广东省揭阳市2022届高三上学期物理期末考试试卷

试卷更新日期：2022-08-29 类型：期末考试

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一、单选题

1. 下列有关物理历史和事实描述正确的是（）

A、开普勒通过分析天文观测数据，发现了万有引力定律 B、通电直导线在磁场中一定受安培力的作用 C、做曲线运动的物体，其加速度一定不为零，但可以恒定 D、法拉第首先发现电流周围存在磁场

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2. 计算机键盘每个按键下面都连有两块小金属片，两块金属片之间有一定的空气间隙，组成一个可变电容器，如图所示。当键盘连接电源不断电，按下某个按键时，与之相连的电子线路就发出该按键相关的信号。松开按键时，则（）

A、电容器的电容变小 B、极板的电量变大 C、两极板间的电压变小 D、两极板间的场强变大

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3. 如图所示，氕核 $_{1}^{1} H$ 和氘核 $_{1}^{2} H$ 分别垂直进入同一匀强磁场中做匀速圆周运动，则（）

A、氕核和氘核做圆周运动的周期之比为2∶1 B、若入射速率相等，氕核和氘核做圆周运动的角速度相同 C、若质量和速率的乘积相等，氕核和氘核的圆周半径相等 D、增大入射速率，它们的周期也会增大

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4. 人体的细胞膜模型图如图所示，由磷脂双分子层组成，双分子层之间存在电压（医学上称为膜电位）。现研究某小块均匀的细胞膜，厚度为 $d$ ，膜内的电场可看作匀强电场，简化模型如图所示。初速度可视为零的正一价钠离子仅在电场力的作用下，从图中的A点运动到B点，下列说法正确的是（）

A、A点电势低于B点电势 B、钠离子的电势能减小 C、钠离子的加速度变大 D、若膜电位不变，当 $d$ 越大时，钠离子进入细胞内的速度越大

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5. 2021年5月，中国“天问一号”探测器首次在火星着陆。图设为探测器经过多次变轨后登陆火星的轨迹示意图，其中轨道Ⅰ、Ⅲ为椭圆，轨道Ⅱ为圆，忽略探测器变轨时质量的变化，下列关于探测器的说法正确的是（）

A、探测器在轨道Ⅰ的运行周期小于在轨道Ⅱ的运行周期 B、探测器在轨道Ⅱ上的速度小于火星的第一宇宙速度 C、探测器在轨道Ⅰ上 $O$ 点的加速度小于在轨道Ⅱ上 $O$ 点的加速度 D、探测器在轨道Ⅱ上 $P$ 点的机械能小于在轨道Ⅲ上 $Q$ 点的机械能

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6. 无线充电技术已应用于智能手机。手机无线充电器的基本原理类似于变压器，由发射器和接收器组成，分别有发射线圈和接收线圈，其简化模型如图所示（视为理想变压器）。已知发射、接收线圈匝数比为 $n_{1} ： n_{2} = 5 ： 1$ ， $A B$ 端输入电流为 $I = \frac{\sqrt{2}}{5} s i n 200 π t (A)$ ，则（）

A、接收线圈的输出电流的有效值为 $1 A$ B、接收线圈的输出功率是发射线圈的输入功率的 $\frac{1}{5}$ C、接收线圈中输出电流方向每秒变化100次 D、发射线圈和接收线圈的频率不相同

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7. 如图所示，同一水平面的皮带轮 $A 、 B$ 通过不打滑的皮带传动， $A$ 轮的半径是 $B$ 轮的2倍。在皮带轮各自的轴上用长度相同的轻绳分别悬挂质量为 $m_{甲}$ 和 $m_{乙}$ 的甲、乙两个小球，二者质量关系满足 $m_{甲} = 4 m_{乙}$ 。两轻绳上端的悬挂点足够高且在同一水平面上，通过外力驱动 $A$ 轮，待系统稳定转动后，两轻绳与轴的夹角分别为 $α$ 和 $β$ 。下列说法正确的是（）

A、甲、乙两球转动的角速度之比为2∶1 B、甲、乙两球在同一水平面上 C、因为 $m_{甲} = 4 m_{乙}$ ，所以 $α < β$ D、甲、乙两球受到细绳的拉力大小相等

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二、多选题

8. 下列四幅图片对应的说法正确的是（）

A、图1装置是卡文迪什通过扭秤实验测出万有引力常量 B、图2装置中平行板电容器左极板向左平移时静电计角度 $θ$ 变大 C、图3装置是汤姆孙利用油滴实验测出电子的电荷量 D、图4所示，小明下蹲过程中体重计的示数先增大后减小

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9. 高速公路行车要注意保持安全车距。某次A车出现故障被迫停车，同直线车道后方的B车发现A车已停下时，距A车 $200 m$ 。已知B车司机经反应时间 $0.5 s$ 后制动，B车原来匀速行驶速度为 $108 k m / h$ ，刹车过程视为匀减速直线运动，减速加速度大小 $a = 4 m / s^{2}$ 。下列说法正确的是（）

A、B车在司机反应时间内的位移为 $15 m$ B、B车司机从反应到B车停止共用时 $7.5 s$ C、从B车减速开始计时， $10 s$ 后B车的位移为 $150 m$ D、B车不会与A车相撞

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10. 图为某蹦极运动员从跳台无初速度下落到第一次到达最低点过程的速度-位移图像，运动员及装备的总质量为 $60 k g$ ，弹性绳原长为 $10 m$ ，不计空气阻力， $g = 10 m / s^{2}$ 。下列说法正确的是（）

A、下落过程中，运动员机械能守恒 B、运动员在下落过程中的前 $10 m$ 加速度不变 C、弹性绳最大的弹性势能约为 $15300 J$ D、速度最大时，弹性绳的弹性势能约为 $2250 J$

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三、实验题

11. 为测量滑块与水平桌面之间的动摩擦因数，某实验小组设计如图1所示的装置。理想弹簧的左端固定在水平桌面上，原长时在弹簧右端位置处固定光电门，滑块上固定遮光条，已知滑块和遮光条的总质量为 $m$ ，当地的重力加速度为 $g$ 。

(1)、用游标卡尺测出遮光条的宽度 $d$ 如图2所示，则 $d =$ $m m$ 。

(2)、用滑块（与弹簧接触但不连接）压缩弹簧，松手后遮光条通过光电门的时间为 $t$ ，测得滑块停下的位置到光电门的距离为 $s$ 。改变弹簧的压缩量，重复实验，作出 $s - \frac{1}{t^{2}}$ 图像如图3所示，测出其图像斜率为 $k$ ，滑块与水平桌面间的动摩擦因数为（用 $d 、 g 、 k$ 表示）。若某次实验过程测得弹簧压缩量为 $x_{1}$ ，遮光条通过光电门的时间为 $t_{1}$ ，则压缩弹簧时弹簧的弹性势能与压缩量 $x_{1}$ 间的关系为 $E_{p} =$ （用题中的字母表示）。

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12. 开展科技活动时，某兴趣学习小组自制的电子秤原理图，如图1所示。
实验器材有：直流电源（电动势为 $E$ ，内阻为 $r$ ）；理想电压表V（量程0 ~ 3V）；限流电阻 $R_{0}$ ；竖直固定的滑动变阻器R（总长为2cm，总阻值为12Ω）；电阻可忽略不计的弹簧，下端固定于水平地面，上端固定秤盘且与滑动变阻器R的滑动端连接，滑片接触良好且无摩擦；开关S以及导线若干。

(1)、若在某次实验中直流电源的路端电压 $U - I$ 图像如图2所示，可知电源电动势E = V，内阻r = Ω。

(2)、实验步骤如下：
①托盘中未放被测物前，电压表的示数为零。
②在弹簧的弹性限度内，在托盘中轻轻放入被测物，待托盘静止平衡后，滑动变阻器的滑片恰好处于下端b处，要使此时电压表刚好达到满偏，限流电阻 $R_{0}$ 。的阻值为Ω；已知弹簧的劲度系数 $k = 1.96 \times 1 0^{4} N / m$ ，当地重力加速度 $g = 9.8 m / s^{2}$ ，被测物的质量m = kg，由此在电压表的刻度盘上标示相应的质量数值，即可将该电压表改装成测量物体质量的仪器，则质量刻度是（填“均匀”或“不均匀”）的。

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四、解答题

13. 如图所示，两根足够长的光滑平行直导轨AB、CD与水平面成 $θ = 3 0^{∘}$ 角放置，两导轨间距L=l m，电阻不计。匀强磁场 $B_{2}$ 。与导轨AB、CD组成的平面垂直，方向未知。质量为m =1kg，电阻不计，长也为L的均匀直金属杆ab放在两导轨上，金属杆ab与导轨垂直且保持良好接触。水平放置的平行板电容器C，其板间距离d=10cm，板间有垂直纸面向里的匀强磁场 $B_{1} = 2 T$ ，导轨AB、CD与电路连接如图，其中定值电阻 $R_{1} = 2 Ω$ 。当可变电阻 $R_{2}$ 调为2 $Ω$ 时，闭合开关S，金属杆ab沿导轨向下滑动达到稳定状态时，某质子（不计重力）恰能从电容器中以平行于板的速度 $v_{0} = 10 m / s$ 匀速通过。重力加速度g取 $10 m / s^{2}$ 。

(1)、求匀强磁场 $B_{2}$ 的大小与方向；

(2)、求金属杆ab稳定状态的速度。

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14. 跳房子是一种常见的儿童游戏，又称跳方格。先在地上画一个写有数字的飞机状的房子，顺序形状如图所示，游戏规定参与者每次从第1格开始踢动瓦片向前滑动，瓦片每次只能依次前进一格，若瓦片压线或出界均属失败，先到达“天”字格者即获胜。游戏中正方形方格边长为L = 0.4m，瓦片质量均为m = 0.2kg，某次游戏中瓦片停在第1格的正中间，踢动瓦片，使其获得 $v_{0} = 2 m / s$ 的瞬间初速度，瓦片恰好滑行到第2格的正中间停下。瓦片可视为质点，重力加速度g取 $10 m / s^{2}$ 。

(1)、求瓦片与地面之间的动摩擦因数 $μ$ 。

(2)、若某次游戏中，某瓦片处于第1格的正中间，给该瓦片多大的动能才能停在第2格内？（结果可以用根号表示）

(3)、某次游戏中，处在第1格正中间的瓦片A获得1.3J的初动能后，与停在第2格正中间的瓦片B发生正碰，碰后瓦片A的速度为lm/s，瓦片B恰好停在第3格的正中间，求瓦片A停止后离第2格底边的距离以及此次碰撞中损失的机械能 $Δ E$ 。

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15. 被称为特大号“N95”的负压救护车是运送新冠肺炎患者的移动隔离舱，舱内的负压发生器可以让车厢病员室产生低于大气压的负压，空气在自由流动时只能由车外流向车内，车内已被污染的空气待消毒、过滤等步骤后再排出。下表是负压救护车的一些技术参数。
病员室容积
$10 m^{3}$
换气次数
$20 次 / h$
换气风量
$200 m^{3} / h$
负压
$- 10 P a ~ - 38 P a$
过滤效率
$\geq 99.97 %$ ， $0.3 μ m$
在某次运送病人途中，车厢病员室换气时既进气也排气，已知病人上车前车厢内压强 $p_{1} = 100010 P a$ ，车厢外大气压强 $p_{0} = 100020 P a$ 。假设车厢内外温度相同且恒定，换气时间间隔相等，换气量均匀，忽略病人上车前后病员室容积变化。求途中12分钟内须向外排出多少气体，才能让病员室负压差大小为20 Pa。（保留小数点后两位）

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16. 如图为透明玻璃砖竖直放置在水平地面上，玻璃砖对光的折射率为 $\sqrt{3}$ ，其截面图为等腰三角形ABC，已知 $∠ A B C = 120 °$ ， $A C = 4 \sqrt{3} L$ ， $B O ⊥ A C$ ，两束较细的光垂直AC从 $P_{1} 、 P_{2}$ 两点射入玻璃砖， $O P_{1} = O P_{2} = \sqrt{3} L$ ，求两束光的交点到O点的距离。

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五、填空题

17. 现代人通过放孔明灯祈福。普通的孔明灯用薄竹片架成圆桶形，外面以薄纸密实包围，开口朝下。释放时，通过开口处的火焰对灯内气体缓慢加热，直到灯能浮起来，如图所示，在缓慢加热过程中，灯内气体分子的平均动能（填“变大”“变小”或“不变”），灯内气体的密度（填“变大”“变小”或“不变”）。

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18. 一列简谐横波沿x轴的正向传播，周期为T，已知在t =0时刻波上相距30 cm的两质点a、b的位移都是l cm，但运动方向相反，其中质点a沿y轴负向运动，如图所示，则该波波长（填“一定”“可能”或“不能”）为9 cm；在 $t = \frac{7 T}{12}$ 时刻，质点a速度（填“最大”“最小”或“在最大和最小之间”）。

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病员室容积	$10 m^{3}$
换气次数	$20 次 / h$
换气风量	$200 m^{3} / h$
负压	$- 10 P a ~ - 38 P a$
过滤效率	$\geq 99.97 %$ ， $0.3 μ m$