实验装置验证机械能守恒定律。轻杆两端固定两个大小相等但质量不等的小球P、Q，杆可以绕固定于中点O的水平轴在竖直面内自由转动。O点正下方有一光电门，小球可恰好通过光电门，已知重力加速度为g。
（1）P、Q从水平位置由静止释放，当小球P通过最低点时，与光电门连接的数字计时器显示的挡光时间为t，小球的直径为d，则小球P经过最低点时的速度为v=______；（用题中各物理量、字母表达。）
（2）用游标卡尺测得小球直径如图乙所示，则小球的直径为d=______cm；
（3）若两小球P、Q球心间的距离为L，小球P的质量是小球Q质量的k倍（k>1），当改变L，则得到不同的∆t，作出如图丙所示的图像，该同学选取的横坐标是______ 。
A. B. C. D.
14. 要测量一个未知电阻Rx的阻值，要求测量精度尽量高、且电表的指针偏角必须超过量程的三分之一。实验室提供了以下器材：
可供该同学选用的器材除了开关，导线外，还有：
多用电表A–V–Ω
电流表（量程5mA，内阻等于10Ω）
电流表（量程10mA，内阻等于5Ω）
滑动变阻器R（0~5Ω）
定值电阻R1（R1=180Ω）；
定值电阻R2（R2=20Ω）；
电源E（电动势1.5V，内阻不计）
（1）由于考虑电表的选择，该同学使用多用电表欧姆表“×10”挡对电阻进行了粗测，其阻值如图甲中指针所示，则Rx的阻值大约是_______Ω。
（2）请在图乙中把电路图补充完整，并将各元件字母代码标在该元件的符号旁_______。（图中需标明所选器材的字母代号）
（3）若某次测得电流表A1、A2示数分别为I1、I2，则被测电阻的大小为Rx=______（用可能用到的符号I1、I2、r1、r2、R1、R2表示）；
（4）若通过调节滑动变阻器，测得多组数据I1、I2，作出I2—I1的图像如图丙所示，求得图线的斜率为k=1.9，则被测电阻的大小为Rx=______Ω（保留三位有效数字）。
15. 亚克力材料又叫有机玻璃，其重量轻且透光率高，便于加工，被广泛应用各领域。如图所示，用亚克力材料制成的一个截面为四分之一圆柱形、半径为R的透光体，一束单色光从OA面上的A点射入透光体，入射角为i，折射光线与圆弧的交点为B，光在空气中传播的速度为c。
(1)求光由A到B的传播时间；
(2)若在A点入射角i=60°，该亚克力材料的折射率n=1.5，通过计算判断该光在B点能否发生全反射。
16. 如图所示，上端固定着弹射装置的玩具小车静置于粗糙水平地面上，小车和弹射装置的总质量为M，在弹射装置中放上两个质量均为m的小球，小车与地面间的动摩擦因数为。为使小车恰好能够到达距车右端的目标位置，小车分两次向左水平弹射小球，每个小球被弹出时的对地速度均为v。若每次弹射都在小车静止的情况下进行，且忽略小球的弹射时间，求弹射速度v的大小。（g取）
17. 如图所示，固定在水平地面上的斜面体上有一木块A（到定滑轮的距离足够远），通过轻质细线和滑轮与铁块B连接，细线的另一端固定在天花板上，在木块A上施加一沿斜面向下的作用力，使整个装置处于静止状态。已知连接光滑动滑轮两边的细线均竖直，木块A和光滑定滑轮间的细线和斜面平行，木块A与斜面间的动摩擦因数，斜面的倾角，铁块B下端到地面的高度，木块A的质量，铁块B的质量，不计空气阻力，不计滑轮受到的重力，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取重力加速度，，。
（1）求木块A受到的摩擦力；
（2）撤去力F，设铁块B落地后不反弹，求木块A能沿斜面上滑的最大距离。
18. 有人设计了一种利用电磁场分离不同速率带电粒子的仪器，其工作原理如图所示。空间中充满竖直向下的匀强电场，一束质量为m、电量为-q（q＞0）的粒子以不同的速率从P点沿某竖直平面内的PQ方向发射，沿直线飞行到Q点时进入有界匀强磁场区域，磁感应强度大小为B，方向垂直于该竖直平面，PQ=4l。若速度最大粒子在最终垂直于PT打到M点之前都在磁场内运动，且其它速度粒子在离开磁场后最终都能垂直打在PT上的NM范围内，PM=8l，PN=6l，若重力加速度大小为g，求：
(1)电场强度的大小；
(2)粒子速度大小的范围；
(3)磁场穿过该竖直平面内的最小面积。
山东省普通高中学业水平等级考试模拟试题
物理
一、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共24分，每小题只有一个选项符合题目要求。
1. 一根同种材料粗细均匀的弹性绳，右端固定在墙上，抓着绳子左端S点上下振动，产生向右传播的绳波，某时刻的波形如图所示。下列说法中正确的是（ ）
A. 此时刻质点P在做减速运动
B. 波源的起振方向向上
C. 波的传播速度逐渐减小
D. 波源振动的频率逐渐减小
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】A．根据上下坡法则，此时刻质点P在上坡阶段，则质点P向下振动，回到平衡位置，则做加速运动，所以A错误；
B．根据上下坡法则，刚要振动的质点处于上坡阶段，则波源的起振方向向下，所以B错误；
C．波的传播速度由介质决定，同一介质波速不变，所以C错误；
D．由图可知该波的波长逐渐增大，根据
波源振动的频率逐渐减小，所以D正确；
故选D。
2. 三星堆遗址考古新发现被誉为“20世纪人类最伟大的考古发现之一”。考古学家利用放射性元素的半衰期可以确定文物的年代。碳元素能自发释放射线，衰变方程为，其半衰期约为5730年．则下列说法正确的是（ ）
A. 衰变的实质是碳原子失去核外电子
B. 当数量是数量的3倍时，衰变所经历时间约为17190年
C. 随着文物的出土，文物所在环境温度升高，衰变速度也会增大
D. 静止的原子核在某匀强磁场中自发释放射线，和粒子作匀速圆周运动，其半径之比为
【答案】D
【解析】
【详解】A．衰变实质是碳原子核中的一个中子转化为一个质子和一个电子，A错误；
B．根据半衰期公式
根据题意可得
解得
B错误；
C．半衰期由原子核内部决定，与外界环境温度无关，可知随着文物的出土，文物所在环境温度升高，衰变速度不变，C错误；
D．静止的原子核在某匀强磁场中自发释放射线，设和粒子的质量分别为，，电荷量大小分别为和，速度大小分别为和，根据动量守恒可得
根据衰变过程电荷数守恒可得
粒子在磁场由洛伦兹力提供向心力，可得
解得
可得和粒子作匀速圆周运动，其半径之比为
D正确。
故选D。
3. 如图所示为氢原子光谱在可见光区域内有四条谱线和，都是氢原子中电子从量子数能级跃迁到的能级时发出的光，据此可以判定（ ）
A. 同一介质中光的传播速度最大
B. 对应的前后能级之差最小
C 用照射某一金属能发生光电效应，则也一定能
D. 四条谱线对应的光分别通过同一双缝干涉装置得到各自的干涉图样，相邻两个亮条纹的中心距离，光的最小
【答案】B
【解析】
【详解】B．由题图可知，对应的光波波长最大，频率最小，能量最小，因此能级差最小，B正确；
A．由题图可知，对应的波长最短，频率最大，折射率最大，根据可知同一介质中光的传播速度最小，故A错误；
C．由图可知，的频率大于的频率，用照射某一金属能发生光电效应，则不一定能，故C错误；
D．由ABC分析结合可知四条谱线对应的光分别通过同一双缝干涉装置得到各自的干涉图样，相邻两个亮条纹的中心距离，光的最小，故D错误。
故选B。
4. 2022年伊始，奥密克戎变异毒株较以往新型冠状病毒传播更快，危害更大，特别是疫情区快件也会携带新冠病毒，勤消毒是一个很关键的防疫措施。如图所示是某种家庭便携式防疫消毒用的喷雾消毒桶及其原理图，内部可用容积为，工作人员装入稀释过的药液后旋紧壶盖，关闭喷水阀门，拉动压柄打气，每次打入压强为，体积为的气体，此时大气压强为，当壶内压强增大到时，开始打开喷阀消杀，假设壶内温度保持不变，若不计管内液体体积．下列说法正确的是（ ）
A. 工作人员共打气9次
B. 打开阀门，当壶内不再喷出消毒液时，壶内剩余消毒液的体积为
C. 打开阀门，当壶内不再喷出消毒液时，壶内剩余消毒液的体积为
D. 消毒液喷出过程，气体对外做功，对外做功大于从外界吸收热量
【答案】B
【解析】
【详解】A．设工作人员共打气n次，根据玻意耳定律有
解得
故A错误；
BC．打开阀门后，根据玻意耳定律有
解得，壶内不再喷出消毒液时，壶内气体的体积为1.6L，则壶内剩余消毒液的体积为，故B正确，C错误；
D．由于壶内温度保持不变，则壶内气体的内能不变，则根据热力学第一定律
可知气体对外做功的多少等于从外界吸收热量的多少，故D错误。
故选B。
5. 2022年4月16日9时56分，神舟十三号载人飞船返回舱在东风着陆场成功着陆，神舟十三号载人飞行任务取得圆满成功，设距地球无限远处的引力势能为零，地球质量为M，质量为m的物体在距地心r处的引力势能为（G为引力常量），设定地球半径为R，地球表面重力加速度大小为g，不考虑地球自转和其他天体的影响，神舟十三号载人飞船返回舱质量为，从距地面高轨道返回地面过程中质量不变，则返回舱返回地面过程中，引力势能减少量为（ ）
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】返回舱返回地面过程中，引力势能减少量为
而
联立解得
故选B。
6. 总质量为的跳伞运动员从离地高492米的上海世贸大厦顶部由静止开始跳下，经过拉开绳索开启降落伞，如图所示是跳伞过程中的图（g取）。根据图像可估算（ ）
A. 运动员在时的加速度大小约为
B. 运动员在时所受阻力的大小约为
C. 运动员在前内下落的高度约为
D. 运动员匀速运动的时间约为
【答案】D
【解析】
【详解】A．由图像可知，运动员在时的加速度大小约为
选项A错误；
B．运动员在前2s内的加速度
则时所受阻力的大小约为
选项B错误；
C．因v-t图像的面积等于位移，则运动员在前内下落的高度约为
选项C错误；
D．前14s内下落的高度约为
运动员匀速运动的时间约为
选项D正确。
故选D。
7. 某理想变压器原线圈a的匝数匝，副线圈b的匝数匝，原线圈接在交流电源上，交流电源的电压随时间的变化规律如图中余弦图线所示，副线圈中“”的灯泡L恰好正常发光，电阻。则下列结论正确的是（ ）
A. 流过电阻的电流为
B. 灯泡L中电流方向每秒钟改变100次
C. 电阻的阻值为
D. 穿过铁芯的磁通量的变化率最大值为
【答案】C
【解析】
【详解】A．流过变压器副线圈电流的有效值为
根据
解得流过电流的有效值为
故A错误；
B．交变电流的周期为，频率为
一个周期电流方向改变两次，则灯泡L中电流方向每秒钟改变200次，故B错误；
C．变压器副线圈两端电压的有效值为
变压器原线圈两端电压的有效值为
输入交流电的有效值为100V，则电阻两端电压的有效值为
电阻的阻值为
故C正确；
D．原线圈电压的最大值为
穿过铁芯的磁通量的变化率最大值为
故D错误。
故选C。
8. 如图所示，用轻绳系住一质量为2m的匀质大球，大球和墙壁之间放置一质量为m的匀质小球，各接触面均光滑。系统平衡时，绳与竖直墙壁之间的夹角为，两球心连线与轻绳之间的夹角为，则、应满足（ ）
A. 绳子的拉力可能小于墙壁的支持力
B. 墙壁的支持力一定小于两球的重力
C.
D
【答案】C
【解析】
【详解】AB．两球整体受力分析，受到绳子的拉力T，墙壁的支持力N和总重力3mg，如图所示
根据平衡条件可得
可知绳子的拉力一定大于墙壁的支持力，墙壁的支持力也可能大于或等于两球的重力，故AB错误；
CD．对小球受力分析，如图所示
根据平衡条件有
由几何知识可得
联立可得
故C正确，D错误。
故选C。
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. 一无限大接地导体板前面放有一点电荷，它们在周围产生的电场可看作是在没有导体板存在的情况下，由点电荷与其像电荷共同激发产生的。像电荷的位置就是把导体板当作平面镜时，电荷在此镜中的像点位置。如图所示，已知所在位置P点到金属板的距离为L，c为的中点，是边长为L的正方形，其中边平行于，静电力常量为k，则（ ）
A. a点与b点的电场强度大小相等
B. c点的电场强度大于b点的电场强度
C. d点的电场强度大小为
D. a点的电势低于b点的电势
【答案】BC
【解析】
【详解】AB．等量异种点电荷周围的电场线分布如图所示
由图可知：a点的电场强度小于b点的电场强度，，c点的电场强度大于b点的电场强度，故B正确，A错误；
C．由题意可知，点电荷＋Q和金属板MN周围空间电场与等量异种点电荷产生的电场等效，所以d点的电场强度
故C正确；
D．正电荷在、两点的电势大小相等，负电荷在点的电势小于点的电势，根据电势的叠加可知a点的电势高于b点的电势，故D错误。
故选BC。
10. 一定质量的理想气体由状态a等压膨胀到状态b，再等容增压到状态c，然后等温膨胀到状态d，最后经过一个复杂的过程回到状态a，其压强p与体积V的关系如图所示。下列说法正确的是（ ）
A. 从a到b，每个气体分子的动能都增大
B. 从b到c，气体温度升高
C. 从a经过b、c、d，再回到a的过程，外界向气体传递的热量与气体对外界所做的功相等
D. 从d到a，气体对外界做正功
【答案】BC
【解析】
【分析】
【详解】A．从a到b，根据可知，压强不变，体积变大，则温度升高，气体分子平均动能变大，但是并非每个气体分子的动能都增大，故A错误；
B．根据可知，从b到c，体积不变，压强变大，则气体温度升高，故B正确；
C．从a经过b、c、d，再回到a的过程，其中从a到d过程气体对外做功的值等于图线与V轴围成的面积，从d回到a时外界对气体做功也等于图像与V轴围成的面积大小，则整个过程中气体对外界做功；而整个过程中内能不变，则由热力学第一定律可知，外界向气体传递的热量与气体对外界所做的功相等，故C正确；
D．从d到a，气体体积减小，则外界对气体做正功，气体对外界做负功，故D错误。
故选BC。
11. 2022年2月8日，在北京首钢滑雪大跳台举行的冬奥会自由式滑雪女子大跳台决赛中，中国选手谷爱凌夺得冠军。下图为滑雪赛道的简化示意图，在比赛中某质量为m的运动员经过起滑台A、助滑区后以的速度从水平台面上滑出，在着陆坡上的E点着陆并沿下滑（垂直于接触面的速度突变为零而平行于接触面的速度保持不变）。已知着陆坡倾角，的竖直高度为H，的竖直高度h，重力加速度g，不计阻力，则下列说法正确的是（ ）
A. 运动员到达D点时的速度大小为
B. 运动员落地点E和飞出点C的水平位移为
C. 若起滑台降低，使H减小为原来的一半，则运动员在空中运动的时间变为原来的倍
D. 若在E点运动员与着陆坡的作用时间为，则着陆坡对运动员的平均作用力大小为
【答案】CD
【解析】
【详解】A．运动员经过C点时的速度在垂直于着陆坡方向的分量大小为
根据运动对称性可知运动员在E点时垂直于着陆坡的速度大小也为，这一速度突变为零，而沿着陆坡方向的分速度不变，所以从C到D的过程，根据功能关系可得
解得
故A错误；
B．根据平抛运动规律的推论可知速度偏向角的正切值为位移偏向角正切值的2倍，即
所以运动员从C到E的运动时间为
运动员落地点E和飞出点C的水平位移为
故B错误；
C．对运动员从A到B的过程，根据动能定理有
由上式可知，若H减小为原来的一半，则v0变为原来的倍，结合B项中所求t的表达式可知运动员在空中运动的时间变为原来的倍，故C正确；
D．设着陆坡对运动员的平均作用力大小为F，根据动量定理有
解得
故D正确。
故选CD。
12. 如图所示，绝缘的水平面上固定有两条平行的光滑金属导轨，导轨电阻不计，两相同金属棒a、b垂直导轨放置，其右侧矩形区域内存在恒定的匀强磁场，磁场方向竖直向上。现两金属棒分别以初速度和同时沿导轨自由运动，先后进入磁场区域。已知a棒离开磁场区域时b棒已经进入磁场区域，则a棒从进入磁场到刚好离开磁场区域的过程中，电流i随时间t的变化图像可能正确的有（ ）
A. B.
C. D.
【答案】AC
【解析】
【详解】a棒以速度2v0先进入磁场切割磁感线产生的感应电流为
a棒受安培阻力做变加速直线运动，感应电流也随之减小，即图像的斜率逐渐变小；设当b棒刚进入磁场时a棒减速的速度为，此时的瞬时电流为
若，即
此时双棒双电源反接，电流为零，不受安培力，两棒均匀速运动离开，图像中无电流的图像；
若，即
此时双棒双电源的电动势不等要抵消一部分，因b棒的速度大，电流方向以b棒的流向，与原a棒的流向相反即为负，大小为
b棒通电受安培力要减速，a棒受安培力而加速，则电流逐渐减小；
由以上分析可知，AC正确，BD错误。
故选AC。
三、非选择题：本题共6小题，共60分。
13. 某同学用如图甲所示的实验装置验证机械能守恒定律。轻杆两端固定两个大小相等但质量不等的小球P、Q，杆可以绕固定于中点O的水平轴在竖直面内自由转动。O点正下方有一光电门，小球可恰好通过光电门，已知重力加速度为g。
（1）P、Q从水平位置由静止释放，当小球P通过最低点时，与光电门连接的数字计时器显示的挡光时间为t，小球的直径为d，则小球P经过最低点时的速度为v=______；（用题中各物理量、字母表达。）
（2）用游标卡尺测得小球的直径如图乙所示，则小球的直径为d=______cm；
（3）若两小球P、Q球心间的距离为L，小球P的质量是小球Q质量的k倍（k>1），当改变L，则得到不同的∆t，作出如图丙所示的图像，该同学选取的横坐标是______ 。
A. B. C. D.
【答案】 ①. ②. 1.360 ③. D
【解析】
【详解】（1）[1] 由题可得，小球P经过最低点时的速度为
（2）[2] 小球的直径为
（3）[3]系统机械能守恒，则有
代入速度得
故L与成正比，故该同学选取的横坐标是，故选D。
14. 要测量一个未知电阻Rx的阻值，要求测量精度尽量高、且电表的指针偏角必须超过量程的三分之一。实验室提供了以下器材：
可供该同学选用的器材除了开关，导线外，还有：
多用电表A–V–Ω
电流表（量程5mA，内阻等于10Ω）
电流表（量程10mA，内阻等于5Ω）
滑动变阻器R（0~5Ω）
定值电阻R1（R1=180Ω）；
定值电阻R2（R2=20Ω）；
电源E（电动势1.5V，内阻不计）
（1）由于考虑电表的选择，该同学使用多用电表欧姆表“×10”挡对电阻进行了粗测，其阻值如图甲中指针所示，则Rx的阻值大约是_______Ω。
（2）请在图乙中把电路图补充完整，并将各元件字母代码标在该元件的符号旁_______。（图中需标明所选器材的字母代号）
（3）若某次测得电流表A1、A2示数分别为I1、I2，则被测电阻的大小为Rx=______（用可能用到的符号I1、I2、r1、r2、R1、R2表示）；
（4）若通过调节滑动变阻器，测得多组数据I1、I2，作出I2—I1的图像如图丙所示，求得图线的斜率为k=1.9，则被测电阻的大小为Rx=______Ω（保留三位有效数字）。
【答案】 ①. 220 ②. ③. ④. 211
【解析】
【详解】(1)[1]多用电表电阻刻线是22，选用“×10”，则读数为
(2)[2]由电路图可看出，本题为伏安法测电阻，则需将电流表A1改装为电压表，由于电源电动势为1.5V，则A1改装的电压表应能测1.5V的电压，则有
代入数据有
则选R1较为合适。如图
(3)[3]根据欧姆定律有
(4)[4]由(3)可得
由上式可知
则代入计算可得
15. 亚克力材料又叫有机玻璃，其重量轻且透光率高，便于加工，被广泛应用各领域。如图所示，用亚克力材料制成的一个截面为四分之一圆柱形、半径为R的透光体，一束单色光从OA面上的A点射入透光体，入射角为i，折射光线与圆弧的交点为B，光在空气中传播的速度为c。
(1)求光由A到B的传播时间；
(2)若在A点的入射角i=60°，该亚克力材料的折射率n=1.5，通过计算判断该光在B点能否发生全反射。
【答案】(1)；(2)发生全反射
【解析】
【分析】
【详解】(1)设该材料的折射率为n，折射角为r，由折射定律得：
设光在该材料中传播的速度为v，则：
如图，设AB的长度为L，由几何关系得：
L=2Rsinr
由A传播到B所用的时间
可得
(2)设临界角为C，则
如图，设∠OBA=θ，则
即
sinθ＞sinC
所以θ＞C，且此时是光密介质射向光疏介质，所以一定发生全反射。
16. 如图所示，上端固定着弹射装置的玩具小车静置于粗糙水平地面上，小车和弹射装置的总质量为M，在弹射装置中放上两个质量均为m的小球，小车与地面间的动摩擦因数为。为使小车恰好能够到达距车右端的目标位置，小车分两次向左水平弹射小球，每个小球被弹出时的对地速度均为v。若每次弹射都在小车静止的情况下进行，且忽略小球的弹射时间，求弹射速度v的大小。（g取）
【答案】
【解析】
【详解】小球第一次被弹射时，规定小车的运动方向为正方向，由动量守恒定律得
小车向右滑行过程，根据动能定理得
第二次弹射时，规定小车的运动方向为正方向，由动量守恒定律得
小车向右滑行过程，根据动能定理得
根据几何关系得
联立解得
17. 如图所示，固定在水平地面上的斜面体上有一木块A（到定滑轮的距离足够远），通过轻质细线和滑轮与铁块B连接，细线的另一端固定在天花板上，在木块A上施加一沿斜面向下的作用力，使整个装置处于静止状态。已知连接光滑动滑轮两边的细线均竖直，木块A和光滑定滑轮间的细线和斜面平行，木块A与斜面间的动摩擦因数，斜面的倾角，铁块B下端到地面的高度，木块A的质量，铁块B的质量，不计空气阻力，不计滑轮受到的重力，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取重力加速度，，。
（1）求木块A受到的摩擦力；
（2）撤去力F，设铁块B落地后不反弹，求木块A能沿斜面上滑的最大距离。
【答案】（1），方向沿斜面向下；（2）
【解析】
【详解】（1）假设绳子拉力为，对木块A，根据受力平衡可得
对铁块B和动滑轮，根据受力平衡可得
联立解得
木块A受到的摩擦力大小为，方向沿斜面向下；
（2）撤去力F，设木块A向上加速的加速度为，铁块B向下加速的加速度为，根据牛顿第二定律可得
又
联立解得
当铁块B落地时，木块A向上通过的位移为
设此时木块A的速度为，则有
解得
铁块B落地后，木块A继续向上做匀减速运动的加速度大小为，则有
解得
木块A继续向上运动的位移为
木块A能沿斜面上滑的最大距离为
18. 有人设计了一种利用电磁场分离不同速率带电粒子的仪器，其工作原理如图所示。空间中充满竖直向下的匀强电场，一束质量为m、电量为-q（q＞0）的粒子以不同的速率从P点沿某竖直平面内的PQ方向发射，沿直线飞行到Q点时进入有界匀强磁场区域，磁感应强度大小为B，方向垂直于该竖直平面，PQ=4l。若速度最大粒子在最终垂直于PT打到M点之前都在磁场内运动，且其它速度粒子在离开磁场后最终都能垂直打在PT上的NM范围内，PM=8l，PN=6l，若重力加速度大小为g，求：
(1)电场强度的大小；
(2)粒子速度大小的范围；
(3)磁场穿过该竖直平面内的最小面积。
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】
【详解】（1）带电粒子没PQ直线运动，说明重力和电场力二力平衡，由平衡条件可知
解得电场强度的大小为
（2）进入磁场的速度方向沿PQ直线，说明圆心在过Q点垂直PQ的垂线上，若速度最大粒子在最终垂直于PT打到M点之前都在磁场内运动，说明圆心在PT上，所以圆心是垂直PQ的直线与PT的交战A，设最大速度为v1，做圆周运动的半径为R。由几何关系可知
可以解得
；
由几何关系
；
带电粒子做圆周运动的向心力由洛伦兹力提供，由向心力公式得
解得，带电粒子最大速度为
设最小速度为v2，做圆周运动的半径为r。其轨迹如下图蓝色圆所示，圆心在C点，因为三角形是AQM是等腰三角形，过C点作CD平行于PT交QM于D，由几何关系可知，CQ=CD，所以最小速度的带电粒子刚好从D点离开磁场。半径是CQ，过D点用DK平行于QA交PT于K，在直角三角形NDK中，由几何关系可知
解得
带电粒子做圆周运动的向心力由洛伦兹力提供，由向心力公式得
解得，带电粒子最大速度为
所以带电粒子的速度范围为
（3）由几何关系可以证明：
所以三角形KDM是等腰三解形，在DM间任一点作PT的平行线交QA的交点等于该点到Q点的距离，也就是说要想粒子在离开磁场后最终都能垂直打在PT上的NM范围内，带电粒子离开磁场的边界是DM线段。所以磁场穿过该竖直平面内的最小面积为
解得
山东省普通高中学业水平等级考试模拟试题
物理
一、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共24分，每小题只有一个选项符合题目要求。
1. 一根同种材料粗细均匀的弹性绳，右端固定在墙上，抓着绳子左端S点上下振动，产生向右传播的绳波，某时刻的波形如图所示。下列说法中正确的是（ ）
A. 此时刻质点P在做减速运动
B. 波源的起振方向向上
C. 波的传播速度逐渐减小
D. 波源振动的频率逐渐减小
2. 三星堆遗址考古新发现被誉为“20世纪人类最伟大的考古发现之一”。考古学家利用放射性元素的半衰期可以确定文物的年代。碳元素能自发释放射线，衰变方程为，其半衰期约为5730年．则下列说法正确的是（ ）
A. 衰变的实质是碳原子失去核外电子
B. 当数量是数量3倍时，衰变所经历时间约为17190年
C. 随着文物的出土，文物所在环境温度升高，衰变速度也会增大
D. 静止的原子核在某匀强磁场中自发释放射线，和粒子作匀速圆周运动，其半径之比为
3. 如图所示为氢原子光谱在可见光区域内有四条谱线和，都是氢原子中电子从量子数的能级跃迁到的能级时发出的光，据此可以判定（ ）
A. 同一介质中光的传播速度最大
B. 对应的前后能级之差最小
C. 用照射某一金属能发生光电效应，则也一定能
D. 四条谱线对应的光分别通过同一双缝干涉装置得到各自的干涉图样，相邻两个亮条纹的中心距离，光的最小
4. 2022年伊始，奥密克戎变异毒株较以往新型冠状病毒传播更快，危害更大，特别是疫情区快件也会携带新冠病毒，勤消毒是一个很关键的防疫措施。如图所示是某种家庭便携式防疫消毒用的喷雾消毒桶及其原理图，内部可用容积为，工作人员装入稀释过的药液后旋紧壶盖，关闭喷水阀门，拉动压柄打气，每次打入压强为，体积为的气体，此时大气压强为，当壶内压强增大到时，开始打开喷阀消杀，假设壶内温度保持不变，若不计管内液体体积．下列说法正确的是（ ）
A. 工作人员共打气9次
B. 打开阀门，当壶内不再喷出消毒液时，壶内剩余消毒液的体积为
C. 打开阀门，当壶内不再喷出消毒液时，壶内剩余消毒液的体积为
D. 消毒液喷出过程，气体对外做功，对外做功大于从外界吸收热量
5. 2022年4月16日9时56分，神舟十三号载人飞船返回舱在东风着陆场成功着陆，神舟十三号载人飞行任务取得圆满成功，设距地球无限远处的引力势能为零，地球质量为M，质量为m的物体在距地心r处的引力势能为（G为引力常量），设定地球半径为R，地球表面重力加速度大小为g，不考虑地球自转和其他天体的影响，神舟十三号载人飞船返回舱质量为，从距地面高轨道返回地面过程中质量不变，则返回舱返回地面过程中，引力势能减少量为（ ）
A. B. C. D.
6. 总质量为的跳伞运动员从离地高492米的上海世贸大厦顶部由静止开始跳下，经过拉开绳索开启降落伞，如图所示是跳伞过程中的图（g取）。根据图像可估算（ ）
A. 运动员在时的加速度大小约为
B. 运动员在时所受阻力的大小约为
C. 运动员在前内下落的高度约为
D. 运动员匀速运动的时间约为
7. 某理想变压器原线圈a的匝数匝，副线圈b的匝数匝，原线圈接在交流电源上，交流电源的电压随时间的变化规律如图中余弦图线所示，副线圈中“”的灯泡L恰好正常发光，电阻。则下列结论正确的是（ ）
A. 流过电阻的电流为
B. 灯泡L中电流方向每秒钟改变100次
C. 电阻的阻值为
D. 穿过铁芯的磁通量的变化率最大值为
8. 如图所示，用轻绳系住一质量为2m的匀质大球，大球和墙壁之间放置一质量为m的匀质小球，各接触面均光滑。系统平衡时，绳与竖直墙壁之间的夹角为，两球心连线与轻绳之间的夹角为，则、应满足（ ）
A. 绳子的拉力可能小于墙壁的支持力
B. 墙壁的支持力一定小于两球的重力
C.
D.
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. 一无限大接地导体板前面放有一点电荷，它们在周围产生电场可看作是在没有导体板存在的情况下，由点电荷与其像电荷共同激发产生的。像电荷的位置就是把导体板当作平面镜时，电荷在此镜中的像点位置。如图所示，已知所在位置P点到金属板的距离为L，c为的中点，是边长为L的正方形，其中边平行于，静电力常量为k，则（ ）
A. a点与b点的电场强度大小相等
B. c点的电场强度大于b点的电场强度
C. d点的电场强度大小为
D. a点电势低于b点的电势
10. 一定质量的理想气体由状态a等压膨胀到状态b，再等容增压到状态c，然后等温膨胀到状态d，最后经过一个复杂的过程回到状态a，其压强p与体积V的关系如图所示。下列说法正确的是（ ）
A. 从a到b，每个气体分子的动能都增大
B. 从b到c，气体温度升高
C. 从a经过b、c、d，再回到a的过程，外界向气体传递的热量与气体对外界所做的功相等
D. 从d到a，气体对外界做正功
11. 2022年2月8日，在北京首钢滑雪大跳台举行的冬奥会自由式滑雪女子大跳台决赛中，中国选手谷爱凌夺得冠军。下图为滑雪赛道的简化示意图，在比赛中某质量为m的运动员经过起滑台A、助滑区后以的速度从水平台面上滑出，在着陆坡上的E点着陆并沿下滑（垂直于接触面的速度突变为零而平行于接触面的速度保持不变）。已知着陆坡倾角，的竖直高度为H，的竖直高度h，重力加速度g，不计阻力，则下列说法正确的是（ ）
A. 运动员到达D点时的速度大小为
B. 运动员落地点E和飞出点C的水平位移为
C. 若起滑台降低，使H减小为原来的一半，则运动员在空中运动的时间变为原来的倍
D. 若在E点运动员与着陆坡的作用时间为，则着陆坡对运动员的平均作用力大小为
12. 如图所示，绝缘的水平面上固定有两条平行的光滑金属导轨，导轨电阻不计，两相同金属棒a、b垂直导轨放置，其右侧矩形区域内存在恒定的匀强磁场，磁场方向竖直向上。现两金属棒分别以初速度和同时沿导轨自由运动，先后进入磁场区域。已知a棒离开磁场区域时b棒已经进入磁场区域，则a棒从进入磁场到刚好离开磁场区域的过程中，电流i随时间t的变化图像可能正确的有（ ）
A. B.
C. D.
三、非选择题：本题共6小题，共60分。
13. 某同学用如图甲所示的实验装置验证机械能守恒定律。轻杆两端固定两个大小相等但质量不等的小球P、Q，杆可以绕固定于中点O的水平轴在竖直面内自由转动。O点正下方有一光电门，小球可恰好通过光电门，已知重力加速度为g。
（1）P、Q从水平位置由静止释放，当小球P通过最低点时，与光电门连接的数字计时器显示的挡光时间为t，小球的直径为d，则小球P经过最低点时的速度为v=______；（用题中各物理量、字母表达。）
（2）用游标卡尺测得小球直径如图乙所示，则小球的直径为d=______cm；
（3）若两小球P、Q球心间的距离为L，小球P的质量是小球Q质量的k倍（k>1），当改变L，则得到不同的∆t，作出如图丙所示的图像，该同学选取的横坐标是______ 。
A. B. C. D.
14. 要测量一个未知电阻Rx的阻值，要求测量精度尽量高、且电表的指针偏角必须超过量程的三分之一。实验室提供了以下器材：
可供该同学选用的器材除了开关，导线外，还有：
多用电表A–V–Ω
电流表（量程5mA，内阻等于10Ω）
电流表（量程10mA，内阻等于5Ω）
滑动变阻器R（0~5Ω）
定值电阻R1（R1=180Ω）；
定值电阻R2（R2=20Ω）；
电源E（电动势1.5V，内阻不计）
（1）由于考虑电表的选择，该同学使用多用电表欧姆表“×10”挡对电阻进行了粗测，其阻值如图甲中指针所示，则Rx的阻值大约是_______Ω。
（2）请在图乙中把电路图补充完整，并将各元件字母代码标在该元件的符号旁_______。（图中需标明所选器材的字母代号）
（3）若某次测得电流表A1、A2示数分别为I1、I2，则被测电阻的大小为Rx=______（用可能用到的符号I1、I2、r1、r2、R1、R2表示）；
（4）若通过调节滑动变阻器，测得多组数据I1、I2，作出I2—I1的图像如图丙所示，求得图线的斜率为k=1.9，则被测电阻的大小为Rx=______Ω（保留三位有效数字）。
15. 亚克力材料又叫有机玻璃，其重量轻且透光率高，便于加工，被广泛应用各领域。如图所示，用亚克力材料制成的一个截面为四分之一圆柱形、半径为R的透光体，一束单色光从OA面上的A点射入透光体，入射角为i，折射光线与圆弧的交点为B，光在空气中传播的速度为c。
(1)求光由A到B的传播时间；
(2)若在A点入射角i=60°，该亚克力材料的折射率n=1.5，通过计算判断该光在B点能否发生全反射。
16. 如图所示，上端固定着弹射装置的玩具小车静置于粗糙水平地面上，小车和弹射装置的总质量为M，在弹射装置中放上两个质量均为m的小球，小车与地面间的动摩擦因数为。为使小车恰好能够到达距车右端的目标位置，小车分两次向左水平弹射小球，每个小球被弹出时的对地速度均为v。若每次弹射都在小车静止的情况下进行，且忽略小球的弹射时间，求弹射速度v的大小。（g取）
17. 如图所示，固定在水平地面上的斜面体上有一木块A（到定滑轮的距离足够远），通过轻质细线和滑轮与铁块B连接，细线的另一端固定在天花板上，在木块A上施加一沿斜面向下的作用力，使整个装置处于静止状态。已知连接光滑动滑轮两边的细线均竖直，木块A和光滑定滑轮间的细线和斜面平行，木块A与斜面间的动摩擦因数，斜面的倾角，铁块B下端到地面的高度，木块A的质量，铁块B的质量，不计空气阻力，不计滑轮受到的重力，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取重力加速度，，。
（1）求木块A受到的摩擦力；
（2）撤去力F，设铁块B落地后不反弹，求木块A能沿斜面上滑的最大距离。
18. 有人设计了一种利用电磁场分离不同速率带电粒子的仪器，其工作原理如图所示。空间中充满竖直向下的匀强电场，一束质量为m、电量为-q（q＞0）的粒子以不同的速率从P点沿某竖直平面内的PQ方向发射，沿直线飞行到Q点时进入有界匀强磁场区域，磁感应强度大小为B，方向垂直于该竖直平面，PQ=4l。若速度最大粒子在最终垂直于PT打到M点之前都在磁场内运动，且其它速度粒子在离开磁场后最终都能垂直打在PT上的NM范围内，PM=8l，PN=6l，若重力加速度大小为g，求：
(1)电场强度的大小；
(2)粒子速度大小的范围；
(3)磁场穿过该竖直平面内的最小面积。
山东省普通高中学业水平等级考试模拟试题
物理
一、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共24分，每小题只有一个选项符合题目要求。
1. 一根同种材料粗细均匀的弹性绳，右端固定在墙上，抓着绳子左端S点上下振动，产生向右传播的绳波，某时刻的波形如图所示。下列说法中正确的是（ ）
A. 此时刻质点P在做减速运动
B. 波源的起振方向向上
C. 波的传播速度逐渐减小
D. 波源振动的频率逐渐减小
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】A．根据上下坡法则，此时刻质点P在上坡阶段，则质点P向下振动，回到平衡位置，则做加速运动，所以A错误；
B．根据上下坡法则，刚要振动的质点处于上坡阶段，则波源的起振方向向下，所以B错误；
C．波的传播速度由介质决定，同一介质波速不变，所以C错误；
D．由图可知该波的波长逐渐增大，根据
波源振动的频率逐渐减小，所以D正确；
故选D。
2. 三星堆遗址考古新发现被誉为“20世纪人类最伟大的考古发现之一”。考古学家利用放射性元素的半衰期可以确定文物的年代。碳元素能自发释放射线，衰变方程为，其半衰期约为5730年．则下列说法正确的是（ ）
A. 衰变的实质是碳原子失去核外电子
B. 当数量是数量的3倍时，衰变所经历时间约为17190年
C. 随着文物的出土，文物所在环境温度升高，衰变速度也会增大
D. 静止的原子核在某匀强磁场中自发释放射线，和粒子作匀速圆周运动，其半径之比为
【答案】D
【解析】
【详解】A．衰变实质是碳原子核中的一个中子转化为一个质子和一个电子，A错误；
B．根据半衰期公式
根据题意可得
解得
B错误；
C．半衰期由原子核内部决定，与外界环境温度无关，可知随着文物的出土，文物所在环境温度升高，衰变速度不变，C错误；
D．静止的原子核在某匀强磁场中自发释放射线，设和粒子的质量分别为，，电荷量大小分别为和，速度大小分别为和，根据动量守恒可得
根据衰变过程电荷数守恒可得
粒子在磁场由洛伦兹力提供向心力，可得
解得
可得和粒子作匀速圆周运动，其半径之比为
D正确。
故选D。
3. 如图所示为氢原子光谱在可见光区域内有四条谱线和，都是氢原子中电子从量子数能级跃迁到的能级时发出的光，据此可以判定（ ）
A. 同一介质中光的传播速度最大
B. 对应的前后能级之差最小
C 用照射某一金属能发生光电效应，则也一定能
D. 四条谱线对应的光分别通过同一双缝干涉装置得到各自的干涉图样，相邻两个亮条纹的中心距离，光的最小
【答案】B
【解析】
【详解】B．由题图可知，对应的光波波长最大，频率最小，能量最小，因此能级差最小，B正确；
A．由题图可知，对应的波长最短，频率最大，折射率最大，根据可知同一介质中光的传播速度最小，故A错误；
C．由图可知，的频率大于的频率，用照射某一金属能发生光电效应，则不一定能，故C错误；
D．由ABC分析结合可知四条谱线对应的光分别通过同一双缝干涉装置得到各自的干涉图样，相邻两个亮条纹的中心距离，光的最小，故D错误。
故选B。
4. 2022年伊始，奥密克戎变异毒株较以往新型冠状病毒传播更快，危害更大，特别是疫情区快件也会携带新冠病毒，勤消毒是一个很关键的防疫措施。如图所示是某种家庭便携式防疫消毒用的喷雾消毒桶及其原理图，内部可用容积为，工作人员装入稀释过的药液后旋紧壶盖，关闭喷水阀门，拉动压柄打气，每次打入压强为，体积为的气体，此时大气压强为，当壶内压强增大到时，开始打开喷阀消杀，假设壶内温度保持不变，若不计管内液体体积．下列说法正确的是（ ）
A. 工作人员共打气9次
B. 打开阀门，当壶内不再喷出消毒液时，壶内剩余消毒液的体积为
C. 打开阀门，当壶内不再喷出消毒液时，壶内剩余消毒液的体积为
D. 消毒液喷出过程，气体对外做功，对外做功大于从外界吸收热量
【答案】B
【解析】
【详解】A．设工作人员共打气n次，根据玻意耳定律有
解得
故A错误；
BC．打开阀门后，根据玻意耳定律有
解得，壶内不再喷出消毒液时，壶内气体的体积为1.6L，则壶内剩余消毒液的体积为，故B正确，C错误；
D．由于壶内温度保持不变，则壶内气体的内能不变，则根据热力学第一定律
可知气体对外做功的多少等于从外界吸收热量的多少，故D错误。
故选B。
5. 2022年4月16日9时56分，神舟十三号载人飞船返回舱在东风着陆场成功着陆，神舟十三号载人飞行任务取得圆满成功，设距地球无限远处的引力势能为零，地球质量为M，质量为m的物体在距地心r处的引力势能为（G为引力常量），设定地球半径为R，地球表面重力加速度大小为g，不考虑地球自转和其他天体的影响，神舟十三号载人飞船返回舱质量为，从距地面高轨道返回地面过程中质量不变，则返回舱返回地面过程中，引力势能减少量为（ ）
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】返回舱返回地面过程中，引力势能减少量为
而
联立解得
故选B。
6. 总质量为的跳伞运动员从离地高492米的上海世贸大厦顶部由静止开始跳下，经过拉开绳索开启降落伞，如图所示是跳伞过程中的图（g取）。根据图像可估算（ ）
A. 运动员在时的加速度大小约为
B. 运动员在时所受阻力的大小约为
C. 运动员在前内下落的高度约为
D. 运动员匀速运动的时间约为
【答案】D
【解析】
【详解】A．由图像可知，运动员在时的加速度大小约为
选项A错误；
B．运动员在前2s内的加速度
则时所受阻力的大小约为
选项B错误；
C．因v-t图像的面积等于位移，则运动员在前内下落的高度约为
选项C错误；
D．前14s内下落的高度约为
运动员匀速运动的时间约为
选项D正确。
故选D。
7. 某理想变压器原线圈a的匝数匝，副线圈b的匝数匝，原线圈接在交流电源上，交流电源的电压随时间的变化规律如图中余弦图线所示，副线圈中“”的灯泡L恰好正常发光，电阻。则下列结论正确的是（ ）
A. 流过电阻的电流为
B. 灯泡L中电流方向每秒钟改变100次
C. 电阻的阻值为
D. 穿过铁芯的磁通量的变化率最大值为
【答案】C
【解析】
【详解】A．流过变压器副线圈电流的有效值为
根据
解得流过电流的有效值为
故A错误；
B．交变电流的周期为，频率为
一个周期电流方向改变两次，则灯泡L中电流方向每秒钟改变200次，故B错误；
C．变压器副线圈两端电压的有效值为
变压器原线圈两端电压的有效值为
输入交流电的有效值为100V，则电阻两端电压的有效值为
电阻的阻值为
故C正确；
D．原线圈电压的最大值为
穿过铁芯的磁通量的变化率最大值为
故D错误。
故选C。
8. 如图所示，用轻绳系住一质量为2m的匀质大球，大球和墙壁之间放置一质量为m的匀质小球，各接触面均光滑。系统平衡时，绳与竖直墙壁之间的夹角为，两球心连线与轻绳之间的夹角为，则、应满足（ ）
A. 绳子的拉力可能小于墙壁的支持力
B. 墙壁的支持力一定小于两球的重力
C.
D
【答案】C
【解析】
【详解】AB．两球整体受力分析，受到绳子的拉力T，墙壁的支持力N和总重力3mg，如图所示
根据平衡条件可得
可知绳子的拉力一定大于墙壁的支持力，墙壁的支持力也可能大于或等于两球的重力，故AB错误；
CD．对小球受力分析，如图所示
根据平衡条件有
由几何知识可得
联立可得
故C正确，D错误。
故选C。
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. 一无限大接地导体板前面放有一点电荷，它们在周围产生的电场可看作是在没有导体板存在的情况下，由点电荷与其像电荷共同激发产生的。像电荷的位置就是把导体板当作平面镜时，电荷在此镜中的像点位置。如图所示，已知所在位置P点到金属板的距离为L，c为的中点，是边长为L的正方形，其中边平行于，静电力常量为k，则（ ）
A. a点与b点的电场强度大小相等
B. c点的电场强度大于b点的电场强度
C. d点的电场强度大小为
D. a点的电势低于b点的电势
【答案】BC
【解析】
【详解】AB．等量异种点电荷周围的电场线分布如图所示
由图可知：a点的电场强度小于b点的电场强度，，c点的电场强度大于b点的电场强度，故B正确，A错误；
C．由题意可知，点电荷＋Q和金属板MN周围空间电场与等量异种点电荷产生的电场等效，所以d点的电场强度
故C正确；
D．正电荷在、两点的电势大小相等，负电荷在点的电势小于点的电势，根据电势的叠加可知a点的电势高于b点的电势，故D错误。
故选BC。
10. 一定质量的理想气体由状态a等压膨胀到状态b，再等容增压到状态c，然后等温膨胀到状态d，最后经过一个复杂的过程回到状态a，其压强p与体积V的关系如图所示。下列说法正确的是（ ）
A. 从a到b，每个气体分子的动能都增大
B. 从b到c，气体温度升高
C. 从a经过b、c、d，再回到a的过程，外界向气体传递的热量与气体对外界所做的功相等
D. 从d到a，气体对外界做正功
【答案】BC
【解析】
【分析】
【详解】A．从a到b，根据可知，压强不变，体积变大，则温度升高，气体分子平均动能变大，但是并非每个气体分子的动能都增大，故A错误；
B．根据可知，从b到c，体积不变，压强变大，则气体温度升高，故B正确；
C．从a经过b、c、d，再回到a的过程，其中从a到d过程气体对外做功的值等于图线与V轴围成的面积，从d回到a时外界对气体做功也等于图像与V轴围成的面积大小，则整个过程中气体对外界做功；而整个过程中内能不变，则由热力学第一定律可知，外界向气体传递的热量与气体对外界所做的功相等，故C正确；
D．从d到a，气体体积减小，则外界对气体做正功，气体对外界做负功，故D错误。
故选BC。
11. 2022年2月8日，在北京首钢滑雪大跳台举行的冬奥会自由式滑雪女子大跳台决赛中，中国选手谷爱凌夺得冠军。下图为滑雪赛道的简化示意图，在比赛中某质量为m的运动员经过起滑台A、助滑区后以的速度从水平台面上滑出，在着陆坡上的E点着陆并沿下滑（垂直于接触面的速度突变为零而平行于接触面的速度保持不变）。已知着陆坡倾角，的竖直高度为H，的竖直高度h，重力加速度g，不计阻力，则下列说法正确的是（ ）
A. 运动员到达D点时的速度大小为
B. 运动员落地点E和飞出点C的水平位移为
C. 若起滑台降低，使H减小为原来的一半，则运动员在空中运动的时间变为原来的倍
D. 若在E点运动员与着陆坡的作用时间为，则着陆坡对运动员的平均作用力大小为
【答案】CD
【解析】
【详解】A．运动员经过C点时的速度在垂直于着陆坡方向的分量大小为
根据运动对称性可知运动员在E点时垂直于着陆坡的速度大小也为，这一速度突变为零，而沿着陆坡方向的分速度不变，所以从C到D的过程，根据功能关系可得
解得
故A错误；
B．根据平抛运动规律的推论可知速度偏向角的正切值为位移偏向角正切值的2倍，即
所以运动员从C到E的运动时间为
运动员落地点E和飞出点C的水平位移为
故B错误；
C．对运动员从A到B的过程，根据动能定理有
由上式可知，若H减小为原来的一半，则v0变为原来的倍，结合B项中所求t的表达式可知运动员在空中运动的时间变为原来的倍，故C正确；
D．设着陆坡对运动员的平均作用力大小为F，根据动量定理有
解得
故D正确。
故选CD。
12. 如图所示，绝缘的水平面上固定有两条平行的光滑金属导轨，导轨电阻不计，两相同金属棒a、b垂直导轨放置，其右侧矩形区域内存在恒定的匀强磁场，磁场方向竖直向上。现两金属棒分别以初速度和同时沿导轨自由运动，先后进入磁场区域。已知a棒离开磁场区域时b棒已经进入磁场区域，则a棒从进入磁场到刚好离开磁场区域的过程中，电流i随时间t的变化图像可能正确的有（ ）
A. B.
C. D.
【答案】AC
【解析】
【详解】a棒以速度2v0先进入磁场切割磁感线产生的感应电流为
a棒受安培阻力做变加速直线运动，感应电流也随之减小，即图像的斜率逐渐变小；设当b棒刚进入磁场时a棒减速的速度为，此时的瞬时电流为
若，即
此时双棒双电源反接，电流为零，不受安培力，两棒均匀速运动离开，图像中无电流的图像；
若，即
此时双棒双电源的电动势不等要抵消一部分，因b棒的速度大，电流方向以b棒的流向，与原a棒的流向相反即为负，大小为
b棒通电受安培力要减速，a棒受安培力而加速，则电流逐渐减小；
由以上分析可知，AC正确，BD错误。
故选AC。
三、非选择题：本题共6小题，共60分。
13. 某同学用如图甲所示的实验装置验证机械能守恒定律。轻杆两端固定两个大小相等但质量不等的小球P、Q，杆可以绕固定于中点O的水平轴在竖直面内自由转动。O点正下方有一光电门，小球可恰好通过光电门，已知重力加速度为g。
（1）P、Q从水平位置由静止释放，当小球P通过最低点时，与光电门连接的数字计时器显示的挡光时间为t，小球的直径为d，则小球P经过最低点时的速度为v=______；（用题中各物理量、字母表达。）
（2）用游标卡尺测得小球的直径如图乙所示，则小球的直径为d=______cm；
（3）若两小球P、Q球心间的距离为L，小球P的质量是小球Q质量的k倍（k>1），当改变L，则得到不同的∆t，作出如图丙所示的图像，该同学选取的横坐标是______ 。
A. B. C. D.
【答案】 ①. ②. 1.360 ③. D
【解析】
【详解】（1）[1] 由题可得，小球P经过最低点时的速度为
（2）[2] 小球的直径为
（3）[3]系统机械能守恒，则有
代入速度得
故L与成正比，故该同学选取的横坐标是，故选D。
14. 要测量一个未知电阻Rx的阻值，要求测量精度尽量高、且电表的指针偏角必须超过量程的三分之一。实验室提供了以下器材：
可供该同学选用的器材除了开关，导线外，还有：
多用电表A–V–Ω
电流表（量程5mA，内阻等于10Ω）
电流表（量程10mA，内阻等于5Ω）
滑动变阻器R（0~5Ω）
定值电阻R1（R1=180Ω）；
定值电阻R2（R2=20Ω）；
电源E（电动势1.5V，内阻不计）
（1）由于考虑电表的选择，该同学使用多用电表欧姆表“×10”挡对电阻进行了粗测，其阻值如图甲中指针所示，则Rx的阻值大约是_______Ω。
（2）请在图乙中把电路图补充完整，并将各元件字母代码标在该元件的符号旁_______。（图中需标明所选器材的字母代号）
（3）若某次测得电流表A1、A2示数分别为I1、I2，则被测电阻的大小为Rx=______（用可能用到的符号I1、I2、r1、r2、R1、R2表示）；
（4）若通过调节滑动变阻器，测得多组数据I1、I2，作出I2—I1的图像如图丙所示，求得图线的斜率为k=1.9，则被测电阻的大小为Rx=______Ω（保留三位有效数字）。
【答案】 ①. 220 ②. ③. ④. 211
【解析】
【详解】(1)[1]多用电表电阻刻线是22，选用“×10”，则读数为
(2)[2]由电路图可看出，本题为伏安法测电阻，则需将电流表A1改装为电压表，由于电源电动势为1.5V，则A1改装的电压表应能测1.5V的电压，则有
代入数据有
则选R1较为合适。如图
(3)[3]根据欧姆定律有
(4)[4]由(3)可得
由上式可知
则代入计算可得
15. 亚克力材料又叫有机玻璃，其重量轻且透光率高，便于加工，被广泛应用各领域。如图所示，用亚克力材料制成的一个截面为四分之一圆柱形、半径为R的透光体，一束单色光从OA面上的A点射入透光体，入射角为i，折射光线与圆弧的交点为B，光在空气中传播的速度为c。
(1)求光由A到B的传播时间；
(2)若在A点的入射角i=60°，该亚克力材料的折射率n=1.5，通过计算判断该光在B点能否发生全反射。
【答案】(1)；(2)发生全反射
【解析】
【分析】
【详解】(1)设该材料的折射率为n，折射角为r，由折射定律得：
设光在该材料中传播的速度为v，则：
如图，设AB的长度为L，由几何关系得：
L=2Rsinr
由A传播到B所用的时间
可得
(2)设临界角为C，则
如图，设∠OBA=θ，则
即
sinθ＞sinC
所以θ＞C，且此时是光密介质射向光疏介质，所以一定发生全反射。
16. 如图所示，上端固定着弹射装置的玩具小车静置于粗糙水平地面上，小车和弹射装置的总质量为M，在弹射装置中放上两个质量均为m的小球，小车与地面间的动摩擦因数为。为使小车恰好能够到达距车右端的目标位置，小车分两次向左水平弹射小球，每个小球被弹出时的对地速度均为v。若每次弹射都在小车静止的情况下进行，且忽略小球的弹射时间，求弹射速度v的大小。（g取）
【答案】
【解析】
【详解】小球第一次被弹射时，规定小车的运动方向为正方向，由动量守恒定律得
小车向右滑行过程，根据动能定理得
第二次弹射时，规定小车的运动方向为正方向，由动量守恒定律得
小车向右滑行过程，根据动能定理得
根据几何关系得
联立解得
17. 如图所示，固定在水平地面上的斜面体上有一木块A（到定滑轮的距离足够远），通过轻质细线和滑轮与铁块B连接，细线的另一端固定在天花板上，在木块A上施加一沿斜面向下的作用力，使整个装置处于静止状态。已知连接光滑动滑轮两边的细线均竖直，木块A和光滑定滑轮间的细线和斜面平行，木块A与斜面间的动摩擦因数，斜面的倾角，铁块B下端到地面的高度，木块A的质量，铁块B的质量，不计空气阻力，不计滑轮受到的重力，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取重力加速度，，。
（1）求木块A受到的摩擦力；
（2）撤去力F，设铁块B落地后不反弹，求木块A能沿斜面上滑的最大距离。
【答案】（1），方向沿斜面向下；（2）
【解析】
【详解】（1）假设绳子拉力为，对木块A，根据受力平衡可得
对铁块B和动滑轮，根据受力平衡可得
联立解得
木块A受到的摩擦力大小为，方向沿斜面向下；
（2）撤去力F，设木块A向上加速的加速度为，铁块B向下加速的加速度为，根据牛顿第二定律可得
又
联立解得
当铁块B落地时，木块A向上通过的位移为
设此时木块A的速度为，则有
解得
铁块B落地后，木块A继续向上做匀减速运动的加速度大小为，则有
解得
木块A继续向上运动的位移为
木块A能沿斜面上滑的最大距离为
18. 有人设计了一种利用电磁场分离不同速率带电粒子的仪器，其工作原理如图所示。空间中充满竖直向下的匀强电场，一束质量为m、电量为-q（q＞0）的粒子以不同的速率从P点沿某竖直平面内的PQ方向发射，沿直线飞行到Q点时进入有界匀强磁场区域，磁感应强度大小为B，方向垂直于该竖直平面，PQ=4l。若速度最大粒子在最终垂直于PT打到M点之前都在磁场内运动，且其它速度粒子在离开磁场后最终都能垂直打在PT上的NM范围内，PM=8l，PN=6l，若重力加速度大小为g，求：
(1)电场强度的大小；
(2)粒子速度大小的范围；
(3)磁场穿过该竖直平面内的最小面积。
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】
【详解】（1）带电粒子没PQ直线运动，说明重力和电场力二力平衡，由平衡条件可知
解得电场强度的大小为
（2）进入磁场的速度方向沿PQ直线，说明圆心在过Q点垂直PQ的垂线上，若速度最大粒子在最终垂直于PT打到M点之前都在磁场内运动，说明圆心在PT上，所以圆心是垂直PQ的直线与PT的交战A，设最大速度为v1，做圆周运动的半径为R。由几何关系可知
可以解得
；
由几何关系
；
带电粒子做圆周运动的向心力由洛伦兹力提供，由向心力公式得
解得，带电粒子最大速度为
设最小速度为v2，做圆周运动的半径为r。其轨迹如下图蓝色圆所示，圆心在C点，因为三角形是AQM是等腰三角形，过C点作CD平行于PT交QM于D，由几何关系可知，CQ=CD，所以最小速度的带电粒子刚好从D点离开磁场。半径是CQ，过D点用DK平行于QA交PT于K，在直角三角形NDK中，由几何关系可知
解得
带电粒子做圆周运动的向心力由洛伦兹力提供，由向心力公式得
解得，带电粒子最大速度为
所以带电粒子的速度范围为
（3）由几何关系可以证明：
所以三角形KDM是等腰三解形，在DM间任一点作PT的平行线交QA的交点等于该点到Q点的距离，也就是说要想粒子在离开磁场后最终都能垂直打在PT上的NM范围内，带电粒子离开磁场的边界是DM线段。所以磁场穿过该竖直平面内的最小面积为
解得
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