2022-2023学年江苏省镇江市陈武中学高三物理上学期期末试题含解析
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,直线a为某电源的路端电压随电流的变化图线,直线b为电阻R两端的电压随电流强度的变化图线,用该电源和该电阻组成的闭合电路,电源的输出功率和电源的内阻分别是( )
A.4 W,0.5 Ω B.6 W,1 Ω
C.4 W,1 Ω D.2 W,0.5 Ω
参考答案:
A
2. (04年全国卷Ⅰ)一列简谐横波沿x轴负方向传播,图1是t = 1s时的波形图,图2是波中某振动质元位移随时间变化的振动图线(两图用同同一时间起点),则图2可能是图1中哪个质元的振动图线?( )
A.x = 0处的质元; B.x = 1m处的质元;
C.x = 2m处的质元; D.x = 3m处的质元。
参考答案:
答案:A
3. (单选)一长轻质木板置于光滑水平地面上,木板上放质量分别为mA=1kg和mB=2kg的A、B两物块,A、B与木板之间的动摩擦因素都为μ=0.2.水平恒力F作用在A物块上,如图所示(重力加速g=10m/s2).则( )
A、若F=1N,则物块、木板都静止不动
B、若F=1.5N,则A物块所受摩擦力大小为1.5N
C、若F=4N,则B物块所受摩擦力大小为4N
D、若F=8N,则B物块的加速度为1.0m/s2
参考答案:
D
4. 一个闭合回路由两部分组成,如右图所示,右侧是电阻为r的圆形导线,置于竖直方向均匀变化的磁场B1中;左侧是光滑的倾角为θ的平行导轨,宽度为d,其电阻不计,磁感应强度为B2的匀强磁场垂直导轨平面向上,且只分布在左侧,一个质量为m、电阻为R的导体棒此时恰好能静止在导轨上,分析下述判断正确的是( )
A.圆形线圈中的磁场,可以方向向上均匀增强,也可以方向向下均匀减弱
B.导体棒a、b受到的安培力大小为mgsinθ
C.回路中的感应电流为
D.圆形导线中的电热功率为
参考答案:
AB
5. 如图所示,两束平行的甲光和乙光,相距为d,斜射到置于空气中的平行玻璃砖上,当它们从玻璃砖的下表面射出时( )
A.若甲为紫光,乙为红光,则两条出射光线间距离一定小于d
B.若甲为紫光,乙为红光,则两条出射光线间距离可能小于d
C.若甲为红光,乙为紫光,则两条出射光线间距离可能大于d
D.若甲为红光,乙为紫光,则两条出射光线间距离一定小于d
参考答案:
C
二、 填空题:本题共8小题,每小题2分,共计16分
6. 如图所示,由导热材料制成的气缸和活塞将一定质量的理想气体封闭在气缸内,活塞与气缸壁之间无摩擦,活塞上方存有少量液体,将一细管插入液体,利用虹吸现象,使活塞上方液体缓慢流出,在此过程中,大气压强与外界的温度均保持不变,下列各个描述理想气体状态变化的图象中与上述过程相符合的是 图,该过程为 过程。(选填“吸热”、“放热”或“绝热”)
参考答案:
D 吸热
气体做等温变化,随着压强减小,气体体积增大。A、B图中温度都是变化的;等温情况下,PV=C,P-1/V图象是一条过原点的直线,所以图D正确。该过程中,体积增大,气体对外界做功,W<0,等温变化,所以Q>0,气体要吸收热量。
7. 图示电路中,电表视为理想表。当S断开时,电压表示数为12 V,当S闭合后,电压表示数为11.2 V,电流表示数为0.2 A,则电源电动势为 ,内电阻为 。
参考答案:
答案:12 V、 4 W
8. 如图所示,一物体在平行于斜面向上的恒力F作用下,由静止从底端沿光滑的斜面向上做匀加速直线运动,经时间t力F做功为60 J,此后撤去恒力F,物体又经时间t回到出发点,若以地面为零势能点,则当物体回到出发点时的动能为EK=__________J,在撤去恒力F之前,当物体的动能为7 J时,物体的机械能为E=_________J。
参考答案:
EK=60 J、 E=28 J
9. 物体在地面附近以2 m/s2的加速度匀减速竖直上升,则在上升过程中,物体的动能将 ?? ,物体的机械能将 ?? 。(选填增大、减小或不变)
参考答案:
答案:减小,增大
10. (4分)A、B、C是三个完全相同的时钟,A放在地面上,B、C分别放在两个高速运动的火箭上,B、C两火箭朝同一方向飞行,速度分别为、,。地面上观察者认为三个时钟中走得最慢的是 ;走得最快的的是 。
参考答案:
C,A
11. (12分)完成下列核反应方程,并说明其应类型
(1) ,属
(2) , 属
参考答案:
(1),裂变;(2),聚变
12. 利用氦—3(He)和氘进行的聚变安全无污染,容易控制.月球上有大量的氦—3,每个航天大国都将获得的氦—3作为开发月球的重要目标之一.“嫦娥一号”探月卫星执行的一项重要任务就是评估月球中氦—3的分布和储量.已知两个氘核(H)聚变生成一个氦—3,则该核反应方程为_________________________;已知H的质量为m1, He的质量为m2,反应中新产生的粒子的质量为m3,光速为c , 则上述核反应中释放的核能为____________
参考答案:
H+H→He十n ,
13. 如图所示,一定质量理想气体经过三个不同的过程a、b、c后又回到初始状态.在过程a中,若系统对外界做功400J,在过程c 中,若外界对系统做功200J,则b过程外界对气体做功___▲_____J,全过程中系统 ▲ 热量(填“吸收”或“放出”),其热量是 ▲ J.
参考答案:
0(1分) 吸热 200J(2分)
三、 实验题:本题共2小题,每小题11分,共计22分
14. (4分)在“研究共点力的合成”实验中,可减小实验误差的措施有( )
A.两个分力F1、F2间夹角要尽量大些
B.两个分力F1、F2的大小要尽量大些
C.拉橡皮筋时,橡皮筋、细绳和弹簧秤应贴近图板,并且平行于图板
D.实验前,先把所用的两个弹簧秤的钩子相互钩住,平放在桌子上,向相反方向拉动,检查读数是否相同
参考答案:
答案:BCD
15. 如图甲所示,将打点计时器固定在铁架台上,使重物带动纸带从静止开始自由下落,利用此装置可以验证机械能守恒定律。某同学设计了图乙装置来完成同样的实验。
(1)下列关于图乙装置的说法中,能减小实验误差的是( ▲ )
A.用夹子夹住纸带上端避免手提纸带因抖动而造成摩擦的增大
B.用复夹和铁架台台面固定住打点计时器能使装置更加稳定
C.选用重锤连接纸带要比用夹子和重物连接纸带下落时阻力小
D.用图乙方式可以节省纸带,让点迹更为密集
(2)图丙是某次实验所得到的一条点迹较为清晰的纸带的一段,经过测量计算后,某同学画出了如图丁所示的E— h图线,则他所画图线选取的零势能点为图丙中打点计时器打下 ▲ (选填“1点”或“11点”)时物体所在的位置,图丁中表示动能随高度变化的曲线为 ▲ (选填“图线A”或“图线B”),
(3)图丁中的h1=58.5mm和h2=390.0mm两处机械能E1与E2大小关系为E1 ▲ E2
(选填“大于”、“等于”或“小于”)。
参考答案:
四、计算题:本题共3小题,共计47分
16. 在平面直角坐标系内有P1()、P2()、P3()、P4(),其平面内x≤12.5m的区域有平行XOY平面的匀强电场,12.5m≤x≤12.5m+d的区域内有垂直于该平面的匀强磁场,且P1 、P2、P3的电势分别为-2000V、1000V、-1000V,磁感应强度为B=0.01T。如果有一个重力可以忽略的带电粒子从坐标原点以大小为106m/s、方向与-Y轴夹角为30°的速度射入第四象限,经过t=10-5s时速度恰好平行X轴,方向与X轴同向。粒子运动过程中仅受电场或磁场作用。
(1)求P4点的电势;
(2)求带电粒子的性质及比荷;
(3)匀强磁场的宽度d至少多大时,该粒子才能返回电场?粒子从什么坐标位置返回电场?
参考答案:
(1) (2),且带负电
(3)
再次进入电场的坐标是()或()
(1)据题意P1P2平行P3P4,且这四点不在同一等势面上,设P1P2与电场方向的夹角为θ,这两点间的电势差为,则
同理
故:解得
(2)据题意,P1P2与Y轴交点M()电势为0,点N()的电势也为0,即直线MN为等势线,设MN与Y轴夹角为α,则,得
因电场的方向垂直MN,所以电场方向与X轴夹角也30°,且指向第三象限。
在t内粒子在-Y方向上做匀减速运动,有,其中
解得,且带负电
(3)在t内粒子在+X方向上做匀加速运动,其中
解得
即粒子速度与X轴平行时恰好进入磁场,其中
解得,d至少应为:
因进入磁场时
即进入磁场时粒子的坐标为()
故再次进入电场的坐标是()或()
17. 用传统的打气筒给自行车打气时,不好判断是否已经打足了气.某研究性学习小组的同学们经过思考,解决了这一问题.他们在传统打气筒基础上进行了如下的改装(示意图如图所示):圆柱形打气筒高H,内部横截面积为S,底部有一单向阀门K,厚度不计的活塞上提时外界大气可从活塞四周进入,活塞下压时可将打气筒内气体推入容器B中,B的容积VB=3HS,向B中打气前A、B中气体初始压强均为p0,该组同学设想在打气筒内壁焊接一卡环C(体积不计),C距气筒顶部高度为h=H,这样就可以自动控制容器B中的最终压强.求:
①假设气体温度不变,则第一次将活塞从打气筒口压到C处时,容器B内的压强是多少?
②要使容器B内压强不超过5p0,h与H之比应为多少?
参考答案:
①第一次将活塞从打气筒口压到C处时,设容器B内的压强为pB,C距低部H-h=H/3,由玻意耳定律得
p0(VB+HS)=pB(VB+HS/3) (2分)
解得 pB=1.2p0 (1分)
②对打气筒内的气体,要使容器B内压强不超过5p0,意味着活塞从顶端下压至C处时,打气筒C处以下的压强不能超过5p0,由玻意耳定律得
p0HS=5p0(H-h)S (2分)
解得 (2分)
18. 半径为R的光滑圆环竖直放置,环上套有两个质量分别为m和m的小球A和B。A、B之间用一长为R的轻杆相连,如图所示。开始时,A、B都静止,且A在圆环的最高点,现将A、B释放,试求:
(1)B球到达最低点时的速度大小;
(2)B球到达最低点的过程中,杆对A球做的功;
(3)B球在圆环右侧区域内能达到的最高点位置。
参考答案:
解:(1)系统机械能守恒,mAgR+mBgR=mAvA2+mBvB2 (2分)
vA=vB (2分)
得,vB= (1分)
(2)根据动能定理,mAgR+W=mAvA2 (2分)
vA= (2分)
得,W=0 (1分)