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河北省承德市黄旗中学2022-2023学年高三物理期末试题含解析
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. 如图所示,匝数为N、半径为r1的圆形线圈内有匀强磁场,匀强磁场在半径为r2的圆形区域内,匀强磁场的磁感应强度B垂直于线圈平面。通过该线圈的磁通量为
A. B.
C. D.
参考答案:
B
2. 利用传感器和计算机可以研究快速变化的力的大小,实验时让质量为M的某消防员从一平台上自由下落,落地过程中先双脚触地,接着他用双腿弯曲的方法缓冲,使自身重心又下降了段距离,最后停止,用这种方法获得消防员受到地面冲击力随时间变化的图线如图所示。根据图线所提供的信息,以下判断正确的是( )
A.t1时刻消防员的速度最大
B.t2时刻消防员的速度最大
C.t3时刻消防员的速度最大
D.t4时刻消防员的速度最大
参考答案:
B
t1时刻双脚触地,在t1至t2时间内消防员受到的合力向下,其加速度向下,他做加速度减小的加速下落运动;而t2至t3时间内,人所受合力向上,人应做向下的减速运动,t2时刻消防员所受的弹力与重力大小相等、方向相反,合力为零,消防员的速度最大,故A错误,B正确;在t2至t4时间内他所受的合力向上,则加速度向上,故消防员做向下的减速运动,t4时刻消防员的速度最小,故C、D错误。故选B。
3. 一带电粒子在电场中的运动轨迹(竖直面内)如图中虚线所示,实线为等势线。若不计空气阻力,则此带电粒子从a运动到b的过程中,其能量变化情况正确为 ( )
A.动能不变 B.电势能增加
C.机械能不变 D.重力势能和电势能之和增加
参考答案:
BD
4. 回旋加速器是加速带电粒子的装置,其核心部分是分别与高频交流电极相连接的两个D形金属盒,两盒间的狭缝中形成的周期性变化的电场,使粒子在通过狭缝时都能得到加速,两D形金属盒处于垂直于盒底的匀强磁场中,如图所示,要增大带电粒子射出时的动能,则下列说法中正确的是( )
A.减小磁场的磁感应强度
B.增大匀强电场间的加速电压
C.增大D形金属盒的半径
D.减小D形金属盒狭缝间的距离
参考答案:
C
5. 正弦交变电源与电阻R、交流电压表按照图1所示的方式连接,R=10Ω,交流电压表的示数是10V。图2是交变电源输出电压u随时间t变化的图象。则
A.通过R的电流iR随时间t变化的规律是iR=cos100πt (A)
B.通过R的电流iR随时间t变化的规律是iR=cos50πt (V)
C.R两端的电压uR随时间t变化的规律是uR=5cos100πt (V)
D.R两端的电压uR随时间t变化的规律是uR=5cos50πt (V)
参考答案:
A
二、 填空题:本题共8小题,每小题2分,共计16分
6. 甲、乙是两颗绕地球作匀速圆周运动的人造卫星,其线速度大小之比为,则这两颗卫星的运转半径之比为________,运转周期之比为________。
参考答案:
;
7. (1)完成核反应方程:Th→Pa+ .
(2)Th衰变为Pa的半衰期是1.2min,则64gTh经过6min还有 2 g尚未衰变.
参考答案:
解:根据质量数和电荷数守恒可知90234Th衰变为91234Pa时,放出的是电子;
剩余质量为:M剩=M×( )n,经过6分钟,即经过了5个半衰期,即n=5,代入数据得:还有2克没有发生衰变.
故答案为:,2
8. 在长为l的绝缘轻杆两端分别固定带电量分别为+q、-q的等量异种点电荷,放入场强为E的匀强电场中,轻杆可绕中点O自由转动,若忽略两点电荷间的相互作用,在轻杆与电场线夹角为θ时,两点电荷受到的电场力对O点的合力矩大小为_______________,若设过O点的等势面电势为零,则两电荷具有的电势能之和为_____________________。
参考答案:
答案:qELsinθ;qELcosθ
9. 如图所示,一闭合线圈a悬吊在一个通电长螺线管的左侧,如果要使线圈中产生图示方向的感应电流,滑动变阻器的滑片P应向____滑动。要使线圈a保持不动,应给线圈施加一水平向____的外力。 (填向“左"或向“右”)
参考答案:
左 右
a中产出电流的磁场和螺线管的磁场方向相反,说明螺线管中磁场在增强,进一步说明回路中电流在增强,故划片向左滑动;a与螺线管相排斥,要使其保持不动,施加的外力要向右。
10. (填空) 一艘宇宙飞船飞近某一新发现的行星,并进入靠近该行星表面的圆形轨道绕行数圈后,着陆在该行星上,飞船上备有以下实验器材
A. 精确秒表一只 B. 已知质量为m的物体一个 C. 弹簧秤一个 D. 天平一台(附砝码)
已知宇航员在绕行时及着陆后各做了一次测量,依据测量数据,可求出该星球的半径R及星球的质量M。(已知引力常量为G)
(1)两次测量所选用的器材分别为________,________。(用序号表示)
(2)两次测量的物理量分别是________,________。(物理量后面注明字母,字母不能重复。)
(3)用该数据写出半径R,质量M的表达式。R=________,M=________。
参考答案:
(1)A;BC (2)周期T;物体重力F (3);
11. 光滑的水平面上固定着一个螺旋形光滑水平轨道,俯视如图所示。一个小球以一定速度沿轨道切线方向进入轨道,则轨道对小球做_______(填“正功”、“负功”或“不做功”),小球的线速度_______(填“增大”、“减小”或“不变”)。
参考答案:
不做功;不变
解析:轨道支持力与运动方向垂直,轨道对小球不做功,小球的线速度不变。
12. 在如图(甲)所示的电路中,电阻R1和R2都是纯电阻,它们的伏安特性曲线分别如图(乙)中Oa、Ob所示。电源的电动势=7.0V,内阻忽略不计。
(1)调节滑动变阻器R3,使电阻R1和R2消耗的电功率恰好相等,则此时电阻R1和R2的阻值为 Ω,R3接入电路的阻值为 Ω。
(2)调节滑动变阻器R3,使R3=0,这时电阻R1的电功率P1= W,R2的电功率P2= W。
参考答案:
(1)1000,800;(2)1.05×10-2,1.4×10-2
13. 某同学在探究摩擦力的实验中采用了如图所示的操作,将一个长方体木块放在水平桌面上,然后用一个力传感器对木块施加一个水平拉力F,并用另外一个传感器对木块的运动状态进行监测,表1是其记录的实验数据。木块的重力为10.00N,重力加速度g=9.80m/s2,根据表格中的数据回答下列问题(结果保留3位有效数字):
表1
实验次数
运动状态
水平拉力F/N
1
静止
3.62
2
静止
4.00
3
匀速
4.01
4
匀加速
5.01
5
匀加速
5.49
(1)木块与桌面间的滑动摩擦力Ff= N;
(2)木块与桌面间的动摩擦因数 ;
(3)实验次数5中监测到的加速度 m/s2.
参考答案:
当物体做匀速运动的时候,拉力等于摩擦力,在根据,就可以求出摩擦因数。在第5次监测中利用牛顿第二定律可以求出加速度的大小。
三、 实验题:本题共2小题,每小题11分,共计22分
14. 在研究弹簧的形变与外力的关系的实验中,将弹簧水平放置测出其自然长度,然后竖直悬挂让其自然下垂,在其下端竖直向下施加外力F,实验过程是在弹簧的弹性限度内进行的.用记录的外力F与弹簧的形变量x作出的F-x图线如图9所示,由图可知弹簧的劲度系数为 N/m.图线不过原点的原因是由于 。
参考答案:
200N/m;(2分) 由于弹簧自身有重力(
15. 同打点计时器一样,光电计时器也是一种研究物体运动情况的常用计时仪器,其结构如图甲所示。a、b分别是光电门的激光发射和接收装置,当有物体从a、b间通过时,光电计时器就可以显示物体的挡光时间。现利用图乙所示装置研究滑块的运动情况,图中MN是水平桌面,Q是木板与桌面的接触点,1和2是固定在木板上适当位置的两个光电门,与之连接的两个光电计时器没有画出,让滑块从木板的顶端滑下,光电门1、2各自连接的计时器显示的挡光时间分别为5.0×10-2 s和2.0×10-2 s。用游标卡尺测量小滑块的宽度d,卡尺示数如图丙所示。
(1)读出滑块的宽度d=________ cm。
(2)滑块通过光电门1的速度v1=______ m/s。(保留两位有效数字)
(3)若提供一把米尺,测出两个光电门之间的距离1.00 m,则滑块运动的加速度为
_______m/s2。(保留两位有效数字)
参考答案:
(1)5.015(2)1.0(3)2.6
四、计算题:本题共3小题,共计47分
16. 如图甲所示,水平直线MN下方有竖直向上的匀强电场,现将一重力不计、荷质比的正电荷置于电场中的O点由静止释放,经过×10—5s时间以后电荷以v0=1.5×l04m/s的速度通过MN进入其上方的匀强磁场,磁场方向与纸面垂直,磁感应强度B按图乙所示规律周期性变化(图乙中磁场以垂直纸面向外为正.以电荷第一次通过MN时为t=0时刻).不考虑磁场变化产生的电场.
求:⑴. 匀强电场的电场强度E;
⑵. ×10-5s时刻电荷与O点的水平距离;
⑶. 如果在O点正右方d= 68cm处有一垂直于MN的足够大的挡板,求电荷从O点出发运动到挡板的时间.
参考答案:
(1) (2) (3)
时刻电荷与O点的水平距离:
17. 如图所示,在平面中第一象限内有一点(4,3),所在直线下方有垂直于纸面向里的匀强磁场,上方有平行于向上的匀强电场,电场强度E=100V/m。现有质量m=1×10-6kg,电量q=2×10-3C带正电的粒子,从坐标原点以初速度=1×103m/s垂直于磁场方向射入磁场,经过点时速度方向与垂直并进入电场,在经过电场中的M点(图中未标出)时的动能为点时动能的2倍,不计粒子重力。
求:
(1)磁感应强度的大小;
(2)两点间的电势差;
(3)M点的坐标及粒子从运动到M点的时间。
参考答案:
(1)因为粒子过P点时垂直于OP,所以OP为粒子圆周运动的直径是5m
由 得……………………
(2)进入电场后,沿电场线方向
垂直于电场方向 …………
因为 即……………
得到 ……………………
电势差V……
(3)粒子在磁场中从O到P的运动时间
……………………
粒子在电场中从P到M的运动时间
………………………………
所以,从O到M的总时间
………………
M点坐标:……………………………………
……………………………………
18. 如图所示为一个带有阀门K、容积为2dm3的容器(容积不可改变)。先打开阀门让其与大气连通,再用打气筒向里面打气,打气筒活塞每次可以打进1×105Pa、200cm3的空气,忽略打气和用气时气体的温度变化(设外界大气的压强po=1×105Pa)
(i)若要使气体压强增大到5.0×105Pa,应打多少次气?
(ii)
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