2022-2023学年河北省保定市波峰中学高三物理联考试题含解析

2022-2023学年河北省保定市波峰中学高三物理联考试题含解析 一、 选择题：本题共5小题，每小题3分，共计15分．每小题只有一个选项符合题意 1. （单选）如图所示，在第一象限内有垂直纸面向里的匀强磁场（磁场足够大），一对正、负电子（质量、电量相等，但电性相反）分别以相同速度沿与x轴成30°角的方向从原点垂直磁场射入，则负电子与正电子在磁场中运动时间之比为（不计正、负电子间的相互作用力）（　　） 　 A． 1： B． 2：1 C． ：1 D． 1：2 参考答案： 考点： 洛仑兹力；带电粒子在匀强磁场中的运动．. 分析： 带电粒子以一定的速度垂直进入匀强磁场，在洛伦兹力的作用下做匀速圆周运动．粒子受到的洛伦兹力提供向心力；粒子在磁场中运动的周期仅与粒子的比荷及磁场有关，粒子速度的偏向角等于轨迹的圆心角θ，根据t=T求运动时间． 解答： 解：正电子进入磁场后，在洛伦兹力作用下向上偏转，而负电子在洛伦兹力作用下向下偏转．由T=，知两个电子的周期相等． 正电子从y轴上射出磁场时，根据几何知识得知，速度与y轴的夹角为60°，则正电子速度的偏向角为θ1=120°，其轨迹对应的圆心角也为120°，则正电子在磁场中运动时间为t1=T=T=T， 同理，知负电子以30°入射，从x轴离开磁场时，速度方向与x轴的夹角为30°， 则轨迹对应的圆心角为60°，负电子在磁场中运动时间为t2=T=T=T． 所以负电子与正电子在磁场中运动时间之比为t2：t1=1：2． 故选：D． 点评： 带电粒子在磁场中运动的题目解题步骤为：定圆心、画轨迹、求半径．则可画出正、负离子运动轨迹，由几何关系可知答案． 2. 如图所示，横截面为直角三角形斜劈A，放在粗糙的水平地面上，在劈与竖直墙壁之间放置一光滑球B，系统处于静止状态．在球B上施一通过球心的力F，系统仍保持静止，下列说法正确的是(     ) A．B所受合外力增大            B．B对竖直墙壁的压力增大 C．地面对A的摩擦力减小        D．A对地面的摩擦力恒等于B对墙壁的压力 参考答案： BD 3. U衰变为Rn要经过m次a衰变和n次b衰变，则m，n分别为（   ） （A）2，4。         （B）4，2。 （C）4，6。         （D）16，6。   参考答案： 答案：B 解析：原子每经一次衰变电荷数减少2，质量数减少4，每经一次衰变，电荷数增加1，质量数不变，所以先根据质量数的变化确定发生了几次衰变，有，所以发生了4次衰变。经过4次衰变后，电荷数减少为，发生一次衰变后，电荷数增加1，所以要经过两次衰变，所以。 4. 神州五号飞船在发射至返回的过程中，哪些阶段中返回舱的机械能是守恒 A．飞船升空的阶段 B．飞船在椭圆轨道上绕地球运行的过程 C．飞船在空中减速后返回舱与轨道分离，然后在大气层以外向着地球作无动力飞行 D．进入大气层并运动一段时间后，降落伞打开，返回舱下降 参考答案： BC 5. （多选题）关于下列四幅图说法正确的是（           ）   A．原子中的电子绕原子核高速运转时，运行轨道的半径是任意的 B．光电效应实验说明了光具有粒子性 C．微粒运动就是物质分子的无规则热运动，即布朗运动 D．当两个相邻的分子间距离为r0时，它们间相互作用的引力和斥力大小相等 参考答案： BD 二、 填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分 6. 科技馆里有一个展品，该展品放在暗处，顶部有一个不断均匀向下喷射水滴的装置，在频闪光源的照射下，可以看到水滴好像静止在空中固定的位置不动，如图所示．某同学为计算该装置喷射水滴的 时间间隔，用最小刻度为毫米的刻度尺测量了空中几滴水间的距离，由此可计算出该装置喷射水滴的时间间隔为（g取10 m/s2）       s，图中第2点速度为      m/s. 参考答案： 第1滴水滴与第2滴水滴的间距为，第2滴与第3滴的间距为，所以相邻水滴间距之差为 根据公式可知，该装置喷射水滴的时间间隔为，第二点速度。 7. 图10—59中虚线表示某一匀强电场区域内的若干个等势面。质子、氘核、粒子以相同的初速度，沿与等势面平行的方向由A点进入该电场，从上端进入电场到下端离开电场的过程中，质子、氘核、粒子的动量改变量之比是______________，电势能改变量之比是_____________。 参考答案： 1：1：2     2：1：2 8. （6分）在操场上，两同学相距L为10m左右，在东偏北、西偏南11°的沿垂直于地磁场方向的两个位置上，面对面将一并联铜芯双绞线，象甩跳绳一样摇动，并将线的两端分别接在灵敏电流计上。双绞线并联后的电阻R为2Ω，绳摇动的频率配合节拍器的节奏，保持f=2Hz。如果同学摇动绳子的最大圆半径h=1m，电流计的最大值I=3mA。 （1）磁感应强度的数学表达式B=         。（用R，I，L，f，h等已知量表示）试估算地磁场的磁感应强度的数量级      T。 （2）将两人的位置改为与刚才方向垂直的两点上，那么电流计的读数     。 参考答案：     答案：（1） IR/2πLhf ；10－5 T；（2）0。 9. 2013年3月14日，欧洲核子研究中心的物理学家宣布，他们利用强子(质子)对撞机发现了粒子物理标准模型所预言的希格斯粒子，它可用来解释粒子获得质量的机制.希格斯与恩格勒因此获得2013年度的诺贝尔物理学奖.希格斯粒子的能量约为125GeV (1GeV=109eV)，与之对应的质量约为             kg(结果保留一位有效数字).若对撞机中高速运动的质子的速度为v，质量为m，普朗克常量为h，则该质子的物质波波长为        参考答案： 10. 用欧姆表测电阻时，将选择开关置于合适的挡位后，必须先将两表笔短接，调整    ▲    旋钮，使指针指在欧姆刻度的“0”处．若选择旋钮在“×100”位置，指针在刻度盘上停留的位置如图所示，所测量电阻的值为    ▲    ． 参考答案： 欧姆调零（2分）  3200 11. 如图所示，一单匝闭合线框在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的转轴匀速转动．在转动过程中，线框中的最大磁通量为фm，最大感应电动势为Em，则线框在匀强磁场中绕垂直于磁场方向转轴转动的角速度大小为　　． 参考答案： Em/фm 【考点】交流发电机及其产生正弦式电流的原理． 【分析】根据最大感应电动势为Em=BSω和最大磁通量 фm=BS间的关系，很容易求出角速度． 【解答】解：最大感应电动势为Em=BSω   最大磁通量фm=BS 所以Em=фmω 所以ω= Em/фm 12. 一定质量的理想气体由状态A变化到状态B，压强随体积变化的关系如图所示．气体在状态A时的内能　  　状态B时的内能（选填“大于”、“小于”或“等于”）；由A变化到B，气体对外界做功的大小　   　（选填“大于”、“小于”或“等于”）气体从外界吸收的热量． 参考答案： 等于；等于． 【考点】理想气体的状态方程． 【分析】由图示图象求出气体在状态A、B时的压强与体积，然后判断A、B两状态的气体温度关系，再判断内能关系，根据气体状态变化过程气体内能的变化情况应用热力学第一定律判断功与热量的关系． 【解答】解：由图示图象可知，气体在状态A与状态B时，气体的压强与体积的乘积：pV相等，由理想气体状态方程可知，两状态下气体温度相等，气体内能相等； A、B两状态气体内能相等，由A变化到B过程，气体内能的变化量：△U=0，由热力学第一定律：△U=W+Q可知：W+Q=0，气体对外界做功的大小等于气体从外界吸收的热量． 故答案为：等于；等于． 13. 氘核和氚核可发生热核聚变而释放巨大的能量，该反应方程为：，式中x是某种粒子。已知：、、和粒子x的质量分别为2.0141u、3.0161u、4.0026u和1.0087u；1u=931.5MeV/c2，c是真空中的光速。由上述反应方程和数据可知，粒子x是__________，该反应释放出的能量为_________ MeV（结果保留3位有效数字） 参考答案： ΔE= 17.6 MeV. 三、 实验题：本题共2小题，每小题11分，共计22分 14. 利用气垫导轨验证机械能守恒定律，实验装置示意图如图1所示： (1)实验步骤： ①将气垫导轨放在水平桌面上，桌面高度不低于lm ，将导轨调至水平； ②用游标卡尺测量挡光条的宽度L，结果如图2所示，由此读出L=________mm； ③由导轨标尺读出两光电门中心之间的距离S； ④将滑块移至光电门1左侧某处，待砝码静止不动时，释放滑块，要求砝码落地前挡光条已通过光电门2； ⑤从数字计时器（图1中未画出）上分别读出挡光条通过光电门1和光电门2所用的时间和； ⑥用天平称出滑块和挡光条的总质量M，再称出托盘和砝码的总质量m． (2)用表示直接测量量的字母写出下列所示物理量的表达式： ①当滑块通过光电门1和光电门2时，系统(包括滑块、挡光条、托盘和砝码)的总动能分别为EK1=___________和EK2=__________。 ②在滑块从光电门1运动到光电门2的过程中，系统势能的减少______(重力加速度为)。 (3)如果系统势能的减少等于动能增加，则可认为验证了机械能守恒定律。 参考答案： （1）9.30 mm  ②，            ③mgS 15. 某学习小组利用如图所示的装置验证动能定理。 (1)将气垫导轨调至水平，安装好实验器材，从图中读出两光电门中心之间的距离S=__________cm； （2）测量挡光条的宽度d，记录挡光条 通过光电门1和2所用的时间△t1和 △t2，并从拉力传感器中读出滑块受到的拉力F，为了完成实验，还需要直接测量的一个物理量是______________； (3）该实验是否需要满足砝码盘和砝码的总质量远小于滑块、挡光条和拉力传感器的总质 量？______________（填“是”或“否”） 参考答案： （1）50.00（2）滑块、挡光条和拉力传感器的总质量M；（3）否． 解：（1）光电门1处刻度尺读数为：23.00cm，光电门2处刻度尺读数为：73.00cm，故两光电门中心之间的距离s=73.00cm-23.00cm=50.00cm； （2）由于光电门的宽度d很小，所以我们用很短时间内的平均速度代替瞬时速度．滑块通过光电门1速度为：v1=滑块通过光电门2速度为：v2= 根据功能关系需要验证的关系式为：Fs=Mv22-Mv12=M（）2-M（）2 可见还需要测量出M，即滑块、挡光条和拉力传感器的总质量； （3）该实验中由于已经用传感器测出绳子拉力大小，不是将砝码和砝码盘的重力作为小车的拉力，故不需要满足砝码和砝码盘的总质量远小于小车的质量．  四、计算题：本题共3小题，共计47分 16. 利用传感器研究物块在斜面上的运动。如图所示，在固定斜面的顶端安装测速仪，当物块从斜面底端向上滑行时，测速仪启动，某次记录的数据如表。取g =10 m/s2，求： （1）物块在斜面上运动时的加速度大小； （2）物块与斜面之间的动摩擦因数； （3）木块回到斜面底端时的速度大小。 参考答案： （1）由表中数据可知，0--0.4 s内物块向上滑行，0.4 s后物块向下滑行，设前后两次的加速度大小分别为a1、a2 ，据 ，解得 a1 = 8 m/s2 ，a2 = 4 m/s2   （4分） （2）设动摩擦因数为μ，物块的质量为m， 在上滑过程中 mg·sinθ + μ mgcosθ = ma1       （2分） 在下滑过程中 mg·sinθ - μ mgcosθ = ma2        （2分） 代入数据，联