山西省忻州市紫巖中學2022年高三物理期末試卷含解析

山西省忻州市紫巖中學2022年高三物理期末試卷含解析一、選擇題：本題共5小題，每小題3分，共計15分．每小題只有一個選項符合題意1.(多選題)如圖所示，兩根長直導(dǎo)線豎直插入光滑絕緣水平桌面上的M、N兩小孔中，O為M、N連線中點，連線上a、b兩點關(guān)于O點對稱。導(dǎo)線均通有大小相等、方向向上的電流。已知長直導(dǎo)線在周圍產(chǎn)生的磁場的磁感應(yīng)強度，式中k是常數(shù)、I是導(dǎo)線中電流、r為點到導(dǎo)線的距離。一帶正電的小球以初速度v0從a點出發(fā)沿連線運動到b點。關(guān)于上述過程，下列說法正確的是（

）A．小球先做加速運動后做減速運動B．小球一直做勻速直線運動C．小球?qū)ψ烂娴膲毫ο葴p小后增大D．小球?qū)ψ烂娴膲毫σ恢痹谠龃髤⒖即鸢福築D2.（單選）圖(甲)是小型交流發(fā)電機的示意圖,兩磁極N、S間的磁場可視為水平方向的勻強磁場,為交流電流表.線圈繞垂直于磁場的水平軸OO′沿逆時針方向勻速轉(zhuǎn)動,從圖示位置開始計時,產(chǎn)生的交變電流隨時間變化的圖像如圖(乙)所示,以下判斷正確的是A.電流表的示數(shù)為10A

B.0.01s時線圈平面與磁場方向平行C.0.02s時電阻R中電流的方向自右向左D.線圈轉(zhuǎn)動的角速度為50πrad/s參考答案：B

解析：A、由題圖乙可知交流電電流的最大值是Im=10A，由于電流表的示數(shù)為有效值，故示數(shù)I==10A，故A正確；B、0.01s時線圈中的感應(yīng)電流達到最大，感應(yīng)電動勢最大，則穿過線圈的磁通量變化最快，磁通量為0，故線圈平面與磁場方向平行，故B正確；C、由楞次定律可判斷出0.02s時流過電阻的電流方向自左向右，選項C錯誤．D、周期T=0.02s，角速度ω==100πrad/s，故D錯誤；故選：B．3.（單選）“旋轉(zhuǎn)秋千”是游樂園里常見的游樂項目，其基本裝置是將繩子上端固定在轉(zhuǎn)盤的邊上，繩子下端連接座椅，人坐在座椅上隨轉(zhuǎn)盤旋轉(zhuǎn)而在空中飛旋。若將人和座椅看質(zhì)點，“旋轉(zhuǎn)秋千”可簡化為如圖所示的模型。其中，處于水平面內(nèi)的圓形轉(zhuǎn)盤，半徑為r，可繞穿過其中心的豎直軸轉(zhuǎn)動。讓轉(zhuǎn)盤由靜止開始逐漸加速轉(zhuǎn)動，經(jīng)過一段時間后質(zhì)點與轉(zhuǎn)盤一起以角速度做勻速圓周運動，此時繩子與豎直方向的夾角為。已知繩長為L且不可伸長，質(zhì)點的質(zhì)量為m，不計空氣阻力及繩重。則下列說法中正確的是A.質(zhì)點的重力越大，繩子與豎直方向的夾角越小B.質(zhì)點做勻速圓周運動的向心力是其所受懸線的拉力C.轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動的角速度與夾角的關(guān)系為=D.質(zhì)點從靜止到做勻速圓周運動的過程中，繩子對質(zhì)點做的功為參考答案：C4.下列說法正確的是

A．是衰變方程

B．是核聚變反應(yīng)方程

C．是核裂變反應(yīng)方程

D．是原子核的人工轉(zhuǎn)變方程參考答案：BD5.圖中所示是一個平行板電容器，其電容為C，帶電量為Q，上極板帶正電。現(xiàn)將一個試探電荷q由兩極板間的A點移動到B點，如圖所示。A、B兩點間的距離為s，連線AB與極板間的夾角為30°，則電場力對試探電荷q所做的功等于（）

A．

B．

C．

D．參考答案：答案：C二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計16分6.一多用電表的電阻擋有三個倍率，分別是×1、×10、×100。用×10擋測量某電阻時，操作步驟正確，發(fā)現(xiàn)表頭指針偏轉(zhuǎn)角度很小，為了較準確地進行測量，應(yīng)換到

擋。如果換檔后立即用表筆連接待測電阻進行讀數(shù)，那么缺少的步驟是

，若補上該步驟后測量，表盤的示數(shù)如圖，則該電阻的阻值是

Ω。

參考答案：×100，歐姆調(diào)零,2.2×103（或2.2kΩ）7.如圖所示的單擺，擺球a向右擺動到最低點時，恰好與一沿水平方向向左運動的粘性小球b發(fā)生碰撞，并粘接在一起，且擺動平面不變。已知碰撞前a球擺動的最高點與最低點的高度差為h，偏角θ較小，擺動的周期為T，a球質(zhì)量是b球質(zhì)量的4倍，碰撞前a球在最低點的速度是b球速度的一半。則碰撞后，擺動的周期為________T，擺球的最高點與最低點的高度差為_______h。參考答案：1

0.16

8.某同學用彈簧秤、木塊和細線去粗略測定木塊跟一個固定斜面之間的動摩擦因數(shù)μ．木塊放在斜面上，不加拉力時將保持靜止．實驗的主要步驟是：（1）用彈簧秤測出

；（2）用彈簧秤平行斜面拉動木塊，使木塊沿斜面向上做勻速運動，記下彈簧秤的示數(shù)F1；（3）用彈簧秤平行斜面拉動木塊，

，記下彈簧秤的示數(shù)F2．(4)推導(dǎo)出動摩擦因數(shù)μ=

.參考答案：9.為了測量某一彈簧的勁度系數(shù),將該彈簧豎直懸掛起來,在自由端掛上不同質(zhì)量的砝碼.實驗測出了砝碼的質(zhì)量m與彈簧長度l的相應(yīng)數(shù)據(jù),七對應(yīng)點已在圖上標出.(g=9.8m/s2)(1)作出m-l的關(guān)系圖線;(2)彈簧的原長為______cm；(2)彈簧的勁度系數(shù)為_____N/m.參考答案：(1)如圖所示（2分）(2)8.6~8.8（3分）(3)0.248~0.262（3分）10.如圖所示，將邊長為a、質(zhì)量為m、電阻為R的正方形導(dǎo)線框豎直向上拋出，穿過寬度為b、磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場，磁場的方向垂直紙面向里。線框向上離開磁場時的速度剛好是進入磁場時速度的一半，線框離開磁場后繼續(xù)上升一段高度，然后落下并勻速進入磁場。整個運動過程中始終存在著大小恒定的空氣阻力Ff，且線框不發(fā)生轉(zhuǎn)動，則：線框在上升階段剛離開磁場時的速度v1=

，線框在上升階段通過磁場過程中產(chǎn)生的焦耳熱Q=

。參考答案：11.（5分）如圖所示，在天花板的正下方有兩點，已知，在天花板上尋找一點，在點與、之間各連接光滑細線，讓兩個小球分別穿在細線上，讓小球同時從點下滑，兩球同時滑到、點，則

，所用的時間為

。

參考答案：

解析：(等時園法)作、的中垂線，在中垂線上找一點為圓心，作一個圓，該圓與天花板切于點并過、兩點，如圖所示，則,，時間是。12.一課外實驗小組用如圖所示的電路測量某待測電阻Rx的阻值，圖中R0為標準定值電阻（R0=20.0Ω）；可視為理想電壓表。S1為單刀開關(guān)，S2位單刀雙擲開關(guān)，E為電源，R為滑動變阻器。采用如下步驟完成實驗：（1）按照實驗原理線路圖（a），將圖（b）中實物連線_____________；（2）將滑動變阻器滑動端置于適當位置，閉合S1；（3）將開關(guān)S2擲于1端，改變滑動變阻器動端的位置，記下此時電壓表的示數(shù)U1；然后將S2擲于2端，記下此時電壓表的示數(shù)U2；（4）待測電阻阻值的表達式Rx=_____________（用R0、U1、U2表示）；（5）重復(fù)步驟（3），得到如下數(shù)據(jù)：

12345U1/V0.250.300.360.400.44U2/V0.861.031.221.361.493.443.433.393.403.39

（6）利用上述5次測量所得的平均值，求得Rx=__________Ω。（保留1位小數(shù)）參考答案：

(1).如圖所示：

(2).

(3).48.2【命題意圖】

本題主要考查電阻測量、歐姆定律、電路連接研及其相關(guān)的知識點?！窘忸}思路】開關(guān)S2擲于1端，由歐姆定律可得通過Rx的電流I=U1/R0，將開關(guān)S2擲于2端，R0和Rx串聯(lián)電路電壓為U2，Rx兩端電壓為U=U2-U1，由歐姆定律可得待測電阻阻值Rx=U/I=R0=（-1）R0。5次測量所得的平均值,（3.44+3.43+3.39+3.40+3.39）=3.41，代入Rx=（-1）R0=（3.41-1）×20.0Ω=48.2Ω。13.如圖，電源電動勢E=3V，內(nèi)阻r=1Ω，電阻R1=2Ω，滑動變阻器總電阻R=16Ω，在滑片P從a滑到b的過程中，電流表的最大示數(shù)為1A，滑動變阻器消耗的最大功率為0.75W．參考答案：考點：閉合電路的歐姆定律；電功、電功率．專題：恒定電流專題．分析：分析電路明確電路結(jié)構(gòu)，再根據(jù)閉合電路歐姆定律求得電流表的最大示數(shù)；由功率公式可知當內(nèi)外電阻相等時功率達最大．解答：解：由圖可知，滑動變阻器兩端相互并聯(lián)后與R1串聯(lián)，當滑動變阻器短路時，電流表示數(shù)最大，則最大電流I===1A；把保護電阻看做電源的內(nèi)阻，電源與保護電阻等效于電源，滑動變阻器是外電路，滑片P從a滑到b的過程中，電路外電阻R先變大后變小，等效電源電動勢E不變，由P=可知，滑動變阻器消耗的電功率先變小后變大，當內(nèi)外電路電阻相等時，外電路功率最大，即當R=r+R1=1+2=3Ω時，外電路功率最大，故此時滑動變阻器消耗的功率為：P===0.75W；故答案為：1；0.75．點評：本題考查閉合電路歐姆定律及功率公式的應(yīng)用，要注意等效內(nèi)阻法的應(yīng)用，明確當內(nèi)外電阻相等時，外部功率最大．三、實驗題：本題共2小題，每小題11分，共計22分14.（8分）在一次研究性學習的實驗探究中,某組同學分別測繪出一個電源的路端電壓隨電流變化的關(guān)系圖線,還測繪出了一個電阻兩端的電壓隨電流表化的關(guān)系圖線,如題13圖中AC和OB．若把該電阻R接在該電源上構(gòu)成閉合電路(R為唯一用電器),由題圖可知，外電阻的電阻值是_________，電源的電阻是_________，電源的輸出功率是_________，電源的效率是_________。參考答案：

1．2Ω；

0．3Ω；

1．2W；80%15.某同學到實驗室做“測電源電動勢和內(nèi)阻”的實驗時，發(fā)現(xiàn)實驗臺上有以下器材：待測電源（電動勢未知，內(nèi)阻約為2）；一個阻值未知的電阻；多用電表一只；電壓表兩只；電流表一只；滑動變阻器一只；開關(guān)一個，導(dǎo)線若干.①該同學首先用多用電表粗略測量電源的電壓，電表指針和選擇開關(guān)分別如圖所示，則該電表讀數(shù)為

V。②為較準確地測量該電源的電動勢和內(nèi)電阻并同時測出定值電阻的阻值，他設(shè)計了如圖所示的電路.實驗時他用U1、U2、I分別表示電表的讀數(shù)，在將滑動變阻器的滑片移動到不同位置時，記錄了U1、U2、I的一系列值.并作出下列三幅U—I圖線來處理實驗數(shù)據(jù)，從而計算電源電動勢、內(nèi)阻以及定值電阻R0的值.其中，可直接算出電源電動勢和內(nèi)電阻的圖是____，可直接算出定值電阻R0的圖是____.③本實驗中定值電阻的測量存在誤差，造成這一誤差的原因是_______A.由電壓表分流共同造成B.由電壓表分流及電流表分壓共同造成C.只由電壓表分流造成D.由電流表、滑動變阻器分壓共同造成參考答案：由于所選電壓檔的量程是2.5V，故多用表讀數(shù)為1.5V。由電路圖可知電壓表V1測的是路端電壓，V2測的是電流表和變阻器的電壓，電流表的示數(shù)近似等于干路電流，據(jù)歐姆定律可得答案。四、計算題：本題共3小題，共計47分16.一平板車，質(zhì)量M=100kg，停在水平路面上，車身的平板離地面的高度h=1.25m。一質(zhì)量m=50kg的滑塊置于車的平板上，它到車板末端的距離b=1.00m，與車板間的動摩擦因素μ=0.20，如圖所示，今對平板車施一水平方向的恒力，使車向前行駛，結(jié)果滑塊從車板上滑落，滑塊剛離開車板的時刻，車向前行駛的距離s.=2.00m。求滑塊落地時，落地點到車尾的距離s。（不計路面與平板車間以及輪軸的摩擦，g=10m/s2）參考答案：解：對滑塊：（2分），對車：，（2分）解得F=500N，

t1=1s，（1分）

a1=μg=2m/s2，（1分）

a2=（1分）。滑塊離開車后，對車，（1分）滑塊平拋落地時間

（1分）從離開小車至滑塊落地，對滑塊s1=v1t2=a1t1t2=1(m)（1分）

對車（2分）故s=s2-s1=1.6(m)（1分）17.如圖所示，一質(zhì)量為m的氫氣球用細繩拴在地面上，地面上空風速水平且恒為，球靜止時繩與水平方向夾角為α。某時刻繩突然斷裂，氫氣球飛走。己知氫氣球．在空氣中運動時所受到的阻力f正比于其相對空氣速度v，可以表示為（k為已知的常數(shù)）。則

（1）氫氣球受到的浮力為多大？

（2）繩斷裂瞬間，氫氣球加速度為多大？

（3）一段時間后氫氣球在空中嫩勻速直線運動，其水平方向上的速度與風速相等，求此時氣球速度大?。ㄔO(shè)空氣密度不發(fā)生變化，重力加速度為g）。參考答案：18.中心均開有小孔的金屬板C、D與半徑為d的圓形單匝金屬線圈連接，圓形框內(nèi)有垂直紙面的勻強磁場，大小隨時間變化的關(guān)系為B=kt(k未知且k>0)，E、F為磁場邊界，且與C、D板平行。D板右方分布磁場大小均為B0，方向如圖所示的勻強磁場。區(qū)域Ⅰ的磁場寬度為d，區(qū)域Ⅱ的磁場寬度足夠大。在C板小孔附近有質(zhì)量為m、電量為q的負離子由靜止開始加速后，經(jīng)D板小孔垂直進入磁場區(qū)域Ⅰ，不計離子重力。（1）判斷圓形線框內(nèi)的磁場方向；（2）若離子從C板出發(fā)，運動一段時間后又恰能回到C板出發(fā)點，求離子在磁場中運動的總時間；（3）若改變圓形框內(nèi)的磁感強度變化率k，離子可從距D板小孔為2d的點穿過E邊界離開磁場，求圓形框內(nèi)磁感強度的變化率k是多少？參考答案：（1）圓形線框內(nèi)的磁場方向垂直紙面向里（畫在圖上同樣給分）

(2分)（2）離子在Ⅰ、Ⅱ區(qū)域內(nèi)作圓周運動，半徑均為R，有：①（1分）運動周期均為T，有：②

（1分）解①②得：

③

（1分）由題意知粒子運動軌跡如圖（甲），離子在磁場中運動的總時間為：

④（3分）ks5u解③④得：

⑤