2022-2023学年内蒙古自治区赤峰市宁城县天义中学高三物理下学期期末试卷含解析

2022-2023学年内蒙古自治区赤峰市宁城县天义中学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.如图所示，长方形abcd长ad=0.6m，宽ab=0.3m，O、e分别是ad、bc的中点，以ad为直径的半圆内有垂直纸面向里的匀强磁场(边界上无磁场)，磁感应强度B=0.25T。一群不计重力、质量m=3×10－7kg、电荷量q=+2×10－3C的带电粒子以速度v=5×102m/s沿垂直ad方向且垂直于磁场射入磁场区域

A．从Od边射入的粒子，出射点全部分布在Oa边

B．从aO边射入的粒子，出射点全部分布在ab边

C．从Od边射入的粒子，出射点分布在Oa边和ab边

D．从aO边射入的粒子，出射点分布在ab边和be边参考答案：D2.皮带传动装置中，小轮半径为r，大轮半径为2r。A和B分别是两个轮边缘上的质点，大轮中另一质点P到转动轴的距离也为r，皮带不打滑。则A．A与P的角速度相同B．B与P的线速度相同C．A的向心加速度是B的1/2D．P的向心加速度是A的1/4参考答案：D3.（单选）卫星电话信号需要通地球同步卫星传送．如果你与同学在地面上用卫星电话通话，则从你发出信号至对方接收到信号所需最短时间最接近于（可能用到的数据：月球绕地球运动的轨道半径约为3.8×105km，运行周期约为27天，地球半径约为6400千米，无线电信号传播速度为3×108m/s）（）A．0.1sB．0.5sC．0.25sD．1s参考答案：解：根据万有引力提供向心力，r=，已知月球和同步卫星的周期比为27：1，则月球和同步卫星的轨道半径比为9：1．同步卫星的轨道半径km．所以接收到信号的最短时间t=≈0.25s．故C正确，A、B、D错误．故选C．4.（单选）如图所示，一倾斜的匀质圆盘绕垂直于盘面的固定对称轴以恒定角速度ω转动，盘面上离转轴距离2.5m处有一小物体与圆盘始终保持相对静止，物体与盘面间的动摩擦因数为，（设最大静摩擦力等于滑动摩擦力），盘面与水平面的夹角为30°，g取10m/s2，则ω的最大值是（）A．rad/sB．rad/sC．1.0rad/sD．0.5rad/s参考答案：考点：向心力；线速度、角速度和周期、转速．专题：匀速圆周运动专题．分析：当物体转到圆盘的最低点，由重力沿斜面向下的分力和最大静摩擦力的合力提供向心力时，角速度最大，由牛顿第二定律求出最大角速度．解答：解：当物体转到圆盘的最低点，所受的静摩擦力沿斜面向上达到最大时，角速度最大，由牛顿第二定律得：

μmgcos30°﹣mgsin30°=mω2r则ω==rad/s=1rad/s故选：C点评：本题关键要分析向心力的来源，明确角速度在什么位置最大，由牛顿第二定律进行解题．5.某学生用导热良好的注射器和弹簧秤来测大气压强，该同学先测出注射器活塞的横截面积S和重力G，再竖直固定注射器，将活塞移到某一适当位置，用橡皮帽将注射器小孔封住，活塞静止时读出初状态气体的体积V1；最后用弹簧秤将活塞缓慢向上拉出一定的距离，使气体的体积为V2；若注射器内气体没有损失，下列说法中正确的是

。

A．气体体积为时弹簧秤的读数是B．气体的内能保持不变C．单位时间内，封闭气体中大量气体分子对活塞撞击的次数增多D．气体对外界做的功等于气体从外界吸收的热量参考答案：选BD，由题意可得联立可得，A错误。由于注射器导热性能良好且整个过程活塞缓慢移动，则可认为整个过程气体的温度不变，气体对外界做的功等于气体从外界吸收的热量，故气体的内能不变，BD正确。由于气体的体积增大，所以单位时间内，封闭气体中大量气体分子对活塞撞击的次数减少，C错误。二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.（5分）装煤机在2s内将10t煤无初速装入水平匀速前进的车厢内，车厢速度为5m/s，若不计阻力，车厢保持原速匀速前进，则需要增加的水平牵引力的大小为________N。参考答案：

答案：2.5×1047.某星球密度与地球相同，又知其表面重力加速度为地球表面重力加速度的2倍，则该星球的质量是地球质量的

倍。参考答案：

88.质量为m＝100kg的小船静止在水面上，水的阻力不计，船上左、右两端各站着质量分别为m甲＝40kg，m乙＝60kg的游泳者，当甲朝左，乙朝右，同时以相对河岸3m/s的速率跃入水中时，小船运动方向为

（填“向左”或“向右”）；运动速率为

m/s。参考答案：向左；0.69.“轨道电子俘获”是放射性同位素衰变的一种形式，它是指原子核（X）俘获一个核外电子，使其内部的一个质子变为中子，并放出一个中微子，从而变成一个新核（Y）的过程，中微子的质量远小于质子的质量，且不带电，写出这种衰变的核反应方程式．生成的新核处于激发态，会向基态跃迁，辐射光子的频率为v，已知真空中的光速为c，普朗克常量为h，则此核反应过程中的质量亏损为．参考答案：解：核反应方程为：．根据爱因斯坦质能方程得：hv=△mc2，则质量亏损为：△m=．故答案为：，10.如图所示电路中，电源电动势E＝2V，内阻r＝2Ω，R1＝4Ω，R2＝6Ω，R3＝3Ω。若在C、D间连一个理想电流表，其读数是

A；若在C、D间连一个理想电压表，其读数是

V。参考答案：1/6，1

11.如图所示，是用DIS实验系统探究“物体的加速度与力和质量的关系”实验装置。

(1)为了使小车所受的合力等于绳子的拉力，在实验测量前，还需要对实验装置作必要的调整，请你写出该如何调整：

。

(2)保持小车所受拉力不变，改变小车的质量，测得了下表所示的6组数据：

请根据6组数据在右图中选择合适的坐标作出加速度与质量的关系图线。

(3)如果钩码的重力越来越大时，小车的加速度会无限制地增加吗？

请简要回答理由和结论：

。参考答案：12.（4分）在物理学中，我们常用比值法来定义物理量，用此方法反映的是物质或运动的某一属性，与定义式中的各物理量无关，例如电阻R＝。请你根据已经学过的中学物理知识再写出两个用比值法定义的物理量：________、________。参考答案：E=；UAB=

13.（4分）如图所示，、是系在绝缘细线两端，带有等量同种电荷的小球，现将绝缘细线绕过光滑定滑轮，将两球悬挂起来，两球平衡时，的线长等于的线长，球靠在光滑绝缘竖直墙上，悬线偏离竖直方向60°，则、两球的质量之比为

。参考答案：

答案：三、实验题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.某同学通过实验研究小灯泡的电压与电流的关系．可用的器材如下：电源（电动势3V，内阻1Ω）、电键、滑动变阻器（最大阻值20Ω）、电压表、电流表、小灯泡、导线若干．（1）实验中移动滑动变阻器滑片，得到了小灯泡的U﹣I图象如图a所示，则可知小灯泡的电阻随电压增大而增大（填“增大”、“减小”或“不变”）．（2）根据图a，在图b中把缺少的导线补全，连接成实验电路（其中电流表和电压表分别测量小灯泡的电流和电压）．（3）若某次连接时，把AB间的导线误接在AC之间，合上电键，任意移动滑片发现都不能使小灯泡完全熄灭，则此时的电路中，小灯泡可能获得的最小功率是0.32W（0.30～0.34都对）W（本小题若需要作图，可画在图a中）．参考答案：考点：描绘小电珠的伏安特性曲线．专题：实验题；恒定电流专题．分析：在小灯泡的U﹣I图象中，图象上的与原点连线的斜率表示小灯泡电阻的大小，所以小灯泡电阻随电流的最大而增大；本题的难点是当把AB间的导线误接在AC之间时，滑动变阻器的连接情况：的滑动触头打到最左端或最右端时变阻器均短路，此时小灯泡功率最大，的滑动触头在中间时，变阻器的有效电阻最大．解答：解：（1）根据欧姆定律R=知，小灯泡的电阻随电压增大而增大．（2）由于小灯泡的电阻远小于电压表的内阻，电流表应用外接法；又电流与电压从零逐渐增大，故滑动变阻器应用分压式接法，实物图如图，（3）若把AB间的导线误接在AC之间，则当变阻器滑动触头在变阻器中间时阻值最大R==5Ω，此时小灯泡功率最小，把变阻器与电源内阻看成为等效电源的内阻，其电动势为3V，内阻为6Ω，则短路电流==0.5A，在小灯泡的U﹣P图象中，连接U=3V与I=0.5A两点，画出表示电源的U﹣I图象，如图，读出两图线的交点坐标为U=0.88V，I=0.35A，则小灯泡的最小功率为P=UI=0.32W（0.30～0.34都对）．故答案为（1）增大

（2）如图

（3）0.32W（0.30～0.34都对）点评：当已知小灯泡的伏安特性曲线，要求其功率时，要再画出表示电源的U﹣I图象，则两图线的交点坐标即为小灯泡的实际电流与电压，然后根据P=UI求解．15.某组同学设计了“探究加速度与物体所受合力F及质量的关系”实验。图（）为实验装置简图，A为小车，B为电火花计时器，C为装有细砂的小桶，D为一端带有定滑轮的长方形木板，实验中认为细绳对小车拉力F等于细砂和小桶的总重量，小车运动的加速度可用纸带上打出的点求得。①图（b）为某次实验得到的纸带，已知实验所用电源的频率为50Hz.根据纸带可求出小车的加速度大小为

。（结果保留2位有效数字）②在“探究加速度与质量的关系”时，保持细砂和小桶质量不变，改变小车质量，分别记录小车加速度与其质量的数据.在分析处理数据时，该组同学产生分歧：甲同学认为应该根据实验中测得的数据作出小车加速度与其质量的图象。乙同学认为应该根据实验中测得的数据作出小车加速度与其质量倒数的图象.两位同学都按照自己的方案将实验数据在坐标系中进行了标注，但尚未完成图象（如下图所示）.你认为同学

（填“甲”、“乙”）的方案更合理.请继续帮助该同学作出坐标系中的图象。③在“探究加速度与合力F的关系”时，保持小车的质量不变，改变小桶中细砂的质量，该同学根据实验数据作出了加速度与合力F的图线如图（c），该图线不通过坐标原点，试分析图线不通过坐标原点的原因。答：

。参考答案：【答案】四、计算题：本题共3小题，共计47分16.如图，两根电阻不计的平行光滑金属导轨相距L=0.5m水平放置，一端与阻值R=0.3Ω的电阻相连．导轨x＞0一侧存在沿x方向变化的稳恒磁场，其方向与导轨平面垂直，x=0处磁场的磁感应强度B0=1T．一根质量m=0.1kg、电阻r=0.1Ω的金属棒垂直置于导轨上．棒在外力作用下从x=0处以初速度v0=2m/s沿导轨向右运动，运动过程中速度v与位移x满足v=关系，通过电阻的电流保持不变．求：（1）金属棒运动过程中通过电阻R的电流；（2）导轨x＞0一侧磁感应强度Bx随x变化关系；（3）金属棒从x=0运动到x=2m过程中电阻R上产生的热量；（4）金属棒从x=0运动到x=2m过程中外力的平均功率．参考答案：解：（1））开始时棒产生的电动势为：E=B0Lv0=1×0.5×2=1V

由闭合电路欧姆定律得回路中的感应电流为：I==A=2.5A

（2）由通过电阻的电流保持不变，可知金属棒切割磁感线产生的感应电动势始终相等，所以有：B0Lv0=BxLvx，解得：（3）金属棒在x处所受安培力的大小为：F=BxIL=（x+1）IL=1.25+1.25x由于安培力与x成线性变化，所以在x=0到x=2m过程中克服安培力做功为：J克服安培力做功等于在此过程中回路中产生的热量：Q=W=5J因此电阻R上产生的热量：J（4）设x=0到x=2m过程外力的平均功率为，x=2m时金属棒的速度为：m/s通过电阻的电流保持不变，有：因此x=0到x=2m过程用时：s由动能定理有：因此W答：（1）金属棒运动过程中通过电阻R的电流是2.5A；（2）导轨x＞0一侧磁感应强度Bx随x变化关系为Bx=x+1；（3）金属棒从x=0运动到x=2m过程中电阻R上产生的热量是3.75J；（4）金属棒从x=0运动到x=2m过程中外力的平均功率是2.41W．【考点】导体切割磁感线时的感应电动势；功率、平均功率和瞬时功率；闭合电路的欧姆定律．【分析】（1）由法拉第电磁感应定律与闭合电路欧姆定律相结合，来计算感应电流的大小；（2）由通过电阻的电流保持不变，可知金属棒切割磁感线产生的感应电动势始终相等，即可求解；（3）由位移时间公式求出0﹣2s内棒通过的位移大小，由法拉第电磁感应定律、欧姆定律和电量公式求解电荷量．（4）依据功能关系，及动能定理可求出外力在过程中的平均功率．17.如图所示，两平行金属板A、B长＝8cm，两板间距离d＝8cm，B板比A板电势高300V，即UBA＝300V。一带正电的粒子电量q＝10-10-C，质量m＝10-20-kg，从R点沿电场中心线垂直电场线飞入电场，初速度v0＝2×106m/s，粒子飞出平行板电场后经过无场区域后，进入界面为MN、PQ间匀强磁场区域，从磁场的PQ边界出来后刚好打在中心线上离PQ边界4L/3处的S点上。已知MN边界与平行板的右端相距为L,两界面MN、PQ相距为L,且L＝12cm。求（粒子重力不计）（1）粒子射出平行板时的速度大小v；（2）粒子进入界面MN时偏离中心线RO的距离多远？（3）画出粒子运动的轨迹，并求匀强磁场的磁感应强度B的大小。参考答案：（1）粒子在电场中做类平抛运动

（1分）

（1分）竖直方向的速度

（2分）代入数据，解得:

vy=1．5×106m/s

（1分）所以粒子从电场中飞出时沿电场方向的速度为：

（1）（2）设粒子从电场中飞出时的侧向位移为h,穿过界面PS时偏离中心线OR的距离为y，则：

h=at2/2

（1分）

即：

（1分）代入数据，解得：

h=0．03m=3cm

（1分）带电粒子在离开电场后将做匀速直线运动,由相似三角形知识得：