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山西省太原市雙良中學2022年高三物理上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,一理想變壓器的原線圈匝數為=1000匝,副線圈匝數為=200匝,電阻R=8.8,原線圈接入一電壓的交流電源,電壓表和電流表對電路的影響可忽略不計,則A.副線圈交變電流的頻率是100HzB.t=ls時,電壓表的示數為0C.電流表的示數為1AD.變壓器的輸入電功率為220W參考答案:CD由(V)可知,交流電源的頻率為50Hz,變壓器不改變交變電流的頻率,選項A錯誤;t=1s時,電源電壓的瞬時值為0,而電壓表測的是電阻兩端電壓的有效值,由得,u2=44V,即電壓表的示數是44V,故選項B錯誤;通過電阻R的電流是5A,電阻R消耗的電功率為220W,選項D正確;由得通過電流表的電流為1A,選項C正確。2.(多選)下列說法中正確的是(

)A.光電效應是原子核吸收光子向外釋放電子的現象B.一群處于n=3能級激發(fā)態(tài)的氫原子,自發(fā)躍遷時能發(fā)出3種不同頻率的光C.放射性元素發(fā)生一次β衰變,原子序數增加1D.湯姆生通過α粒子散射實驗建立了原子的核式結構模型參考答案:BC3.(多選)一物體從某行星表面豎直向上拋出.從拋出瞬間開始計時,得到物體相對于拋出點的位移x與所用時間t的關系如圖所示,以下說法中錯誤的是(

)A.物體上升的最大高度為16mB.8s末物體上升到最高點C.該行星表面的重力加速度大小為4m/s2D.物體拋出時的初速度大小為4m/s參考答案:BCD4.一質量為m的運動員托著質量為M的重物從下蹲狀態(tài)(圖甲)緩慢運動到站立狀態(tài)(圖乙),該過程重物和人的肩部相對位置不變,運動員保持乙狀態(tài)站立△t時間后再將重物緩慢向上舉,至雙臂伸直(圖丙)。甲到乙、乙到丙過程重物上升高度分別為h1、h2,經歷的時間分別為t1、t2,則A.地面對運動員的沖量為(M+m)g(t1+t2+△t),地面對運動員做的功為0B.地面對運動員的沖量為(M+m)g(t1+t2),地面對運動員做的功為(M+m)g(h1+h2)C.運動員對重物的沖量為Mg(t1+t2+△t),運動員對重物做的功為Mg(h1+h2)D.運動員對重物的沖量為Mg(t1+t2),運動員對重物做的功為0參考答案:AC【詳解】因運動員將重物緩慢上舉,則可認為是平衡狀態(tài),地面對運動員的支持力為:(M+m)g,整個過程的時間為(t1+t2+△t),根據I=Ft可知地面對運動員的沖量為(M+m)g(t1+t2+△t);因地面對運動員的支持力沒有位移,可知地面對運動員做的功為0,選項A正確,B錯誤;運動員對重物的作用力為Mg,作用時間為(t1+t2+△t),根據I=Ft可知運動員對重物的沖量為Mg(t1+t2+△t),重物的位移為(h1+h2),根據W=Fs可知運動員對重物做的功為Mg(h1+h2),選項C正確,D錯誤。5.下列說法正確的是A.

某放射性元素經過19天后,余下的該元素的質量為原來的,則該元素的半衰期為3.8天B.

a粒子散射實驗說明原子核內部具有復雜結構C.

對放射性物質施加壓力,其半衰期將減少D.

氫原子從定態(tài)n=3躍遷到定態(tài)n

=2,再躍遷到定態(tài)n=1,則后一次躍遷輻射的光子波長;比前一次的要短參考答案:二、填空題:本題共8小題,每小題2分,共計16分6.將一小球從高處水平拋出,最初2s內小球動能EK隨時間t變化的圖線如圖所示,不計空氣阻力,重力加速度g=10m/s2。根據圖象信息可知,小球的質量為

kg,小球的初速度為

m/s,最初2s內重力對小球做功的平均功率為

W。參考答案:0.125kg

m/s

12.5W

7.圖1為驗證牛頓第二定律的實驗裝置示意圖。圖中打點計時器的電源為50Hz的交流電源,打點的時間間隔用Δt表示。在小車質量未知的情況下,某同學設計了一種方法用來研究“在外力一定的條件下,物體的加速度與其質量間的關系”。(1)完成下列實驗步驟中的填空:①平衡小車所受的阻力:小吊盤中不放物塊,調整木板右端的高度,用手輕撥小車,直到打點計時器打出一系列________的點。②按住小車,在小吊盤中放入適當質量的物塊,在小車中放入砝碼。③打開打點計時器電源,釋放小車,獲得帶有點列的紙袋,在紙袋上標出小車中砝碼的質量m。④按住小車,改變小車中砝碼的質量,重復步驟③。⑤在每條紙帶上清晰的部分,沒5個間隔標注一個計數點。測量相鄰計數點的間距s1,s2,…。求出與不同m相對應的加速度a。⑥以砝碼的質量m為橫坐標1/a為縱坐標,在坐標紙上做出1/a-m關系圖線。若加速度與小車和砝碼的總質量成反比,則1/a與m處應成_________關系(填“線性”或“非線性”)。(2)完成下列填空:(?。┍緦嶒炛?,為了保證在改變小車中砝碼的質量時,小車所受的拉力近似不變,小吊盤和盤中物塊的質量之和應滿足的條件是_______________________。(ⅱ)設紙帶上三個相鄰計數點的間距為s1、s2、s3。a可用s1、s3和Δt表示為a=__________。圖2為用米尺測量某一紙帶上的s1、s3的情況,由圖可讀出s1=__________mm,s3=__________。由此求得加速度的大小a=__________m/s2。(ⅲ)圖3為所得實驗圖線的示意圖。設圖中直線的斜率為k,在縱軸上的截距為b,若牛頓定律成立,則小車受到的拉力為___________,小車的質量為___________。參考答案:(2(23.9~24.5)47.2(47.0~47.6)1.16(1.13~1.19);8.摩托車手在水平地面轉彎時為了保證安全,將身體及車身傾斜,車輪與地面間的動摩擦因數為μ,車手與車身總質量為M,轉彎半徑為R。為不產生側滑,轉彎時速度應不大于

;設轉彎、不側滑時的車速為v,則地面受到摩托車的作用力大小為

。參考答案:

由靜摩擦力提供向心力可得,解得v=,地面受到摩托車的作用力為摩托車的重力與摩擦力的合力。9.質量為0.4kg的小球甲以速度3m/s沿光滑水平面向右運動,質量為4kg的小球乙以速度5m/s沿光滑水平面向左運動,它們相碰后,甲球以速度8m/s被彈回,求此時乙球的速度大小為

m/s,方向

。參考答案:3.9,水平向左10.如圖所示,在平面直角中,有方向平行于坐標平面的勻強電場,已測得坐標原點處的電勢為0V,點處的電勢為6V,點處的電勢為3V,那么電場強度的大小為E=

V/m,方向與X軸正方向的夾角為

。參考答案:200V/m

120011.一個質量為M=3kg的木板與一個輕彈簧相連,在木板的上方有一質量m為2kg的物塊,若在物塊上施加一豎直向下的外力F,此時木板和物塊一起處于靜止狀態(tài),如圖所示。突然撤去外力,木板和物塊一起向上運動0.2m時,物塊恰好與木板分離,此時木板的速度為4m/s,則物塊和木板分離時彈簧的彈力為________N,木板和物塊一起向上運動,直至分離的過程中,彈簧彈力做的功為________J。參考答案:0

N;

50

J。12.某興趣小組在做“探究動能定理”的實驗前,提出了以下幾種猜想:①W∝v,②W∝v2,③W∝。他們的實驗裝置如下圖所示,PQ為一塊傾斜放置的木板,在Q處固定一個速度傳感器,物塊從斜面上某處由靜止釋放,物塊到達Q點的速度大小由速度傳感器測得。為探究動能定理,本實驗還需測量的物理量是

;根據實驗所測數據,為了直觀地通過圖象得到實驗結論,應繪制

圖象。參考答案:物塊初始位置到測速器的距離L

L-v213.南北朝傅翕曾寫下這樣一首詩:“空手把鋤頭,步行騎水牛.人在橋上走,橋流水不流.”其中“橋流水不流”一句應理解成其選擇的參考系是()A.水B.橋C.人D.地面參考答案:A解:“橋流水不流”可以理解為“橋動水不動”,意思就是說橋在運動,水在靜止.A、以水的參照物,則水就是靜止的,而橋和水的位置發(fā)生了變化,則橋是運動的,與題意相符,故A正確;B、以橋為參照物,則橋是靜止的,而水與橋的位置發(fā)生了變化,則水是運動的,與題意不符,故B錯誤;C、以人為參照物,因為人在橋上走,人與橋的位置發(fā)生了變化,橋是運動的,而水與人的位置也發(fā)生了變化,所以水也是運動的,與題意不符,故C錯誤;D、以地面為參照物,地面與橋的位置沒有發(fā)生變化,橋是靜止的,水與地面的位置發(fā)生了變化,所以水也是運動的,故D也是錯誤的.故選A.三、簡答題:本題共2小題,每小題11分,共計22分14.(6分)一定質量的理想氣體,在絕熱膨脹過程中

①對外做功5J,則其內能(選填“增加”或“減少”),

J.

②試從微觀角度分析其壓強變化情況。參考答案:答案:①減少,5;②氣體體積增大,則單位體積內的分子數減少;內能減少,則溫度降低,其分子運動的平均速率減小,則氣體的壓強減小。(4分要有四個要點各占1分;單位體積內的分子數減少;溫度降低;分子運動的平均速率減小;氣體的壓強減小。)15.

(12分)(1)用簡明的語言表述臨界角的的定義:(2)玻璃和空所相接觸。試畫出入射角等于臨界角時的光路圖,并標明臨界角。(3)當透明介質處在真空中時,根據臨界角的定義導出透明介質的折射率n與臨界角θc的關系式。

參考答案:解析:(1)光從光密介質射到光疏介質中,折射角為90°時的入射角叫做臨界角(2)如圖,θC為臨界角。(3)用n表示透明介質的折射率,θC表示臨界角,由折射定律

四、計算題:本題共3小題,共計47分16.如圖所示,相距3L的AB、CD兩直線間的區(qū)域存在著兩個大小不同、方向相反的有界勻強電場,其中PT上方的電場I的場強方向豎直向下,PT下方的電場II的場強方向豎直向上,電場I的場強大小是電場Ⅱ的場強大小的兩倍,在電場左邊界AB上有點Q,PQ間距離為L。從某時刻起由Q以初速度v0沿水平方向垂直射入勻強電場的帶電粒子,電量為+q、質量為m。通過PT上的某點R進入勻強電場I后從CD邊上的M點水平射出,其軌跡如圖,若PR兩點的距離為2L。不計粒子的重力。試求:(1)勻強電場I的電場強度E的大小和MT之間的距離;(2)有一邊長為a、由光滑彈性絕緣壁圍成的正三角形容器,在其邊界正中央開有一小孔S,將其置于CD右側且緊挨CD邊界,若從Q點射入的粒子經AB、CD間的電場從S孔水平射入容器中。欲使粒子在容器中與器壁多次垂直碰撞后仍能從S孔射出(粒子與絕緣壁碰撞時無機械能和電量損失),并返回Q點,需在容器中現加上一個如圖所示的勻強磁場,粒子運動的半徑小于,求磁感應強度B的大小應滿足的條件以及從Q出發(fā)再返回到Q所經歷的時間。參考答案:解析:(1)設粒子經PT直線上的點R由E2電場進入E1電場,由Q到R及R到M點的時間分別為t2與t1,到達R時豎直速度為vy,則:由。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。(1)2L=v0t2

。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。(2)L=v0t1

。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。(3)

。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。(4)

。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。(5)上述三式聯立解得:

。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。(6)17.甲乙兩運動員在訓練交接棒的過程中發(fā)現:甲經短距離加速后能保持9m/s的速度跑完全程;乙從起跑后到接棒前的運動是勻加速的,為了確定乙起跑的時機,需在接力區(qū)前適當的位置設置標記,在某次練習中,甲在接力區(qū)前S0=13.5m處作了標記,并以v=9m/s的速度跑到此標記時向乙發(fā)出起跑口令,乙在接力區(qū)的前端聽到口令時起跑,并恰好在速度達到與甲相同時被甲追上,完成交接棒,已知接力區(qū)的長度為L=20m.求:(1)此次練習中乙在接棒前的加速度a.(2)在完成交接棒時乙離接力區(qū)末端的距離.參考答案:(2)在完成交接棒時乙離接力區(qū)末端的距離為6.5m.解:(1)設經過時間t,甲追上乙,則根據題意有vt﹣=vt=13.5將v=9代入得到:t=3s,再有:v=at解得:a=3m/s2即乙在接棒前的加速度為3m/s2.(2)在追上乙的時候,乙走的距離為s,則:s=代入數據得到s=13.5m.所以乙離接力區(qū)末端的距離為△s=20﹣13.5=6.5m.答:(1)此次練習中乙在接棒前的加速度為3m/s2.18.(10分)如圖裝置叫做離心節(jié)速器,它的工作原理和下述力學模型類似:在一根豎直硬質細桿的頂端O用鉸鏈連接兩根輕桿,輕桿的下端分別固定兩個金屬小球。當發(fā)動機帶動豎直硬質細桿轉動時,兩個金屬球可在水平面上做勻速圓周運動,如圖所示。設與金屬球連接

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