2021-2022學(xué)年天津市南開區(qū)高三上學(xué)期期末考試物理試題（原卷解析版）-試卷下載-教習(xí)網(wǎng)

2021～2022學(xué)年度第一學(xué)期南開區(qū)期末考試試卷高三年級物理學(xué)科第Ⅰ卷（選擇題：共40分）一、單項(xiàng)選擇題（每小題5分，共25分。每小題給出的四個選項(xiàng)中，只有一個選項(xiàng)是正確的。）1. 在物理學(xué)的發(fā)展過程中，許多物理學(xué)家都做出了重要的貢獻(xiàn)，他們也創(chuàng)造出了許多的物理學(xué)研究方法，下列關(guān)于物理學(xué)研究方法的敘述中正確的是（　?。?/span>A. 理想化模型是把實(shí)際問題理想化，略去次要因素，突出主要因素，例如質(zhì)點(diǎn)、位移等是理想化模型。B. 重心、合力和交變電流的有效值等概念的建立都體現(xiàn)了等效替代的思想。C. 用比值法定義的物理概念在物理學(xué)中占有相當(dāng)大的比例，例如場強(qiáng)，電容，加速度都是采用比值法定義的。D. 根據(jù)速度定義式，當(dāng)非常小時，就可以表示物體在t時刻的瞬時速度，該定義應(yīng)用了類比的思想方法。【答案】B【解析】【分析】【詳解】A．理想化模型是把實(shí)際問題理想化，略去次要因素，突出主要因素，例如質(zhì)點(diǎn)、點(diǎn)電荷等是理想化模型，A錯誤；B．重心.合力和交變電流的有效值等概念的建立都體現(xiàn)了等效替代的思想，B正確；C．用比值法定義的物理概念在物理學(xué)中占有相當(dāng)大的比例，例如場強(qiáng)，電容；而加速度不是采用比值法定義的，C錯誤；D．根據(jù)速度定義式，當(dāng)非常小時，就可以表示物體在t時刻的瞬時速度，該定義應(yīng)用了極限思想方法，D錯誤。故選B。2. 如圖，天然放射性元素放出的射線通過電場后分成三束，則（） A. ①電離作用最強(qiáng)，是一種電磁波B. ②貫穿本領(lǐng)最弱，用一張白紙就可以把它擋住C. 原子核放出一個①粒子后，形成的新核比原來的電荷數(shù)多1個D. 原子核放出一個③粒子后，質(zhì)子數(shù)比原來少4，中子數(shù)比原來少2個【答案】C【解析】【詳解】①向右偏轉(zhuǎn)，知①帶負(fù)電，為β射線，實(shí)質(zhì)是電子，電離作用不是最強(qiáng)，也不是電磁波，故A錯誤．②不帶電，是γ射線，為電磁波，穿透能力最強(qiáng)，故B錯誤．根據(jù)電荷數(shù)守恒知，原子核放出一個①粒子后，電荷數(shù)多1，故C正確．③向左偏，知③帶正電，為α射線，原子核放出一個③粒子后，質(zhì)子數(shù)比原來少2，質(zhì)量數(shù)少4，則中子數(shù)少2，故D錯誤．故選C．點(diǎn)睛：解決本題的關(guān)鍵知道三種射線的電性，以及知道三種射線的特點(diǎn)，知道三種射線的穿透能力和電離能力強(qiáng)弱．3. 與早期電纜傳輸信息相比，光纖通信具有各方面壓倒性的優(yōu)勢。日前光纖信號傳輸主要采用以下三種波長的激光：、、，均大于紅光波長（）。下列說法中正確的是（　　）A. 光纖通信利用的是光的折射原理B. 光纖中的激光能使熒光物質(zhì)發(fā)光C. 若用紅光照射某光電管能產(chǎn)生光電效應(yīng)現(xiàn)象，光纖中激光也一定可以D. 若換用可見光傳輸信號，其在光纖中的傳播速度比現(xiàn)有的三種激光都慢【答案】D【解析】【詳解】A．光纖通信利用的是光的全反射原理，故A錯誤；B．紫外線以及短波的可見光，X射線、射線能使熒光物質(zhì)發(fā)光，光纖中的激光不能使熒光物質(zhì)發(fā)光，故B錯誤；C．激光的波長大于紅光的波長，則激光的頻率小于紅光的頻率，若用紅光照射某光電管能產(chǎn)生光電效應(yīng)現(xiàn)象，光纖中的激光不一定可以，故C錯誤；D．激光的波長大于可見光的波長，則激光的折射率小于可見光的折射率，根據(jù)可知，若換用可見光傳輸信號，其在光纖中的傳播速度比現(xiàn)有的三種激光都慢，故D正確。故選D。4. 2012年10月，美國耶魯大學(xué)的研究人員發(fā)現(xiàn)一顆完全由鉆石組成的星球，通過觀測發(fā)現(xiàn)該星球的半徑是地球的2倍，質(zhì)量是地球的8倍，假設(shè)該星球有一顆近地衛(wèi)星，下列說法正確的是（　?。?/span>A. 該星球的近地衛(wèi)星周期跟地球的近地衛(wèi)星周期相等B. 該星球近地衛(wèi)星的速度是地球近地衛(wèi)星速度的4倍C. 該星球表面的重力加速度是地球表面重力加速度的4倍D. 該星球的密度是地球密度的2倍【答案】A【解析】【詳解】A．根據(jù)萬有引力提供向心力，星球的近地衛(wèi)星軌道半徑近似等于星球半徑可知則該星球的近地衛(wèi)星周期跟地球的近地衛(wèi)星周期之比故A正確；B．根據(jù)萬有引力提供向心力，星球的近地衛(wèi)星軌道半徑近似等于星球半徑可知則該星球的近地衛(wèi)星周期跟地球的近地衛(wèi)星速度之比故B錯誤；C．根據(jù)可知則該星球表面的重力加速度跟地球表面的重力加速度之比故C錯誤；D．根據(jù)萬有引力提供向心力，星球的近地衛(wèi)星軌道半徑近似等于星球半徑可知又有星球體積聯(lián)立可得該星球的密度與地球密度之比故D錯誤。故選A。5. 如圖所示的實(shí)線為電場線，電場線分布及、兩點(diǎn)均于直線對稱，帶電粒子僅在電場力作用下從點(diǎn)沿虛線運(yùn)動到點(diǎn)，過直線時速度方向恰好與垂直，不計(jì)粒子重力，則下列說法正確的是（　?。?/span>A. 、兩點(diǎn)的場強(qiáng)相同B. 點(diǎn)的場強(qiáng)為零C. 帶電粒子從運(yùn)動到，其電勢能增大D. 過點(diǎn)后帶電粒子可能運(yùn)動到點(diǎn)【答案】C【解析】【詳解】A．電場線分布及a、e兩點(diǎn)均于直線對稱，則a、e兩點(diǎn)的場強(qiáng)大小相等，方向不同，故A錯誤；B．由圖電場線分布可知，b點(diǎn)的場強(qiáng)不為零，故B錯誤；C．由圖可知，帶電粒子從a運(yùn)動到b，帶電粒子受電場力方向指向曲線凹測，則與運(yùn)動方向夾角大于，則電場力做負(fù)功，則電勢能增加，故C正確；D．根據(jù)題意及對稱關(guān)系可知，過b點(diǎn)后帶電粒子沿be運(yùn)動，故D錯誤。故選C。二、不定項(xiàng)選擇題（每小題5分，共15分。每小題給出的四個選項(xiàng)中，都有多個選項(xiàng)是正確的。全部選對的得5分，選對但不全的得3分，選錯或不答的得0分。）6. 如圖甲為一列簡諧橫波在某一時刻的波形圖，圖乙為介質(zhì)中處的質(zhì)點(diǎn)以此時刻為計(jì)時起點(diǎn)的振動圖像。下列說法正確的是（　?。?/span>A. 這列波沿軸正方向傳播B. 這列波的傳播速度是C. 經(jīng)過，質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動方向沿軸負(fù)方向D. 經(jīng)過，質(zhì)點(diǎn)距平衡位置的距離大于質(zhì)點(diǎn)距平衡位置的距離【答案】ABC【解析】【詳解】A．由圖乙可知，時刻質(zhì)點(diǎn)P的速度方向向下，由波形的平移法可知，這列波沿軸正方向傳播，故A正確；B．由圖甲可知該波波長為4m，有圖乙可知，該波的周期為0.2s，則這列波的傳播速度故B正確；C．圖甲中，該時刻Q點(diǎn)正沿y軸正方向運(yùn)動，而則經(jīng)過0.1s，質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動方向沿軸負(fù)方向，故C正確；D．因質(zhì)點(diǎn)P到達(dá)波峰，而質(zhì)點(diǎn)Q位于平衡位置與波谷之間，故Q點(diǎn)距平衡位置的距離小于P點(diǎn)距平衡位置的距離，故D錯誤。故選ABC。7. 如圖甲是線圈線垂直于磁場的軸在勻強(qiáng)磁場中勻速轉(zhuǎn)動時所產(chǎn)生的正弦交流電壓圖像，把該交流電壓加在如圖乙中理想變壓器的、兩端。已知變壓器原線圈Ⅰ和副線圈Ⅱ的匝數(shù)比為，交流電流表和交流電壓表均為理想電表，電阻，其他各處電阻不計(jì)。下列說法正確的是（　?。?/span>A. 在和時，穿過線圈的磁通量最大B. 線圈轉(zhuǎn)動的角速度為C. 電壓表的示數(shù)為D. 電流表的示數(shù)為【答案】BD【解析】【詳解】A．由圖甲可知，在和時，交流電電壓最大，磁通量變化率最大，穿過線圈的磁通量最小，故A錯誤；B．由圖甲可知，線圈轉(zhuǎn)動的周期為，根據(jù)解得故B正確；CD．交流電流表和交流電壓表均為理想電表，測量有效值，由圖甲可知，交流電源電壓的最大值為,交流電源電壓的有效值由電壓與匝數(shù)成正比，可得副線圈的電壓為，則電流表讀數(shù)為,則流過副線圈的電流等于流過電阻R的電流由電流與匝數(shù)成反比可得，流過原線圈的電流為0.4A，故C錯誤D正確。故選BD。8. 如圖所示為回旋加速器的示意圖。兩個靠得很近的形金屬盒處在與盒面垂直的勻強(qiáng)磁場中，一質(zhì)子從加速器的處開始加速。已知形盒的半徑為，磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為，高頻交變電源的電壓為、頻率為，質(zhì)子質(zhì)量為、電荷量為。下列說法正確的是（　?。?/span>A. 質(zhì)子的最大速度不超過B. 質(zhì)子的最大動能為C. 只增大磁感應(yīng)強(qiáng)度，回旋加速器仍可正常工作D. 在不改變所加交變電源頻率和磁場的情況下，可直接對氦核（）進(jìn)行加速【答案】AB【解析】【詳解】質(zhì)子如果能在回旋加速器中一直加速，條件是質(zhì)子在磁場中做圓周運(yùn)動的周期等于所接高頻交流電源周期，即A．質(zhì)子一直加速，則出回旋加速器時速度最大，此時半徑為R，有則質(zhì)子的最大速度不超過，故A正確；B．質(zhì)子的最大動能為故B正確；C．如果只增大磁感應(yīng)強(qiáng)度，則質(zhì)子在磁場中做圓周運(yùn)動的周期將變小，不等于交流電源的周期，則回旋加速器不能正常工作，故C錯誤；D．在不改變所加交變電源頻率和磁場的情況下，只要粒子的比荷與質(zhì)子的相同，回旋加速器就能正常使用，而氦核的比荷與質(zhì)子比荷不相等，故D錯誤。故選AB。第Ⅱ卷（共60分）9. 在“用雙縫干涉測光的波長”實(shí)驗(yàn)中，將實(shí)驗(yàn)儀器按要求安裝在光具座上，如圖a所示。（1）關(guān)于該實(shí)驗(yàn)，下列說法正確的是__________；A.單縫及雙縫必須平行放置B.干涉條紋與雙縫垂直C.干涉條紋疏密程度與雙縫寬度有關(guān)D.若用綠色濾光片替換紅色濾光片，干涉條紋間距會變小（2）某同學(xué)在做該實(shí)驗(yàn)時，第一次分劃板中心刻度對齊條紋中心時（圖b），游標(biāo)尺的示數(shù)如圖c所示；第二次分劃板中心刻度對齊條紋中心時（圖d），游標(biāo)尺的示數(shù)如圖e所示。已知雙縫間距為，雙縫到屏的距離為，則圖c游標(biāo)尺的示數(shù)為________，兩個相鄰明紋（或暗紋）間的距離為________。實(shí)驗(yàn)時測量多條干涉條紋寬度的目的是__________。所測單色光波長為_______。【答案】 ①. AD ②. 11.5 ③. 1.3 ④. 減小測量的誤差 ⑤. 【解析】【詳解】（1）[1] AB．為使屏上的干涉條紋清晰，單縫和雙縫必須平行放置，所得到的干涉條紋與雙縫平行，故B錯誤A正確；CD．由可知，干涉條紋疏密程度與雙縫間距離、雙縫到屏的距離和光的波長有關(guān)，綠光的波長小于紅光的波長，則若用綠色濾光片替換紅色濾光片，干涉條紋間距會變小，故C錯誤D正確。故選AD。（2）[2]由圖c可知，游標(biāo)卡尺為10分度，且第5個小格對齊，則游標(biāo)尺的讀數(shù)為[3] 由圖e可知，游標(biāo)卡尺為10分度，且第7個小格對齊，則游標(biāo)尺的讀數(shù)為由圖b和圖d可知，AB兩條條紋間有4個間距，則兩個相鄰明紋（或暗紋）間的距離為[4] 實(shí)驗(yàn)時測量多條干涉條紋寬度的目的是減小測量的誤差。[5]根據(jù)公式帶入數(shù)據(jù)解得所測單色光波長為10. 在“多用電表的使用”實(shí)驗(yàn)中:（1）如圖1所示為一正在測量中的多用電表表盤，如果用電阻擋“× 100”測量，則讀數(shù)為________;如果用“直流5 V”擋測量，則讀數(shù)為________V。（2）甲同學(xué)利用多用電表測量電阻，他用電阻擋“× 100”測量時發(fā)現(xiàn)指針偏轉(zhuǎn)角度過小，為了得到比較準(zhǔn)確的測量結(jié)果，請從下列選項(xiàng)中挑出合理的步驟，操作順序?yàn)?/span>_________（填寫選項(xiàng)前的字母）。A.將選擇開關(guān)旋轉(zhuǎn)到電阻擋“× 1k”的位置B.將選擇開關(guān)旋轉(zhuǎn)到電阻擋“× 10”的位置C.將兩表筆分別與被測電阻的兩根引線相接完成測量D.將兩表筆短接，調(diào)節(jié)歐姆調(diào)零旋鈕使指針指向“0 ”（3）乙同學(xué)利用多用電表測量圖示電路中小燈泡正常工作時的有關(guān)物理量，以下操作正確的是________。A.將選擇開關(guān)旋轉(zhuǎn)到合適的電壓擋，閉合開關(guān)，利用圖2的電路測量小燈泡兩端的電壓B.將選擇開關(guān)旋轉(zhuǎn)到合適的電阻擋，閉合開關(guān)，利用圖2的電路測量小燈泡的電阻C.將選擇開關(guān)旋轉(zhuǎn)到合適的電流擋，閉合開關(guān)，利用圖3的電路測量通過小燈泡的電流D.將選擇開關(guān)旋轉(zhuǎn)到合適的電流擋，把圖3中紅、黑表筆接入電路的位置互換，閉合開關(guān)，測量通過小燈泡的電流【答案】 ①. 6×102 ②. 3.60 ③. A、D、C（不可以改變順序） ④. A、C（可以改變順序）【解析】【分析】【詳解】（1）[1][2]多用電表測電阻選取最上端的歐姆表刻度，根據(jù)擋位可知阻值為6×102 ;測電壓時，由于精度為0.1 V，需要估讀一位，根據(jù)量程“50”的刻度可知電壓為3.60 V。（2）[3]歐姆擋測電阻時指針偏轉(zhuǎn)角度過小是由于擋位過小，需選取大擋位，進(jìn)行歐姆調(diào)零后再測阻值，故順序?yàn)?/span>:A、D、C。（3）[4]多用電表一定是紅表筆電流流入、黑表筆電流流出，圖2 是測電壓，圖3 是測電流，表筆位置正確，故選項(xiàng)AC正確，BD錯誤。11. 如圖所示，豎直平面內(nèi)一傾角的粗糙傾斜直軌道與光滑圓弧軌道相切于點(diǎn)，長度可忽略，且與傳送帶水平段平滑連接于點(diǎn)。一質(zhì)量的小滑塊從點(diǎn)靜止釋放，經(jīng)點(diǎn)最后從點(diǎn)水平滑上傳送帶。已知點(diǎn)離地高度，長，滑塊與間的動摩擦因數(shù)，與傳送帶間的動摩擦因數(shù)，長度，圓弧軌道半徑。若滑塊可視為質(zhì)點(diǎn)，不計(jì)空氣阻力，，，。求：（1）小滑塊經(jīng)過點(diǎn)時對軌道的壓力；（2）當(dāng)傳送帶以順時針方向的速度轉(zhuǎn)動時，小滑塊從水平傳送帶右端點(diǎn)水平拋出后，落地點(diǎn)到點(diǎn)的水平距離。【答案】（1）；（2）【解析】【詳解】（1）根據(jù)題意，滑塊由A運(yùn)動B的過程，應(yīng)用動能定理代入數(shù)據(jù)解得由于長度可忽略，則滑塊在C點(diǎn)，受軌道的支持力和本身重力，根據(jù)牛頓第二定律代入數(shù)據(jù)解得根據(jù)牛頓第三定律，小滑塊經(jīng)過點(diǎn)時對軌道的壓力等于軌道對滑塊的支持力。（2）假設(shè)滑塊劃上傳送帶之后全程加速，根據(jù)牛頓第二定律代入數(shù)據(jù)解得設(shè)滑塊到達(dá)傳送帶右端的速度為，根據(jù)公式代入數(shù)據(jù)解得則滑塊未達(dá)到傳送帶右端就和傳送帶共速，則滑塊以傳送帶的速度從D點(diǎn)水平拋出，豎直方向，由于長度可忽略，則代入數(shù)據(jù)解得水平方向，落地點(diǎn)到點(diǎn)水平距離12. 如圖所示，固定在同一水平面內(nèi)的兩根平行長直金屬導(dǎo)軌的間距為，其右端接有阻值為的電阻，整個裝置處在豎直向上磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為的勻強(qiáng)磁場中。一質(zhì)量為的金屬棒垂直于導(dǎo)軌放置，且與兩導(dǎo)軌保持良好接觸，棒與導(dǎo)軌之間的動摩擦因數(shù)為。棒在水平向左、垂直于桿的恒力作用下從靜止開始沿導(dǎo)軌運(yùn)動距離為時，速度恰好達(dá)到最大值，運(yùn)動過程中棒始終與導(dǎo)軌保持垂直。已知棒接入電路的電阻為，導(dǎo)軌電阻不計(jì)，重力加速度大小為。求：（1）棒的最大速度的大小和此時通過的電流；（2）此過程通過電阻的電量和電阻產(chǎn)生的焦耳熱。【答案】（1），；（2），【解析】【詳解】（1）ab速度最大時，加速度為零，對桿根據(jù)平衡條件可知解得根據(jù)解得（2）根據(jù)公式，，整理得代入數(shù)據(jù)解得設(shè)整個電路產(chǎn)生得焦耳熱為Q，根據(jù)能量守恒定律則電阻產(chǎn)生的焦耳熱聯(lián)立解得13. 在科學(xué)研究中，可以通過施加適當(dāng)?shù)碾妶龊痛艌鰜韺?shí)現(xiàn)對帶電粒子運(yùn)動的控制。如圖所示，某時刻在xOy平面內(nèi)的第Ⅱ、Ⅲ象限中施加沿y軸負(fù)方向、電場強(qiáng)度為E的勻強(qiáng)電場，在第Ⅰ、Ⅳ象限中施加垂直于xOy坐標(biāo)平面向里、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場。一質(zhì)量為m，電荷量為q的帶正電的粒子從M點(diǎn)以速度v0沿垂直于y軸方向射入該勻強(qiáng)電場中，粒子僅在電場力作用下運(yùn)動到坐標(biāo)原點(diǎn)O且沿OP方向進(jìn)入第Ⅳ象限。在粒子到達(dá)坐標(biāo)原點(diǎn)O時撤去勻強(qiáng)電場（不計(jì)撤去電場對磁場及帶電粒子運(yùn)動的影響），粒子經(jīng)過原點(diǎn)O進(jìn)入勻強(qiáng)磁場中，并僅在磁場力作用下，運(yùn)動一段時間從y軸上的N點(diǎn)射出磁場。已知OP與x軸正方向夾角α=60°，帶電粒子所受重力及空氣阻力均可忽略不計(jì)，求：(1)M、O兩點(diǎn)間的電勢差U；(2)坐標(biāo)原點(diǎn)O與N點(diǎn)之間距離d； (3)粒子從M點(diǎn)運(yùn)動到N點(diǎn)的總時間t。【答案】(1)；(2)；(3)【解析】【詳解】(1)設(shè)粒子經(jīng)過O點(diǎn)的速度為v，則cosα=對于電子經(jīng)過電場的過程，根據(jù)動能定理有解得(2)設(shè)粒子在磁場中做勻速圓周運(yùn)動的半徑為R，運(yùn)動軌跡如圖所示洛倫茲力提供向心力，根據(jù)牛頓第二定律有解得根據(jù)幾何關(guān)系可知O與N之間的距離(3)設(shè)粒子在電場中從M點(diǎn)運(yùn)動至O點(diǎn)所用時為t1，根據(jù)牛頓第二定律可知粒子在電場中的加速度a=粒子通過O點(diǎn)時豎直方向速度vy=根據(jù)運(yùn)動學(xué)公式有解得設(shè)粒子在磁場中從O點(diǎn)運(yùn)動至N點(diǎn)用時為t2，粒子在磁場中運(yùn)動的周期則解得粒子從M點(diǎn)運(yùn)動到N點(diǎn)的總時間t= t1+ t2=

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