遼寧省沈陽市第四十二中學(xué)2022年高三物理期末試題含解析

遼寧省沈陽市第四十二中學(xué)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(jì)15分．每小題只有一個(gè)選項(xiàng)符合題意1.某種角速度計(jì)，其結(jié)構(gòu)如圖4所示。當(dāng)整個(gè)裝置繞軸OO′轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，元件A相對(duì)于轉(zhuǎn)軸發(fā)生位移并通過滑動(dòng)變阻器輸出電壓，電壓傳感器（傳感器內(nèi)阻無限大）接收相應(yīng)的電壓信號(hào)。已知A的質(zhì)量為m，彈簧的勁度系數(shù)為k、自然長度為l，電源的電動(dòng)勢(shì)為E、內(nèi)阻不計(jì)?；瑒?dòng)變阻器總長也為l，電阻分布均勻，裝置靜止時(shí)滑片P在變阻器的最左端B端，當(dāng)系統(tǒng)以角速度ω轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，則

A．電路中電流隨角速度的增大而增大B．電路中電流隨角速度的增大而減小C．彈簧的伸長量為D．輸出電壓U與ω的函數(shù)式為參考答案：D系統(tǒng)在水平面內(nèi)以角速度ω轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，無論角速度增大還是減小，BC的電阻不變，根據(jù)閉合電路歐姆定律得知，電路中電流保持不變，與角速度無關(guān)．故AB錯(cuò)誤．

設(shè)系統(tǒng)在水平面內(nèi)以角速度ω轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，彈簧伸長的長度為x，則對(duì)元件A，根據(jù)牛頓第二定律得kx=mω2（L+x）

又輸出電壓U=聯(lián)立兩式得，故C錯(cuò)誤，D正確．故本題應(yīng)選D。2.（單選）如圖所示，A、B是一條電場(chǎng)線上的兩點(diǎn)，若在A點(diǎn)釋放一初速為零的電子，電子僅受電場(chǎng)力作用，沿電場(chǎng)線從A運(yùn)動(dòng)到B．則（）A．電場(chǎng)強(qiáng)度的方向向左B．A點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)一定大于B點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)C．電場(chǎng)力做負(fù)功D．電勢(shì)能增加參考答案：解：A、電子僅受電場(chǎng)力作用，沿電場(chǎng)線從A運(yùn)動(dòng)到B，可知電場(chǎng)力方向水平向右，負(fù)電荷所受電場(chǎng)力的方向與電場(chǎng)強(qiáng)度的方向相反，所以電場(chǎng)強(qiáng)度的方向向左．故A正確．

B、不知電場(chǎng)線的疏密，故無法知道電場(chǎng)的強(qiáng)弱．故B錯(cuò)誤．

C、A到B，電場(chǎng)力做正功，電勢(shì)能減?。蔆、D錯(cuò)誤．故選A．3.6．如圖所示，有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)的寬為，方向垂直紙面向里，梯形線圈位于紙面內(nèi)，與間的距離也為。時(shí)刻，邊與磁場(chǎng)邊界重合。當(dāng)線圈沿垂直于磁場(chǎng)邊界的方向勻速穿過磁場(chǎng)時(shí)，線圈中的感應(yīng)電流隨時(shí)間變化的圖線可能是（取順時(shí)針方向?yàn)楦袘?yīng)電流正方向）

（

）參考答案：B解析：由右手定則可以判斷開始時(shí)電流應(yīng)為負(fù)值，其切割的有效長度是均勻增加的，當(dāng)線框全部進(jìn)入磁場(chǎng)后，再次利用右手定則可以判斷此時(shí)電流應(yīng)為正值，其切割的有效長度也是增大的，所以B項(xiàng)正確。4.(多選)如圖所示，內(nèi)壁光滑的細(xì)管做成的豎直面內(nèi)的圓形軌道，管的直徑遠(yuǎn)小于軌道半徑r，一個(gè)小球（質(zhì)量為m）在管內(nèi)做完整的圓周運(yùn)動(dòng)，A為最低點(diǎn)，B為最高點(diǎn)，下面說法正確的是A．小球在B點(diǎn)的最小速度為B．小球在A點(diǎn)的速度最小為2C．小球在A點(diǎn)受到細(xì)管的彈力可能小于重力D．小球在B點(diǎn)受到細(xì)管的彈力可能超過重力參考答案：BD5.金屬鉑的電阻率隨溫度的變化比較明顯，圖6中能大致表示出鉑制成的導(dǎo)體的伏安特性曲線是【

】

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.如圖所示為氫原子的能級(jí)圖，n為量子數(shù)。①在氫原子的核外電子由量子數(shù)為2的軌道躍遷到量子數(shù)為3的軌道的過程中，將______(填“吸收”、“放出”)光子。②若已知普朗克常量h=6.6×10－34J·S，某金屬的逸出功為3.3eV，則該金屬的極限頻率_____________Hz。若一群處于量子數(shù)為3的激發(fā)態(tài)的氫原子在向基態(tài)躍遷過程中，有________種頻率的光子能使該金屬產(chǎn)生光電效應(yīng)．參考答案：7.已知?dú)馀輧?nèi)氣體的密度為30g/，平均摩爾質(zhì)量為1.152g/mol。阿伏加德羅常數(shù)，估算氣體分子間距離d=___________m，氣泡的體積為1cm3，則氣泡內(nèi)氣體分子數(shù)為_____________個(gè)。參考答案：

（1）根據(jù)，得氣體分子連同占據(jù)的空間為，氣體分子間距離得（2）氣泡內(nèi)氣體質(zhì)量，氣泡內(nèi)氣體摩爾數(shù)為：，分子數(shù)為得：8.質(zhì)量為m的物體(可看成質(zhì)點(diǎn))以某一速度沖上傾角為300的固定斜面，其運(yùn)動(dòng)的加速度為，此物體在斜面上上升的最大高度為h，則在這個(gè)過程中物體重力勢(shì)能增加了______________，機(jī)械能損失了_________________。參考答案：，

9.傳感器是自動(dòng)控制設(shè)備中不可缺少的元件。右圖是一種測(cè)定位移的電容式傳感器電路。在該電路中，閉合開關(guān)S一小段時(shí)間后，使工件（電介質(zhì)）緩慢向左移動(dòng)，則在工件移動(dòng)的過程中，通過電流表G的電流

（填“方向由a至b”、“方向由b至a”或“始終為零”）參考答案：方向由a至b10.如圖所示，兩個(gè)等大反向的水平力分別作用在物體A和B上，A和B均處于靜止?fàn)顟B(tài)，若各個(gè)接觸面均與水平地面平行，則B物體受___個(gè)力作用。參考答案：511.如圖所示，光滑的半圓槽內(nèi)，A球從高h(yuǎn)處沿槽自由滑下，與靜止在槽底的B球相碰，若碰撞后A球和B球到達(dá)的最大高度均為h／9，A球、B球的質(zhì)量之比為_____________或____________。參考答案：1:4，1:212.如圖所示為皮帶轉(zhuǎn)動(dòng)裝置，右邊兩輪共軸連接，且RA=RC=2RB皮帶不打滑，則在A、B、C三輪中的周期TA：TB：TC=

，線速度vA：vB：vC=

，向心加速度aA：aB：aC=

、

參考答案：2：1：1，1：1：2，1：2：4解：由于A輪和B輪是皮帶傳動(dòng)，皮帶傳動(dòng)的特點(diǎn)是兩輪與皮帶接觸點(diǎn)的線速度的大小與皮帶的線速度大小相同，故，所以，

由角速度和線速度的關(guān)系式可得，由于B輪和C輪共軸，故兩輪角速度相同，即，故

，所以周期之比為

由角速度和線速度的關(guān)系式可得。13.在如圖（甲）所示的電路中，電阻R1和R2都是純電阻，它們的伏安特性曲線分別如圖（乙）中Oa、Ob所示。電源的電動(dòng)勢(shì)=7.0V，內(nèi)阻忽略不計(jì)。（1）調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器R3，使電阻R1和R2消耗的電功率恰好相等，則此時(shí)電阻R1和R2的阻值為

Ω，R3接入電路的阻值為

Ω。（2）調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器R3，使R3＝0，這時(shí)電阻R1的電功率P1＝

W，R2的電功率P2＝

W。參考答案：（1）1000，800；（2）1.05×10－2，1.4×10－2

三、簡答題：本題共2小題，每小題11分，共計(jì)22分14.（選修3—3（含2—2））（7分）如圖所示是一定質(zhì)量的氣體從狀態(tài)A經(jīng)狀態(tài)B到狀態(tài)C的p－T圖象，已知?dú)怏w在狀態(tài)B時(shí)的體積是8L，求氣體在狀態(tài)A和狀態(tài)C的體積分別是多大？并判斷氣體從狀態(tài)B到狀態(tài)C過程是吸熱還是放熱？參考答案：解析：由圖可知：從A到B是一個(gè)等溫過程，根據(jù)玻意耳定律可得：……(2分)

代入數(shù)據(jù)解得：……………(1分)

從B到C是一個(gè)等容過程，

……………(1分)

【或由，代入數(shù)據(jù)解得：】

由圖可知?dú)怏w從B到C過程為等容變化、溫度升高，……(1分)故氣體內(nèi)能增大，……(1分)由熱力學(xué)第一定律可得該過程氣體吸熱?！?1分)15.（6分）題11圖2為一列沿x軸正方向傳播的簡諧機(jī)械橫波某時(shí)刻的波形圖，質(zhì)點(diǎn)P的振動(dòng)周期為0.4s.求該波的波速并判斷P點(diǎn)此時(shí)的振動(dòng)方向。參考答案：；P點(diǎn)沿y軸正向振動(dòng)考點(diǎn)：本題考查橫波的性質(zhì)、機(jī)械振動(dòng)與機(jī)械波的關(guān)系。四、計(jì)算題：本題共3小題，共計(jì)47分16.如圖所示，在一端封閉、另一端開口向上的豎直玻璃管內(nèi)，用5cm高的水銀柱封閉著45cm長的理想氣體，管內(nèi)外氣體的溫度均為300K，大氣壓強(qiáng)p0=76cmHg．（i）若緩慢對(duì)玻璃管加熱，當(dāng)管中氣體的溫度上升了60K時(shí)水銀柱上表面與管口剛好相平，求玻璃管的總長度；（ii）若保持管內(nèi)溫度始終為300K，現(xiàn)將水銀緩慢注入管中，直到水銀柱上表面與管口相平，求此時(shí)玻璃管內(nèi)水銀柱的總長度。參考答案：（i）59cm；（ii）10.8cm（i）設(shè)玻璃管橫截面積為S，玻璃管的總長度為L，以管內(nèi)封閉氣體為研究對(duì)象，氣體經(jīng)等壓膨脹：初狀態(tài)：，末狀態(tài)由玻意耳定律可得，得L=59cm（ii）當(dāng)水銀柱上表面與管口相平，設(shè)此時(shí)管中氣體壓強(qiáng)為，水銀柱的高度為H，管內(nèi)氣體經(jīng)等壓壓縮：初狀態(tài)：，末狀態(tài)由玻意耳定律可得，得H≈21.7cm點(diǎn)睛：本題考查了理想氣體方程，做此類題時(shí)要注意不同狀態(tài)下的狀態(tài)參量。17.（11分）如圖所示，在真空區(qū)域內(nèi)，有寬度為L的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，磁場(chǎng)方向垂直紙面向里，MN、PQ為磁場(chǎng)的邊界。質(zhì)量為m、帶電為－q的粒子，先后兩次，沿著與MN夾角為（0°<<90°）的方向垂直于磁感線射入勻強(qiáng)磁場(chǎng)中。第一次，粒子是經(jīng)電壓加速后射入磁場(chǎng)的，粒子剛好沒能從PQ邊界射出磁場(chǎng)；第二次粒子是經(jīng)電壓加速后射入磁場(chǎng)的，粒子剛好能垂直于PQ射出磁場(chǎng)（不計(jì)重力影響，粒子加速前的速度認(rèn)為是0，、未知），求：（1）為使粒子經(jīng)電壓加速射入磁場(chǎng)后沿直線射出PQ邊界，可在磁場(chǎng)區(qū)域加一勻強(qiáng)電場(chǎng)，求該電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)大小和方向。（2）加速電壓的比值。

參考答案：解析：（1）根據(jù)幾何圖形可知（2分）

（2分）

∴與水平成角斜向右下方（2分）

（2）根據(jù)幾何圖形可知（2分）

（1分）

得（2分）18.如圖所示，兩根足夠長的光滑導(dǎo)軌MN，PQ與水平面成θ=37°角平行放置（不計(jì)導(dǎo)軌的電阻），導(dǎo)軌間的寬度為l=0.6m．空間存在垂直導(dǎo)軌面向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B=0.5T，導(dǎo)軌上端接一標(biāo)有“2.5V1.25W”字樣的小燈泡L．一根電阻r=1Ω的金屬棒ab垂直導(dǎo)軌由某一位置靜止釋放，當(dāng)下滑s=12m時(shí)達(dá)到穩(wěn)定速度，此時(shí)小燈泡恰能正常發(fā)光，已知重力加速度g=10m/s2．試求：（1）金屬棒的質(zhì)量m及運(yùn)動(dòng)穩(wěn)定后的速度v；（2）金屬棒下滑s的過程中，通過燈泡L上的電荷量q；（3）金屬棒下滑s的過程中小燈泡所產(chǎn)生的熱量Q（設(shè)小燈泡電阻不變）．（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）參考答案：解：（1）金屬棒達(dá)穩(wěn)定速度時(shí)，小燈泡正常發(fā)光，由小燈泡參數(shù)知：回路中電流I=小燈泡電阻R=根據(jù)閉合電路歐姆定律可知，金屬棒切割磁感線產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)等于回路中的總電壓即：Blv=I（R+r）得金屬棒穩(wěn)定時(shí)的速度v=再以金屬棒為研究對(duì)象，速度穩(wěn)定后，金屬棒處于平衡狀態(tài)，則根據(jù)平衡有：mgsinθ=BIl即金屬棒的質(zhì)量m=（2）由題意通過小燈泡的電荷量q====0.6C（3）根據(jù)能量守恒可知，金屬棒減小的重力勢(shì)能等于電路增加的動(dòng)能和回路產(chǎn)生的總熱量即：根據(jù)閉合電路歐姆定律可知，燈泡上產(chǎn)生的熱量Q===0.46J（1）金屬棒的質(zhì)量m為0.02