2021-2022学年河北省唐山市高三年级上册期末物理试题

唐山市2021-2022学年度高三年级第一学期期末考试

物理

注意事项：

1.答卷前，考生务必将自己的姓名、考生号、考场号、座位号填写在答题卡上。

2.回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，

用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上，写在本试

卷上无效。

3.考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。

一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有

一项是符合题目要求的。

1.杯是一种放射性元素，是原子能工业的重要原料，可作为核燃料和核武器的裂变剂。钵239是92U经过

中子照射蜕变形成的，蜕变方程为:u；再经历两次£衰变形成杯239,则杯元素的质

子数是（）

A.88B.90C.94D.96

2.如图，质量相同的A、8两球可看成质点，分别由相同高度的固定光滑曲面和固定光滑斜面顶端静止释

放。下滑至光滑水平面的过程中，A、B两球所受合力的冲量大小分别为4、12,在斜面上运动时间分别

为乙、弓，已知曲面和斜面均与光滑水平面平滑连接，则（）

A.1]>4B./]=C./（>D.^

3.如图所示，一劲度系数为攵的轻弹簧左端固定在竖直墙壁上，右端连接置于粗糙水平面的物块。此时弹

簧自然伸长，物块位于。点。现用外力向左推动物块，当弹簧压缩量为与时，使物块静止，然后由静止释

放物块，物块到达0点时速度刚好为0。已知此过程中向左推动木块的外力所做的功为W。则此过程中弹

簧的最大弹性势能为（）

…WWW

A.WB.—C.—D.—

234

4.2021“一带一路”年度汉字发布活动中，“互”字作为最能体现2021年“一带一路”精神内涵的汉字拔

得头筹，成为年度汉字。如图为力学兴趣小组制作的“互”字形木制模型。模型分上下两部分，质量均为加。

用细线连接两部分。当细线都绷紧时，整个模型可以竖直静止在水平地面上。其中连接“、。两点的细线为

I,连接c、d两点的细线为〃，重力加速度为g。则（）

A.细线/对a点的作用力向上

B.细线/的拉力等于细线〃的拉力

C.细线〃的拉力大小等于，密

D.整个模型对地面的压力大小为2，wg

5.如图，理想变压器的原线圈匝数〃।=1100匝，接入电压”=220V的正弦交流电路中。副线圈匝数

匝，副线圈上接有“44V、20W”的定值电阻，则变压器的输入功率是（）

A.5WB.10WC.20WD.25W

6.瑞士天文学家迪迪埃•奎洛兹（DidierQueloz）因为“发现了围绕其他类太阳恒星运行的系外行星”而

获得了2019年诺贝尔物理学奖。假设某一系外行星的半径为/?,质量为〃，公转半径为广，公转周期为了。

一质量为求的宇宙飞船围绕该系外行星做匀速圆周运动，半径为，i，周期为刀。不考虑其他天体的影响。

己知引力常量为G,则有（）

r3方_d_

R3/GMGm

A.-2-=--2B.-7——rC.-r=TD.-r=­T

T；T邛T2T24乃2[24乃2

7.如图，虚线是真空中某点电荷产生的电场中的一条直线，直线上a点的电场强度大小为E，方向与直线

的夹角为30°,则这条直线上电场强度最大值为（）

E

A.—B.EC.2ED.4E

2

二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，有两

个或两个以上选项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0

分。

8.如图，一个质点以加速度可做初速度为零的匀加速直线运动，3s后变为以加速度的做匀变速直线运动

持续到6s末，质点的末速度大小变为力若前4s内图像与坐标轴围成的面积大小为邑，后2s图像与坐标

轴围成的面积大小为“，则下列说法正确的是（）

22

Aa,=lm/sB.a2=3m/sC.u=6m/sD.=52=6m

9.在珠海举行的第13届中国航展吸引了全世界的军事爱好者。如图，曲线。匕是一架飞机在竖直面内进行

飞行表演时的轨迹。假设从。到。的飞行过程中，飞机的速率保持不变。则沿曲线ab运动时，飞机（）

A.所受合力方向竖直向下

B.所受合力大小不等于0

C.飞机竖直分速度变大

D.飞机水平分速度保持不变

10.如图，两条平行的金属导轨所在平面与水平面成一定夹角6,间距为导轨上端与电容器连接，电容

器电容为C。导轨下端与光滑水平直轨道通过绝缘小圆弧平滑连接，水平直轨道平行且间距也为d,左侧

末端连接一阻值为R的定值电阻。导轨均处于匀强磁场中，磁感应强度大小均为8,方向分别垂直导轨所

在平面。质量为用，电阻为小宽度为d的金属棒MN从倾斜导轨某位置由静止释放，保证金属棒运动过

程始终与平行导轨垂直且接触良好，金属棒下滑到两个轨道连接处时的速度刚好是也重力加速度为g,忽

略导轨电阻，水平导轨足够长。则下列说法正确的是()

A.金属棒初始位置到水平轨道的高度为土

2g

B.电容器两极板携带的最大电荷量为CBdv，

1

C.金属棒在水平轨道上运动时定值电阻产生的焦耳热为一”/9

2

mv(/?+r)

金属棒在水平轨道运动的最大位移

B2d2

三、非选题：共54分。第11~14题为必考题，每个试题考生都必须作答。第15~16题为选考

题，考生根据要求作答。

(-)必考题：共42分。

11.小明利用如图装置验证机械能守恒定律。图中A8为轻杆，。为固定转轴，A端小球固定于杆上，质量

为mA。8端小球放在轻质勺形槽内，质量为加8。由静止释放后，轻杆从水平位置逆时针转动，轻杆转到

竖直位置时被制动，8球被水平抛出。

(1)实验时，小明首先测量了机A、，得及两球距。点的距离小心LB，除此之外，还需要测量的物理量有

A.A球从释放到运动至最低点的时间，

B.。点离地面的高度〃

C.8球落地点与。点的水平距离x

(2)结合(1)中各物理量，轻杆从水平位置自由释放，利用上述测定的物理量和重力加速度g,可得

系统重力势能减少量为,动能增加量为。

12.某兴趣小组要探究一种新材料制成的圆柱体的电阻，步骤如下：

(1)用螺旋测微器测量其直径如图甲，由图可知其直径为mm。

(2)该同学先用多用电表的欧姆档粗略测量圆柱体的电阻，测量时选定档位后，红黑表笔短接进行

。当他用X10档测量时，多用电表指针如图乙所示，则圆柱体的电阻为

（3）接下来，想精确地测量其电阻R,除待测圆柱体外，实验室提供的器材还有：

A.直流电源E（电动势4V,内阻不计）

B.电流表A1（量程0~3mA,内阻约50。）

C.电流表A2（量程0~15mA,内阻约30Q）

D.电压表Vj（量程0~3V,内阻Rv,=l°g）

E.电压表V?（量程0~15V,内阻Rv?=25k。）

F.滑动变阻器与（阻值范围0~15。，允许通过的最大电流2.0A）

G.滑动变阻器&（阻值范围0~2kC,允许通过的最大电流0.5A）

H.开关、导线若干。

①要在虚线框内画出电路原理图，并在图中标出所用仪器的代号。（）

②若所选电表测量数据分别为U、I，待测电阻精确值表达式__________。

13.如图，可视为质点的两个物块A、8质量均为，"，8物块静止在下端固定的轻质弹簧上，轻质弹簧劲

度系为左。物块A在弹簧原长位置从静止开始释放，忽略空气阻力，物块A与物块8碰撞后结为整体。已

知碰撞时间极短，碰后整体具有的最大动能等于物块A碰前的最大动能，重力加速度为g,求

（1）两物块碰撞后的共同速度；

（2）整体最大速度时，弹簧弹性势能增加了多少

14.如图，顶角为30°的“V”字形区域内存在垂直于纸面向外的匀强磁场。OM上方存在电场强度大小为

E的匀强电场，方向竖直向上。在。0上距离。点3L处有一点A,在电场中距离A为d的位置由静止释

放一个质量为用、电荷量为4的带负电的粒子，经电场加速后该粒子以一定速度从A点射入磁场后，第一

次恰好不从QV边界射出。不计粒子的重力。求：

（1）粒子运动到A点时的速率%;

（2）匀强磁场磁感应强度大小8；

（3）粒子从释放到第2次离开磁场的总时间。

（-）选考题：共12分。请考生从2道题中任选一题作答，并用2B铅笔将答题卡上所选题

目对应的题号右侧方框涂黑，按所涂题号进行评分；多涂、多答，按所涂的首题进行评分；

不涂，按本选考题的首题进行评分。

【选修3-3】（12分）

15.如图所示，汽车引擎盖被气弹簧支撑着。气弹簧由活塞杆、活塞、填充物、压力缸等部分组成，其中压

力缸为密闭的腔体，内部充有一定质量的氮气，再打开引擎盖时密闭于腔体内的压缩气体膨胀，将引擎盖

顶起，若腔体内气体与外界无热交换，内部的氮气可以视为理想气体，则腔体内气体分子的平均动能

（选填“减小”或者“增大”），腔体内壁单位时间、单位面积被氮气分子碰撞的次数

（选填“增多”、“减少”或“不变”）

16.如图为竖直放置的U形管，两侧均为粗细均匀的玻璃管，左管开口，右管封闭。但右管横截面积是左

管的3倍，管中装入水银，大气压强为6=76cmHg。开口管中水银面到管口距离为九=22cm,且水银

面比封闭管内高M=4cm,封闭管内空气柱长为外="cm。现用小活塞把开口端封住，并缓慢推动活塞，

使两管液面相平，推动过程中两管的气体温度始终不变，不计小活塞与管壁阻力，求：

（1）右管中气体最终压强；

（2）活塞推动的距离。

【选修3-4］（12分）

17.一条弹性绳子呈水平状态，两端P、。同时开始上下振动，一小段时间后产生的波形如图，两列波均

可看成为简谐波，振幅均为1cm，A、8两点间距为10m,两列波从该时刻运动至相遇所用时间0.1s,则

该绳波的波速是m/s,A、8连线中点位置是振动的（填写“加强点”或者“减弱

点”）o

18.如图，横截面为半径R=6cm的半圆形透明柱体与屏幕MN相切于8点，MN垂直于直径AB，一单

色光以入射角53。射向圆心。，反射光线与折射光线恰好垂直。已知光在真空中的传播速度为3xIO*4m/s

（sin53°=0.8,cos53°=0.6）。

（1）介质的折射率；

（2）光线从。点照射到屏幕MN上所用的时间。

唐山市2021.2022学年度高三年级第一学期期末考试

物理

注意事项:

1.答卷前，考生务必将自己的姓名、考生号、考场号、座位号填写在答题卡上。

2.回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂

黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将

答案写在答题卡上，写在本试卷上无效。

3.考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。

一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个

选项中，只有一项是符合题目要求的。

1.杯是一种放射性元素，是原子能工业的重要原料，可作为核燃料和核武器的裂变剂。杯

239是二17经过中子照射蜕变形成的，蜕变方程为”U+；nf$u；;^9U再经历两次夕衰

变形成杯239,则杯元素的质子数是（）

A.88B.90C.94D.96

【答案】C

2.如图，质量相同的A、8两球可看成质点，分别由相同高度的固定光滑曲面和固定光滑

斜面顶端静止释放。下滑至光滑水平面的过程中，A、B两球所受合力的冲量大小分别为人、

12,在斜面上运动时间分别为4、t2,已知曲面和斜面均与光滑水平面平滑连接，贝h）

A.A>/:c4>t.

【答案】B

3.如图所示，一劲度系数为女的轻弹簧左端固定在竖直墙壁上，右端连接置于粗糙水平面

的物块。此时弹簧自然伸长，物块位于。点。现用外力向左推动物块，当弹簧压缩量为与时，

使物块静止，然后由静止释放物块，物块到达。点时速度刚好为0。已知此过程中向左推动

木块的外力所做的功为则此过程中弹簧的最大弹性势能为（）

【答案】B

4.2021“一带一路”年度汉字发布活动中，“互”字作为最能体现2021年“一带一路”精

神内涵的汉字拔得头筹，成为年度汉字。如图为力学兴趣小组制作的“互”字形木制模型。

模型分上下两部分，质量均为加。用细线连接两部分。当细线都绷紧时，整个模型可以竖

直静止在水平地面上。其中连接。A两点的细线为/,连接c、d两点的细线为〃，重力

加速度为g。则（）

A.细线/对。点的作用力向上

B.细线/的拉力等于细线〃的拉力

C.细线〃的拉力大小等于，咫

D.整个模型对地面的压力大小为2〃吆

【答案】D

5.如图，理想变压器的原线圈匝数々=1100匝，接入电压H=220V的正弦交流电路中。

副线圈匝数〃2=11。匝，副线圈上接有“44V、2OW”的定值电阻，则变压器的输入功率是

（）

A5WB.10WC.20WD.25W

【答案】A

6.瑞士天文学家迪迪埃•奎洛兹（DidierQueloz）因为“发现了围绕其他类太阳恒星运行的

系外行星”而获得了2019年诺贝尔物理学奖。假设某一系外行星的半径为R,质量为

公转半径为"，公转周期为丁。一质量为加的宇宙飞船围绕该系外行星做匀速圆周运动，半

径为4,周期为不考虑其他天体的影响。已知引力常量为G,则有（）

//3R33GM

A.—————B.——=——C.--r-TD.

22邛

T；TT2T24/

/_Gm

彳二不

【答案】c

7.如图，虚线是真空中某点电荷产生的电场中的一条直线，直线上。点的电场强度大小为E，

方向与直线的夹角为30。，则这条直线上电场强度最大值为（）

E

A.-B.EC.2ED.4£

2

【答案】D

二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个

选项中，有两个或两个以上选项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全

的得3分，有选错的得0分。

8.如图，一个质点以加速度卬做初速度为零的匀加速直线运动，3s后变为以加速度的做匀

变速直线运动持续到6s末，质点的末速度大小变为n。若前4s内图像与坐标轴围成的面积

大小为邑，后2s图像与坐标轴围成的面积大小为“，则下列说法正确的是（）

22

A.at=lm/sB.a2=3m/sC.u=6m/sD.

电=&=6m

【答案】ACD

9.在珠海举行的第13届中国航展吸引了全世界的军事爱好者。如图，曲线ab是一架飞机

在竖直面内进行飞行表演时的轨迹。假设从。到b的飞行过程中，飞机的速率保持不变。则

沿曲线而运动时，飞机（）

A.所受合力方向竖直向下

B.所受合力大小不等于0

C.飞机竖直分速度变大

D.飞机水平分速度保持不变

【答案】BC

10.如图，两条平行的金属导轨所在平面与水平面成一定夹角6,间距为导轨上端与电

容器连接，电容器电容为C。导轨下端与光滑水平直轨道通过绝缘小圆弧平滑连接，水平

直轨道平行且间距也为d,左侧末端连接一阻值为R的定值电阻。导轨均处于匀强磁场中，

磁感应强度大小均为8,方向分别垂直导轨所在平面。质量为〃?，电阻为，宽度为d的金

属棒MN从倾斜导轨某位置由静止释放，保证金属棒运动过程始终与平行导轨垂直且接触

良好，金属棒下滑到两个轨道连接处时的速度刚好是也重力加速度为g,忽略导轨电阻,

水平导轨足够长。则下列说法正确的是（）

V

A.金属棒初始位置到水平轨道的高度为丁

2g

B.电容器两极板携带的最大电荷量为CBdv

C.金属棒在水平轨道上运动时定值电阻产生的焦耳热为‘机一

2

mv(R+r)

D.金属棒在水平轨道运动的最大位移

B2d2

【答案】BD

三、非选题：共54分。第11~14题为必考题，每个试题考生都必须作答。第15~16

题为选考题，考生根据要求作答。

（一）必考题：共42分。

11.小明利用如图装置验证机械能守恒定律。图中A8为轻杆，。为固定转轴，A端小球固

定于杆上，质量为机A。8端小球放在轻质勺形槽内，质量为根心由静止释放后，轻杆从

水平位置逆时针转动，轻杆转到竖直位置时被制动，8球被水平抛出。

（1）实验时，小明首先测量了帆4、及两球距。点的距离LA、LB，除此之外，还需要

测量的物理量有。

A.A球从释放到运动至最低点的时间/

B.。点离地面的高度/?

C.8球落地点与。点的水平距离x

（2）结合（1）中的各物理量，轻杆从水平位置自由释放，利用上述测定的物理量和重力加

速度g,可得系统重力势能减少量为,动能增加量为

（〃西+〃]£）gx2

【答案】①.BC②.mgL-mgL

AABB%（4+人）

12.某兴趣小组要探究一种新材料制成的圆柱体的电阻，步骤如下：

（1）用螺旋测微器测量其直径如图甲，由图可知其直径为mm。

（2）该同学先用多用电表的欧姆档粗略测量圆柱体的电阻，测量时选定档位后，红黑表笔

短接进行。当他用X10档测量时，多用电表指针如图乙所示，则圆柱体的电阻

为Q。

（3）接下来，想精确地测量其电阻R,除待测圆柱体外，实验室提供的器材还有：

A.直流电源E（电动势4V,内阻不计）

B.电流表A1（量程0~3mA,内阻约50。）

C.电流表A2（量程0~15mA,内阻约30Q）

D.电压表V1（量程0~3V,内阻=l（）kQ）

E.电压表V,（量程0〜15V,内阻=25k。）

F.滑动变阻器（阻值范围0~15。，允许通过的最大电流2.0A）

G.滑动变阻器R2（阻值范围。〜2k。，允许通过的最大电流0.5A）

H.开关、导线若干。

①要在虚线框内画出电路原理图，并在图中标出所用仪器的代号。（）

②若所选电表测量数据分别为U、I,待测电阻精确值的表达式__________。

—@—r~~n-'

【答案】①.②.欧姆调零③.340④.「⑤.

"-----------r^~i---------

%

I"U

13.如图，可视为质点的两个物块A、8质量均为加，8物块静止在下端固定的轻质弹簧上,

轻质弹簧劲度系为左。物块A在弹簧原长位置从静止开始释放，忽略空气阻力，物块A与

物块8碰撞后结为整体。已知碰撞时间极短，碰后整体具有的最大动能等于物块A碰前的

最大动能，重力加速度为g,求

(1)两物块碰撞后的共同速度；

(2)整体最大速度时，弹簧弹性势能增加了多少。

【答案】(1)叵I；(2)网支

V2k2k

【解析】

【详解】如图所示

(1)A、8初始位置的距离

可得

根据动能定理

解得A下落至与B碰前的速度

可得

两者碰撞过程动量守恒

联立可得

(2)由题意当弹簧弹力的大小等于两者重力时，整体速度最大

可得

增加的弹性势能为

14.如图，顶角为30。的“V”字形区域内存在垂直于纸面向外的匀强磁场。OM上方存在

电场强度大小为E的匀强电场，方向竖直向上。在上距离0点3L处有一点A,在电

场中距离A为d的位置由静止释放一个质量为加、电荷量为4的带负电的粒子，经电场加

速后该粒子以一定速度从A点射入磁场后，第一次恰好不从QV边界射出。不计粒子的重力。

求：

(1)粒子运动到A点时的速率%;

(2)匀强磁场磁感应强度大小8；

(3)粒子从释放到第2次离开磁场的总时间。

,,,,\2aEd1\2Edm.\2ind7nLI_m-

【答案;】(1)」把巴；(2)-J------；(3)3——+——J------

VmLyq\qE6yIqEd

【解析】

【详解】(1)带电粒子由静止开始到达A点时，由动能定理可得

解得

(2)作出粒子完整的运动轨迹图像如图所示

粒子在磁场中的运动轨迹的圆心为。，轨迹与ON边界相切于。点，设轨迹半径为r,由几

何关系可得

即粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的轨迹半径为

设匀强磁场磁感应强度为B,由洛伦兹力充当向心力可得

解得

（3）带电粒子从静止加速到A所用时间为

带电粒子在磁场中运动的周期

带电粒子在磁场中运动时间

带电粒子再次进入电场再返回所用时间

再次返回磁场有几何关系可知，以O点为圆心继续圆周运动至ON边界离开则再次做圆周

运动的时间

所以总时间为

（二）选考题：共12分。请考生从2道题中任选一题作答，并用2B铅笔将答

题卡上所选题目对应的题号右侧方框涂黑，按所涂题号进行评分；多涂、多答，

按所涂的首题进行评分；不涂，按本选考题的首题进行评分。

【选修3-3】（12分）

15.如图所示，汽车引擎盖被气弹簧支撑着。气弹簧由活塞杆、活塞、填充物、压力缸等部

分组成，其中压力缸为密闭的腔体，内部充有一定质量的氮气，再打开引擎盖时密闭于腔体

内的压缩气体膨胀，将引擎盖顶起，若腔体内气体与外界无热交换，内部的氮气可以视为理

想气体，则腔体内气体分子的平均动能（选填“减小”或者“增大”），腔体内壁

单位时间、单位面积被氮气分子碰撞的次数（选填“增多”、“减少”或“不变”）

【答案】①.减小②.减小

【解析】

【详解】口］［2］根据AU=W+Q,因为与外界无热交换所以。=0,因为气体膨胀对外做功所以

W<0,故AU<0,所以分子的内能减小，平均动能减小。此过程中因为分子速率减小，空间

里分子的密度减小，故氮气分子碰撞次数减小。

16.如图为竖直放置的U形管，两侧均为粗细均匀的玻璃管，左管开口，右管封闭。但右管

横截面积是左管的3倍，管中装入水银，大气压强为4=76cmHg。开口管中水银面到管

口距离为％=22cm,且水银面比封闭管内高M=4cm,封闭管内空气柱长为为=11cm。

现用小活塞把开口端封住，并缓慢推动活塞，使两管液面相平，推动过程中两管的气体温度

始终不变，不计小活塞与管壁阻力，求：

（1）右管中气体的最终压强；

（2）活塞推动的距离。

【答案】(1)88cmHg；(2)6cm

【解析】

【详解】(1)设左侧管横截面积为S,则右侧管横截面积为3S,以右侧管封闭气体为研究对

象，初状态压强为

体积为

末状态气体压强。2,从初状态到末状态，左侧管水银面下降△4，右侧水银面上升△%，

则