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

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(shù)為=1000匝，副線圈匝數(shù)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(shù)為0C．電流表的示數(shù)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(shù)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(xiàn)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(shù)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(jù)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(jù)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(jù)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(jù)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(shù)點。測量相鄰計數(shù)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(shù)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(shù)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(jù)實驗所測數(shù)據(jù)，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(shù)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(shù)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(jù)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(xiàn)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(lián)立解得：

。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。（6）17.甲乙兩運動員在訓練交接棒的過程中發(fā)現(xiàn)：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?shù)奈恢迷O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(jù)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(shù)據(jù)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