2022-2023学年山西省晋中市交城第一中学高三物理期末试卷含解析

2022-2023学年山西省晋中市交城第一中学高三物理期
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. 用均匀导线做成的正方形线框．abcd的边长为0．2m，正方形的一半置
与垂直纸面向里的匀强磁场中，如图所示．当磁场以10T/s的变化率增
强时，则
A．感应电流的方向为a→b→c→d→a
B．只有ad边受到安培力
C．Ubc=-0．05V，
D．Ubc=-0．1V
参考答案：
C
2. 据报道，目前我国正在研制“萤火二号”火星探测器，假设其发射过程为：先让运载火箭将其送入太空，以第一宇宙速度环绕地球飞行，再调整速度进入地火转移轨道，最后再一次调整速度以线速度v在火星表面附近环绕飞行．若认为地球和火星都是质量分布均匀的球体，已知地球和火星的半径之比为，密度之比为，则v大约为（）A．6.9km/s B．
3.3km/s C．
4.7km/s
D．18.9km/s
参考答案：
B
3. （单选）用正弦交流电通过理想变压器对一负载供电。

若变压器原、副线圈的匝数比，
，变压器输出电压的瞬时值表达式是V，负载消耗功率为
4.4×103W，则
A．s时，负载两端的瞬时电压是V B．变压器输入电压的有效值是V C．变压器输入电流的频率是100 Hz D．变压器输入电流的最大值是A
参考答案：
D
4. 如图所示电路中，电源电动势为E、内阻为r，电阻R2、R3为定值电阻，R1为滑动变阻器，A、B为电容器的两个极板。

当滑动变阻器R1处于某位置时，A、B 两板间的带电油滴静止不动。

则下列说法中正确的是
A．仅把R1的触头向右滑动时，电流表读数增大
B．仅把R1的触头向右滑动时，油滴向上运动
C．仅把两极板A、B间距离增大，油滴向下运动
D．仅把两极板A、B间相对面积减小，油滴向下运动
参考答案：
C
5. 下列电磁波中，波长最长的是
(A)无线电波(B)红外线
(C)紫外线(D)射线
参考答案：
A
题中电磁波按照波长由长到短的顺序，依次是：无线电波、红外线、紫外线、γ
射线，故选A。

【考点】电磁波谱
二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分
6. 如图所示为一电流随时间变化的图象。

该电流的有效值为___________。

参考答案：
（4分）
7. 某同学利用数码相机研究竖直上抛小球的运动情况。

数码相机每隔0．05 s 拍照一次，图7 是小球上升过程的照片，图中所标数据为实际距离，则：
（1）图中t5时刻小球的速度v5＝________m/s。

（2）小球上升过程中的加速度a ＝________m/s2。

（3）t6时刻后小球还能上升的高度h = ________m。

参考答案：
8. 两个质量相等的物体，从地面向上竖直抛出，其动能之比，不计空气阻力．则它们抛出时动量之比p1:p2＝________，上升的最大高度之比h1 : h2＝________。

参考答案：
答案：: 1，3 : 1
9. 小明同学在学习了圆周运动的知
识后，设计了一个课题，名称为：
快速测量自行车的骑行速度。

他的设想是：通过计算踏脚板转动的角速度，推算自行车的骑行速度。

经过骑行，他得到如下的数据：在时间t内踏脚板转动的圈数为N，那么脚踏板转动的角速度= ;要推算自行车的骑行速度，还需要测量的物理量有；自行车骑行速度的计算公式v= 。

参考答案：
；牙盘的齿轮数m、飞轮的齿轮数n、自行车后轮的半径R(牙盘的半径r1、飞轮的半径r2、自行车后轮的半径R；
解析：依据角速度的定义是；要求自行车的骑行速度，还要知道自行车后轮的半径R，牙盘的半径r1、飞轮的半径r2、自行车后轮的半径R;由
，又，而，以上各式联立解得。

10. 我国将开展空气中PM2.5浓度的监测工作. PM2.5是指空气中直径小于2.5微米的悬浮颗粒物，其漂浮在空中做无规则运动，很难自然沉降到地面，吸入后会进入血液对人体形成危害.矿物燃料燃烧的排放是形成PM2.5的主要原因.下列关于
PM2.5的说法中不正确的是▲ .（填写选项前的字母）
A．温度越高，PM2.5的运动越激烈
B．PM2.5在空气中的运动属于分子热运动
C．周围大量分子对PM2.5碰撞的不平衡使其在空中做无规则运动
D．倡导低碳生活减少化石燃料的使用能有效减小PM2.5在空气中的浓度
参考答案：
B
11. （2分）射线的穿透能力最弱，射线的穿透能力最强。

参考答案：
α，γ
12. 如图为“电流天平”，可用于测定磁感应强
度。

在天平的右端挂有一矩形线圈，设其匝数n=5匝，底‘边cd长L=20cm，放在垂直于纸面向里的待测匀强磁场中，且线圈平面与磁场垂直。

当线圈中通入如图方向的电流I=100mA时：调节砝码使天平平衡。

若保持电流大小不变；使电流方向反向，则要在天平右盘加质量m=8.2g的砝码，才能使天平再次平衡。

则cd边所受的安培力大小为______N，
磁场的磁感应强度B 的大小为__________T。

参考答案：
13. 如图所示，把电量为－5×10－9C的电荷，从电场中的
A点移到B点，其电势能（选填“增大”、“减小”或
“不变”）；若A点的电势U A＝15V，B点的电势U B＝
10V，则此过程中电场力做的功为 J。

参考答案：
答案：增大，－2.5×10－8
解析：将电荷从从电场中的A点移到B点，电场力做负功，其电势能增加；由电势差公式U AB = ，W= qU AB = －5×10―9×(15－10)J=－2.5×10－8J 。

三、简答题：本题共2小题，每小题11分，共计22分
14. （4分）已知气泡内气体的密度为1.29kg/，平均摩尔质量为0.29kg/mol。

阿伏加德罗常数，取气体分子的平均直径为，若气泡内的气体能完全变为液体，请估算液体体积与原来气体体积的比值。

（结果保留一位有效数字）。

参考答案：
设气体体积为，液体体积为
气体分子数, (或)
则（或）
解得 (都算对)
解析：
微观量的运算，注意从单位制检查运算结论，最终结果只要保证数量级正确即可。

设气体体积为，液体体积为
气体分子数, (或)
则（或）
解得 (都算对)
15. （8分）（1）美国科研人员正在研制一种新型镍铜长效电池，它是采用铜和放射性同位素镍63(Ni)两种金属作为长寿命电池的材料，利用镍63(Ni)发生一次β衰变成铜（Cu），同时释放电子给铜片，把镍63(Ni)和铜片做电池两极，镍63(Ni)的衰变方程为。

（2）一静止的质量为M的镍核63(Ni)发生β衰变，放出一个速度为v0，质量为m的β粒子和一个反冲铜核，若镍核发生衰变时释放的能量全部转化为β粒子和铜核的动能。

求此衰变过程中的质量亏损（亏损的质量在与粒子质量相比可忽略不计）。

参考答案：
解析：
（1）；
（2）设衰变后铜核的速度为v，
由动量守恒①
由能量方程②
由质能方程③
解得④
点评：本题考查了衰变方程、动量守恒、能量方程、质能方程等知识点。

四、计算题：本题共3小题，共计47分
16. 如图，光滑水平面上有三个物块A、B和C，它们具有相同的质量，且位于同一直线上。

开始时，三个物块均静止，先让A以一定速度与B碰撞，碰后它们粘在一起，然后又一起与C碰撞并粘在一起，求前后两次碰撞中损失的动能之比。

参考答案：
3
17. (17分)如图甲所示,一个足够长的U形金属管导轨NMPQ固定在水平面内,MN、PQ两导轨间的宽度为L=0.50 m.一根质量为m=0.50 kg的均匀金属棒ab横跨在导轨上且接触良好,abMP恰好围成一个正方形.该轨道平面处在磁感应强度大小可以调节、竖直向上的匀强磁场中.ab棒与导轨间的最大静摩擦力和滑动摩擦力均为F m=1.0 N,ab棒的电阻为
R=0.10 Ω,其他各部分电阻均不计.开始时,磁感应强度B0=0.50 T.
(1)若从某时刻(t=0)开始，调节磁感应强度的大小,使其以=0.20 T/s的变化率均匀
增加，求经过多长时间ab棒开始滑动.此时通过ab棒的电流大小和方向如何?
(2)若保持磁感应强度B0的大小不变,从t=0时刻开始,给ab棒施加一个水平向右的拉力,使它以a=4.0 m/s2的加速度匀加速运动，推导出此拉力F T的大小随时间t变化的函数表达式，并在图乙所示的坐标图上作出拉力F T随时间t变化的F T-t图线.
参考答案：
解析：
(1)以ab杆为研究对象，当磁感应强度均匀增大时，闭合电路中有恒定的电流I.以ab 杆为研究对象，它受到的安培力逐渐增大，静摩擦力也随之增大。

当磁感应强度增大到ab所受安培力F与最大静摩擦力F m相等时开始滑动。

因
F=BIl，B=B0+t=(0.5+0.2t) T，I=，E==l2， F=F m。

由以上各式求出，经时间t=17.5 s后ab棒开始滑动，此时通过ab棒的电流大小为
I=0.5 A，由楞次定律可判断出，电流方向为从b到a。

(2)当ab匀加速运动时，根据牛顿第二定律有：F T-F m-F=ma.，因F=B0Il，I=B0lv/R，v=at。

联立上述各式，并代入数据，可解得：F T=F m+ma+B02l2at/R=(3+2.5t) N。

由此可画出F T-t关系图象如图所示。

18. 如图所示，匀强磁场B＝0.1 T，金属棒AB长0.4 m，与框架宽度相同，电阻为Ω，框架电阻不计，电阻R1＝2 Ω，R2＝1 Ω，当金属棒以5 m/s的速度匀速向左运动时，求：
(1)流过金属棒的感应电流多大？
(2)若图中电容器C为0.3 μF，则充电荷量是多少？
参考答案：
(1)0.2 A(2)4×10－8 C
试题分析：（1）棒AB产生的电动势为：E=BLv=0.1×0.4×5V=0.2V，外电阻为：，
通过棒的感应电流为：．
（2）电容器两板间的电压为：U=IR′=0.2×V= V
电容器带电量为：Q=CU=0.3×10-6×C=4×10-8C．
考点：法拉第电磁感应定律；电容器。