北京市房山区2022-2023学年高三上学期物理期末试卷

更新时间：2023-02-13 浏览次数：40 类型：期末考试

一、单选题

1. 2020年12月4日，新一代“人造太阳”装置——中国环流器二号M装置（HL－2M）在成都建成并首次实现利用核聚变放电。下列是核聚变反应的是（　　）

A . $\text{[math]}$ B . $\text{[math]}$ C . $\text{[math]}$ D . $\text{[math]}$

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2. 如图所示为一束红光经过狭缝装置得到的图样，下列说法正确的是（　　）

A . 图为干涉图样 B . 图为衍射图样 C . 只减小狭缝宽度，中央亮纹宽度会变窄 D . 当狭缝宽度调到很窄时，中央亮条纹亮度升高

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3. 下列说法正确的是（　　）

A . 外界对气体做功，气体内能可能减少 B . 悬浮在液体中的固体颗粒越大，布朗运动越明显 C . 一定质量的理想气体，压强变小时，分子间的平均距离一定变大 D . 分子间存在着分子力，当分子间距离增大时，分子力一定做负功

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4. 一列沿x轴正方向传播的简谐横波，传播速度v=10m/s，t=0时位于坐标原点的质点从平衡位置沿y轴正方向运动，则在t=1.0s时的波形，可能是（　　）

A . B . C . D .

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5. 如图甲所示，为一小型交流发电机示意图。为了便于观察，图甲中只画出其中的一匝线圈。线圈匀速转动时与外电路R＝10Ω的电阻构成闭合回路。从图甲所示位置开始计时，通过电阻R的交变电流如图乙所示，则下列判断正确的是（　　）

A . 电阻R消耗的热功率为4kW B . t＝0.01s时，线圈平面与磁场方向平行 C . 图甲所示时刻，穿过线圈的磁通量变化最快 D . 该发电机产生的交变电流的频率为100Hz

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6. 我国航天员在“天宫课堂”演示喝再生水的过程中，我们看到水滴呈球形漂浮在空间站内，处于完全失重状态。下列在地面上运动的物体也处于完全失重状态的是（　　）

A . 沿水平方向加速的汽车 B . 沿竖直方向加速上升的电梯中的货物 C . 沿斜向右上方抛出的实心球 D . 沿竖直方向减速下降的电梯中的货物

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7. 比荷（ $\text{[math]}$ ）相等的带电粒子M和N，以不同的速率经过小孔S垂直进入匀强磁场，磁感应强度为B，运行的半圆轨迹如图中虚线所示，下列说法正确的是（　　）

A . N带负电，M带正电 B . N的速率大于M的速率 C . N的运行时间等于M的运行时间 D . N受到的洛伦兹力一定等于M受到的洛伦兹力

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8. “中国天眼”（FAST）设施已发现脉冲星数量超过240颗。脉冲星是快速自转的中子星，每自转一周，就向外发射一次电磁脉冲信号，因此而得名。若观测到某中子星发射电磁脉冲信号的周期为T。已知该中子星的半径为R，引力常量为G。则根据上述条件可以求出（　　）

A . 该中子星的质量 B . 该中子星的第一宇宙速度 C . 该中子星表面的重力加速度 D . 该中子星赤道上的物体随中子星自转的向心加速度

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9. 如图甲所示，探测线圈与冲击电流计串联后可用来测定磁场的磁感应强度。若将线圈放在被测磁场中，线圈平面与磁场方向垂直，磁场方向垂直纸面向里，磁场的磁感应强度B随时间变化的规律如图乙所示。下列说法正确的是（　　）

A . $\text{[math]}$ 时刻感应电动势为零 B . $\text{[math]}$ 时间内a点电势高于b点电势 C . $\text{[math]}$ 时间内冲击电流计中电流大小保持不变 D . $\text{[math]}$ 时间内线圈中感应电流的方向始终为逆时针方向

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10. 在一次科学晚会上，一位老师表演了一个“魔术”，如图所示，一个没有底的空塑料瓶上固定着一根铁锯条和一块易拉罐（金属）片，把它们分别跟静电起电机的两极相连。在塑料瓶里放一盘点燃的蚊香，很快就看见透明塑料瓶里充满烟雾。当摇动起电机时，烟尘快速吸附在金属片上，塑料瓶变得清澈透明。则关于该“魔术”下列说法正确的是（　　）

A . 金属片与锯条间的电场为匀强电场 B . 烟尘被吸附的过程中电势能增加 C . 该“魔术”在湿度大的环境下更容易成功 D . 若将金属片的面积增大，该“魔术”的现象会更明显

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11. 如图所示，将质量相同的三个物体从水平地面上的A点以同一速率沿不同方向抛出，运动轨迹分别为图中的1、2、3所示。若忽略空气阻力，三个物体从抛出到落地过程中，下列说法正确的是（　　）

A . 轨迹为1的物体在空中飞行时间最短 B . 轨迹为2的物体所受重力的冲量最大 C . 轨迹为3的物体运动到最高点的速度为零 D . 三个物体在任意单位时间内的速度变化量一定相同

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12. 利用电流表和电压表测一节干电池的电动势和内电阻的实验中，电路图如图所示，则下列说法正确的是（　　）

A . 闭合开关前，滑动变阻器的滑片应放在a端 B . 该实验系统误差的产生原因是电流表分压 C . 闭合开关后，电压表有示数，电流表示数为零的原因可能是滑动变阻器发生断路 D . 应选用一节新的干电池作为被测电源，电池的电动势比较大易测量

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13. 为了节能和环保，一些公共场所用光敏电阻制作光控开关来控制照明系统。光敏电阻的阻值随着光的强弱而变化。物理学中用照度描述光的强弱，光越强照度越大，照度的单位为lx。某光敏电阻在不同照度下的阻值如下表。控制电路原理如图所示，电路中的电阻 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ ，其中一个是定值电阻，另一个是光敏电阻，已知直流电源电动势E为3V，内阻不计，当控制开关两端电压 $\text{[math]}$ 时，控制开关自动启动照明系统。则下列说法正确的是（　　）

照度/lx

0.2

0.4

0.6

0.8

1.0

1.2

电阻/kΩ

75

40

28

23

20

18

A . $\text{[math]}$ 为定值电阻， $\text{[math]}$ 为光敏电阻 B . 通过表中数据分析可得，照度与光敏电阻阻值成反比 C . 照度越大，该电路控制开关两端的电压越大 D . 若将20kΩ的定值电阻接入电路，则当照度降至0.4lx时启动照明系统

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14. 超级电容器是电容C达到上千法拉甚至上万法拉的大容量的电容器，具有功率大、充电速度快、循环寿命长等特点。现采用如图所示的电路对某个超级电容器充电，充电器具有控制输出电压和输出电流的功能。充电过程为两个阶段；第一阶段是恒流充电（即充电器输出的电流不变），当充电器检测到超级电容器电压达到某一定值后，进入第二阶段进行恒压充电（即充电器输出的电压不变），直到完成充电。若电阻R的阻值恒定，关于充电过程，下列说法正确的是（　　）

A . 恒流充电时，充电器的输出功率逐渐减小 B . 恒流充电时，超级电容器两端电压随时间均匀增大 C . 恒压充电时，电阻R两端的电压保持不变 D . 恒压充电时，充电器的输出功率逐渐增大

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二、实验题

15. 某实验小组要测量某金属丝的电阻率。
1. （1）用欧姆表测量金属丝电阻 $\text{[math]}$ 的阻值，选用欧姆表“×1”挡进行粗测，正确操作后，表盘指针如图所示，可知该电阻的测量值约为Ω。
2. （2）若利用电路测量该电阻阻值，可选用的实验器材有：
  电流表A（0－0.6A，内阻约为0.5Ω）；电压表V（0－3V，内阻约为5kΩ）；待测电阻 $\text{[math]}$ ；滑动变阻器 $\text{[math]}$ （0－20Ω）；滑动变阻器 $\text{[math]}$ （0－2kΩ）；干电池2节；开关一个；导线若干。在所给电路中，应选用（选填“图甲”或“图乙”）作为测量电路；为了便于调节，滑动变阻器应选用（选填“ $\text{[math]}$ ”或“ $\text{[math]}$ ”）。
3. （3）该实验过程中，闭合开关后要求立即读数，避免金属丝温度升高，这样做的原因是。
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16. 用如图所示装置研究平抛运动。将白纸和复写纸对齐重叠并固定在竖直的硬板上。钢球沿斜槽轨道PQ滑下后从Q点飞出，落在水平挡板MN上。由于挡板靠近硬板一侧较低，钢球落在挡板上时，钢球侧面会在白纸上挤压出一个痕迹点。移动挡板，重新释放钢球，如此重复，白纸上将留下一系列痕迹点。
1. （1）实验时下列条件必须满足的有______。
  
  A . 斜槽轨道光滑 B . 斜槽轨道末端水平 C . 挡板高度等间距变化
2. （2）实验时每次必须将钢球从斜槽轨道同一位置无初速度释放，目的是。
3. （3）居家学习期间，某同学在水平桌面上用硬练习本做成一个斜面，使钢球从斜面某一位置滚下，如图所示，钢球沿水平桌面飞出。已知当地重力加速度为g，该同学计划只用一把刻度尺测量钢球离开水平桌面时速度的大小，请写出测量原理及步骤。
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三、解答题

17. 如图所示，足够长的平行光滑金属导轨水平放置，宽度L=0.4m，一端连接R=4Ω的电阻。导轨所在空间存在竖直向下的匀强磁场，磁感应强度B=1T。导体棒MN放在导轨上，其长度恰好等于导轨间距，与导轨接触良好。导轨和导体棒的电阻均可忽略不计，在平行于导轨的拉力F作用下，导体棒沿导轨向右匀速运动，速度v=5m/s。求：
1. （1）感应电动势E的大小；
2. （2）拉力F大小；
3. （3）若将MN换为电阻r=1Ω的导体棒，其他条件不变，求导体棒两端的电压U。
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18. 某款儿童滑梯如图所示，其滑面可视为与水平地面夹角为 $\text{[math]}$ 的平直斜面，且与水平面平滑连接，滑面顶端A距离地面高度为h。一质量为m的儿童从A点由静止开始下滑，滑到C点停下。已知儿童与滑面、水平面间的动摩擦因数均为 $\text{[math]}$ ， C点到O点的距离为x，儿童可视为质点，已知重力加速度为g。
1. （1）求儿童从A到B滑下所受摩擦力f的大小；
2. （2）求儿童从A到C运动过程中，重力对其做的功W；
3. （3）论证OC间距离x与滑面倾角 $\text{[math]}$ 的大小无关。
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19. 类比法是研究物理问题的常用方法。
1. （1）如图所示为一个电荷量为＋Q的点电荷形成的电场，静电力常量为k，有一电荷量为q的试探电荷放入场中，与场源电荷相距为r。根据电场强度的定义式，求q处的电场强度E的大小。
2. （2）场是物理学中重要的概念，除了电场和磁场外，还有引力场，物体之间的万有引力就是通过引力场发生作用的。忽略地球自转影响，地球表面附近的引力场也叫重力场。已知地球质量为M，半径为R，引力常量为G。请类比电场强度的定义方法，定义距离地球球心为r（r>R）处的引力场强度，并说明两种场的共同点。
3. （3）微观世界的运动和宏观运动往往遵循相同的规律，根据玻尔的氢原子模型，电子的运动可以看成是经典力学描述下的轨道运动。原子中的电子在库仑引力作用下，绕静止的原子核做匀速圆周运动。这与天体间运动规律相同，天体运动轨道能量为动能和势能之和。已知氢原子核中质子带量为e，核外电子质量为m，带电量为－e，电子绕核轨道半径为r，静电力常量为k。若规定离核无限远处的电势能为零，轨道半径为r处的电势能为 $\text{[math]}$ ，求电子绕原子核运动的轨道能量，分析并说明电子向距离原子核远的高轨道跃迁时其能量变化情况。
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20. 研究原子核内部的情况时，常用到各种各样的粒子加速器。图甲为粒子直线加速装置的示意图，它由多个横截面积相同的金属圆筒依次排列组成，其轴线在同一直线上，序号为奇数的圆筒与序号为偶数的圆筒分别和交变电源的两极相连，交变电源两极间的电势差的变化规律如图乙所示。在t＝0时，奇数圆筒相对偶数圆筒的电势差为正值。此时和偶数圆筒相连的金属圆板（序号为0）的中央有一电子，在圆板和圆筒1之间的电场中由静止开始加速，沿中心轴线进入圆筒1。为使电子在圆筒之间的间隙都能被加速，圆筒长度的设计必须遵照一定的规律。若电子的质量为m，电荷量为－e，交变电源的电压为U，周期为T，两圆筒间隙的电场可视为匀强电场，圆筒内场强均为0。不计电子的重力和相对论效应。
1. （1）求电子进入圆筒1时的速度 $\text{[math]}$ ，并分析电子从圆板出发到离开圆筒2这个过程的运动；
2. （2）若忽略电子通过圆筒间隙的时间，通过计算说明金属圆筒的长度设计遵循的规律；
3. （3）若保持每个金属圆筒的长度不变，改变交变电源电压的变化规律，仍可保证电子每次经过圆筒间隙都能被加速。请在图丙中定性画出交变电源两极间电势差的变化规律。
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