2022-2023學年北京懷柔區(qū)第一職業(yè)中學高三物理下學期期末試卷含解析

2022-2023學年北京懷柔區(qū)第一職業(yè)中學高三物理下學期期末試卷含解析一、選擇題：本題共5小題，每小題3分，共計15分．每小題只有一個選項符合題意1.如圖所示，矩形邊界ABCD內存在磁感應強度為B的勻強磁場，方向垂直紙面向里，AB長為2L，AD長為L。從AD的中點E以不同速率發(fā)射粒子，速度方向與AD成30°角，粒子帶正電，電量為q，質量為m，不計粒子重力與粒子間的相互作用，下列判斷正確的是（

）A.粒子可能從BC邊離開B.經過AB邊的粒子最小速度為C.經過AB邊的粒子最大速度為D.AB邊上有粒子經過的區(qū)域長度為2L參考答案：C【分析】畫出粒子軌跡與CD邊相切的臨界情況圖，根據(jù)幾何關系列式求解半徑；根據(jù)牛頓第二定律，由洛倫茲力提供向心力，結合幾何關系可確定半徑的范圍，即可求解；【詳解】A、粒子帶正電，粒子運動的軌跡如圖所示，當粒子的軌跡恰好與CD邊相切時，根據(jù)幾何關系：，可得此時粒子半徑：，粒子將從AB邊上距離A點距離為：的M點離開磁場區(qū)域，故粒子不可能從BC邊離開，故A錯誤；C、根據(jù)洛倫茲力提供向心力：，可得：，可求出當粒子半徑為時，即粒子軌跡與CD邊相切時，此時粒子從AB邊射出的最大速度：，故C正確；BD、設當粒子恰好從AB邊的N點出射時，粒子速度為v2半徑為R2，根據(jù)幾何關系，可得粒子半徑：，此時粒子從AB邊射出的最小速度：。根據(jù)幾何關系：射出點N距離A點的距離：，故AB邊上有粒子經過的區(qū)域長度為：，故BD錯誤；故選C?！军c睛】掌握幾何關系在題中的運用，理解在磁場中運動時間與圓心角的關系，注意本題關鍵是畫出正確的運動軌跡；2.某導體置于電場后周圍的電場分布情況如圖所示，圖中虛線表示電場線，實線表示等勢面，A、B、C為電場中的三個點。下列說法錯誤的是A．A點的電場強度小于B點的電場強度B．A點的電勢高于B點的電勢C．將負電荷從A點移到B點，電場力做正功D．將正電荷從A點移到C點，電場力做功為零參考答案：C3.如圖所示，虛線A、B、C為某電場中的三條等勢線，其電勢分別為3V、5V、7V，實線為帶電粒子在電場中運動時的軌跡，P、Q為軌跡與等勢線A、C的交點，帶電粒子只受電場力，則下列說法正確的是

A．粒子可能帶負電

B．粒子在P點的動能大于Q點動能

C．粒子在P點電勢能大于粒子在Q點電勢能

D．粒子在P點受到電場力大于Q點受到的電場力參考答案：B4.（多選）如圖（a）所示，兩平行正對的金屬板A、B間加有如圖（b）所示的交變電壓，一重力可忽略不計的帶正電粒子被固定在兩板的正中間P處。若在t0時刻釋放該粒子，粒子會時而向A板運動，時而向B板運動，并最終打在B板上。則t0可能屬于的時間段是（

）A．

B．C．

D．

參考答案：【知識點】帶電粒子在勻強電場中的運動．I3【答案解析】ACD解析：A、若0＜t0＜，帶正電粒子先加速向B板運動、再減速運動至零；然后再反方向加速運動、減速運動至零；如此反復運動，每次向右運動的距離大于向左運動的距離，最終打在B板上，所以A正確．B、若＜t0＜

，帶正電粒子先加速向A板運動、再減速運動至零；然后再反方向加速運動、減速運動至零；如此反復運動，每次向左運動的距離大于向右運動的距離，最終打在A板上，所以B錯誤．C、若＜t0＜T，帶正電粒子先加速向A板運動、再減速運動至零；然后再反方向加速運動、減速運動至零；如此反復運動，每次向左運動的距離小于向右運動的距離，最終打在B板上，所以C正確．D、若T＜t0＜，帶正電粒子先加速向B板運動、再減速運動至零；然后再反方向加速運動、減速運動至零；如此反復運動，每次向右運動的距離大于向左運動的距離，最終打在B板上，所以D正確．故選ACD．【思路點撥】解決此題首先要注意A、B兩板電勢的高低及帶正電粒子運動的方向，再利用運動的對稱性，粒子加速與減速交替進行運動，同時注意粒子向左、右運動位移的大小，即可判斷各選項的對錯．5.如圖所示電路中，電源電壓u=311sin100t（V），A、B間接有“220V440W”的電暖寶、“220V220W”的抽油煙機、交流電壓表及保險絲。下列說法正確的是A．交流電壓表的示數(shù)為311VB．電路要正常工作，保險絲的額定電流不能小于3AC．電暖寶發(fā)熱功率是抽油煙機發(fā)熱功率的2倍D．1min抽油煙機消耗的電能為1.32×104J參考答案：D二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計16分6.某同學采用如圖3所示的裝置驗證規(guī)律：“物體質量一定，其加速度與所受合力成正比”。a.按圖3把實驗器材安裝好，不掛配重，反復移動墊木直到小車做勻速直線運動；b.把細線系在小車上并繞過定滑輪懸掛配重，接通電源，放開小車，打點計時器在被小車帶動的紙帶上打下一系列點，取下紙帶，在紙帶上寫上編號；c.保持小車的質量M不變，多次改變配重的質量m，再重復步驟b；d.算出每條紙帶對應的加速度的值;e.用縱坐標表示加速度a，橫坐標表示配重受的重力mg(作為小車受到的合力F)，作出a-F圖象。①在步驟d中，該同學是采用v--t圖象來求加速度的。圖4為實驗中打出的一條紙帶的一部分，紙帶上標出了連續(xù)的3個計數(shù)點，依次為B、C、D，相鄰計數(shù)點之間還有4個計時點沒有標出。打點計時器接在頻率為50Hz的交流電源上。打點計時器打C點時，小車的速度為___________m/s；②其余各點的速度都標在了v-t坐標系中，如圖5所示。T=0.10s時，打點計時器恰好打B點。請你將①中所得結果標在圖5所示的坐標系中，并作出小車運動的v-t圖線；利用圖線求出小車此次運動的加速度a=_______m/s2；③最終該同學所得小車運動的a-F圖線如圖6所示，從圖中我們看出圖線是一條經過原點的直線。根據(jù)圖線可以確定下列說法中不正確的是A.本實驗中小車質量一定時，其加速度與所受合力成正比B.小車的加速度可能大于重力加速度gC.可以確定小車的質量約為0.50kgD.實驗中配重的質量m遠小于小車的質量M參考答案：7.在β衰變中常伴有一種稱為“中微子”的粒子放出．中微子的性質十分特別，因此在實驗中很難探測。1953年，萊尼斯和柯文建造了一個由大水槽和探測器組成的實驗系統(tǒng)，利用中微子與水中11H的核反應，間接地證實了中微子的存在．（1）中微子與水中的11H發(fā)生核反應，產生中子(01n)和正電子(＋10e)，即中微子＋11H―→01n＋＋10e

可以判定，中微子的質量數(shù)和電荷數(shù)分別是________．（3分）(填寫選項前的字母)A．0和0

B．0和1C．1和0

D．1和1（2）上述核反應產生的正電子與水中的電子相遇，與電子形成幾乎靜止的整體后，可以轉變?yōu)閮蓚€光子(γ)，即

＋10e＋－10e―→2γ.

已知正電子和電子的質量都為9.1×10－31kg，反應中產生的每個光子的能量約為____

____J．（4分）

普朗克常量為h=6.63×10－34J·s

1u質量對應的能量為931.5MeV參考答案：8.氣球以10m/s的速度勻速豎直上升，從氣球上掉下一個物體，經17s到達地面。物體剛脫離氣球時氣球的高度H=___________（g取10m/s2）參考答案：9.如圖所示為阿特武德機的示意圖，它是早期測量重力加速度的器械，由英國數(shù)學家和物理學家阿特武德于1784年制成。他將質量同為M的重物用繩連接后，放在光滑的輕質滑輪上，處于靜止狀態(tài)。再在一個重物上附加一質量為m的小重物，這時，由于小重物的重力而使系統(tǒng)做初速度為零的緩慢加速運動。（1）所產生的微小加速度可表示為

。（2）某同學利用秒表和刻度尺測出重物M下落的時間t和高度h，則重力加速度的表達式為：

。參考答案：

，(2)。10.如圖所示是測磁感應強度的一種裝置。把一個很小的測量線圈放在待測處，測量線圈平面與該處磁場方向垂直，將線圈跟沖擊電流計G串聯(lián)（沖擊電流計是一種測量電量的儀器）。當用反向開關K使螺線管里的電流反向時，測量線圈中就產生感應電動勢，從而有電流流過G。該測量線圈的匝數(shù)為N，線圈面積為S，測量線圈電阻為R，其余電阻不計。（1）若已知開關K反向后，沖擊電流計G測得的電量大小為q，則此時穿過每匝測量線圈的磁通量的變化量為△φ＝__________（用已知量的符號表示）。（2）待測處的磁感應強度的大小為B＝__________。參考答案：11.圖是某一半導體器件的U-I圖，將該器件與標有“9V，18W”的用電器串聯(lián)后接入電動勢為12V的電源兩端，用電器恰能正常工作，此時電源的輸出功率是___________W；若將該器件與一個阻值為1.33的電阻串聯(lián)后接在此電源兩端，則該器件消耗的電功率約為__________W。

參考答案：答案：20、1512.如圖所示，質量為M的小車靜止在光滑的水平地面上，車上裝有半徑為R的半圓形光滑軌道?，F(xiàn)將質量為m的小球放于半圓形軌道的邊緣上，并由靜止開始釋放，當小球滑至半圓形軌道的最低點位置時，小車移動的距離為______________，小球的速度為_________參考答案：13.在均勻介質中選取平衡位置在同一直線上的9個質點，相鄰兩質點間的距離均為0.1m，如圖(a)所示．一列橫波沿該直線向右傳播，t=0時到達質點1，質點1開始向下運動，振幅為0.4m，經過時間0.6s第一次出現(xiàn)如圖（b）所示的波形．該列橫波傳播的速度為___________________；寫出質點1的振動方程_______________．參考答案：

由圖可知，在0.6s內波傳播了1.2m，故波速為該波周期為T=0.4s，振動方程為，代入數(shù)據(jù)得三、簡答題：本題共2小題，每小題11分，共計22分14.（09年大連24中質檢）（選修3—4）（5分）半徑為R的半圓柱形玻璃，橫截面如圖所O為圓心，已知玻璃的折射率為，當光由玻璃射向空氣時，發(fā)生全反射的臨界角為45°．一束與MN平面成45°的平行光束射到玻璃的半圓柱面上，經玻璃折射后，有部分光能從MN平面上射出．求①說明光能從MN平面上射出的理由?

②能從MN射出的光束的寬度d為多少?參考答案：解析：①如下圖所示，進入玻璃中的光線a垂直半球面，沿半徑方向直達球心位置O，且入射角等于臨界角，恰好在O點發(fā)生全反射。光線a右側的光線（如：光線b）經球面折射后，射在MN上的入射角一定大于臨界角，在MN上發(fā)生全反射，不能射出。光線a左側的光線經半球面折射后，射到MN面上的入射角均小于臨界角，能從MN面上射出。（1分）最左邊射向半球的光線c與球面相切，入射角i=90°折射角r=45°。故光線c將垂直MN射出（1分）

②由折射定律知（1分）

則r=45°

（1分）

所以在MN面上射出的光束寬度應是

（1分）15.（選修3-5模塊）（4分）2008年北京奧運會場館周圍80％～90％的路燈將利用太陽能發(fā)電技術來供電，奧運會90％的洗浴熱水將采用全玻真空太陽能集熱技術．科學研究發(fā)現(xiàn)太陽發(fā)光是由于其內部不斷發(fā)生從氫核到氦核的核聚變反應，即在太陽內部4個氫核（H）轉化成一個氦核（He）和兩個正電子（e）并放出能量.已知質子質量mP=1.0073u，α粒子的質量mα=4.0015u，電子的質量me=0.0005u．1u的質量相當于931.MeV的能量．①寫出該熱核反應方程；②一次這樣的熱核反應過程中釋放出多少MeV的能量?（結果保留四位有效數(shù)字）參考答案：

答案：①4H→He+2e（2分）②Δm=4mP－mα－2me=4×1.0073u－4.0015u－2×0.0005u=0.0267u（2分）ΔE=Δmc2

=0.0267u×931.5MeV/u＝24.86MeV

（2分）四、計算題：本題共3小題，共計47分16.如圖所示，在平面直角坐標系xOy的第一象限中，OM是角平分線，OM與+x軸之間存在垂直紙面向里的勻強磁場，磁感應強度為B，OM與+x軸之間存在豎直向下的勻強電場．質量為m、電量為q的正點電荷從x軸上的點豎直向上進入磁場，OA=L，不計點電荷的重力．（1）要使點電荷在磁場中運動的時間最長，求點電荷的速度范圍；（2）要使點電荷垂直于電場線的方向進入電場且過原點O，求電場強度的大小及離開電場時的速度大?。畢⒖即鸢福航猓海?）點電荷的速度較小時，將在磁場中運動半個周期，當其軌跡與OM相切時速度最大，此時有：根據(jù)牛頓第二定律有：得點電荷的速度在0～時，時間都最長．（2）要使點電荷垂直于電場線進入電場，在磁場中運動時的半徑應為根據(jù)牛頓第二定律有：又在電場中做類平拋運動，r1=vt，，聯(lián)立求得根據(jù)動能定理可得：得答：（1）點電荷的速度范圍為0～；（2）電場強度為，離開電場時的速度大小為．【考點】帶電粒子在勻強磁場中的運動；帶電粒子在勻強電場中的運動．【分析】（1）根據(jù)題意可知，在粒子速度很小時，粒子可以從X軸垂直射出，當速度逐漸增大時，粒子的運動半徑也隨著增大，當其軌跡與OM相切時，速度達到最大，根據(jù)幾何知識求出最大圓周的半徑，再根據(jù)牛頓第二定律求出臨界速度；（2）根據(jù)題意垂直進入電場，可以求出圓周運動半徑，然后根據(jù)牛頓第二定律求出入射速度，在電