2022-2023學(xué)年北京懷柔區(qū)第一職業(yè)中學(xué)高三物理下學(xué)期期末試卷含解析

2022-2023學(xué)年北京懷柔區(qū)第一職業(yè)中學(xué)高三物理下學(xué)期期末試卷含解析一、選擇題：本題共5小題，每小題3分，共計(jì)15分．每小題只有一個(gè)選項(xiàng)符合題意1.如圖所示，矩形邊界ABCD內(nèi)存在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，方向垂直紙面向里，AB長(zhǎng)為2L，AD長(zhǎng)為L(zhǎng)。從AD的中點(diǎn)E以不同速率發(fā)射粒子，速度方向與AD成30°角，粒子帶正電，電量為q，質(zhì)量為m，不計(jì)粒子重力與粒子間的相互作用，下列判斷正確的是（

）A.粒子可能從BC邊離開B.經(jīng)過(guò)AB邊的粒子最小速度為C.經(jīng)過(guò)AB邊的粒子最大速度為D.AB邊上有粒子經(jīng)過(guò)的區(qū)域長(zhǎng)度為2L參考答案：C【分析】畫出粒子軌跡與CD邊相切的臨界情況圖，根據(jù)幾何關(guān)系列式求解半徑；根據(jù)牛頓第二定律，由洛倫茲力提供向心力，結(jié)合幾何關(guān)系可確定半徑的范圍，即可求解；【詳解】A、粒子帶正電，粒子運(yùn)動(dòng)的軌跡如圖所示，當(dāng)粒子的軌跡恰好與CD邊相切時(shí)，根據(jù)幾何關(guān)系：，可得此時(shí)粒子半徑：，粒子將從AB邊上距離A點(diǎn)距離為：的M點(diǎn)離開磁場(chǎng)區(qū)域，故粒子不可能從BC邊離開，故A錯(cuò)誤；C、根據(jù)洛倫茲力提供向心力：，可得：，可求出當(dāng)粒子半徑為時(shí)，即粒子軌跡與CD邊相切時(shí)，此時(shí)粒子從AB邊射出的最大速度：，故C正確；BD、設(shè)當(dāng)粒子恰好從AB邊的N點(diǎn)出射時(shí)，粒子速度為v2半徑為R2，根據(jù)幾何關(guān)系，可得粒子半徑：，此時(shí)粒子從AB邊射出的最小速度：。根據(jù)幾何關(guān)系：射出點(diǎn)N距離A點(diǎn)的距離：，故AB邊上有粒子經(jīng)過(guò)的區(qū)域長(zhǎng)度為：，故BD錯(cuò)誤；故選C?！军c(diǎn)睛】掌握幾何關(guān)系在題中的運(yùn)用，理解在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)間與圓心角的關(guān)系，注意本題關(guān)鍵是畫出正確的運(yùn)動(dòng)軌跡；2.某導(dǎo)體置于電場(chǎng)后周圍的電場(chǎng)分布情況如圖所示，圖中虛線表示電場(chǎng)線，實(shí)線表示等勢(shì)面，A、B、C為電場(chǎng)中的三個(gè)點(diǎn)。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是A．A點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度小于B點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度B．A點(diǎn)的電勢(shì)高于B點(diǎn)的電勢(shì)C．將負(fù)電荷從A點(diǎn)移到B點(diǎn)，電場(chǎng)力做正功D．將正電荷從A點(diǎn)移到C點(diǎn)，電場(chǎng)力做功為零參考答案：C3.如圖所示，虛線A、B、C為某電場(chǎng)中的三條等勢(shì)線，其電勢(shì)分別為3V、5V、7V，實(shí)線為帶電粒子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)的軌跡，P、Q為軌跡與等勢(shì)線A、C的交點(diǎn)，帶電粒子只受電場(chǎng)力，則下列說(shuō)法正確的是

A．粒子可能帶負(fù)電

B．粒子在P點(diǎn)的動(dòng)能大于Q點(diǎn)動(dòng)能

C．粒子在P點(diǎn)電勢(shì)能大于粒子在Q點(diǎn)電勢(shì)能

D．粒子在P點(diǎn)受到電場(chǎng)力大于Q點(diǎn)受到的電場(chǎng)力參考答案：B4.（多選）如圖（a）所示，兩平行正對(duì)的金屬板A、B間加有如圖（b）所示的交變電壓，一重力可忽略不計(jì)的帶正電粒子被固定在兩板的正中間P處。若在t0時(shí)刻釋放該粒子，粒子會(huì)時(shí)而向A板運(yùn)動(dòng)，時(shí)而向B板運(yùn)動(dòng)，并最終打在B板上。則t0可能屬于的時(shí)間段是（

）A．

B．C．

D．

參考答案：【知識(shí)點(diǎn)】帶電粒子在勻強(qiáng)電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)．I3【答案解析】ACD解析：A、若0＜t0＜，帶正電粒子先加速向B板運(yùn)動(dòng)、再減速運(yùn)動(dòng)至零；然后再反方向加速運(yùn)動(dòng)、減速運(yùn)動(dòng)至零；如此反復(fù)運(yùn)動(dòng)，每次向右運(yùn)動(dòng)的距離大于向左運(yùn)動(dòng)的距離，最終打在B板上，所以A正確．B、若＜t0＜

，帶正電粒子先加速向A板運(yùn)動(dòng)、再減速運(yùn)動(dòng)至零；然后再反方向加速運(yùn)動(dòng)、減速運(yùn)動(dòng)至零；如此反復(fù)運(yùn)動(dòng)，每次向左運(yùn)動(dòng)的距離大于向右運(yùn)動(dòng)的距離，最終打在A板上，所以B錯(cuò)誤．C、若＜t0＜T，帶正電粒子先加速向A板運(yùn)動(dòng)、再減速運(yùn)動(dòng)至零；然后再反方向加速運(yùn)動(dòng)、減速運(yùn)動(dòng)至零；如此反復(fù)運(yùn)動(dòng)，每次向左運(yùn)動(dòng)的距離小于向右運(yùn)動(dòng)的距離，最終打在B板上，所以C正確．D、若T＜t0＜，帶正電粒子先加速向B板運(yùn)動(dòng)、再減速運(yùn)動(dòng)至零；然后再反方向加速運(yùn)動(dòng)、減速運(yùn)動(dòng)至零；如此反復(fù)運(yùn)動(dòng)，每次向右運(yùn)動(dòng)的距離大于向左運(yùn)動(dòng)的距離，最終打在B板上，所以D正確．故選ACD．【思路點(diǎn)撥】解決此題首先要注意A、B兩板電勢(shì)的高低及帶正電粒子運(yùn)動(dòng)的方向，再利用運(yùn)動(dòng)的對(duì)稱性，粒子加速與減速交替進(jìn)行運(yùn)動(dòng)，同時(shí)注意粒子向左、右運(yùn)動(dòng)位移的大小，即可判斷各選項(xiàng)的對(duì)錯(cuò)．5.如圖所示電路中，電源電壓u=311sin100t（V），A、B間接有“220V440W”的電暖寶、“220V220W”的抽油煙機(jī)、交流電壓表及保險(xiǎn)絲。下列說(shuō)法正確的是A．交流電壓表的示數(shù)為311VB．電路要正常工作，保險(xiǎn)絲的額定電流不能小于3AC．電暖寶發(fā)熱功率是抽油煙機(jī)發(fā)熱功率的2倍D．1min抽油煙機(jī)消耗的電能為1.32×104J參考答案：D二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計(jì)16分6.某同學(xué)采用如圖3所示的裝置驗(yàn)證規(guī)律：“物體質(zhì)量一定，其加速度與所受合力成正比”。a.按圖3把實(shí)驗(yàn)器材安裝好，不掛配重，反復(fù)移動(dòng)墊木直到小車做勻速直線運(yùn)動(dòng)；b.把細(xì)線系在小車上并繞過(guò)定滑輪懸掛配重，接通電源，放開小車，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在被小車帶動(dòng)的紙帶上打下一系列點(diǎn)，取下紙帶，在紙帶上寫上編號(hào)；c.保持小車的質(zhì)量M不變，多次改變配重的質(zhì)量m，再重復(fù)步驟b；d.算出每條紙帶對(duì)應(yīng)的加速度的值;e.用縱坐標(biāo)表示加速度a，橫坐標(biāo)表示配重受的重力mg(作為小車受到的合力F)，作出a-F圖象。①在步驟d中，該同學(xué)是采用v--t圖象來(lái)求加速度的。圖4為實(shí)驗(yàn)中打出的一條紙帶的一部分，紙帶上標(biāo)出了連續(xù)的3個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，依次為B、C、D，相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)之間還有4個(gè)計(jì)時(shí)點(diǎn)沒(méi)有標(biāo)出。打點(diǎn)計(jì)時(shí)器接在頻率為50Hz的交流電源上。打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打C點(diǎn)時(shí)，小車的速度為___________m/s；②其余各點(diǎn)的速度都標(biāo)在了v-t坐標(biāo)系中，如圖5所示。T=0.10s時(shí)，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器恰好打B點(diǎn)。請(qǐng)你將①中所得結(jié)果標(biāo)在圖5所示的坐標(biāo)系中，并作出小車運(yùn)動(dòng)的v-t圖線；利用圖線求出小車此次運(yùn)動(dòng)的加速度a=_______m/s2；③最終該同學(xué)所得小車運(yùn)動(dòng)的a-F圖線如圖6所示，從圖中我們看出圖線是一條經(jīng)過(guò)原點(diǎn)的直線。根據(jù)圖線可以確定下列說(shuō)法中不正確的是A.本實(shí)驗(yàn)中小車質(zhì)量一定時(shí)，其加速度與所受合力成正比B.小車的加速度可能大于重力加速度gC.可以確定小車的質(zhì)量約為0.50kgD.實(shí)驗(yàn)中配重的質(zhì)量m遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量M參考答案：7.在β衰變中常伴有一種稱為“中微子”的粒子放出．中微子的性質(zhì)十分特別，因此在實(shí)驗(yàn)中很難探測(cè)。1953年，萊尼斯和柯文建造了一個(gè)由大水槽和探測(cè)器組成的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，利用中微子與水中11H的核反應(yīng)，間接地證實(shí)了中微子的存在．（1）中微子與水中的11H發(fā)生核反應(yīng)，產(chǎn)生中子(01n)和正電子(＋10e)，即中微子＋11H―→01n＋＋10e

可以判定，中微子的質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)分別是________．（3分）(填寫選項(xiàng)前的字母)A．0和0

B．0和1C．1和0

D．1和1（2）上述核反應(yīng)產(chǎn)生的正電子與水中的電子相遇，與電子形成幾乎靜止的整體后，可以轉(zhuǎn)變?yōu)閮蓚€(gè)光子(γ)，即

＋10e＋－10e―→2γ.

已知正電子和電子的質(zhì)量都為9.1×10－31kg，反應(yīng)中產(chǎn)生的每個(gè)光子的能量約為____

____J．（4分）

普朗克常量為h=6.63×10－34J·s

1u質(zhì)量對(duì)應(yīng)的能量為931.5MeV參考答案：8.氣球以10m/s的速度勻速豎直上升，從氣球上掉下一個(gè)物體，經(jīng)17s到達(dá)地面。物體剛脫離氣球時(shí)氣球的高度H=___________（g取10m/s2）參考答案：9.如圖所示為阿特武德機(jī)的示意圖，它是早期測(cè)量重力加速度的器械，由英國(guó)數(shù)學(xué)家和物理學(xué)家阿特武德于1784年制成。他將質(zhì)量同為M的重物用繩連接后，放在光滑的輕質(zhì)滑輪上，處于靜止?fàn)顟B(tài)。再在一個(gè)重物上附加一質(zhì)量為m的小重物，這時(shí)，由于小重物的重力而使系統(tǒng)做初速度為零的緩慢加速運(yùn)動(dòng)。（1）所產(chǎn)生的微小加速度可表示為

。（2）某同學(xué)利用秒表和刻度尺測(cè)出重物M下落的時(shí)間t和高度h，則重力加速度的表達(dá)式為：

。參考答案：

，(2)。10.如圖所示是測(cè)磁感應(yīng)強(qiáng)度的一種裝置。把一個(gè)很小的測(cè)量線圈放在待測(cè)處，測(cè)量線圈平面與該處磁場(chǎng)方向垂直，將線圈跟沖擊電流計(jì)G串聯(lián)（沖擊電流計(jì)是一種測(cè)量電量的儀器）。當(dāng)用反向開關(guān)K使螺線管里的電流反向時(shí)，測(cè)量線圈中就產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，從而有電流流過(guò)G。該測(cè)量線圈的匝數(shù)為N，線圈面積為S，測(cè)量線圈電阻為R，其余電阻不計(jì)。（1）若已知開關(guān)K反向后，沖擊電流計(jì)G測(cè)得的電量大小為q，則此時(shí)穿過(guò)每匝測(cè)量線圈的磁通量的變化量為△φ＝__________（用已知量的符號(hào)表示）。（2）待測(cè)處的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為B＝__________。參考答案：11.圖是某一半導(dǎo)體器件的U-I圖，將該器件與標(biāo)有“9V，18W”的用電器串聯(lián)后接入電動(dòng)勢(shì)為12V的電源兩端，用電器恰能正常工作，此時(shí)電源的輸出功率是___________W；若將該器件與一個(gè)阻值為1.33的電阻串聯(lián)后接在此電源兩端，則該器件消耗的電功率約為__________W。

參考答案：答案：20、1512.如圖所示，質(zhì)量為M的小車靜止在光滑的水平地面上，車上裝有半徑為R的半圓形光滑軌道。現(xiàn)將質(zhì)量為m的小球放于半圓形軌道的邊緣上，并由靜止開始釋放，當(dāng)小球滑至半圓形軌道的最低點(diǎn)位置時(shí)，小車移動(dòng)的距離為______________，小球的速度為_________參考答案：13.在均勻介質(zhì)中選取平衡位置在同一直線上的9個(gè)質(zhì)點(diǎn)，相鄰兩質(zhì)點(diǎn)間的距離均為0.1m，如圖(a)所示．一列橫波沿該直線向右傳播，t=0時(shí)到達(dá)質(zhì)點(diǎn)1，質(zhì)點(diǎn)1開始向下運(yùn)動(dòng)，振幅為0.4m，經(jīng)過(guò)時(shí)間0.6s第一次出現(xiàn)如圖（b）所示的波形．該列橫波傳播的速度為___________________；寫出質(zhì)點(diǎn)1的振動(dòng)方程_______________．參考答案：

由圖可知，在0.6s內(nèi)波傳播了1.2m，故波速為該波周期為T=0.4s，振動(dòng)方程為，代入數(shù)據(jù)得三、簡(jiǎn)答題：本題共2小題，每小題11分，共計(jì)22分14.（09年大連24中質(zhì)檢）（選修3—4）（5分）半徑為R的半圓柱形玻璃，橫截面如圖所O為圓心，已知玻璃的折射率為，當(dāng)光由玻璃射向空氣時(shí)，發(fā)生全反射的臨界角為45°．一束與MN平面成45°的平行光束射到玻璃的半圓柱面上，經(jīng)玻璃折射后，有部分光能從MN平面上射出．求①說(shuō)明光能從MN平面上射出的理由?

②能從MN射出的光束的寬度d為多少?參考答案：解析：①如下圖所示，進(jìn)入玻璃中的光線a垂直半球面，沿半徑方向直達(dá)球心位置O，且入射角等于臨界角，恰好在O點(diǎn)發(fā)生全反射。光線a右側(cè)的光線（如：光線b）經(jīng)球面折射后，射在MN上的入射角一定大于臨界角，在MN上發(fā)生全反射，不能射出。光線a左側(cè)的光線經(jīng)半球面折射后，射到MN面上的入射角均小于臨界角，能從MN面上射出。（1分）最左邊射向半球的光線c與球面相切，入射角i=90°折射角r=45°。故光線c將垂直MN射出（1分）

②由折射定律知（1分）

則r=45°

（1分）

所以在MN面上射出的光束寬度應(yīng)是

（1分）15.（選修3-5模塊）（4分）2008年北京奧運(yùn)會(huì)場(chǎng)館周圍80％～90％的路燈將利用太陽(yáng)能發(fā)電技術(shù)來(lái)供電，奧運(yùn)會(huì)90％的洗浴熱水將采用全玻真空太陽(yáng)能集熱技術(shù)．科學(xué)研究發(fā)現(xiàn)太陽(yáng)發(fā)光是由于其內(nèi)部不斷發(fā)生從氫核到氦核的核聚變反應(yīng)，即在太陽(yáng)內(nèi)部4個(gè)氫核（H）轉(zhuǎn)化成一個(gè)氦核（He）和兩個(gè)正電子（e）并放出能量.已知質(zhì)子質(zhì)量mP=1.0073u，α粒子的質(zhì)量mα=4.0015u，電子的質(zhì)量me=0.0005u．1u的質(zhì)量相當(dāng)于931.MeV的能量．①寫出該熱核反應(yīng)方程；②一次這樣的熱核反應(yīng)過(guò)程中釋放出多少M(fèi)eV的能量?（結(jié)果保留四位有效數(shù)字）參考答案：

答案：①4H→He+2e（2分）②Δm=4mP－mα－2me=4×1.0073u－4.0015u－2×0.0005u=0.0267u（2分）ΔE=Δmc2

=0.0267u×931.5MeV/u＝24.86MeV

（2分）四、計(jì)算題：本題共3小題，共計(jì)47分16.如圖所示，在平面直角坐標(biāo)系xOy的第一象限中，OM是角平分線，OM與+x軸之間存在垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，OM與+x軸之間存在豎直向下的勻強(qiáng)電場(chǎng)．質(zhì)量為m、電量為q的正點(diǎn)電荷從x軸上的點(diǎn)豎直向上進(jìn)入磁場(chǎng)，OA=L，不計(jì)點(diǎn)電荷的重力．（1）要使點(diǎn)電荷在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間最長(zhǎng)，求點(diǎn)電荷的速度范圍；（2）要使點(diǎn)電荷垂直于電場(chǎng)線的方向進(jìn)入電場(chǎng)且過(guò)原點(diǎn)O，求電場(chǎng)強(qiáng)度的大小及離開電場(chǎng)時(shí)的速度大小．參考答案：解：（1）點(diǎn)電荷的速度較小時(shí)，將在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)半個(gè)周期，當(dāng)其軌跡與OM相切時(shí)速度最大，此時(shí)有：根據(jù)牛頓第二定律有：得點(diǎn)電荷的速度在0～時(shí)，時(shí)間都最長(zhǎng)．（2）要使點(diǎn)電荷垂直于電場(chǎng)線進(jìn)入電場(chǎng)，在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)的半徑應(yīng)為根據(jù)牛頓第二定律有：又在電場(chǎng)中做類平拋運(yùn)動(dòng)，r1=vt，，聯(lián)立求得根據(jù)動(dòng)能定理可得：得答：（1）點(diǎn)電荷的速度范圍為0～；（2）電場(chǎng)強(qiáng)度為，離開電場(chǎng)時(shí)的速度大小為．【考點(diǎn)】帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)；帶電粒子在勻強(qiáng)電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)．【分析】（1）根據(jù)題意可知，在粒子速度很小時(shí)，粒子可以從X軸垂直射出，當(dāng)速度逐漸增大時(shí)，粒子的運(yùn)動(dòng)半徑也隨著增大，當(dāng)其軌跡與OM相切時(shí)，速度達(dá)到最大，根據(jù)幾何知識(shí)求出最大圓周的半徑，再根據(jù)牛頓第二定律求出臨界速度；（2）根據(jù)題意垂直進(jìn)入電場(chǎng)，可以求出圓周運(yùn)動(dòng)半徑，然后根據(jù)牛頓第二定律求出入射速度，在電