2021-2022學年河北省石家莊市第八十九中學高三物理上學期期末試卷含解析

2021-2022學年河北省石家莊市第八十九中學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，勻強電場中三點A、B、C是一個三角形的三個頂點，∠ABC＝∠CAB＝30°，BC＝2m，已知電場線平行于△ABC所在的平面，一個帶電荷量q＝－2×10-6C的點電荷由A移到B的過程中，電勢能增加1.2×10-5J，由B移到C的過程中電場力做功為6×10-6J，下列說法正確的是A、B、C兩點的電勢差UBC＝3VB、A點的電勢低于B點的電勢C、負電荷由C移到A的過程中，電勢能增加D、該電場的場強為1V/m參考答案：D2.一列簡諧橫波沿x正方向傳播，傳播速度為10m/s，當波傳到x=5m處的質(zhì)點P時，波形如圖3-1所示，則以下判斷正確的是（

）A．這列波的周期為0.5sB．該波的振源起振方向向上

C．再經(jīng)過0.7s，x=9m處的質(zhì)點Q達到波峰處D．質(zhì)點Q到達波峰時，質(zhì)點P恰好到達波谷處參考答案：C3.如圖8所示為氫原子的能級圖，氫原子從n＝3的能級躍遷到n＝2的能級時輻射a光子；從n＝4的能級躍遷到n＝2的能級時，輻射b光子．下列說法正確的是（

）A．a(chǎn)光子的能量比b光子的能量大B．若在同種玻璃中傳播，a光的傳播速度比b光大C．若b光能使某金屬發(fā)生光電效應，則a光一定不能使該金屬發(fā)生光電效應D．在同一雙縫干涉實驗裝置中，用a光照射雙縫得到相鄰亮紋的間距比用b光得到的相鄰亮紋間距要寬參考答案：4.如圖是靜電噴涂原理的示意圖．噴槍噴嘴與被涂工件之間有強電場，噴嘴噴出的帶電涂料微粒在強電場的作用下會向工件高速運動，最后被吸附到工件表面．則可知（）A．微粒一定帶正電B．微?？赡軒д?，也可能帶負電C．微粒運動過程中，電勢能越來越小D．微粒運動過程中，電勢能越來越大參考答案：考點：電勢差與電場強度的關系；電勢能．專題：電場力與電勢的性質(zhì)專題．分析：工件上的電荷由于靜電感應分布在表面，由于庫侖引力，負電荷向正電荷運動，根據(jù)做功與電勢能的關系即可判斷解答：解：A、帶正電的工件由于靜電感應電荷分布在表面，粒子在庫侖力的作用下運動，故粒子帶負電，故AB錯誤；C、微粒受電場力的作用，電場力做正功，電勢能越來越小，故C正確，D錯誤．故選：C點評：本題結(jié)合生活中的具體應用，考查了靜電感應，題目難度不大5.小型登月器連接在航天站上，一起繞月球做圓周運動，其軌道半徑為月球半徑的3倍，某時刻，航天站使登月器減速分離，登月器沿如圖所示的橢圓軌道登月，在月球表面逗留一段時間完成科考工作后，經(jīng)快速啟動仍沿原橢圓軌道返回，當?shù)谝淮位氐椒蛛x點時恰與航天站對接，登月器快速啟動所用的時間可以忽略不計，整個過程中航天站保持原軌道繞月運行，不考慮月球自轉(zhuǎn)的影響，則下列說法正確的是A.從登月器與航天站分離到對接，航天站至少轉(zhuǎn)過半個周期B.從登月器與航天站分離到對接，航天站至少轉(zhuǎn)過2個周期C.航天站做圓周運動的周期與登月器在橢圓軌道上運動的周期之比為D.航天站做圓周運動的周期與登月器在橢圓軌道上運動的周期之比為參考答案：C【詳解】航天站的軌道半徑為3R，登月器的軌道半長軸為2R，由開普勒第三定律可知，航天站做圓周運動的周期與登月器在橢圓軌道上運動的周期之比為：；從登月器與航天站分離到對接，登月器的運動的時間為一個周期T，登月器可以在月球表面逗留的時間為t，使登月器仍沿原橢圓軌道回到分離點與航天飛機實現(xiàn)對接，，則，n取整數(shù)，即n至少為1，這一時間要大于航天站的半個周期，而登月器在月球上要逗留一段時間，其值不知，即無法確定時間大小，則AB錯誤；航天站做圓周運動的周期與登月器在橢圓軌道上運動的周期之比為：，則C正確，D錯誤；故選C。二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計16分6.如圖所示，有一塊無限大的原來不帶電的金屬平板MN，現(xiàn)將一個帶電量為+Q的點電荷放置于板右側(cè)的A點，并使金屬板接地。已知A點離金屬板MN的距離為d，C點在A點和板MN之間，AC⊥MN，且AC長恰為。金屬平板與電量為+Q的點電荷之間的空間電場分布可類比______________（選填“等量同種電荷”、“等量異種電荷”）之間的電場分布；在C點處的電場強度EC=______________。參考答案：（1）等量異種電荷

(2)

7.金屬桿在豎直面內(nèi)構成足夠長平行軌道，桿間接一阻值為R的電阻，一個質(zhì)量為m的、阻值為r的長度剛好是軌道寬L的金屬棒與軌道間的摩擦力恒為f，金屬棒始終緊靠軌道運動。此空間存在如圖所示的水平勻強磁場（×場），磁感應強度為B，當金屬棒由靜止下滑h時已經(jīng)勻速，則此過程中整個回路產(chǎn)生的焦耳熱為__________。參考答案：答案：8.黑洞是一種密度極大的天體，從黑洞發(fā)出的光子都無法掙脫引力而射出．若在某黑洞表面可以不斷的發(fā)射出一種頻率為γ的光子，光子貼著黑洞表面射出后恰可以沿著黑洞表面做勻速圓周運動，運行周期為T，引力常量為G，則此黑洞的平均密度為

參考答案：9.2011年我國第一顆火星探測器“螢火一號”將與俄羅斯火衛(wèi)一探測器“福布斯一格朗特”共同對距火星表面一定高度的電離層開展探測，“螢火一號”探測時運動的周期為T，且把“螢火一號”繞火星的運動近似看做勻速圓周運動；已知火星的半徑為R，萬有引力常量為G；假設宇航員登陸火星后，在火星表面某處以初速度v0豎直上拋一小球，經(jīng)時間f落回原處。則：火星表面的重力加速度____________________，火星的密度_________________。參考答案：10.某同學用如圖所示的裝置來研究自由落體運動．①下列有關操作的敘述正確的是A．安裝打點計時器時要注意讓上下限位孔在同一豎直線上B．將打點計時器與直流低壓電源連接C．釋放紙帶時應盡量讓重物靠近打點計時器D．應先釋放紙帶，然后接通電源②實驗得到一條紙帶，測得各點之間的距離如圖所示．已知電源頻率為50Hz，則紙帶中相鄰兩點間的時間間隔是________s．從該紙帶可知，重物是做_______（選填“勻速”、“勻變速”、“非勻變速”）運動，加速度大小a＝________m/s2（保留三位有效數(shù)字）．參考答案：①AC（2分）；②

0.02

勻變速（2分）9.63（11.放射性物質(zhì)碘131的衰變方程為．可知Y粒子為

。若的質(zhì)量為m1，的質(zhì)量為m2，Y粒子的質(zhì)量為m3。真空中的光速為c，則此核反應釋放出的核能為

。參考答案：β粒子（或電子）

（m1－m2－m3）c2

12.一列沿著x軸正方向傳播的橫波，在t=0時刻的波形如圖甲所示．圖甲中某質(zhì)點的振動圖象如圖乙所示．質(zhì)點N的振幅是

m，振動周期為

s，圖乙表示質(zhì)點

(從質(zhì)點K、L、M、N中選填)的振動圖象．該波的波速為

m／s．參考答案：0.8

4

L

0.5由甲圖知，質(zhì)點N的振幅是A=0.8m．由甲圖得到波長為2m，由乙圖得到周期為4s，故波速；由乙圖判斷可知t=0時刻質(zhì)點處于平衡位置且向上振動，在甲圖上，由于波沿x軸正方向傳播，運用波形平移法可知L點處于平衡位置且向上振動，所以乙圖是L的振動圖象。13.如圖，手用力握住一個豎直的瓶子，瓶子的重為250N，當瓶子靜止時，瓶子受到

摩擦力的作用（選填“靜”或“滑動”）。摩擦力的大小為

N，摩擦力的方向

（選填“豎直向上”、“豎直向上”、“水平向右”、“水平向左”）。如果在手和瓶子間抹了洗潔精，需要增大手握瓶子的力才能握住瓶子，此時瓶子受到摩擦力大小

（選填“變大”、“變小”或“不變”）。參考答案：靜

250

豎直向上

不變?nèi)嶒烆}：本題共2小題，每小題11分，共計22分14.某同學在學完“力的合成”后，想在家里做實驗驗證力的平行四邊形定則．他從學校的實驗室里借來兩個彈簧秤，按如下步驟進行實驗．A．在墻上貼一張白紙用來記錄彈簧秤彈力的大小和方向B．在一個彈簧秤的下端懸掛一裝滿水的水杯，記下靜止時彈簧秤的讀數(shù)FC．將一根大約30cm長的細線從杯帶中穿過，再將細線兩端分別拴在兩個彈簧秤的掛鉤上．在靠近白紙?zhí)幱檬謱ΨQ地拉開細線，使兩個彈簧秤的示數(shù)相等，在白紙上記下細線的方向，彈簧秤的示數(shù)如圖甲所示D．在白紙上按一定標度作出兩個彈簧秤的彈力的圖示，如圖乙所示，根據(jù)力的平行四邊形定則可求出這兩個力的合力F′（1）在步驟C中，彈簧秤的讀數(shù)為

N．（2）在步驟D中，合力F′=

N．（3）若

，就可以驗證力的平行四邊形定則．參考答案：（1）3.00；（2）5.5±0.3；（3）若F′在豎直方向且數(shù)值與F近似相等．【考點】驗證力的平行四邊形定則．【分析】（1）注意每小格代表的數(shù)值，然后進行讀數(shù)；（2）以兩個分力為邊做出平行四邊形，其對角線長度代表合力的大??；（3）水杯處于平衡狀態(tài)，因此兩個彈簧秤所測拉力的合力應該與重力等大反向．【解答】解：（1）彈簧測力計讀數(shù)，每1N被分成10格，則1格就等于0.1N，圖指針落在3N格處，所以讀數(shù)為3.00N．故答案為：3.00．（2）兩個分力為邊做出平行四邊形，如下圖所示：根據(jù)力的圖示，可以測量出合力的大小大約為5.5N．故答案為：5.5±0.3（3）根據(jù)實驗原理可知，只要合力的大小與水杯重力大小相等，方向與重力方向相反，即可驗證力的平行四邊形定則．故答案為：F′近似在豎直方向，且數(shù)值與F近似相等．故答案為：（1）3.00；（2）5.5±0.3；（3）若F′在豎直方向且數(shù)值與F近似相等．15.測量某電流表內(nèi)阻的電路如圖所示.供選擇的儀器如下：①待測電流表G1(0～10mA，內(nèi)阻約為)，②標準電流表G2(0～5mA，內(nèi)阻為)，③定值電阻R1()，④定值電阻R2()，⑤滑動變阻器R3(0～)，⑥滑動變阻器R4(0～)，⑦干電池（1.5V），⑧開關S及導線若干.（1）為使G1，G2的讀數(shù)均能達到滿偏電流的一半以上，定值電阻應選________，滑動變阻器應選_________(填寫序號).（2）補全實驗步驟：①按電路圖連接電路，將滑動觸頭移至最________（填“左”或“右”）端；②閉合開關S，移動滑動觸頭至某一位置，記錄G1，G2的讀數(shù)I1，I2；③操作中，多次改變_________，記錄相應的G1，G2讀數(shù)I1，I2；④以I2為縱坐標，I1為橫坐標，作出相應圖線，如圖所示（3）若I2-I1圖線的斜率為0.48，則待測電流表內(nèi)阻為________參考答案：

四、計算題：本題共3小題，共計47分16.汽車由靜止開始在平直的公路上行駛，0～60s內(nèi)汽車的加速度隨時間變化的圖線如下圖所示．(1)畫出汽車在0～60s內(nèi)的v－t圖線；(2)求在這60s內(nèi)汽車行駛的路程．參考答案：(1)汽車在前10s內(nèi)勻加速直線運動v＝a1t1＝2×10m/s＝20m/sx1＝a1t＝100m10s～40s內(nèi)以20m/s勻速直線運動x2＝vt2＝20×30m＝600m40s～60s內(nèi)以a2＝－1m/s2加速度勻減速運動vt＝v＋a2t2＝20m/s＋(－1)×20m/s＝0x3＝t3＝200mv－t圖像如圖(2)60s內(nèi)汽車行程：x＝x1＋x2＋x3＝100m＋600m＋200m＝900m.答案(1)略(2)900m17.如圖所示，水平地面上方MN邊界左側(cè)存在垂直紙面向里的勻強磁場和沿豎直方向的勻強電場，磁感應強度B=1.0T，邊界右側(cè)離地面高h=0.45m處有一光滑絕緣平臺，右邊有一帶正電的小球，質(zhì)量=0.1kg、電量=0.1C，以初速度=0.9m/s水平向左運動，與大小相同但質(zhì)量為=0.05kg靜止于平臺左邊緣的不帶電的絕緣球b發(fā)生彈性正碰，碰后球恰好做勻速圓周運動，兩球均視為質(zhì)點，重力加速度。求：(1)球與b球碰撞后的速度；(2)碰后兩球落地點間的距離。參考答案：（1）

（2）0.1m【詳解】（1）a球與b球的碰撞，由動量守恒定律得：由能量守恒定律有：解得：（2）對a球，重力和電場力平衡，洛倫茲力提供向心力，由牛頓第二定律有：解得：設a球落地點與圓心的連線和地面夾角為，有，可得：設a球水平位移為：，b球不帶電，碰后做平拋運動，豎直方向：

水平方向：故兩球相距：?X=Xb-Xa=0.1m。18.如圖是利用傳送帶裝運煤塊的示意圖．其中，傳送帶足夠長，傾角θ＝37°，煤塊與傳送帶間的動摩擦因數(shù)μ＝0.8，傳送帶的主動輪和從動輪半徑相等，主動輪軸頂端與運煤車底板間的豎起高度H＝1.8m，與運煤車車箱中心的水平距離x＝1.2m．現(xiàn)在傳送帶底端由靜止釋放一些煤塊(可視為質(zhì)點），煤塊在傳送帶的作用下先做勻加速直線運動，后與傳送帶一起做勻速運動，到達主動輪時隨輪一起勻速轉(zhuǎn)動．要使煤塊在輪的最高點水平拋出并落在車箱中心，取g＝10m/s2