浙江省杭州市市翠苑中学2022-2023学年高三物理期末试卷含解析

浙江省杭州市市翠苑中学2022-2023学年高三物理期末试卷含解析一、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.（单选）如图甲所示，在竖直方向上有四条间距相等的水平虚线L1、L2、L3、L4，在L1L2之间和L3L4之间存在匀强磁场，磁感应强度B大小均为1T，方向垂直于虚线所在平面。现有一矩形线圈abcd，宽度cd＝L＝0.5m，质量为0.1kg，电阻为2Ω，将其从图示位置由静止释放（cd边与L1重合），速度随时间的变化关系如图乙所示，t1时刻cd边与L2重合，t2时刻ab边与L3重合，t3时刻ab边与L4重合，已知t1～t2的时间间隔为0.6s，整个运动过程中线圈平面始终处于竖直方向，重力加速度g取10m/s2。则A．在0～t1时间内，通过线圈的电荷量为0.25CB．线圈匀速运动的速度大小为2m/sC．线圈的长度为1mD．0～t3时间内，线圈产生的热量为4.2J参考答案：A2.磁场具有能量，磁场中单位体积所具有的能量叫做能量密度，其值为B2/2，式中B是磁感强度，是磁导率，在空气中为一已知常数。为了近似测得条形磁铁磁极端面附近的磁感强度B，一学生用一根端面面积为A的条形磁铁吸住一相同面积的铁片P，再用力将铁片与磁铁拉开一段微小距离L，并测出拉力F，如图所示。由此可得磁感强度B为（

）A.(2/FA)2 B.(F/2A)2 C.(2A/F)1/2 D.(2F/A)1/2参考答案：D【详解】由题意可知，磁场中单位体积所具有的能量叫做能量密度，其值为条形磁铁与铁版P之间的磁场具有的能量等于拉力做的功，故①能量密度为磁场中单位体积所具有的能量，故有：②由①②可解得：，故D正确。3.(多选题)一斜劈静止于粗糙的水平地面上，在其斜面上放一滑块，若给一向下的初速度，则正好保持匀速下滑，斜面依然不动。如图所示，正确的是（

）A．在上加一竖直向下的力F1，则将保持匀速运动，对地无摩擦力的作用B．在上加一个沿斜面向下的力F2，则将做加速运动，对地有水平向左的静摩擦力的作用C．在上加一个水平向右的力F3，则将做减速运动，在停止前对地有向右的静摩擦力的作用D．无论在上加什么方向的力，在停止前对地都无静摩擦力的作用参考答案：AD4.如图所示，面积为0.02m2、内阻不计的100匝矩形线圈ABCD，绕垂直于磁场的轴OO′匀速转动，转动的角速度为100rad/s，匀强磁场的磁感应强度为T。矩形线圈通过滑环与理想变压器相连，触头P可移动，副线圈所接电阻R=50Ω，电表均为理想交流电表。当线圈平面与磁场方向平行时开始计时。下列说法正确的是

A.线圈中感应电动势的表达式为B.P上移时，电流表示数减小C.t=0时，电压表示数为100VD.当原、副线圈匝数比为2︰1时，电阻上消耗的功率为50W参考答案：AD。交流电产生规律和变压器问题考查题。M1、M2。由图可知，是从最大位置开始，则有：可得：，它的表达可写为：依此可知A答案正确；当P向上移动时：原线圈匝数减少，由可知：输出电压增大，输出电流增大，输出功率增大，根据理想变压器原理可知输入功率增大，电流表示数增大，B错；电压表的示数指的是有效值，即为100V，C错；当原、副线圈匝数比为2︰1时，输出电压为50V，则电阻R上消耗的功率为：。D正确；故本题选择AD答案。本题是交流电的产生和变压器结合考查题。首先要搞清线圈所在的位置，是否是中性面，从图可知，是产生电动势的最大位置，依此写出瞬时电动势的函数表达式，再根据变压器的原理表达式进行计算（但要注意电压表的示数是指交流电的有效值）就可得出正确答案。5.（填空）（2015?长沙模拟）一列频率为2.5Hz的简谐横波沿x轴传播，在t1=0时刻波形如图中实线所示，在t2=0.7s时刻波形如图中虚线所示．则该波沿x轴负向（填“正向”或“负向”）传播．其传播速度为10m/s．在t3=0.9s时位于0＜x＜4m区间的部分质点正在向y轴正方向运动，这些质点在x轴上的坐标区间是1m＜x＜3m．参考答案：负向；10m/s；1m＜x＜3m波长、频率和波速的关系；横波的图象（3-4）解：该波的周期为：T==s=0.4s，t2﹣t1=0.7s=1T，由波形的平移法可知，该波沿x轴负向传播．由图知，波长为λ=4m，波速为v==10m/s在t1=0时刻在x轴上坐标区间为2m＜x＜4m的质点正向y轴正方向运动，在t3=0.9s=2T时刻，波形向左平移λ=1m，则正向y轴正方向运动的质点在x轴上的坐标区间是：1m＜x＜3m．故答案为：负向；10m/s；1m＜x＜3m．二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.由某种材料制成的电器元件，其伏安特性曲线如图所示。现将该元件接在电动势为8V，内阻为4Ω的电源两端，则通过该元件的电流为__________A。若将两个这样的元件并联接在该电源上，则每一个元件消耗的功率为__________W。参考答案：1.0；1.57.两列简谐横波的振幅都是20cm，传播速度大小相同。实线波的频率为2Hz，沿x轴正方向传播；虚线波沿x轴负方向传播。某时刻两列波在如图所示区域相遇。则该时刻在x=0～12m范围内，速度最大的是平衡位置为x=

m的质点；从图示时刻起再经过1.5s，平衡位置为x=3m处的质点的位移y=

cm。参考答案：

6

－20

8.如图是磁带录音机的磁带盒的示意图，A、B为缠绕磁带的两个轮子，两轮的半径均为r，在放音结束时，磁带全部绕到了B轮上，磁带的外缘半径R=3r，现在进行倒带，使磁带绕到A轮上．倒带时A轮是主动轮，其角速度是恒定的，B轮是从动轮，经测定，磁带全部绕到A轮上需要时间为t，从开始倒带到A、B两轮的角速度相等的过程中，磁带的运动速度

（填“变大”、“变小”或“不变”），所需时间

（填“大于”、“小于”或“等于”）．参考答案：变大；大于．【考点】线速度、角速度和周期、转速．【分析】主动轮和从动轮边缘上的点线速度相等，A的角速度恒定，半径增大，线速度增大，当两轮半径相等时，角速度相等．【解答】解：在A轮转动的过程中，半径增大，角速度恒定，随着磁带的倒回，A的半径变大，根据v=rω，知A线速度增大，若磁带全部绕到A轮上需要的时间为t，由于A线速度越来越大，倒回前一半磁带比倒回后一半磁带所用时间要长，即A、B两轮的角速度相等所需要的时间大于．故答案为：变大；大于．9.如图，在匀强磁场中，单位长度质量为m0的“U型”金属导线可绕水平轴OO′转动，ab边长为L1，bc边长为L2．若导线中通以沿abcd方向的电流I，导线保持静止并与竖直方向夹角为θ，则磁场的磁感应强度至少为，此时方向为沿ba方向．参考答案：考点：安培力；力的合成与分解的运用；共点力平衡的条件及其应用．分析：先对导体棒受力分析，根据平衡条件并结合合成法得到安培力的最小值；然后结合安培力公式FA=BIL和左手定则分析．解答：解：对导体棒受力分析，受重力、安培力和拉力，如图所示：根据平衡条件，当安培力与ab边垂直向上时，安培力最小，为：FA=mgsinθ故磁感应强度为：B=sinθ根据左手定则，磁感线方向沿悬线向上故答案为：，沿ba方向点评：本题关键是先根据平衡条件确定安培力的最小值，然后结合左手定则分析磁感线的方向，基础题．10.某实验小组设计了如图甲所示的实验装置，通过改变重物的质量，利用计算机可得滑块运动的加速度a和所受拉力F的关系图线，如图乙所示。滑块和位移传感器发射部分的总质量m=

kg；滑块和轨道间的动摩擦因数μ=

。（重力加速度g取10m／s2，最大静摩擦力等于滑动摩擦力）参考答案：0.5

0.211.地球表面的重力加速度为g，地球半径为R。有一颗卫星绕地球做匀速圆周运动，轨道离地面的高度是地球半径的3倍。则该卫星做圆周运动的向心加速度大小为__________；周期为____________。参考答案：

12.如图所示的逻辑电路由一个“________”门和一个“非”门组合而成；当输入端“A=1”、“B=0”时，输出端“Z=______”。参考答案：

答案：或13.现有一多用电表，其欧姆挡的“0”刻度线与中值刻度线问刻度模糊，若用该欧姆挡的×100Ω挡，经正确调零后，规范测量某一待测电阻R时，指针所指的位置与“0”刻度线和中值刻度线间的夹角相等，如图乙所示，则该待测电阻R=500Ω．参考答案：：欧姆表调零时，Ig=，由图示欧姆表可知，中央刻度值为：15×100Ω=1500Ω，指针在中央刻度线时：Ig=，欧姆表指针所指的位置与“0”刻度线和中值刻度线间的夹角相等，则电流：I=Ig=，解得：RX=500Ω．故答案为：500三、简答题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.(8分)如图所示，有四列简谐波同时沿x轴正方向传播，波速分别是v、2v、3v和4v，a、b是x轴上所给定的两点，且ab＝l。在t时刻a、b两点间四列波的波形分别如图所示，则由该时刻起a点出现波峰的先后顺序依次是图

；频率由高到低的先后顺序依次是图

。参考答案：

BDCA

DBCA15.一列简谐横波在t=时的波形图如图（a）所示，P、Q是介质中的两个质点，图（b）是质点Q的振动图像。求（i）波速及波的传播方向；（ii）质点Q的平衡位置的x坐标。参考答案：（1）波沿负方向传播；

（2）xQ=9cm本题考查波动图像、振动图像、波动传播及其相关的知识点。（ii）设质点P、Q平衡位置的x坐标分别为、。由图（a）知，处，因此

④由图（b）知，在时Q点处于平衡位置，经，其振动状态向x轴负方向传播至P点处，由此及③式有⑤由④⑤式得，质点Q的平衡位置的x坐标为

⑥四、计算题：本题共3小题，共计47分16.(19分)如图所示.真空中有以（r,O）为圆心，半径为r的圆柱形匀强磁场区域，在轴上方，该区域的边缘没有磁场，磁场的磁感应强度大小为B，方向垂直于纸面向里，在y=r的虚线上方足够大的范围内，有水平向左的匀强电场，电场强度的大小为E。从O点向纸面内所有各个方向发射速率相同的质子，设质子在磁场中的偏转半径也为r，已知质子的电荷量为e，质量为m。不计重力、阻力及质子间的相互作用力，求：(1)质子射入磁场时的速度大小(2)所有质子中到达y轴正半轴的最大纵坐标值(3)速度方向与轴正方向斜向下成300角（如图中所示）射入磁场的质子到达y轴的坐标位置参考答案：解析：⑴质子射入磁场后做匀速圆周运动，有…………（2分）可得：……………………（2分）

⑵速度方向沿y轴负方向射入磁场的质子到达y轴正半轴的最大纵坐标为y，质子在磁场经

圆弧后再经历匀速运动以速度垂直于电场方向进入电场……………（1分）

沿电场方向

……………………（1分）

………………………（1分）

得

………………（1分）

垂直电场方向

……………………（2分）

得

……………………（2分）

⑶质子在磁场中转过120°角后从P点垂直电场线进入电场，如图所示，……………（1分）

P点距轴的距离为

……（1分）

因此可得质子在电场中运动的时间为……………（2分）

在方向质子做匀速直线运动，因此有……（2分）

质子到达轴的位置坐标为……………（1分）17.如图所示，质量m1=0.3kg的小车静止在光滑的水平面上，车长L=15m,现有质量m2=0.2kg可视为质点的物块，以水平向右的速度v0=2m/s从左端滑上小车，最后在车面上某处与小车保持相对静止。物块与车面间的动摩擦因数=0.5,取g=10m/s2，求（1）物块与小车保持相对静止时的速度大小；（2）物块在车面上滑行的时间t;（3）要使物块不从小车右端滑出，物块滑上小车左端的速度不超过多少。参考答案：⑴依据动量守恒

解得⑵滑动摩擦力大小对小车依据动量定理

解得⑶依据动量守恒

依据能量关系

解得

则18.某天，