河北省石家庄市行唐县2022届高三上学期期末考试物理试题（Word版含答案）

石家庄市行唐县2022届高三上学期期末考试
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.物理学自牛顿的三大定律以来，经历了几百年的发展，人类在物理理论上取得了空前的成就。关于物理学史，下列说法正确的是
A.牛顿第一定律是从实验中直接得出的结论
B.德布罗意最先提出了物质波，认为所有物质都有波动性和粒子性
C.如果能发生光电效应，一旦增大人射光强度，光电子的最大初动能必定增加
D.α粒子散射实验发现，α粒子发生较大角度偏转，说明了原子几乎是一个整体
2.某人站在一平静湖面上静止的游轮上观光，不慎掉落一质量m=10g的实心木珠（视为质点），从木珠刚入水到木珠速度减为零的时间为木珠在空中运动时间的一半，不计空气阻力，取重力加速度大小g=10m/s2。木珠在水中向下运动过程中受到水的平均作用力大小为
A.0.08N B.0.008N C.0.3N D.0.03N
3.A、B、C三根通电长直导线均水平固定且互相平行，导线通入大小相等的恒定电流，方向如图所示，其中导线A、B垂直纸面且在同一水平面上，导线C垂直纸面并在导线A的正下方。下列说法正确的是
A.导线B对导线A的安培力方向竖直向上
B.导线C对导线A的安培力方向竖直向下
C.若解除导线C的固定，则其仍可能处于静止状态
D.若把导线C固定在导线A和导线B正中间，则导线C受到的安培力为O
4.如图所示，有P、N两块质量相同的物块，在物块P上施加一沿水平方向的外力F，使它们叠放在竖直面上且处于静止状态。下列说法正确的是
A.物块P一定受到4个力的作用 B.物块P一定受到3个力的作用
C.物块N一定受到4个力的作用 D.物块N可能受到6个力的作用
5.随着宇宙航天技术不断地发展，人类也越来越向往探索其他的外文明。若有一个和地球类似的星球，其质量和地球质量几乎相等，半径却达到了地球半径的3倍，则该星球的第一宇宙速度与地球的第一宇宙速度的大小之比约为
A.0.6 B.1.7 C.0.3 D.9
6.某同学研究电磁阻尼效果的实验示意图如图甲所示，虚线M右侧有垂直于水平面向下的匀强磁场，边长为1m、质量为0.1kg、电阻为0.2Ω的正方形金属线框在光滑绝缘水平面上以大小v0=2m/s的速度向右滑动并进人磁场，磁场边界MN与线框的右边框平行。从线框刚进入磁场开始计时，线框的速度v随滑行的距离x变化的规律如图乙所示，下列说法正确的是
A.图乙中x0=0.5m
B.线框进人磁场的过程中，线框的加速度先不变再突然减为零
C.线框进人磁场的过程中，线框中产生的焦耳热为0.1J
D.线框进人磁场的过程中，通过线框某横截面的电荷量为
7.如图所示，固定光滑斜面的倾角为37°，轻弹簧的一端固定在斜面上C点正上方的固定转轴0处，另一端与一质量为m的滑块（视为质点）相连，弹簧原长和O点到斜面的距离均为d。将滑块从与O点等高的A点由静止释放，滑块经过O点在斜面上的垂足B点到达C点的过程中始终未离开斜面，滑块到达C点时弹簧的弹力小于滑块受到的重力，取sin37°=0.6，cos37°=0.8，重力加速度大小为g。下列说法正确的是
A滑块经过B点的速度小于
B.滑块从A点运动到C点的过程中，在B点的速度最大
C.滑块从A点运动到C点的过程中，其速度一直在增大
D.弹簧的劲度系数大于
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。
8.2021年夏天，中国多地出现暴雨，导致洪涝灾害。在某次救援演习中，一冲锋舟匀速横渡一
条两岸平直、水流速度不变的河流。当冲锋舟船头垂直河岸航行时，恰能到达正对岸下游600m处；若冲锋舟船头保持与河岸成30°角向上游航行时，则恰能到达正对岸。已知河水的流速大小为5m/s，下列说法正确的是
A.冲锋舟在静水中的速度大小为10m/s
B.河的宽度为400m
C.冲锋舟在静水中的速度大小为
D.河的宽度为600m
9.一理想变压器的示意图如图所示，原线圈的匝数n1=2200，其中一副线圈的匝数n2=1000，该副线圈两端接有阻值R=25Ω的电阻；另一副线圈的匝数n3=300，两端接有额定电压为30V、额定功率为15W的灯泡L。原线圈接入交变电源后，灯泡L恰能正常发光。则
A.原线圈两端的电压有效值为220V B.原线圈的输入功率为375W
C.通过电阻R的电流有效值为0.2A D.电阻R消耗的电功率为400W
10.如图所示，矩形区域MNPQ内有水平向右的匀强电场，半径为0.2m、内壁光滑的绝缘半圆细管ADB固定在竖直平面内，直径AB垂直于水平虚线MN，圆心O在MN的中点，半圆管的一半处于电场中。质量为0.1kg、电荷量为0.01C的带正电的小球（视为质点）从半圆管的A点由静止开始滑入管内，到达B点时的速度大小为2m/s，之后小球从MNPQ区域的右边界NP离开电场。取重力加速度大小g=10m/s2，不计空气阻力，下列说法正确的是
A.小球在B点受到的支持力大小为2N B.匀强电场的电场强度大小为100V/m
C.电场区域的最小面积为 D.电场区域的最小面积为
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）小明利用如图甲所示的实验装置探究加速度与力的关系。滑块放在长木板上，长木板置于水平桌面上，砂桶通过滑轮与细线拉滑块，在细线上接有一个微型力传感器，通过力传感器可以直接读出细线的拉力大小F。保持滑块质量不变，在砂桶中添加少量细砂来改变力传感器的示数F，利用打点计时器打出的纸带求出对应拉力F时的加速度a，从而得到如图乙所示的F一a图像。
（1）关于该实验，下列说法正确的是_________。
A.需要略微抬起长木板左端来平衡摩擦力
B.砂桶和砂的总质量应远小于滑块的质量
C.需要让细线与长木板保持平行
（2）实验中打出的一条纸带如图丙所示，打点计时器打点的周期T=0.02s，在纸带上依次标上1、2、3、4、5、6、7等计数点，相邻两个计数点之间还有四个点没有画出来，测得x1=7.35cm、x2=9.44cm、x3=11.56cm、x4=13.65cm、x5=15.86cm、x6=17.97cm。利用以上数据可知，打该纸带时滑块的加速度大小a=_________m/s2。（结果保留三位有效数字）
（3）图乙中直线的延长线没有经过原点的原因是_________（任写一条即可），由图乙可知滑块的质量m=_________kg（结果保留两位有效数字）。
12.（9分）物理兴趣小组的同学们想通过实验探究热敏电阻的阻值与温度的关系及并联电路的电流与电阻的关系。实验中有如下器材：
A.热敏电阻Rx；
B.定值电阻R0；
C.学生直流电压电源（电动势为5V，内阻不计）；
D.电流表（量程为0.6A，内阻r1为5Ω）；
E.电流表（量程为3A，内阻r2约为1Ω）；
F.数字温控箱；
G.开关S，导线若干。
（1）为了更精确地描述出电阻Rx随温度变化的关系（精确测定不同温度时的阻值），请完成虚线框内图甲电路图的设计。
（2）闭合开关S，分别记下电流表、的示数为I1、I2，其中的示数如图乙所示，则I2=_________A，待测电阻Rx的表达式Rx=___________（用题中已知和测量出的物理量的符号表示）。
（3）实验中改变温控箱的温度，分别测出了热敏电阻在不同温度下的阻值，得到了如图丙所示的Rx一t图像。由图像分析可知，当温控箱中的温度达到450℃时，通过热敏电阻的电流为0.03A，此时热敏电阻的阻值仍满足图丙中的变化规律，则电流表的示数为__________A。（结果保留两位有效数字）
13.（11分）如图所示，小车静置于光滑水平地面上，左侧靠在障碍物旁，小车上表面由光滑圆弧轨道BC和水平粗糙轨道CD组成，圆弧轨道半径R=2.75m，BC与CD相切于C点，BC所对圆心角θ=37°，CD段长L=5m，质量m=1kg的物块（视为质点）从某一高度处的A点以v0=4m/s的速度水平抛出，恰好沿切线方向自B点进入圆弧轨道，物块滑到小车右端D点时恰好与小车相对静止。物块与粗糙轨道CD间的动摩擦因数μ=0.3，取重力加速度大小g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8，不计空气阻力。求：
（1）A、B两点的水平距离x；
（2）小车的质量M。
14.（16分）现代研究微观粒子的碰撞，往往会采用电场和磁场的相关变化来控制带电粒子的运动状态。如图甲所示，水平直线MN下方有竖直向上、电场强度大小的匀强电场。现将一重力不计、比荷的正点电荷从电场中的0点由静止释放，0点与N点的水平距离x=0.3m、竖直距离，一段时间后电荷通过MN进入其上方的匀强磁场，磁场方向与纸面垂直，其磁感应强度大小为B1（未知），电荷第六次经过电场和磁场的边界时，到达N点。
（1）求电荷第一次经过电场和磁场边界时的速度大小v0；
（2）求磁感应强度的大小B1；
（3）其他条件不变，仅使磁场的磁感应强度按照图乙所示（图乙中以磁场方向垂直纸面向外为正，以电荷第一次通过MN时为t=0时刻）做周期性变化且周期。如果在O点右方距O点的距离为L处有一垂直于MN的足够大的挡板，电荷从O点运动到挡板处所需的时间，求L。
（二）选考题：共12分。请考生从给出的两道题中任选一题作答。如果多做，则按第一题计分。
15.[选修3一3]（12分）
（1）（4分）如图所示，一定质量的理想气体从状态A变化到状态B，再变化到状态C，最后变化到状态A，完成循环。气体在由状态A变化到状态B的过程中，温度____________（选填“升高”、“降低”或“不变”），气体从状态C变化到状态A的过程中，外界对气体__________（选填“做正功”、“做负功”或“不做功”）。
（2）（8分）如图所示，一水平放置的汽缸左端开孔，汽缸内壁的长度为2L，一活塞只能在汽缸内运动，汽缸右边封闭有一定质量的理想气体，不计活塞厚度和所有摩擦，活塞和汽缸均绝热。开始时活塞处在汽缸中间，缸内气体的热力学温度T0=300K，外界大气压p0=1×105Pa，现用电热丝对密闭气体缓慢加热。
（i）当活塞离汽缸右端的距离x=L时，求汽缸内密闭气体的热力学温度T1；
（ii）当缸内气体的热力学温度T2=660K时，求汽缸内密闭气体的压强p2。
16.[选修3一4]（12分）
（1）（4分）一列沿x轴传播的简谐横波在t=0.1s时刻的波形图如图甲所示。图乙表示该波传播的介质中x=2cm处的a质点的振动图像。则该波沿x轴__________（选填“正”或“负”）方向传播；从t=0开始，经过1s，质点b通过的路程为__________cm。
（2）（8分）如图所示，等边三棱镜ABC的边长为a，一平行于底边BC的光束从AB边上距B点的D点射入棱镜经折射后恰好从顶点C离开棱镜。已知光在真空中的速度为c，求：
（i）三棱镜的折射率n；
（ii）该光束在三棱镜中的传播时间t。
石家庄市行唐县2022届高三上学期期末考试
物理参考答案
1.B 2.C 3.B 4.A 5.A 6.D 7.C 8.BC 9.AD 10.BD
11.（1）AC（只选一个且正确的得1分）（2分）
（2）2.13（2分）
（3）未平衡摩擦力或未完全平衡摩擦力（1分）1.0（1分）
12.（1）如图所示（3分）
（2）1.20（1分）（2分）
（3）0.42（3分）
13.解：（1）由平抛运动的规律有（2分）
解得t=0.3s（1分）
水平方向有x=v0t（2分）
解得x=1.2m。（1分）
（2）设物块经过B点时的速度为vB，经过C点时的速度为vC，有
（1分）
（1分）
设物块与小车组成的系统的共同速度为v，物块在小车上CD段滑动的过程中，系统动量守恒，由动量守恒定律有 （1分）
由能量守恒定律有（1分）
解得M=5kg。（1分）
14.解：（1）电荷在电场中做匀加速直线运动，有
（1分）
（1分）
解得v0=1.5×104m/s。（1分）
（2）设电荷运动轨道的半径为r1，有（1分）
电荷第六次经过电场和磁场的边界时，到达点，根据几何关系可知
x=6r1=0.3m（1分）
r1=0.05m
解得B1=0.3T。（1分）
（3）当磁场方向垂直纸面向里时，设电荷运动轨道的半径为r2，同理可得
（1分）
由圆周运动规律有（1分）
当磁场方向垂直纸面向外时，周期
当磁场方向垂直纸面向里时，周期（1分）
电荷从t=0时刻开始做周期性运动，结合磁场的周期性可知电荷的运动轨迹如图甲所示
从电荷第一次通过MN开始，其运动的周期
此时电荷到O点的水平距离△d=2（r1-r2）=0.04m（1分）
电荷在电场中运动一个来回的时间（1分）
正好与无磁场的时间相等，即每经过一个周期，电荷在水平方向向右前进4cm，根据电荷运动的周期性和总时间分析有（1分）
根据电荷的运动情况和总时间可知，电荷到达挡板前运动的完整周期数为5个，即
s=5△d=0.2m（1分）
则电荷最后运动的情况如图乙所示
解得α=150°（1分）
由几何关系有L=s+r1+r1cos（180°-α）（1分）
解得 （1分）
15.「选修3一3]
（1）升高（2分）做正功（2分）
（2）解：（ⅰ）对汽缸内的密闭气体加热，活塞向左运动的过程中，气体做等压变化，有
（2分）
解得T1=420K。（1分）
（ii）由于活塞可能会运动到汽缸左端，从而被汽缸挡住。应先判断此时临界的热力学温度T，有
（1分）
解得T=600K（1分）
而题设给的热力学温度T2=660K大于临界热力学温度，则有
（2分）
解得p2=1.1×105Pa。（1分）
16.[选修3一4]
（1）负（2分）4（2分）
（2）解：（i）过D点作AB的垂线交BC于E点，由余弦定理有
（1分）
解得（1分）
由正弦定理（1分）
由几何关系可知
由折射定律可知（1分）
解得。（1分）
（ii）光在三棱镜内的传播速度（1分）
光在三棱镜内的传播时间（1分）
联立可得（3分）