河北省石家庄市部分学校2022-2023学年高三下学期物理开学考试试卷

登录二一教育在线组卷平台 助您教考全无忧
河北省石家庄市部分学校2022-2023学年高三下学期物理开学考试试卷
一、单选题
1．（2023高三下·石家庄开学考）一静止的磷原子核发生衰变而转变成，核反应方程为，则核反应产生的（　　）
A．与的速度等大反向
B．与的动量等大反向
C．与的动能相等
D．和的质量之和与相等
【答案】B
【知识点】原子核的人工转变
【解析】【解答】B．核反应前后动量守恒，原来 是静止的，动量等于零，反应后两生成物的动量等大反向，B符合题意；
A．因为 与 的质量不等，故速度大小不相等，A不符合题意；
C．根据动能和动量的关系 ，可知 与 的动能不相等，C不符合题意；
D．由于核反应存在质量亏损，D不符合题意。
故答案为：B。
【分析】核反应前后动量守恒，反应后两生成物的动量等大反向。结合动能和动量关系，做出判断。
2．（2023高三下·石家庄开学考）在光滑的水平地面上有两个完全相同的滑块A、B，两滑块之间用原长为的轻质弹簧相连，在外力、的作用下运动，且。以A、B为一个系统，如图甲所示，、向相反方向拉A、B两个滑块，当运动达到稳定时，弹簧的长度为，系统的加速度大小为；如图乙所示，、相向推A、B两个滑块，当运动达到稳定时，弹簧的长度为，系统的加速度大小为。则下列关系式正确的是（　　）
A．， B．，
C．， D．，
【答案】A
【知识点】牛顿运动定律的应用—连接体
【解析】【解答】设两个滑块的质量均为 ，弹簧的劲度系数为 ，以整体为研究对象，根据牛顿第二定律得 ，再以滑块A为研究对象，由牛顿第二定律得 ，代入解得弹簧的伸长量 ，两力相向推两滑块时，根据牛顿第二定律得 ，再以滑块A为研究对象，由牛顿第二定律得 ，代入解得弹簧的伸长量 ，可见 ，
故答案为：A。
【分析】以整体为研究对象，根据牛顿第二定律得出整体加速度大小。隔离两个 物体分别结合牛顿d第二律列出方程求解。
3．（2023高三下·石家庄开学考）如图所示，一定质量的理想气体从状态开始经历过程①、②、③、④最后到达状态。下列说法错误的是（　　）
A．过程①中，气体的体积逐渐减小
B．过程②中，气体对外界做正功
C．过程③中，气体从外界吸收了热量
D．气体在状态和时的内能相等
【答案】A
【知识点】理想气体与理想气体的状态方程
【解析】【解答】A．根据PV=nRT，根据 图线的特点可知，过程①中，气体的体积不变，A错误，符合题意；
B．过程②中，气体的压强不变，温度升高，体积增大，故气体对外界做正功，B正确，不符合题意；
CD．过程③中，温度不变，气体内能不变，压强减小，体积增大，气体对外界做功，根据热力学第一定律可知，气体需要从外界吸热，C、D正确，不符合题意。
故答案为：A。
【分析】根据理想气体状态方程，过程①中，气体的体积不变，过程②中，体积增大，故气体对外界做正功。
4．（2023高三下·石家庄开学考）一个质点做单向直线运动，其速度的平方与位移关系如图所示，质点在内运动的加速度大小为、运动的时间为，内运动的加速度大小为、运动的时间为，则（　　）
A．， B．，
C．， D．，
【答案】B
【知识点】匀变速直线运动规律的综合运用
【解析】【解答】由图像可知，质点在 内运动的初速度为 ，末速度为 ，由 ，可知，质点在 内做匀加速运动，在 内做匀减速运动，则 ， ， ， ， ，
故答案为：B。
【分析】由匀变速直线运动的速度位移关系结合图像进行判断。
5．（2022高三上·绥化期末）如图所示，、两卫星在赤道平面内绕地球做匀速圆周运动，卫星的运行周期为24h。已知引力常量为，地球的质量为、半径为，则下列说法正确的是（　　）
A．地球赤道上的重力加速度大于
B．卫星所受地球引力大于卫星所受地球引力
C．卫星运行的周期小于24h
D．在相同时间内，卫星、卫星与地心连线扫过的面积相等
【答案】C
【知识点】万有引力定律及其应用
【解析】【解答】A．赤道上的物体随地球自转需要向心力
所以
A不符合题意；
B．和的质量未知，无法比较它们所受地球引力的大小，B不符合题意；
C．由开普勒第三定律可知，卫星的轨道半径越大，运行的周期越长，因运行的周期为24h，故运行的周期小于24h，C符合题意；
D．根据开普勒第二定律可知，对同一卫星而言，它与地心的连线在相等的时间内扫过的面积相等，D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】利用引力的分力提供向心力可以判别重力加速度的大小；未知卫星的质量不能比较引力的大小；利用开普勒第三定律可以比较周期的大小；利用开普勒第二定律可以判别相等时间扫过的面积相等。
6．（2023高三下·石家庄开学考）如图所示，是一块用折射率的玻璃制成的透明体的横截面，是半径为的圆弧，边与边垂直，。当一束平行黄光垂直照到边上时，部分的外表面只有一部分是黄亮的，其余部分是暗的。下列说法正确的是（　　）
A．黄光在该玻璃制成的透明体中的速度为
B．黄光比红光更容易观测到明显的衍射现象
C．黄亮部分的长度为
D．同一双缝干涉装置中观察到黄光比红外线的条纹窄
【答案】A
【知识点】光的折射及折射定律
【解析】【解答】A．黄光在该玻璃制成的透明体中的速度 ，A项正确；
B．光的波长越长，波动性越强，越容易发生衍射，黄光的波长比红光的短，则黄光比红光更不容易观测到明显的衍射现象，B项错误；
C．由题意作出光路图，如图所示
设该介质的临界角为 ，有 ，得 ，在 时，光线在圆弧面上发生全反射，图中 点为入射角等于临界角的临界点，所以只有 部分有黄光透射出来，黄亮部分弧长 ，C项错误；
D．红外线是不可见光，不能看到红外线的干涉条纹，D项错误。
故答案为：A。
【分析】画出光线传播的光路图，光在由光密介质射向光疏介质有可能发生全反射，反过来不可以全反射。折射定律结合几何关系求解。
7．（2023高三下·石家庄开学考）智能手机的快充技术大大缩短了手机的充电时间。某品牌手机电池（锂电池）的总容量为，利用快充技术可在半小时内将电荷量为总容量15%的该电池充到总容量的75%。已知充电器的充电电压为，电池的内阻为，设充电过程中电流恒定，则下列说法正确的是（　　）
A．充电电流大小为
B．充电时，充电器的输出功率为
C．半小时内，电池储存的电能为
D．该电池充电的效率约为90%
【答案】D
【知识点】电功率和电功；电流、电源的概念
【解析】【解答】A．在半小时内充入的电荷量 ， ，A项错误；
B．充电器的输出功率 ，B项错误；
C．半小时内，电池储存的电能 ，C项错误；
D．电池充电的效率 ，D项正确。
故答案为：D。
【分析】电荷量等于时间乘以电流大小。功率等于电压乘以电流。焦耳定律求解产生的电热大小。
二、多选题
8．（2023高三下·石家庄开学考）如图所示，直径为d的圆盘水平放置，可绕竖直轴OO′转动，圆盘离水平地面的高度为2d，在圆盘边缘的P点处放有一质量为m的小滑块（可视为质点），小滑块与圆盘间的动摩擦因数为μ，先让圆盘缓慢加速转动，当角速度增加到某值时，小滑块会飞离圆盘，设小滑块所受的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，已知重力加速度为g，空气阻力不计。下列说法正确的是（　　）
A．小滑块刚飞离圆盘时，圆盘转动的角速度大小ω0=
B．小滑块刚飞离圆盘时的速度为
C．小滑块飞离圆盘后在空中飞行的时间t=
D．小滑块落到地面时与竖直转轴OO′间的水平距离为
【答案】A,D
【知识点】摩擦力在日常生活中的应用；向心力
【解析】【解答】A．对于小滑块在随圆盘转动的过程中，当滑块将要飞离圆盘时有 ，解得圆盘转动的角速度大小 ，A符合题意；
B．根据速度公式 ，解得小滑块刚飞离圆盘时的速度为 ，B不符合题意；
C．小滑块离开圆盘后做平抛运动，由竖直方向自由落体运动可得 ，解得小滑块飞离圆盘后在空中飞行的时间为 ，C不符合题意；
D．滑块离开圆盘后做平抛运动，设水平位移为x，水平方向：x=vt，由空间几何关系得 ，联立解得小滑块落到地面时与竖直转轴OO′间的水平距离为 ，D符合题意。
故答案为：AD。
【分析】对于小滑块在随圆盘转动的过程中，当滑块将要飞离圆盘时，最大静摩擦力提供向心力。滑块离开圆盘后做平抛运动。
9．（2023高三下·石家庄开学考）如图所示，A、B两点固定有等量的异种电荷，带电荷量分别为、，在的连线上，在以A为圆心、为半径的圆周上，有O、C、D、E四点，CE与OD垂直，，则下列说法正确的是（　　）
A．C点和E点处的电场强度相同
B．O，C，D，E四点处，O点的电场强度最大
C．O，C，D，E四点处，D点的电势最高
D．O点处电场强度大小与D点处电场强度大小的差为
【答案】B,C,D
【知识点】点电荷的电场
【解析】【解答】A．根据等量异种点电荷电场的电场线分布规律可知， 点和 点的电场强度大小相等，方向不同，A不符合题意；
B．点电荷A在有O、C、D、E四点的电场强度大小相等，点电荷B距离O点距离最小，根据 ，结合点电荷电场的叠加可知， 点的电场强度最大，B符合题意；
C．根据 可知，在A点正电荷产生的电场中，O、C、D、E四点的电势相等，在 点负电荷产生的电场中， 点的电势最高，C符合题意；
D． 点的电场强度大小 ，O点的电场强度大小 ，则有 ，D符合题意。
故答案为：BCD。
【分析】 点和 点的电场强度大小相等，方向不同，电场强度为矢量。电场叠加符合平行四边形法则。根据 可知，在A点正电荷产生的电场中，O、C、D、E四点的电势相等。
10．（2023高三下·石家庄开学考）如图所示，直角坐标系的第一、三象限有垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为，有一电阻为、半径为、圆心角为60°的扇形闭合导线框绕垂直于纸面的轴以角速度匀速转动（轴位于坐标原点）。则下列说法正确的是（　　）
A．产生的交变电流的周期
B．产生的交变电流的周期
C．导线框内产生的感应电流的有效值为
D．导线框内产生的感应电流的有效值为
【答案】B,C
【知识点】交变电流的峰值、有效值、平均值与瞬时值
【解析】【解答】AB．线框一条半径切割磁感线产生的感应电动势 ，线框逆时针转动，以 与 轴负半轴重合时为计时起点，因导线框匀速转动，故 时间内，导线框中的感应电流 ， 时间内，导线框中的感应电流为0，以逆时针方向为正方向，画出 图像如图所示
由图可知，感应电流周期等于旋转周期的一半，即 ，A不符合题意，B符合题意；
CD．交流电周期为T，根据上述可知，导线框转动一周只有 的时间内有感应电流，则有 ，解得有效值感应电流的为 ，C符合题意，D不符合题意。
故答案为：BC。
【分析】线框一条半径切割磁感线产生的感应电动势，根据法拉第电磁感应定律求解电动势的表达式。在磁场中切割磁感线时才有感应电流产生。
三、实验题
11．（2023高三下·石家庄开学考）用如图甲所示装置做“研究共点力的合成”实验，其中A为固定橡皮筋的图钉，O为橡皮筋与细绳的结点，OB和OC为细绳。
（1）实验中，关于“相同”的要求，正确的是______。
A．橡皮筋两端连接的细绳长度必须相同
B．拉橡皮筋时，两细绳与橡皮条延长线的夹角必须相同
C．在同一次实验中，使橡皮条拉长时，结点O的位置一定要相同
D．在同一次实验中，画力的图示所选定的标度要相同
（2）某次实验中，其中一个弹簧测力计的示数如图乙所示，则该弹簧测力计的拉力为　 　N。根据正确的实验操作得到的数据，画出的力的图示如图丙所示，则对于结果，下列判断正确的是　 　。
A．从效果上看，、是橡皮筋拉力的两个分力
B．是力和的合力的实际测量值
C．是力和的合力的理论值
D．和大小不等，方向不同，说明实验不成功
【答案】（1）C；D
（2）4.00；C
【知识点】验证力的平行四边形定则
【解析】【解答】（1）A．橡皮筋两端连接的细绳长度不是必须相同，只起到连接作用，A不符合题意；
B．拉橡皮筋时，两细绳与橡皮条延长线的夹角也不一定要相同，B不符合题意；
C．为了保证前后两次拉橡皮筋的效果相同，结点 的位置一定要相同，C符合题意；
D．在同一个实验中，为了能够正确的比较各个力之间的大小关系，画力的图示所选定的标度要相同，D符合题意。
故答案为：CD。
（2）弹簧测力计的最小分度为 ，由图可知，拉力的大小为 ；
[3]A．从效果上看， 、 与橡皮筋拉力的两个分力等大反向，A不符合题意；
BC． 是依据力的平行四边形法则作出的合力，是力 和 的合力的理论值，B不符合题意，C符合题意；
D．尽管 和 大小不等，方向不同，但在误差允许的范围内可以认为大小相等，方向相同，实验结果成功，D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】（1）橡皮筋两端连接的细绳长度不是必须相同，拉橡皮筋时，两细绳与橡皮条延长线的夹角也不一定要相同，夹角和长度没有特别要求。
（2）利用行四边形法则法则求出的合力为理论合力，弹簧测力计最小分度值为0.1N，读数要估读到最小刻度后一位。
12．（2023高三下·石家庄开学考）某实验小组采用如图甲所示的实验装置，做“研究回路中感应电动势大小与磁通量变化快慢的关系”实验。
（1）如图乙用螺旋测微器测量遮光条的宽度　 　；若实验中没有现成的遮光条，某同学用金属片替代，如图丙用20分度的游标卡尺测其读数为　 　，这种做法是否合理？　 　（填“合理”或“不合理”）。
（2）在实验中，让小车以不同速度靠近螺线管，记录下光电门遮光时间内感应电动势的平均值，改变速度多次实验，得到多组数据。这样实验的设计满足了物理实验中常用的“控制变量法”，你认为小车以不同速度靠近螺线管过程中不变的量是：在时间内　 　。
（3）得到多组与数据之后，若以为纵坐标、以为横坐标画出图像，发现图像是一条曲线，不容易得出清晰的实验结论，为了使画出的图像为一条直线，最简单的改进办法是以　 　横坐标。
（4）根据改进后画出的图像得出的结论是：在误差允许的范围内　 　。
（5）其他条件都不变，若换用匝数加倍的线圈做实验，根据实验数据所做出的那条直线图像斜率　 　（填“减半”“不变”或“加倍”）。
【答案】（1）4.700；50.15；不合理
（2）穿过线圈的磁通量的变化量
（3）
（4）感应电动势与磁通量的变化率成正比
（5）加倍
【知识点】研究电磁感应现象
【解析】【解答】（1）根据螺旋测微器读数规则可得 ，游标卡尺的主尺读数为 ，游标读数为 ，所以最终读数为 ，遮光条经过光电门时的平均速度越接近小车的瞬时速度，遮光条的宽度越大，小车的速度误差越大，不能用金属片替代遮光条。
（2）在遮光条每次经过光电门的过程中，磁铁与线圈之间相对位置的改变量都一样，穿过线圈磁通量的变化量 都相同。
（3 ，因 不变， 与 成正比，横坐标应该是 。
（4）感应电动势与磁通量变化率成正比（或者在磁通量变化量相同的情况下，感应电动势与时间成反比）。
（5）匝数 加倍后，产生的感应电动势加倍， 图像纵坐标加倍，横坐标不变，所以新图像的斜率加倍。
【分析】（1）遮光条经过光电门时的平均速度越接近小车的瞬时速度，遮光条的宽度越大，小车的速度误差越大，不能用金属片替代遮光条。
（2）磁铁与线圈之间相对位置的改变量都一样，穿过线圈磁通量的变化量 都相同。
（3） 与 成正比，横坐标应该是 。
（4）感应电动势与磁通量变化率成正比。
（5）匝数 加倍后，产生的感应电动势加倍，图像的斜率加倍。
四、解答题
13．（2023高三下·石家庄开学考）如图所示，左侧连有一横截面积为S的大活塞的汽缸A通过细导管（容积可忽略）与汽缸B相连接，导管里面有一绝热活塞（质量可忽略）。大气压强为，大活塞的重力为，大活塞到汽缸A底部的距离为。两汽缸内封闭温度为27℃的同种理想气体。先将整个装置顺时针缓慢转过90°，为使细导管中绝热活塞位置不变，需要给汽缸B加热。忽略一切摩擦，求：
（1）汽缸A中活塞下降的距离d。
（2）汽缸B中气体的最终温度。
【答案】（1）解：旋转前后，汽缸A中的压强分别为
对汽缸A分析，根据玻意耳定律有
汽缸A中活塞下降的距离
解得
（2）解：对汽缸B中气体进行分析，末状态压强
根据查理定律有
解得
即 。
【知识点】理想气体与理想气体的状态方程
【解析】【分析】（1） 绝热活塞 ，等温变化， 根据玻意耳定律或者理想气体状态方程求解。
（2）等压变化， 根据查理定律求解。
14．（2023高三下·石家庄开学考）如图所示，质量分别为mA=2kg、mB=6kg的两个可看作质点的小物块A、B放在水平地面上，与地面间的动摩擦因数都为0.2，某时刻分别以vA=10m/s、vB=2m/s的初速度相向运动，当物块B的速度刚好减为零时两物块相撞，碰后两者粘在一起运动。设两物块碰撞时间极短，g取10m/s2，求：
（1）两物块在碰撞中损失的动能；
（2）小物块A从开始运动到停止运动所通过的总位移。
【答案】（1）解：根据牛顿第二定律知，两物块在水平面上做减速运动的加速度相等，大小均为
物块B的速度减为零时经历的时间为
物块A与物块B相碰时的速度为
设两物块碰撞后的速度为v，根据动量守恒定律有
两物块在碰撞中损失的动能
（2）解：碰前物块A减速运动的距离
碰后两物块一起做减速运动，加速度大小仍为
则停止前还能滑行的距离
所以物块A从开始运动到停止运动所通过的总位移
【知识点】动量守恒定律；匀变速直线运动规律的综合运用
【解析】【分析】（1）两物块碰撞过程动量守恒。由能量守恒定律求解损失的动能。
（2） 碰后两物块一起做减速运动 ，减速的加速度由牛顿第二定律求解，由运动学公式求解物块通过的总位移。
15．（2023高三下·石家庄开学考）如图所示，在平面直角坐标系上半径为的圆形区域内有垂直于坐标平面向里的匀强磁场，圆的半径为，圆心的坐标为，第三、四象限内有沿轴正方向的匀强电场，电场强度大小为，在点，沿轴正方向射出一个质量为、电荷量为的带正电的粒子，粒子经电场偏转后从坐标原点进入磁场，粒子第一次经磁场偏转后，出磁场时的速度方向与轴平行，不计粒子重力，求：
（1）粒子进入磁场时的速度；
（2）匀强磁场的磁感应强度大小。
【答案】（1）解：设粒子的初速度为 ，粒子在电场中做类平抛运动
根据牛顿第二定律
解得
设粒子进入磁场时速度为 ，根据动能定理
解得
设粒子进入磁场时速度方向与 轴夹角为 ，则
解得
（2）解：若粒子出磁场时速度刚好沿 轴正方向，根据几何关系，粒子在磁场中做圆周运动的半径
根据牛顿第二定律
解得
若粒子第一次出磁场时的速度方向沿 轴负方向，则轨迹如图所示，根据几何关系
解得
根据牛顿第二定律
解得
【知识点】带电粒子在电场与磁场混合场中的运动
【解析】【分析】（1） 粒子在电场中做类平抛运动 ，电场中电场力做功导致速度变大。速度方向由运动分解求出。
（2）在磁场中运动，洛伦兹力提供向心力。画出粒子运动轨迹，结合几何关系以及牛顿运动定律求解 匀强磁场的磁感应强度大小。
二一教育在线组卷平台（zujuan.21cnjy.com）自动生成 1 / 1登录二一教育在线组卷平台 助您教考全无忧
河北省石家庄市部分学校2022-2023学年高三下学期物理开学考试试卷
一、单选题
1．（2023高三下·石家庄开学考）一静止的磷原子核发生衰变而转变成，核反应方程为，则核反应产生的（　　）
A．与的速度等大反向
B．与的动量等大反向
C．与的动能相等
D．和的质量之和与相等
2．（2023高三下·石家庄开学考）在光滑的水平地面上有两个完全相同的滑块A、B，两滑块之间用原长为的轻质弹簧相连，在外力、的作用下运动，且。以A、B为一个系统，如图甲所示，、向相反方向拉A、B两个滑块，当运动达到稳定时，弹簧的长度为，系统的加速度大小为；如图乙所示，、相向推A、B两个滑块，当运动达到稳定时，弹簧的长度为，系统的加速度大小为。则下列关系式正确的是（　　）
A．， B．，
C．， D．，
3．（2023高三下·石家庄开学考）如图所示，一定质量的理想气体从状态开始经历过程①、②、③、④最后到达状态。下列说法错误的是（　　）
A．过程①中，气体的体积逐渐减小
B．过程②中，气体对外界做正功
C．过程③中，气体从外界吸收了热量
D．气体在状态和时的内能相等
4．（2023高三下·石家庄开学考）一个质点做单向直线运动，其速度的平方与位移关系如图所示，质点在内运动的加速度大小为、运动的时间为，内运动的加速度大小为、运动的时间为，则（　　）
A．， B．，
C．， D．，
5．（2022高三上·绥化期末）如图所示，、两卫星在赤道平面内绕地球做匀速圆周运动，卫星的运行周期为24h。已知引力常量为，地球的质量为、半径为，则下列说法正确的是（　　）
A．地球赤道上的重力加速度大于
B．卫星所受地球引力大于卫星所受地球引力
C．卫星运行的周期小于24h
D．在相同时间内，卫星、卫星与地心连线扫过的面积相等
6．（2023高三下·石家庄开学考）如图所示，是一块用折射率的玻璃制成的透明体的横截面，是半径为的圆弧，边与边垂直，。当一束平行黄光垂直照到边上时，部分的外表面只有一部分是黄亮的，其余部分是暗的。下列说法正确的是（　　）
A．黄光在该玻璃制成的透明体中的速度为
B．黄光比红光更容易观测到明显的衍射现象
C．黄亮部分的长度为
D．同一双缝干涉装置中观察到黄光比红外线的条纹窄
7．（2023高三下·石家庄开学考）智能手机的快充技术大大缩短了手机的充电时间。某品牌手机电池（锂电池）的总容量为，利用快充技术可在半小时内将电荷量为总容量15%的该电池充到总容量的75%。已知充电器的充电电压为，电池的内阻为，设充电过程中电流恒定，则下列说法正确的是（　　）
A．充电电流大小为
B．充电时，充电器的输出功率为
C．半小时内，电池储存的电能为
D．该电池充电的效率约为90%
二、多选题
8．（2023高三下·石家庄开学考）如图所示，直径为d的圆盘水平放置，可绕竖直轴OO′转动，圆盘离水平地面的高度为2d，在圆盘边缘的P点处放有一质量为m的小滑块（可视为质点），小滑块与圆盘间的动摩擦因数为μ，先让圆盘缓慢加速转动，当角速度增加到某值时，小滑块会飞离圆盘，设小滑块所受的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，已知重力加速度为g，空气阻力不计。下列说法正确的是（　　）
A．小滑块刚飞离圆盘时，圆盘转动的角速度大小ω0=
B．小滑块刚飞离圆盘时的速度为
C．小滑块飞离圆盘后在空中飞行的时间t=
D．小滑块落到地面时与竖直转轴OO′间的水平距离为
9．（2023高三下·石家庄开学考）如图所示，A、B两点固定有等量的异种电荷，带电荷量分别为、，在的连线上，在以A为圆心、为半径的圆周上，有O、C、D、E四点，CE与OD垂直，，则下列说法正确的是（　　）
A．C点和E点处的电场强度相同
B．O，C，D，E四点处，O点的电场强度最大
C．O，C，D，E四点处，D点的电势最高
D．O点处电场强度大小与D点处电场强度大小的差为
10．（2023高三下·石家庄开学考）如图所示，直角坐标系的第一、三象限有垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为，有一电阻为、半径为、圆心角为60°的扇形闭合导线框绕垂直于纸面的轴以角速度匀速转动（轴位于坐标原点）。则下列说法正确的是（　　）
A．产生的交变电流的周期
B．产生的交变电流的周期
C．导线框内产生的感应电流的有效值为
D．导线框内产生的感应电流的有效值为
三、实验题
11．（2023高三下·石家庄开学考）用如图甲所示装置做“研究共点力的合成”实验，其中A为固定橡皮筋的图钉，O为橡皮筋与细绳的结点，OB和OC为细绳。
（1）实验中，关于“相同”的要求，正确的是______。
A．橡皮筋两端连接的细绳长度必须相同
B．拉橡皮筋时，两细绳与橡皮条延长线的夹角必须相同
C．在同一次实验中，使橡皮条拉长时，结点O的位置一定要相同
D．在同一次实验中，画力的图示所选定的标度要相同
（2）某次实验中，其中一个弹簧测力计的示数如图乙所示，则该弹簧测力计的拉力为　 　N。根据正确的实验操作得到的数据，画出的力的图示如图丙所示，则对于结果，下列判断正确的是　 　。
A．从效果上看，、是橡皮筋拉力的两个分力
B．是力和的合力的实际测量值
C．是力和的合力的理论值
D．和大小不等，方向不同，说明实验不成功
12．（2023高三下·石家庄开学考）某实验小组采用如图甲所示的实验装置，做“研究回路中感应电动势大小与磁通量变化快慢的关系”实验。
（1）如图乙用螺旋测微器测量遮光条的宽度　 　；若实验中没有现成的遮光条，某同学用金属片替代，如图丙用20分度的游标卡尺测其读数为　 　，这种做法是否合理？　 　（填“合理”或“不合理”）。
（2）在实验中，让小车以不同速度靠近螺线管，记录下光电门遮光时间内感应电动势的平均值，改变速度多次实验，得到多组数据。这样实验的设计满足了物理实验中常用的“控制变量法”，你认为小车以不同速度靠近螺线管过程中不变的量是：在时间内　 　。
（3）得到多组与数据之后，若以为纵坐标、以为横坐标画出图像，发现图像是一条曲线，不容易得出清晰的实验结论，为了使画出的图像为一条直线，最简单的改进办法是以　 　横坐标。
（4）根据改进后画出的图像得出的结论是：在误差允许的范围内　 　。
（5）其他条件都不变，若换用匝数加倍的线圈做实验，根据实验数据所做出的那条直线图像斜率　 　（填“减半”“不变”或“加倍”）。
四、解答题
13．（2023高三下·石家庄开学考）如图所示，左侧连有一横截面积为S的大活塞的汽缸A通过细导管（容积可忽略）与汽缸B相连接，导管里面有一绝热活塞（质量可忽略）。大气压强为，大活塞的重力为，大活塞到汽缸A底部的距离为。两汽缸内封闭温度为27℃的同种理想气体。先将整个装置顺时针缓慢转过90°，为使细导管中绝热活塞位置不变，需要给汽缸B加热。忽略一切摩擦，求：
（1）汽缸A中活塞下降的距离d。
（2）汽缸B中气体的最终温度。
14．（2023高三下·石家庄开学考）如图所示，质量分别为mA=2kg、mB=6kg的两个可看作质点的小物块A、B放在水平地面上，与地面间的动摩擦因数都为0.2，某时刻分别以vA=10m/s、vB=2m/s的初速度相向运动，当物块B的速度刚好减为零时两物块相撞，碰后两者粘在一起运动。设两物块碰撞时间极短，g取10m/s2，求：
（1）两物块在碰撞中损失的动能；
（2）小物块A从开始运动到停止运动所通过的总位移。
15．（2023高三下·石家庄开学考）如图所示，在平面直角坐标系上半径为的圆形区域内有垂直于坐标平面向里的匀强磁场，圆的半径为，圆心的坐标为，第三、四象限内有沿轴正方向的匀强电场，电场强度大小为，在点，沿轴正方向射出一个质量为、电荷量为的带正电的粒子，粒子经电场偏转后从坐标原点进入磁场，粒子第一次经磁场偏转后，出磁场时的速度方向与轴平行，不计粒子重力，求：
（1）粒子进入磁场时的速度；
（2）匀强磁场的磁感应强度大小。
答案解析部分
1．【答案】B
【知识点】原子核的人工转变
【解析】【解答】B．核反应前后动量守恒，原来 是静止的，动量等于零，反应后两生成物的动量等大反向，B符合题意；
A．因为 与 的质量不等，故速度大小不相等，A不符合题意；
C．根据动能和动量的关系 ，可知 与 的动能不相等，C不符合题意；
D．由于核反应存在质量亏损，D不符合题意。
故答案为：B。
【分析】核反应前后动量守恒，反应后两生成物的动量等大反向。结合动能和动量关系，做出判断。
2．【答案】A
【知识点】牛顿运动定律的应用—连接体
【解析】【解答】设两个滑块的质量均为 ，弹簧的劲度系数为 ，以整体为研究对象，根据牛顿第二定律得 ，再以滑块A为研究对象，由牛顿第二定律得 ，代入解得弹簧的伸长量 ，两力相向推两滑块时，根据牛顿第二定律得 ，再以滑块A为研究对象，由牛顿第二定律得 ，代入解得弹簧的伸长量 ，可见 ，
故答案为：A。
【分析】以整体为研究对象，根据牛顿第二定律得出整体加速度大小。隔离两个 物体分别结合牛顿d第二律列出方程求解。
3．【答案】A
【知识点】理想气体与理想气体的状态方程
【解析】【解答】A．根据PV=nRT，根据 图线的特点可知，过程①中，气体的体积不变，A错误，符合题意；
B．过程②中，气体的压强不变，温度升高，体积增大，故气体对外界做正功，B正确，不符合题意；
CD．过程③中，温度不变，气体内能不变，压强减小，体积增大，气体对外界做功，根据热力学第一定律可知，气体需要从外界吸热，C、D正确，不符合题意。
故答案为：A。
【分析】根据理想气体状态方程，过程①中，气体的体积不变，过程②中，体积增大，故气体对外界做正功。
4．【答案】B
【知识点】匀变速直线运动规律的综合运用
【解析】【解答】由图像可知，质点在 内运动的初速度为 ，末速度为 ，由 ，可知，质点在 内做匀加速运动，在 内做匀减速运动，则 ， ， ， ， ，
故答案为：B。
【分析】由匀变速直线运动的速度位移关系结合图像进行判断。
5．【答案】C
【知识点】万有引力定律及其应用
【解析】【解答】A．赤道上的物体随地球自转需要向心力
所以
A不符合题意；
B．和的质量未知，无法比较它们所受地球引力的大小，B不符合题意；
C．由开普勒第三定律可知，卫星的轨道半径越大，运行的周期越长，因运行的周期为24h，故运行的周期小于24h，C符合题意；
D．根据开普勒第二定律可知，对同一卫星而言，它与地心的连线在相等的时间内扫过的面积相等，D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】利用引力的分力提供向心力可以判别重力加速度的大小；未知卫星的质量不能比较引力的大小；利用开普勒第三定律可以比较周期的大小；利用开普勒第二定律可以判别相等时间扫过的面积相等。
6．【答案】A
【知识点】光的折射及折射定律
【解析】【解答】A．黄光在该玻璃制成的透明体中的速度 ，A项正确；
B．光的波长越长，波动性越强，越容易发生衍射，黄光的波长比红光的短，则黄光比红光更不容易观测到明显的衍射现象，B项错误；
C．由题意作出光路图，如图所示
设该介质的临界角为 ，有 ，得 ，在 时，光线在圆弧面上发生全反射，图中 点为入射角等于临界角的临界点，所以只有 部分有黄光透射出来，黄亮部分弧长 ，C项错误；
D．红外线是不可见光，不能看到红外线的干涉条纹，D项错误。
故答案为：A。
【分析】画出光线传播的光路图，光在由光密介质射向光疏介质有可能发生全反射，反过来不可以全反射。折射定律结合几何关系求解。
7．【答案】D
【知识点】电功率和电功；电流、电源的概念
【解析】【解答】A．在半小时内充入的电荷量 ， ，A项错误；
B．充电器的输出功率 ，B项错误；
C．半小时内，电池储存的电能 ，C项错误；
D．电池充电的效率 ，D项正确。
故答案为：D。
【分析】电荷量等于时间乘以电流大小。功率等于电压乘以电流。焦耳定律求解产生的电热大小。
8．【答案】A,D
【知识点】摩擦力在日常生活中的应用；向心力
【解析】【解答】A．对于小滑块在随圆盘转动的过程中，当滑块将要飞离圆盘时有 ，解得圆盘转动的角速度大小 ，A符合题意；
B．根据速度公式 ，解得小滑块刚飞离圆盘时的速度为 ，B不符合题意；
C．小滑块离开圆盘后做平抛运动，由竖直方向自由落体运动可得 ，解得小滑块飞离圆盘后在空中飞行的时间为 ，C不符合题意；
D．滑块离开圆盘后做平抛运动，设水平位移为x，水平方向：x=vt，由空间几何关系得 ，联立解得小滑块落到地面时与竖直转轴OO′间的水平距离为 ，D符合题意。
故答案为：AD。
【分析】对于小滑块在随圆盘转动的过程中，当滑块将要飞离圆盘时，最大静摩擦力提供向心力。滑块离开圆盘后做平抛运动。
9．【答案】B,C,D
【知识点】点电荷的电场
【解析】【解答】A．根据等量异种点电荷电场的电场线分布规律可知， 点和 点的电场强度大小相等，方向不同，A不符合题意；
B．点电荷A在有O、C、D、E四点的电场强度大小相等，点电荷B距离O点距离最小，根据 ，结合点电荷电场的叠加可知， 点的电场强度最大，B符合题意；
C．根据 可知，在A点正电荷产生的电场中，O、C、D、E四点的电势相等，在 点负电荷产生的电场中， 点的电势最高，C符合题意；
D． 点的电场强度大小 ，O点的电场强度大小 ，则有 ，D符合题意。
故答案为：BCD。
【分析】 点和 点的电场强度大小相等，方向不同，电场强度为矢量。电场叠加符合平行四边形法则。根据 可知，在A点正电荷产生的电场中，O、C、D、E四点的电势相等。
10．【答案】B,C
【知识点】交变电流的峰值、有效值、平均值与瞬时值
【解析】【解答】AB．线框一条半径切割磁感线产生的感应电动势 ，线框逆时针转动，以 与 轴负半轴重合时为计时起点，因导线框匀速转动，故 时间内，导线框中的感应电流 ， 时间内，导线框中的感应电流为0，以逆时针方向为正方向，画出 图像如图所示
由图可知，感应电流周期等于旋转周期的一半，即 ，A不符合题意，B符合题意；
CD．交流电周期为T，根据上述可知，导线框转动一周只有 的时间内有感应电流，则有 ，解得有效值感应电流的为 ，C符合题意，D不符合题意。
故答案为：BC。
【分析】线框一条半径切割磁感线产生的感应电动势，根据法拉第电磁感应定律求解电动势的表达式。在磁场中切割磁感线时才有感应电流产生。
11．【答案】（1）C；D
（2）4.00；C
【知识点】验证力的平行四边形定则
【解析】【解答】（1）A．橡皮筋两端连接的细绳长度不是必须相同，只起到连接作用，A不符合题意；
B．拉橡皮筋时，两细绳与橡皮条延长线的夹角也不一定要相同，B不符合题意；
C．为了保证前后两次拉橡皮筋的效果相同，结点 的位置一定要相同，C符合题意；
D．在同一个实验中，为了能够正确的比较各个力之间的大小关系，画力的图示所选定的标度要相同，D符合题意。
故答案为：CD。
（2）弹簧测力计的最小分度为 ，由图可知，拉力的大小为 ；
[3]A．从效果上看， 、 与橡皮筋拉力的两个分力等大反向，A不符合题意；
BC． 是依据力的平行四边形法则作出的合力，是力 和 的合力的理论值，B不符合题意，C符合题意；
D．尽管 和 大小不等，方向不同，但在误差允许的范围内可以认为大小相等，方向相同，实验结果成功，D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】（1）橡皮筋两端连接的细绳长度不是必须相同，拉橡皮筋时，两细绳与橡皮条延长线的夹角也不一定要相同，夹角和长度没有特别要求。
（2）利用行四边形法则法则求出的合力为理论合力，弹簧测力计最小分度值为0.1N，读数要估读到最小刻度后一位。
12．【答案】（1）4.700；50.15；不合理
（2）穿过线圈的磁通量的变化量
（3）
（4）感应电动势与磁通量的变化率成正比
（5）加倍
【知识点】研究电磁感应现象
【解析】【解答】（1）根据螺旋测微器读数规则可得 ，游标卡尺的主尺读数为 ，游标读数为 ，所以最终读数为 ，遮光条经过光电门时的平均速度越接近小车的瞬时速度，遮光条的宽度越大，小车的速度误差越大，不能用金属片替代遮光条。
（2）在遮光条每次经过光电门的过程中，磁铁与线圈之间相对位置的改变量都一样，穿过线圈磁通量的变化量 都相同。
（3 ，因 不变， 与 成正比，横坐标应该是 。
（4）感应电动势与磁通量变化率成正比（或者在磁通量变化量相同的情况下，感应电动势与时间成反比）。
（5）匝数 加倍后，产生的感应电动势加倍， 图像纵坐标加倍，横坐标不变，所以新图像的斜率加倍。
【分析】（1）遮光条经过光电门时的平均速度越接近小车的瞬时速度，遮光条的宽度越大，小车的速度误差越大，不能用金属片替代遮光条。
（2）磁铁与线圈之间相对位置的改变量都一样，穿过线圈磁通量的变化量 都相同。
（3） 与 成正比，横坐标应该是 。
（4）感应电动势与磁通量变化率成正比。
（5）匝数 加倍后，产生的感应电动势加倍，图像的斜率加倍。
13．【答案】（1）解：旋转前后，汽缸A中的压强分别为
对汽缸A分析，根据玻意耳定律有
汽缸A中活塞下降的距离
解得
（2）解：对汽缸B中气体进行分析，末状态压强
根据查理定律有
解得
即 。
【知识点】理想气体与理想气体的状态方程
【解析】【分析】（1） 绝热活塞 ，等温变化， 根据玻意耳定律或者理想气体状态方程求解。
（2）等压变化， 根据查理定律求解。
14．【答案】（1）解：根据牛顿第二定律知，两物块在水平面上做减速运动的加速度相等，大小均为
物块B的速度减为零时经历的时间为
物块A与物块B相碰时的速度为
设两物块碰撞后的速度为v，根据动量守恒定律有
两物块在碰撞中损失的动能
（2）解：碰前物块A减速运动的距离
碰后两物块一起做减速运动，加速度大小仍为
则停止前还能滑行的距离
所以物块A从开始运动到停止运动所通过的总位移
【知识点】动量守恒定律；匀变速直线运动规律的综合运用
【解析】【分析】（1）两物块碰撞过程动量守恒。由能量守恒定律求解损失的动能。
（2） 碰后两物块一起做减速运动 ，减速的加速度由牛顿第二定律求解，由运动学公式求解物块通过的总位移。
15．【答案】（1）解：设粒子的初速度为 ，粒子在电场中做类平抛运动
根据牛顿第二定律
解得
设粒子进入磁场时速度为 ，根据动能定理
解得
设粒子进入磁场时速度方向与 轴夹角为 ，则
解得
（2）解：若粒子出磁场时速度刚好沿 轴正方向，根据几何关系，粒子在磁场中做圆周运动的半径
根据牛顿第二定律
解得
若粒子第一次出磁场时的速度方向沿 轴负方向，则轨迹如图所示，根据几何关系
解得
根据牛顿第二定律
解得
【知识点】带电粒子在电场与磁场混合场中的运动
【解析】【分析】（1） 粒子在电场中做类平抛运动 ，电场中电场力做功导致速度变大。速度方向由运动分解求出。
（2）在磁场中运动，洛伦兹力提供向心力。画出粒子运动轨迹，结合几何关系以及牛顿运动定律求解 匀强磁场的磁感应强度大小。
二一教育在线组卷平台（zujuan.21cnjy.com）自动生成 1 / 1