2022屆河北省唐山市高三（上）期末物理試題（解析版）

1、 唐山市2021-2022學(xué)年度高三年級(jí)第一學(xué)期期末考試物 理注意事項(xiàng)：1.答卷前，考生務(wù)必將自己的姓名、考生號(hào)、考場(chǎng)號(hào)、座位號(hào)填寫(xiě)在答題卡上。2.回答選擇題時(shí)，選出每小題答案后，用鉛筆把答題卡上對(duì)應(yīng)題目的答案標(biāo)號(hào)涂黑。如需改動(dòng)，用橡皮擦干凈后，再選涂其他答案標(biāo)號(hào)?；卮鸱沁x擇題時(shí)，將答案寫(xiě)在答題卡上，寫(xiě)在本試卷上無(wú)效。3.考試結(jié)束后，將本試卷和答題卡一并交回。一、單項(xiàng)選擇題：本題共7小題，每小題4分，共28分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)是符合題目要求的。1. 钚是一種放射性元素，是原子能工業(yè)的重要原料，可作為核燃料和核武器的裂變劑。钚239是經(jīng)過(guò)中子照射蛻變形成的，蛻變方程為；再經(jīng)歷兩

2、次衰變形成钚239，則钚元素的質(zhì)子數(shù)是（）A. 88B. 90C. 94D. 96【答案】C【解析】【詳解】因每經(jīng)歷一次衰變電荷數(shù)增加1，則再經(jīng)歷兩次衰變形成钚239，則钚239的電荷數(shù)為94，質(zhì)子數(shù)為94。故選C。2. 如圖，質(zhì)量相同的、兩球可看成質(zhì)點(diǎn)，分別由相同高度的固定光滑曲面和固定光滑斜面頂端靜止釋放。下滑至光滑水平面的過(guò)程中，、兩球所受合力的沖量大小分別為、，在斜面上運(yùn)動(dòng)時(shí)間分別為、，已知曲面和斜面均與光滑水平面平滑連接，則（）A. B. C. D. 【答案】B【解析】【詳解】設(shè)斜面高度為，根據(jù)機(jī)械能守恒定律，對(duì)A、B兩球均有滑至光滑水平面時(shí)速度A、B兩球質(zhì)量相等，根據(jù)可知由題圖可知

3、A做加速度越來(lái)越小的加速運(yùn)動(dòng)，B做勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，曲面和斜面的長(zhǎng)度位置，則、無(wú)法比較，故B正確，ACD錯(cuò)誤。故選B。3. 如圖所示，一勁度系數(shù)為的輕彈簧左端固定在豎直墻壁上，右端連接置于粗糙水平面的物塊。此時(shí)彈簧自然伸長(zhǎng)，物塊位于點(diǎn)?，F(xiàn)用外力向左推動(dòng)物塊，當(dāng)彈簧壓縮量為時(shí)，使物塊靜止，然后由靜止釋放物塊，物塊到達(dá)點(diǎn)時(shí)速度剛好為0。已知此過(guò)程中向左推動(dòng)木塊的外力所做的功為。則此過(guò)程中彈簧的最大彈性勢(shì)能為（）A B. C. D. 【答案】B【解析】【詳解】設(shè)彈簧的最大彈性勢(shì)能為，木塊向左運(yùn)動(dòng)時(shí)，根據(jù)動(dòng)能定理木塊向右運(yùn)動(dòng)時(shí)，根據(jù)動(dòng)能定理聯(lián)立解得故ACD錯(cuò)誤B正確。故選B。4. 2021“一帶一路”年

4、度漢字發(fā)布活動(dòng)中，“互”字作為最能體現(xiàn)2021年“一帶一路”精神內(nèi)涵的漢字拔得頭籌，成為年度漢字。如圖為力學(xué)興趣小組制作的“互”字形木制模型。模型分上下兩部分，質(zhì)量均為。用細(xì)線(xiàn)連接兩部分。當(dāng)細(xì)線(xiàn)都繃緊時(shí)，整個(gè)模型可以豎直靜止在水平地面上。其中連接、兩點(diǎn)的細(xì)線(xiàn)為，連接、兩點(diǎn)的細(xì)線(xiàn)為，重力加速度為g。則（）A. 細(xì)線(xiàn)對(duì)點(diǎn)的作用力向上B. 細(xì)線(xiàn)的拉力等于細(xì)線(xiàn)的拉力C. 細(xì)線(xiàn)的拉力大小等于D. 整個(gè)模型對(duì)地面的壓力大小為【答案】D【解析】【詳解】A細(xì)線(xiàn)只能提供沿細(xì)線(xiàn)的拉力，所以細(xì)線(xiàn)對(duì)點(diǎn)的作用力向下。故A錯(cuò)誤；BC對(duì)模型上部分受力分析，有易知，細(xì)線(xiàn)的拉力小于細(xì)線(xiàn)的拉力，細(xì)線(xiàn)的拉力大于。故BC錯(cuò)誤；D對(duì)整

5、個(gè)模型受力分析，有根據(jù)牛頓第三定律，可知整個(gè)模型對(duì)地面的壓力大小為。故D正確。故選D。5. 如圖，理想變壓器的原線(xiàn)圈匝數(shù)匝，接入電壓的正弦交流電路中。副線(xiàn)圈匝數(shù)匝，副線(xiàn)圈上接有“、”的定值電阻，則變壓器的輸入功率是（）A B. C. D. 【答案】A【解析】【詳解】定值電阻的阻值為根據(jù)變壓器原副線(xiàn)圈的電壓與匝數(shù)比得解得則定值電阻的實(shí)際功率根據(jù)變壓器原副線(xiàn)圈功率相等可知變壓器的輸入功率是，故A正確，BCD錯(cuò)誤。故選A。6. 瑞士天文學(xué)家迪迪?？迤潱―idier Queloz）因?yàn)椤鞍l(fā)現(xiàn)了圍繞其他類(lèi)太陽(yáng)恒星運(yùn)行的系外行星”而獲得了2019年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。假設(shè)某一系外行星的半徑為，質(zhì)量為，公轉(zhuǎn)半

6、徑為，公轉(zhuǎn)周期為。一質(zhì)量為的宇宙飛船圍繞該系外行星做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，半徑為，周期為。不考慮其他天體的影響。已知引力常量為，則有（）A. B. C. D. 【答案】C【解析】【詳解】CD質(zhì)量為的宇宙飛船圍繞該系外行星做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，它們之間的萬(wàn)有引力提供向心力可得整理可得故C正確，D錯(cuò)誤。AB開(kāi)普勒第三定律僅適用于繞同一中心天體運(yùn)動(dòng)的物體，題中系外行星公轉(zhuǎn)和宇宙飛船繞系外行星飛行中心天體不同，不能使用開(kāi)普勒第三定律，故AB錯(cuò)誤。故選C。7. 如圖，虛線(xiàn)是真空中某點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)中的一條直線(xiàn)，直線(xiàn)上點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為，方向與直線(xiàn)的夾角為，則這條直線(xiàn)上電場(chǎng)強(qiáng)度最大值為（）A. B. C. D. 【答案

7、】D【解析】【詳解】根據(jù)題意可知，電場(chǎng)為點(diǎn)電荷電場(chǎng)，點(diǎn)電荷一定在點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度方向的直線(xiàn)上，虛線(xiàn)是電場(chǎng)中的直線(xiàn)，這條直線(xiàn)上電場(chǎng)強(qiáng)度最大地方距離點(diǎn)電荷距離最小，如圖設(shè)Oa的距離為，點(diǎn)點(diǎn)電荷帶電量為，根據(jù)幾何關(guān)系可得根據(jù)點(diǎn)電荷場(chǎng)強(qiáng)公式，可知?jiǎng)t這條直線(xiàn)上電場(chǎng)強(qiáng)度最大值故ABC錯(cuò)誤D正確。故選D。二、多項(xiàng)選擇題：本題共3小題，每小題6分，共18分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，有兩個(gè)或兩個(gè)以上選項(xiàng)符合題目要求。全部選對(duì)的得6分，選對(duì)但不全的得3分，有選錯(cuò)的得0分。8. 如圖，一個(gè)質(zhì)點(diǎn)以加速度做初速度為零的勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，后變?yōu)橐约铀俣茸鰟蜃兯僦本€(xiàn)運(yùn)動(dòng)持續(xù)到末，質(zhì)點(diǎn)的末速度大小變?yōu)?。若前?nèi)圖像與坐標(biāo)軸圍成的面積

8、大小為，后圖像與坐標(biāo)軸圍成的面積大小為，則下列說(shuō)法正確的是（）A. B. C. D. 【答案】ACD【解析】【詳解】AB根據(jù)圖像斜率表示加速度可知故A正確，B錯(cuò)誤；C由速度時(shí)間關(guān)系得末速度大小故C正確；D由圖可得故D正確。故選ACD。9. 在珠海舉行的第13屆中國(guó)航展吸引了全世界的軍事愛(ài)好者。如圖，曲線(xiàn)是一架飛機(jī)在豎直面內(nèi)進(jìn)行飛行表演時(shí)的軌跡。假設(shè)從到的飛行過(guò)程中，飛機(jī)的速率保持不變。則沿曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)時(shí)，飛機(jī)（）A. 所受合力方向豎直向下B. 所受合力大小不等于0C. 飛機(jī)豎直分速度變大D. 飛機(jī)水平分速度保持不變【答案】BC【解析】【詳解】A飛機(jī)做曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，所受合力方向指向軌跡的凹向，則合力方向

9、不一定豎直向下，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；B飛機(jī)做曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，加速度不為零，則所受合力大小不等于0，選項(xiàng)B正確；CD飛機(jī)的速率保持不變，則向下運(yùn)動(dòng)時(shí)豎直分速度變大，水平分速度減小，選項(xiàng)C正確，D錯(cuò)誤。故選BC。10. 如圖，兩條平行的金屬導(dǎo)軌所在平面與水平面成一定夾角，間距為。導(dǎo)軌上端與電容器連接，電容器電容為。導(dǎo)軌下端與光滑水平直軌道通過(guò)絕緣小圓弧平滑連接，水平直軌道平行且間距也為，左側(cè)末端連接一阻值為的定值電阻。導(dǎo)軌均處于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為，方向分別垂直導(dǎo)軌所在平面。質(zhì)量為，電阻為，寬度為的金屬棒從傾斜導(dǎo)軌某位置由靜止釋放，保證金屬棒運(yùn)動(dòng)過(guò)程始終與平行導(dǎo)軌垂直且接觸良好，金屬棒下滑到兩個(gè)軌道連

10、接處時(shí)的速度剛好是，重力加速度為，忽略導(dǎo)軌電阻，水平導(dǎo)軌足夠長(zhǎng)。則下列說(shuō)法正確的是（）A. 金屬棒初始位置到水平軌道的高度為B. 電容器兩極板攜帶的最大電荷量為C. 金屬棒在水平軌道上運(yùn)動(dòng)時(shí)定值電阻產(chǎn)生的焦耳熱為D. 金屬棒在水平軌道運(yùn)動(dòng)的最大位移【答案】BD【解析】【詳解】A金屬棒沿斜面下滑到底端時(shí)，重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能和電容器儲(chǔ)存的電能（若傾斜導(dǎo)軌不光滑，還有摩擦生熱），即由能量關(guān)系可知?jiǎng)t金屬棒初始位置到水平軌道的高度不等于，A錯(cuò)誤；B金屬棒下滑到兩個(gè)軌道連接處時(shí)的速度最大，此時(shí)電容器兩端電壓最大，最大值為Em=Bdv則電容器兩極板攜帶的最大電荷量為Q=CEm=B正確；C由能量關(guān)系可知，金屬

11、棒在水平軌道上運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的總的焦耳熱因金屬棒有內(nèi)阻，則定值電阻產(chǎn)生的焦耳熱小于，C錯(cuò)誤；D由動(dòng)量定理解得金屬棒在水平軌道運(yùn)動(dòng)的最大位移D正確故選BD。三、非選題：共54分。第1114題為必考題，每個(gè)試題考生都必須作答。第1516題為選考題，考生根據(jù)要求作答。（一）必考題：共42分。11. 小明利用如圖裝置驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律。圖中為輕桿，為固定轉(zhuǎn)軸，端小球固定于桿上，質(zhì)量為。端小球放在輕質(zhì)勺形槽內(nèi)，質(zhì)量為。由靜止釋放后，輕桿從水平位置逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，輕桿轉(zhuǎn)到豎直位置時(shí)被制動(dòng)，球被水平拋出。（1）實(shí)驗(yàn)時(shí)，小明首先測(cè)量了、及兩球距點(diǎn)的距離、，除此之外，還需要測(cè)量的物理量有_。A. 球從釋放到運(yùn)動(dòng)至最低點(diǎn)

12、的時(shí)間B. 點(diǎn)離地面的高度C. 球落地點(diǎn)與點(diǎn)的水平距離（2）結(jié)合（1）中的各物理量，輕桿從水平位置自由釋放，利用上述測(cè)定的物理量和重力加速度，可得系統(tǒng)重力勢(shì)能減少量為_(kāi)，動(dòng)能增加量為_(kāi)?！敬鸢浮?. BC . . 【解析】【詳解】（1）1 驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律,需要測(cè)量系統(tǒng)重力勢(shì)能的減少量和系統(tǒng)動(dòng)能的增加量，系統(tǒng)動(dòng)能的增加量需要測(cè)量小球B的速度，求平拋運(yùn)動(dòng)的初速度，需要B球拋出點(diǎn)到地面的距離和落地點(diǎn)與拋出點(diǎn)的水平距離，因已有拋出點(diǎn)到點(diǎn)O的高度，只需測(cè)量出O與地面的高度h，不需要球從釋放到運(yùn)動(dòng)至最低點(diǎn)的時(shí)間。故選BC。（2）2 輕桿從水平位置自由釋放，系統(tǒng)重力勢(shì)能的減少量3B球到達(dá)拋出點(diǎn)的速度由圖

13、可知，兩球轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度相等，則此時(shí)A球的速度則系統(tǒng)的動(dòng)能增加量12. 某興趣小組要探究一種新材料制成的圓柱體的電阻，步驟如下：（1）用螺旋測(cè)微器測(cè)量其直徑如圖甲，由圖可知其直徑為_(kāi)。（2）該同學(xué)先用多用電表的歐姆檔粗略測(cè)量圓柱體的電阻，測(cè)量時(shí)選定檔位后，紅黑表筆短接進(jìn)行_。當(dāng)他用檔測(cè)量時(shí)，多用電表指針如圖乙所示，則圓柱體的電阻為_(kāi)。（3）接下來(lái)，想精確地測(cè)量其電阻，除待測(cè)圓柱體外，實(shí)驗(yàn)室提供的器材還有：A. 直流電源（電動(dòng)勢(shì)，內(nèi)阻不計(jì)）B. 電流表（量程，內(nèi)阻約）C. 電流表（量程，內(nèi)阻約）D. 電壓表（量程，內(nèi)阻）E. 電壓表（量程，內(nèi)阻）F. 滑動(dòng)變阻器（阻值范圍，允許通過(guò)的最大電流）G.

14、 滑動(dòng)變阻器（阻值范圍，允許通過(guò)的最大電流）H. 開(kāi)關(guān)、導(dǎo)線(xiàn)若干。要在虛線(xiàn)框內(nèi)畫(huà)出電路原理圖，并在圖中標(biāo)出所用儀器的代號(hào)。（ ）若所選電表測(cè)量數(shù)據(jù)分別為、，待測(cè)電阻精確值的表達(dá)式_?！敬鸢浮?. 3.600 . 歐姆調(diào)零 . 340 . . 【解析】【詳解】（1）1用螺旋測(cè)微器測(cè)量其直徑為3.5mm+0.01mm10.0=3.600mm（2）23該同學(xué)先用多用電表的歐姆檔粗略測(cè)量圓柱體的電阻，測(cè)量時(shí)選定檔位后，紅黑表筆短接進(jìn)行歐姆調(diào)零。圓柱體的電阻為3410=340。（3）4電源電動(dòng)勢(shì)為4V，則電路可能出現(xiàn)的最大電流為則電流表選擇A2，因電壓表內(nèi)阻已知，則采用安培表外接；滑動(dòng)變阻器要接成分壓電

15、路，則選擇阻值較小的R1即可；電路如圖；5由電路可知13. 如圖，可視為質(zhì)點(diǎn)的兩個(gè)物塊、質(zhì)量均為，物塊靜止在下端固定的輕質(zhì)彈簧上，輕質(zhì)彈簧勁度系為。物塊在彈簧原長(zhǎng)位置從靜止開(kāi)始釋放，忽略空氣阻力，物塊與物塊碰撞后結(jié)為整體。已知碰撞時(shí)間極短，碰后整體具有的最大動(dòng)能等于物塊碰前的最大動(dòng)能，重力加速度為，求（1）兩物塊碰撞后的共同速度；（2）整體最大速度時(shí)，彈簧彈性勢(shì)能增加了多少?！敬鸢浮浚?）；（2）【解析】【詳解】如圖所示（1）A、B初始位置的距離可得根據(jù)動(dòng)能定理解得A下落至與B碰前的速度可得兩者碰撞過(guò)程動(dòng)量守恒聯(lián)立可得（2）由題意當(dāng)彈簧彈力的大小等于兩者重力時(shí)，整體速度最大可得增加的彈性勢(shì)能為

16、14. 如圖，頂角為的“V”字形區(qū)域內(nèi)存在垂直于紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。上方存在電場(chǎng)強(qiáng)度大小為的勻強(qiáng)電場(chǎng)，方向豎直向上。在上距離點(diǎn)處有一點(diǎn)，在電場(chǎng)中距離為的位置由靜止釋放一個(gè)質(zhì)量為、電荷量為的帶負(fù)電的粒子，經(jīng)電場(chǎng)加速后該粒子以一定速度從點(diǎn)射入磁場(chǎng)后，第一次恰好不從邊界射出。不計(jì)粒子的重力。求：（1）粒子運(yùn)動(dòng)到點(diǎn)時(shí)的速率；（2）勻強(qiáng)磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度大小；（3）粒子從釋放到第2次離開(kāi)磁場(chǎng)的總時(shí)間?！敬鸢浮浚?） ；（2） ；（3）【解析】【詳解】（1）帶電粒子由靜止開(kāi)始到達(dá)A點(diǎn)時(shí)，由動(dòng)能定理可得 解得（2）作出粒子完整的運(yùn)動(dòng)軌跡圖像如圖所示粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)軌跡的圓心為O1，軌跡與ON邊界相切于D點(diǎn)，設(shè)

17、軌跡半徑為r，由幾何關(guān)系可得即粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的軌跡半徑為設(shè)勻強(qiáng)磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，由洛倫茲力充當(dāng)向心力可得解得（3）帶電粒子從靜止加速到A所用時(shí)間為帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的周期帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)間帶電粒子再次進(jìn)入電場(chǎng)再返回所用時(shí)間再次返回磁場(chǎng)有幾何關(guān)系可知，以O(shè)點(diǎn)為圓心繼續(xù)圓周運(yùn)動(dòng)至ON邊界離開(kāi)則再次做圓周運(yùn)動(dòng)的時(shí)間所以總時(shí)間為（二）選考題：共12分。請(qǐng)考生從2道題中任選一題作答，并用2B鉛筆將答題卡上所選題目對(duì)應(yīng)的題號(hào)右側(cè)方框涂黑，按所涂題號(hào)進(jìn)行評(píng)分；多涂、多答，按所涂的首題進(jìn)行評(píng)分；不涂，按本選考題的首題進(jìn)行評(píng)分。【選修3-3】（12分）15. 如圖所示，汽車(chē)引擎蓋被氣彈

18、簧支撐著。氣彈簧由活塞桿、活塞、填充物、壓力缸等部分組成，其中壓力缸為密閉的腔體，內(nèi)部充有一定質(zhì)量的氮?dú)?，再打開(kāi)引擎蓋時(shí)密閉于腔體內(nèi)的壓縮氣體膨脹，將引擎蓋頂起，若腔體內(nèi)氣體與外界無(wú)熱交換，內(nèi)部的氮?dú)饪梢砸暈槔硐霘怏w，則腔體內(nèi)氣體分子的平均動(dòng)能_（選填“減小”或者“增大”），腔體內(nèi)壁單位時(shí)間、單位面積被氮?dú)夥肿优鲎驳拇螖?shù)_（選填“增多”、“減少”或“不變”）【答案】 . 減小 . 減小【解析】【詳解】12根據(jù)U=W+Q，因?yàn)榕c外界無(wú)熱交換所以Q=0，因?yàn)闅怏w膨脹對(duì)外做功所以W0，故U0，所以分子的內(nèi)能減小，平均動(dòng)能減小。此過(guò)程中因?yàn)榉肿铀俾蕼p小，空間里分子的密度減小，故氮?dú)夥肿优鲎泊螖?shù)減小。16. 如圖為豎直放置的形管，兩側(cè)均為粗細(xì)均勻的玻璃管，左管開(kāi)口，右管封閉。但右管橫截面積是左管的3倍，管中裝入水銀，大氣壓強(qiáng)為。開(kāi)口管中水銀面到管口距離為，且水銀面比封閉管內(nèi)高，封閉管內(nèi)空氣柱長(zhǎng)為?，F(xiàn)用小活塞把開(kāi)口端封住，并緩慢推動(dòng)活塞，使兩管液面相平，推動(dòng)過(guò)程中兩管的氣體溫度始終不變，不計(jì)小活塞與管壁阻力，求：（1）右管中氣體的最終壓強(qiáng)；（2）活塞推動(dòng)的距離?！敬鸢浮浚?）88cmHg；（2）6cm【解析】【詳解】（1）設(shè)左側(cè)管橫