天津市南开区2022届高三上学期物理期末考试试卷

试卷更新日期：2022-01-18 类型：期末考试

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一、单选题

1. 在物理学的发展过程中，许多物理学家都做出了重要的贡献，他们也创造出了许多的物理学研究方法，下列关于物理学研究方法的叙述中正确的是（）

A、理想化模型是把实际问题理想化，略去次要因素，突出主要因素，例如质点、位移等是理想化模型。 B、重心、合力和交变电流的有效值等概念的建立都体现了等效替代的思想。 C、用比值法定义的物理概念在物理学中占有相当大的比例，例如场强 $E = \frac{F}{q}$ ，电容 $C = \frac{Q}{U}$ ，加速度 $a = \frac{F}{m}$ 都是采用比值法定义的。 D、根据速度定义式 $v = \frac{Δ x}{Δ t}$ ，当 $Δ t$ 非常小时， $\frac{Δ x}{Δ t}$ 就可以表示物体在t时刻的瞬时速度，该定义应用了类比的思想方法。

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2. 如图，天然放射性元素放出的射线通过电场后分成三束，则（）

A、①电离作用最强，是一种电磁波 B、②贯穿本领最弱，用一张白纸就可以把它挡住 C、原子核放出一个①粒子后，形成的新核比原来的电荷数多1个 D、原子核放出一个③粒子后，质子数比原来少4，中子数比原来少2个

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3. 与早期的电缆传输信息相比，光纤通信具有各方面压倒性的优势。日前光纤信号传输主要采用以下三种波长的激光： $850 n m$ 、 $1310 n m$ 、 $1550 n m$ ，均大于红光波长（ $630 - 760 n m$ ）。下列说法中正确的是（）

A、光纤通信利用的是光的折射原理 B、光纤中的激光能使荧光物质发光 C、若用红光照射某光电管能产生光电效应现象，光纤中的激光也一定可以 D、若换用可见光传输信号，其在光纤中的传播速度比现有的三种激光都慢

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4. 2012年10月，美国耶鲁大学的研究人员发现一颗完全由钻石组成的星球，通过观测发现该星球的半径是地球的2倍，质量是地球的8倍，假设该星球有一颗近地卫星，下列说法正确的是（）

A、该星球的近地卫星周期跟地球的近地卫星周期相等 B、该星球近地卫星的速度是地球近地卫星速度的4倍 C、该星球表面的重力加速度是地球表面重力加速度的4倍 D、该星球的密度是地球密度的2倍

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5. 如图所示的实线为电场线，电场线分布及 $a$ 、 $e$ 两点均于直线 $O O'$ 对称，带电粒子仅在电场力作用下从 $a$ 点沿虚线 $a d b$ 运动到 $b$ 点，过直线 $O O'$ 时速度方向恰好与 $O O'$ 垂直，不计粒子重力，则下列说法正确的是（）

A、 $a$ 、 $e$ 两点的场强相同 B、 $b$ 点的场强为零 C、带电粒子从 $a$ 运动到 $b$ ，其电势能增大 D、过 $b$ 点后带电粒子可能运动到 $c$ 点

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二、多选题

6. 如图甲为一列简谐横波在某一时刻的波形图，图乙为介质中 $x = 2 m$ 处的质点 $P$ 以此时刻为计时起点的振动图像。下列说法正确的是（）

A、这列波沿 $x$ 轴正方向传播 B、这列波的传播速度是 $20 m / s$ C、经过 $0.1 s$ ，质点 $Q$ 的运动方向沿 $y$ 轴负方向 D、经过 $0.35 s$ ，质点 $Q$ 距平衡位置的距离大于质点 $P$ 距平衡位置的距离

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7. 如图甲是线圈线垂直于磁场的轴在匀强磁场中匀速转动时所产生的正弦交流电压图像，把该交流电压加在如图乙中理想变压器的 $A$ 、 $B$ 两端。已知变压器原线圈Ⅰ和副线圈Ⅱ的匝数比为 $5 ： 1$ ，交流电流表和交流电压表均为理想电表，电阻 $R = 1 Ω$ ，其他各处电阻不计。下列说法正确的是（）

A、在 $t = 0.1 s$ 和 $0.3 s$ 时，穿过线圈的磁通量最大 B、线圈转动的角速度为 $5 π r a d / s$ C、电压表的示数为 $2.83 V$ D、电流表的示数为 $0.40 A$

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8. 如图所示为回旋加速器的示意图。两个靠得很近的 $D$ 形金属盒处在与盒面垂直的匀强磁场中，一质子从加速器的 $A$ 处开始加速。已知 $D$ 形盒的半径为 $R$ ，磁场的磁感应强度为 $B$ ，高频交变电源的电压为 $U$ 、频率为 $f$ ，质子质量为 $m$ 、电荷量为 $q$ 。下列说法正确的是（）

A、质子的最大速度不超过 $2 π R f$ B、质子的最大动能为 $\frac{q^{2} B^{2} R^{2}}{2 m}$ C、只增大磁感应强度 $B$ ，回旋加速器仍可正常工作 D、在不改变所加交变电源频率和磁场的情况下，可直接对氦核（ $2_{4} H e$ ）进行加速

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三、实验题

9. 在“用双缝干涉测光的波长”实验中，将实验仪器按要求安装在光具座上，如图a所示。

(1)、关于该实验，下列说法正确的是____；

A、单缝及双缝必须平行放置 B、干涉条纹与双缝垂直 C、干涉条纹疏密程度与双缝宽度有关 D、若用绿色滤光片替换红色滤光片，干涉条纹间距会变小

(2)、某同学在做该实验时，第一次分划板中心刻度对齐 $A$ 条纹中心时（图b），游标尺的示数如图c所示；第二次分划板中心刻度对齐 $B$ 条纹中心时（图d），游标尺的示数如图e所示。已知双缝间距为 $0.50 m m$ ，双缝到屏的距离为 $1.00 m$ ，则图c游标尺的示数为 $m m$ ，两个相邻明纹（或暗纹）间的距离为 $m m$ 。实验时测量多条干涉条纹宽度的目的是。所测单色光波长为 $m$ 。

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10. 在“多用电表的使用”实验中：

(1)、如图1所示为一正在测量中的多用电表表盘，如果用电阻挡“× 100”测量，则读数为 $Ω$ ；如果用“直流5 V”挡测量，则读数为V。

(2)、甲同学利用多用电表测量电阻，他用电阻挡“×100”测量时发现指针偏转角度过小，为了得到比较准确的测量结果，请从下列选项中挑出合理的步骤，操作顺序为（填写选项前的字母）。
A ．将选择开关旋转到电阻挡“×1k”的位置

B ．将选择开关旋转到电阻挡“×10”的位置

C ．将两表笔分别与被测电阻的两根引线相接完成测量

D ．将两表笔短接，调节欧姆调零旋钮使指针指向“0Ω”

(3)、乙同学利用多用电表测量图示电路中小灯泡正常工作时的有关物理量，以下操作正确的是。

A．将选择开关旋转到合适的电压挡，闭合开关，利用图2的电路测量小灯泡两端的电压

B．将选择开关旋转到合适的电阻挡，闭合开关，利用图2的电路测量小灯泡的电阻

C．将选择开关旋转到合适的电流挡，闭合开关，利用图3的电路测量通过小灯泡的电流

D．将选择开关旋转到合适的电流挡，把图3中红、黑表笔接入电路的位置互换，闭合开关，测量通过小灯泡的电流

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四、解答题

11. 如图所示，竖直平面内一倾角 $θ = 37 °$ 的粗糙倾斜直轨道 $A B$ 与光滑圆弧轨道 $B C$ 相切于 $B$ 点， $B C$ 长度可忽略，且与传送带水平段平滑连接于 $C$ 点。一质量 $m = 0.2 k g$ 的小滑块从 $A$ 点静止释放，经 $B$ 点最后从 $C$ 点水平滑上传送带。已知 $A$ 点离地高度 $H = 1.2 m$ ， $A B$ 长 $L_{1} = 1.25 m$ ，滑块与 $A B$ 间的动摩擦因数 $μ_{1} = 0.25$ ，与传送带间的动摩擦因数 $μ_{2} = 0.2$ ， $C D$ 长度 $L_{2} = 3 m$ ，圆弧轨道半径 $R = 0.5 m$ 。若滑块可视为质点，不计空气阻力， $g = 10 m / s^{2}$ ， $s i n 37 ° = 0.6$ ， $c o s 37 ° = 0.8$ 。求：

(1)、小滑块经过 $C$ 点时对轨道的压力；

(2)、当传送带以顺时针方向 $v_{1} = 4 m / s$ 的速度转动时，小滑块从水平传送带右端 $D$ 点水平抛出后，落地点到 $D$ 点的水平距离。

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12. 如图所示，固定在同一水平面内的两根平行长直金属导轨的间距为 $L$ ，其右端接有阻值为 $R$ 的电阻，整个装置处在竖直向上磁感应强度大小为 $B$ 的匀强磁场中。一质量为 $m$ 的金属棒 $a b$ 垂直于导轨放置，且与两导轨保持良好接触， $a b$ 棒与导轨之间的动摩擦因数为 $μ$ 。 $a b$ 棒在水平向左、垂直于杆的恒力 $F$ 作用下从静止开始沿导轨运动距离为 $s$ 时，速度恰好达到最大值，运动过程中 $a b$ 棒始终与导轨保持垂直。已知 $a b$ 棒接入电路的电阻为 $r$ ，导轨电阻不计，重力加速度大小为 $g$ 。求：

(1)、 $a b$ 棒的最大速度 $v_{m}$ 的大小和此时通过 $R$ 的电流 $I$ ；

(2)、此过程通过电阻 $R$ 的电量 $q$ 和电阻 $R$ 产生的焦耳热 $Q_{R}$ 。

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13. 在科学研究中，可以通过施加适当的电场和磁场来实现对带电粒子运动的控制。如图所示，某时刻在xOy平面内的第Ⅱ、Ⅲ象限中施加沿y轴负方向、电场强度为E的匀强电场，在第Ⅰ、Ⅳ象限中施加垂直于xOy坐标平面向里、磁感应强度为B的匀强磁场。一质量为m，电荷量为q的带正电的粒子从M点以速度v₀沿垂直于y轴方向射入该匀强电场中，粒子仅在电场力作用下运动到坐标原点O且沿OP方向进入第Ⅳ象限。在粒子到达坐标原点O时撤去匀强电场（不计撤去电场对磁场及带电粒子运动的影响），粒子经过原点O进入匀强磁场中，并仅在磁场力作用下，运动一段时间从y轴上的N点射出磁场。已知OP与x轴正方向夹角α=60°，带电粒子所受重力及空气阻力均可忽略不计，求：

(1)、M、O两点间的电势差U；

(2)、坐标原点O与N点之间的距离d；

(3)、粒子从M点运动到N点的总时间t。

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