2021-2022学年辽宁省铁岭市六校高三（上）期末物理试卷（含答案解析）

2021-2022学年辽宁省铁岭市六校高三（上）期末物理试卷

1.     为了解决停车难的问题，很多城市建设了多层停车场，结构如图所示，取车时，停在上层的车子需要车库管理员把车子“移送”到下层。假设“移送”过程中车辆相对于底板始终静止，底板始终保持水平，则下列说法正确的是(    )

A. 车子在被水平向后匀速“移送”的过程中，车子对底板的摩擦力方向水平向前
B. 车子在被水平向后匀速“移送”的过程中，底板对车子的摩擦力方向水平向后
C. 车子在被竖直向下“移送”的过程中，车子对底板的压力可能大于车子的重力
D. 车子在被竖直向下匀速“移送”的过程中，底板对车子的支持力小于车子自身的重力

2.     在2021年东京奥运上，我国运动健儿摘金夺银，为国争光。其中在跳水男子3米板决赛中，我国选手谢思埸夺得金牌！在某次比赛中，若将运动员入水后向下的运动视为匀减速直线运动，该运动过程的时间为8t。设运动员入水后向下过程中，第一个t时间内的位移为，最后两个t时间内的总位移为，则：为(    )

A. 17：4 B. 13：4 C. 15：4 D. 15：8

3.     北京冬奥会跳台滑雪比赛将在国家跳台滑雪中心进行。其中一条滑雪轨道由倾角的斜面与水平面连接而成，运动员从O点以初速度水平滑出，不计空气阻力，经过一段时间后运动员落在轨道上，竖直速度与水平速度之比为，若运动员以初速度水平滑出，已知重力加速度为g，，运动员在空中的飞行时间为(    )

A.  B.  C.  D.

4.     2021年6月17日，我国航天员聂海胜刘伯明汤洪波搭乘“神舟十二号”开启了为期3个月的天宫空间站之旅。神舟十二号飞船经历上升、入轨交会飞行后，与已经和天舟货运船形成组合体的空间站核心舱对接，航天员进入空间站组合体，组合体在距离地球表面400公里左右的轨道稳定运行，则下列说法正确的是(    )

A. “神舟十二号”的向心加速度小于“空间站”的向心加速度
B. 已知“神舟十二号”的线速度与角速度，不可以求得空间站质量
C. “神舟十二号”的线速度大于第一宇宙速度
D. “神舟十二号”的周期大于24小时

5.     如图，一倾角为的光滑斜面固定在地面上，斜面顶端装有一光滑定滑轮。一细绳跨过滑轮，其一端悬挂物块C，另一端与斜面上的长木板B相连，长木板B上有一物块A，A、B的质量都为2kg，C的质量为1kg，A、B之间的摩擦因数为，取重力加速度。起初用手将三物体按照图示位置保持静止，松手后，下列说法正确的是(    )

A. A、B将会一起下滑 B. B将相对A向下滑
C. B开始运动的加速度为 D. B开始运动的加速度为

6.     如图所示，实线是一列沿x轴正方向传播的简谐横波在时刻的波形图，虚线是这列波在时刻的波形图，则下列说法正确的是(    )

A. 这列波的波长为12cm
B. 在时，处的质点速度沿y轴正方向
C. 这列波的波速可能为
D. 这列波遇到5m宽的物体，能发生明显的衍射现象

7.     太阳内部的核聚变可以释放出大量的能，这些能以电磁辐射的形式向四面八方辐射出去，其总功率达到。设太阳上的热核反应是4个质子聚合成1个氦核同时放出2个中微子质量远小于电子质量，穿透能力极强的中性粒子，可用v表示和另一种带电粒子用表示，且知每一次这样的核反应质量亏损为，已知真空中的光速，电子的电荷量。则每秒钟太阳产生中微子的个数为(    )

A. 个 B. 个 C. 个 D. 个

8.     如图甲所示，为了观察一油箱内的储油量，设计师在油箱的一侧竖直安装了一系列厚度相同长度不同的透明塑料板，每块塑料板的形状如图乙所示，下部尖端部分截面为等腰直角三角形。当光由正上方竖直向下射入到塑料板中，从观察窗口中可以清晰看到油量计的上表面有明、暗两片区域。通过观察明暗区域分界线的位置，便可判断出油量的多少，以下说法中正确的是(    )

A. 从观察窗口观察到的暗区是因为光在塑料板下端发生了全反射
B. 从观察窗口观察到的明亮区域越大，油量越少
C. 使用的塑料板折射率应满足
D. 使用的塑料板折射率应满足

9.     计算机键盘每个键下都连有一块小金属片，与该金属片隔有一定空气间隙的是另一块固定的小金属片，这组金属片组成一个可变的平行板电容器，如图所示。当键被按下，此电容器的电容发生变化，与之相连的电子线路就能检测到这个键被按下，从而给出相应的信号。已知金属片的正对面积为，键未被按下时两金属片的距离为，当键被按下时两金属片的距离为，假设金属片的正对面积及两端的电压始终保持不变，则(    )

A. 金属片间的场强保持不变 B. 金属片间的场强变为原来的两倍
C. 金属片上的电荷量变为原来的一半 D. 金属片上的电荷量变为原来的两倍

10. 如图所示，在xOy平面内存在着磁感应强度大小为B的匀强磁场，第一、二、四象限内的磁场方向垂直纸面向里，第三象限内的磁场方向垂直纸面向外，，为坐标轴上的两点。现有一质量为m、电荷量为e的电子从P点沿PQ方向射出，不计电子的重力，则下列说法中正确的是(    )

A. 若电子从P点出发恰好第一次经原点O点，运动时间可能为
B. 若电子从P点出发恰好第一次经原点O点，运动路程可能为
C. 若电子从P点出发经原点O到达Q点，运动时间可能为
D. 若电子从P点出发恰好第一次经原点O到达Q点，运动路程为或
 

11. 为了探究质量一定时加速度与力的关系，一同学设计了如图甲所示的实验装置。其中M为带滑轮的小车的质量，m为砂和砂桶的质量，滑轮质量不计。该同学在实验中得到如图所示的一条纸带两计数点间还有4个点没有画出，已知打点计时器采用的是频率为50Hz的交流电。
    
    根据纸带可求出小车的加速度______结果保留三位有效数字；
    以弹簧测力计的示数F为横轴，加速度为纵轴，画出的图像是一条直线，如图乙所示，图线与横轴的夹角为，求得图线的斜率为k，则小车的质量为______；
    A.
    B.
    C.k
    D.
    如果当时电网中交流电的频率是49Hz，而做实验的同学并不知道，那么加速度的测量值与实际值相比______选填“偏大”“偏小”或“不变”。
12. 某物理小组测定一节干电池的电动势和内阻。除电池内阻很小，约为、开关K和导线外，实验室提供的器材还有：
    A.灵敏电流计量程为1mA，内阻为
    B.电流表量程为，内阻为
    C.电流表量程为，内阻约为
    D.定值电阻阻值为，额定功率为
    E.定值电阻阻值为，额定功率为
    F.电阻箱
    G.滑动变阻器最大阻值为，额定电流为
    实验前，需要将灵敏电流计改装成电压表，若使电压表量程为，应将电阻箱的阻值设定为______。
    在下面的方框中已经设计好了部分电路图，请在此基础上根据实验器材补全合理的实验电路图，在电路图中标明所选器材的符号不是前面的字母，要求电路原理正确、操作简单、实验结果能尽可能准确______。
    在器材选择正确的情况下，按正确操作进行实验，调节滑动变阻器，通过测量得到灵敏电流计示数和电流表示数I的关系图线如图所示，则该电池的电动势______V、内阻______。
     
13. 某天大雾弥漫，能见度很低，甲、乙两辆汽车同向行驶在同一平直公路上，甲车在前，乙车在后，甲车的速度，乙车的速度，当乙车行驶到距甲车时，驾驶员发现了前方的甲车，设两车驾驶员的反应时间均为
    若乙车的驾驶员发现甲车后经反应时间后立即刹车做匀减速运动，加速度大小，当乙车速度与甲车速度相同时两车末相撞，求乙车在该过程发生的位移大小；
    若乙车的驾驶员发现甲车后经反应时间后，仅采取鸣笛警告措施，甲车驾驶员听到呜笛后经反应时间后立即做匀加速运动，为了防止相撞，求甲车加速运动的最小加速度的大小声音的传播时间忽略不计
14. 2021年7月4日中空间站的刘伯明成功开启了天和号核心舱出舱舱门，两位宇航员先后从核心舱成功出舱。气闸舱是载人航天器中供航天员进入太空或由太空返回时用的气密性装置。气闸舱有两个气闸门，一个与密封座舱连接，称内闸门：另一个是可通向太空的外闸门。航天员出舱进入太空活动前，在座舱内穿好航天服，走出内闸门后关闭内闸门，使用真空泵把气闸舱内空气抽入座舱内，当气闸舱内和外界空间的压力相等时才能打开外闸门进入太空。航天员返回气闸舱时按相反的顺序操作。假设座舱容积为，宇航员进入气闸舱前压强为，气闸舱容积为。真空泵进行一次抽气中可把体积为的气体送入对应仓内。已知空间站正常运行时气闸舱与座舱气压相等，不考虑漏气、温度的变化，新鲜气体注入及航天员体积。求：
    把气闸舱内气体全部抽入到座舱内，座舱内气体压强；
    出舱时，抽气机把气闸舱内气体抽入到座舱，完成两次抽气时气闸舱内气体压强。
15. 如图所示，两条平行的光滑金属导轨所在平面与水平面有一定夹角，间距为d。导轨上端与电容器相连，电容器电容为C。导轨下端与粗糙水平直导轨用极短绝缘物质平滑连接，水平导轨平行且间距也为d。导轨均处在匀强磁场中，磁感应强度大小均为B，方向分别垂直导轨所在平面向上。质量为m的金属棒ab在导轨某处垂直导轨静止释放，质量也为m的金属棒cd垂直水平导轨静止放置，cd与导轨间动摩擦因数为。已知金属棒cd电阻为R，金属棒ab电阻和导轨电阻可忽略，金属棒与导轨接触良好，ab滑动过程中，cd始终相对导轨静止，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g。求：
    
    棒刚到达水平轨道时的最大速度；
    电容器充电的最大电荷量Q；
    棒释放位置距水平面的最大高度h。
    

答案和解析

1.【答案】C 

【解析】解：AB、车子在被水平向后“移送”的过程中，底板对车子的摩擦力为零；根据牛顿第三定律可得，车子对底板的摩擦力也为零，故AB错误；
C、车子在被竖直向下“移送”的过程中，如果车子在竖直方向上做减速直线运动，车子处于超重状态，则底板对车子的力大于车子自身的重力，故C正确；
D、车子在被竖直向下“移送”的过程中，车子处于平衡状态，车子所受重力等于底板对车子的支持力，故D错误。
故选：C。
根据车子的运动状态进行受力分析，判断车子所受的摩擦力。
本题以多层停车场“移送”车辆的过程为背景，考查了摩擦力的判断、牛顿第三定律，特别需要注意受力分析要结合物体的运动状态。
 

2.【答案】C 

【解析】解：运动员入水后向下的运动可视为末速度为零的匀减速直线运动，根据逆向思维，把该运动看作是向上的初速度为零的匀加速直线运动，由运动学公式可得
最后两个t时间内的总位移为
第一个t时间内的位移为
整理可得：：4
故ABD错误，C正确。
故选：C。
根据逆向思维，把该运动看作是向上的初速度为零的匀加速直线运动，由运动学公式可得最后两个t时间内的总位移和第一个t时间内的位移，进而得出其比值。
本题考查了逆向思维法，即把末速度为零的匀减速直线运动看作是初速度为零的匀加速直线运动来处理。
 

3.【答案】B 

【解析】解：若运动员落斜面上，其位移夹角为，如图1，根据位移与水平方向的夹角公式：，
设此时速度与水平方向的偏角，如图2，根据，与题目竖直速度与水平速度之比为不符，所以运动员落到水平轨道上，根据，解得：，故B正确，ACD错误。
故选：B。
根据位移的偏角公式，速度偏角，判定运动的落地点，然后根据判定知运动时间，高度相同，时间相同。
此题的关键是判定运动员的落地点，然后根据速度偏角求解时间。
 

4.【答案】B 

【解析】解：A、由可得：，“神舟十二号”与“空间站”对接后处于同一轨道，所以它们的向心加速度相等，故A错误；
B、由和可知，如果已知“神舟十二号”卫星的线速度与角速度，可以求得地球的质量，但不能求得空间站的质量，故B正确；
C、由可得第一宇宙速度为，“神舟十二号”卫星的运行轨道大于地球半径R，所以其线速度小于第一宇宙速度，故C错误；
D、由，可解得地球同步卫星的轨道高度约为万千米，“神舟十二号”卫星的轨道高度为400公里，远小于同步卫星的轨道高度，由上式可知其周期小于24小时，故D错误。
故选：B。
根据万有引力提供向心力，同时结合向心力的不同表达式比较出不同物理量之间的大小关系。
本题主要考查了万有引力定律的相关应用，理解万有引力提供向心力，熟悉公式之间的推导关系即可完成解答，难度不大。
 

5.【答案】C 

【解析】解：假设A、B间无相对滑动，将A、B、C看为整体，从而有，解得，方向沿斜面向下
只研究A物块时有，解得，方向沿斜面向下
从而说明A、B间存在相对滑动，且B相对A向上滑动
将B、C看为整体，则有，解得，方向沿斜面向下
故C正确，ABD错误。
故选：C。
假设A、B间无相对滑动，先根据牛顿第二定律整体判断加速度，再隔离分析A并根据牛顿第二定律判断其加速度，由此判断假设是否成立；对BC整体进行受力分析，根据牛顿第二定律判断其加速度。
本题主要考查牛顿第二定律的应用，要注意在不明确物体的运动状态时可以进行假设，采用整体法和隔离法进行分析判断假设是否成立。
 

6.【答案】AC 

【解析】解：由图可读出波长为，从图中可看出至经历了即个周期，因此有
A、由图可读出波长为12cm，故A正确；
B、由于波沿x轴正方向传播，在时，处的质点速度沿y轴负方向，故B错误；
C、波速即，当时波速为，故C正确；
D、波的波长远小于5m，故这列波遇到5m宽的物体，不能发生明显的衍射现象，故D错误；
故选：AC。
由图中可以直接读出波的波长，从图中可看出至经历了即个周期，周期和波速可以根据根据波长、波速和周期的关系求解而得；能发生明显的衍射现象的要求是波长大于物体的尺度。
该题属于典型的波的多解性问题，由图中可以直接读出波的波长，从图中可看出至经历了即个周期，周期和波速可以根据根据波长、波速和周期的关系求解而得；能发生明显的衍射现象的要求是波长大于物体的尺度。
 

7.【答案】D 

【解析】解：根据爱因斯坦质能方程得，一次核反应释放的能量：，
每秒太阳发生的核反应的次数：次
每次核反应产生2个中微子，则每秒钟太阳产生的中微子个数：个，故D正确，A、B、C错误。
故选：D。
根据爱因斯坦质能方程求出一次核反应释放的能量，结合太阳每秒释放的能量求出每秒太阳发生核反应的次数，抓住每次核反应产生2个中微子得出每秒钟产生中微子的个数。
本题考查了爱因斯坦质能方程的基本运用，知道每次核反应释放的能量与质量亏损的关系，基础题。
 

8.【答案】BD 

【解析】解：AB、当塑料板浸入油中时，光不能在界面发生全反射，所以看起来会暗一些，亮的部分没有浸入油中，因此，从观察窗口观察到的明亮区域越大，油量越少，故A错误，B正确；
CD、如图所示，光由上面射入塑料板中，在直角部分发生全反射时上面看起来才会明亮，光在从透明塑料板射向空气，此时发生全反射的条件是折射率，故D正确，C错误。
故选：BD。
光由正上方竖直向下射入到塑料板中，在直角部分发生全反射时上面看起来才会明亮，根据临界角公式分析塑料板折射率应满足的条件，结合全反射的条件分析。
解决本题的关键要理解并掌握发生全反射的条件和临界角公式，并能用来分析实际问题。
 

9.【答案】BD 

【解析】解：AB、由公式，因两端的电压始终保持不变，当键未被按下时两金属片的距离为，当键被按下时两金属片的距离为，则金属片间的场强变为原来的两倍，故A错误，B正确；
CD、因极板间距减小一半，依据电容的决定式\(C=\dfrac{ɛS}{4\pi kd}\)，可知，电容增大一倍，再依据电容的定义式\(C=\dfrac{Q}{U}\)，则金属片上的电荷量变为原来的两倍，故C错误，D正确；
故选：BD。
依据电容的定义式\(C=\dfrac{Q}{U}\)与电容的决定式\(C=\dfrac{ɛS}{4\pi kd}\)，结合电压与正对面积不变，从而判定电容器的电量，再由\(E=\dfrac{U}{d}\)来确定电场强度的大小。
考查电容器的电容决定式与定义式的应用，掌握两者的区别，并理解的含义。
 

10.【答案】ACD 

【解析】解：A、若电子从P点出发恰好经原点O第一次射出磁场分界线，则有运动轨迹如右图1所示：
由几何关系可知，电子运动轨道的半径为：，电子偏转，则运动时间，故A正确；
B、由上分析知，运动路程，故B错误；
CD、若电子从P点出发经原点O到达Q点，运动轨迹有两种情况，
第一种情况是回旋两次到Q点，如图2所示；
根据几何关系可知，电子在磁场中的运动半径为L，可算得运动路程是L，电子在Q点速度方向与y轴正方向的夹角为。此种情况的时间。路程为。
但也可能是第二种情况是回旋n次到达Q点如图3所示，
其中，设回到x轴n次，则回到y轴也为n次。根据几何关系可知，电子的运动半径为，可算得运动路程是：，电子在Q点速度方向与y轴正方向的夹角为，运动时间：、2、3……，故CD正确。
故选：ACD。
若电子从P点出发恰好经过原点O第一次射出磁场分界线，根据带电粒子在磁场中的运动轨迹，结合几何关系分析出粒子运动半径和偏转角，从而能求出时间；
若电子从P点出发经原点O到达Q点，根据运动情况有两种情况，根据两种情况的运动轨迹结合几何关系将电子运动到y轴的夹角及运动路程。
本题考查了带电粒子在磁场中的运动，解题的关键是清楚运动轨迹及会结合几何关系进行解题，其次在本题中要考虑到与x轴的多次相交。
 

11.【答案】偏大 

【解析】解：根据电源的频率为50Hz，可知打点周期，
又由于两计数点间还有4个点没有画出，故两个相邻的计数点时间间隔
根据丙图，由逐差法公式，
根据乙图分析可知，当小车加速度为0时，传感器示数也为0可知，小车的合外力为绳子对小车的拉力，即2F，
根据牛顿第二定律，得，故D正确，ABC错误，
故选：D。
如果当时电网中交流电的频率是49Hz，则由打点周期，可知打点周期T变大，两个相邻计数点时间间隔也变大，从而导致打出来的纸带会比丙图中的数据偏大，根据逐差法公式，可知表达式中分子部分变大，分母部分还认为是原来，故比值偏大。
故应选：偏大。
故答案为：偏大
根据频率可得打点周期，从而求出相邻计数点之间时间间隔，根据逐差法公式求得加速；对乙图分析从而获得小车的合外力，根据牛顿第二定律求出小车质量；根据题意分析电源频率变小会带来周期变大，两计数点之间间距变大，从而由逐差法公式可知结果会偏大。
该题需要学生注意到两相邻计数点打点周期为，逐差法公式在使用时要注意数据单位的换算，最后分析误差时要冲分考虑电源频率变小带来一系列影响。
 

12.【答案】1900    

【解析】解：把灵敏电流计改装成2V的电压表需要串联分压电阻，串联电阻阻值。
为保护电路把定值电阻串联在电路中，电流表内阻已知，可以用测电流，相对于电源来说电流表可以采用内接法，为方便实验操作滑动变阻器应选择，实验电路图如图所示

根据图示电路图，由闭合电路的欧姆定律得：
整理得：
由图示图象可知，纵轴截距，图象斜率的绝对值，
代入数据解得，电源电动势，内阻
故答案为：；；；。
根据串联电路的特点与欧姆定律求出电阻箱阻值。
根据实验原理与实验器材作出实验电路图。
根据图示电路图应用闭合电路的欧姆定律求出图象的函数表达式，根据图示图象求出电源电动势与内阻。
掌握电压表的改装原理，理解实验原理，根据图示电路图求出图象的函数表达式，根据图示图象即可解题。
 

13.【答案】解：乙车先匀速，后减速
匀速位移，解得
减速位移由速度-位移公式求解

解得

设甲车加速时间后两车速度相等，当甲车开始加速时，两车的距离为：

甲车的加速度为：
位移关系有：
联立解得：

答：乙车在该过程发生的位移大小为；
甲车加速运动的最小加速度的大小为。 

【解析】乙车先匀速后减速，列式求解位移；相撞的临界是速度相等，据此列式联立求解。
本题考查追及相遇，熟练运用运动学公式是解题关键，相遇的临界是速度相等。
 

14.【答案】解：对气闸舱和座舱内气体分析，由玻意耳定律得：
解得：；
对气闸舱内气体为研究对象，完成第一次抽气时，由玻意耳定律得：
完成第二次抽气时，由玻意耳定律得
解得：。
答：把气闸舱内气体全部抽入到座舱内，座舱内气体压强为；
出舱时，抽气机把气闸舱内气体抽入到座舱，完成两次抽气时气闸舱内气体压强为。 

【解析】对气闸舱和座舱内气体分析，由玻意耳定律进行解答；
对气闸舱内气体为研究对象，由玻意耳定律求解完成两次抽气时气闸舱内气体压强。
本题主要是考查了一定质量的理想气体的状态方程；解答此类问题的方法是：找出不同状态下的三个状态参量，分析理想气体发生的是何种变化，利用一定质量的理想气体的状态方程列方程求解。
 

15.【答案】解：由于ab滑动过程中，cd始终相对导轨静止，当ab棒刚运动到水平轨道时速度最大，电动势最大，ab、cd和导轨构成回路感应电流最大，cd所受安培力等于最大静摩擦力。
对cd根据平衡条件可得：
其中：
联立解得：；
进入水平轨道前瞬间速度最大，回路电动势最大，此时电容器两端电压为：
根据电容器电荷量的计算公式可得：
可得电容器充电的最大电荷量为：；
设金属棒ab在倾斜导轨上下滑过程中，在很短一段时间内速度变化为，
取沿导轨向下为正方向，根据动量定理可得：
其中
整理可得：
根据加速度的定义式可得：
解得加速度大小为：，
所以导体棒做匀加速运动，根据运动学公式可得金属棒ab在倾斜导轨运动的位移为：
下滑的高度为：
联立解得：。
答：棒刚到达水平轨道时的最大速度为；
电容器充电的最大电荷量为；
棒释放位置距水平面的最大高度为。 

【解析】由于ab滑动过程中，cd始终相对导轨静止，当ab棒刚运动到水平轨道时速度最大，对cd根据平衡条件进行解答；
根据电容器电荷量的计算公式求解电容器充电的最大电荷量；
金属棒ab在倾斜导轨上下滑过程中，根据动量定理结合电容的计算公式、加速度的定义式求解加速度大小，根据运动学公式求解金属棒ab在倾斜导轨运动的位移，由此得到下滑的高度。
本题主要是考查电磁感应现象，关键是弄清楚导体棒的运动情况和受力情况，根据平衡条件列方程进行求解，涉及求位移问题，常根据动量定理结合法拉第电磁感应定律、闭合电路的欧姆定律列方程进行解答。