江苏省泰州中学2022-2023学年高三上学期期末复习物理试卷（一）(含答案)

这是一份江苏省泰州中学2022-2023学年高三上学期期末复习物理试卷（一）(含答案)，共20页。试卷主要包含了单选题，计算题，实验题等内容，欢迎下载使用。


一、单选题
1、我国自主研发的东方超环（EAST）是国际首个全超导托卡马克核聚变实验装置，有“人造太阳”之称。去年，EAST两次刷新世界纪录，实现了可重复的1.2亿摄氏度101秒、7000万摄氏度1056秒的离子体运行。“人造太阳”核反应的方程可能是( )
A.B.
C.D.
2、战绳训练是当下流行的一种健身方式，健身者通过晃动战绳的一端使其上下振动从而让手臂和肩部的肌肉得到良好的锻炼。下图左侧的照片和右侧的简图相对应，健身者把两根绳子一端固定在P点上，不妨假设健身者左右手抓住的绳子是完全相同的，两手的振动能持续保持相同的频率和振幅，下列说法正确的是( )
A.健身者右手刚开始抖动时的方向向上
B.右手绳子上的a、b两点将同时到达波峰
C.增大抖动的频率，绳子上的波形传到P点的时间将变短
D.当左右两列绳波传到P点时振动将得到加强
3、1ml的某种理想气体，沿如图图象中箭头所示方向，从状态A变化到状态B，再变化到状态C，再回到状态A。已知气体处于状态A时的温度为，1ml的该种理想气体内能为（其中R为普适气体常数，T为气体的热力学温度），大气压，下列判断正确的是( )
A.该气体处于状态B时的温度是
B.从状态A变化到状态B，该气体一定向外界放出热量
C.从状态B变化到状态C，该气体向外界放出热量
D.从状态的过程中，外界对该气体做功200J
4、雨滴在高空形成后，由静止开始沿竖直方向下落，雨滴受到空气阻力的大小与雨滴的速度大小成正比.设下落过程中雨滴的质量不变，雨滴下落过程中，下列关于雨滴的速度v、重力势能、动能、机械能E与时间t或位移x的图象，可能正确的是( )
A.B.
C.D.
5、如图所示，质量分别为和的两个小球A、B，带有等量异种电荷（A球带负电），通过绝缘轻弹簧相连接，置于光滑绝缘的水平面上。突然加一水平向右的匀强电场，两小球A、B将由静止开始运动，在以后的运动过程中，对A、B和弹簧组成的系统，下列说法中正确的是（设整个过程中不考虑电荷间库仑力的作用且弹簧不超过弹性限度）( )
A.由于两个小球所受电场力等大反向，故系统机械能守恒
B.当弹簧长度达到最大值时，系统电势能最大
C.由于电场力对A、B两球做功为零，故两小球电势能总和始终不变
D.当小球所受电场力与弹簧的弹力大小相等时，两小球电势能总和一定比初始时小
6、如图甲是判断检测电流大小是否发生变化的装置，该检测电流在铁芯中产生磁场，其磁感应强度与检测电流成正比，图乙为金属材料制成的霍尔元件，其长、宽、高分别为a、b、d，现给其通以恒定工作电流I，可通过右侧电压表的示数来判断的大小是否发生变化，则( )
A.M端的电势低于N端
B.增大工作电流I可以提高检测灵敏度
C.增大d可以提高检测灵敏度
D.减小b可以提高检测灵敏度的
7、如图所示，有一个均匀带正电的绝缘球体，球心为，球体内有一个球形空腔，球心为，M、N为两球心连线上两点，P、Q连线过球心且与M、N连线垂直，且M、N、P、Q四点到距离相等，则下列说法正确的是( )
A.P、Q两点电场强度相同
B.P、Q两点电势相等
C.M点电场强度比N点小
D.M点电势比N点低
8、一般的曲线运动可以分成很多小段，每小段都可以看成圆周运动的一部分，即把整条曲线用一系列不同半径的小圆弧来代替，如图甲所示，曲线上A点的曲率圆定义为：通过A点和曲线上紧邻A点两侧的两点作一个圆，在极限情况下，这个圆叫做A点的曲率圆，其半径叫做A点的曲率半径。现将一物体沿着与水平面成α角的方向以某一速度从地面抛出，如图乙所示，其轨迹最高点P离地面的高度为h，曲率半径为，忽略空气阻力，则的值为( )
A.B.C.2D.4
9、如图所示，在光滑绝缘水平面上，一矩形线圈以速度开始进入磁场，离开磁场区域后速度为。已知磁场区域宽度大于线圈宽度，则线圈( )
A.进、出磁场过程通过横截面的电荷量不同
B.进、出磁场过程中产生的焦耳热相同
C.线圈在磁场中匀速运动的速度为
D.进、出磁场过程动量的变化量不同
10、A、B两颗卫星在同一平面内沿同一方向绕地球做匀速圆周运动互相追逐，时而近时而远，它们之间的距离随时间变化的关系如图所示，不考虑A、B之间的万有引力，已知地球的半径为0.8r，万有引力常量为G，已知卫星A的线速度大于卫星B的线速度，则( )
A.轨道半径之比为
B.地球的第一宇宙速度为
C.做圆周运动周期之比为
D.卫星A绕地球做圆周运动的周期为
二、计算题
11、在磁感应强度的匀强磁场中有一矩形线圈，相关数据如下：匝数匝，面积，电阻。线圈绕垂直于磁场的轴匀速转动，通过电刷与一理想变压器原线圈相接，变压器原、副线圈匝数比为。副线圈两端的交流电压表读数为36V、接入电灯电阻。求：
（1）矩形线圈转动产生的电流有效值；
（2）从矩形线圈转到中性面开始计时，矩形线圈产生的电动势的瞬时表达式。
12、第24届冬奥会于2022年2月在北京和张家口联合举行，其中跳台滑雪是冬奥会中最具观赏性的项目之一。如图所示，跳台滑雪赛道由预跳台A、助滑道AB、着陆坡BC和缓停区CD四部分组成。比赛中，质量的某运动员从预跳台A处由静止下滑，滑动到B处后水平飞出，运动员在空中飞行了落在着陆坡上的P点。运动员着陆时，从刚接触P点到开始沿着陆坡面向下滑行，经历的时间为。已知着陆坡的倾角，重力加速度，不计运动员在滑道上受到的摩擦阻力及空气阻力，且，。求：
（1）助滑道AB的高度差h；
（2）运动员在着陆坡上着陆的过程中，着陆坡对运动员的平均冲击力F的大小。
13、如图所示，间距为的两条平行光滑竖直金属导轨PQ、MN足够长，底部Q、N之间连有一阻值为的电阻，磁感应强度为的匀强磁场与导轨平面垂直，导轨的上端点P、M分别与横截面积为的10匝线圈的两端连接，线圈的轴线与大小均匀变化的匀强磁场平行，开关K闭合后，质量为、电阻值为的金属棒ab恰能保持静止。若断开开关后时金属棒恰好达到最大速度，金属棒始终与导轨接触良好，其余部分电阻不计，g取。求：
（1）金属棒ab恰能保持静止时，匀强磁场的磁感应强度的变化率；
（2）金属棒ab下落时能达到的最大速度v；
（3）金属棒ab从开始下落到恰好运动至最大速度的过程中，经过金属棒的电量q和金属棒产生的焦耳热Q。
14、如图甲所示，在xOy坐标系第一象限内有垂直纸面向里的匀强磁场，其磁感应强度B随时间t变化的规律如图乙所示；与x轴平行的虚线MN下方有沿方向的匀强电场，电场强度。时刻，一个带正电粒子从P点以的速度沿方向射入磁场。已知电场边界MN到x轴的距离为，粒子的比荷，不计粒子的重力。求：
（1）粒子在磁场中运动时距x轴的最大距离；
（2）粒子经过x轴且与P点速度v相同的时刻；
（3）若粒子经过y轴与y轴成角，求P点的坐标。
三、实验题
15、图（a）是某实验小组测量电源电动势E和内阻r的原理图，保护电阻，电流表内阻可忽略不计，总长度为60cm的电阻丝ab，其总电阻值，且电阻丝ab上标有长度刻度。
（1）为验证电阻丝粗细是否均匀，一同学用螺旋测微仪在电阻丝不同位置各个方向上测量了金属丝的直径，发现测量结果基本一致，说明该金属丝粗细均匀，某次测量结果如图（b）所示，金属丝直径的测量值为________cm，由此可以求得该金属丝的电阻率约为________（电阻率的计算结果保留两位有效数字）。
（2）连接好电路后，闭合开关S，记录电阻丝ac的长度L和相应电流表A的示数I，多次滑动c点改变ac的长度，测得多组L和I的值，并计算出对应的，根据测量到的多组实验数据作出图象，如图（c）所示，由图象可求得电源电动势______V，电源内阻_______（计算结果均保留两位有效数字）。
（3）该小组对实验进行误差分析：若电流表的内阻不可忽略，步骤（2）中得到的电源内阻的测量值_______真实值（填“大于”、“等于”或“小于”）。
参考答案
1、答案：B
解析：四个核反应依次是重核裂变核反应、轻核聚变核反应、α衰变核反应和人工核反应方程，“人造太阳”为轻核聚变，故B正确。
故选B。
2、答案：B
解析：A.右手抖动形成的波传到传到如图所示位置，可判断质点振动方向向下，故健身者右手刚开始抖动时的方向向下，故A错误；
B.右手绳子上的a、b两点之间为一个波长，a、b两点振动情况完全相同，故将同时到达波峰，故B正确；
C.波传播的速度由介质决定，与抖动的频率无关，传播速度不变，绳子上的波形传到P点的时间不变，故C错误；
D.由图可知左右手起振方向相反，故当左右两列绳波传到P点时振动将得到减弱，故D错误。
故选B。
3、答案：C
解析：A.根据理想气体状态方程
解得
故A错误；
B.从状态A变化到状态B，体积膨胀气体对外界做功，温度升高，内能增大，根据热力学第一定律可知，气体一定吸收热量，故B错误；
C.根据理想气体状态方程
解得
从状态B变化到状态C过程,温度降低，气体不做功，则放热
故C正确；
D.从状态的过程中，外界该气体做功
故D错误。
故选C。
4、答案：C
解析：A.设空气阻力为
根据牛顿第二定律
即
可知由静止开始沿竖直方向下落，速度增大，加速度减小，雨滴做加速度减小的加速运动，所以速度时间图象的斜率应该减小，故A错误；
B.雨滴下落的过程，重力的瞬时功率
可知速度越来越大，重力势能减小得越来越快，直到重力与阻力等大反向，速度不再变化，重力的瞬时功率不变，所以图象斜率增大到某个值不变，故B错误；
C.雨滴下落的过程，合力
可知速度越来越大，合力减小，直到重力与阻力等大反向，合力为零，所以图象斜率减小到零后不变，故C正确；
D.雨滴下落的过程，阻力
可知速度越来越大，阻力增大，直到重力与阻力等大反向，阻力不再变化，所以图象斜率增大到某个值不变，故D错误。
故选C。
5、答案：D
解析：A.在运动过程中，因为有电场力对系统做功，故系统机械能不守恒，故A错误；
B.当弹簧长度达到最大值时，电场力对系统做功最多，电势能减小最大，系统机械能增加最大；即系统电势能最小，机械能最大；故B错误；
C.由于电场力对A、B两球做功不为零，初始一段时间，对两球均做正功，电势能减小，故C错误；
D.从初态到小球所受电场力与弹簧的弹力大小相等时，电场力对两小球均做正功，电势能减小，此时电势能肯定比初始时小，故D正确。
故选D。
6、答案：B
解析：A.根据右手螺旋定则可知检测电流产生的磁场方向向下，磁感线在铁芯中沿逆时针方向，可知霍尔元件所在磁场方向向上，元件中载流子为电子，根据左手定则可知电子受到的洛伦兹力垂直纸面向外在元件N端积累，所以N端电势低，M端电势高，A错误；
BCD.元件中电子最终受到的电场力和洛伦兹力相平衡，所以有
设元件单位体积内电子数量为n，电子移动速度为v，根据电流的微观表达式可得
联立整理得
提高检测灵敏度即提高的大小，所以可知可增大工作电流I或者减小d；减小b对检测灵敏度没有影响，CD错误，B正确。
故选B。
7、答案：B
解析：A.根据对称性可知P、Q两点电场强度大小相同但P点电场强度方向朝右上方，而Q点电场强度方向朝右下方，两点场强方向不同，故A错误；
B.规定无穷远处为电势零点，由于P、Q到的距离相等，所以完整的均匀带正电球体在P、Q产生的电势相等；由于P到的距离等于Q到的距离，所以完整的均匀带负电球体在P产生的电势等于于在Q产生的电势，根据电势的叠加可知P、Q产生的电势相等，故B正确；
C.将球形空腔视看作填满了等量正、负电荷，且电荷量密度与球体实心部分相同，则M、N、P、Q四点的电场强度和电势均可视为完整的均匀带正电球体与均匀带负电球体产生的电场强度和电势的叠加。由于M、N到的距离相同，所以完整的均匀带正电球体在M、N产生的电场强度（分别设为和）大小相同，且方向均背离圆心，而完整的均匀带负电球体在N点产生的电场强度一定大于在M点产生的电场强度，易知和方向相反，和方向相反，根据电场强度的叠加法则可知M点电场强度比N点的大，故C错误；
D.规定无穷远处为电势零点，由于M、N到的距离相等，所以完整的均匀带正电球体在M、N产生的电势相等；由于M到的距离大于N到的距离，所以完整的均匀带负电球体在M产生的电势高于在N产生的电势，根据电势的叠加可知M点电势比N点的高，故D错误。
故选B。
8、答案：C
解析：在P点时，重力恰好作为向心力，满足
又由题意可知
联立可解得，即为抛出时速度的水平分量，设抛出时速度的竖直分量为，抛出时的速度为v，由能量守恒可得
又有
联立可得，物体抛出时速度v与水平面所成α角满足
代入数据可得，C正确。
故选C。
9、答案：C
解析：设线圈在磁场中匀速运动的速度为v，线圈进磁场过程，根据动量定理有，线圈出磁场过程，根据动量定理有，而通过横截面的电荷量，由此可知线圈进，出磁场过程通过横截面的电荷量相同，由以上分析可得，解得，A错误，C正确；根据能量守恒，线圈进磁场过程，产生焦耳热，线圈出磁场过程，产生焦耳热，则，即，B错误；由于，则进、出磁场过程动量的变化量相同，D错误。
10、答案：D
解析：A.由万有引力提供卫星绕地球做圆周运动的向心力
知卫星半径越小，线速度越大，结合图象有
联立可得
A错误；
C.由万有引力提供向心力
可知
所以做圆周运动周期之比为
C错误；
D.从图象上可以看出每隔T时间两个卫星相距最近一次即
结合
解得卫星A绕地球做圆周运动的周期为
故D正确。
B.第一宇宙速度是最大的运行速度，由
对卫星A
其中，，可得第一宇宙速度
B错误；
故选D。
11、答案：（1）2A（2）
解析：（1）因为电压表读数为36V，电灯电阻为36，所以电灯的电流为
设原线圈的电流为，有
解得
由题意可知为电流的有效值。
（2）设原线圈的电压为U，则有
解得
根据闭合电路欧姆定律得其电动势为
所以矩形线圈产生的电动势的有效值为20V；线圈产生的电动势最大值为
又因为
解得
所以从矩形线圈转到中性面开始计时，电动势随时间变化规律为
12、答案：（1）45m（2）2200N
解析：（1）设运动员从B点飞出的速度为，由平抛规律得
，
根据题意有
解得
运动员从A到B，由动能定理
解得
（2）运动员着陆时竖直方向速度
着陆过程中，对运动员速度分解如图所示
以垂直斜面向上为正方向，在垂直着陆坡斜面方向上有
解得
13、答案：（1）（2）2m/s（3）0.2C，0.072J
解析：（1）金属棒ab保持静止，根据平衡条件得
可得
则线圈产生的感应电动势为
由电磁感应定律可知
解得
（2）断开开关K后，金属棒ab向下做加速度逐渐减小的加速运动，当加速度是0（即合外力是0）时速度最大，此时恰能匀速下降，根据平衡条件得
此时金属棒ab中产生的感应电动势为
根据闭合电路欧姆定律得
联立解得金属棒的最大速度为
（3）金属棒ab从开始下落到最大速度的过程中，根据动量定理得
解得电量
设这个过程金属棒的位移是x，则
解得
根据动能定理得
金属棒产生的焦耳热
14、答案：（1）0.4m（2）（3）或
解析：（1）根据题意可知，粒子在磁场中做匀速圆周运动，由牛顿第二定律有
解得半径为
粒子在磁场中运动时，到轴的最大距离为
（2）根据题意可知，粒子在磁场中做匀速圆周运动的周期为
由磁场变化规律可知，它在（即）时间内做匀速圆周运动至A点，接着沿方向做匀速直线运动直至电场边界C点，则有
进入电场后做匀减速运动至D点，由牛顿第二定律可得，粒子的加速度为
粒子从C点减速至D再反向加速至C所需的时间为
接下来，粒子沿轴方向匀速运动至所需时间仍为，磁场刚好恢复，粒子将在洛伦兹力的作用下从A做匀速圆周运动，再经时间，粒子将运动到F点，轨迹如图所示
此后将重复前面的运动过程，所以粒子经过轴，且与点速度相同的时刻有
（3）由上问可知，粒子每完成一次周期性的运动，将向方向平移2R（即从P点移到F点），粒子速度方向与y轴夹角成60°，有两种情况：若与y轴正方向为夹角60°，则有
即
若与y轴负方向夹角为60°，则有
即
15、答案：（1）0.0898/0.0899/0.0900/0.0901；
（2）4.0/4.1/4.2/4.3；5.5/5.6/5.7/5.8/5.9/6.0/6.1
（3）大于
解析：（1）螺旋测微器读数为
根据电阻公式可得
（2）由闭合电路欧姆定律可得
整理得
结合图象可得
解得
（3）若考虑电流表内阻，由闭合电路欧姆定律可得
整理得出
可以看出通过截距计算电源内阻偏大，相当于把电流表内阻和电源内阻一起等效为电源内阻测出。