2021-2022学年天津市部分区高三（上）期末物理试卷（含答案解析）

2021-2022学年天津市部分区高三（上）期末物理试卷

1.     下列说法正确的是(    )

A. 布朗运动就是液体分子的热运动
B. 放射性元素的半衰期与原子的化学状态、外界的压强无关
C. 能量耗散说明能的总量在减少，能量不守恒
D. 卢瑟福粒子散射实验说明原子核内部具有复杂结构

2.     在测定年代较近的湖泊沉积物形成年份时，常利用沉积物中半衰期较短的，其衰变方程为，X表示(    )

A. 电子 B. 质子 C. 中子 D. 粒子

3.     如图所示，一条不可伸长的轻绳一端固定于悬点O，另一端连接着一个质量为m的小球。在水平力F的作用下，小球处于静止状态，轻绳与竖直方向的夹角为，已知重力加速度为g，则下列说法正确的是(    )

A. 绳的拉力大小为 B. 绳的拉力大小为
C. 水平力F大小为 D. 水平力F大小为

4.     如图所示，A、B、C为三根平行直导线的截面图，AC连线水平，O为AC的中点，，且。若三根导线的电流大小都相同，方向垂直纸面向外。则O点的磁感应强度的方向为(    )

A. 水平向右 B. 水平向左 C. 竖直向上 D. 竖直向下

5.     2021年5月，“天问一号”探测器成功在火星软着陆，我国成为世界上第一个首次探测火星就实现“绕、落、巡”三项任务的国家。“天问一号”在火星停泊轨道运行时，近火点距离火星表面2km、远火点距离火星表面5km，则“天问一号”(    )

A. 在近火点的加速度比远火点的小
B. 在近火点的运行速度比远火点的小
C. 在近火点的机械能比远火点的小
D. 在近火点通过减速可实现绕火星做圆周运动

6.     如图所示，木块a与木块b叠放在水平地面上，分别受到水平向右和水平向左、大小均为F的力作用，且保持静止状态，则(    )

A. a对b的摩擦力水平向右 B. a对b的摩擦力为零
C. 地面对b的摩擦力水平向右 D. 地面对b的摩擦力为零

7.     如图所示，一开口向上的导热气缸内，用活塞封闭了一定质量的理想气体，活塞与气缸壁间无摩擦。现用外力作用在活塞上，使其缓慢下降。已知环境温度保持不变，系统始终处于平衡状态。在活塞下降过程中(    )

A. 气体体积逐渐减小，内能增加 B. 气体压强逐渐增大，内能不变
C. 气体压强逐渐增大，放出热量 D. 外界对气体做功，气体吸收热量

8.     一种电荷控制式喷墨打印机，它的打印头的结构简图如下图所示，其中墨盒可以喷出极小的墨汁颗粒，颗粒经过带电室带上电后，垂直于电场方向射入偏转电场，经过偏转电场后打到纸上，显示出字符。不考虑墨汁颗粒的重力，为使打在纸上的字迹缩小偏转距离减小，下列措施可行的是(    )

A. 仅减小墨汁颗粒带的电荷量 B. 仅减小偏转电场两极板间的距离
C. 仅减小偏转电场的电压 D. 仅减小墨汁颗粒的喷出速度

9.     在利用图1所示的装置“验证机械能守恒定律”的实验中，某同学得到如图2所示的一条纸带。在纸带上选取三个连续打出的点A、B、C，测得它们到起始点O的距离分别为、、已知当地重力加速度为g，打点计时器打点的周期为设重物的质量为m。从打O点到打B点的过程中，重物的重力势能减少量______，动能增加量______。
    
10. 在“测量金属丝的电阻率”实验中。
    
    用螺旋测微器测量金属丝直径时的刻度位置如图甲所示，从图中读出金属丝的直径为______ mm；
    用电流表和电压表测量金属丝的电阻时，除待测金属丝电阻约为、电源电动势，内阻不计、电压表量程，内阻约、开关、导线若干外，还提供如下实验器材：
    A.电流表量程，内阻约
    B.电流表量程，内阻约
    C滑动变阻器最大阻值，额定电流
    D.滑动变阻器最大阻值，额定电流
    为了调节方便、测量准确，实验中电流表应选用______，滑动变阻器应选用______；选填实验器材前对应的字母
    该同学测量金属丝两端的电压U和通过金属丝的电流I，得到多组数据，在坐标纸上标出各坐标点并作出图线图，根据图线求出该金属丝电阻______结果保留三位有效数字。
11. 如图所示，质量的滑块以的初速度沿倾角的斜面上滑，经滑行到最高点。然后，滑块返回到出发点。已知，，取，求滑块
    与斜面间的动摩擦因数；
    返回到出发点时的速度大小。

12. 如图所示，在水平地面上竖直固定一光滑圆弧形轨道，轨道的半径，AC为轨道的竖直直径，B与圆心O的连线与竖直方向成角。现有一质量的小球可视为质点从点P以初速度水平抛出，小球恰好从B处沿切线方向飞入圆弧形轨道，小球到达最高点A时恰好与轨道无作用力，取。求小球：
    到达最高点A时的速度大小；
    运动到最低点C时对轨道的压力大小；
    从P点水平抛出的初速度大小。

13. 在光滑绝缘的水平面上，长为2L的绝缘轻质细杆的两端各连接一个质量均为m的带电小球A和均可视为质点组成一个带电系统，球A所带的电荷量为，球B所带的电荷量为。现让A处于如图所示的有界匀强电场区域MNPQ内，已知虚线MN位于细杆的中垂线，MN和PQ的距离为4L，匀强电场的电场场强大小为E，方向水平向右。释放带电系统，让A、B从静止开始运动，不考虑其它因素的影响。求：
    释放带电系统的瞬间，两小球加速度的大小；
    带电系统从开始运动到速度第一次为零所需的时间；
    带电系统运动过程中，B球电势能增加的最大值。
    

答案和解析

1.【答案】B 

【解析】解：A、布朗运动是指悬浮在液体内的固体颗粒的无规则运动，是液体分子热运动的表现，故A错误；
B、原子核的衰变的半衰期是由原子核内部因素决定的，与原子的化学状态、外界的压强无关，故B正确；
C、能量耗散是能量在转化的过程中有一部分以内能的形式被周围环境吸收，遵守能量守恒定律，故C错误；
D、卢瑟福的粒子散射实验说明原子的核式结构模型，没有涉及到原子核内部结构，是天然放射现象证实了原子核内部有复杂结构，故D错误。
故选：B。
布朗运动是指悬浮在液体内的固体颗粒的无规则运动；半衰期是由原子核内部因素决定的；根据能量耗散的意义分析；根据粒子散射实验的意义分析。
本题涉及知识点较多，要熟悉布朗运动、半衰期、能量耗散、粒子散射实验现象等．要理解半衰期的大小由原子核内部因素决定，与它所处的物理环境和化学状态无关，增加温度，增加压强，半衰期不变．
 

2.【答案】A 

【解析】解：根据质量数和电荷数守恒可知，X的质量数为，电荷数为，是电子。故A正确，BCD错误。
故选：A。
根据核反应过程中质量数与电荷数守恒判断X。
考查核反应方程书写规律，掌握核反应过程中质量数与电荷数守恒即可。
 

3.【答案】C 

【解析】解：以小球为研究对象进行受力分析，如图所示：

根据平衡条件可得绳的拉力大小为：，
水平力F大小为：，故ABD错误，C正确。
故选：C。
以小球为研究对象进行受力分析，画出受力示意图，根据几何关系求解。
本题主要是考查了共点力的平衡问题，解答此类问题的一般步骤是：确定研究对象、进行受力分析、利用平行四边形法则进行力的合成或者是正交分解法进行力的分解，然后在坐标轴上建立平衡方程进行解答。
 

4.【答案】A 

【解析】解：三个电流大小方向都相同，由右手螺旋定则安培定则知AC两处的电流在O点的合磁场为零，则O点的磁场即为B处的电流在O点产生的磁场，根据右手螺旋定则安培定则可知O点的磁场方向水平向右。故A正确，BCD错误。
故选：A。
根据右手螺旋定则确定磁场方向，再根据矢量合成即可确定O点磁感应强度方向。
本题考查通电直流导线周围磁场方向的判定以及矢量运算法则。比较简单
 

5.【答案】D 

【解析】解：A、设火星的质量为M，“天问一号”的质量为m，到火星中心的距离为r，根据牛顿第二定律得：
G，得a，所以“天问一号”在近火点的加速度比远火点的大，故A错误；
B、根据开普勒第二定律知“天问一号”在近火点的运行速度比远火点的大，故B错误；
C、“天问一号”在火星停泊轨道运行时，只有万有引力做功，其机械能守恒，故C错误；
D、“天问一号”在近火点时其所需向心力大于万有引力，在此处减速使所需要的向心力减小，而火星对它的万有引力不变，当万有引力大于向心力，则“天问一号”做近心运动，当万有引力恰好等于绕火星做圆周运动所需向心力时，就实现了绕火星做圆周运动，故D正确。
故选D。
根据牛顿第二定律和万有引力定律列式分析加速度大小；根据开普勒第二定律分析近火点与远火点的速度大小；“天问一号”在火星停泊轨道运行时机械能守恒；“天问一号”减速时将做近心运动。
解答本题时，要掌握万有引力定律、开普勒第二定律，要知道“天问一号”减速时将做近心运动。
 

6.【答案】AD 

【解析】解：对a受力分析，水平方向受到向右的力F，则还受到b对a向左的静摩擦力，大小；则a对b的摩擦力水平向右，大小，故A正确，B错误；
对整体受力分析，水平方向两边的力F等大反向，则合力为零，则地面对b的摩擦力为零，故C错误，D正确。
故选：AD。
对a受力分析，根据平衡条件可明确ab间是否有摩擦力作用，再对整体分析，分别对水平和竖直方向由平衡条件列式，则可求得摩擦力。
本题考查摩擦力的判断，要注意静摩擦力产生的条件，同时掌握整体法与隔离法的正确应用。
 

7.【答案】BC 

【解析】解：活塞缓慢下降过程气体体积逐渐减小，由于气缸导热且环境温度不变，气体温度不变，一定质量的理想气体内能仅与温度有关，气体内能不变，即

气体体积减小而温度不变，由玻意耳定律

可知，气体压强p增大，故B正确，A错误；
活塞向下缓慢下降过程，气体体积减小，外界对气体做功

由热力学第一定律

可知

气体放出热量，故D错误，C正确。
故选：BC。
一定质量的理想气体内能仅与温度有关，等温压缩过程中内能不变，外界对气体做功，根据热力学第一定律结合一定质量的理想气体的状态方程进行分析答题。
本题考查理想气体状态方程和热力学第一定律，题目难度较小，其中抓住等温过程，温度不变，内能不变是解题关键。
 

8.【答案】AC 

【解析】解：带电颗粒以一定的初速度垂直射入偏转电场做类平抛运动，则有
水平方向
竖直方向
根据牛顿第二定律可得

联立解得
要缩小字迹，就要减小微粒通过偏转电场的偏转距离y。由上式分析可知，采用的方法有：减小微粒所带的电荷量、增大偏转电场两板间的距离、减小偏转极板间的电压U、增大墨汁微粒的喷出速度等，故BD错误，AC正确。
故选：AC。
根据类平抛运动的处理思路，结合牛顿第二定律求出微粒通过偏转电场的偏转距离的表达式，进而分析可行的措施。
本题考查类平抛运动问题，在处理时可以化曲为直，把曲线运动分解为沿水平方向的匀速直线运动和竖直方向上的匀加速直线运动。
 

9.【答案】  

【解析】解：从打O点到打B点的过程中，重物的重力势能变化量，
根据某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度，则B点的瞬时速度为：
则动能的增加量为：。
故答案为：，。
根据下降的高度求出重力势能的减小量，根据某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度求出B点的速度，从而得出动能的增加量。
解决本题的关键掌握实验的原理，会通过原理确定器材，以及掌握纸带的处理方法，会通过纸带求解瞬时速度的大小。
 

10.【答案】 

【解析】解：金属丝的直径
由可知，为了测量准确，实验中电流表应选用B；
待测金属丝的电阻约为，对于最大阻值和的两个滑动变阻器，为了调节方便，应选择最大值为的滑动变阻器，即选D；
金属丝的电阻
故答案为：；；D；
先分析游标卡尺的最小分度值，再进行读数；
根据电路的实际情况选出合适的电学仪器；
根据图像的斜率的求出电阻。
本题主要考查了电学实验的基本实验操作和实验仪器的选取，解题的重点是理解图像的物理意义并计算出对应的数值即可。
 

11.【答案】解：由加速度的定义可知
根据牛顿第二定律有
代入数据解得
故与斜面间的动摩擦因数为。
滑块上滑的距离为
下滑时有
根据匀变速直线运动规律，有
解得滑块返回到出发点时的速度为
故返回到出发点时的速度大小为。
答：与斜面间的动摩擦因数为；
返回到出发点时的速度大小为。 

【解析】根据加速度定义可得上滑过程的加速度大小，对滑块受力分析后，根据牛顿第二定律求解即可；
块沿斜面上滑过程做匀减速直线运动，速度减到零时位移最大，滑块下滑过程做匀加速直线运动，由牛顿第二定律求得加速度，由运动学公式求出回到出发点速度。
本题考查了应用牛顿第二定解决力与运动问题，滑块上滑过程，由已知的运动情况，求解出加速度后，再根据牛顿第二定律确定受力情况；下滑过程是已知受力情况，求解出加速度后，再确定运动情况，可见加速度是解决此类问题的桥梁。
 

12.【答案】解：小球到达最高点A时，根据牛顿第二定律有

解得：
小球从C到A的过程，根据机械能守恒定律有
在C位置有
可解得：
再根据牛顿第三定律，小球对轨道的压力大小为60N。
小球从B到A的过程，根据机械能守恒定律有
再根据平抛运动规律
联立解得：
答：到达最高点A时的速度大小为；
运动到最低点C时对轨道的压力大小为60N；
从P点水平抛出的初速度大小为。 

【解析】根据牛顿第二定律结合向心力公式计算出小球达到A点时的速度大小；
根据机械能守恒定律先计算出小球在C点的速度，结合牛顿第二定律和牛顿第三定律得出小球在C点时对轨道的压力；
根据平抛运动的特点结合机械能守恒定律计算出小球的水平初速度。
本题主要考查了平抛运动和圆周运动的结合，根据平抛运动的特点以及向心力公式完成分析，在计算压力的时候要注意加上牛顿第三定律。
 

13.【答案】解：对整体应用牛顿第二定律
得出两小球加速度
系统向右加速运动阶段
解得
此时B球刚刚进入MN，系统的速度

假设小球A不会出电场区域，系统向右减速运动阶段

加速度
减速运动时间
减速运动的距离
联立解得：
可知小球A恰好运动到PQ边界时速度减为零，假设成立。
所以带电系统从开始运动到速度第一次为零所需的时间
联立解得：
球在电场中向右运动的最大距离

进而求出B球电势能增加的最大值

答：释放带电系统的瞬间，两小球加速度的大小为；
带电系统从开始运动到速度第一次为零所需的时间为；
带电系统运动过程中，B球电势能增加的最大值为6EqL 

【解析】根据牛顿第二定律解得加速度．
分析判断两球的运动状态，从而求出系统从开始运动到速度第一次为零的总时间．
解得B球在电场中向右运动的最大距离，电场力做功即电势能变化。
本题综合考查了运动学公式、牛顿第二定律以及功能关系，综合性较强，关键是理清运动过程，选择合适的规律进行求解．