2022年河北省邢臺市趙家寨中學(xué)高三物理上學(xué)期期末試卷含解析

2022年河北省邢臺市趙家寨中學(xué)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15分．每小題只有一個選項符合題意1.如圖所示，豎直放置在水平面上的固定圓筒，從圓筒上邊緣等高處同一位置分別緊貼內(nèi)壁和外壁以相同速率向相反方向水平發(fā)射兩個相同小球，直至小球落地，不計空氣阻力和所有摩擦，以下說法正確的是（）A．筒外的小球先落地B．兩小球通過的路程不一定相等C．兩小球的落地速度可能相同D．筒內(nèi)小球隨著速率的增大．對筒壁的壓力逐漸增加參考答案：C【考點】運動的合成和分解．【分析】結(jié)合向心力的來源分析小球是否脫離內(nèi)壁；結(jié)合平拋運動的特點分析小球運動的時間與位移，從而即可求解．【解答】解：A、筒內(nèi)小球水平方向只受到筒壁的作用力，由于筒壁的作用力始終與速度的方向垂直，所以該力不改變小球沿水平方向的分速度的大?。挥胸Q直方向的重力才改變小球速度的大?。孕∏蜓厮椒较蜃鰟蛩賵A周運動，豎直方向做自由落體運動．若已知發(fā)射小球的水平速度和圓筒高度，小球運動的時間：t=，在筒外的小球做平拋運動，豎直方向做自由落體運動，所以運動的時間也是t=，筒內(nèi)小球落地所用時間和筒外小球一樣長．故A錯誤；B、兩個小球的水平方向的路程：x=v0t=v0?，可知兩小球豎直方向與水平方向的路程都相等，通過的路程一定相等，故B錯誤．C、兩個小球在豎直方向都做自由落體運動，落地的速率都是：v=，若筒內(nèi)小球恰好運動n（n=1，2，3…）周，則二者速度的方向也相同，二者的速度相等．因此是有可能的．故C正確；D、由于筒壁的作用力始終與速度的方向垂直，所以該力不改變小球沿水平方向的分速度的大?。挥胸Q直方向的重力才改變小球豎直方向的分速度的大小．所以筒內(nèi)小球沿水平方向做勻速圓周運動，需要的向心力不變，所以對筒壁的壓力不變．故D錯誤．故選：C．2.（多選題）如圖所示，兩根足夠長的直金屬導(dǎo)軌平行放置在傾角為θ的絕緣斜面上，兩導(dǎo)軌間距為L，底端接有阻值為R的電阻．一根質(zhì)量為m的均勻直金屬桿ab放在兩導(dǎo)軌上，并與導(dǎo)軌垂直，導(dǎo)軌和桿ab的電阻可忽略．整個裝置處于磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場中，磁場方向垂直斜面向上．讓桿ab沿軌道由靜止開始下滑，導(dǎo)軌和桿ab接觸良好，不計它們之間的摩擦，桿ab由靜止下滑距離S時，已處于勻速運動．重力加速度為g．則（）A．勻速運動時桿ab的速度為B．勻速運動時桿ab受到的安培力大小為mgsinθC．桿ab由靜止下滑距離S過程中，安培力做功為mgSsinθD．桿ab由靜止下滑距離S過程中，電阻R產(chǎn)生的熱量為mgSsinθ參考答案：AB【考點】導(dǎo)體切割磁感線時的感應(yīng)電動勢；電磁感應(yīng)中的能量轉(zhuǎn)化．【分析】勻速運動時桿ab的合力為零，根據(jù)安培力與速度的關(guān)系式和平衡條件求出ab桿的速度和ab受到的安培力．根據(jù)能量守恒定律求出電阻R上產(chǎn)生的熱量，并得到安培力做功．【解答】解：AB、勻速運動時有：mgsinθ=F安，又F安=BIL=，解得：v=，F(xiàn)安=mgsinθ，故AB正確．CD、桿ab由靜止下滑距離S過程中，根據(jù)能量守恒可得電阻R產(chǎn)生的熱量Q=mgSsinθ﹣，克服安培力做功為W=Q=mgSsinθ﹣，故CD錯誤．故選：AB3.(多選)如圖所示是反映汽車從靜止勻加速啟動（汽車所受阻力f恒定），達(dá)到額定功率P后以額定功率運動最后做勻速運動的速度隨時間及加速度、牽引力和功率隨速度變化的圖象，其中正確的是（）A.

B.

C.D.參考答案：ACD功率、平均功率和瞬時功率；勻變速直線運動的圖像解：汽車開始做初速度為零的勻加速直線運動，當(dāng)達(dá)到額定功率時，勻加速結(jié)束，然后做加速度逐漸減小的加速運動，直至最后運動運動．開始勻加速時：F﹣f=ma

設(shè)勻加速剛結(jié)束時速度為v1，有：P額=Fv1最后勻速時：F=f，有：F額=Fvm由以上各式解得：勻加速的末速度為：v1=，最后勻速速度為：vm=．A、在v﹣t圖象中斜率表示加速度，汽車開始加速度不變，后來逐漸減小，故A正確；B、汽車運動過程中開始加速度不變，后來加速度逐漸減小，最后加速度為零，故B錯誤；C、汽車牽引力開始大小不變，然后逐漸減小，最后牽引力等于阻力，故C正確；D、開始汽車功率逐漸增加，P=Fv=Fat，故為過原點直線，后來功率恒定，故D正確．故選：ACD．4.已知氫原子的基態(tài)能量為E1，激發(fā)態(tài)能量En＝E1/n2，其中n＝2,3…。用h表示普朗克常量，c表示真空中的光速。能使氫原子從第一激發(fā)態(tài)電離的光子的最大波長為A．－

B．－

C．－

D．－參考答案：（

C

）5.已知處于某一能級n上的一群氫原子向低能級躍遷時，能夠發(fā)出10種不同頻率的光，下列能表示輻射光波長最長的那種躍遷的示意圖是

參考答案：A二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計16分6.在《研究勻變速直線運動的規(guī)律》實驗中，小車拖紙帶運動，打點計時器在紙帶上打出一系列點，處理時每隔4個點取一個記數(shù)點，測出的數(shù)據(jù)如圖。則打點計時器打下C點時小車的速度vC=

m/s，小車運動的加速度a=

m/s2。參考答案：2,

2.47.如圖所示的氣缸中封閉著一定質(zhì)量的理想氣體，活塞和氣缸間都導(dǎo)熱，活塞與氣缸間無摩擦，氣缸開口始終向上.在室溫為27°時，活塞距氣缸底部距離h1=10cm,后將氣缸放置在冰水混合物中，則：①在冰水混合物中，活塞距氣缸底部距離h2=？②此過程中氣體內(nèi)能

（填“增大”或“減小”），氣體不對外做功，氣體將

(填“吸熱”或者“放熱”).參考答案：①氣缸內(nèi)氣體的壓強不變，由蓋?呂薩克定律可知：

（2分）h2=7.9cm

（1分）②減小（1分），放熱（1分）8.質(zhì)量為0.2kg的物體以24m/s的初速度豎直上拋，由于空氣阻力，經(jīng)2s到達(dá)最高點，設(shè)空氣阻力大小恒定，則物體上升的最大高度是______m，它由最高點落回拋出點需_____s。參考答案：24

；9.如圖所示，用天平測量勻強磁場的磁感應(yīng)強度，下列各選項所示的載流線圈匝數(shù)相同，邊長MN相等，將它們分別掛在天平的右臂下方，線圈中通有大小相同的電流，天平處于平衡狀態(tài)，若磁場發(fā)生微小變化，天平最容易失去平衡的是（）A． B． C． D．參考答案：A【考點】安培力．【分析】線框所受的安培力越大，天平越容易失去平衡；由于磁場強度B和電流大小I相等，即根據(jù)線框在磁場中的有效長度大小關(guān)系即可判斷其受力大小關(guān)系．【解答】解：天平原本處于平衡狀態(tài)，所以線框所受安培力越大，天平越容易失去平衡，由于線框平面與磁場強度垂直，且線框不全在磁場區(qū)域內(nèi)，所以線框與磁場區(qū)域的交點的長度等于線框在磁場中的有效長度，由圖可知，A圖的有效長度最長，磁場強度B和電流大小I相等，所以A所受的安培力最大，則A圖最容易使天平失去平衡．故選：A．10.某實驗小組利用拉力傳感器和速度傳感器探究“動能定理”，如圖所示。他們將拉力傳感器固定在小車上，用不可伸長的細(xì)線將其通過一個定滑輪與鉤碼相連，用拉力傳感器記錄小車受到拉力的大小，在水平桌面上，在水平桌面與相距的A、B兩點各安裝一個速度傳感器，記錄通過A、B時的速度大小。小車中可以放置砝碼，（1）實驗主要步驟如下：①測量小車和拉力傳感器的總質(zhì)量；把細(xì)線的一端固定在拉力傳感器上，另一端通過定滑輪與鉤碼相連；正確連接所需電路。

②將小車停在C點，

，小車在細(xì)線拉動下運動，記錄細(xì)線拉力及小車通過A、B時的速度。

③在小車中增加砝碼，或

，重復(fù)②的操作。（2）下表是他們測得的一組數(shù)據(jù)，其中是與小車中砝碼質(zhì)量之和，是兩個速度傳感器記錄速度的平方差?？梢該?jù)此計算動能變化量,是拉力傳感器受到的拉力，是在A、B間所做的功。表格中的

，

.（結(jié)果保留三位有效數(shù)字）次數(shù)12345

參考答案：①接通電源后，釋放小車②減少鉤碼的個數(shù)③0.600

0.61011.如圖所示，某人在離地面高為10m處，以大小為5m/s的初速度水平拋出A球，與此同時，在A球拋出點正下方，沿A球拋出方向的水平距離s處，另一人由地面豎直上拋B球，不計空氣阻力和人的高度，發(fā)現(xiàn)B球上升到最高點時與A球相遇，則B球被拋出時的初速度為____________m/s，水平距離s為____________m。

參考答案：10

5

12.如圖所示，導(dǎo)熱性能良好的氣缸開口向下，缸內(nèi)用活塞封閉一定質(zhì)量的理想氣體，活塞在氣缸內(nèi)可以自由滑動且不漏氣，其下方用細(xì)繩吊著砂桶，系統(tǒng)處于平衡狀態(tài)．現(xiàn)砂桶中的細(xì)沙不斷流出，這一過程可視為一緩慢過程，且環(huán)境溫度不變，則在此過程中氣缸內(nèi)氣體分子的平均速率

（選填“減小”、“不變”、“增大”），單位時間單位面積缸壁上受到氣體分子撞擊的次數(shù)

（選填“減少”、“不變”、“增加”）．參考答案：不變，增加【考點】理想氣體的狀態(tài)方程；封閉氣體壓強．【分析】分析活塞可知內(nèi)部壓強的變化；由溫度的變化及壓強變化可知體積變化，根據(jù)溫度的微觀含義：溫度是分子熱運動平均動能的標(biāo)志，溫度越高，平均動能越大，分析氣體分子平均動能的變化，即可知道平均速率的變化．根據(jù)壓強的計算可求出壓強的變化，再根據(jù)壓強的意義，分析單位時間單位面積器壁上受到氣體分子撞擊的次數(shù)如何變化．【解答】解：因溫度不變，分子的平均動能不變，則氣體的平均速率不變；以活塞和沙桶整體為研究對象，設(shè)總質(zhì)量為m，受力分析，根據(jù)平衡條件有：PS+mg=P0S得：P=P0﹣細(xì)沙流出后，mg減小，則P增大，由于平均速率不變，根據(jù)壓強的微觀含義可知，單位時間單位面積器壁上受到氣體分子撞擊的次數(shù)增加；故答案為：不變，增加13.一列簡諧橫波沿x軸正向傳播，p點震動周期為0.4s，在某一時刻波形如圖所示，此刻p點的振動方向沿

，該波的波速為

，在離波源為11m的Q點經(jīng)s到達(dá)波谷．參考答案：沿y軸正方向；10m/s，0.9【考點】橫波的圖象；波長、頻率和波速的關(guān)系．【專題】振動圖像與波動圖像專題．【分析】簡諧橫波沿x軸正向傳播，P點此時刻振動方向沿y軸正方向．由圖讀出波長，求出波速．利用波形的平移法求出圖示x=2m質(zhì)點的振動傳到Q點的時間，就是Q點到達(dá)波谷的時間．【解答】解：簡諧橫波沿x軸正向傳播，P點的振動比原點處質(zhì)點振動遲，此時刻原點處質(zhì)點處于波峰，則P點此時刻振動方向沿y軸正方向，

由圖讀出，波長λ=4m，波速為v=m/s=10m/s，

在離波源為11m的Q點與圖示時刻x=2m處波谷相距x=9m，根據(jù)波形的平移法得到，Q點到達(dá)波谷的時間為t=s．故答案為：沿y軸正方向；10m/s，0.9三、實驗題：本題共2小題，每小題11分，共計22分14.在做“用單擺測定重力加速度”的實驗中，某同學(xué)先測得擺線長為92．50cm，然后用秒表記錄了單擺做45次全振動的時間，擺球的直徑和秒表的讀數(shù)如圖所示，該單擺的擺長為

cm，單擺的周期為

S

參考答案：93．515

，1．9515.(8分)在用單擺測定重力加速度的實驗中，①為了減小測量誤差，如下措施中正確的是

。（填字母）A．單擺的擺角應(yīng)盡量大些B．?dāng)[線應(yīng)盡量短些C．選體積較小、質(zhì)量較大的擺球

D．測量周期時，應(yīng)取擺球通過最低點做為計時的起點、終點位置E．測量周期時，應(yīng)測擺球30～50次全振動的時間算出周期F．將拴著擺球的擺線平放在桌面上，將擺線拉直后用米尺測出擺球球心到擺線某點O間的長度作為擺長，然后將擺線從O點吊起②某學(xué)生在實驗中，測出了多組擺長和周期的值，然后作出圖象如圖所示，并已測量計算出圖線的斜率為。則由斜率求重力加速度的公式是=

。參考答案：（1）①CDE（4分）（說明：每選對一項得1分，有錯選的本小題得零分）；②（4分）四、計算題：本題共3小題，共計47分16.如圖是一個貨物運輸裝置示意圖，BC是平臺，AB是長L=12m的傳送帶，BA兩端的高度差h=2.4m．傳送帶在電動機M的帶動下順時針勻速轉(zhuǎn)動，安全運行的最大速度為vm=6m/s．假設(shè)斷電后，電動機和傳送帶都立即停止運動．現(xiàn)把一個質(zhì)量為20kg的貨物，輕輕放上傳送帶上的A點，然后被傳送帶運輸?shù)狡脚_BC上，貨物與傳送帶之間的動摩擦因數(shù)為0.4．由于傳送帶較為平坦，可把貨物對傳送帶的總壓力的大小近似等于貨物的重力；由于輪軸的摩擦，電動機輸出的機械功率將損失20%，取g=10m/s2．求：（1）要使該貨物能到達(dá)BC平臺，電動機需工作的最短時間；（2）要把貨物盡快地運送到BC平臺，電動機的輸出功率至少多大？（3）如果電動機接在輸出電壓為120V的恒壓電源上，電動機的內(nèi)阻r=6Ω，在把貨物最快地運送到BC平臺的過程中，電動機消耗的電能共有多少？參考答案：考點：牛頓第二定律；勻變速直線運動的位移與時間的關(guān)系；功率、平均功率和瞬時功率．專題：牛頓運動定律綜合專題．分析：（1）要使時間最短，貨物應(yīng)一直加速，根據(jù)牛頓第二定律求解加速度，然后根據(jù)位移時間關(guān)系公式列式求解時間；（2）已知貨物的質(zhì)量可以得到重力，已知重力和上升高度，利用W=Gh計算克服重力做的功；已知克服重力做的功和轉(zhuǎn)化效率，可以得到電動機做的功；利用電動機做的功和做功時間，得到電動機的輸出功率；（3）電動機消耗的總電能包括兩部分：克服重力做的功和產(chǎn)生熱量消耗的電能，根據(jù)等量關(guān)系列出方程求解正常工作電流；根據(jù)W=UIt計算消耗的總電能．解答：解：（1）要使時間最短，貨物應(yīng)一直加速，設(shè)勻加速上行的加速度為a1，則有：μmgcosθ﹣mgsinθ=ma1把sinθ=，cosθ≈1代入上式得：a1=2m/s2．由于受最大速度vm=6m/s的限制，易知經(jīng)過t1=3s后貨物勻速運動．加速位移：l1==9m，此后貨物還得運動：l2=12m﹣9m=3m假設(shè)此后電動機不工作，根據(jù)牛頓第二定律，有：μmgcosθ+mgsinθ=ma2解得：a2=6m/s2．貨物能夠上滑的最大距離為：，剛好能夠到達(dá)平臺，假設(shè)正確．該貨物能到達(dá)BC平臺，電動機需工作的最短時間為：tmin=t1=3s．（2）要把貨物盡快地運送到BC平臺，由第（1）小題可知貨物應(yīng)該先加速后勻速，在加速過程中，傳送帶受到的摩擦力：f1=μmgcosθ=80N需提供的最大功率：P1=f1vm=80×6W=480W之后勻速運動，受到的摩擦力：f2=mgsinθ=40N電動機功率：P2=f2vm=40×6W=240W考慮到效率，電動機的輸出功率不得小于Pm=（3）由上述分析可知，勻加速運動時間t1=3s，此過程電動機的輸出功率為P1′=600W．由P1′=UI1﹣I12r，解得I1=10A．消耗電能：E1=UI1t1=120×10×3J=3600J．勻速運動過程：t2=此過程電動機的輸出功率為：P2′==300W．由P2′=UI2﹣I22r解得：I2=（10﹣5）A消耗電能：E2=UI2t2=120×（10﹣5））×0.5J=（600﹣300）J．總消耗電能E=E1+E2=（4200﹣300）J═3776J．答：（1）要使該貨物能到達(dá)BC平臺，電動機需工作的最短時間為3s．（2）要把貨物盡快地運送到BC平臺，電動機的輸出功率至少為600W．（3）如果電動機接在輸出電壓為120V的恒壓電源上，電動機的內(nèi)阻r=6Ω，在把貨物最快地運送到BC平臺的過程中，電動機消耗的電能共有3776J．點評：電動機帶動傳送帶升高物體的過程中，有兩次能量轉(zhuǎn)化：首先電能轉(zhuǎn)化為電動機的機械能和線圈的內(nèi)能；其次電動機的機械能轉(zhuǎn)化成物體的重力勢能和機械間摩擦產(chǎn)生的內(nèi)能，所以效率是不斷降低的．17.短跑運動員完成100m賽跑的過程可簡化為勻加速直線運動和勻速直線運動兩個階段．一次比賽中，某運動用11.00s跑完全程．已知運動員在加速階段的第2s內(nèi)通過的距離為7.5m，求該運動員的加速度及在加速階段通過的距離．參考答案：考點：勻變速直線運動的位移與時間的關(guān)系．專題：直線運動規(guī)律專題．分析：設(shè)他做勻加速直線運動的時間為t1，位移大小為小x1，加速度大小為a，做勻速直線運動的速度為v，根據(jù)運動學(xué)基本公式，抓住位移位移列式即可求解．解答：解：根據(jù)題意，在第1s和第2s內(nèi)運動員都做勻加速直線運動，設(shè)運動員在勻加速階段的加速度為a，在第1s和第2s內(nèi)通過的位移分別為s1和s2，由運動學(xué)規(guī)律得t0=1s聯(lián)立解得

a=5m/s2設(shè)運動員做勻加速運動的時間為t1，勻速運動的時間為t2，勻速運動的速度為v，跑完全程的時間為t，全程的距離為s，依題決及運動學(xué)規(guī)律，得t=t1+t2v=at1設(shè)加速階段通過的距離為s′，則求得s′=10m答：該運動員的加速度為5m/s2及在加速階段通過的距離為10m．點評：解決本題的關(guān)鍵理清運動員的運動過程，結(jié)合勻變速直線運動的運動學(xué)公式和推論靈活求解18.(18分)質(zhì)量mA=3.0kg、長度L=0.70m、電量q=+4.0×10-5C的導(dǎo)體板A在足夠大的絕緣水平面上，質(zhì)量mB=1.0kg可視為質(zhì)點的絕緣物塊B在導(dǎo)體板A的左端，開始時A、B保持相對靜止一起向右滑動，當(dāng)它們的速度減小到=3.0m/s時，立即施加一個方向水平向左、場強大小E=1.0×105N/C的勻強電場,此時A的右端到豎直絕緣擋板的距離為S=2m，此后A