河北省邢台市2022届高三上学期物理期末试卷

试卷更新日期：2022-09-01 类型：期末考试

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一、单选题

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、 $\frac{1}{4}$ D、 $\frac{1}{2}$

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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

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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v₀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h、L、m、v₀四个物理量中的一个.可使飞镖投中靶心的是（）

A、适当减小L B、适当减小 $v_{0}$ C、适当减小h D、适当减小m

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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k（ $k > 1$ ）。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、为k² C、大于k² D、小于k²

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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v，引力常量为G，则地球的质量为（）

A、 $\frac{v^{3} T}{π G}$ B、 $\frac{2 v^{3} T}{π G}$ C、 $\frac{v^{3} T}{2 π G}$ D、 $\frac{4 v^{3} T}{π G}$

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6. 如图所示，竖直墙壁 $A B$ 与斜面 $B C$ 的夹角为 $53 °$ ，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， $O O^{'} ⊥ B C$ 。重力加速度大小为g，取 $s i n 53 ° = 0.8$ ， $c o s 53 ° = 0.6$ ，不计一切摩擦。半球对墙壁的弹力大小为（）

A、 $\frac{5}{4} m g$ B、 $\frac{3}{4} m g$ C、 $\frac{3}{2} m g$ D、 $\frac{5}{2} m g$

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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3V的直流电压通过转换器转换为正弦交变电压u=12sin100πt（V），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18kV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V的示数为12V 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1：1500

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二、多选题

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 $α$ 射线、 $β$ 射线和 $γ$ 射线，下列说法正确的是（）

A、 $γ$ 射线呈电中性 B、某原子核放出 $β$ 射线后，其质量数增加1 C、 $α$ 射线、 $β$ 射线和 $γ$ 射线中，电离作用最强的是 $α$ 射线 D、 $β$ 射线是电子，来自原来绕核旋转的核外电子

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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 $v_{0}$ 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 $\frac{{v_{0}}^{2}}{4 g}$ 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 $\frac{1}{2} m {v_{0}}^{2}$ 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 $m v_{0}$

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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），A、B、C、D、M、N是棱长为a的正八面体的六个顶点，在同一竖直线上的M、N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ABCD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 $\frac{m g}{q}$ C、做圆周运动的点电荷的角速度大小为 $\frac{4}{3} \sqrt{\frac{\sqrt{3} k Q q}{m a^{3}}}$ D、做圆周运动的点电荷的动能为 $\frac{4 \sqrt{3} k Q q}{9 a}$

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三、实验题

11. 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，不计空气阻力。

(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 $\frac{1}{m}$ 为横坐标、 $\frac{1}{t^{2}}$ 为纵坐标作出的 $\frac{1}{t^{2}} - \frac{1}{m}$ 图像如图乙所示（图中的a、b均为已知量），则撤去外力瞬间弹簧的弹性势能 $E_{p} =$ ；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 $μ =$ 。

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12. 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

s \leq 1.00 m g / L

。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（ $25 ℃$ ）的电阻率/（ $\times 1 0^{3} Ω \cdot m$ ）	500	50	5
溶解的固体含量/（ $m g \cdot L^{- 1}$ ）	0.010	0.100	1.00
水（ $25 ℃$ ）的电阻率/（ $\times 1 0^{3} Ω \cdot m$ ）	0.5	0.1	0.01
溶解的固体含量/（ $m g \cdot L^{- 1}$ ）	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 $I_{g}$ ，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量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

”）表笔是黑表笔。

(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

ρ =

（用相关物理量的符号表示）；若

E = 3.0 V

，

I_{g} = 100 μ A

，圆柱形塑料容器的长度与横截面直径分别为

L = 30 c m

、

d = 20 c m

，则该净水机（选填“合格”或“不合格”）。

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四、解答题

13. 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x₀=7m处由静止开始向甲同学匀加速滑去，经时间t=2s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m₁=60kg，m₂=80kg，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 $\frac{1}{20}$ ，取重力加速度大小g=10m/s²。求：

(1)、乙同学在抱住甲同学前瞬间的速度大小v₀；

(2)、乙同学抱住甲同学后一起向前滑行的距离x。

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14. 如图所示，在第I象限内的虚线OC（OC与y轴正方向的夹角 $θ = 53 °$ ）与y轴所夹区域内（包括虚线OC）有磁感应强度大小为B、方向垂直于xOy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（视为质点）从y轴上坐标为（0，L）的A点平行于x轴正方向射入磁场。取 $s i n 53 ° = 0.8 ， c o s 53 ° = 0.6$ ，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xOy平面内x轴与虚线OC所夹区域加上方向平行OC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 $x_{0}$ （不考虑b粒子到达x轴后的运动）。

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15. 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 $T_{0}$ 。夜晚，小王测得水银柱下降了△h。重力加速度大小为g，大气压强恒为 $p_{0}$ 。求：

(1)、正午时管内空气的压强p；

(2)、夜晚室外的温度T及昼夜温差△T（即 $T_{0}$ 与T的差值）。

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16. 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AB边的对称轴，AO边与BO边的夹角可以调节，现使一光线从图示位置垂直于AB边射入圆锥截面。当AO边与BO边的夹角为106°时，光线恰好不会从AO边射出。取 $s i n 37 ° = 0.6$ ， $c o s 37 ° = 0.8$ 。

(1)、求该材料的折射率；

(2)、改变AO边与BO边的夹角，让光线仍沿原方向入射，结果光线射到BO边时刚好发生全发射，求此时AO边与BO边的夹角 $θ$ （结果保留三位有效数字）。

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五、填空题

17. 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”）。

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18. 甲、乙两人在湖边钓鱼，甲发现湖中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 $t_{1} = 20$ s，甲、乙的浮标在波的传播方向上相距 $x = 8$ m，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 $t_{2} = 4$ s，乙的浮标第一次到达最高点。该水波的周期为s，波长为m。

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