2022年河北省衡水市深州中學(xué)高三物理上學(xué)期期末試題含解析

2022年河北省衡水市深州中學(xué)高三物理上學(xué)期期末試題含解析一、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.如圖所示的槽放在水平桌面上，物體放在槽內(nèi)，用輕彈簧支撐物體于槽壁間，并對物體施加3N的壓力，物體的質(zhì)量為0.5kg，與槽壁間無摩擦，欲使槽與物體一起以6m/s2的加速度向左運(yùn)動，下述說法中正確的是：（）A、彈簧對物體的壓力變大B、物體對左邊槽壁的壓力為零C、物體對左邊槽壁的壓力為3ND、彈簧對物體的壓力為6N參考答案：

答案：B2.如圖所示，在一個(gè)勻強(qiáng)電場中，兩個(gè)帶電粒子ql、q2分別從A、C兩點(diǎn)以垂直于電場線方向的初速度v射入電場，在電場力作用下其運(yùn)動軌跡分別如圖中的ABC、CDA所示．已知q1是帶正電的粒子．則下列說法中正確的是(

)A．q2可能也帶正電

B．A點(diǎn)的電勢一定高于C點(diǎn)的電勢C．電場力對q1做正功，對q2做負(fù)功

D．ql、q2的電勢能均減小參考答案：

答案：BD3.(單選)右圖甲是回旋加速器的原理示意圖。其核心部分是兩個(gè)D型金屬盒，在加速帶電粒子時(shí)，兩金屬盒置于勻強(qiáng)磁場中（磁感應(yīng)強(qiáng)度大小恒定），并分別與高頻電源相連。加速時(shí)某帶電粒子的動能EK隨時(shí)間t變化規(guī)律如下圖乙所示，若忽略帶電粒子在電場中的加速時(shí)間，則下列判斷正確的是(

)A．高頻電源的變化周期應(yīng)該等于tn－tn-1B．在EK-t圖象中t4－t3＝t3－t2＝t2－t1C．粒子加速次數(shù)越多，粒子獲得的最大動能一定越大D．不同粒子獲得的最大動能都相等參考答案：B4.做圓周運(yùn)動的兩個(gè)物體M和N，它們所受的向心力F與軌道半徑R之間的關(guān)系如圖所示，其中圖線N為雙曲線的一個(gè)分支．則由圖象可知

A．物體M和N的線速度均保持不變

B．在兩圖線的交點(diǎn)，M和N的動能相同C．在兩圖線的交點(diǎn)，M和N的向心加速度大小相同

D．隨著半徑增大，M的線速度增大，N的角速度減小

參考答案：BD由于N為雙曲線的一個(gè)分支，說明F與r成反比，由向心力的公式F=可知，N物體運(yùn)動的線速度不變，由于M的圖象為直線，說明F與r成正比，由向心力的公式F=mrω2可知，M物體運(yùn)動的角速度不變，AD錯誤；在兩圖線的交點(diǎn)，對應(yīng)兩物體的軌道半徑和向心力相等，由F=

=

rω2知，M和N的動能相同，由于兩物體的質(zhì)量關(guān)系不確定，所以M和N的向心加速度大小關(guān)系不確定，B對C錯.5.如果兩個(gè)共點(diǎn)力之間的夾角保持不變，當(dāng)其中一個(gè)力增大時(shí)，這兩個(gè)力的合力F的大小（

）A．可以不變

B．一定增大

C．一定減小

D．以上說法都不對參考答案：A二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計(jì)16分6.如圖甲所示為某賓館的房卡，只有把房卡插入槽中，房間內(nèi)的燈和插座才會有電。房卡的作用相當(dāng)于一個(gè)________（填電路元件名稱）接在干路上。如圖乙所示，當(dāng)房客進(jìn)門時(shí)，只要將帶有磁鐵的卡P插入盒子Q中，這時(shí)由于磁鐵吸引簧片，開關(guān)B就接通，通過繼電器J使整個(gè)房間的電器的總開關(guān)接通，房客便能使用室內(nèi)各種用電器。當(dāng)繼電器工作時(shí)，cd相吸，ab便接通。請你將各接線端1、2、3、4、5、6、7、8、9、10適當(dāng)?shù)剡B接起來，構(gòu)成正常的電門卡電路。參考答案：（1）電鍵（2分）（2）8—7，4—5，6—9，1—3，2—10

7.質(zhì)量為2．0kg的物體，從離地面l6m高處，由靜止開始勻加速下落，經(jīng)2s落地，則物體下落的加速度的大小是

m/s2，下落過程中物體所受阻力的大小是

N．(g取l0m/s2)參考答案：8；4物體下落做勻加速直線運(yùn)動，根據(jù)位移時(shí)間關(guān)系得：x=at2，a==m/s2=8m/s2，根據(jù)牛頓第二定律得：a=，解得：f=4N。8.質(zhì)量為10kg的物體，原來靜止在水平面上，當(dāng)受到水平拉力F后，開始沿直線作勻加速運(yùn)動，設(shè)物體經(jīng)過時(shí)間t位移為s，且s、t的關(guān)系為s=2t2。則物體所受合外力大小為______N，第4s末的速度是______m／s，參考答案：40

169.為“驗(yàn)證牛頓第二定律”，某同學(xué)設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)方案：A．實(shí)驗(yàn)裝置如圖甲所示，一端系在滑塊上的輕質(zhì)細(xì)繩通過轉(zhuǎn)軸光滑的輕質(zhì)滑輪，另一端掛一質(zhì)量為m＝0.33kg的沙桶，用墊塊將長木板的有定滑輪的一端墊起．調(diào)整長木板的傾角，直至輕推滑塊后，滑塊沿長木板向下做勻速直線運(yùn)動；B．保持長木板的傾角不變，取下細(xì)繩和鉤碼，接好紙帶，接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源，然后讓滑塊沿長木板滑下，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打下的紙帶如圖乙所示．請回答下列問題：(1)圖乙中紙帶的哪端與滑塊相連？

（填“左端”或“右端”）(2)圖乙中相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)之間還有4個(gè)打點(diǎn)未畫出，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器接頻率為50Hz的交流電源，根據(jù)圖乙求出滑塊的加速度a＝________m/s2.（小數(shù)點(diǎn)后取兩位數(shù)）(3)不計(jì)紙帶與打點(diǎn)計(jì)時(shí)器間的阻力，滑塊的質(zhì)量M＝________kg.(g取10m/s2)參考答案：(1)取下細(xì)繩和鉤碼后，滑塊加速下滑，隨著速度的增加點(diǎn)間距離逐漸加大，故紙帶的右端與滑塊相連．(2)由Δx＝aT2，得a＝＝m/s2＝1.65m/s2.(3)勻速下滑時(shí)滑塊所受合外力為零，撤去鉤碼滑塊所受合外力等于mg，由mg＝Ma得M＝2kg.答案：(1)右端(2)1.65(3)210.一個(gè)鈾核()放出一個(gè)α粒子后衰變成釷核()，其衰變方程為

；已知靜止的鈾核、釷核和α粒子的質(zhì)量分別為m1、m2和m3，真空中的光速為c，上述衰變過程中釋放出的核能為

。參考答案：（2分）

(m1-m2-m3)c2（2分）11.光電門傳感器也是一種研究物體運(yùn)動情況的計(jì)時(shí)儀器，現(xiàn)利用圖甲所示裝置設(shè)計(jì)一個(gè)“驗(yàn)證物體產(chǎn)生的加速度與合外力、質(zhì)量關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)，圖中NO是水平桌面，PO是一端帶有滑輪的長木板，1、2是固定在木板上的兩個(gè)光電門。小車上固定著用于擋光的窄片，讓小車從木板的頂端滑下，光電門連接數(shù)據(jù)采集器，并把數(shù)據(jù)采集器和計(jì)算機(jī)連接，打開軟件。①已知窄片的寬度為d（L遠(yuǎn)大于d），計(jì)算機(jī)顯示的光電門1、2的擋光時(shí)間分別為t1、t2。②用米尺測量光電門間距為L，則小車的加速度表達(dá)式a=

(各量均用①②里的字母表示)。

③該實(shí)驗(yàn)把砂和砂桶m拉車的力當(dāng)作小車的合力。由于所用導(dǎo)軌摩擦力較大，必須平衡摩擦力，方法是

。④該實(shí)驗(yàn)中，讓小車質(zhì)量M不變時(shí)，探究a與F關(guān)系，使用的探究方法是______________。有位同學(xué)通過測量，作出a—F圖線,如圖乙中的實(shí)線所示。試分析：乙圖線不通過坐標(biāo)原點(diǎn)的原因是

；乙圖線上部彎曲的原因是

；參考答案：a=(d2/t22-d2/t12)/2L；調(diào)出一個(gè)合適的斜面；控制變量法；木板夾角過大；m<<M的條件未能很好滿足；12.某三相交流發(fā)電機(jī)的相電壓為380V，給負(fù)載供電的電路如圖所示（圖中R表示負(fù)載，L表示發(fā)電機(jī)線圈），此發(fā)電機(jī)繞組是

連接，負(fù)載是

連接，每相負(fù)載的工作電壓是

V.參考答案：13.如圖，由a、b、c三個(gè)粗細(xì)不同的部分連接而成的圓筒固定在水平面上，截面積分別為2S、S和S．已知大氣壓強(qiáng)為p0，溫度為T0．兩活塞A和B用一根長為4L的不可伸長的輕線相連，把溫度為T0的空氣密封在兩活塞之間，此時(shí)兩活塞的位置靜止在圖中位置．則此時(shí)輕線的拉力為0．現(xiàn)對被密封的氣體加熱，使其溫度緩慢上升到T時(shí)兩活塞之間氣體的壓強(qiáng)可能為p0或（忽略活塞與圓筒壁之間的摩擦）．參考答案：考點(diǎn)：理想氣體的狀態(tài)方程；封閉氣體壓強(qiáng)．專題：理想氣體狀態(tài)方程專題．分析：加熱前，AB活塞處于平衡狀態(tài)，由平衡方程可得內(nèi)部氣體壓強(qiáng)和輕繩的張力．加熱后由于沒有摩擦，兩活塞一起向左緩慢移動，氣體體積增大，壓強(qiáng)保持p1不變，若持續(xù)加熱，此過程會一直持續(xù)到活塞向左移動的距離等于l為止，此時(shí)B被擋住，活塞不能繼續(xù)移動；根據(jù)蓋?呂薩克定律可得此時(shí)被封閉氣體的溫度，以此溫度為分界，做討論可得結(jié)果．解答：解：設(shè)加熱前，被密封氣體的壓強(qiáng)為p1，輕線的張力為f，根據(jù)平衡條件可得：對活塞A：2p0S﹣2p1S+f=0，對活塞B：p1S﹣p0S﹣f=0，解得：p1=p0，f=0；即被密封氣體的壓強(qiáng)與大氣壓強(qiáng)相等，輕線處在拉直的松弛狀態(tài)，這時(shí)氣體的體積為：V1=2Sl+Sl+Sl=4Sl，對氣體加熱時(shí)，被密封氣體溫度緩慢升高，兩活塞一起向左緩慢移動，氣體體積增大，壓強(qiáng)保持p1不變，若持續(xù)加熱，此過程會一直持續(xù)到活塞向左移動的距離等于l為止，這時(shí)氣體的體積為：V2=4Sl+Sl=5Sl，由蓋?呂薩克定律得：=，解得：T2=T0，由此可知，當(dāng)T≤T2=T0，時(shí)，氣體的壓強(qiáng)為：p2=p0當(dāng)T＞T2時(shí)，活塞已無法移動，被密封氣體的體積保持V2不變，由查理定律得：=，解得：p=，即當(dāng)T＞T2=T0時(shí)，氣體的壓強(qiáng)為：p=；故答案為：0；p0或．點(diǎn)評：本題重點(diǎn)在于對被封閉氣體狀態(tài)變化的討論，依據(jù)給定的情形，氣體會做兩種變化：1、等壓變化．2、等容變化．能討論出來這兩點(diǎn)是本題的關(guān)鍵．三、簡答題：本題共2小題，每小題11分，共計(jì)22分14.如圖甲所示，斜面傾角為θ=37°，一寬為d=0.65m的有界勻強(qiáng)磁場垂直于斜面向上，磁場邊界與斜面底邊平行。在斜面上由靜止釋放一矩形金屬線框，線框沿斜面下滑，下邊與磁場邊界保持平行。取斜面底部為重力勢能零勢能面，從線框開始運(yùn)動到恰好完全進(jìn)入磁場的過程中，線框的機(jī)械能E和位移x之間的關(guān)系如圖乙所示，圖中①、②均為直線段。已知線框的質(zhì)量為M=0.1kg，電阻為R=0.06Ω．（取g=l0m·s-2,sin37°=0.6,

cos37°=0.8)求：(1)線框與斜面間的動摩擦因數(shù)μ；(2)線框剛進(jìn)入磁場到恰好完全進(jìn)入磁場所用的時(shí)間t：(3)線框穿越磁場的過程中，線框中的最大電功率Pm。參考答案：0.5；1/6s；0.54W【詳解】（1）由能量守恒定律，線框減小的機(jī)械能等于克服摩擦力做功，則其中x1=0.36m；解得μ=0.5（2）金屬線框進(jìn)入磁場的過程中，減小的機(jī)械能等于克服摩擦力和安培力做的功，機(jī)械能均勻減小，因此安培力也是恒力，線框做勻速運(yùn)動，速度為v1v12=2ax1解得a=2m/s2v1=1.2m/s其中

x2為線框的側(cè)邊長，即線框進(jìn)入磁場過程中運(yùn)動的距離，可求出x2=0.2m，則（3）線框剛出磁場時(shí)速度最大，線框內(nèi)電功率最大由可求得v2=1.8m/s根據(jù)線框勻速進(jìn)入磁場時(shí)：可得FA=0.2N又因?yàn)榭傻脤2、B2L2帶入可得：15.（11分）簡述光的全反射現(xiàn)象及臨界角的定義，并導(dǎo)出折射率為的玻璃對真空的臨界角公式。參考答案：解析：光線從光密介質(zhì)射向光疏介質(zhì)時(shí)，折射角大于入射角，若入射角增大到某一角度C，使折射角達(dá)到，折射光就消失。入射角大于C時(shí)只有反射光，這種現(xiàn)象稱為全反射，相應(yīng)的入射角C叫做臨界角。

光線由折射率為的玻璃到真空，折射定律為：

①

其中分別為入射角和折射角。當(dāng)入射角等于臨界角C時(shí)，折射角等于，代入①式得

②四、計(jì)算題：本題共3小題，共計(jì)47分16.如圖，置于圓形水平轉(zhuǎn)臺邊緣的小物塊隨轉(zhuǎn)臺加速轉(zhuǎn)動，當(dāng)轉(zhuǎn)速達(dá)到莫一數(shù)值時(shí)，物塊恰好滑離轉(zhuǎn)臺開始做平拋運(yùn)動。現(xiàn)測得轉(zhuǎn)臺半徑R=0．5m,離水平地面的高度H=0．8m,物塊平拋落地過程水平位移的大小s=0．4m。設(shè)物塊所受的最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，取重力加速度g=10m/s2求：（1）物塊做平拋運(yùn)動的初速度大小V0；（2）物塊與轉(zhuǎn)臺間的動摩擦因數(shù)。參考答案：（1）物塊做平拋運(yùn)動，在豎直方向上有

1分在水平方向上有

1分由①②解得：

2分（1）物塊離開轉(zhuǎn)臺是，最大靜摩擦力提供向心力，有

2分解得：μ=0.2

17.如圖甲所示為一水平傳送帶裝置的示意圖，傳送帶兩端點(diǎn)A與B間的距離為L=6.0m，一物塊（可視為質(zhì)點(diǎn)）從A．處以v0=7m/s的水平速度滑上傳送帶，設(shè)物塊與傳送帶間的動摩擦因數(shù)為μ=0.2，取g=10m/s2（1）若傳送帶靜止，求物塊離開B點(diǎn)時(shí)的速度；（2）若傳送帶以v轉(zhuǎn)=5m/s的速度逆時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動，求物塊離開B點(diǎn)的速度；（3）物塊離開B點(diǎn)的速度與傳送帶勻速運(yùn)動的速度是有關(guān)系的．若傳送帶順時(shí)針勻速運(yùn)動，用v轉(zhuǎn)表示傳送帶的速度，vB表示物塊離開B點(diǎn)的速度，請?jiān)诖痤}卡上的圖乙中畫出vB與v轉(zhuǎn)的關(guān)系圖象．（請?jiān)趫D中標(biāo)注關(guān)鍵點(diǎn)的坐標(biāo)值，如有需要，可取=8.5）參考答案：解：（1）若傳送帶靜止，物塊一直勻減速至B點(diǎn)，由牛頓第二定律得，物塊的加速度：a==﹣μg=﹣0.2×10m/s2=﹣2m/s2，由﹣=2aL得，物塊離開B點(diǎn)時(shí)的速度：vB==m/s=5m/s．（2）若傳送帶以v轉(zhuǎn)=5m/s的速度逆時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動，物塊的受力情況不變，則物塊離開B點(diǎn)的速度仍為vB=5m/s．（3）若傳送帶順時(shí)針勻速運(yùn)動時(shí)，①當(dāng)0＜v轉(zhuǎn)≤5m/s時(shí)，物塊一直減速到B點(diǎn)，則vB=5m/s；②若物塊始終加速直至離開B點(diǎn)，其加速度：a′==μg=0.2×10m/s2=2m/s2，則有：vB==m/s=8.5m/s，即：當(dāng)v轉(zhuǎn)＞m/s時(shí)，物塊一直勻加速到B點(diǎn)并以m/s的速度離開B點(diǎn)；③當(dāng)5m/s＜v轉(zhuǎn)≤7m/s時(shí)，物塊勻減速至等于傳送帶的速度后，勻速運(yùn)動至B點(diǎn)離開，則有vB=v轉(zhuǎn)；④當(dāng)7m/s＜v轉(zhuǎn)≤m/s時(shí)，物塊勻加速至等于傳送帶的速度后，勻速運(yùn)動至B點(diǎn)離開，則有vB=v轉(zhuǎn)；即：7m/s＜v轉(zhuǎn)≤m/s時(shí)，vB=v轉(zhuǎn)；如圖所示：答：（1）若傳送帶靜止，求物塊離開B點(diǎn)時(shí)的速度為5m/s；（2）若傳送帶以v轉(zhuǎn)=5m/s的速度逆時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動，求物塊離開B點(diǎn)的速度5m/s；（3）vB與v轉(zhuǎn)的關(guān)系圖象見上圖．【考點(diǎn)】牛頓第二定律；物體的彈性和彈力．【分析】（1）若傳送帶靜止，物塊在傳送帶上一直做勻減速運(yùn)動，根據(jù)牛頓第二定律求出物塊的加速度，然后根據(jù)速度位移公式求出物塊到B時(shí)速度；（2）若傳送帶以v轉(zhuǎn)=5m/s的速度逆時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動，物塊的受力情況不變，由（1）可知物塊離開B點(diǎn)時(shí)的速度；（3）若傳送帶順時(shí)針勻速運(yùn)動時(shí)，當(dāng)0＜v轉(zhuǎn)≤5m/s時(shí)，物塊一直減速到B點(diǎn)，得出物塊離開B點(diǎn)的速度；若物塊始終加速直至離開B點(diǎn)，根據(jù)牛頓第二定律求出其加速度，利用速度位移公式求出其速度，再分別進(jìn)行討論畫出vB與v轉(zhuǎn)的關(guān)系圖象．18.如圖所示，M、N為中心開有小孔的平行板電容器的兩極板，相距為D，其右側(cè)有一邊長為2a的正三角形區(qū)域，區(qū)域內(nèi)有垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場，在極板M、N之間加上電壓U后，M板電勢高于N板電勢．現(xiàn)