资源简介

新泰中学2022级高三下学期期中考试
物理试题
一、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一个选项是符合题目要求的。
1. “钻石恒久远，应该做电池”，近日英国科学家成功研制出世界首款碳—14钻石电池，这款电池的使用寿命可达数千年。从核废料中提取的碳—14被封装在钻石中，钻石捕获碳—14衰变产生的电子产生低水平电力，同时钻石外壳能够有效吸收碳—14发出的短程辐射确保安全。下列说法正确的是（　　）
A. 碳—14发生的是α衰变
B. 碳—14发生的是β衰变
C. 钻石捕获电子来自于碳—14原子核外的电子
D. 经过一个半衰期，被封装的材料的总质量变成原来的一半
2. 冬季滑雪已成为人们喜爱的运动项目。运动员沿直雪道由静止开始匀加速下滑，加速度为a，滑雪板的长度为L，其B端到达P点所用的时间为t，则滑雪板的A、B端通过P点的时间差是（　　）
A. B.
C. D.
3. 如图所示，一定质量的理想气体，经历a→b→c→a的循环过程，ab与纵轴平行，ac与横轴平行，cb的延长线过原点。下列说法正确的是（　　）
A. a→b过程，外界对气体做正功
B. b→c过程，单位体积内的气体分子数增多
C. c→a过程，气体分子的平均动能减小
D. 整个过程中，气体吸收的热量大于释放的热量
4. 磁悬浮地球仪具有独特的视觉效果，其工作原理简化如图：水平底座上的三个完全一样的磁极对地球仪内的磁体产生作用力（沿磁极与磁体的连线），使地球仪悬浮在空中，此时各磁极和磁体恰好处在正四面体的四个顶点处。地球仪的总质量为m，重力加速度为g，则一个磁极对磁体的作用力大小为（　　）
A. B.
C. D. mg
5. 地球绕太阳做匀速圆周运动的轨道半径为，周期为，月球绕地球做匀速圆周运动的轨道半径为，周期为，地球表面的重力加速度为g，引力常量为G。下列说法正确的是（　　）
A. 地球的质量可表示为
B. 地球的半径可表示为
C. 太阳与地球的质量之比为
D. 太阳与地球质量之比为
6. 检测球形滚珠直径是否合格的装置如图甲所示，将标准滚珠a与待测滚珠b、c放置在两块平板玻璃之间，用单色平行光垂直照射平板玻璃，形成如图乙所示的干涉条纹。若待测滚珠与标准滚珠的直径相等为合格，下列说法正确的是（　　）
A. 滚珠b、c均合格
B. 滚珠b、c均不合格
C. 滚珠b合格，滚珠c不合格
D. 滚珠b不合格，滚珠c合格
7. 直升机悬停在距离水平地面足够高的空中，无初速度投放装有物资的箱子，若箱子下落时受到的空气阻力与速度成正比，以地面为零势能面。箱子的机械能、重力势能、下落的距离、所受阻力的瞬时功率大小分别用E、、x、P表示。下列图像可能正确的是（　　）
A. B.
C. D.
8. 如图所示，带电小球A、B、C位于光滑绝缘水平面内的一直线上，质量均为m，A、C的电荷量均为q，与B的距离均为r。当B球带电量为Q时，三小球均能处于静止状态；当B球电量变为（电性不变），A、C球能够以相同的角速度（k为静电力常量）绕B球做半径为r的匀速圆周运动，则等于（　　）
A. B. C. D.
二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。
9. 平衡位置在坐标原点处的波源时刻沿y轴起振，在介质中形成一列沿x轴正方向传播的简谐横波，时波恰好传到处，此刻的波形如图所示，质点P的平衡位置在处。下列说法正确的是（　　）
A. 波源沿y轴正方向起振
B. 波的传播速度为
C. 再经过0.1s，处质点会运动到处
D. 0~0.2s内质点P通过路程为10cm
10. 如图所示，一矩形线框绕垂直于匀强磁场的轴匀速转动，通过电刷与理想变压器相连。已知线框的匝数匝，面积，总电阻，角速度，理想变压器原、副线圈的匝数比为，为热敏电阻，其阻值随温度的升高而减小，电表均为理想电表，电压表、电流表的示数分别为50V、2A．下列说法正确的是（　　）
A. 匀强磁场的磁感应强度
B. 匀强磁场的磁感应强度
C. 线框转动的角速度增大时，理想变压器的输入功率一定增大
D. 处温度升高时，电流表的示数变大，电压表的示数不变
11. 如图所示，同一竖直面内的水平线、把空间分成三个区域，Ⅰ区域内的匀强磁场垂直于纸面向里，磁感应强度大小为B，Ⅱ区域内的匀强磁场垂直于纸面且均匀减小，Ⅲ区域无磁场。一单匝矩形金属线框由两条相同的橡皮筋悬挂在天花板上，水平边MN、PQ边分别处于Ⅰ、Ⅲ区域，Ⅱ区域内的磁场减小时橡皮筋伸直且无弹力，磁场减小为零后不再变化，线框第一次下降高度h时达到最大速度（未知），继续向下运动至MN与重合时，速度减小为零。每根橡皮筋的弹力都遵循胡克定律，劲度系数为k，且始终处于弹性限度内，线框的质量为m，总电阻为R，MN边长为L，重力加速度为g，下列说法正确的是（　　）
A. Ⅱ区域的磁场方向垂直于纸面向里
B. 线框最终静止时MN边与重合
C. 最大速度的大小为
D. 线框开始运动后做简谐运动
12. 如图所示，长为1.0m的细绳一端固定在P点，另一端拴接质量为1.0kg的小球，小球与P点等高，细绳自然伸直。小球由静止释放后，摆动到某位置时，细绳突然断裂，继续运动0.5s后，落在地面上。已知细绳能承受的最大拉力为24N，不计空气阻力，取重力加速度，下列说法正确的是（　　）
A. 轻绳断裂时小球的速度大小为2m/s
B. 轻绳断裂时小球的速度大小为4m/s
C. 小球落地点与P点的水平距离为1m
D. 小球落地点与P点的水平距离为1.6m
三、非择题：本题共6小题，共60分。
13. （6分）图甲所示为探究加速度、力和质量关系的装置，带滑轮的长木板水平放置，力传感器固定在墙上，细绳绕过小车上的滑轮连接传感器和沙桶，细绳平行于木板。接通电源（频率为50Hz），释放沙桶，获得一条纸带同时记录相应传感器的示数，多次改变沙桶的质量，重复操作。
（1）图乙所示为实验获得纸带的其中一条，纸带上相邻两个计数点间还有四个计时点未画出，计数点B、C、D、E到A点的距离分别为，，，，打下C点时小车的速度为______m/s，小车运动的加速度大小为______（结果均保留两位有效数字）；
（2）通过实验测得的数据，绘制出反映小车加速度a与传感器示数F之间关系的图像，如图丙所示，则实验中小车所受摩擦力的大小为______（用图中字母表示）。
14.（8分） 某多用电表中三个功能挡（直流电流10mA挡、直流电压3V挡和欧姆挡）的简化电路图，如图甲所示，为定值电阻，灵敏电流计G的满偏电流为2mA，内阻为100Ω，A、B为多用电表的两表笔，S为选择开关。
（1）定值电阻______；
（2）开关S打到______（选填“1”、“2”、“3”）时为欧姆挡；
（3）选用欧姆挡，表笔短接欧姆调零后，进行电阻测量，指针指在图乙所示的b位置，该电阻的阻值为______Ω；
（4）图丙中虚线框内的元件为二极管，P、Q为二极管的两只管脚。现用欧姆挡探测二极管的正负极，当A表笔接P端，B表笔接Q端时，指针指在图乙所示的a位置，当B表笔接P端，A表笔接Q端时，指针指在图乙所示的c位置，则P端为二极管的______（选填“正极”或“负极”）。
15. （8分）如图甲所示，光从一种介质斜射入另一种介质时，满足（为折射率，为入射角或折射角）。如图乙所示，该光学元件由两透明介质平板A、B组成，一单色点光源嵌在平板A的上表面处，A、B的折射率分别为，厚度分别为，光在空气中的传播速度为，求：
（1）光源发出的光传播到平板B的下表面所用的最短时间；
（2）光源发出的某条光线经A间的界面折射后，在平板B的下表面恰好发生全反射，光源发出的这条光线与平板A上表面之间的夹角。
16.（8分） 如图甲所示，容积为的空玻璃瓶用橡皮塞封住瓶口，由穿过橡皮塞且两端开口的细玻璃管与大气相通，将其由室温环境转移并浸入温度为恒为的热水中，达到热平衡后，快速取出玻璃瓶并将其竖直倒置，使玻璃管下端没人室温水槽中，稳定后玻璃瓶内与水槽内水面的高度差。室内温度恒为，水的密度，外界大气压，取重力加速度，不计细玻璃管的体积，热力学温度与摄氏温度的关系为。求：
（1）气体温度由升高至，玻璃瓶内减少气体质量与温度为时瓶内气体质量的比值；
（2）最终稳定时进入玻璃瓶内的水的体积。
17.（14分） 如图甲所示，固定光滑斜面的倾角，右端带有固定挡板的“┚”形木板静置于水平面上，斜面底端B与木板左端紧靠且跟其上表面平齐。将质量的小物块从斜面顶端A由静止释放，物块滑上木板时不计能量损失，到达木板右端时与挡板发生弹性碰撞。以物块刚滑上木板的时刻为计时起点，物块跟挡板碰撞前物块和木板的图像，如图乙所示，木板与地面间的动摩擦因素，取重力加速度。
（1）求斜面的长度；
（2）求从物块开始运动至其和挡板碰撞前的瞬间，物块与木板系统损失的机械能；
（3）物块最终能否从木板上滑落？若能，请求出物块滑落时的速度；若不能，请求出物块最终到木板左端的距离d。
18.（16分） 如图所示，空间直角坐标系（轴未画出，正方向向外）中，平面内半径为的圆形区域与轴相切于点，圆心在处，区域内的匀强磁场沿轴正方向，磁感应强度为，区域内，匀强电场和匀强磁场的方向均沿轴正方向，电场强度为，磁感应强度为。平面的第三象限内有一平行于轴的线状粒子发射器，中点在处，与的连线平行于轴，粒子发射器可在宽度为的范围内沿轴正方向发射质量为，电荷量为的同种粒子，发射速度大小可调，，。
（1）若从点发出的粒子，飞出磁场时速度偏转了角，求该粒子的速度大小；
（2）若粒子的发射速度大小，求在磁场中运动时间最长的粒子进入圆形磁场时的位置到的距离；
（3）调整粒子发射速度的大小为某一值时，所有粒子均从点飞出圆形磁场。求从发射器最左端发射的粒子进入区域后，运动轨迹上与轴距离最远点的位置坐标。
新泰中学2022级高三下学期期中考试物理试题答案
1.【答案】B【详解】AB．由于碳—14衰变产生电子，可知，碳—14发生的是β衰变，故A错误，B正确；
C．钻石捕获的电子来自于碳—14原子核内一个中子转化为一个质子与电子，故C错误；
D．经过一个半衰期，有一半碳—14发生衰变，但被封装的材料的总质量大于原来的一半，故D错误。
故选B。
2.【答案】A【详解】由B端到达P点所用的时间为t，可知B端到P点的位移大小为
则A端到P点的位移大小为
设A端到达P点所用的时间为，则
解得
则滑雪板的A、B端通过P点的时间差是 故选A。
3.【答案】C【详解】A．a→b过程为等温变化，根据
可知，因此气体对外界做功，故A错误；
B．b→c过程为等容变化，则单位体积的分子数不变，故B错误；
C．c→a过程为等压变化，此过程温度降低，则分子平均动能减小，故C正确；
D．a→b→c→a整个循环系统内能变化量为零，则
根据图形变化得到整个循环过程的p—V图像如图所示
根据图像可知a→b→c→a整个过程外界对系统做功，则系统向外放热，所以气体吸收的热量小于释放的热量，故D错误。故选C。
4.【答案】B【详解】令正四面体的棱长为L，地球仪中的磁体到下侧磁极之间连线与竖直方向夹角为，根据几何关系有
可知
根据对称性可知，每个磁极对磁体的作用力大小均相等，对磁体进行分析，根据平衡条件有
解得 ，故选B。
5.【答案】D【详解】A．地球表面的重力加速度为g，令地球半径为R，则有
解得故A错误；B．月球绕地球做匀速圆周运动的轨道半径为，周期为，则有，结合上述解得 ，故B错误；CD．结合上述解得地球质量
地球绕太阳做匀速圆周运动的轨道半径为，周期为，则有
解得 ，结合上述解得 ，故C错误，D正确。故选D。
6.【答案】C【详解】单色平行光垂直照射平板玻璃，上、下玻璃上表面的反射光在上玻璃上表面发生干涉，形成干涉条纹，光程差为两块玻璃距离的两倍，根据光的干涉知识可知，同一条干涉条纹位置处光的波程差相等，即滚珠a的直径与滚珠b的直径相等，即滚珠b合格，不同的干涉条纹位置处光的波程差不同，则滚珠a的直径与滚珠c的直径不相等，即滚珠c不合格。
故选C。
7【答案】D【详解】A．根据牛顿第二定律有，解得
可知，箱子向下先做加速度减小的变加速直线运动，后做匀速直线运动，图像的斜率表示加速度，图中图形开始的斜率变大，不符合要求，故A错误；
B．阻力的瞬时功率大小
结合上述可知，箱子向下先做加速度减小的变加速直线运动，后做匀速直线运动，则图像先为一条开口向上的抛物线，后为一个点，故B错误；
C．结合上述可知，箱子向下先做加速度减小的变加速直线运动，后做匀速直线运动，即箱子速度始终不等于0，箱子向下运动过程，箱子的动能不可能为0，以地面为零势能面，可知，箱子的机械能不可能等于0，图中图形描述的机械能最终等于0，不符合要求，故C错误；
D．令箱子释放位置距离地面高度为H，以地面为零势能面，则箱子的重力势能
即图像为一条斜率为负值的倾斜直线，故D正确。
故选D。
.8.【答案】C【详解】当B球带电量为Q时，三小球均能处于静止状态，则A、C电性相同，A、B电性相反，此时对A进行分析，根据平衡条件有
当B球电量变为时，对A进行分析有
解得，故选C。
9.【答案】BD【详解】A．时波恰好传到处的波形如题图所示
则由同侧法得知处的质点向下振动，根据所有质点起振方向相同知波源沿y轴负方向起振，故A错误；B．由题图可知波长，周期由，故B正确；C．质点不会随着波一起移动，故C错误；D．波源传到P质点所需时间为因此0~0.2s内质点P运动的时间为0.05s，恰好从平衡位置开始振动了，故P质点运动的路程为，故D正确。故选BD。
10.【答案】AC【详解】AB．设变压器原线圈电压电流分别为、，副线圈电压、电流为、
由题易知，则根据原副线圈电流与匝数的关系，解得
对原线圈和发电机电路，解得，故B错误，A正确；
C．将变压器进行等效，等效电路如图所示
只增大线框转动的角速度，则线框产生的电动势增大
等效电阻保持不变
其中等效电阻，整个闭合回路的总电流所以总电流I增大，等效电阻的功率为，根据表达式可以知增大，因此副线圈的总功率增大，那么理想变压器的输入端的功率必然增大，故C正确；D．处温度升高时，热敏电阻的阻值减小，根据变压器等效，则整个回路的总电阻减小，那么通过矩形线框的电流增大，则矩形线圈上的电压增大，那么电压表的电压将减小，即电流表示数变大，电压表示数变小，故D错误。故选AC。
11.【答案】AC【详解】A．题意知Ⅱ区域内的磁场减小时橡皮筋伸直且无弹力，可知MN受到的安培力竖直向上，左手定则可知电流方向为M指向N，由于Ⅱ区域内的磁场减小，楞次定律可知Ⅱ区域的磁场方向垂直于纸面向里，故A正确；B．线框第一次下降高度h时速度达到最大，则线框合力为0，线框继续向下运动，弹力增大，合力增大，运动至MN与重合时弹力最大，合力最大，线框将会向上运动，所以线框不会最终静止时MN边与重合，故B错误；C．线框最大速度时，线框合力为0，由平衡条件有，因为，联立解得，故C正确；D．线框在运动过程中，除了弹簧弹力和重力外，还受到安培力，安培力大小与速度有关，不满足简谐运动回复力（k为常数）的特征，所以线框不做简谐运动，故D错误。故选AC。
12.【答案】BC【详解】AB．设轻绳断裂时轻绳与竖直方向的夹角为，如图。
由牛顿第二定律得
由动能定理可得
解得，
故A错误，B正确；
CD．如图。
轻绳断裂时水平方向的速度大小为
小球从轻绳断裂到落地的水平位移大小为
小球落地点与P点的水平距离为
故C正确，D错误。故选BC。
13.【答案】（1） ①. 0.88 ②. 1.7 （2）2F0
[1]由于相邻两个计数点间还有四个计时点未画出，则相邻计数点之间的时间间隔为
匀变速直线运动全程的平均速度等于中间时刻的瞬时速度，则打下C点时小车的速度为
[2]根据逐差法可知，小车的加速度
对小车进行分析，根据牛顿第二定律有，变形得
结合图丙可知，当力传感器示数为时，加速度为0，代入上式解得
14.【答案】（1）25 （2）2 （3）160 （4）正极
【解析】（1）选择开关接1时多用表测直流电流，则，解得
(2)测电阻时多用表内连接电源，开关S打到2时为欧姆挡；
(3)该电阻的阻值为
(4)指针指在图乙所示的a位置，说明电阻值较大，测量的是二极管的反向电阻；指针指在图乙所示的c位置，说明电阻值较小，测量的是二极管的正向电阻；由图甲可知A表笔接电源的负极，B表笔接电源的正极，则P端为二极管的正极。
15.【答案】（1） （2）
(1)单色光在介质中的传播速度与折射率的关系为
垂直介质板交界线向下的光线传播时间最短，单色光在介质平板A、B中的传播时间分别为，，最短时间，联立解得
(2)设光源发出的这条光线与平板A上表面的夹角为，光路如图所示
光线在点从A进入B的入射角为，折射角为
光线到达从B下表面点恰好发生全反射，临界角为
则，根据几何关系，，联立解得
16.【答案】（1） （2）0.07L
(1)环境与热水的热力学温度分别记为、，以放人热水前玻璃瓶内气体为研究对象，根据等压变化规律
瓶内减少的气体质量与瓶内室温时气体的质量之比，解得
(2)浸入热水并达到热平衡后，以此时玻璃瓶内气体为研究对象。倒置于水槽后，设吸人瓶中水的体积为，体积为，此时瓶内气体压强为，根据理想气体状态方程有
解得
17.【答案】（1） （2） （3）不能，
【解析】（1）由图乙可知，物块到达斜面底端时的速度为，物块从A下滑到的过程中，由动能定理可得，解得
（2）由图乙可知，物块与档板碰撞前瞬间，物块、木板的速度分别为，
根据加速度定义式有，解得物块、木板加速度大小分别为，
对物块进行分析，根据牛顿第二定律有，对木板进行分析，根据牛顿第二定律有，解得，
对物块与木板构成的系统，由能量守恒定律得，解得
（3）物块最终不能从木板上滑落。在（）时间内，物块相对于木板向右滑动，碰前物块，木板的速度分别记为、，可知板长，解得板长
在时物块与挡板发生弹性碰撞，碰后速度分别记为、由动量守恒定律得
由能量守恒定律得
解得，
碰撞后物块向左做匀减速直线运动，加速度大小
木板向右做匀减速直线运动，加速度大小记为，则有，
解得加速度大小
假设物块最终不能从木板上滑落，碰撞后再经过两者共速，则有
解得，
在时间内，物块相对于木板始终向左滑动，相对位移为
解得
可知物块不能从木板上滑落，则物块最终到木板左端的距离
18.【答案】（1） （2）
（3）
【解析】
（1）粒子运动轨迹如图甲所示，设轨迹半径为
由几何关系得：
洛伦兹力充当向心力：
解得
（2）由，得：
设从点进，点出的粒子在磁场中运动时间最长，则为圆形磁场的直径
粒子运动轨迹如图乙所示，，由几何关系得：
解得：
由几何关系得：该粒子的入射位置到的距离
（3）由题意得：粒子在圆形磁场中的运动半径
由，得：
发射器最左端发射的粒子运动轨迹如图丙所示，设该粒子运动到点时其速度方向与轴正方向夹角为
由几何关系
得
由题意得：该粒子的运动可视为沿轴正方向的匀加速直线运动和垂直于轴平面内的匀速圆周运动的合运动，，解得，粒子轨迹上的点与轴的最远距离为
则粒子从经过点开始运动到距离轴最远处的时间为
由
得
即粒子运动轨迹上与轴距离最远的位置坐标为

展开更多......

收起↑