2022-2023学年河北省邢台市一中高三上学期期末考试物理试题（解析版）

邢台市一中2022~2023学年高三（上）教学质量检测

物理

本试卷满分100分，考试用时75分钟。

注意事项：

1、答题前，考生务必将自己的姓名、考生号、考场号、座位号填写在答题卡上。

2、回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。

3、考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。

4、本试卷主要考试内容：高考全部内容。

一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。

1. 钍（）是一种放射性元素，广泛分布在地壳中。钍经中子（）轰击可得到核燃料铀（），其反应方程为，此反应能将地球上现有的钍资源变成潜在的核燃料。下列说法正确的是（　　）

A. X电子

B. 该过程发生了一次衰变

C. 该过程发生了一次衰变

D. 原子核的质量大于原子核的质量

2. 线圈在匀强磁场中转动时产生交变电流，下列说法正确的是（　　）

A. 线圈每转动一周，感应电流的方向就改变一次

B. 线圈每转动一周，感应电动势出现一次最大值

C. 线圈平面每经过中性面时，穿过线圈磁通量变化最快

D. 线圈平面每经过中性面时，穿过线圈的磁通量达到最大值

3. 如图所示，倾角的斜面体静止在水平面上，一质量为m、可看成质点的光滑小球在橡皮筋拉力的作用下静止在斜面上。已知橡皮筋与斜面间的夹角也为，重力加速度大小为g，则斜面体对小球的支持力大小为（　　）

A.  B.  C.  D.

4. 如图所示，小球以初速度正对倾角为的斜面水平抛出，小球刚好垂直碰撞斜面，已知小球做平抛运动的时间为t，则重力加速度大小为（　　）

A.  B.  C.  D.

5. 篮球从距水平地面高为处由静止释放，与地面作用后，反弹的最大高度为。已知篮球的质量为，不计空气阻力，取重力加速度大小，则地面对篮球的平均作用力大小为（　　）

A.  B.  C.

D.

6. 一束激光由光导纤维左端的中心点O以的入射角射入，在光导纤维的侧面以入射角多次反射后，从另一端射出，已知光导纤维总长为，光在真空中的传播速度。该激光在光导纤维中传输所经历的时间为（　　）

A.  B.  C.  D.

7. 如图所示，空间有一宽度为的有界匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向垂直纸面向里。一边长为L、电阻分布均匀的正方形导体框，以恒定的速度v向左匀速穿过磁场区域，从导体框边进入磁场开始计时，则a、b两点的电势差随时间t变化的图线正确的是（　　）

A.  B.

C.  D.

二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。每小题有多个选项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。

8. 在平面内充满了均匀介质，时刻坐标原点O处的质点开始沿y轴做简谐运动，其振动频率为。振动形式在介质中沿x轴正方向传播，当波传到处时，波形图如图所示。下列说法正确的是（　　）

A. 原点O处质点的振幅为

B. 机械波的波长为

C. 机械波的传播速度为

D. 原点O处的质点偏离平衡位置的位移随时间变化的关系为

9. 质点做直线运动，相对原点的位置坐标x与速度的平方的关系图像如图所示，由图像可知（　　）

A. 质点做匀速直线运动

B. 质点运动的速度大小为0时，相对原点的坐标为

C. 质点运动的速度大小为时，相对原点的坐标为0

D. 质点运动的速度大小为时，相对原点的坐标为

10. 开普勒行星的直径是地球直径的2.4倍，平均气温为22℃，是可能存在外星生命的星球之一。已知地球的半径为R，表面的重力加速度大小为g，距离开普勒22b行星表面h高处的重力加速度大小也为g，地球及开普勒行星均可看作均质球体，忽略地球及开普勒22b行星的自转，下列说法正确的是（　　）

A. 开普勒行星表面的重力加速度大小为

B. 开普勒行星的第一宇宙速度为

C. 开普勒行星与地球的质量之比为

D. 开普勒行星与地球的密度之比为

三、非选择题：本题共5小题，共54分。

11. 图甲是实验室常用的实验装置，利用该装置可以完成多个重要的力学实验。

（1）下列说法正确的是______。

A．做“探究小车速度随时间的变化规律”实验时，需要平衡小车与木板间的摩擦力

B．做“探究小车速度随时间的变化规律”实验时，需要满足小车的质量远大于钩码的质量

C．做“探究小车的加速度与质量关系”实验时，每次改变小车质量后都须重新平衡小车与木板间的摩擦力

D．做“探究功与速度变化关系”实验时，可以将木板带有打点计时器一端适当垫高，目的是消除摩擦力对实验的影响

（2）张同学利用图甲装置平衡好摩擦力后，做“探究小车的加速度与力的关系”实验时，得到一条点迹清晰的纸带如图乙所示。已知打点计时器所接交流电的频率为50Hz，两相邻计数点间还有四个计时点没有画出，根据纸带可得打点计时器打计数点“3”时小车的速度大小为______m/s，小车运动的加速度大小为______。（结果均保留三位有效数字）

12. 某同学测量一段电阻丝的阻值（约为）的实验原理图如图甲所示，实验室提供的器材如下：

A．干电池E（电动势约为，内阻约为）；

B．电流表（量程为，内阻）；

C．电流表（量程为，内阻）；

D．电压表V（量程为，内阻约为）；

E．电阻箱（）；

F．滑动变阻器（最大阻值为）；

G．滑动变阻器（最大阻值为）。

（1）该同学先用螺旋测微器测得该电阻丝的直径如图乙所示，则该电阻丝的直径为______。

（2）根据实验室提供的器材，电流表应选______（填“B”或“C”），滑动变阻器应选______（填“F”或“G”）。

（3）该同学通过改变电阻箱的阻值R和调节滑动变阻器的阻值始终保持电压表的示数不变，根据记录的电流表的示数I和对应的电阻箱的阻值R作出的图像如图丙所示，图像的纵轴截距为b，斜率为k，该电阻丝的阻值_________。（用题目中的物理量的字母表示）

13. 汽缸内用质量为m的活塞封闭着一定质量的理想气体，活塞可以无摩擦滑动。汽缸横放且汽缸内气体的热力学温度为时，汽缸内空气柱的长度为，如图甲所示。现将汽缸翻转保持活塞水平，如图乙所示，一段时间后汽缸内、外温度相同，汽缸内空气柱的长度仍为。已知活塞的横截面积为S，大气压强恒为，重力加速度大小为g，求：

（1）稳定后封闭气体的压强p；

（2）外界环境的热力学温度；

14. 在如图所示的直角坐标系xOy中，x轴上方存在大小为E、方向与x轴负方向成45°的匀强电场，x轴下方存在方向垂直纸面向里的匀强磁场。一质量为m、电荷量为+q的带电粒子从y轴上的点P（0，）由静止释放，从x轴上的A点第一次进入匀强磁场，从x轴上的C点第一次离开匀强磁场。已知A、C两点关于原点O对称，不计粒子受到的重力。求：

（1）C点坐标；

（2）匀强磁场磁感应强度大小B。

15. 如图所示，生产车间有两个完全相同的水平传送带甲和乙，它们相互垂直且等高，两传送带由同一电机驱动，它们正常工作时都匀速运动，速度大小分别为、，并满足，式中v为已知定值，即两传送带的速度可调但代数和始终不变。将一工件A（视为质点）轻放到传送带甲上，工件离开传送带甲前已经与传送带甲的速度相同，并平稳地传送到传送带乙上，且不会从传送带乙的右侧掉落。已知工件的质量为m，工件与传送带间的动摩擦因数为，重力加速度大小为g。两传送带正常工作时，求：

（1）工件能在传送带乙上留下的最短滑动痕迹；

（2）工件与两传送带因摩擦而产生热量的最小值；

（3）驱动传送带的电机因传送工件至少需要额外做的功。

邢台市2022~2023学年高三（上）教学质量检测

物理

本试卷满分100分，考试用时75分钟。

注意事项：

1、答题前，考生务必将自己的姓名、考生号、考场号、座位号填写在答题卡上。

2、回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。

3、考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。

4、本试卷主要考试内容：高考全部内容。

一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。

1. 钍（）是一种放射性元素，广泛分布在地壳中。钍经中子（）轰击可得到核燃料铀（），其反应方程为，此反应能将地球上现有的钍资源变成潜在的核燃料。下列说法正确的是（　　）

A. X为电子

B. 该过程发生了一次衰变

C. 该过程发生了一次衰变

D. 原子核的质量大于原子核的质量

【答案】A

【解析】

【详解】A．根据质量数守恒和电荷数守恒可知，X为电子，故A正确；

BC．放出两个电子，该过程发生了两次衰变，故BC错误；

D．原子核的质量大于原子核的质量，故D错误。

故选A。

2. 线圈在匀强磁场中转动时产生交变电流，下列说法正确的是（　　）

A. 线圈每转动一周，感应电流的方向就改变一次

B. 线圈每转动一周，感应电动势出现一次最大值

C. 线圈平面每经过中性面时，穿过线圈的磁通量变化最快

D. 线圈平面每经过中性面时，穿过线圈的磁通量达到最大值

【答案】D

【解析】

【详解】A．线圈每转动一周，感应电流的方向就改变2次，故A错误；

B．线圈每转动一周，感应电动势出现2次最大值，故B错误；

C．线圈平面每经过中性面时，穿过线圈的磁通量变化最慢，故C错误；

D．线圈平面每经过中性面时，穿过线圈的磁通量达到最大值，故D正确。

故选D。

3. 如图所示，倾角的斜面体静止在水平面上，一质量为m、可看成质点的光滑小球在橡皮筋拉力的作用下静止在斜面上。已知橡皮筋与斜面间的夹角也为，重力加速度大小为g，则斜面体对小球的支持力大小为（　　）

A.  B.  C.  D.

【答案】B

【解析】

【详解】选小球为研究对象，受力分析并合成如图

由平衡条件

F′＝mg

由平面几何知识可得：N与F′夹角为30°，T与F′夹角也为30°，故画出的平行四边形为菱形，连接对角线便可找出直角三角形，由

得

故选B。

4. 如图所示，小球以初速度正对倾角为的斜面水平抛出，小球刚好垂直碰撞斜面，已知小球做平抛运动的时间为t，则重力加速度大小为（　　）

A.  B.  C.  D.

【答案】C

【解析】

【详解】小球刚好垂直碰撞斜面时，碰撞速度与水平速度、竖直速度情况如图所示

则有

结合

解得

故C正确。

故选C。

5. 篮球从距水平地面高为处由静止释放，与地面作用后，反弹的最大高度为。已知篮球的质量为，不计空气阻力，取重力加速度大小，则地面对篮球的平均作用力大小为（　　）

A.  B.  C.

D.

【答案】B

【解析】

【详解】设篮球落地前速度为v1，碰后速度为v2，由运动学公式可得

，

取向上为正方向，由动量定理有

联立解得

故选B。

6. 一束激光由光导纤维左端的中心点O以的入射角射入，在光导纤维的侧面以入射角多次反射后，从另一端射出，已知光导纤维总长为，光在真空中的传播速度。该激光在光导纤维中传输所经历的时间为（　　）

A.  B.  C.  D.

【答案】D

【解析】

【详解】由题意可知，光的入射角α=60°，由几何知识可知，折射角

β=30°

由折射定律可知，折射率

激光在光导纤维中经过一系列全反射后从右端射出，设激光在光导纤维中传播的距离为s，光路图如图所示

由几何知识得

x=OAsinθ

光在光导纤维中的传播速度

该激光在光导纤维中传输所经历的时间

代入数据解得

t=4×10-7s

故选D。

7. 如图所示，空间有一宽度为的有界匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向垂直纸面向里。一边长为L、电阻分布均匀的正方形导体框，以恒定的速度v向左匀速穿过磁场区域，从导体框边进入磁场开始计时，则a、b两点的电势差随时间t变化的图线正确的是（　　）

A.  B.

C.  D.

【答案】B

【解析】

【详解】由法拉第电磁感应知识可得，在线框进入磁场的过程中与出磁场的过程中线框内的磁通量都发生变化，线圈中有感应电动势。

①在时间内，线框的ab边切割磁感线，由

可知此时边相当于电源，电流由b流向a，a、b两点的电势差相当于路端电压，大小为

电势差为正；

②在时间内，线框完全在磁场中运动，穿过线框的磁通量没有变化，不产生感应电流，但是边仍然在切割磁感线，a、b两点的电势差大小为

电势差为正；

③在时间内，线圈开始出磁场，边离开磁场，只有cd边切割磁感线，此时cd边相当于电源，ab边中电流由a流向b，线圈中电动势为

a、b两点的电势差为外电路部分电压，大小为

电势差为正。故选项B正确，选项ACD错误。

故选B。

二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。每小题有多个选项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。

8. 在平面内充满了均匀介质，时刻坐标原点O处的质点开始沿y轴做简谐运动，其振动频率为。振动形式在介质中沿x轴正方向传播，当波传到处时，波形图如图所示。下列说法正确的是（　　）

A. 原点O处质点的振幅为

B. 机械波的波长为

C. 机械波的传播速度为

D. 原点O处的质点偏离平衡位置的位移随时间变化的关系为

【答案】AC

【解析】

【详解】AB．由波动图像可知振幅，波长，选项A正确、B错误；

C．波速为

选项C正确；

D．由图像知，原点O处的质点的起振方向向上

所以

选项D错误。

故选AC。

9. 质点做直线运动，相对原点的位置坐标x与速度的平方的关系图像如图所示，由图像可知（　　）

A. 质点做匀速直线运动

B. 质点运动的速度大小为0时，相对原点的坐标为

C. 质点运动的速度大小为时，相对原点的坐标为0

D. 质点运动的速度大小为时，相对原点的坐标为

【答案】BC

【解析】

【详解】A．根据图像可知，随坐标x均匀变化，可知质点的速度一定发生变化，质点不是做匀速直线运动，故A错误；

B．由图像可知，质点运动的速度大小为0时，即为零，此时相对原点的坐标为，故B正确；

CD．由图像可知，质点运动的速度大小为时，即为，此时相对原点的坐标为0，故C正确，D错误。

故选BC。

10. 开普勒行星的直径是地球直径的2.4倍，平均气温为22℃，是可能存在外星生命的星球之一。已知地球的半径为R，表面的重力加速度大小为g，距离开普勒22b行星表面h高处的重力加速度大小也为g，地球及开普勒行星均可看作均质球体，忽略地球及开普勒22b行星的自转，下列说法正确的是（　　）

A. 开普勒行星表面的重力加速度大小为

B. 开普勒行星的第一宇宙速度为

C. 开普勒行星与地球的质量之比为

D. 开普勒行星与地球的密度之比为

【答案】AD

【解析】

【详解】A．在距离开普勒22b行星表面h高处，根据万有引力等于重力有

可得，开普勒行星的质量为

在开普勒22b行星表面，根据万有引力等于重力有

可得，开普勒行星表面的重力加速度大小为

故A正确；

B．在开普勒22b行星表面附近，根据万有引力等于向心力有

可得，开普勒行星的第一宇宙速度为

故B错误；

C．在地球表面根据万有引力等于重力有

可得，地球质量为

则开普勒行星与地球的质量之比为

故C错误；

D．开普勒行星的密度为

地球的密度为

则开普勒行星与地球的密度之比为

故D正确。

故选AD。

三、非选择题：本题共5小题，共54分。

11. 图甲是实验室常用的实验装置，利用该装置可以完成多个重要的力学实验。

（1）下列说法正确的是______。

A．做“探究小车速度随时间的变化规律”实验时，需要平衡小车与木板间的摩擦力

B．做“探究小车速度随时间变化规律”实验时，需要满足小车的质量远大于钩码的质量

C．做“探究小车的加速度与质量关系”实验时，每次改变小车质量后都须重新平衡小车与木板间的摩擦力

D．做“探究功与速度变化关系”实验时，可以将木板带有打点计时器的一端适当垫高，目的是消除摩擦力对实验的影响

（2）张同学利用图甲装置平衡好摩擦力后，做“探究小车的加速度与力的关系”实验时，得到一条点迹清晰的纸带如图乙所示。已知打点计时器所接交流电的频率为50Hz，两相邻计数点间还有四个计时点没有画出，根据纸带可得打点计时器打计数点“3”时小车的速度大小为______m/s，小车运动的加速度大小为______。（结果均保留三位有效数字）

【答案】    ①. D    ②. 0.721    ③. 2.00

【解析】

【详解】（1）[1]A．做“探究小车速度随时间的变化规律”实验时，只要有外力带动小车运动即可，不需要平衡摩擦力，也不需要小车的质量远大于钩码的质量，故A、B错误；

C．做“探究小车的加速度与质量关系”实验时，需要用mg充当小车运动的合外力，所以需要平衡摩擦力，有

即

可知，平衡摩擦力与M无关，所以每次改变小车质量后不需要重新平衡小车与木板间的摩擦力，故C错误；

D．做“探究功与速度变化关系”实验时,需要用mg充当小车运动的合外力，所以需要平衡摩擦力，即将木板带有打点计时器的一端适当垫高，直至小车在无合外力作用下可以做匀速直线运动，故D正确。

故选D。

（2）[2]打点计时器所接交流电的频率为50Hz，则打点周期T为0.02s；两相邻计数点间还有四个计时点没有画出，则计数点间的时间间隔t为0.1s。根据匀变速直线运动推论：中间时刻瞬时速度等于平均速度，有

[3]由逐差法可知小车运动的加速度为

12. 某同学测量一段电阻丝的阻值（约为）的实验原理图如图甲所示，实验室提供的器材如下：

A．干电池E（电动势约为，内阻约为）；

B．电流表（量程为，内阻）；

C．电流表（量程为，内阻）；

D．电压表V（量程为，内阻约为）；

E．电阻箱（）；

F．滑动变阻器（最大阻值为）；

G．滑动变阻器（最大阻值为）。

（1）该同学先用螺旋测微器测得该电阻丝直径如图乙所示，则该电阻丝的直径为______。

（2）根据实验室提供的器材，电流表应选______（填“B”或“C”），滑动变阻器应选______（填“F”或“G”）。

（3）该同学通过改变电阻箱的阻值R和调节滑动变阻器的阻值始终保持电压表的示数不变，根据记录的电流表的示数I和对应的电阻箱的阻值R作出的图像如图丙所示，图像的纵轴截距为b，斜率为k，该电阻丝的阻值_________。（用题目中的物理量的字母表示）

【答案】    ①. 0.513##0.512##0.514##0.515    ②. B    ③. F    ④.

【解析】

【详解】（1）[1]螺旋测微器的精确值为，由图乙可知电阻丝的直径为

（2）[2]电源电动势为，通过电阻丝的最大电流约为

电流表量程太大不适合，故电流表应选择，即选择B。

[3]电路图中滑动变阻器采用分压接法，为了调节方便，滑动变阻器应选择阻值较小的，即选择F。

（3）[4]始终保持电压表的示数不变，设电压表示数为，根据欧姆定律可得

可得

则图像的纵轴截距和斜率分别为

，

联立解得电阻丝的阻值为

13. 汽缸内用质量为m的活塞封闭着一定质量的理想气体，活塞可以无摩擦滑动。汽缸横放且汽缸内气体的热力学温度为时，汽缸内空气柱的长度为，如图甲所示。现将汽缸翻转保持活塞水平，如图乙所示，一段时间后汽缸内、外温度相同，汽缸内空气柱的长度仍为。已知活塞的横截面积为S，大气压强恒为，重力加速度大小为g，求：

（1）稳定后封闭气体的压强p；

（2）外界环境的热力学温度；

【答案】（1）；（2）

【解析】

【详解】（1）根据平衡条件有

解得

（2）从甲到乙，气体做等容变化有

解得

14. 在如图所示的直角坐标系xOy中，x轴上方存在大小为E、方向与x轴负方向成45°的匀强电场，x轴下方存在方向垂直纸面向里的匀强磁场。一质量为m、电荷量为+q的带电粒子从y轴上的点P（0，）由静止释放，从x轴上的A点第一次进入匀强磁场，从x轴上的C点第一次离开匀强磁场。已知A、C两点关于原点O对称，不计粒子受到的重力。求：

（1）C点的坐标；

（2）匀强磁场的磁感应强度大小B。

【答案】（1）（，0）；（2）

【解析】

【详解】（1）带电粒子从P点运动到A点的过程中仅受电场力，带电粒子将沿电场线方向做匀加速直线运动，所以A点的坐标为（，0），则C点的坐标为（，0）。

（2）设带电粒子进入磁场时速度大小为v0，粒子在磁场中运动的轨道半径为r，运动轨迹如图所示

根据动能定理结合几何关系有

联立解得

15. 如图所示，生产车间有两个完全相同的水平传送带甲和乙，它们相互垂直且等高，两传送带由同一电机驱动，它们正常工作时都匀速运动，速度大小分别为、，并满足，式中v为已知定值，即两传送带的速度可调但代数和始终不变。将一工件A（视为质点）轻放到传送带甲上，工件离开传送带甲前已经与传送带甲的速度相同，并平稳地传送到传送带乙上，且不会从传送带乙的右侧掉落。已知工件的质量为m，工件与传送带间的动摩擦因数为，重力加速度大小为g。两传送带正常工作时，求：

（1）工件能在传送带乙上留下的最短滑动痕迹；

（2）工件与两传送带因摩擦而产生热量的最小值；

（3）驱动传送带电机因传送工件至少需要额外做的功。

【答案】（1）；（2）；（3）

【解析】

【详解】（1）以传送带乙为参考系，工件滑上传送带乙时的速度如图所示

设工件在传送带乙上的滑动痕迹为x，则有

整理得

根据基本不等式知，当时上式取最小值，即

。

（2）设工件在传送带甲上的滑痕为，工件与两传送带因摩擦产生的总热量为Q，则有

整理得

根据二次函数性质知，当时上式取最小值，即

。

（3）根据能量守恒定律知，电机额外做的功等于产生的热量与工件的末动能之和，有

整理得

当时上式取最小值，即