2021年河北省秦皇岛市天津铁路分局职工子弟中学高三物理期末试题含解析

2021年河北省秦皇岛市天津铁路分局职工子弟中学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.下列关于光的说法中正确的是（）A．雨后彩虹是由于太阳光入射到水滴中发生全反射形成的B．“和谐号”动车组高速行驶时，地面上测得其车厢长度将明显变短C．在双缝干涉实验中，用红光代替黄光作为入射光可增大干涉条纹的间距D．白光通过双缝后产生的干涉条纹是彩色的，其原因是不同色光的波长不同E．光从一种介质进入另一种介质发生折射是因为光在不同介质中的传播速度不同参考答案：考点：光的折射定律．分析：彩虹是光的折射现象；肥皂膜上出现彩色条纹是光的干涉现象；双缝干涉实验中，当波长越长时，条纹间距越宽；白光通过双缝后，因波长的不同，则条纹间距不等；发生光的折射现象时，光的速度随着折射率不同，而发生变化，从而即可各项求解．解答：解：A、雨后彩虹是由于太阳光入射到水滴中发生的折射形成的，故A错误；B、根据多普勒效应，“和谐号”动车组高速行驶时，地面上测得其车厢长度将明显变短或变长，故B错误；C、双缝干涉实验中，用红光代替黄光后，波长变长，则导致干涉条纹的间距增大，故C正确；D、白光通过双缝后产生的干涉，因波长不一，导致干涉条纹间距不同，从而出现彩色条纹，故D正确；E、从一种介质进入另一种介质发生折射是因为光在不同介质中的折射率不同，根据C=nv，可知，传播速度也不同，故E正确；故选：CDE．点评：考查光的折射、衍射与干涉现象的原理，及其区别，注意干涉条纹间距影响的因素，并理解折射中，传播速度与折射率成反比．2.用某种频率的光照射锌板，使其发射出光电子．为了增大光电子的最大初动能，下列措施可行的是（）A．增大入射光的强度B．增加入射光的照射时间C．换用频率更高的入射光照射锌板D．换用波长更长的入射光照射锌板参考答案：解：根据光电效应方程Ekm=hv﹣W0得，光电子的最大初动能与入射光的强度、照射时间无关．入射光的频率越高，或波长越短，光电子的最大初动能越大．故C正确，A、B、D错误．3.匝数为10匝的闭合矩形线圈在匀强磁场中绕垂直磁场的轴匀速转动，产生的交流电如图所示，由该图象可计算出（

）

A．该交流电压的有效值为10V

B．该交流电的频率为50Hz

C．矩形线圈转动的角速度为50rad/s

D．矩形线圈转动过程中，穿过线圈平面的最大磁通量为Wb参考答案：

答案：CD4.（2013秋?市中区期中）如图所示，平行板电容器的两极板A、B接于电池两极，一带正电的小球悬挂在电容器内部，闭合S，电容器充电，这时悬线偏离竖直方向的夹角为θ，以下分析正确的是（）A． 保持S闭合，将A板向B板靠近，则θ增大B． 保持S闭合，将A板向上平移一小段距离，则θ变小C． 断开S，将A板向上平移一小段距离，则θ变小D． 断开S，将A板向B板靠近，则θ变大参考答案：A解：A、保持S闭合，电容器两端间的电势差不变，带正电的A板向B板靠近，极板间距离减小，由E=，判电场强度E增大，小球所受的电场力变大，θ增大．故A正确．B、保持S闭合，电容器两端间的电势差不变，将A板向上平移一小段距离，但d不变，由E=判断平行板电容器内部电场强度不变，即电场力不变，故θ不变，故B错误．C、断开S，电容器所带的电量不变，将A板向上平移一小段距离，据平行板电容器的电容C=知：C变小，再利用C=和E=得，平行板电容器内部电场强度变大，小球所受的电场力变大，θ增大，故C错误．D、断开S，电容器所带的电量不变，带正电的A板向B板靠近，极板间距离减小，据平行板电容器的电容C=、C=和E=得，平行板电容器内部电场强度不变，即电场力不变，故θ不变，故D错误．故选：A．5.如图所示，边界OA与OC之间分布有垂直纸面向里的匀强磁场，边界OA上有一粒子源S。某一时刻，从S平行于纸面向各个方向发射出大量带正电的同种粒子（不计粒子的重力及粒子间的相互作用），所有粒子的初速度大小相同，经过一段时间有大量粒子从边界OC射出磁场。已知∠AOC=60°，从边界OC穿出的粒子在磁场中运动的最长时间等于（T为粒子在磁场中运动的周期），则从边界OC穿出的粒子在磁场中运动的时间不可能为

A.

B.

C.

D.

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.在同一光滑斜面上放同一导体棒，右图所示是两种情况的剖面图。它们所外空间有磁感强度大小相等的匀强磁场，但方向不同，一次垂直斜面向上，另一次竖直向上,两次导体A分别通有电流I1和I2，都处于静止平衡。已知斜面的倾角为θ，则I1：I2=

，斜面对导体A的弹力大小之比N1：N2=

。参考答案：cosθ：1

cos2θ：17.实际电流表有内阻，可等效为理想电流表与电阻的串联．测量实际电流表G1内阻r1的电路如图9所示．供选择的仪器如下：①待测电流表G1(0～5mA，内阻约300Ω)，②电流表G2(0～10mA，内阻约100Ω)，③定值电阻R1(300Ω)，④定值电阻R2(10Ω)，⑤滑动变阻器R3(0～1000Ω)，⑥滑动变阻器R4(0～20Ω)，⑦干电池(1.5V)，⑧开关S及导线若干．图9(1)定值电阻应选________，滑动变阻器应选________．(在空格内填写序号)(2)用连线连接实物图．(3)补全实验步骤：①按电路图连接电路，________；②闭合开关S，移动滑动触头至某一位置，记录G1、G2的读数I1、I2；③________________________________________________________________________；图10④以I2为纵坐标，I1为横坐标，作出相应图线，如图10所示．(4)根据I2I1图线的斜率k及定值电阻，写出待测电流表内阻的表达式________．参考答案：(1)根据电路的原理图，定值电阻应适当大一些，滑动变阻器采用分压接法时，应选用阻值适当小一些的变阻器(2)连线时要注意电表的正负接线柱不能接反(3)略(4)根据串、并联电路规律可知：I2＝I1＋＝I1，所以k＝，所以r1＝(k－1)R1.答案(1)③⑥(2)如图(3)①将滑动触头移至最左端③多次移动滑动触头，记录相应的G1、G2读数I1、I2(4)r1＝(k－1)R18.如图所示，一正方形导线框边长为，质量为m，电阻为R。从某一高度竖直落入磁感应强度为B的水平匀强磁场中，磁场宽度为d，且d>l。线框边刚进入磁场时线框恰好做匀速运动，此时线框的速度为__________。若线框边刚要离开磁场时线框又恰好做匀速运动，则线框在穿过磁场的过程中产生的电能为__________。（已知重力加速度为g）参考答案：

试题分析：由于线框边刚进入磁场时线框恰好做匀速运动，则，其中,代入解得：v=。因为线框边刚要离开磁场时线框又恰好做匀速运动，同理可求得此时线框的速度仍为v,线框在穿过磁场的过程中产生的电能等于线框重力势能的减少量，即Q=.考点：平衡状态及电磁感应现象；能量守恒定律。9.在《测定匀变速直线运动的加速度》的实验中，打点计时器是用于测量

的仪器，工作电源是（填“交流电”或“直流电”），电源电压是

V。参考答案：10.某种单色光在真空中的波长为，速度为c，普朗克恒量为h，现将此单色光以入射角i由真空射入水中，折射角为r，则此光在水中的波长为_______，每个光子在水中的能量为______。参考答案：；光由真空射入水中，频率f=保持不变，每个光子在水中的能量为;光在水中的波长为.11.某同学用如图所示的装置来研究自由落体运动．①下列有关操作的叙述正确的是A．安装打点计时器时要注意让上下限位孔在同一竖直线上B．将打点计时器与直流低压电源连接C．释放纸带时应尽量让重物靠近打点计时器D．应先释放纸带，然后接通电源②实验得到一条纸带，测得各点之间的距离如图所示．已知电源频率为50Hz，则纸带中相邻两点间的时间间隔是________s．从该纸带可知，重物是做_______（选填“匀速”、“匀变速”、“非匀变速”）运动，加速度大小a＝________m/s2（保留三位有效数字）．参考答案：①AC（2分）；②

0.02

匀变速（2分）9.63（12.如图所示，质量为m、边长为L的正方形线圈ABCD由n匝导线绕成，线圈中有顺时针方向大小为I的电流，在AB边的中点用细线竖直悬挂于轻杆一端，轻杆另一端通过竖直的弹簧固定于地面，轻杆可绕杆中央的固定转轴O在竖直平面内转动。在图中虚线的下方，有与线圈平面垂直的匀强磁场，磁感强度为B，平衡时，CD边水平且线圈有一半面积在磁场中，忽略电流I产生的磁场，穿过线圈的磁通量为

；弹簧受到的拉力为______。参考答案：13.（12分）完成下列核反应方程，并说明其应类型（1）

,属

（2）

,属

参考答案：（1），裂变；（2），聚变三、实验题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.某学生实验小组利用图（a）所示电路，测量多用电表内电池的电动势和电阻“×1k”挡内部电路的总电阻．使用的器材有：多用电表；电压表：量程5V，内阻十几千欧；滑动变阻器：最大阻值5kΩ导线若干．回答下列问题：（1）将多用电表挡位调到电阻“×1k”挡，再将红表笔和黑表笔

，调零点．（2）将图（a）中多用电表的红表笔和

（填“1”或“2”）端相连，黑表笔连接另一端．（3）将滑动变阻器的滑片调到适当位置，使多用电表的示数如图（b）所示，这时电压表的示数如图（c）所示．多用电表和电压表的读数分别为

kΩ和

V．（4）调节滑动变阻器的滑片，使其接入电路的阻值为零．此时多用电表和电压表的读数分别为12.0kΩ和4.00V．从测量数据可知，电压表的内阻为

kΩ．（5）多用电表电阻挡内部电路可等效为由一个无内阻的电池、一个理想电流表和一个电阻串联而成的电路，如图（d）所示．根据前面的实验数据计算可得，此多用电表内电池的电动势为V，电阻“×1k”挡内部电路的总电阻为kΩ．参考答案：（1）短接；（2）1；（3）15.0，3.60；（4）12.0；（5）9.0，15.0．【考点】测定电源的电动势和内阻．【分析】（1）欧姆表使用前一定要欧姆调零；（2）红正黑负，电流从红表笔流入电表，从黑表笔流出电表；（3）欧姆表读数等于倍率乘以表盘读数，伏特表读数要估读；（4）欧姆表测量的是外电路的总电阻，由于滑动变阻器被短路，故欧姆表读数即为电压表阻值；（5）由于半偏电流是满偏电流的一半，故欧姆表的中值电阻等于内电阻；根据闭合电路欧姆定律求解电动势．【解答】解：（1）欧姆表使用前一定要欧姆调零，即红黑表笔短接后，调节调零旋钮，使电流表满偏；（2）多用电表的红表笔对应欧姆表内电源的负极，所以红表笔应接电压表的负接连柱，故红表笔接触1；（3）欧姆表读数=倍率×表盘读数=1k×15.0Ω=15.0kΩ；电压表读数为3.60V；（4）由于滑动变阻器被短路，故欧姆表读数即为电压表阻值，为12.0kΩ；（5）调节滑动变阻器的滑片，使其接入电路的阻值为零，此时多用电表和电压表的读数分别为12.0kΩ和4.00V；多用电表的中值电阻等于内电阻，故R=15.0kΩ；由闭合电路欧姆定律I=和欧姆定律U=IRV可知，E=，代入数据有：E=（12kΩ+15kΩ）=9.0V，联立解得E=9.00V故答案为：（1）短接；（2）1；（3）15.0，3.60；（4）12.0；（5）9.0，15.0．15.如图1所示为一次记录小车运动情况的纸带，图中A、B、C、D、E、F、G为相邻的计数点，相邻计数点的时间间隔T＝0.1s.图1(1)在如图2所示的坐标系中作出小车的vt图线．图2(2)将图线延长与纵轴相交，交点的速度大小是______cm/s，此速度的物理意义是________________________________________________________________________．(3)小车的加速度大小是________．参考答案：(2)由图中可以读出，图线与纵轴交点的速度大小为11.6cm/s，此速度表示A点的瞬时速度．(3)利用斜率求加速度a＝≈0.5m/s2.

四、计算题：本题共3小题，共计47分16.（计算）（2004?天津）磁流体发电是一种新型发电方式，图1和图2是其工作原理示意图．图1中的长方体是发电导管，其中空部分的长、高、宽分别为l、a、b，前后两个侧面是绝缘体，上下两个侧面是电阻可略的导体电极，这两个电极与负载电阻R1相连．整个发电导管处于图2中磁场线圈产生的匀强磁场里，磁感应强度为B，方向如图所示．发电导管内有电阻率为ρ的高温、高速电离气体沿导管向右流动，并通过专用管道导出．由于运动的电离气体受到磁场作用，产生了电动势．发电导管内电离气体流速随磁场有无而不同．设发电导管内电离气体流速处处相同，且不存在磁场时电离气体流速为v0，电离气体所受摩擦阻力总与流速成正比，发电导管两端的电离气体压强差△p维持恒定，求：（1）不存在磁场时电离气体所受的摩擦阻力F多大；（2）磁流体发电机的电动势E的大小；（3）磁流体发电机发电导管的输入功率P．参考答案：（1）不存在磁场时电离气体所受的摩擦阻力ab△p；（2）磁流体发电机的电动势E的大小；（3）磁流体发电机发电导管的输入功率．霍尔效应及其应用解：（1）不存在磁场时，由力的平衡得F=ab△p（2）设磁场存在时的气体流速为v，则磁流体发电机的电动势E=Bav回路中的电流电流I受到的安培力设F′为存在磁场时的摩擦阻力，依题意存在磁场时，由力的平衡得ab△p=F安+F′根据上述各式解得（3）磁流体发电机发电导管的输入功率P=abv△p由能量守恒定律得P=EI+F′v故答：（1）不存在磁场时电离气体所受的摩擦阻力ab△p；（2）磁流体发电机的电动势E的大小；（3）磁流体发电机发电导管的输入功率．17.如图所示，虚线MO与水平线PQ相交于O，二者夹角θ=30°，在MO左侧存在电场强度为E、方向竖直向下的匀强电场，MO右侧某个区域存在磁感应强度为B、垂直纸面向外的匀强磁场.现有一个质量为m、电荷量为+q的带电粒子在纸面内以速度v=，且方向与MO成θ角从M点射入磁场,又向左从MO上的D点(图中未画出)射出磁场进入电场，最后到达O点,不计粒子的重力求：（1）MD的距离L（2）粒子自M点射