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

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)