2021-2022学年重庆市第一中学高三（下）5月物理试题含解析

2022年重庆一中高2022届高三下期5月月考

物理试题卷

注意事项：

1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号码填写在答题卡上。

2．作答时，务必将答案写在签题卡上、写在本试卷及草稿纸上无效。

3．考试结束后，将答题卡交回。

一、选择题：本大题共10小题，共43分。在每小题给出的四个选项中，第1~7题只有一项符合题目要求，每小题4分；第8-10题有多项符合题目要求，每小题5分，全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。

1. “隔空充电”是目前无线充电技术的主要研究方向，其原理与变压器相似。在充电基座的送电线图中接入交变电流（如图甲所示），其会在周围空间产生变化的磁场，从而使手机等用电器的受电线圈中产生感应电流（如图乙所示）。由于两线圈间存在一定的距离，则在两线圈中仍成立的关系是（　　）

A.  B.  C.  D.

【答案】B

【解析】

【详解】ACD．有一部分能量会以电磁波的形式散发到周围的空间损失掉，也有一部分能量转化为手机的内能损失掉。所以两线圈中的

由于传输过程中有“漏磁”及能量的损失，则理想变压器原副线圈电压电流与匝数的定量关系不再适用。故ACD错误；

B．送电线圈与受电线圈通过互感实现能量传递，不改变交变电流的频率。故B正确。

故选B。

2. 核电池是各种深空探测器中最理想的能源，它不受极冷极热的温度影响，也不被宇宙射线干扰。钚发生衰变时将释放的核能转化为电能。已知钚238的半衰期为88年，其衰变方程为。下列说法正确的是（　　）

A. 衰变生成的X中含有92个中子

B. 粒子的穿透能力比粒子强

C. 的核子平均质量大于X的核子平均质量

D. 钚238在极高压下可加速衰变，其半衰期将减小

【答案】C

【解析】

【详解】A．衰变生成的X中含有的中子个数为

A错误；

B．粒子的穿透能力比粒子弱，B错误；

C．钚发生α衰变时，释放出能量，由爱因斯坦质能方程可知，该衰变反应伴随着质量亏损，所以新核子的平均质量会减小，所以有的核子平均质量大于X的核子平均质量，C正确；

D．半衰期是物体故有属性，不受外界因素影响，极高压下不会影响半衰期，D错误。

故选C。

3. 2022年4月16日，“神舟十三号”载人飞船完成6个月在轨飞行任务后成功返回地面。此次返回首次采用快速返回模式，缩短了飞船在轨道I上的等待时间。其返回过程可简化为如图所示：在离地约的轨道I上与空间站分离、调姿、制动后从原飞行轨道I进入返回轨道Ⅱ，到近地点时再次调整速度进入轨道Ⅲ、忽略空气阻力，下列说法正确的是（　　）

A. 在飞行轨道I上P点推进器应沿运动相反方向喷火

B. 在轨道Ⅱ上从P点到Q点的过程中，返回舱的机械能减小

C. 轨道Ⅱ上正常运行经过P点的加速度小于轨道I上正常运行经过P点的加速度

D. 在轨道Ⅲ上的运行周期小于轨道I上的运行周期

【答案】D

【解析】

【详解】A．从原飞行轨道I进入返回轨道Ⅱ，应该使载人飞船降速，即在飞行轨道I上P点推进器应沿运动方向喷火。故A错误；

B．在轨道Ⅱ上从P点到Q点的过程中，万有引力做正功，返回舱的动能增加，重力势能减小，机械能保持不变。故B错误；

C．根据

解得

可知轨道Ⅱ上正常运行经过P点的加速度等于轨道I上正常运行经过P点的加速度。故C错误；

D．根据

解得

易知，在轨道Ⅲ上的运行周期小于轨道I上的运行周期。故D正确。

故选D。

4. 如图所示，真空中有三个电荷量相等的点电荷A、B和C，分别固定在水平面内正三角形的顶点上，其中A带正电，B、C带负电。O为三角形中心，D为BC边的中点，E、F关于D点对称，设无穷远处电势为零，下列说法正确的是（　　）

A. E、F两点场强相同 B. E、F两点电势相等

C. O点场强小于D点场强 D. O点电势低于D点电势

【答案】B

【解析】

【详解】A．由平行四边形定则可知，E、F两点场强大小相同，方向不同A错误；

B．在只有B、C点电荷所形成的的电场中，E、F两点电势相同；在只有A点电荷所形成的的电场中，E、F两点电势相同；由电场的叠加原理可知E、F两点电势相等；B正确；

C．B、C两点电荷在O点的合场强方向沿OD并指向D，在D点产生的场强为0；A点电荷在O点产生的场强方向沿AO并指向O，在D点的场强方向沿AD并指向D；所以由平行四边形定则并结合几何知识可知，O点场强大于D点场强。C错误；

D．若只有B、C两点电荷，则根据等量同种负电荷中垂线的电势分布可知，O点电势高于D点电势；若只有A点电荷，则O点电势高于D点电势，所以根据电场叠加原理可知，O点电势高于D点电势。D错误。

故选B。

5. 智能呼啦圈轻便类观，深受大众喜爱。如图甲所示，腰带外侧带有轨道，将滑轮置于轨道内，滑轮通过一根不可伸长的绳子与配重连接，其简化模型如图乙所示。水平固定好腰带，通过人体的微小扭动，配重将在滑轮的带动下一起在水平面内做匀速圆周运动，绳子与竖直方向夹角为，运动过程中腰带可看作不动，下列说法正确的是（　　）

A. 若以更大的转速匀速转动，则绳子上的拉力将增大

B. 若以更大的转速匀速转动，则身体对腰带的摩擦力将增大

C. 增大转速的过程中，绳子对配重的拉力不会对配重做功

D. 若增加配重，保持转速不变，则绳子与竖直方向的夹角将减小

【答案】A

【解析】

【详解】AD．绳长为L，悬挂点到腰带中心的距离为r，以配重为研究对象，受到重力和拉力，如图所示

竖直方向根据平衡条件可得

Tcosθ=mg

在水平方向上

联立可得

由此可知转速增大、配重做匀速圆周运动的半径变大，θ增大、T增大，若增加配重，保持转速不变，则绳子与竖直方向的夹角将不变，故A正确，D错误；

B．若增大转速，配重做匀速圆周运动的半径变大，绳与竖直方向的夹角θ将增大，竖直方向

mg=Tcosθ

对腰带分析如图

可得竖直方向

f=Mg+Tcosθ=Mg+mg

故腰受到腰带的摩擦力不变，故B错误；

C．由A中公式可知，转速增大、配重做匀速圆周运动的半径变大，θ增大，速度增大，动能增大，同时高度上升，重力势能增大，所以机械能增大；由功能关系可知绳子对配重做的功等于配重机械能的增加量，所以功为正值，做正功，故C错误。

故选A。

6. 2021年4月配备华为自动驾驶系统的新能源汽车实现了在市区1000公里无干预自动驾驶，该车型在红绿灯启停、避让路口车辆、礼让行人、变道等方面都能实现无干预驾驶。在某次试乘过程中，甲、乙两车沿同一平直公路同向匀速行驶，乙车在前，甲车在后。时刻两车同时发现前方较远处突发交通事故，同时开始刹车且恰好不发生碰撞，其图像如图所示。下列判断正确的是（　　）

A. 两车刹车加速度大小之比为 B. 时两车恰好不发生碰撞

C. 两车间的距离一直在减小 D. 开始刹车时两车至少相距

【答案】B

【解析】

【详解】A．由图可得甲车的加速度大小为

乙车的加速度大小为

两车刹车加速度大小之比为

故A错误；

B．恰好不发生碰撞的条件是相遇时速度相等，则有

可得

时两车恰好不发生碰撞，故B正确；

C．因为甲的加速度大，速度减得快，所以相遇后两车之间的距离又变大，故C错误；

D．开始刹车时两车至少相距

故D错误。

故选B。

7. 一半径为R的四分之一圆弧轨道EF固定于竖直平面内，圆心O与F等高，如图所示，A、B、C三点将OE四等分，现从OE竖直线上各点水平抛出小球，重力加速度为g，下列说法正确的是（　　）

A. O点抛出的小球可能垂直撞到圆弧上

B. B点抛出的小球可能垂直撞到圆弧上

C. 能垂直撞到圆弧的小球中，抛出点越靠近O点的小球，在空中运动时间越长

D. 能垂直撞到圆弧的小球中，抛出点越靠近O点的小球，抛出时的初速度越大

【答案】D

【解析】

【详解】AB．设小球在OE上某点P水平抛出正好垂直落于圆弧上M点，可知速度反向延长线交于水平位移中点，如图

可知

即小球的竖直位移等于抛出点P与圆心O的距离，易知当小球从O点水平抛出时，只有当竖直位移为零时，才能垂直打在圆弧上F点，显然是不成立的，同理当小球从B点水平抛出时，只有当水平位移为零时，才能垂直打在圆弧上E点。所以O点和B点抛出的小球不可能垂直撞到圆弧上。故AB错误；

C．能垂直撞到圆弧上的小球，竖直位移大小等于圆心O到抛出点P的距离，在空中运动时间满足

解得

易知，抛出点越靠近O点的小球，在空中运动时间越短。故C错误；

D．根据平抛运动规律，可得

又

联立，可得

易知，能垂直撞到圆弧的小球中，抛出点越靠近O点的小球，抛出时的初速度越大。故D正确。

故选D。

8. 智能手机屏幕的光线过强会对眼睛造成伤害，因此手机都有一项可以调节亮度的功能，该功能既可以自动调节，也可以手动调节，其简化电路如图。已小灯泡电阻不随电流发生变化，且有，光敏电阻在光照增强时，电阻会减小。闭合开关，仅当光照强度增大时，下列说法正确的是（　　）

A. 小灯泡变亮 B. 光敏电阻的功率减小

C. 电源的输出功率减小 D. 电源的效率减小

【答案】AD

【解析】

【详解】A．闭合开关，仅当光照强度增大时，光敏电阻阻值减小，根据闭合电路欧姆定律可知，电路中的电流增大，则小灯泡变亮，故A正确；

B．因为光敏电阻的阻值减小，电流增大，设光敏电阻为R1，由

无法判断光敏电阻的功率如何变化，故B错误；

C．设滑动变阻器的电阻为R，由闭合电路欧姆定律可知

电源的输出功率为

因为，所以外电阻大于电源内电阻，则光敏电阻减小时，电源输出功率变大，故C错误；

D．电源的效率

因为电路中电流增大，所以电源的效率减小，故D正确。

故选AD。

9. 如图甲所示，倾角为的光滑斜面上，与斜面平行的轻弹簧下端固定在斜面底端的挡板上，上端连接质量的小滑块（视为质点），滑块在O点时弹簧处于原长状态。现将滑块从距O点上方处的A点由静止释放，在滑块从释放至第一次到达最低点的过程中，其加速度a随位移x的变化规律如图乙所示（取沿斜面向下为加速度的正方向），，下列说法正确的是（　　）

A. 斜面倾角 B. 弹簧的劲度系数

C. 运动过程中动能最大值为 D. 最低点处弹力大小为

【答案】BC

【解析】

【详解】AB．由图可知，刚释放滑块既弹簧伸长量为0.2m时，加速度大小为12m/s2，运动位移为0.4m，既弹簧压缩量为0.2m时加速度大小为零，则有牛顿第二定律可得

解得

故A错误，B正确；

C．当重力与弹簧弹力平衡时，动能最大，由系统机械能守恒

可得

故C正确；

D．设最低点到O点的距离为x，由系统机械能守恒

可得

则弹簧弹力

故D错误。

故选BC。

10. 如图所示，正方形金属线圈ABCD通过不可伸长的绳子与斜面上物块相连，水平面上方有两个大小均为方向相反的匀强磁场，虚线为其分界线，磁场范围足够大。线圈ABCD边长，电阻，质量；物块质量，斜面倾角。由静止释放时，线圈的AB边与磁场分界线距离为L，当线圈的CD边跨过分界线前线圈已经进入匀速运动阶段。已知重力加速度，不计一切摩擦，斜面足够长，下列说法正确的是（　　）

A. 线圈AB边到达分界线前绳中拉力为

B. 线圈CD边达分界线时的速度为

C. 线圈穿过分界线的过程中通过线圈截面的电荷量为

D. 线圈穿过分界线的过程中产生的热量为

【答案】AC

【解析】

详解】A．AB边到达分界线前，线圈不受安培力，则有牛顿第二定律

可得

则拉力为

故A正确；

B．线圈CD边到达分界线前，根据右手定则可知AB、CD切割磁感线产生的感应电流在线圈中都是顺时针方向，由左手定则可知，两边所受安培力方向与运动方向相反，线圈的CD边跨过分界线前线圈已经进入匀速运动，则有电路中的电流为

线圈所受安培力与绳的拉力平衡，有

且有

联立可得线圈CD边达分界线时的速度为

故B错误；

C．线圈穿过分界线的过程中通过线圈截面的电荷量为

故C正确；

D．由

可得线圈AB边到达分界线前的速度为

设CD边到达分界线时，达到匀速，则由

可得

而实际上线圈的CD边跨过分界线前线圈已经进入匀速运动，所以线圈穿过分界线的过程中产生的热量小于，故D错误。

故选AC。

二、非选择题：包括必考和选考题两部分。第11题-第14题为必考题，每道试题考生都必须作答；第15题~第16题为选考题，考生根据要求作答。

（一）必考题：共4小题，共45分。

11. 用如图甲所示的实验装置测滑块和木板之间的动摩擦因数。长木板水平放置，在托盘中放入适量的砝码，通过细线带动滑块做匀速运动，利用纸带可以求滑块运动的加速度。

（1）图乙是某次实验中打点计时器所打出纸带的一部分，纸带上计数点间的距离如图中所示（相邻两个计数点间还有4个点没有画出），则滑块运动的加速度为______。（打点计时器所用电源的频率为，结果保留2位有效数字）

（2）为了测量滑块和木板间的动摩擦因数，用天平测出滑块的质量M，托盘和砝码的总质量m。若用托盘和砝码的总重力来代替细绳对滑块的拉力，则滑块与木板间的动摩擦因数为______（用a、m、M、g等字母表示）。

（3）若实验中不满足，则动摩擦因数的测量值______（填“大于”“小于”或“等于”）真实值。

【答案】    ①. 2.0    ②.     ③. 大于

【解析】

【详解】（1）[1]相邻两个计数点间还有4个点没有画出，则计数周期为

则由逐差法，可得滑块运动的加速度为

（2）[2]若用托盘和砝码的总重力来代替细绳对滑块的拉力，则由牛顿第二定律

可得

[3]若实验中不满足，则有

可得

则测量值大于真实值。

12. 二氧化锡是一种对酒精非常敏感的气敏电阻，其阻值随酒精浓度而变化。

（1）为了研究其阻值随酒精浓度的变化规律，采用如图甲所示的电路进行测量，提供实验器材如下：

电压表V（量程，内电阻约）

电流表（量程，内电阻约）

电流表（量，内电阻约）

滑动变阻器R（最大阻值为，额定电流为）

直流电源E（电动势为，内阻为）

电键及若干导线

①电流表应选用______（填器材代号）。

②为了减小因电表内阻造成的系统误差，测量时应接______（填“a”或“b”）。

③不断调整气敏电阻周围的酒精气体浓度，记录不同浓度及对应气敏电阻的阻值，得到其阻值随酒精气体浓度变化的图像如图乙所示。

（2）目前国际公认的酒驾标淮是“”，醉驾标准是“酒精气体浓度”。实验小组利用该气敏电阻、直流电源（电动势为，内阻为）、电压表V（量程为，内阻非常大，作为浓度表使用）、一定值电阻、开关及导线组装一台酒精测试仪。

①要求电压表示数随酒精气体浓度的增加明显变大，请将丙图中的电压表接到合适的位置______。

②当电压表示数为时，测量的酒精浓度______（填“有”或“没有”）达到醉驾标准。

【答案】    ①.     ②. b    ③. 见解析    ④. 没有

【解析】

【详解】(1)[1]由图乙可知，气敏电阻的阻值范围为10~60，根据

可计算出流过电流表的最大电流值为

所以电流表应选用；

[2]气敏电阻的阻值较小，为了减小因电表内阻造成的系统误差，采用电流表外接法，测量时应接b；

(2)[3]由乙图可知，酒精浓度越大，气敏电阻的阻值越小，所以电压表应与定值电阻并联，具体连接如图

[4]根据

解得

由闭合电路欧姆定律，有

解得

由乙图可知，酒精浓度约为0.65小于，即没有达到醉驾标准。

13. 如图，人们用“打夯”的方式把松散的地面夯实。设某次打夯符合以下模型：两人同时通过绳子对重物各施加一个力，力的大小均为，方向都与竖直方向成，重物离开地面后两人停止施力，最后重物自由下落砸到地面，碰后速度视为零。已知重物的质量为，g取，。求：

（1）重物刚落地时的速度大小；

（2）若重物撞击地面的时间为，求撞击过程重物对地面的平均冲击力F。

【答案】（1）；（2）7680N

【解析】

【详解】（1）从离开地面到落回地面，重力不做功，由动能定理

可得重物刚落地时的速度大小

（2）以向上为正方向，根据动量定理

可得撞击过程重物对地面的平均冲击力

14. 如图所示为一种磁约束装置的原理图，同心圆圆心O与平面坐标系原点重合。圆环内部存在垂直于纸面向里的匀强磁场（小圆内部区域无磁场）。小圆四周上存在一可沿圆周右侧自由移动的粒子源A，粒子源与原点O的连线与y轴负方向成角，该粒子源在不同位置均能沿x轴正方向发射速度为的带电粒子。已知小圆半径为R，匀强磁场感应强度为B，带电粒子的质量为m、电量为q，且满足，粒子在运动过程中不与粒子源相碰，忽略粒子重力和磁场边缘效应。

求：（1）带电粒子在磁场中做匀速圆周运动的半径和周期；

（2）若时粒子能回到A点，求磁场的最小面积S和粒子第一次回到A点所经历的时间；

（3）若粒子源可发射正、负两种粒子（质量、电量、初速度均和题干中粒子相同），要求粒子能以相同的速度回到A点，求满足的条件和第一次以相同的速度回到A所经历的时间。

【答案】（1），；（2），；（3），

【解析】

【详解】（1）根据牛顿第二定律得

（2）如图甲所示

大圆的半径为

磁场的最小面积Smin

在磁场中运动的时间为

在小圆内运动的时间为

第一次回到A点所经历的时间

（3）粒子在A沿x轴正方向运动，正电荷向上偏转，负电荷向下偏转，轨迹如图乙所示

正负电荷都是经过两次偏转回到A点，由几何关系可知，速度方向相同。粒子在小圆内的运动轨迹MN、PQ长度相同，用时相等，正电荷在磁场中用时

负电荷在磁场中用时

令，可得

当时，粒子能以相同的速度同时回到A点，如图丙所示

第一次以相同的速度回到A所经历的时间为

（二）选考题：共12分。考生从给出的第15、16两题中任选一道作答，并用2B铅笔在答题卡上把所选题目的题号涂黑。注意所做题目的题号必须与所涂题目的题号一致，在答题卡选答区域指定位置答愿。如果多做，则按所做的第一题计分。

【物理——选修3-3】

15. 下列说法正确是（　　）

A. 气体的体积是所有气体分子的体积之和

B. 气体温度升高，每个气体分子的热运动动能增大

C. 没有漏气、没有摩擦的理想热机，其效率可能是

D. 液晶具有液体的流动性，同时具有晶体的各向异性特征

【答案】D

【解析】

【详解】A．气体分子间空隙很大，气体的体积大于所有气体分子的体积之和，故A不符合题意；

B．温度的微观含义是反映物体内分子的热运动剧烈程度，气体温度升高，分子平均动能越大，但并非每个气体分子的热运动动能都增大，故B不符合题意；

C．根据热力学第二定律可知，热机不可能从单一热源吸收热量全部用来做功，而不引起其它变化，效率不可能是100%，故C不符合题意；

D．液晶具有液体的流动性，同时具有晶体的各向异性特征，故D符合题意。

故选D。

16. 2021年11月7日21时20分，王亚平身穿我国自主研发的舱外航天服“走出”太空舱，成为我国第一位在太空“漫步”的女性。舱外航天服内密闭一定质量的气体，用来提供适合人体生存的气压。王亚平先在节点舱（宇航员出舱前的气闸舱）穿上舱外航天服，航天服密闭气体的体积约为，压强，温度，她穿好航天服后，需要把节点舱的气压缓慢降低，以便打开舱门。

（1）打开节点舱舱门时，航天服内气体气压已降低到，温度变为，这时航天服内气体体积为多少？

（2）为便于舱外活动、当密闭航天服内气体温度变为时，宇航员缓慢放出航天服内的一部分气体，使气压降到。假设释放气体过程中温度不变，体积变为，那么释放气体与剩余气体的质量比为多少？

【答案】（1）2.5L；（2）1:2

【解析】

【详解】（1）由理想气体状态方程

可得

（2）气体做等温变化，有

可得

释放气体与剩余气体的质量比为

【物理——选修3-4】

17. 时位于x轴上某处的波源开始做简谐运动，形成一列沿x轴正方向传播的横波，其波速为。时，波恰好传到处的P点，此时在x轴正半轴的波形图如图所示。已知介质中质点Q的平衡位置位于处。下列说法正确的是（　　）

A. 波源位于坐标顶点O处

B. 时，质点P沿y轴正方向运动

C 从图示时刻，再经，质点Q到达平衡位置

D. 到内，质点Q运动的路程为

【答案】C

【解析】

【详解】A．时波传播的距离为

此时波恰好传到处，则波源的位置为坐标为

即波源在处，A错误；

B．由“上下坡法”可知，时，质点P沿y轴负方向运动；B错误；

C．由题意，波经过0.05s向前传播的距离为

所以此时Q质点的振动情况与处的质点振动情况相同，即处于平衡位置，C正确；

D．时点的位移为

则质点在内走过的路程为

D错误。

故选C。

18. 真空中有一半径为R的半圆柱形玻璃砖，其横截面如图所示，O为圆心，一束平行光线照射到玻璃砖面上，经玻璃砖折射后，有部分光从BC边射出（只考虑第一次射向BC边的光线）。已知光线AO沿半径方向射入玻璃砖后，恰在O点发生全反射，。求：

（1）玻璃砖的折射率n；

（2）从BC边射出光的区域长度。

【答案】（1）2；（2）

【解析】

【详解】（1）根据题意，光线在O点恰好发生全反射，入射角等于临界角C，则得

C=30°

根据

解得

n=2

（2）如图所示

进入玻璃中的光线①垂直半球面，沿半径方向直达球心位置O，且入射角等于临界角，恰好在O点发生全反射．光线①左侧的光线（如：光线②）经球面折射后，射在BC上的入射角一定大于临界角，在BC上发生全反射，不能射出。光线①右侧的光线经半球面折射后，射到BC面上的入射角均小于临界角，能从BC面上射出。最右边射向半球的光线③与球面相切，入射角

i=90°

由折射定律知

解得

r=30°

根据几何知识可知光线③将在BC边发生全反射，在光线③左侧的光线，都能从BC边射出，所以在BC面上射出的光束宽度应是