河北省衡水市深州于科乡中学2022-2023学年高三物理下学期期末试卷含解析

河北省衡水市深州于科乡中学2022-2023学年高三物理下学期期末试卷含解析 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. 如图甲所示，匝数n1：n2=1：2的理想变压器原线圈与水平放置的间距l=1m的光滑金属导轨相连，导轨电阻不计，处于竖直向下、磁感应强度为B=1T的匀强磁场中，副线圈接有电阻值R=2Ω的电阻，与导轨接触良好的电阻r=1Ω，质量m=0.02kg的导体棒在外力F的作用下运动，其速度随时间如图乙所示（正弦图线）规律变化，则（　　） A．电压表的示数为3V B．电路中的电流方向每秒钟改变5次 C．电阻R实际消耗的功率为2W D．在0﹣0.05s的时间内克服安培力做功0.48J 参考答案： C 【考点】导体切割磁感线时的感应电动势；变压器的构造和原理． 【分析】导体棒的速度按正弦规律变化，故产生正弦式交变电流，由E=BLv可推导出感应电动势瞬时值的表达式，进一步求出感应电动势的最大值和有效值，根据闭合电路欧姆定律、欧姆定律、理想变压器的电压、电流关系可求出原副线圈中感应电流的有效值．根据功率的计算公式、功能关系可求得电阻R消耗的实际功率和在0﹣0.05s的时间内克服安培力做的功 【解答】解：A、由图乙可知，速度v随时间变化的周期为0.2s， rad/s，瞬时速度v与t满足关系式：， 导体棒切割磁感线产生的感应电动势V，则感应电动势的有效值， 设原、副线圈两端电压分别为U1、U2，原、副线圈中的电流分别为I1、I2 由闭合电路欧姆定律可得：U1=E﹣I1r…① 由欧姆定律可得：U2=I2R…② 由理想变压器电压关系得：…③ 由理想变压器电流关系得：…④ 由①②③④解得：I1=2A、I2=1A 将I1=2A代入①式得U1=1V，故A错误 B、交变电流每个周期电流方向改变2次，因为T=0.2s，所以每秒钟有5个周期，故每秒钟电流的方向改变10次，故B错误 C、电阻R实际消耗的功率P=I22R，代入数据得P=2W，故C正确 D、根据功能关系可得：在0﹣0.05s内克服安培力所做功在数值上等于电路中产生的电热Q=EIIt=0.30J，故D错误 故选：C 2. A、B两块正对的金属板竖直放置，在金属板A的内侧表面系一绝缘细线，细线下端系一带电小球（可视为点电荷）。两块金属板接在如图所示的电路中，电路中的R1为光敏电阻（其阻值随所受光照强度的增大而减小），R2为滑动变阻器，R3为定值电阻。当R2的滑片P在中间时闭合电键S，此时电流表和电压表的示数分别为I和U，带电小球静止时绝缘细线与金属板A的夹角为θ。电源电动势E和内阻r一定，下列说法中正确的是（      ）  A.若将R2的滑动触头P向a端移动，则θ变小 B.若将R2的滑动触头P向b端移动，则I减小，U减小 C.保持滑动触头P不动，用较强的光照射R1，则小球重新达到稳定后θ变小 D.保持滑动触头P不动，用较强的光照射R1，则U变化量的绝对值与I变化量的绝对值的比值不变 参考答案： CD 3. 如图所示，两个固定的相同细环相距一定的距离，同轴放置，O1、O2分别为两环的圆心，两环分别带有均匀分布的等量异种电荷。一带正电的粒子（不计重力）从很远处沿轴线飞来并穿过两环。则在带电粒子运动过程中下列说法不正确的是（     ） A．在O1点和O2点粒子的加速度方向均向左 B.从右侧无穷远处到O1点过程中，粒子的动能一直在减小 C.从O1到O2过程中，粒子的电势能一直在减小 D.不考虑无穷远处的场强为零的情况，则在轴线上存在两个场强为零的点，且这两个点关于O1、O2连线中点对 参考答案： B 4. （单选题）小狗拉着雪橇在水平雪地上做匀速圆周运动，O为圆心，设小狗对雪橇的牵引力F沿水平方向，下面各图中能正确表示雪橇受到的牵引力F及摩擦力Ff的图是（ ） 参考答案： C 5. （多选题）如图甲所示，在距离地面高度为h=0.80m的平台上有一轻质弹簧，其左端固定于竖直挡板上，右端与质量m=0.50kg、可看作质点的物块相接触（不粘连），OA段粗糙且长度等于弹簧原长，其余位置均无阻力作用．物块开始静止于A点，与OA段的动摩擦因数μ=0.50．现对物块施加一个水平向左的外力F，大小随位移x变化关系如图乙所示．物块向左运动x=0.40m到达B点，到达B点时速度为零，随即撤去外力F，物块在弹簧弹力作用下向右运动，从M点离开平台，落到地面上N点，取g=10m/s2，则（　　） A．弹簧被压缩过程中外力F做的功为6.0 J B．弹簧被压缩过程中具有的最大弹性势能为6.0J C．整个运动过程中克服摩擦力做功为4.0J D．MN的水平距离为1.6 m 参考答案： AD 【考点】功能关系；弹性势能． 【分析】F﹣x图象与坐标轴所围的面积表示力F做的功，由几何知识求外力F做的功．根据能量守恒定律求弹簧最大的弹性势能．由W=fx求克服摩擦力做功．由能量守恒定律求出物体离开M点时的速度，由平抛运动的规律求MN的水平距离． 【解答】解：A、根据F﹣x图象与坐标轴所围的面积表示力F做的功，则弹簧被压缩过程中外力F做的功为 WF=+18×0.2=6.0J．故A正确． B、物块向左运动的过程中，克服摩擦力做功 Wf=μmgx=0.5×0.5×10×0.4J=1.0J 根据能量守恒可知，弹簧被压缩过程中具有的最大弹性势能为 Ep=WF﹣Wf=5.0J，故B错误． C、整个运动过程中克服摩擦力做功为 Wf总=2μmgx=2.0J．故C错误． D、设物块离开M点时的速度为v．对整个过程，由能量守恒得： =WF﹣Wf总，解得 v=4m/s 物块离开M点后做平抛运动，则有   h=   x=vt 解得 x=1.6m．故D正确． 故选：AD 二、 填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分 6. 在研究平抛物体运动实验中,用一张印有小方格的纸记录轨迹,小方格的边长L=1.25cm.若小球在平抛运动途中的几个位置如图中的a、b、c、d所示,则小球平抛的初速度的计算式为V0＝______________(用L、g表示),其值是____________.(取g=9.8米/秒2)　 参考答案： 2　 　　　0.70m/s 7. 如右图所示是利用闪光照相研究平抛运动的示意图。小球A由斜槽滚下，从桌边缘水平抛出，当它恰好离开桌[边缘时，小球B也同时下落，用闪光相机拍摄的照片中B球有四个像，相邻两像间实际下落距离已在图中标出，单位cm，如图所示。两球恰在位置4相碰。则两球经过      s时间相碰， A球离开桌面时的速度      m/s。(g取10m/s2) 参考答案：   0.3   s;    1.5 8. 如图所示，两条平行金属导轨ab、cd置于磁感应强度B=0.5T的匀强磁场中，两导轨间的距离l=0.6m，导轨间连有电阻R。金属杆MN垂直置于导轨上，且与轨道接触良好，现使金属杆MN沿两条导轨向右匀速运动，产生的感应电动势为3V。由此可知，金属杆MN滑动的速度大小为 m/s；通过电阻R的电流方向为             （填“a R c”或“c R a”）。 参考答案： 9. 在如图所示的电场中，一电荷量q=﹣1.0×10﹣8C的点电荷在A点所受电场力大小F=2.0×10﹣4 N． 则A点的电场强度的大小E=　    　N/C； 该点电荷所受电场力F的方向为　   　．（填“向左”“向右”） 参考答案： 2.0×104； 向左 【考点】电场线；电场强度． 【分析】根据电场强度的定义式E=，可以直接求解． （2）在电场中某点电场强度的方向沿该点电场线的切线方向，正电荷受力方向和电场方向一致，负电荷受力方向和电场方向相反． 【解答】解：A点电场强度的大小为： E=N/C==2.0×104N/C 根据负电荷受力方向和电场方向相反可得：点电荷在A点所受电场力的方向向左 故答案为：2.0×104； 向左 10. 当你在商店时打工时，要把货箱搬上离地12m高的楼上，现有30个货箱，总质量为150kg，如果要求你尽可能快地将它们搬上去。你身体可以提供的功率（单位为W）与你搬货箱的质量关系如图所示，则要求最快完成这一工作，你每次应该搬　　　个货箱，最短工作时间为　　　　　s（忽略下楼、搬起和放下货箱等时间）。 参考答案：     3、720 11. （6分）物体以 5m/s 的初速度沿光滑斜槽向上做直线运动，经 4s 滑回原处时速度的大小仍为5m/s，则物体的速度变化为        m/s，加速度为       m/s2．（规定初速度方向为正方向）。 参考答案：     －10； －2.5 12. 如图所示是一列沿x轴正方向传播的简谐横波在某时刻的波形图，波的传播速度v＝2m/s，则：     ①从这一时刻起x＝4m处质点的振动方程是y＝     cm；     ②从这一时刻起x＝5m处质点在4.5s内通过的路程s＝       cm。 参考答案： ①（2分）；②45 13. 有一个电流表G，内阻Rg=10Ω，满偏电流Ig=3mA，要把它改装成量程0 —3V的电压表，要与之___________（选填“串联”或“并联”）一个______Ω的电阻？改装后电压表的内阻是___________Ω 参考答案： 三、 实验题：本题共2小题，每小题11分，共计22分 14. 为了测量某电池的电动势 E（约为3V）和内阻 r，可供选择的器材如下： A．电流表G1（2mA  100Ω）             B．电流表G2（1mA  内阻未知） C．电阻箱R1（0~999.9Ω）               D．电阻箱R2（0~9999Ω） E．滑动变阻器R3（0~10Ω  1A）         F．滑动变阻器R4（0~1000Ω  10mA） G．定值电阻R0（800Ω  0.1A）        H．待测电池 I．导线、电键若干 （1）采用如图甲所示的电路，测定电流表G2的内阻，得到电流表G1的示数I1、电流表G2的示数I2如下表所示：根据测量数据，请在图乙坐标中描点作出I1—I2图线．由图得到电流表G2的内阻等于             Ω． （2）在现有器材的条件下，测量该电池电动势和内阻，采用如图丙所示的电路，图中滑动变阻器①应该选用给定的器材中         ，电阻箱②选        （均填写器材代号）． （3）根据图丙所示电路，请在丁图中用笔画线代替导线，完成实物电路的连接 参考答案： 15. 如下图甲所示，用包有白纸的质量为1.00kg的圆柱棒替代纸带和重物，蘸有颜料的毛笔固定在电动机上并随之匀速转动，使之替代打点计时器，当烧断悬挂圆柱棒的线后，圆柱棒竖直自由下落，毛笔就在圆柱棒面的纸上画出记号，如图乙所示，设毛笔接触棒时不影响棒的运动，测得记号之间的距离依次为26.0mm、50.0mm、74.0mm、98.0mm、122.0mm、146.0mm，已知电动机铭牌上标有“1200r/min”字样，由此验证机械能守恒定律，根据以上内容，可得：（1）毛笔画相邻两条线的时间间隔_____________s； （2）根据乙图所给的数据，记号3、6之间，棒的动能的增量为_______J，重力势能的减少量为______J。（g取9.8，结果保留三位有效数字）   参考答案： （1）0.05                 （2）2.82                 2.88 四、计算题：本题共3小题，共计47分 16. （14分）如图所示，A、B两球的质量均为m，其间有压缩的轻、短弹簧，弹簧处于锁定状态，两球的大小忽略，整体视为质点，该装置从半径为R的竖直光滑圆轨道左侧与圆心等高处由静止下滑，滑至最低点解除