湖南省益陽市方谷學(xué)校2022年高三物理期末試題含解析

湖南省益陽市方谷學(xué)校2022年高三物理期末試題含解析一、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.(單選)如圖所示，內(nèi)壁光滑的半球形容器固定放置，其圓形頂面水平。兩個完全相同的小球a、b分別沿容器內(nèi)壁，在不同的水平面內(nèi)做勻速圓周運動。下列判斷正確的是A．a(chǎn)對內(nèi)壁的壓力小于b對內(nèi)壁的壓力B．a(chǎn)的周期小于b的周期C．a(chǎn)的角速度小于b的角速度D．a(chǎn)的向心加速度與b的向心加速度大小相等參考答案：B小球在半球形容器內(nèi)做勻速圓周運動，圓心在水平面內(nèi)，受到自身重力和內(nèi)壁的彈力方向指向半球形的球心。受力如下圖，有幾何關(guān)系可知，設(shè)球體半徑為則圓周運動的半徑，向心力，得到角速度，向心加速度。小球a的彈力和豎直方向夾角大，所以a對內(nèi)壁的壓力大，答案A錯。a的角速度大答案C錯，周期a的周期小答案B對。a的向心加速度大答案D錯。2.入射光照射到某金屬表面上發(fā)生光電效應(yīng)，若入射光的強(qiáng)度減弱，而頻率保持不變，則A．從光照至金屬表面上到發(fā)射出光電子之間的時間間隔將明顯增加B．逸出的光電子的最大初動能將減小C．單位時間內(nèi)從金屬表面逸出的光電子數(shù)目將減少有可能不發(fā)生光電效應(yīng)參考答案：C3.（單選）下列說法正確的是

A.放射性元素的半衰期隨溫度的升高而減小

B.放射性元素放射出的射線、射線和射線，電離能力最強(qiáng)的是射線

C．衰變成要經(jīng)過8次衰變和6次衰變

D.愛因斯坦的相對論認(rèn)為長度、質(zhì)量、時間都是絕對不變的

參考答案：C4.如圖甲所示，內(nèi)壁光滑的絕熱氣缸豎直立于地面上，絕熱活塞將一定質(zhì)量的氣體封閉在氣缸中，活塞靜止時處于A位置．現(xiàn)將一重物輕輕地放在活塞上，活塞穩(wěn)定后靜止在B位置．若氣體分子間的相互作用力可忽略不計，則活塞在B位置時與活塞在A位置時相比較()A．氣體的壓強(qiáng)可能相同B．氣體的內(nèi)能可能相同C．單位體積內(nèi)的氣體分子數(shù)一定增多D．單位時間內(nèi)氣體分子撞擊活塞的次數(shù)一定增多參考答案：CD5.（不定項選擇）如圖，一端接有定值電阻的平行金屬軌道固定在水平面內(nèi)，通有恒定電流的長直絕緣導(dǎo)線垂直并緊靠軌道固定，導(dǎo)體棒與軌道垂直且接觸良好。在向右勻速通過兩區(qū)的過程中，導(dǎo)體棒所受安培力分別用、表示。不計軌道電阻。以下敘述正確的是

A．向右

B．向左C．逐漸增大

D．逐漸減小參考答案：BCD由安培定則可知，通電導(dǎo)線在M、N區(qū)產(chǎn)生的磁場方向分別為垂直紙面向外、垂直紙面向里，導(dǎo)體棒向右通過M區(qū)時，由右手定則可知產(chǎn)生的電流方向向下，由左手定則可知，F(xiàn)M向左，同理可以判斷，F(xiàn)N向左，越靠近通電導(dǎo)線磁場越強(qiáng)，導(dǎo)體棒勻速運動，由可知，F(xiàn)M逐漸增大，，F(xiàn)N逐漸減小，正確選項BCD。二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計16分6.如圖所示，AB、BC、CA三根等長帶電棒絕緣相連成正三角形，每根棒上電荷均勻分布，AB、BC帶電均為+q，CA帶電為-q，P點為正三角形中心，P、Q兩點關(guān)于AC邊對稱?，F(xiàn)測得P、Q兩點的電場強(qiáng)度大小分別為E1和E2，若撤去CA棒，則P、Q兩點的電場強(qiáng)度大小分別為EP=__________，EQ=__________。參考答案：，（寫成也給分）7.某同學(xué)設(shè)計了一個探究加速度a與物體所受合力F及質(zhì)量m關(guān)系的實驗，圖（a）為實驗裝置簡圖。（交流電的頻率為50Hz）①若取小車質(zhì)量M＝0.4kg，改變砂桶和砂的質(zhì)量m的值，進(jìn)行多次實驗，以下m的值不合適的是

.A．m1＝5gB．m2＝1kg

C．m3＝10g

D．m4＝400g②圖（b）為某次實驗得到的紙帶，根據(jù)紙帶可求出小車的加速度大小為

m/s2。（保留二位有效數(shù)字）③為了用細(xì)線的拉力表示小車受到的合外力，實驗操作時必須首先

.該操作是否成功判斷的依據(jù)是

.四．計算題:（本題有3小題，共40分）參考答案：8.如圖所示，導(dǎo)熱的氣缸開口向下，缸內(nèi)活塞封閉了一定質(zhì)量的理想氣體，活塞可自由滑動且不漏氣，活塞下掛一個砂桶，砂桶裝滿砂子時，活塞恰好靜止，現(xiàn)將砂桶底部鉆一個小洞，讓細(xì)砂慢慢漏出。氣缸外部溫度恒定不變，則缸內(nèi)的氣體壓強(qiáng)

，內(nèi)能

。（選填“增大”、“減小”、“不變”）參考答案：增大

不變9.（填空）一列簡諧橫波沿工軸正方向傳播，周期為2s，t=0時刻的波形如圖所示．該列波的波速是m/s；質(zhì)點a平衡位置的坐標(biāo)xa=2.5m．再經(jīng)s它第一次經(jīng)過平衡位置向y軸正方向運動．參考答案：2，0.25s．考點： 波長、頻率和波速的關(guān)系；橫波的圖象．.分析： 由圖讀出波長λ，由波速公式v=求波速．根據(jù)波的傳播方向判斷可知，圖中x=2m處質(zhì)點的運動方向沿y軸向上，當(dāng)此質(zhì)點的狀態(tài)傳到a點時，質(zhì)點a第一次經(jīng)過平衡位置向y軸正方向運動．運用波形的平移法研究質(zhì)點a第一次經(jīng)過平衡位置向y軸正方向運動的時間．解答： 解：由圖讀出波長λ=4m，則波速根據(jù)波的傳播方向判斷可知，圖中x=2m處質(zhì)點的運動方向沿y軸向上，當(dāng)此質(zhì)點的狀態(tài)傳到a點時，質(zhì)點a第一次經(jīng)過平衡位置向y軸正方向運動．則質(zhì)點a第一次經(jīng)過平衡位置向y軸正方向運動的時間t==s=0.25s．故答案為：2，0.25s．點評： 本題采用波形的平移法求質(zhì)點a第一次經(jīng)過平衡位置向y軸正方向運動的時間，這是常用的方法．10.如圖所示，一豎直輕桿上端可以繞水平軸O無摩擦轉(zhuǎn)動，輕桿下端固定一個質(zhì)量為m的小球，力F=mg垂直作用于輕桿的中點，使輕桿由靜止開始轉(zhuǎn)動，若轉(zhuǎn)動過程保持力F始終與輕桿垂直，當(dāng)輕桿轉(zhuǎn)過的角度θ=30°時，小球的速度最大；若輕桿轉(zhuǎn)動過程中，力F的方向始終保持水平方向，其他條件不變，則輕桿能轉(zhuǎn)過的最大角度θm=53°．參考答案：【考點】：動能定理的應(yīng)用；向心力．【專題】：動能定理的應(yīng)用專題．【分析】：（1）由題意可知：F始終對桿做正功，重力始終做負(fù)功，隨著角度的增加重力做的負(fù)功運來越多，當(dāng)重力力矩等于F力矩時速度達(dá)到最大值，此后重力做的負(fù)功比F做的正功多，速度減?。唬?）桿轉(zhuǎn)到最大角度時，速度為零，根據(jù)動能定理即可求解．：解：（1）力F=mg垂直作用于輕桿的中點，當(dāng)輕桿轉(zhuǎn)過的角度θ時，重力力矩等于F力矩，此時速度最大，則有：mgL=mgLsinθ解得sinθ=所以θ=30°（2）桿轉(zhuǎn)到最大角度時，速度為零，根據(jù)動能定理得：mv2=FL﹣mgLsinθ所以FLsinθ﹣mgL（1﹣cosθ）=0﹣0解得：θ=53°故答案為：30°；53°【點評】：本題主要考查了力矩和動能定理得直接應(yīng)用，受力分析是解題的關(guān)鍵，難度適中．11.為了“驗證牛頓運動定律”，現(xiàn)提供如圖所示的器材：A為小車，B為電火花計時器，C為裝有砝碼的小桶，D為一端帶有定滑輪的長方形木板，實驗中認(rèn)為細(xì)繩對小車?yán)等于砝碼和小桶的總重量．請思考探究思路并回答下列問題：(1)為了消除小車與水平木板之間摩擦力的影響應(yīng)采取什么做法？_______________________________.(2)在“探究加速度與質(zhì)量的關(guān)系”時，保持砝碼和小桶質(zhì)量不變，改變小車質(zhì)量m，分別得到小車加速度a與質(zhì)量m的數(shù)據(jù)如下表：次數(shù)12345小車加速度a/m·s－20.780.380.250.200.16小車質(zhì)量m/kg0.200.400.600.801.00根據(jù)上述實驗數(shù)據(jù)，用計算機(jī)繪制出a—m圖象如圖所示：通過對圖象(圖甲)的觀察，可猜想在拉力F一定的情況下a與m的關(guān)系可能是：a∝m－1、a∝m－2、a∝m－3、…，為了驗證猜想，請在圖乙中作出最能直觀反映a與m之間關(guān)系的圖象．(3)在“探究加速度與力的關(guān)系”時，保持小車的質(zhì)量不變，改變小桶中砝碼的質(zhì)量，該同學(xué)根據(jù)實驗數(shù)據(jù)作出了加速度a與力F圖線如圖所示，該圖線不通過坐標(biāo)原點，試分析圖線不通過坐標(biāo)原點的原因是________________________________________________________．參考答案：(1)把木板的右端(或安裝打點計時器的那端)適當(dāng)墊高，以平衡摩擦力(2)如圖所示

(3)實驗前未平衡摩擦力或平衡摩擦力不充分12.某同學(xué)采用如圖3所示的裝置進(jìn)行了有關(guān)“動能定理”研究的實驗。a．按圖3把實驗器材安裝好，不掛配重，反復(fù)移動墊木直到小車做勻速直線運動；b．把細(xì)線系在小車上并繞過定滑輪懸掛質(zhì)量為100g的配重，接通電源，放開小車，電火花計時器在被小車帶動的紙帶上打下一系列點。從某點A開始，此后在紙帶上每隔4個點取一個計數(shù)點，依次標(biāo)為B、C、D、……；c．測量出B、C、D、……各點與A點的距離，分別記為x1、x2、x3、……；d．用配重受到的重力分別乘以x1、x2、x3、……，得到配重重力所做的功W1、W2、W3、……；e．求出B、C、D、……各點的速度大小，分別記為υ1、υ2、υ3、……，再求出它們的平方υ12、υ22、υ32、……；f．用縱坐標(biāo)表示速度的平方υ2，橫坐標(biāo)表示配重重力所做的功W，作出υ2－W圖象，并在圖象中描出（Wi，υi2）坐標(biāo)點，再連成圖線；(重力加速度g=9.80m/s2，以下計算保留到小數(shù)點后兩位）①

該同學(xué)得到的υ2－W圖象如圖4所示。通過圖象可知，打A點時對應(yīng)小車的速度υ0=_________m/s；②

小車的質(zhì)量M=

kg。參考答案：13.（1）鈾核U經(jīng)過______次α衰變和_________次β衰變變成穩(wěn)定的鉛核Pb。（2）U衰變?yōu)镽n，共發(fā)生了_______次α衰變，_________次β衰變。參考答案：三、實驗題：本題共2小題，每小題11分，共計22分14.圖是在“研究勻變速直線運動”實驗中打出的紙帶,選取紙帶上打出的連續(xù)五個點A、B、C、D、E,測出A點距起點O的距離為s0,點A、C間的距離為s1,點C、E間的距離為s2,交流電的周期為T,則根據(jù)這些條件計算重錘下落的加速度a的表達(dá)式為:a=

.C點速度大小V的表達(dá)式為：V=

.參考答案：15.在“驗證力的平行四邊形定則”實驗中，需要將橡皮條的一端固定在水平木板上，先用一個彈簧秤拉橡皮條的另一端到某—點并記下該點的位置；再將橡皮條的另一端系兩根細(xì)繩，細(xì)繩的另一端都有繩套，用兩個彈簧秤分別勾住繩套，并互成角度地拉橡皮條。(1)某同學(xué)認(rèn)為在此過程中必須注意以下幾項，其中正確的是_________.A.兩根細(xì)繩必須等長B.橡皮條應(yīng)與兩繩夾角的角平分線在同一直線上C.在使用彈簧秤時要注意使彈簧秤與木板平面平行D.在用兩個彈簧秤同時拉細(xì)繩時要注意使兩個彈簧秤的讀數(shù)相等E.在用兩個彈簧秤同時拉細(xì)繩時必須將橡皮條的另一端拉到用一個彈簧秤拉時記下的位置(2)本實驗采用的科學(xué)方法是_______A.理想實驗法

B.等效替代法

C.控制變量法

D.建立物理模型法參考答案：)(1)CE

(2)B四、計算題：本題共3小題，共計47分16.如圖13所示，質(zhì)量m=0.5kg的物體放在水平面上，在F=3.0N的水平恒定拉力作用下由靜止開始運動，物體發(fā)生位移x=4.0m時撤去力F，物體在水平面上繼續(xù)滑動一段距離后停止運動。已知物體與水平面間的動摩擦因數(shù)μ=0.4，重力加速度g取10m/s2。求:（1）物體在力F作用過程中加速度的大??；（2）撤去力F的瞬間，物體速度的大?。唬?）撤去力F后物體繼續(xù)滑動的時間。參考答案：（1）a1=2m/s2（2）v=4.0m/s（3）t=1s（1）設(shè)物體受到的滑動摩擦力為Ff，加速度為a1，則Ff=μmg

根據(jù)牛頓第二定律，物塊在力F作用過程中，有F-Ff=ma1

（1分）解得a1=2m/s2

（1分）17.（16分）如圖所示，坐標(biāo)平面的第Ⅰ象限內(nèi)存在大小為E、方向水平向左的勻強(qiáng)電場，第Ⅱ象限內(nèi)存在磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B、方向垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場。足夠長的擋板MN垂直x軸放置且距原點O的距離為d。一質(zhì)量為m、帶電量為-q的粒子若自距原點O為L的A點以大小為v0，方向沿y軸正方向的速度進(jìn)入磁場，則粒子恰好到達(dá)O點而不進(jìn)入電場?，F(xiàn)該粒子仍從A點進(jìn)入磁場，但初速度大小為2v0，為使粒子進(jìn)入電場后能垂直打在擋板上，求粒子（不計重力）在A點第二次進(jìn)入磁場時：（1）其速度方向與x軸正方向之間的夾角。（2）粒子到達(dá)擋板上時的速度大小及打到擋板MN上的位置到x軸的距離。參考答案：解析：(1)設(shè)速度為v0時進(jìn)入磁場后做圓周運動的半徑為r

有

(1分)

設(shè)速度為2v0時進(jìn)入磁場做圓周運動的半徑r′

設(shè)其速度方向與x軸正方向之間的夾角為θ

由圖中的幾何關(guān)系有：

(2分)

得θ＝45°或θ＝135°

（1分）

（2）為使粒子進(jìn)入電場后能垂直打在擋板上，則要求粒子進(jìn)入電場時速度方向與x軸正方向平行，如圖所示。粒子進(jìn)入電場后由動能定理有

當(dāng)θ1=45°時，粒子打到擋板MN上的位置到x軸的距離為

y1=r′－r′sin45°=(－1)L