河北省深州市2022届高三上学期期末考试物理试题（Word版含答案）

深州市2022届高三上学期期末考试
物理试卷
考生注意：
1.本试卷分选择题和非选择题两部分。满分100分，考试时间75分钟。
2.考生作答时，请将答案答在答题卡上。选择题每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑；非选择题请用直径0.5毫米黑色墨水签字笔在答题卡上各题的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效，在试题卷、草稿纸上作答无效。
3.本卷命题范围：必修①②，选修3-1，选修3-2，选修3-5第十六章。
一、选择题；本题共7小题，每小题4分，共28分.在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的.
1.如图所示的图像和图像中给出的四条图线分别表示甲，乙、丙、丁四辆车由同一地点向同一方向运动的情况，则下列说法正确的是（ ）
A.甲车做匀加速直线运动，乙咱τ凹回
B.时间内，甲车通过的路程小于乙车通过的路程
C.时间内，甲、乙两车在时刻相距最远
D.时间内，丙车的平均速度小于丁车的平均速度
2.如图所示，一根轻绳一端固定于天花板的A点，另一端悬挂于天花板的B点，绳上挂一质量为m的光滑圆环.在细绳右端悬挂点由B点向A点慢慢移动的过程中，绳中的张力（ ）
A.变小 B.变大
C.先变小后变大 D.先变大后变小
3.如图所示，小球A的质量为2kg，木块B的质量为4kg，两物体通过竖直轻弹簧连接放置在水平面上.现对小球A施加一个竖直向下的压力，使小球A在较低的位置达到平衡，突然撤去压力，小球A向上运动.当小球运动到某位置时，木块B对地面的压力为零，则此时小球A的加速度大小为（取重力加速度）（ ）
A. B. C. D.
4.如图所示，地球绕着太阳公转，而月球又绕着地球转动，它们的运动均可近似看成匀速圆周运动.引力常量为已知量，则由下列物理量能求出地球质量的是（ ）
A.地球绕太阳公转的轨道半径和周期
B.月球绕地球转动的轨道半径和周期
C.地球的半径和地球绕太阳公转的周期
D.地球的半径和月球绕地球转动的周期
5.如图所示，直角边长为2L的等腰直角三角形虚线框内有方向垂直于纸面向里的匀强磁场，一个直角边长为L的等腰直角三角形金属导线框所在平面与磁场方向垂直，导线框斜边和虚线框的斜边共线，导线框的每条边的材料均相同.从t=0开始，导线框从图示位置开始以恒定速度沿底边方向进入磁场，直到整个导线框离开磁场区域.下列分别是在此过程中导线框中的感应电流I（取逆时针方向为正方向）、导线框受到的安培力F（取向左为正方向）、导线框中电功率的瞬时值P以及通过导体横截面的电荷量随时间t变化的关系图像，其中正确的是（ ）
A. B.
C. D.
6.某正弦式交流电的电压随时间变化的规律如图所示，由图可知（ ）
A.该交流电的电压瞬时值的表达式为
B.该交流电的频率为25Hz
C.该交流电的电压的有效值为
D.若将该交流电加在阻值的电阻两端，则电阻消耗的功率为25W
7.如图甲所示，水平放置的两平行金属板与一直流电源相连，一带正电的粒子仅在重力和电场力的作用下，以某一初速度沿图中虚线从A点运动到B点.现将两金属板分别以，为圆心在平面内同方向旋转相同角度后，带电粒子依旧能够沿虚线从A点运动到B点.则（ ）
A.平行金属板一定顺时针旋转45° B.平行金属板一定逆时针旋转45°
C.带电粒子的电势能一定逐渐增加 D.带电粒子一定做匀变速直线运动
二、选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分.在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求.全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分.
8.如图所示，轻绳一端通过光滑的定滑轮与物块P连接，另一端与套在光滑竖直杆上的圆环连接，初始时连接圆环的轻绳与水平方向的夹角，现同时由静止释放P、Q，Q沿杆上升且能通过与定滑轮的等高位置.则下列分析正确的是（ ）
A.上升到与定滑轮等高的位置时，其动能最大
B.上升到与定滑轮等高的位置时，其机械能最大
C.上升到最高位置时，P的机械能最小
D.在最低位置时，P的机械能最大
9.如图所示，竖直线CD右边的空间存在范围无限大且垂直向里的有界匀强磁场，带有同种电荷的M粒子和N粒子同时从匀强磁场的边界CD上的S点分别以与边界的夹角为30°和60°射入磁场，两粒子又恰好同时到达点.不计粒子重力和粒子间的相互作用，则（ ）
A.M、N两粒子的运动轨迹半径之比为
B.M、N两粒子的运动轨迹半径之比为
C.M、N两粒子的初速度大小之比为
D.M、N两粒子的比荷之比为
10.如图甲所示，质量为m、电阻为r的金属棒ab垂直放置在光滑水平导轨上，导轨由两根足够长间距为d的平行金属杆组成，其电阻不计，在导轨左端接有阻值R的电阻，金属棒与导轨接触良好，整个装置位于磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场方向垂直于导轨平面向下.从某时刻开始，导体棒在水平外力F的作用下向右运动（导体棒始终与导轨垂直），水平外力随着金属棒位移变化如图乙所示，当金属棒向右运动位移x时金属棒恰好匀速运动.则下列说法正确的是（ ）
甲 乙
A.导体棒ab匀速运动的速度大小为
B.从金属棒开始运动到恰好匀速运动，电阻R上通过的电量为
C.从金属棒开始运动到恰好匀速运动，电阻R上产生的焦耳热为
D.从金属棒开始运动到恰好匀速运动，金属棒克服安培力做功为
三、非选择题：本题共5小题，共54分。
11.（6分）如图甲所示是利用自由落体运动进行“验证机械能守恒定律”实验的装置，所用的打点计时器接有频率为50Hz的交流电.
甲 乙
（1）a同学按照正确的实验步骤操作后，选出一条纸带（如图乙所示），其中O点为重物刚要下落时打点计时器打下的第一个点，A、B、C为三个计数点，用刻度尺分别测得OA=12.41cm、OB=18.60cm和OC=27.21cm，在计数点A和B、B和C之间还各有一个点已知重物的质量为0.5kg，取.在OB段运动的过程中，重物重力势能的减少量______J，重物动能的增加量______J.（结果均保留三位有效数字）
（2）数据处理的结果比较合理的应当是______（填“大于”“等于”或“小于”），这是因为实验没有考虑各种阻力的影响，属于本实验的______（选填“偶然”或“系统”）误差.
12.（9分）某实验小组做“测量一均匀新材料制成的金属丝的电阻率”实验.
（1）如图甲所示，先用多用电表“×1Ω”挡粗测其电阻为______Ω，然后用图乙的螺旋测微器测其直径为______mm，再用图丙的毫米刻度尺测其长度为______cm.
甲 乙
丙
（2）为了减小实验误差，需进一步测其电阻，除待测金属丝外，实验室还备有的实验器材如下：
A.电压表（量程3V，内阻约为15kΩ；量程15V，内阻约为75kΩ）
B.电流表（量程0.6A，内阻约为1Ω；量程3A，内阻约为0.2Ω）
C.滑动变阻器R，（0~3Ω，1A）
D.滑动变阻器R2（0~2000Ω，0.1A）
E.1.5V的干电池两节，内阻不计
F.电阻箱
G.开关S，导线若干
为了测多组实验数据，则滑动变阻器应选用______（填"”或“”）.
（3）请在方框内设计最合理的电路图，并完成图丁中的实物连线.
丁
13.（11分）如图所示的四旋翼无人机是一种能够垂直升、降的小型遙控飞行器，目前得到越来越广泛的应用.一架质量m=4kg的无人机，其动力系统所能提供的最大升力F=52N.在运动过程中，其所受空气阻力大小恒为.g取.
（1）无人机在地面上从静止开始以最大升力竖直向上起飞求t=10s时，无人机离地面的高度h.
（2）当无人机悬停在距离地面高度H=49m处，由于动力设备故障，无人机突然失去升力而坠落.求无人机坠落地面时的速度v.
14.（16分）如图所示，在坐标系x轴上有一点，过Q的虚线与x轴的夹角为45°，虚线上方第一象限内存在沿y轴负方向的匀强电场，虚线下方的等边三角形区域ACD内存在着垂直于坐标平面向外的匀强磁场，是AD的中点.两个竖直平行金属板M、N之间的电压为U，一质量为m、电荷量为的带正电的粒子（不计粒子重力）从靠近M板的S点由静止释放，从y轴上的点沿x轴正方向射入电场，经Q点进入磁场，从AD边出磁场后恰好经过坐标原点O，求：
（1）粒子运动到P点的速度大小；
（2）第一象限内匀强电场的场强大小E；
（3）三角形磁场区域的边长最小值和磁感应强度的大小B；
15.（12分）如图所示，导热良好的汽缸放在粗糙水平面上，汽缸与水平面的动摩擦因数为，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，用横截面积为S的光滑轻活塞将一定质量的理想气体封闭在汽缸内，汽缸与气体的总质量为M，轻活塞杆的一端与活塞连接，另一端固定在墙上.若气体初态压强为大气压强、温度为，气体的体积为V，重力加速度为g.若通过升温使，汽缸发生运动，求汽缸刚要发生滑动时：
（1）缸内气体的压强.
（2）气体的温度.
高三年级期末考试·物理
参考答案、提示及评分细则
1.D 在图像中，图线表示的是做直线运动的物体的位移随时间的变化情况，而不是物体运动的轨迹.由于甲、乙两车在时间内做单向的直线运动，故在这段时间内两车通过的位移大小和路程均相等，A、B项错误；时刻，甲、乙两车在同一位置，C项错误；在v-t图像中，图线与横轴围成的面积表示车的位移，故时间内，丙车的位移小于丁车的位移，丙车的平均速度小于丁车的平均速度，D项正确.
2.A 光滑环的重力产生拉两侧绳的作用效果，而同一根绳产生的拉力大小是相等的，将一个已知力分解成两个等大的分力时，分力随夹角的减小而减小，所以绳中的张力不断减小，A项正确.
3.C 当B对地面的压力为零时，弹簧处于伸长状态，对B受力分析，此时有，根据牛顿运动定律，对A有，解得，C项正确.
4.B 根据万有引力提供向心力有，可得中心天体的质量；在太阳—地球系统中，中心天体是太阳，在地球—月球系统中，中心天体是地球，故A项错误、B项正确.同理分析可知，测量出地球的半径和地球绕太阳公转的周期，或者测量出月球绕地球转动的半径和周期，均不能求出太阳或地球的质量，C、D项错误.
5.A 导线框进入磁场时，导体切割磁感线的等效长度均匀增加，所以电流均匀变大，当导线框全部进入磁场后的一段时间内，由于磁通量不变，则电流为0，最后导线框离开磁场时，导体切割磁感线的等效长度是均匀减小的，所以电流均匀减小，A项正确；因为导线框全部进入磁场时不受安培力作用，B项错误；由可知，导线框进入磁场和离开磁场的过程导线框中电功率是变化的，C项错误；因为，而，所以q与t不呈线性关系，D项错误.
6.B 从图像中可知该交流电的周期，所以频率，B项正确；角速度，从图像中可知交流电最大值，所以该交流电的电压瞬时值的表达式为，该交流电的电压有效值，A、C项错误；若将该交流电加在阻值的电阻两端，则电阻消耗的功率，D项错误.
7.D 刚开始时粒子做匀速直线运动，，由受力分析可知，粒子在竖直方向.上所受合力为零.如图所示，将平行金属板顺时针旋转角，则，所以粒子是否做直线运动与旋转角度大小无关，A、B项错误；根据受力分析可知，电场力做正功，粒子的电势能逐渐减小，粒子做匀加速直线运动，同理，若平行金属板逆时针旋转角，则粒子的电势能逐渐增大，粒子做匀减速直线运动，故C项错误、D项正确.
8.BD 上升到所受合力等于0的位置时，其动能最大，但合力等于0的位置不是与定滑轮等高的位置，A项错误；与P组成的系统机械能守恒，所以当P的机械能最小时，的机械能最大，当上升到与定滑轮等高的位置时，其机械能最大，P的机械能最小；在最低位置时，其机械能最小，P机械的能最大，C项错误，B.D项正确.
9.AD 设，由题图可知，M粒子在磁场中运动轨迹半径，运动轨迹所对应的圆心角为300°，运动轨迹弧长；N粒子在磁场中运动轨迹的半径，所对应的圆心角为120°，运动轨迹弧长，所以M、N两粒子运动半径之比为，A项正确、B项错误；因运动时间，而，即M、N粒子的初速度大小之比为，C项错误；根据公式得，故M、N粒子的比荷之比为，D项正确.
10.ABD 金属棒在外力F的作用下从开始运动到恰好匀速运动，在位移为x时外力，，，联立可得，选项A正确；此过程中金属棒R上通过的电量，，选项B答案正确；对金属棒由动能定理可得，，，选项D正确、C错误.
11.（1）0.911 0.856（每空2分）
（2）小于 系统（每空1分）
解析：（1），，
其中，解得.
（2）由于存在摩擦力且不可避免，所以，该误差属于系统误差.
12.（1）7.0（1分） 4.699（4.698~4.702均可）（1分） 9.15（9.12~9.18均可）（1分）
（2）（2分）
（3）电路图见图甲（2分） 实物连线见图乙（2分）
甲 乙
解析：（1）多用表的读数为电阻的粗测值，其电阻为；根据螺旋测微器读数规则，固定刻度读数+可动刻度读数+估读，圆柱体的厚度为；毫米刻度尺测其长度为9.15cm.
（2）滑动变阻器的阻值比待测金属丝阻值大得太多，为保证电路安全，方便实验操作，滑动变阻器应选，最大阻值.
（3）为测多组实验数据，滑动变阻器应采用分压接法，由于被测电阻阻值较小，则电流表应采用外接法，实验电路图如图甲所示.根据实验电路图连接实物电路图，如图乙所示.
13.解：（1）设无人机上升时的加速度为a，由牛顿第二定律，
有
解得（1分）
由
解得（1分）
（2）设无人机坠落过程中的加速度为，由牛顿第二定律，
有
解得（1分）
由（1分）
解得（1分）
14.解：（1）设粒子运动到P点的速度大小为，
由动能定理得
可得粒子运动到P点的速度大小：
（2）作出粒子的轨迹如图所示：
粒子在电场中做类平抛运动，有（1分）
得电场强度的大小：
（3）设粒子在磁场中的运动半径为R，三角形磁场区域的最小边长为，
有：
得三角形磁场区域的最小边长：
粒子进磁场时速度
粒子在磁场中做匀速圆周运动，半径
得磁感应强度的大小：
15.解：（1）要使汽缸发生滑动，设此时缸内气体的压强为，
必有
代入数据，得
（2）汽缸在滑动前气体为等容变化，
有
解得.