2022届黑龙江省双鸭山市第一中学高三（上）期末理综物理试题含解析

2022届黑龙江省双鸭山市第一中学高三（上）期末理综物理试题

一、选择题

1. 我们仰望星空，处处闪烁着智慧的光芒。伽利略、牛顿、麦克斯韦、爱因斯坦、波尔等物理大师的名字铭记在心。学习自然科学，不仅需要方法论，还需要一些世界观；不仅仅需要数学，还需要一些哲学。正如王安石在《读史》中所写的那样：“糟粕所传非粹美，丹青难写是精神”。下列关于物理学发展说法不正确的是（　　）

A. 伽利略通过逻辑推理，首先指出亚里士多德对落体认识的问题，然后得出重物与轻物应该下落得同样快的结论，他在研究中所体现的批判精神是创新所必须的。

B. JJ·汤姆逊发现电子，是物理学史上的重要事件，人们由此认识到原子不是组成物质的最小微粒，原子本身也有结构。

C. 切尔诺贝利核电站的核子反应堆事故正是人类核电发展中利用轻核聚变的巨大失败。

D. 法拉第提出了电场线的概念，正是“以无形造有形，以有形载无形”哲学思想的体现。

【答案】C

【解析】

【详解】A．伽利略通过逻辑推理，首先指出亚里士多德对落体认识的问题，然后得出重物与轻物应该下落得同样快的结论，他在研究中所体现的批判精神是创新所必须的，故A正确，不符合题意；

B．JJ·汤姆逊发现电子，是物理学史上的重要事件，人们由此认识到原子不是组成物质的最小微粒，原子本身也有结构，故B正确，不符合题意；

C．切尔诺贝利核电站的核子反应堆事故是人类核电发展中利用重核裂变的巨大失败，故C错误，符合题意；

D．法拉第提出了电场线概念，正是“以无形造有形，以有形载无形”哲学思想的体现，故D正确，不符合题意。

故选C。

2. 一架飞机水平匀速飞行，搭载着多名高空跳伞运动员。每隔1s有一名跳伞运动员从飞机上相对于飞机静止自由落下，在降落伞没有打开的这段时间内（忽略空气阻力）。对于运动员在空中飞行的过程中，下列选项表述正确的是（　　）

A. 每位运动员均做自由落体运动

B. 在相同时刻每位运动员在空中运动方向相同

C. 当第四名运动员刚离开飞机时，相邻两运动员间的竖直方向的距离之比从上到下依次为1∶3∶5

D. 以地面为参考系，某一时刻跳伞后的运动员们可以在同一水平面上形成直线造型

【答案】C

【解析】

【详解】A．每位运动员均做平抛运动，故A错误；

B．设运动员在某时刻速度方向与水平方向的夹角为θ，在相同时刻每位运动员在空中运动时间不同，根据

可知在相同时刻每位运动员在空中运动方向不同，故B错误；

C．当第四名运动员刚离开飞机时，相邻两运动员间的竖直方向的距离之比从上到下依次为

故C正确；

D．由于运动员水平分速度始终相同，所以以地面为参考系，某一时刻跳伞后的运动员们可以在同一竖直面内形成直线造型，故D错误。

故选C。

3. 一质点沿x轴正方向做直线运动，通过坐标原点时开始计时，其的图象如图所示，则（　　）

A. 质点做匀加速直线运动，加速度为0.75

B. 质点做匀速直线运动，速度3m/s

C. 质点在第4s末速度为6m/s

D. 质点在前4s内的位移为24m

【答案】D

【解析】

【详解】AB．由图像可知，整理得

对比公式可知，质点的初速度为v0=3m/s，加速度为a=1.5m/s2，故AB错误；

C．质点在第4s末速度为

故C错误；

D．质点在前4s内位移为

故D正确。

故选D。

4. 如图，两物块P、Q用跨过光滑轻质定滑轮的轻绳相连，开始时P静止在水平桌面上。将一个水平向右的推力F作用在P上后，轻绳的张力变为原来的 。已知P、Q两物块的质量分别为、，P与桌面间的动摩擦因数，重力加速度。则推力F的大小为（　　）

A. 2.0N B. 2.5N C. 4.5N D. 4.7N

【答案】D

【解析】

【详解】P静止在桌面上时，Q也静止，Q受到重力与绳子的拉力，所以绳子的拉力

P与桌面间的滑动摩擦力

将一个水平向右的推力F作用在P上后，轻绳的张力

此时Q加速下降，根据牛顿第二定律，可得

此时P物体将以相同的加速度向右做匀加速直线运动，对P由牛顿第二定律可得

联立方程，代入数据解得

F=4.7N

故选D。

5. 天问一号是由中国航天科技集团公司下属中国空间技术研究院总研制的探测器，负责执行中国第一次自主火星探测任务。于2020年7月23日在文昌航天发射场由长征五号遥四运载火箭发射升空，2021年2月到达火星附近，实施火星捕获。2021年5月择机实施降轨，着陆巡视器与环绕器分离，软着陆火星表面，火星车驶离着陆平台，开展对火星的表面形貌、土壤特性、物质成分、水冰、大气、电离层、磁场等科学探测，实现中国在深空探测领域的技术跨越。下图为天问一号着陆前的一些准备。下列说法正确的是（　　）

A. 天问一号在停泊轨道上运行周期比在调相轨道上大

B. 天问一号在停泊轨道上P点的加速度比在N点小

C. 天问一号从调相轨道进入停泊轨道时需在P点处加速

D. 若探测器在离火星表面高度为h、近似为圆形的轨道上运行，周期为T，已知火星半径为R，万有引力常量为G，则火星的密度为

【答案】D

【解析】

【详解】A．根据牛顿第二定律有

解得

由于停泊轨道半径小于调相轨道半径，则天问一号在停泊轨道上运行周期比在调相轨道上小，故A错误；

B．根据牛顿第二定律有

解得

由于P点距离火星球心更近，则天问一号在停泊轨道上P点的加速度比在N点大，故B错误；

C．天问一号从调相轨道进入停泊轨道时，由于是从高轨变到低轨，则需在P点处减速，故C错误；

D．探测器在离火星表面高度为h、近似为圆形的轨道上运行，周期为T，根据牛顿第二定律可得

解得

又因为火星体积为

火星密度为

联立方程，解得

故D正确。

故选D。

6. 如图所示，带箭头的线表示某一电场的电场线。仅在电场力作用下，一带电粒子经A点飞向B点，径迹如图中虚线所示，下列说法正确的是（　　）

A. 粒子带正电

B. A、B两点相比，粒子在B点加速度大

C. A、B两点相比，粒子在A点动能大

D. A、B两点相比，带电粒子在B点的电势能较大

【答案】BCD

【解析】

【详解】A．电场线的方向向上，根据粒子的运动的轨迹可以判断得出粒子受到的电场力方向向下，与电场线的方向相反，所以该粒子带负电，故A错误；

B．电场线密的地方电场的强度大，所以粒子在B点受到的电场力大，在B点时的加速度大，故B正确。

CD．从A到B得过程中，电场力对粒子做负功，所以粒子的动能减小，电势能增加，则粒子在A点动能大，在B点电势能大，故CD正确。

故选BCD。

7. 如图a所示，在光滑的水平面上，轻弹簧右端与物块A拴接，物块A与物块B间有少量的粘合剂，能承受最大的拉力为F0，且物块A和B的质量均为m。以物块A的位置为坐标原点。A所受弹簧弹力与坐标的关系如图b所示，F0和均为已知量，取A所受弹力水平向右为正方向。现在向左推物块A和B压缩弹簧至-处，将物块A和B由静止释放后（　　）

A. B与A分离时的位置坐标为原点

B. B与A分离时的位置坐标为处

C. B与A分离之前，弹簧减少的弹性势能为

D. B与A分离之前，A的速度为

【答案】B

【解析】

【详解】AB．物块A与物块B间有少量的粘合剂，能承受最大的拉力为F0，根据牛顿第二定律可得

解得

根据图像可得B与A分离时的位置坐标为

A错误，B正确；

C．由图像可得，B与A分离之前，弹簧减少的弹性势能为

C错误；

D．B与A分离之前，弹簧减小的弹性势能转化为A、B的动能，即有

即

解得

D错误。

故选B。

8. 如图所示，一质量为m、长为L的木板A静止在光滑水平面上，其左侧固定一劲度系数为k的水平轻质弹簧，弹簧原长为，右侧用一不可伸长的轻质细绳连接于竖直墙上。现使一可视为质点小物块B以初速度从木板的右端无摩擦地向左滑动，而后压缩弹簧。设B的质量为λm，当时细绳恰好被拉断。已知弹簧弹性势能的表达式，其中k为劲度系数，x为弹簧的压缩量。则（　　）

A. 细绳所能承受的最大拉力的=

B. 当λ＝1时，小物块B滑离木板A时木板运动的对地位移=L-+

C. 当λ＝2时，细绳被拉断后长木板的最大加速度

D. 为保证小物块在运动过程中速度方向不发生变化，λ应大于等于2

【答案】ACD

【解析】

【详解】A．细绳恰好被拉断时，B的速度为0，细绳拉力为Fm，设此时弹簧的压缩量为x0，则有

kx0=Fm

由能量关系，有

解得

故A正确；

B．当λ＝1时，B的质量为m，细绳恰好被拉断。细绳拉断后小物块和长木板组成的系统动量守恒，以向左为正方向，由动量守恒定律得

则小物块滑离木板时，二者的位移关系为

又有

联立解得

故B错误；

C．当λ=2时，设细绳被拉断瞬间小物块速度大小为v1，则有

细绳拉断后，小物块和长木板之间通过弹簧的弹力发生相互作用，当弹簧被压缩至最短时，长木板的加速度最大，此时小物块和长木板的速度相同，设其大小为v，弹簧压缩量为x，以向左为正方向，由动量守恒得

由能量守恒定律得

对长木板，有

联立方程，解得

故C正确；

D．由题意，λ<1时，细绳不会被拉断，木板保持静止，小物块向左运动压缩弹簧后必将反向运动．λ>1时，小物块向左运动将弹簧压缩x0后细绳被拉断，设此时小物块速度大小为u1，由能量守恒定律得

此后在弹簧弹力作用下小物块做减速运动。设弹簧恢复原长时小物块速度恰减小为零，此时木板的速度为u2，以向左为正方向，由动量守恒定律得

由能量守恒定律得

联立方程，解得

λ=2

所以为保证小物块在运动过程中速度方向不发生变化，λ应满足的条件为

故D正确。

故选ACD。

二、非选择题：共174分,第22～32选择题为必考题,每个试题考生都必须作答。第33～38题为选考题,考生根据要求作答。

（一）必考题：共129分。

9. 某同学用如图所示的装置测量小车与平板间的的动摩擦因数。轨道CD水平，重物通过轻质细线连着固定有遮光条的小车从A点由静止开始运动。通过B点时，与光电们相连的数字计时器读出遮光条通过光电门的时间为，用天平测出小车（含车内砝码）的质量M。用游标卡尺测出小车上遮光条的宽度d，用毫米刻度尺测出AB之间的距离L，力传感器的读数为F。

（1）该同学用游标卡尺测量出遮光条的宽度d=0.485cm，该同学用的是_______填：“10”、“20”、“50”）分度的游标卡尺；

（2）加速度的计算式为a=______；

（3）车与平板之间的动摩擦因数为______（用题干给定字母表示，无须转换单位）。

【答案】    ①. 20    ②.     ③.

【解析】

【详解】（1）[1]由于遮光条宽度d=0.485cm，尾数是5，因20分度的游标卡尺精确度是0.05mm，则可知该同学用的是20分度的游标卡尺；

（2）[2]小车通过光电门的瞬时速度为

根据运动学公式，可得

联立解得

（3）[3]根据牛顿第二定律可得

联立方程，解得

10. 如图所示的一块多用电表的示意图，它是一种可以同时测量电压、电流和电阻的电表。有多种挡位，使用时将两支表笔分别接触被测物体两端。在测量电阻时要进行倍率选择，只有明晰了多用电表欧姆挡的倍率转换原理，才能更安全、尽量准确的达到实验目的。

（1）中值电阻是分析多用表问题时常提到的一个概念，多用表表盘上中间的数值就是中值电阻值。含义是当测量的电阻值等于多用表的内阻时，电流为满偏电流的一半。因为指针在中间，所以叫中值电阻。如果选择“×1”倍率，上图该表的中值电阻R中=______Ω，如果选择“×1k”倍率，该表的中值电阻R中1=______Ω。

（2）图abc三个电路图中不可以实现欧姆表倍率转换的是______（填“a”、“b”、“c”）。

（3）如图是另一种倍率转换的欧姆表内部电路图，当开关S合向___端，这时的欧姆表是较大的倍率挡。并且使用该表一段时间后，电源电动势减少，内阻增加，但是仍然能调零，结合上述分析，用该表测量的电阻的测量值___真实值。（填：“>”、“<”、“=”）

【答案】    ①. 15    ②. 15000    ③. c    ④. b    ⑤. >

【解析】

【详解】（1）[1][2]如果选择“×1”倍率，上图该表的中值电阻R中=15Ω，如果选择“×1k”倍率，该表的中值电阻为

R中1=15×1000Ω=15000Ω

（2）[3]要改变欧姆表的测量范围，实现欧姆表的不同倍率，就是使表盘上的刻度都扩大相同的倍数，中值电阻也不例外。而中值电阻就等于欧姆表的内阻，所以也就是改变欧姆表的内阻，根据闭合电路的欧姆定律可得

可知改变欧姆表的内阻，有两种途径，即改变电源电动势或改变电路中的最大电流值。图c中选择开关接c和ｄ所对应的电源电动势和满偏电流相同，则对应中值电阻相同，即同一种倍率，故不可以实现欧姆表倍率转换的是c。

（3）[4]图中当开关S合向b端时的最大电流比接a端时小，根据

可知开关S合向b端时所对应中值电阻大，则这时的欧姆表是较大的倍率挡。

[5]使用该表一段时间后，电源电动势减少，内阻增加，但是仍然能调零，即不变，有

待测电阻的测量值是通过表头的示数体现的，接入Rx后，表头的示数

当电源电动势E变小时，I变小，即通过多用电表电流减小，指针偏转角度减小，欧姆表的读数变大，测量结果偏大，结合上述分析，用该表测量的电阻的测量值>真实值。

11. 2021年12月6日斯诺克英锦赛上，中国小将赵心童捧杯。在一次击球时，运动员对白色球施加一个瞬时冲量，方向沿白色球与红色球连线，两球相距1.0m，红球距左角底袋0.27m，两球与桌面间的动摩擦因数均为0.15（认为台球与桌面的摩擦力可视为滑动摩擦力，台球可视为质点不考虑台球滚动）。如图所示，白、红两球发生对心正碰，碰撞后红色球经过0.90s刚好进入左角底袋，斯诺克台球比赛用球质量近似m=150g。问：

（1）运动员击打白色球时，白色球获得的速度；

（2）白色球与红色球碰撞过程中两球损失的机械能。

【答案】（1），方向沿白色球与红色球连线且指向红球；（2）0.0037J

【解析】

【详解】（1）根据动量定理，可得

解得，白色球获得的速度大小为

方向沿白色球与红色球连线且指向红球

（2）碰撞后，由牛顿第二定律可得

解得，白球、红球运动中加速度大小均为

设碰撞前白球速度为v1、碰撞后白球速度为，红球的速度为v2，对白球有

对红球有

碰撞过程中，根据动量守恒定律有

根据能量守恒定律可得，白色球与红色球碰撞过程中两球损失的机械能为

联立方程，代入数据解得

12. 如图甲所示，在平面内建立坐标系，在第一、四象限内有抛物线，在第二、三象限存在以为圆心、半径为l、垂直于纸面向里的磁感应强度大小为的圆形匀强磁场区域。抛物线与y轴之间范围内存在沿x轴负方向的电场，在第一象限中的抛物线边界上有许多静止的质量为m、电荷量为的粒子，从静止释放后可沿电场方向加速，电场强度大小为。不计粒子的重力和粒子间的相互作用（l、、m、q均为已知量）。

（1）求在抛物线上处由静止释放的粒子在磁场中运动的轨迹圆的半径；

（2）将右半圆磁场去掉（如图乙），并将左半圆磁场的磁感应强度大小改为，在抛物线上处由静止释放粒子，求粒子由静止释放到达坐标处的最短时间及此时的大小；

（3）仍将右半圆磁场去掉（如图乙），并将左半圆磁场的磁感应强度大小改为，再将抛物线与y轴之间范围内的电场强度改为（为已知量），发现所有释放的粒子经过磁场偏转后都从直线上某一点射出磁场，求该点的坐标以及的大小。

【答案】（1）l；（2），；（3），

【解析】

【详解】（1）粒子释放后在电场中加速运动的位移为

由动能定理得

电场强度大小为

联立解得

在磁场中由洛伦兹力提供向心力，可得

联立解得

（2）根据题意画出粒子的运动轨迹如图所示

粒子在电场中做匀变速直线运动，有

解得

粒子匀速运动时有

解得

粒子在磁场中运动时有

由题意知

解得

分析知，当n=1时，运动时间最短，为

（3）粒子在电场中加速时有

解得

解得

可以看出当B3为某一固定数值时，，当y→0时，r3→0，因此粒子在磁场的汇聚点坐标为

根据题意画出粒子的运动轨迹如图丙所示

且当y=l时，有

解得

[物理—选修3-3］

13. 下列说法正确的是（　　）

A. 对能源的过度消耗使自然界的能量品质不断降低，形成“能源危机”

B. 像做功一样，热量的概念只能在涉及能量的转移时才有意义，不能说物体具有多少热量，只能说某一过程物体吸收或者放出了多少热量

C. 粘在一起的糖块是多晶体，单个的蔗糖晶体颗粒是单晶体

D. 当一个物体被举高时，组成物体的每个分子的重力都做负功，因此分子势能增大，导致物体的内能增大

E. 向一锅热水中撒一点胡椒粉，加热时发现水中的胡椒粉在翻滚，说明温度越高布朗运动越剧烈

【答案】ABC

【解析】

【详解】A．根据能量守恒定律，对能源的过度消耗，能量总量不变，但能量品质会不断降低，形成“能源危机”，故A正确；

B．像做功一样，热量的概念只能在涉及能量的转移时才有意义，不能说物体具有多少热量，只能说某一过程物体吸收或者放出了多少热量，故B正确；

C．粘在一起的糖块没有确定的几何形状是多晶体，单个的蔗糖晶体颗粒有确定的几何形状是单晶体，故C正确；

D．当一个物体被举高时，组成物体的每个分子的重力都做负功，重力势能增大，分子势能是由分子间距离决定，当物体被举高时，分子势能不一定增大，物体内能也不一定增大，故D错误；

E．向一锅热水中撒一点胡椒粉，加热时发现水中的胡椒粉在翻滚是水的对流引起的，不是布朗运动，故E错误。

故选ABC。

14. 理想气体状态方程可用pV=nRT表示，式中p为压强，V为气体的体积，T为温度，n为气体的物质的量，R为常量。不同的物质升高相同温度时吸收的热量一般不相同。1mol的物质温度升高时，如果吸收的热量为Q，则该物质的摩尔热容定义为=。由于热量是过程量，常用的摩尔热容有定压强热容和定体积热容两种，如氧气的定压和定体的摩尔热容之比为。一定质量的氧气由状态1变化到状态2所经历的过程如图所示。视氧气为理想气体。试求这一过程：

（1）外界对氧气所做的功W；（结果用和表示）

（2）1到a过程吸收热量和a到2过程放出热量之比。

【答案】（1）；（2）

【解析】

【详解】（1）外界对气体做的功为图像中图线与T轴所围图形的面积，则有

（2）由图可知1到a过程为等容变化，根据查理定律有

解得

则

1到a过程吸收热量为

a到2过程为等压变化，根据盖—吕萨克定律有

联立解得

a到2过程放出热量为

又有

则1到a过程吸收热量和a到2过程放出热量之比为

[物理一选修3-4）

15. 一列简谐横波某时刻的波形如图所示，比较介质中的三个质点a、b、c，则（　　）

A. 此刻b的速度最小

B. 此刻a的加速度最小

C. 若波沿x轴正方向传播，此刻b向y轴负方向运动

D. 若波沿x轴负方向传播，c比a先回到平衡位置

【答案】D

【解析】

【详解】A．由波动图象可知，此时质点b位于平衡位置，所以速度为最大，故A错误；

B．由波动图象可知，此时质点a位于波峰处，位移最大，故质点a的加速度最大，故B错误，

C．若波沿x轴正方向传播，由“上下坡法”可知，质点b向y轴正方向运动，故C错误；

D．若波沿x轴负方向传播，由“上下坡法”可知，a质点沿y轴负方向运动，c质点沿y轴正方向运动，所以质点c比质点a先回到平衡位置，故D正确。

故选D。

16. 如图所示，某L形透明材料的折射率n=2。现沿AB方向切去一角，AB与水平方向的夹角为θ。为使水平方向的光线射到AB面时不会射入空气，求：

（1）θ的最大值。

（2）若光在真空中的速率为c，频率为f。则在该透明材料中的速率v和频率f1为多大？

【答案】（1） ；（2），f

【解析】

【详解】（1）要使光线不会射入空气，即发生全反射，设临界角为C，即有

由几何关系得

联立求得

（2）折射率的大小大小不仅反应了介质对光的折射本领，也反应了光在介质中的传播速度大小

光从一种介质进入到另一种介质时，频率不变，故