2022-2023學(xué)年江蘇省宿遷市四河中學(xué)高三物理期末試題含解析

2022-2023學(xué)年江蘇省宿遷市四河中學(xué)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.（單選）如圖4是傾角的光滑絕緣斜面在紙面內(nèi)的截面圖。一長(zhǎng)為L(zhǎng)質(zhì)量為m的導(dǎo)體棒垂直紙面放在斜面上，現(xiàn)給導(dǎo)體棒通入電流強(qiáng)度為I，并在垂直于導(dǎo)體棒的平面內(nèi)加勻強(qiáng)磁場(chǎng)，要使導(dǎo)體棒靜止在斜面上，已知當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹間，則下說法正確的是(

)A.所加磁場(chǎng)方向與x軸正方向的夾角的范圍應(yīng)為。B.所加磁場(chǎng)方向與x軸正方向的夾角的范圍應(yīng)為。C所加磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的最小值為D．所加磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的最大值為參考答案：B2.（多選）2012年11曰，“殲15”艦載機(jī)在“遼寧號(hào)”航空母艦上著艦成功。圖（a）為利用阻攔系統(tǒng)讓艦載機(jī)在飛行甲板上快速停止的原理示意圖。飛機(jī)著艦并成功鉤住阻攔索后，飛機(jī)的動(dòng)力系統(tǒng)立即關(guān)閉，阻攔系統(tǒng)通過阻攔索對(duì)飛機(jī)施加—作用力，使飛機(jī)在甲板上短距離滑行后停止，某次降落，以飛機(jī)著艦為計(jì)時(shí)零點(diǎn)，飛機(jī)在t=0.4s時(shí)恰好鉤住阻攔索中間位置，其著艦到停止的速度一時(shí)間圖線如圖(b)所示。假如無阻攔索，飛機(jī)從著艦到停止需要的滑行距離約為1000m。已知航母始終靜止，重力加速度的大小為g。則(

)A.從著艦到停止，飛機(jī)在甲板上滑行的距離約為無阻攔索時(shí)的1/10B.

在0.4s-2.5s時(shí)間內(nèi)，阻攔索的張力幾乎不隨時(shí)間變化C.

在滑行過程中，飛行員所承受的加速度大小會(huì)超過2.5gD.

在0.4s-2.5s時(shí)間內(nèi)，阻攔系統(tǒng)對(duì)飛機(jī)做功的功率幾乎不變參考答案：AC3.（單選）氦原子被電離一個(gè)核外電子，形成類氫結(jié)構(gòu)的氦離子．已知基態(tài)的氦離子能量為E1=－54.4eV，氦離子能級(jí)的示意圖如圖所示．在具有下列能量的光子中，不能被基態(tài)氦離子吸收而發(fā)生躍遷的是A．40.8eV

B．43.2eV

C．51.0eV D．54.6eV參考答案：B試題分析：根據(jù)能級(jí)圖，吸收40.8eV的能量可以實(shí)現(xiàn)由基態(tài)到E2的躍遷；吸收51.0eV的能量可以實(shí)現(xiàn)由基態(tài)到E3的躍遷；吸收54.6eV的能量可以實(shí)現(xiàn)氦離子的電離，并具有0.2eV能量的自由電子，所以此題選B。4.宇宙中有兩顆相距無限遠(yuǎn)的恒星S1、S2，半徑均為R0．如圖分別是兩顆恒星周圍行星的公轉(zhuǎn)半徑r3與公轉(zhuǎn)周期T2的圖象，其中r3為橫軸，T2為縱軸．則（）A．恒星S1的質(zhì)量大于恒星S2的質(zhì)量B．恒星S1的密度小于恒星S2的密度C．距兩恒星表面高度相同的行星，S1的行星向心加速度較大D．恒星S1的第一宇宙速度小于恒星S2的第一宇宙速度參考答案：BD【考點(diǎn)】萬有引力定律及其應(yīng)用．【分析】根據(jù)萬有引力提供向心力，得出衛(wèi)星的周期與恒星的質(zhì)量、半徑之間的關(guān)系，然后進(jìn)行比較；結(jié)合萬有引力提供向心力，分別寫出第一宇宙速度的表達(dá)式，然后比較它們的大小關(guān)系．【解答】解：A、由題圖可知，當(dāng)繞恒星運(yùn)動(dòng)的行星的環(huán)繞半徑相等時(shí)，S1運(yùn)動(dòng)的周期比較大，根據(jù)公式：所以：M=；故周期越大則質(zhì)量越小，所以恒星S1的質(zhì)量小于恒星S2的質(zhì)量．故A錯(cuò)誤；B、兩顆恒星的半徑相等，則根據(jù)M=ρV，半徑R0相等則它們的體積相等，所以質(zhì)量大S2的密度大，故B正確；C、距恒星表面一定高度的行星，向心加速度大小設(shè)為a，根據(jù)牛頓第二定律，有：ma=；由于恒星S1的質(zhì)量小于恒星S2的質(zhì)量，所以S1的行星向心加速度較小，故C錯(cuò)誤；D、根據(jù)萬有引力提供向心力，則：，所以：v=；由于恒星S1的質(zhì)量小于恒星S2的質(zhì)量，所以恒星S1的第一宇宙速度小于恒星S2的第一宇宙速度．故D正確；故選：BD5.A、B兩顆地球衛(wèi)星繞地球運(yùn)轉(zhuǎn)的周期之比為，則

A．線速度之比為

B．軌道半徑之比為8：1

C．向心加速度之比為1：2D．質(zhì)量之比為1：1參考答案：A二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計(jì)16分6.一列沿著x軸傳播的橫波，在t=0時(shí)刻的波形如圖甲所示，圖甲中N質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖象如圖乙所示。則此波沿x軸

方向傳播（填“正向”或“負(fù)向”），波速為

m/s。在4s內(nèi)，K質(zhì)點(diǎn)的路程是

m。參考答案：7.

真空中波長(zhǎng)為３×１０-7米的紫外線的頻率是

_赫。這種紫外線的光子打到金屬鈉的表面時(shí)

（填“能”或“不能”）發(fā)生光電效應(yīng)（已知鈉的極限頻率是6.0×1014赫，真空中光速為３×１０8米/秒）。參考答案：答案：1.0×1015、能8.用圖（a）所示的實(shí)驗(yàn)裝置驗(yàn)證牛頓第二定律。①某同學(xué)通過實(shí)驗(yàn)得到如圖（b）所示的a—F圖象，造成這一結(jié)果的原因是：在平衡摩擦力時(shí)

。圖中a0表示的是

時(shí)小車的加速度。②某同學(xué)得到如圖（c）所示的紙帶。已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器電源頻率為50Hz．A、B、C、D、E、F、G是紙帶上7個(gè)連續(xù)的點(diǎn)。=

cm。由此可算出小車的加速度a=

m/s2（保留兩位有效數(shù)字）。參考答案：①長(zhǎng)木板的傾角過大（2分，能答到這個(gè)意思即可）；未掛砂桶（2分）。②1.80（2分，填1.8也可）；5.0m/s2（2分）9.靜電場(chǎng)是___________周圍空間存在的一種物質(zhì)；通常用___________來描述電場(chǎng)的能的性質(zhì)。參考答案：靜止電荷；電勢(shì)10.如圖所示，豎直平面內(nèi)有兩個(gè)水平固定的等量同種正點(diǎn)電荷，AOB在兩電荷連線的中垂線上，O為兩電荷連線中點(diǎn)，AO＝OB＝L，一質(zhì)量為m、電荷量為q的負(fù)點(diǎn)電荷若由靜止從A點(diǎn)釋放則向上最遠(yuǎn)運(yùn)動(dòng)至O點(diǎn)?，F(xiàn)若以某一初速度向上通過A點(diǎn)，則向上最遠(yuǎn)運(yùn)動(dòng)至B點(diǎn)，重力加速度為g。該負(fù)電荷A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)的過程中電勢(shì)能的變化情況是

；經(jīng)過O點(diǎn)時(shí)速度大小為

。參考答案：先減小后增大；11.一個(gè)質(zhì)量為m、直徑為d、電阻為R的金屬圓環(huán)，在范圍很大的磁場(chǎng)中沿豎直方向下落，磁場(chǎng)的分布情況如圖所示，已知磁感應(yīng)強(qiáng)度豎直方向的分量By的大小只隨高度變化，其隨高度y變化關(guān)系為（此處k為比例常數(shù)，且），其中沿圓環(huán)軸線的磁場(chǎng)方向始終豎直向上，在下落過程中金屬圓環(huán)所在的平面始終保持水平，速度越來越大，最終穩(wěn)定為某一數(shù)值，稱為收尾速度．俯視觀察，圓環(huán)中的感應(yīng)電流方向?yàn)椋槙r(shí)針，逆時(shí)針）；圓環(huán)收尾速度的大小為．參考答案：順時(shí)針

;12.某人站在高樓的平臺(tái)邊緣，以20m/s的初速度豎直向上拋出一石子，不考慮空氣阻力，g取，則石子拋出后通過拋出點(diǎn)下方20m處所需的時(shí)間為________________s。參考答案：13.(5分)如圖所示，某人從高出水平地面h高的坡上水平擊出一個(gè)質(zhì)量為m的高爾夫球。由于恒定的水平風(fēng)力的作用，高爾夫球豎直地落入距擊球點(diǎn)水平距離為L(zhǎng)的A穴。該球被擊出時(shí)初速度的大小為

，水平風(fēng)力對(duì)物體所做的功為

。參考答案：

答案：

mgL2/h三、簡(jiǎn)答題：本題共2小題，每小題11分，共計(jì)22分14.如圖所示,在真空中一束平行復(fù)色光被透明的三棱鏡ABC(截面為正三角形)折射后分解為互相分離的a、b、c三種色光,分別照射到三塊板上.則:（1）若將a、b、c三種色光分別通過某狹縫,則發(fā)生衍射現(xiàn)象最明顯的是哪種色光?（2）若OD平行于CB,三棱鏡對(duì)a色光的折射率na是多少?參考答案：（1）折射率最小的是c光,則它的波長(zhǎng)最長(zhǎng),衍射現(xiàn)象最明顯；（2）（1）由圖知，三種色光，a的偏折程度最大，c的偏折程度最小，知a的折射率最大，c的折射率最?。畡tc的頻率最小，波長(zhǎng)最長(zhǎng)衍射現(xiàn)象最明顯。（2）若OD平行于CB,則折射角，三棱鏡對(duì)a色光的折射率。15.將下圖中的電磁鐵連入你設(shè)計(jì)的電路中（在方框內(nèi)完成），要求：A．電路能改變電磁鐵磁性的強(qiáng)弱；B．使小磁針靜止時(shí)如圖所示。參考答案：（圖略）要求畫出電源和滑動(dòng)變阻器，注意電源的正負(fù)極。四、計(jì)算題：本題共3小題，共計(jì)47分16.如圖所示，在光滑水平地面上有一固定的擋板，擋板上固定一個(gè)輕彈簧．現(xiàn)有一質(zhì)量M=3kg，長(zhǎng)L=4m的小車AB（其中O為小車的中點(diǎn)，AO部分粗糙，OB部分光滑），一質(zhì)量為m=1kg的小物塊（可視為質(zhì)點(diǎn)），放在車的最左端，車和小物塊一起以v0=4m/s的速度在水平面上向右勻速運(yùn)動(dòng)，車撞到擋板后瞬間速度變?yōu)榱?，但未與擋板粘連．已知車OB部分的長(zhǎng)度大于彈簧的自然長(zhǎng)度，彈簧始終處于彈性限度內(nèi)，小物塊與車AO部分之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ0.3，重力加速度g=10m/s2．求：（1）小物塊和彈簧相互作用的過程中，彈簧具有的最大彈性勢(shì)能；（2）小物塊和彈簧相互作用的過程中，彈簧對(duì)小物塊的沖量；（3）小物塊最終停在小車上的位置距A端多遠(yuǎn)．參考答案：【考點(diǎn)】：動(dòng)量守恒定律；牛頓第二定律；動(dòng)量定理；能量守恒定律．【專題】：力學(xué)三大知識(shí)結(jié)合的綜合問題．【分析】：（1）根據(jù)牛頓第二定律求出小物塊在AO段做勻減速直線運(yùn)動(dòng)的加速度大小，從而根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式求出小物塊與B彈簧接觸前的速度，根據(jù)能量守恒定律求出彈簧的最大彈性勢(shì)能．（2）小物塊和彈簧相互作用的過程中，根據(jù)能量守恒定律求出小物塊離開彈簧時(shí)的速度，根據(jù)動(dòng)量定理求出彈簧對(duì)小物塊的沖量．（3）根據(jù)動(dòng)量守恒定律求出小物塊和小車保持相對(duì)靜止時(shí)的速度，根據(jù)能量守恒定律求出小物塊在小車上有摩擦部分的相對(duì)路程，從而求出小物塊最終位置距離A點(diǎn)的距離．：解：（1）對(duì)小物塊，有ma=﹣μmg

根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式由能量關(guān)系，解得EP=2J．（2）設(shè)小物塊離開彈簧時(shí)的速度為v1，有

．對(duì)小物塊，根據(jù)動(dòng)量定理

I=﹣mv1﹣mv由⑤⑥式并代入數(shù)據(jù)得I=﹣4kgm/s．彈簧對(duì)小物塊的沖量大小為4kgm/s，方向水平向左．

（3）小物塊滑過O點(diǎn)和小車相互作用，由動(dòng)量守恒mv1=（m+M）v2．由能量關(guān)系小物塊最終停在小車上距A的距離解得xA=1.5m．答：（1）小物塊和彈簧相互作用的過程中，彈簧具有的最大彈性勢(shì)能為2J．（2）小物塊和彈簧相互作用的過程中，彈簧對(duì)小物塊的沖量大小為4kgm/s，方向水平向左．（3）小物塊最終停在小車上的位置距A端為1.5m．【點(diǎn)評(píng)】：本題綜合考查了動(dòng)量定理、動(dòng)量守恒定律以及能量守恒定律，綜合性較強(qiáng)，對(duì)學(xué)生的能力要求較高，關(guān)于這方面的問題，需加強(qiáng)訓(xùn)練．17.電子擴(kuò)束裝置由電子加速器、偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)和偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)組成。偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)的極板由相距為d的兩塊水平平行放置的導(dǎo)體板組成，如圖甲所示。大量電子由靜止開始，經(jīng)加速電場(chǎng)加速后，連續(xù)不斷地沿平行板的方向從兩板正中間OO＇射入偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)。當(dāng)兩板不帶電時(shí)，這些電子通過兩板之間的時(shí)間為2t0；當(dāng)在兩板間加最大值為U0、周期為2t0的電壓（如圖乙所示）時(shí)，所有電子均能從兩板間通過，然后進(jìn)入豎直寬度足夠大的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，最后打在豎直放置的熒光屏上。已知磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，電子的質(zhì)量為m、電荷量為e，其重力不計(jì)。（1）求電子離開偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)時(shí)的位置到OO＇的最小距離和最大距離；（2）要使所有電子都能垂直打在熒光屏上，①求勻強(qiáng)磁場(chǎng)的水平寬度L；求垂直打在熒光屏上的電子束的寬度。參考答案：見解析（1）由題意可知，從0、2t0、4t0、……等時(shí)刻進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)的電子離開偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)時(shí)的位置到OO＇的距離最大，在這種情況下，電子的最大距離為：

（4分）從t0、3t0、……等時(shí)刻進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)的電子離開偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)時(shí)的位置到OO＇的距離最小，在這種情況下，電子的最小距離為：

（4分）（2）①設(shè)電子從偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)中射出時(shí)的偏向角為q，由于電子要垂直打在熒光屏上，所以電子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)半徑應(yīng)為：（2分）設(shè)電子離開偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)時(shí)的速度為vt，垂直偏轉(zhuǎn)極板的速度為vy，則電子離開偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)時(shí)的偏向角為：，式中

（2分）又：

（1分）

解得：

（1分）②由于各個(gè)時(shí)刻從偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)中射出的電子的速度大小相等，方向相同，因此電子進(jìn)入磁場(chǎng)后做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑也相同，都能垂直打在熒光屏上。

（2分）由第（1）問知電子離開偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)時(shí)的位置到OO＇的最大距離和最小距離的差值為：

（2分）所以垂直打在熒光屏上的電子束的寬度為：

（2分）18.如圖所示，在傾角為37o的斜面上，一勁度系數(shù)為k=100N/m的輕彈簧一端固定在A點(diǎn)，自然狀態(tài)時(shí)另一端位于B點(diǎn)。斜面上方有一半徑R=0.2m、圓心角等于143°的豎直圓弧形光滑軌道與斜面相切于C處，圓弧軌道的最高點(diǎn)為D。斜面AB段光滑，BC段粗糙且長(zhǎng)度為0.4m?，F(xiàn)將一質(zhì)量為1kg的小物塊從C點(diǎn)由靜止釋放，小物塊將彈簧壓縮了0.2m后速度減為零（不計(jì)小物塊到達(dá)B處與彈簧碰撞時(shí)的能量損失）。已知彈簧彈性勢(shì)能表達(dá)式Ek=kx2，其中k為彈簧的勁度系數(shù)，x為彈簧的形變量，重力加速度取g=10m/s2，sin37o=0.6，cos37o=0.8。（計(jì)算結(jié)果可保留根號(hào)）求：⑴小物塊與斜面BC段間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ⑵小物塊第一次返回BC面上時(shí)，沖到最遠(yuǎn)點(diǎn)E，求BE長(zhǎng)⑶若用小物塊將彈