河北省保定市高級(jí)中學(xué)2021-2022學(xué)年高三物理上學(xué)期期末試卷含解析

河北省保定市高級(jí)中學(xué)2021-2022學(xué)年高三物理上學(xué)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(jì)15分．每小題只有一個(gè)選項(xiàng)符合題意1.如圖所示，在水平面上放置著一個(gè)密閉絕熱的容器，容器內(nèi)部有一個(gè)一定質(zhì)量的活塞，活塞的上部封閉著理想氣體，下部為真空，活塞與器壁的摩擦忽略不計(jì)，置于真空中的輕彈簧的一端固定于容器的底部，另一端固定在活塞上，彈簧被壓縮后用繩扎緊，此時(shí)彈簧的彈性勢(shì)能為Ep（彈簧處于自然長(zhǎng)度時(shí)彈性勢(shì)能為零），現(xiàn)在繩突然斷開，則下列說(shuō)法中正確的是（A）部分Ep將轉(zhuǎn)化活塞的重力勢(shì)能（B）容器內(nèi)理想氣體最后的溫度比繩突然斷開時(shí)的高（C）活塞將不停地振動(dòng)起來(lái)，但不能回到原來(lái)的位置（D）活塞將不停地振動(dòng)起來(lái)，且能回到原來(lái)的位置參考答案：AB2.一群處于基態(tài)的氫原子吸收某種單色光子后，向外輻射了ν1、ν2、ν3三種頻率的光子，且ν1＞ν2＞ν3,則A.被氫原子吸收的光子的能量為hν1B.被氫原子吸收的光子的能量為hν2C.hν1>hν2+hν3D.hν1=hν2+hν3參考答案：AD3.如圖所示，在矩形區(qū)域MNPQ內(nèi)存在垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，MQ邊長(zhǎng)為L(zhǎng)，MN邊長(zhǎng)為2L。梯形線框abcd位于紙面內(nèi)，ab長(zhǎng)為L(zhǎng)，cd長(zhǎng)為3L，ab邊和cd邊之間的距離為L(zhǎng)?，F(xiàn)讓線框以恒定的速度ν沿垂直MN的方向向右穿過(guò)磁場(chǎng)區(qū)域，并在ab邊與MN邊重合時(shí)開始計(jì)時(shí)，取沿abcda方向?yàn)楦袘?yīng)電流的正方向，則在線圈穿越磁場(chǎng)區(qū)域的過(guò)程中，感應(yīng)電流i隨時(shí)間變化的圖線是A.B.C.D.參考答案：C【詳解】在時(shí)間內(nèi)，ab邊進(jìn)入磁場(chǎng)切割磁感線，產(chǎn)生感應(yīng)電流，由楞次定律判斷得知感應(yīng)電流沿adcba方向，為負(fù)；線圈有效的切割長(zhǎng)度均勻增大，根據(jù)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小公式E=BLv可知感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)均勻增大，所以感應(yīng)電流均勻增大；t在時(shí)間內(nèi)，磁通量不斷增大，由楞次定律判斷得知感應(yīng)電流沿adcba方向，為負(fù)；線圈有效的切割長(zhǎng)度不變，根據(jù)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小公式E=BLv可知感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)不變，所以感應(yīng)電流不變；t在時(shí)間內(nèi)，磁通量不斷減小，由楞次定律判斷得知感應(yīng)電流沿abcda方向，為正；線圈有效的切割長(zhǎng)度均勻增大，根據(jù)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小公式E=BLv可知感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)均勻增大，所以感應(yīng)電流均勻增大；t在時(shí)間內(nèi)，磁通量不斷減小，由楞次定律判斷得知感應(yīng)電流沿abcda方向，為正，線圈有效切割長(zhǎng)度不變，根據(jù)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小公式E=BLv可知感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)不變，所以感應(yīng)電流不變，故選項(xiàng)C正確，A、B、D錯(cuò)誤；故選C。4.某人站在樓房頂層從O點(diǎn)豎直向上拋出一個(gè)小球，上升的最大高度為20m，然后落回到拋出點(diǎn)O下方25m的B點(diǎn)，則小球在這一運(yùn)動(dòng)過(guò)程中通過(guò)的路程和位移分別為(規(guī)定豎直向上為正方向)()A．25

m、25

m

B．65

m、25

mC．25

m、－25

m

D．65

m、－25m參考答案：D5.如圖所示，在傾角為α的光滑斜面上，垂直紙面放置一根直導(dǎo)體棒，在導(dǎo)體棒中通有垂直紙面向里的電流，圖中a點(diǎn)在導(dǎo)體棒正下方，b點(diǎn)與導(dǎo)體棒的連線與斜面垂直，c點(diǎn)在a點(diǎn)左側(cè)，d點(diǎn)在b點(diǎn)右側(cè)。現(xiàn)欲使導(dǎo)體棒靜止在斜面上，下列措施可行的是（

）A．在a處放置一電流方向垂直紙面向里的直導(dǎo)體棒B．在b處放置一電流方向垂直紙面向里的直導(dǎo)體棒C．在c處放置一電流方向垂直紙面向里的直導(dǎo)體棒D．在d處放置一電流方向垂直紙面向里的直導(dǎo)體棒參考答案：D二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計(jì)16分6.一質(zhì)子束入射到能靜止

靶核上，產(chǎn)生如下核反應(yīng):

P+

→X+n式中P代表質(zhì)子，n代表中子，X代表核反應(yīng)產(chǎn)生的新核。由反應(yīng)式可知，新核X的質(zhì)子數(shù)為

，中子數(shù)為

。參考答案：7.如圖所示，木板質(zhì)量為M，長(zhǎng)度為L(zhǎng)，小木塊質(zhì)量為m，水平地面光滑，一根不計(jì)質(zhì)量的輕繩通過(guò)定滑輪分別與M和m連接，小木塊與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)為?．開始時(shí)木塊靜止在木板左端，現(xiàn)用水平向右的力將m拉至右端，拉力至少做功為．

參考答案：μmgL

8.用細(xì)繩系一小球，在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)，已知小球的質(zhì)量為1kg，圓周運(yùn)動(dòng)半徑為1m，到達(dá)最高點(diǎn)時(shí)，細(xì)繩拉力恰為零，取g=10m/s2，則從最高點(diǎn)到最低點(diǎn)的過(guò)程中，小球受到合外力的沖量的大小為

參考答案：9.（4分）有一電源，電動(dòng)勢(shì)為6Ｖ，內(nèi)電阻為2Ω，將它與一臺(tái)線圈電阻為1Ω的電動(dòng)機(jī)和一個(gè)理想電流表串聯(lián)成閉合電路，電流表讀出電流為0.5Ａ，則整個(gè)電路的總功率Ｐ＝

Ｗ，電動(dòng)機(jī)的輸出功率Ｐ2＝

Ｗ。參考答案：

答案：3，2.2510.小楊同學(xué)用如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置“探究小車動(dòng)能變化與合外力做功的關(guān)系”，圖中A為小車，連接在小車后面的紙帶穿過(guò)電火花打點(diǎn)計(jì)時(shí)器B的限位孔，它們均置于水平放置的一端帶有定滑輪的足夠長(zhǎng)的木板上，C為彈簧測(cè)力計(jì)，假設(shè)繩與滑輪之間的摩擦以及紙帶穿過(guò)計(jì)時(shí)器時(shí)受到的摩擦均不計(jì)，實(shí)驗(yàn)時(shí)，先接通電源再松開小車，計(jì)時(shí)器在紙帶上留下一系列點(diǎn)。計(jì)數(shù)點(diǎn)s/cmΔv2/m2s-2O//A1.600.04B3.600.09C6.000.15D7.000.19E9.200.23

（1）該同學(xué)在一條比較理想的紙帶上，依次選取O、A、B、C、D、E共6個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，分別測(cè)量后5個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)與計(jì)數(shù)點(diǎn)O之間的距離，并計(jì)算了它們與O點(diǎn)之間的速度平方差（注：），填入下表：

請(qǐng)以縱坐標(biāo)，以s為橫坐標(biāo)作出圖像；若測(cè)出小車質(zhì)量為0.2kg，結(jié)合圖像可求得小車所受合外力的大小為

N。（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）（2）該同學(xué)通過(guò)計(jì)算發(fā)現(xiàn)小車所受合外力小于測(cè)力計(jì)讀數(shù)，明顯超出實(shí)驗(yàn)誤差的正常范圍，你認(rèn)為主要原因是

。參考答案：（1）如右圖，0.25

（2）長(zhǎng)木板對(duì)小車存在摩擦力11.在下左圖中，____________圖（填“甲”或“乙”）表示遠(yuǎn)視眼成像示意圖。矯正遠(yuǎn)視眼應(yīng)佩戴眼鏡的鏡片是___________透鏡（填“凸”或“凹”）。

甲

乙

參考答案：甲

凸12.如圖所示，放置在豎直平面內(nèi)的圓軌道AB，O點(diǎn)為圓心，OA水平，OB豎直，半徑為m。在O點(diǎn)沿OA拋出一小球，小球擊中圓弧AB上的中點(diǎn)C，vt的反向延長(zhǎng)線與OB的延長(zhǎng)線相交于D點(diǎn)。已知重力加速度g=10m/s2。小球運(yùn)動(dòng)時(shí)間為_________，OD長(zhǎng)度h為_________。參考答案：s，2m13.一輛賽車在半徑為50m的水平圓形賽道參加比賽，已知該賽車勻速率跑完最后一圈所用時(shí)間為15s。則該賽車完成這一圈的角速度大小為________rad/s，向心加速度大小為________m/s2（結(jié)果均保留2位小數(shù)）。參考答案：0.42rad/s；8.77m/s2?！荆?.76~8.82）m/s2】三、簡(jiǎn)答題：本題共2小題，每小題11分，共計(jì)22分14.（6分）如圖所示，一氣缸豎直放置，用一質(zhì)量為m的活塞在缸內(nèi)封閉了一定量的理想氣體，在氣缸的底部安裝有一根電熱絲，用導(dǎo)線和外界電源相連，已知汽缸壁和活塞都是絕熱的，汽缸壁與活塞間接觸光滑且不漏氣?，F(xiàn)接通電源，電熱絲對(duì)缸內(nèi)氣體緩慢加熱。

①關(guān)于汽缸內(nèi)氣體，下列說(shuō)法正確的是

。A．單位時(shí)間內(nèi)氣缸單位面積上氣體分子撞擊次數(shù)減少B．所有分子的速率都增加C．分子平均動(dòng)能增大D．對(duì)外做功，內(nèi)能減少②設(shè)活塞橫截面積為S，外界大氣壓強(qiáng)為p0，電熱絲熱功率為P，測(cè)得通電t時(shí)間內(nèi)活塞緩慢向上移動(dòng)高度h，求：（Ⅰ）汽缸內(nèi)氣體壓強(qiáng)的大??；（Ⅱ）t時(shí)間缸內(nèi)氣體對(duì)外所做的功和內(nèi)能的變化量。參考答案：AC（2分）；（4分）15.（選修3-3）（6分）如圖所示，用面積為S的活塞在汽缸內(nèi)封閉著一定質(zhì)量的空氣，活塞質(zhì)量為m，在活塞上加一恒定壓力F，使活塞下降的最大高度為?h，已知此過(guò)程中氣體放出的熱量為Q，外界大氣壓強(qiáng)為p0，問(wèn)此過(guò)程中被封閉氣體的內(nèi)能變化了多少？

參考答案：解析：由熱力學(xué)第一定律△U=W+Q得

△U=（F+mg+P0S）△h－Q

（6分）四、計(jì)算題：本題共3小題，共計(jì)47分16.（18分）小車在水平面上以5m/s的速度向右做勻速直線運(yùn)動(dòng)，車廂內(nèi)用OA、OB兩細(xì)繩系住一個(gè)質(zhì)量為2kg的物體，OA與豎直方向夾角為θ=37°,OB是水平的。后來(lái)小車改做勻減速運(yùn)動(dòng)，并經(jīng)1.25m的位移停下來(lái)，求：

（1）車在勻速運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，兩繩的拉力TA、TB各是多少？(sin37o=0.6)（2）車在勻減速運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，兩繩的拉力TA、TB各是多少？(g取10m/s2。）參考答案：解析：（1）勻速運(yùn)動(dòng)時(shí):TAsinθ=TB

①TAcosθ=mg

②

得TA=25N

TB=15N（2）勻減速時(shí)，有向左的加速度，設(shè)B繩上彈力為0時(shí)（臨界條件）加速度為aTAsinθ=mg

③TAcosθ=ma0

④則:a0=gtanθ因?yàn)閍＞gtanθ所以小球飛起來(lái),TB=0,設(shè)此時(shí)A繩與豎直方向夾角為aTAsina=mg

⑤TAcosa=ma

⑥解得TA=28.2N（也可用勾股定理解）17.如圖所示，兩塊豎直放置的導(dǎo)體板間存在水平向左的勻強(qiáng)電場(chǎng)，板間距離為。有一帶電量為、質(zhì)量為的小球（可視為質(zhì)點(diǎn)）以水平速度從A孔進(jìn)入勻強(qiáng)電場(chǎng)，且恰好沒(méi)有與右板相碰，小球最后從B孔離開勻強(qiáng)電場(chǎng)，若A、B兩孔的距離為，重力加速度為，求：（1）兩板間的場(chǎng)強(qiáng)大小；（2）小球從A孔進(jìn)入電場(chǎng)時(shí)的速度；（3）從小球進(jìn)入電場(chǎng)到其速度達(dá)到最小值，小球電勢(shì)能的變化量為多少？參考答案：（1）由題意可知，小球在水平方向先減速到零，然后反向加速。設(shè)小球進(jìn)入A孔的速度為，減速到右板的時(shí)間為，則有：水平方向：

（2分）豎直方向：

（1分）聯(lián)立解得

（1分）（2）在水平方向上根據(jù)牛頓第二定律有

（1分）根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式有（1分）聯(lián)立解得

（1分）（3）小球進(jìn)入電場(chǎng)后，在水平方向上做減速運(yùn)動(dòng)，即（1分）在豎直方向上做加速運(yùn)動(dòng)，即

（1分）小球在電場(chǎng)中的速度大小為

（1分）聯(lián)立由數(shù)學(xué)知識(shí)可得時(shí)小球速度達(dá)到最小，此時(shí)粒子在水平方向的位移為：

（1分）

在此過(guò)程中電場(chǎng)力做功為

（1分）而

（1分）聯(lián)立解得，即粒子的電勢(shì)能增加。（1分）（注意：采用其他方法，解答合理正確給滿分）18.（10分）質(zhì)量m＝3×106kg的火車，在恒定的額定功率下，