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河南省商丘市孫砦鄉(xiāng)聯(lián)合中學(xué)2021-2022學(xué)年高三物理期末試卷含解析一、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.光在科學(xué)技術(shù)、生產(chǎn)和生活中有著廣泛的應(yīng)用,下列說法正確的是(
)
A.用透明的標(biāo)準(zhǔn)平面樣板檢查光學(xué)平面的平整程度是利用光的偏振現(xiàn)象
B.用三棱鏡觀察白光看到的彩色圖樣是利用光的衍射現(xiàn)象
C.在光導(dǎo)纖維束內(nèi)傳送圖像是利用光的色散現(xiàn)象
D.光學(xué)鏡頭上的增透膜是利用光的干涉現(xiàn)象參考答案:D2.(單選)如圖所示的電路中,兩平行金屬板A、B水平放置,兩板間的距離d=40cm。電源電動勢E=24V,內(nèi)電阻r=1Ω,電阻R=15Ω。閉合開關(guān)S,待電路穩(wěn)定后,將一帶正電的小球從B板小孔以初速度υ0=4m/s豎直向上射入板間。若小球帶電量為q=1×10-2C,質(zhì)量為m=2×10-2kg,不考慮空氣阻力。那么,要使小球恰能到達(dá)A板,滑動變阻器接入電路的阻值和此時電源的輸出功率為(取g=10m/s2)A.8Ω、23W
B.32Ω、8W
C.8Ω、15W
D.32Ω、23W參考答案:A3.已知某玻璃對藍(lán)光的折射率比對紅光的折射率大,則兩種光A.在該玻璃中傳播時,藍(lán)光的速度較大B.以相同的入射角從空氣斜射入該玻璃中,藍(lán)光折射角較大C.從該玻璃中射入空氣發(fā)生反射時,紅光臨界角較大D.用同一裝置進(jìn)行雙縫干涉實驗,藍(lán)光的相鄰條紋間距較大參考答案:C解析:由可知,藍(lán)光在玻璃中的折射率大,藍(lán)光的速度較小,A錯;以相同的入射角從空氣中斜射入玻璃中,藍(lán)光的折射率大,向法線靠攏偏折得多,折射角應(yīng)較小,B錯。從玻璃射入空氣發(fā)生全反射時的臨界角由公式可知,紅光的折射率小,臨界角大,C正確;用同一裝置進(jìn)行雙縫干涉實驗,由公式可知藍(lán)光的波長短,相鄰條紋間距小,D錯。4.一宇航員到達(dá)半徑為R,密度均勻的某星球表面,做如下實驗,用不可伸長的輕繩拴一質(zhì)量為m的小球,上端固定在O點,如圖甲所示,在最低點給小球某一初速度,使其繞O點在豎直平面內(nèi)做圓周運動,測得繩的拉力大小隨時間的變化規(guī)律如圖乙所示,F(xiàn)1=7F2,設(shè)R、m、引力常量G、F1、F2均為己知量,忽略各種阻力,以下說法正確的是A.小球在最高點的最小速度為零
B.衛(wèi)星繞該星的第一宇宙速度為C.該球表面的重力加速度為
D.星球的質(zhì)量為參考答案:BCD5.(多選)下列關(guān)于近代物理中的四種描述,不正確的是_______.
A.在核反應(yīng)中,X是質(zhì)子,這個反應(yīng)過程叫衰變
B.當(dāng)用藍(lán)色光照射某金屬表面時有電子逸出,則改用紫光照射也一定會有電子逸出
C.玻爾的氫原子理論并未從根本上解決原子的核式結(jié)構(gòu)問題
D.氫原子的基態(tài)能級為-13.6eV,當(dāng)用光子能量為11.05eV的光照射處于基態(tài)的氫原子時,氫原子可以吸收光子而躍遷至n=2的激發(fā)態(tài).參考答案:AD二、填空題:本題共8小題,每小題2分,共計16分6.19.如上右圖所示,物體A重30N,用F等于50N的力垂直壓在墻上靜止不動,則物體A所受的摩擦力是
N;物體B重30N,受到F等于20N的水平推力靜止不動,則物體B所受的摩擦力是
N。參考答案:30
207.地球第一宇宙速度為
,是人造地球衛(wèi)星的
(最大、最?。┌l(fā)射速度,是人造地球衛(wèi)星的
(最大、最?。┉h(huán)繞速度。參考答案:7.9km/s、最小、最大8.一個中子與某原子核發(fā)生核反應(yīng),生成一個氘核,其核反應(yīng)方程式為_____________.該反應(yīng)放出的能量為Q,則氘核的比結(jié)合能為_____________.參考答案:9.如圖所示,直導(dǎo)線ab與固定的電阻器R連成閉合電路,ab長0.40m,在磁感強(qiáng)度是0.60T的勻強(qiáng)磁場中以5.0m/s的速度向右做切割磁感線的運動,運動方向跟ab導(dǎo)線垂直.這時直導(dǎo)線ab產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢的大小是_______V,直導(dǎo)線ab中感應(yīng)電流的方向是_________(填“a→b”或“b→a”);若電阻R=5Ω,導(dǎo)線ab電阻r=1Ω,則ab兩端的電勢差大小為_______V。參考答案:1.2V
b→a
1.0Vab導(dǎo)線切割磁感線,感應(yīng)電動勢E=BLv=1.2V,由右手定則知ab中電流方向是“b→a”;ab兩端的電勢差=1.0V10.一列簡諧橫波沿x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:2m/s
0.25s11.用不同頻率的光照射某金屬均產(chǎn)生光電效應(yīng),測量金屬遏止電壓Uc與入射光頻率,得到Uc-圖象,根據(jù)圖象求出該金屬的截止頻率c=
Hz,普朗克常量h=
J·s.參考答案:5.0×1014
6.4×10-3412.愛因斯坦為解釋光電效應(yīng)現(xiàn)象提出了_______學(xué)說。已知在光電效應(yīng)實驗中分別用波長為λ和的單色光照射同一金屬板,發(fā)出的光電子的最大初動能之比為1:2,以h表示普朗克常量,c表示真空中的光速,則此金屬板的逸出功為______________。參考答案:13.以初速度v做平拋運動的物體,重力在第1s末和第2s末的功率之比為,重力在第1s內(nèi)和第2s內(nèi)的平均功率之比為,則:=
。參考答案:三、簡答題:本題共2小題,每小題11分,共計22分14.如圖所示,甲為某一列簡諧波t=t0時刻的圖象,乙是這列波上P點從這一時刻起的振動圖象,試討論:①波的傳播方向和傳播速度.②求0~2.3s內(nèi)P質(zhì)點通過的路程.參考答案:①x軸正方向傳播,5.0m/s②2.3m解:(1)根據(jù)振動圖象可知判斷P點在t=t0時刻在平衡位置且向負(fù)的最大位移運動,則波沿x軸正方向傳播,由甲圖可知,波長λ=2m,由乙圖可知,周期T=0.4s,則波速(2)由于T=0.4s,則,則路程【點睛】本題中根據(jù)質(zhì)點的振動方向判斷波的傳播方向,可采用波形的平移法和質(zhì)點的振動法等等方法,知道波速、波長、周期的關(guān)系.15.(4分)試通過分析比較,具有相同動能的中子和電子的物質(zhì)波波長的大小。參考答案:粒子的動量,物質(zhì)波的波長由,知,則。解析:物質(zhì)波的的波長為,要比較波長需要將中子和電子的動量用動能表示出來即,因為,所以,故。四、計算題:本題共3小題,共計47分16.(12分)(1)一列簡諧橫波沿直線傳播。以波源O由平衡位置開始振動為計時零點,質(zhì)點A的振動圖像如圖所示,已知O、A的平衡位置相距0.9m。以下判斷正確的是
。(雙選,填正確答案標(biāo)號)a.波長為1.2m
b.波源起振方向沿y軸正方向c.波速大小為0.4m/s
d.質(zhì)點A的動能在t=4s時最大(2)如圖,三角形ABC為某透明介質(zhì)的橫截面,O為BC邊的中點,位于截面所在平面內(nèi)的一束光線自O(shè)以角i入射,第一次到達(dá)AB邊恰好發(fā)生全反射。已知,BC邊長為2L,該介質(zhì)的折射率為。求:(?。┤肷浣莍;(ⅱ)從入射角到發(fā)生第一次全反射所用的時間(設(shè)光在真空中的速度為c,可能用到:)或。參考答案:(1)ab(2)(i)i=450
(ii)解析:(1)由A的振動圖像可知,A經(jīng)過3s開始振動,OA間距0.9m,波速;振動的周期T=4s,所以波長;介質(zhì)中質(zhì)點的起振方向和波源的起振方向相同,由A質(zhì)點的起振方向可以判斷波源的起振方向沿y軸的正方向;t=4s時A距離平衡位置最遠(yuǎn),速度最小,動能最小,正確選項ab。(2)解:(i)根據(jù)全反射規(guī)律可知,光線在AB面上P點的入射角等于臨界角C,由折射定律得
①代入數(shù)據(jù)得C=450
②設(shè)光線在BC面上的折射角為r,由幾何關(guān)系得r=300
③由折射定律得
④聯(lián)立③④式,代入數(shù)據(jù)得i=450
⑤(ii)在中,根據(jù)正弦定理得
⑥設(shè)所用時間為t,光線在介質(zhì)中的速度為v,得
⑦
⑧聯(lián)立⑥⑦⑧式,代入數(shù)據(jù)得
⑨17.如圖所示,在光滑絕緣水平面上有兩個帶電小球、,質(zhì)量分別為3m和m,小球帶正電q,小球帶負(fù)電-2q,開始時兩小球相距s0,小球有一個水平向右的初速度v0,小球的初速度為零,若取初始狀態(tài)下兩小球構(gòu)成的系統(tǒng)的電勢能為零,試證明:當(dāng)兩小球的速度相同時系統(tǒng)的電勢能最大,并求出該最大值;參考答案:(1)由于兩小球構(gòu)成的系統(tǒng)合外力為零,設(shè)某狀態(tài)下兩小球的速度分別為和,由動量守恒定律得
(1)(2分)所以,系統(tǒng)的動能減小量為
(2)(2分)由于系統(tǒng)運動過程中只有電場力做功,所以系統(tǒng)的動能與電勢能之和守恒,考慮到系統(tǒng)初狀態(tài)下電勢能為零,故該狀態(tài)下的電勢能可表為
(3)(1分)聯(lián)立(1)、(3)兩式,得
(4)(1分)由(4)式得:當(dāng)
(5)(1分)時,系統(tǒng)的電勢能取得最大值,而將(5)式代入(1)式,得(6)(1分)
即當(dāng)兩小球速度相同時系統(tǒng)的電勢能最大,最大值為
18.如圖所示,一傾角為θ=37°的光滑斜面固定在地面上,斜面長度s0=3.0m,斜面底端有一垂直于斜面的固
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