山西省太原市成才中學(xué)2022年高三物理上學(xué)期期末試題含解析

山西省太原市成才中學(xué)2022年高三物理上學(xué)期期末試題含解析一、選擇題：本題共5小題，每小題3分，共計(jì)15分．每小題只有一個(gè)選項(xiàng)符合題意1.如圖所示，虛線是用實(shí)驗(yàn)方法描繪出的某一靜電場(chǎng)的一簇等勢(shì)線及其電勢(shì)的值，一帶電粒子只在電場(chǎng)力作用下飛經(jīng)該電場(chǎng)時(shí)，恰能沿圖中的實(shí)線從

A點(diǎn)飛到C點(diǎn)，則下列判斷正確的是A．粒子一定帶負(fù)電B．粒子在A點(diǎn)的電勢(shì)能大于在C點(diǎn)的電勢(shì)能C．A點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)大于C點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)D．粒子從A點(diǎn)到B點(diǎn)電場(chǎng)力所做的功大于從B點(diǎn)到C點(diǎn)電場(chǎng)力所做的功參考答案：C2.下列說法中正確的是A．玻璃裂痕處在光的照射下，看上去會(huì)比周圍明顯變亮，是由于光的全反射B．無(wú)影燈主要是應(yīng)用了光的衍射，光導(dǎo)纖維是應(yīng)用了光的全反射現(xiàn)象C．放射性元素的原子核的半衰期與溫度、壓強(qiáng)有關(guān)D．正、負(fù)電子對(duì)撞后湮滅成兩個(gè)頻率相同的光子，已知普朗克常量為，電子質(zhì)量為，電子電荷量為，電磁波在真空中傳播的波速為，則生成的光子在折射率為（不等于1）的介質(zhì)中傳播時(shí)，其波長(zhǎng)為參考答案：AD3.（單選）在xOy平面內(nèi)存在一勻強(qiáng)電場(chǎng)，一正電荷僅受電場(chǎng)力作用，以一定的初速度通過坐標(biāo)原點(diǎn)O，并沿曲線運(yùn)動(dòng)到A點(diǎn)，其運(yùn)動(dòng)軌跡如圖所示，經(jīng)過A點(diǎn)時(shí)的速度方向與x軸平行，則場(chǎng)強(qiáng)E的方向可能沿（）A．x軸正方向B．x軸負(fù)方向C．y軸正方向D．y軸負(fù)方向參考答案：解：A、B由題，粒子在A點(diǎn)時(shí)的速度方向與x軸平行，說明y軸方向粒子做減速運(yùn)動(dòng)．若電場(chǎng)的方向沿x軸方向，粒子沿y軸方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)，到達(dá)A點(diǎn)時(shí)速度不可能與x軸平行．故AB錯(cuò)誤．C、若電場(chǎng)方向沿+y方向，粒子所受的電場(chǎng)力沿+y方向，粒子在y軸方向上做加速運(yùn)動(dòng)，x軸方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)，到達(dá)A點(diǎn)時(shí)y軸方向有分速度，速度方向不可能與x軸平行．故C錯(cuò)誤D、若電場(chǎng)方向沿﹣y方向，粒子所受的電場(chǎng)力沿﹣y方向，粒子在y軸方向上做減速運(yùn)動(dòng)，x軸方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)，到達(dá)A點(diǎn)時(shí)y軸方向的分速度減至零時(shí)，速度方向能與x軸平行．故D正確．故選：D4.據(jù)報(bào)道，我省在桃江縣建造的核電站一期工程已正式啟動(dòng)．該電站建成后，對(duì)我省乃至我國(guó)中部地區(qū)GDP增長(zhǎng)和一、二、三產(chǎn)業(yè)的拉動(dòng)將起到巨大作用．關(guān)于核電站獲取核能的核反應(yīng)方程可能是A．

B．C．D．參考答案：D5.如圖所示，理想變壓器的原線圈接u＝11000sin100πt(V)的交變電壓，副線圈通過電阻r＝6Ω的導(dǎo)線對(duì)“220V/880W”的電器RL供電，該電器正常工作。由此可知()A．原、副線圈的匝數(shù)比為50∶1

B．交變電壓的頻率為100HzC．副線圈中電流的有效值為4A

D．變壓器的輸入功率為880W參考答案：C二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計(jì)16分6.質(zhì)量為2kg的物體，在水平推力的作用下沿水平面做直線運(yùn)動(dòng)，一段時(shí)間后撤去F，其運(yùn)動(dòng)的v-t圖像如圖所示。g取10m/s2，則物體與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)

；水平推力

。參考答案：0.2；6

7.如圖甲所示是一平面上晶體物質(zhì)微粒的排列情況，圖中三條等長(zhǎng)線AB、AC、AD上物質(zhì)微粒的數(shù)目不同，由此得出晶體具有

▲

的性質(zhì)。如圖乙所示，液體表面層分子比較稀疏，分子間距離大于分子平衡距離r0，因此表面層分子間作用表現(xiàn)為

▲

。參考答案：各向異性

引力8.在實(shí)驗(yàn)室中用螺旋測(cè)量金屬絲的直徑時(shí)，如圖所示，由圖可知金屬絲的直徑是

mm．參考答案：5.615解：螺旋測(cè)微器的固定刻度為5.5mm，可動(dòng)刻度為11.5×0.01mm=0.115mm，所以最終讀數(shù)為5.5mm+0.115mm=5.615mm．故答案為：5.6159.用不同頻率的光照射某金屬產(chǎn)生光電效應(yīng)，測(cè)量金屬的遏止電壓Uc與入射光頻率ν，得到Uc﹣ν圖象如圖所示，根據(jù)圖象求出該金屬的截止頻率νc=5.0×1014Hz，普朗克常量h=6.4×10﹣34J?s．（已知電子電荷量e=1.6×10﹣19C）參考答案：：解：根據(jù)Ekm=hv﹣W0得，橫軸截距的絕對(duì)值等于金屬的截止頻率，為v0=5.0×1014．通過圖線的斜率求出k=h=J?s．故答案為：5.0×1014，6.4×10﹣3410.已知地球質(zhì)量為M，萬(wàn)有引力恒量為G，地球半徑為R，人造衛(wèi)星在高空繞地球運(yùn)行的軌道半徑為r，則其繞地球運(yùn)行的環(huán)繞速度V=

，在地球表面附近運(yùn)行的人造衛(wèi)星的第一宇宙速度V1=

。參考答案：，11.某同學(xué)用如圖甲所示的裝置測(cè)定重力加速度。（1）打出的紙帶如圖乙所示，實(shí)驗(yàn)時(shí)紙帶的

端通過夾子和重物相連接。（填“a”或“b”）（2）紙帶上1至9各點(diǎn)為計(jì)數(shù)點(diǎn)，由紙帶所示數(shù)據(jù)可算出實(shí)驗(yàn)時(shí)的重力加速度為

m/s2

（3）當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葦?shù)值為9.8m/s2，請(qǐng)列出測(cè)量值與當(dāng)?shù)刂亓铀俣鹊闹涤胁町惖囊粋€(gè)原因

。參考答案：12.（單選）甲乙丙三輛汽車以相同速度同時(shí)經(jīng)某一路標(biāo)，從此時(shí)開始，甲車一直勻速運(yùn)動(dòng)，乙車先勻加速后勻減速，丙車先勻減速后勻加速，他們經(jīng)過第二塊路標(biāo)時(shí)速度又相等，則先通過第二塊路標(biāo)的是A、甲車

B、乙車

C、丙車

D、無(wú)法確定參考答案：B13.圖甲為一列簡(jiǎn)諧橫波在t=0.10s時(shí)刻的波形圖，P是平衡位置為x=1m處的質(zhì)點(diǎn)，Q是平衡位置為x=4m處的質(zhì)點(diǎn)，圖乙為質(zhì)點(diǎn)Q的振動(dòng)圖象，則波傳播的速度為_____m/s，t=0.15s時(shí)質(zhì)點(diǎn)P的運(yùn)動(dòng)方向沿y軸_________方向（填“正”或“負(fù)”）。參考答案：40

負(fù)

三、實(shí)驗(yàn)題：本題共2小題，每小題11分，共計(jì)22分14.某同學(xué)利用透明直尺和光電計(jì)時(shí)器來(lái)驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律，實(shí)驗(yàn)的簡(jiǎn)易示意圖如圖甲所示，當(dāng)有不透光物體從光電門間通過時(shí)，光電計(jì)時(shí)器就可以顯示物體的擋光時(shí)間。光電門傳感器可測(cè)的最短時(shí)間為0.01ms。將擋光效果較好的黑色磁帶（寬度為d）貼在透明直尺上，從一定高度由靜止釋放，并使其豎直通過光電門。某同學(xué)測(cè)得各段黑色磁帶通過光電門的時(shí)間△ti與圖中所示的高度差△hi，并將部分?jǐn)?shù)據(jù)進(jìn)行了處理，結(jié)果如下表所示。（取g＝9.8m/s2，注：表格中M為直尺質(zhì)量）圖乙

i（10-3s）vi（m·s-1）△Eki=△hi（m）Mg△hi11.562.85

21.463.050.59M

0.060.59M

31.373.251.22M

0.131.23M

41.303.421.79M

0.181.80M

51.253.552.25M

0.232.26M

（1）從表格中數(shù)據(jù)可知，直尺上磁帶通過光電門的瞬時(shí)速度是利用求出的，請(qǐng)你簡(jiǎn)要分析該同學(xué)這樣做的理由是：

。（2）該同學(xué)用20等分的游標(biāo)卡尺測(cè)量出黑色磁帶的寬度，其示數(shù)如圖乙所示，則d=_______mm。Ks5u（3）根據(jù)該實(shí)驗(yàn)表格數(shù)據(jù)，請(qǐng)?jiān)诖痤}紙上繪出k-△h圖像，由圖像可得出結(jié)論：

。參考答案：（1）瞬時(shí)速度等于極短時(shí)間或極短位移內(nèi)的平均速度 （3分） （2）4.45mm；

（3分）（3） 如下圖

在誤差允許范圍內(nèi)，直尺在下落過程中機(jī)械能守恒（4分）15.中國(guó)機(jī)器人農(nóng)民發(fā)明家吳玉祿（被譽(yù)為中國(guó)的特斯拉）只有小學(xué)文化，為了給他的機(jī)器人吳老二找一個(gè)可充電電池，他在廢品站找到了一個(gè)象電池一樣有兩個(gè)電極的裝置，上面標(biāo)有“TNT”等字樣，他高興地拿回去充電，結(jié)果差點(diǎn)丟了性命。（1）經(jīng)上網(wǎng)查找這是只工業(yè)電雷管，由電能轉(zhuǎn)化成熱能而引發(fā)爆炸的，利用了電流的熱效應(yīng)。給你一個(gè)多用電表你會(huì)選擇

（直流電流，直流電壓，電阻）擋來(lái)判斷它是否為電池，可保證既安全又方便。（2）經(jīng)核實(shí)該電雷管全電阻值為6Ω，其中電熱絲阻值為5Ω，引腳線長(zhǎng)2m，阻值為1Ω，當(dāng)通以0.45A電流時(shí)約6s鐘爆炸，若吳玉祿用5.4V的電壓給它充電時(shí)理論上約

s鐘爆炸(危險(xiǎn))。（3）某興趣小組發(fā)揚(yáng)吳玉祿精神，用伏安法設(shè)計(jì)了一實(shí)際精確測(cè)量上述單只電雷管電阻的電路．準(zhǔn)備了以下實(shí)驗(yàn)器材:待測(cè)電雷管Rx，炸藥桶（保護(hù)作用，防爆破）電流表A1：量程0.5A、內(nèi)阻約0.5Ω

電流表A2：量程30mA、內(nèi)阻約30Ω電壓表V1：量程30V、內(nèi)阻約10kΩ電壓表V2：量程2V、內(nèi)阻約3kΩ滑動(dòng)變阻器R：0~10Ω

電阻箱R0：0~999.9Ω，0.1A

干電池E：電動(dòng)勢(shì)E=1.5V，內(nèi)阻r約0.1Ω

電鍵S及導(dǎo)線若干，請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)一個(gè)較合理的電路原理圖，畫在規(guī)定方框內(nèi)，要求通過電雷管的電流不超過27mA，電壓能從零調(diào)節(jié)，盡可能減小誤差。并寫出Rx的計(jì)算公式Rx=

；說明公式中各物理量的意義：

。參考答案：（A）

直流電壓

（B）

1.5

（C）（D）

U為電壓表讀數(shù)，I為電流表讀數(shù)，R0電阻箱讀數(shù)

四、計(jì)算題：本題共3小題，共計(jì)47分16.在xoy平面內(nèi)，直線OP與y軸的夾角=45o。第一、第二象限內(nèi)存在大小相等，方向分別為豎直向下和水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng),電場(chǎng)強(qiáng)度E=1.0×105N/C；在x軸下方有垂直于紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.1T，如圖所示?，F(xiàn)有一帶正電的粒子從直線OP上某點(diǎn)A（-L,L）處?kù)o止釋放。設(shè)粒子的比荷，粒子重力不計(jì)。求：（1）當(dāng)L=2cm時(shí)，粒子進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)與x軸交點(diǎn)的橫坐標(biāo)（2）當(dāng)L=2cm時(shí)，粒子進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)速度的大小和方向（3）如果在直線OP上各點(diǎn)釋放許多個(gè)上述帶電粒子（粒子間的相互作用力不計(jì)），試證明各帶電粒子進(jìn)入磁場(chǎng)后做圓周運(yùn)動(dòng)的圓心點(diǎn)的集合為一拋物線（提示：寫出圓心點(diǎn)坐標(biāo)x、y的函數(shù)關(guān)系）參考答案：解析：（1）帶電粒子在第三象限做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，進(jìn)入第一象限的速度為v1，設(shè)粒子出發(fā)點(diǎn)坐標(biāo)為（—L,L）,則

qEL=mv12

得v1=4×105m/s

(2分)

粒子在第一象限做類平拋運(yùn)動(dòng)：y=at2=L

（1分）

x=v1t

（1分）

得x=2L=0.04m

（2分）

(2)粒子做類平拋運(yùn)動(dòng)，vx=v1=4×105m/s

vy=at=4×105m/s

（1分）

則粒子進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)速度方向與x正方向的夾角為Φ，tgΦ==1

（2分）

則Φ=450

（1分）

粒子進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的速度為v2==4×105m/s

（2分）（3）L取任意時(shí)均有：

x=2L,

Φ=45o

（1分）

v= （1分）

粒子在磁場(chǎng)中做勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，qvB=

（1分）

代入數(shù)據(jù)得：R=

（1分）

所以圓心的坐標(biāo)為： x=2L-

,y=-

（1分）

R=代入并消去L，得

x=4y2+y

（2分）

此方程為一拋物線方程17.如圖所示，某透明介質(zhì)的截面為直角三角形ABC，其中∠A=30°，AC邊長(zhǎng)為L(zhǎng)．一束單色光從AC面上距A為的D點(diǎn)垂直于AC邊射入，恰好在AB面發(fā)生全反射．一直光速為c，求：（1）該介質(zhì)的折射率n；（2）該光束從射入介質(zhì)到第一次穿出所經(jīng)歷的時(shí)間．參考答案：解：（1）由于光線垂直于AC面射入，故光線在AB面上的入射角為30°，由題意知，光線恰好在AB面上發(fā)生全反射，所以入射角等于臨界角，則全反射臨界角C=θ=30°．由全反射條件可求得：n===2（2）由右圖可知，DF=ADtan30°=，F(xiàn)E=2DF=，EG=ECsin30°=故光在介質(zhì)中的傳播距離為：s=DF+FE+EG=光在介質(zhì)中的傳播速度：v==光在介質(zhì)中的傳播時(shí)間：t==答：（1）該介質(zhì)的折射率n為2；（2）該光束從射入介質(zhì)到第一次穿出所經(jīng)歷的時(shí)間為．【考點(diǎn)】光的折射定律．【分析】（1）據(jù)題意，光線恰好在AB面發(fā)生全反射，入射角等于臨界角．根據(jù)幾何關(guān)系求出臨界角C，由sinC=求出折射率．（2）作出光路圖，運(yùn)用幾何知識(shí)求出光線在介質(zhì)中通過的路程s，由v=求出光在介質(zhì)中的速度，由t=求解時(shí)間．18.平直道路上有甲、乙兩輛汽車同向勻速行駛，乙車在前甲車在后。甲、乙兩車速度分別為40m／s和25m／s，當(dāng)