河北省邢台市2022届高三上学期期末考试物理试题（Word版含答案）

邢台市2021~2022学年高三（上）期末测试
物理
本试卷满分100分，考试用时75分钟．
注意事项：
1．答题前，考生务必将自己的姓名、考生号、考场号、座位号填写在答题卡上．
2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑．如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号．回答非选择题时，将答案写在答题卡上．写在本试卷上无效．
3．考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回．
4．本试卷主要考试内容：高考全部内容．
一、单项选择题：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．
1．2022年北京冬奥会即将来临，运动员正在紧张训练．某滑雪运动员以某一初速度滑出，滑行一段距离后停下（此过程视为匀减速直线运动），若该运动员第二次滑行的距离是第一次滑行距离的4倍，各处路况相同，则他第二次滑出的初速度大小为第一次滑出的初速度大小的（ ）
A．2倍 B．4倍 C． D．
2．某同学搬运如图所示的磁电式电流表时，发现表针剧烈晃动且不易停止．该同学依据所学物理知识，在两接线柱间接一根导线后再次搬运，发现表针晃动明显减弱且很快停止．下列说法正确的是（ ）
A．电流表未接导线与接导线，均不会产生感应电动势
B．电流表未接导线时不产生感应电动势，接导线时产生感应电动势
C．电流表未接导线与接导线均不会产生感应电流
D．电流表未接导线时不产生感应电流，接导线时产生感应电流
3．在紧张的学习之余，班上举行了飞镖比赛．小李从到地面的高度为h、到靶面的水平距离为L处，将质量为m的飞镖以大小为的速度水平投出，结果飞镖落在靶心的正下方．不计空气阻力．只改变四个物理量中的一个，可使飞镖投中靶心的是（ ）
A．适当减小L B．适当减小 C．适当减小h D．适当减小m
4．某品牌手机配置有速度传感器，利用速度传感器可以测定手摆动的速度．某同学手握手机，手臂伸直，以肩为轴自然下摆，手机显示，手臂先后两次摆到竖直方向时的速度大小之比为．若手机的质量不可忽略，不计空气阻力，则手臂这两次摆到竖直位置时，手机受到手竖直方向的作用力大小之比（ ）
A．为k B．小于 C．大于 D．为
5．2021年11月23日，我国在酒泉卫星发射中心用“长征四号”丙遥三十七运载火箭成功发射“高分三号”02星．该卫星的成功发射将进一步提升我国卫星海陆观测能力，服务海洋强国建设和支撑“一带一路”倡议．已知卫星绕地球做匀速圆周运动的周期为T，线速度大小为，引力常量为G，则地球的质量为（ ）
A． B． C． D．
6．如图所示，竖直墙壁与斜面的夹角为，质量均为m且分布均匀的半球与小球叠放在墙面与斜面之间，．重力加速度大小为g，取，不计一切摩擦．半球对墙壁的弹力大小为（ ）
A． B． C． D．
7，家用燃气热水器电子脉冲点火装置的原理图如图所示．将的直流电压通过转换器转换为正弦交变电压，将该交变电压加在理想变压器的原线圈上，副线圈两端接放电针，当放电针之间电压的最大值达到时，就可以放电，利用放电针高压放电所产生的电火花可点燃燃气．下列说法正确的是（ ）
A．热水器每秒点火50次 B．理想交流电压表的示数为
C．在转换器损坏的情况下，只要副线圈的匝数足够大，就可以点燃燃气
D．要使点火装置正常工作，变压器原、副线圈的匝数之比不能超过
二、多项选择题：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．放射性元素自发地发出射线的现象，叫作天然放射现象．关于天然放射现象中的射线、射线和射线，下列说法正确的是（ ）
A．射线呈电中性 B．某原子核放出射线后，其质量数增加1
C．射线、射线和射线中，电离作用最强的是射线
D．射线是电子，来自原来绕核旋转的核外电子
9．如图所示，在足够大的光滑水平面上停放着装有光滑弧形槽的小车，弧形槽的底端切线水平，一小球以大小为的水平速度从小车弧形槽的底端沿弧形槽上滑，恰好能到达弧形槽的顶端．小车与小球的质量均为m，重力加速度大小为g，不计空气阻力．下列说法正确的是（ ）
A．弧形槽的顶端距底端的高度为 B．小球离开小车后，相对地面做自由落体运动
C．在小球沿小车弧形槽滑行的过程中，小车对小球做的功为
D．在小球沿小车孤弧形槽滑行的过程中，合力对小车的冲量大小为
10．如图所示，空间存在方向竖直向下的匀强电场（图中未画出），是棱长为a的正八面体的六个顶点，在同一竖直线上的两点均固定有电荷量为Q的正点电荷，一质量为m、电荷量为q的点电荷在正方形内（水平）绕正八面体的中心做半径最大的匀速圆周运动．静电力常量为k，重力加速度大小为g．下列说法正确的是（ ）
A．做匀速圆周运动的点电荷带正电 B．匀强电场的电场强度大小为
C．做圆周运动的点电荷的角速度大小为 D．做圆周运动的点电荷的动能为
三、非选择题：共54分．第11~14题为必考题，每个试题考生都必须作答．第15~16题为选考题，考生根据要求作答．
（一）必考题：共42分．
11．（6分）小王利用如图甲所示的装置探究弹簧的弹性势能．在粗糙水平桌面上固定好轻质弹簧和光电门，将光电门与数字计时器（图甲中未画出）连接．实验开始时，弹簧在光电门的左侧，且处于原长状态．小滑块与弹簧不拴接．
（1）用外力将滑块向左缓慢推至滑块上的遮光条（宽度为d）距离光电门为x处，撤去外力，数字计时器记录的遮光条通过光电门的时间为t．滑块通过光电门时的速度大小为________．
（2）多次改变滑块的质量m，重复（1）中操作，得出多组m与t的值，以为横坐标、为纵坐标作出的图像如图乙所示（图中的均为已知量），则撤去外力瞬间弹簧的弹性势能_______；已知当地的重力加速度大小为g，则滑块与桌面间的动摩擦因数_______．
12．（9分）家里网购了一台净水机，小聪查阅资料后发现，水的电阻率与水中溶解的固体含量的关系如表所示，合格纯净水的固体含量．小聪想制作一个固体含量计，用来检验该净水机的净水效果．
水的电阻率 500 50 5
溶解的固体含量 0.010 0.100 1.00
水的电阻率 0.5 0.1 0.01
溶解的固体含量 10 50 500
小聪将水样通过阀门K注满一绝缘性能良好的圆柱形塑料容器，容器两端用固定的圆形金属电极密封（如图甲所示），再接在如图乙所示的电路（电源电动势为E，电流表的量程为，测量前将红、黑表笔短接，使电流表满偏）的红、黑表笔之间，读出此时电流表的示数．小聪根据不同水样对应的电流值，得到不同水样对应的电阻率，将电阻率对应的固体含最值标在电流表表盘对应的刻度线上，这样就将电流表改装成了一个简易的固体含量计．
（1）在如图乙所示的电路中，_______（选填“a”或“b”）表笔定黑表笔．
（2）此固体含量计上较小的固体含量值对应电流表的电流值________（选填“较大”或“较小”）．
（3）某次测量时，电流表的指针恰好半偏，测得该容器两电极间的长度为L，水柱的内径为d，则水样的电阻率_____（用相关物理量的符号表示）；若，圆柱形塑料容器的长度与横截面直径分别为，则该净水机_______（选填“合格”或“不合格”）．
13．（11分）同学们周末去滑冰场滑冰．如图所示，甲同学静立在水平冰面上，乙同学从距离甲同学处由静止开始向甲同学匀加速滑去，经时间乙同学到达甲同学所在位置并抱住甲同学（作用时间极短），然后他们一起向前滑行一段距离后停下．甲同学与乙同学的质量分别为，他们一起滑行时受到的阻力大小为他们所受总重力大小的，取重力加速度大小．求：
（1）乙同学在抱住甲同学前瞬间的速度大小；
（2）乙同学抱住甲同学后一起向前滑行的距离x．
14．（16分）如图所示，在第Ⅰ象限内的虚线（与y轴正方向的夹角）与y轴所夹区域内（包括虚线）有磁感应强度大小为B、方向垂直于平面向外的匀强磁场，大量质量为m、电荷量为q的带正电粒子从y轴上坐标为的A点平行于x轴正方向射入磁场．取，不计粒子所受重力．
（1）若a粒子垂直y轴离开磁场，求其初速度大小v应满足的条件；
（2）若b粒子离开磁场后垂直经过x轴，求b粒子在第I象限内运动的时间t；
（3）若在（2）中情况下，在平面内x轴与虚线所夹区域加上方向平行的匀强电场（图中未画出），结果b粒子恰好能到达x轴，求所加电场的电场强度大小E以及b粒子到达x轴上的位置的横坐标（不考虑b粒子到达x轴后的运动）．
（二）选考题：共12分．请考生从2道题中任选一题作答，并用2B铅笔将答题卡上所选题目对应的题号右侧方框涂黑，按所涂题号进行评分；多涂、多答，按所涂的首题进行评分；不涂，按本选考题的首题进行评分．
15．[选修3-3]（12分）
（1）（4分）如图所示，将薄金属筒开口向下，从水面开始缓慢压入水中至图示位置．不计水温以及大气压强的变化．该过程中，金属筒内空气（视为理想气体）的内能________（选填“增加”、“减少”或“不变”），金属筒内空气________（选填“吸热”或“放热”）．
（2）（8分）小王想测量昼夜温差．正午时，他将一横截面面积为S的薄壁导热玻璃管竖直放在室外窗台的支架上，如图所示，玻璃管下端封闭、上端开口，管内用质量为m的水银柱密封长为L的空气柱（视为理想气体），正午时环境的热力学温度为．夜晚，小王测得水银柱下降了．重力加速度大小为g，大气压强恒为．求：
（i）正午时管内空气的压强p；
（ii）夜晚室外的温度T及昼夜温差（即与T的差值）．
16．[选修3-4]（12分）
（1）（4分）甲、乙两人在潮边钓鱼，甲发现湖中的钓鱼的浮标随水波上下浮动，他观测发现浮标第1次到达最高点至第11次到达最高点的时间，甲、乙的浮标在波的传播方向上相距，从甲的浮标第一次运动到最高点开始计时，不考虑其他波源，经时间，乙的浮标第一次到达最高点．该水波的周期为______s，波长为________m．
（2）（8分）由某种材料制成的圆锥体倒立放置，其截面如图所示，虚线为垂直于边的对称轴，边与边的夹角可以调节，现使一光线从图示位置垂直于边射入圆锥截面．当边与边的夹角为时，光线恰好不会从边射出．取．
（i）求该材料的折射率；
（ii）改变边与边的夹角，让光线仍沿原方向入射，结果光线射到边时刚好发生全发射，求此时边与边的夹角（结果保留三位有效数字）．
邢台市2021~2022学年高三（上）期末测试
物理参考答案
1．A【解析】本题考查直线运动，目的是考查学生的理解能力．末速度为零的匀减速直线运动可视为反方向的初速度为零的匀加速直线运动，根据可得，该运动员第二次滑出的初速度大小为第一次滑出的初速度大小的2倍，选项A正确．
2．D【解析】本题考查电磁感应，目的是考查学生的推理能力．无论电流表是否接导线，表针晃动过程中表内线圈都要切割磁感线，都会产生感应电动势，选项A、B均错误；电流表未接导线时，不能连成闭合回路，没有感应电流，接导线时，电路是闭合的，有感应电流，选项C错误、D正确．
3．A【解析】本题考查平抛运动，目的是考查学生的推理能力．根据平抛运动的规律有，解得，开始时飞镖落于靶心的正下方，说明H较大，为减小H，可以减小L或增大，选项A正确，B错误；若均不变，也可以增大h，使得飞镖投中靶心，选项C错误；平抛运动的规律与物体的质量无关，选项D错误．
4．B【解析】本题考查圆周运动，目的是考查学生的推理能力．设手臂先后两次摆到竖直方向时，手机受到手的作用方大小分别为，有，可得，由于，结合数学知识可知，选项B正确．
5．C【解析】本题考查万有引力定律，目的是考查学生的推理能力．由以及解得，选项C正确．
6．B【解析】本题考查物体的平衡条件，目的是考查学生的分析综合能力．小球的受力情况如图甲所示，可得墙壁对小球的弹力大小，半球和小球整体的受力情况如图乙所示，可得斜面对半球的弹力大小，墙壁对整体的弹力大小，故墙壁对半球的弹力大小，根据牛顿第三定律，半球对墙壁的弹力大小为，选项B正确．
7．D【解析】本题考查交变电流，目的是考查学生的推理能力．理想变压器不改变交变电流的周期，放电针之间交流电压的周期，热水器每秒点火的次数为，选项A错误；交流电压表的示数为有效值，可得其示数，选项B错误；在转换器损坏的情况下，变压器原线圈接恒定电流，副线圈两端的电压为零，不能点燃燃气，选项C错误；根据理想变压器的变压规律，当放电针之间电压的最大值恰好为时，有，选项D正确．
18．AC【解析】本题考查原子核，目的是考查学生的理解能力．射线是光子，不带电，选项A正确；原子核放出射线后，其质量数不变，选项B错误；射线、射线和射线中，电离作用最强的是射线，选项C正确；射线是电子，来自原来的原子核而不是来自核外电子，选项D错误．
9．ABD【解析】本题考查动量与能量，目的是考查学生的推理能力．经分析可知，小球到达弧形槽顶端时，小球与小车的速度相同（设共同速度大小为v），在小球沿小车弧形槽上滑的过程中，小球与小车组成的系统水平方向动量守恒，有，设弧形槽的顶端距底端的高度为h，根据机械能守恒定律有，解得，选项A正确；设小球返回弧形槽的底端时，小球与小车的速度分别为在小球沿小车弧形槽滑行的过程中，小球与小车组成的系统水平方向动量守恒，以的方向为正方向，有，根据机械能守恒定律有，解得，可知小球离开小车后，相对地面做自由落体运动，选项B正确；根据动能定理，在小球沿小车弧形槽滑行的过程中，小车对小球做的功，选项C错误；根据动量定理，在小球沿小车孤形槽滑行的过程中，合力对小车的冲量大小，选项D正确．
10．BC【解析】本题考查静电场，目的是考查学生应用数学处理物理问题的能力．做圆周运动的点电荷受到固定点电荷对它的静电力，该静电力为引力（提供向心力），可知做圆周运动的点电荷带负电，选项A错误；经分析可知，解得，选项B正确；根据圆周运动的规律，结合几何关系有，解得，选项C正确；做圆周运动的点电荷的线速度大小，又，解得，选项D错误．
11．（1）（2分） （2）（2分） （2分）
【解析】本题考查机械能，目的是考查学生的实验能力．
（1）滑块通过光电门时的速度大小．
（2）设弹簧对滑块做的功为W，根据动能定理有，根据功能关系有，整理得，结合题图乙有，解得．
12．（1）b（2分） （2）较小 （2分） （3）（3分） 不合格（2分）
【解析】本题考查闭合电路的欧姆定律，目的是考查学生的实验能力．
（1）黑表笔应接内部电源的正极，可知b表笔是黑表笔．
（2）由表中数据知，当水中溶解的固体含量减小时，水的电阻率增大，而水柱的长度、横截面积均不变，故水柱的电阻增大，根据闭合电路的欧姆定律，通过电流表的电流减小．
（3）当电流表半偏时，通过电流表的电流，根据闭合电路的欧姆定律有，且、，解得，代入数值可得水的电阻率约为，对应的固体合量，该净水机不合格．
13．【解析】本题考查动量与能量，目的是考查学生的推理能力．
（1）设乙同学在抱住甲同学前的滑行过程中的加速度大小为a，根据匀变速直线运动的规律有
（2分）
（2分）
解得．（1分）
（2）设乙同学抱住甲同学后瞬间他们的共同速度大小为v，根据动量守恒定律有（2分）
根据功能关系有（2分）
解得．（2分）
14．【解析】本题考查带电粒子在电场、磁场中的运动，目的是考查学生的分析综合能力．
（1）当a粒子在磁场中的运动轨迹对应的圆心角为时，a粒子垂直y轴离开磁场，在此种情况下，当a粒子的运动轨迹与相切时，a粒子的初速度最大（设为），如图甲所示．设此时a粒子在磁场中运动的轨迹半径为，有
（1分）
根据几何关系有（1分
解得
v应满足的条件为（1分）
（2）b粒子运动四分之一圆周后离开磁场，将垂直经过x轴，运动轨迹如图乙所示．设轨迹圆的半径为，有
根据几何关系有（1分）
解得（1分）
b粒子在磁场中做圆周运动的周期（1分）
b粒子在磁场中运动的时间
解得
根据几何关系，b粒子经过虚线时到x轴的距离（1分）
设b粒子离开磁场后在第I象限内运动的时间为，有（1分）
又
解得．（1分）
（3）b粒子沿y轴方向的加速度大小（1分）
根据匀变速直线运动的规律有（1分）
解得（1分）
b粒子沿x轴方向的加速度大小（1分）
设b粒子从虚线运动到x轴的时间为，有（1分）
b粒子从虚线运动到x轴的过程中沿x轴方向的位移大小（1分）
又
解得．（1分）
15．【选修3-3】
（1）不变（2分） 放热（2分）
【解析】本题考查热力学第一定律，目的是考查学生的理解能力．该过程中，水的温度不变，金属筒内空气的温度不变，筒内空气的内能不变；该过程中，水对筒内空气产生的压强增大，根据玻意耳定律，筒内空气的体积减小，外界对筒内空气做功，结合热力学第一定律可知，筒内空气放热．
（2）【解析】本题考查气体实验定律，目的是考查学生的推理能力．
（ⅰ）对管内水银柱，根据物体的平衡条件有（2分）
解得．（1分）
（ⅱ）在水银柱下降的过程中，管内空气做等压变化，有（2分）
解得（1分）
故．（2分）
16．【选修3-4】
（1）2（2分） 4（2分）
【解析】本题考查机械振动与机械波，目的是考查学生的理解能力．该水波的周期，波速大小，则波长．
（2）【解析】本题考查光的折射与全反射，目的是考查学生的推理能力．
（ⅰ）设光线在该材料中发生全反射的临界角为C，光路如图甲所示，根据几何关系有（1分）
又（2分）
解得．（1分）
（ii）当边与边的夹角减小时，光线在边的入射角增大，光线在边发生全反射后，传播到边时恰好发生全反射，光路如图乙所示，根据光的反射定律及几何关系有（1分）
（2分）
解得．（1分）