河北省张家口市2021届高三上学期物理期末考试试卷

1. 一辆质量为2.0×10³kg的汽车在平直公路上行驶，它的加速度与位移关系图像如图所示，在0～8m过程中汽车增加的动能为（）

A . 1.2×10⁴J B . 2.4×10⁴J C . 3.6×10⁴J D . 4.8×10⁴J

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2. 氢原子能级示意图如图所示。光子能量在1.63eV~3.10eV光为可见光。要使大量处于n=2能级的氢原子被激发后可辐射出两种可见光光子，氢原子吸收的能量为（）

A . 1.89eV B . 2.55eV C . 10.2eV D . 12.09eV

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3. 如图所示，长木板放在水平地面上，一人站在木板上通过细绳向左上方拉木箱，三者均保持静止状态，已知细绳的拉力为F，细绳与水平面夹角为30°，长木板、人与木箱质量均为m，重力加速度为g，下列说法正确的是（）

A . 长木板对地面的压力大于3mg B . 地面对长木板的摩擦力水平向右 C . 长木板对人的摩擦力等于 $\text{[math]}$ F D . 人和木箱受到的摩擦力相同

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4. 如图所示，在水平面上固定一倾角θ=30°光滑斜面，斜面底端固定一挡板C，两个质量均为m的物块A、B用轻弹簧相连，静止在斜面上。现用一平行于斜面向上的拉力F拉物块A，在物块B恰好离开挡板C的瞬间撤去力F，重力加速度为g，则撤去力F的瞬间（）

A . 物块A的加速度为零 B . 物块A的加速度为 $\text{[math]}$ ，方向沿斜面向下 C . 物块B的加速度为 $\text{[math]}$ ，方向沿斜面向上 D . 物块B的加速度为零

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5. 如图所示，一理想变压器原线圈连接正弦交流电源、电阻R₁和电流表A₁ ，副线圈连接电压表V、电流表A₂和滑动变阻器R₂ ，电路中电表均为理想电表，将滑动变阻器R₂的滑片向下滑动过程中，下列说法正确的是（）

A . 电压表V示数不变 B . 电流表A₁示数变小 C . 电流表A₂示数变小 D . 电流表A₁与电流表A₂示数比值不变

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6. “嫦娥五号”在月球最大的月海风暴洋北缘的吕姆克山附近登陆，采集到月球土壤样品后，于2020年12月17日成功带回地球供科学家研究。嫦娥五号从月球返回时，先绕月球做圆周运动，再变轨返回地球。已知地球与月球的半径之比为4：1，地球表面和月球表面的重力加速度之比为6：1，地球的第一宇宙速度为7.9km/s，则从月球表面发射嫦娥五号的最小速度约为（）

A . 1.6km/s B . 6.4km/s C . 7.9km/s D . 38km/s

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7. 一边长为L、质量分布均匀的正方形板ABCD重为G，现将此板的右下方裁去边长为 $\text{[math]}$ 的小正方形。如图所示用悬线系住此板的A点，始时使AB边处于水平位置，悬线处于绷直状态，现将此板从图示位置由静止释放，则板从开始运动直至静止的过程中，板克服阻力所做的功为（）

A . $\text{[math]}$ B . $\text{[math]}$ C . $\text{[math]}$ D . $\text{[math]}$

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8. 如图所示，xOy坐标系内，第一象限存在水平向左的匀强电场。第二象限存在竖直向下的匀强电场，y轴上c点和x轴上d点连线为电场的下边界。相同的带电粒子甲、乙分别从a点和b点由静止释放，两粒子均从c点水平射入第二象限，且均从c、d连线上射出，已知ab=bc，下列说法正确的是（）

A . 带电粒子甲、乙在c点速度之比为2：1 B . 带电粒子甲、乙在c点速度之比为 $\text{[math]}$ ：1 C . 带电粒子甲、乙在第二象限电场内的位移比为 $\text{[math]}$ ：1 D . 带电粒子甲、乙在第二象限射出电场时速度方向相同

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9. 河北省张家口市风电装机容量累计突破了千万千瓦。草原天路景区风力发电机如图所示，风力带动叶片转动，叶片再带动转子（磁极）转动，使定子（线圈不计电阻）中产生电流，实现风能向电能的转化。已知叶片长为l，风速为v，空气的密度为ρ，空气遇到叶片旋转形成的圆面后一半减速为零，一半原速率穿过，下列说法正确的是（）

A . 一台风力发电机获得风能的功率为 $\text{[math]}$ B . 一台风力发电机获得风能的功率为 $\text{[math]}$ C . 空气对一台风力发电机的平均作用力为 $\text{[math]}$ D . 空气对一台风力发电机的平均作用力为 $\text{[math]}$

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10. 如图所示，一个带正电粒子，从静止开始经加速电压U₁加速后，水平进两平行金属板间的偏转电场中，偏转电压为U₂ ，射出偏转电场时以与水平夹角为θ的速度进入金属板右侧紧邻的有界匀强磁场，虚线为磁场的左边界，场范围足够大，粒子经磁场偏转后又从磁场左边界射出，粒子进入磁场和射出磁场的位置之间的距离为l，下列说法正确的是（）

A . 只增大电压U₁ ， θ变大 B . 只增大电压U₂ ， θ变大 C . 只增大电压U₁ ，距离l变大 D . 只增大电压U₂ ，距离l变大

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11. 如图所示，一定质量的理想气体经历了A→B→C的状态变化，下列说法正确的是（）

A . A→B过程中，外界对气体做正功600J B . A→B过程中，气体放出热量与外界对气体做功相等 C . B、C两状态，气体内能相等 D . B→C过程中，气体吸收热量与气体对外界做功相等 E . A→B→C整个过程中，外界对气体做功之和为零

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12. 如图所示为一波源在原点且沿x轴传播的双向简谐横波在t=0时刻的波形图，在此后2s内质点A通过的路程为16cm，下列说法正确的是（）

A . 该波的周期为1s B . 该波的波速为2m/s C . A，B两点运动状态相同 D . A，B两点速度大小相等、方向相反 E . 经过相同时间，A，B两点经过的路程相等

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13. 某同学设计了如图甲所示的实验装置来“验证机械能守恒定律”，通过电磁铁控制的小铁球从A处自由下落，光电门连接计时器可记录下小铁球的直径经过光电门B时的挡光时间t。小铁球的质量m=4×10^-3kg、直径为d，重力加速度g=9.8m/s²。

（1）用游标卡尺测量小铁球的直径。如图乙所示，其直径d=mm；

（2）当光电门B与A间距为0.22m时，挡光时间t=5×10^-3s，则小球过光电门B时的动能E_k=J，小铁球由A到B减少的重力势能E_p=J，在误差允许范围内，小铁球机械能守恒。（计算结果保留三位有效数字）

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14. 简易多用电表的电路图如图所示，表头G的满偏电流为300μA，内阻为70Ω。R₁=10Ω，R₂=20Ω，R₃=1400Ω，E=1.5V，电源内阻忽略不计。虚线方框内为换挡开关，A端和B端分别与两表笔相连。该多用电表有4个挡位。

（1）挡位调至“1”挡，表头满偏时，流经A端和B端的电流为mA；挡位调至“2”挡，表头满偏时，流经A端和B端的电流为mA；

（2）挡位调至“4”挡，表头满偏时，A、B两端电压为3V，则电阻R₄=Ω；

（3）挡位调至“3”挡时，该挡位为欧姆挡“×1k”挡位，欧姆调零后，电阻R₅=Ω。

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15. 如图所示，固定在水平面上两根相距L=0.8m的光滑金属导轨，处于竖直向下、磁感应强度大小B=0.5T的匀强磁场中，导轨电阻不计且足够长。金属棒a、b的质量均为m=1kg、电阻均为R=0.1Ω，金属棒静置在导轨上且与导轨接触良好。现给a一个平行导轨向右的瞬时冲量I=4N·s，最终两金属棒运动状态稳定且未发生碰撞，运动过程中金属棒始终与导轨垂直，忽略感应电流对磁场的影响，求整个过程中：

（1）金属棒a产生的焦耳热；

（2）通过金属棒a的电荷量；

（3）金属棒a、b之间的距离减少多少。

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16. 如图所示，空间中存在水平向右，场强大小E=5×10³N/C的匀强电场。水平皮带BC的左端与水平面AB平滑相切于B点，右端与一个半径为R的光滑 $\text{[math]}$ 圆弧轨道CD水平相切于C点。AB=BC=R=1m，皮带顺时针转动，速率恒为v=5m/s。现将一质量m=0.5kg、带正电且电荷量q=1×10^-3C的小滑块，从A点由静止释放，小滑块与AB段和BC段的动摩擦因数均为μ=0.2，取g=10m/s²。求：

（1）滑块运动到水平面右端B点时的速度大小；

（2）小滑块运动到圆弧轨道底端C点时所受的支持力大小；

（3）小滑块对圆弧轨道CD压力的最大值。（ $\text{[math]}$ 取1.4）

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17. 如图所示，竖直放置导热良好的气缸缸体质量m=10kg，轻质活塞横截面积S=5×10^-3m² ，活塞上部的气缸内封闭一定质量的理想气体，活塞的下表面与劲度系数k=2.5×10³N/m的弹簧相连，活塞不漏气且与气缸壁无摩擦。当气缸内气体温度为27℃时，缸内气柱长l=50cm，气缸下端边缘距水平地面 $\text{[math]}$ 。已知大气压强p₀=1.0×10⁵Pa，g取10m/s² ，则：

①当缸内气体温度缓慢降低到多少K时，气缸下端边缘刚好接触地面?

②当缸内气体温度缓慢降低到多少K时，弹簧恢复原长?

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18. 一半径为R的玻璃球体的截面图如图所示，O为球心，AB为直径。一束单色光从D点射入球体，入射方向与AB平行，光线射入球体后经过B点，已知∠ABD= $\text{[math]}$ ，光在真空中的传播速度为c，求：

①此球体玻璃的折射率；

②从D射入玻璃球后经过一次反射再射出的光线，在玻璃球中传播的时间。

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河北省张家口市2021届高三上学期物理期末考试试卷

一、单选题

二、多选题

三、实验题

四、解答题

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