2022-2023學(xué)年河北省滄州市滕莊子中學(xué)高三物理下學(xué)期期末試卷含解析

2022-2023學(xué)年河北省滄州市滕莊子中學(xué)高三物理下學(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(xiàng)符合題意1.如圖所示，一個半徑為R的圓球，其重心不在球心O上，將它置于水平地面上，則平衡時球與地面的接觸點(diǎn)為A；若將它置于傾角為30°的粗糙斜面上，則平衡時（靜摩擦力足夠大）球與斜面的接觸點(diǎn)為B．已知AB段弧所對應(yīng)的圓心角度數(shù)為60°，對圓球重心離球心O的距離以下判斷正確的是（）A． B． C． D．參考答案：D【考點(diǎn)】共點(diǎn)力平衡的條件及其應(yīng)用；力的合成與分解的運(yùn)用．【分析】將球置于水平地面上，球受重力和支持力，二力平衡，故重力的作用點(diǎn)在OA連線上的某個點(diǎn)；將球置于傾角為30°的粗糙斜面上，以B位置為支點(diǎn)，根據(jù)力矩平衡條件．合力的力矩為零，故重力的力矩一定為零，故重心也在過B的豎直線上，一定是該線與OA的交點(diǎn)【解答】解：將球置于水平地面上，球受重力和支持力，二力平衡，故重力的作用點(diǎn)在OA連線上將球放在斜面上，以B為支點(diǎn)，根據(jù)力矩平衡條件，合力矩為零，故重力的力矩一定為零，故重心也在過B的豎直線上，一定是該線與OA的交點(diǎn)，如圖所示：故選：D2.如圖所示，豎直平面內(nèi)一半徑為R的圓形區(qū)域內(nèi)有磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場，方向垂直紙面向里。一束質(zhì)量為m、電荷量為－q的帶電粒子沿平行于直徑MN的方向以不同速率從P點(diǎn)進(jìn)入勻強(qiáng)磁場，入射點(diǎn)P到直徑MN的距離h=R，不計粒子重力。下列說法正確的是（

）A.若粒子射出磁場時的速度方向恰好與其入射方向相反，則其入射速度為B.若粒子恰好能從M點(diǎn)射出，則其速度為C.粒子從P點(diǎn)經(jīng)磁場到M點(diǎn)的時間為D.當(dāng)粒子軌道半徑r=R時，粒子從圓形磁場區(qū)域最低點(diǎn)射出參考答案：ABD【詳解】A項(xiàng)：若粒子射出磁場時的速度方向恰好與其入射方向相反，即粒子在磁場中偏轉(zhuǎn)，由幾何關(guān)系得，解得：，故A正確；B項(xiàng)：連接PM即為粒子做圓周運(yùn)動的弦長，連接PO，由，所以,，所以為等邊三角形，即，解得：，解得：，故B正確；C項(xiàng)：粒子從P點(diǎn)經(jīng)磁場到M點(diǎn)的時間為，故C錯誤；D項(xiàng)：當(dāng)粒子軌道半徑r=R時，由圖可知，為菱形，又因?yàn)樨Q直方向，所以也為豎直方向所以出射點(diǎn)為從圓形磁場區(qū)域最低點(diǎn)，故D正確。3.有兩個力F1、F2它們的合力為F.若F1>F2，它們問的夾角a在O°到180°之間，則

A．F一定大于F1

B．F一定小于F2

C．a(chǎn)越大，F(xiàn)越大

D．a(chǎn)越小，F(xiàn)越大參考答案：D4.如圖所示，兩輕彈簧a、b懸掛一小鐵球處于平衡狀態(tài)，a彈簧與豎直方向成30°角，b彈簧水平，a、b的勁度系數(shù)分別為k1、k2。則兩彈簧的伸長量x1與x2之比為A．

B．

C．

D．參考答案：C5.如圖所示，兩個傾角相同的滑桿上分別套A、B兩個圓環(huán)，兩個圓環(huán)上分別用細(xì)線懸吊著兩個物體C、D，當(dāng)它們都沿滑桿向下滑動時，A的懸線與桿垂直，B的懸線豎直向下。則下列說法中正確的是（

）A．A環(huán)與滑桿無摩擦力

B．B環(huán)與滑桿無摩擦力C．A環(huán)做的是勻速運(yùn)動

D．B環(huán)做的是勻加速運(yùn)動參考答案：A二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計16分6.2009年諾貝爾物理學(xué)獎得主威拉德·博伊爾和喬治·史密斯主要成就是發(fā)明了電荷耦合器件（CCD）圖像傳感器。他們的發(fā)明利用了愛因斯坦的光電效應(yīng)原理。如圖所示電路可研究光電效應(yīng)規(guī)律。圖中標(biāo)有A和K的為光電管，其中K為陰極，A為陽級。理想電流計可檢測通過光電管的電流，理想電壓表用來指示光電管兩端的電壓?，F(xiàn)接通電源，用光子能量為10.5eV的光照射陰極K，電流計中有示數(shù)，若將滑動變阻器的滑片P緩慢向右滑動，電流計的讀數(shù)逐漸減小，當(dāng)滑至某一位置時電流計的讀數(shù)恰好為零，讀出此時電壓表的示數(shù)為6.0V；現(xiàn)保持滑片P位置不變，光電管陰極材料的逸出功為________，若增大入射光的強(qiáng)度，電流計的讀數(shù)________（填“為零”或“不為零”）。參考答案：4.5eV

為零7.如圖所示，在場強(qiáng)為E、方向豎直向下的勻強(qiáng)電場中，有兩個質(zhì)量均為m的帶電小球，電荷量分別為＋2q和－q，兩小球用長為L的絕緣細(xì)線相連，另用絕緣細(xì)線系住帶正電的小球懸掛于O點(diǎn)而處于平衡狀態(tài)，重力加速度為g，則細(xì)線對懸點(diǎn)O的作用力等于_________.參考答案：以兩個小球組成的整體為研究對象，分析受力如圖：重力2mg、電場力，方向豎直向下，細(xì)線的拉力T，由平衡條件得：

8.某實(shí)驗(yàn)小組利用如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置來“探究物體運(yùn)動的加速度與合外力、質(zhì)量關(guān)系”．光電計時器和氣墊導(dǎo)軌是一種研究物體運(yùn)動情況的常見儀器，如圖乙所示a、b分別是光電門的激光發(fā)射和接收裝置．當(dāng)物體從a、b間通過時，光電計時器就可以顯示物體的擋光時間．實(shí)驗(yàn)前需要調(diào)節(jié)氣墊導(dǎo)軌使之平衡．為了測量滑塊的加速度a，實(shí)驗(yàn)時將滑塊從圖示位置由靜止釋放，由數(shù)字計時器讀出遮光條通過光電門的時間t，用天平測鉤碼的質(zhì)量m和滑塊的質(zhì)量M，測出滑塊上的遮光條初始位置到光電門的距離L，測得遮光條的寬度。（1）小車的加速度表達(dá)式=

（用字母表示）（2）實(shí)驗(yàn)中如把砝碼的重力當(dāng)作小車的合外力F，作出圖線，如圖丙中的實(shí)線所示．試分析：圖線不通過坐標(biāo)原點(diǎn)O的原因是

，曲線上部彎曲的原因是

參考答案：9.如圖所示為氫原子的能級圖。用光子能量為13.06eV的光照射一群處于基態(tài)的氫原子，可能觀測到氫原子發(fā)射的不同波長的光有

▲

種，其中最短波長為

▲

m（已知普朗克常量h=6.63×10－34J·s）。參考答案：10

9.5×10-810.后，答案為該礦石中的鈾、釷質(zhì)量之比為___________．參考答案：39:115設(shè)原來的U234原子數(shù)為N0,由半衰期的定義可得，,經(jīng)過54萬年，即兩個半衰期后，剩余的U234為N0/4個,Th230為3N0/4個，所以（234N0/4）：（2303N0/4）=39:115.11.如圖所示為氫原子的能級圖。用光子能量為13.06eV的光照射一群處于基態(tài)的氫原子，可能觀測到氫原子發(fā)射的不同波長的光有

▲

種，其中最短波長為

▲

m（已知普朗克常量h=6.63×10－34J·s）。參考答案：10

9.5×10-812.（4分）細(xì)繩的一端在外力作用下從t=0時刻開始做簡諧運(yùn)動，激發(fā)出一列簡諧橫波。在細(xì)繩上選取15個點(diǎn)，圖1為t=0時刻各點(diǎn)所處的位置，圖2為t=T/4時刻的波形圖（T為波的周期）。在圖3中畫出t=3T/4時刻的波形圖。參考答案：答案：傳到10號點(diǎn)，7號點(diǎn)在最高點(diǎn)t=3T/4時刻的波形圖如下13.模擬興趣小組為測一遙控電動小車的額定功率，進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)：①用天平測出電動小車的質(zhì)量為0.4kg；②將電動小車、紙帶和打點(diǎn)計時器按如圖K26－9所示安裝；圖K26－9③接通打點(diǎn)計時器(其打點(diǎn)周期為0.02s)；④使電動小車以額定功率加速運(yùn)動，達(dá)到最大速度一段時間后關(guān)閉小車電源，待小車靜止時再關(guān)閉打點(diǎn)計時器(設(shè)小車在整個過程中所受的阻力恒定)．在上述過程中，打點(diǎn)計時器在紙帶上所打的部分點(diǎn)跡如圖K26－10所示．圖K26－10請你分析紙帶數(shù)據(jù)，回答下列問題(計算結(jié)果取三位有效數(shù)字)：(1)該電動小車運(yùn)動的最大速度為__________m/s；(2)該電動小車被關(guān)閉電源后加速度大小為__________m/s2；(3)該電動小車的額定功率為__________W.參考答案：(1)1.880(1.881給分)

(2分)；

1.044

(2分)

(2)①1.00m/s，2.50m/s；②5.25J，5.29J

(每空2分)三、實(shí)驗(yàn)題：本題共2小題，每小題11分，共計22分14.要用實(shí)驗(yàn)描繪小燈泡的伏安特性曲線，已知待測小燈泡的額定電壓6V，額定功率約為3W，提供的器材有：量程為0.6A，內(nèi)阻約為0.5Ω的電流表Al；量程為3A，內(nèi)阻約為0.1Ω的電流表A2；量程為3V，內(nèi)阻為3kΩ的電壓表V阻值是0～10Ω，額定電流是2A的滑動變阻器R1；阻值是0～500Ω，頗定電流是lA的滑動變阻器R2；定值電阻R3=1kΩ；定值電阻R4=3kΩ；電源電動勢為9V，內(nèi)阻約為0.1Ω；開關(guān)一個，導(dǎo)線若干．（1）為了保證實(shí)驗(yàn)的測量精度和操作方便，并能測出小燈泡的額定功率，在可供選擇的器材中．應(yīng)該選用的電流表是Al，滑動變阻器是R1（填儀器的字母代號）．（2）根據(jù)所選的器材，在虛線框中畫出完整的實(shí)驗(yàn)電路圖，并標(biāo)出器材代號．（3）實(shí)驗(yàn)中，電壓表的示數(shù)為3V時，可測出燈泡的額定功率．參考答案：：解：（1）燈泡額定電流I===0.5A，電流表應(yīng)選Al；為方便實(shí)驗(yàn)操作，滑動變阻器應(yīng)選Rl．（2）燈泡額定電壓為6V，電壓表量程為3V，需要把電壓表與定值電阻R4串聯(lián)組成電壓表測電壓，電壓與電流從零開始變化，滑動變阻器應(yīng)采用分壓接法，燈泡正常發(fā)光時電阻為R===12Ω，電流表內(nèi)阻約為0.5Ω，電壓表內(nèi)阻為6kΩ，電壓表內(nèi)阻遠(yuǎn)大于燈泡電阻，電流表應(yīng)采用外接法，實(shí)驗(yàn)電路圖如圖所示：（3）電壓表與定值電阻串聯(lián)，電壓表內(nèi)阻與定值電阻阻值相等，它們兩端電壓相等，燈泡正常發(fā)光時，總電壓等于燈泡額定電壓6V，則電壓表示數(shù)為3V；故答案為：（1）Al；Rl；（2）電路圖如圖所示；（3）3．15.某研究性學(xué)習(xí)小組用較粗的銅絲和鐵絲相隔較近距離插入蘋果中，制成了一個蘋果電池，并測定該蘋果電池的電動勢和內(nèi)阻．設(shè)計好合適的電路后，調(diào)節(jié)滑動變阻器，根據(jù)實(shí)驗(yàn)獲得的多組電源兩端的電壓U和流過電源的電流I數(shù)據(jù)，在坐標(biāo)系中繪制的圖象，如圖所示．

(1)實(shí)驗(yàn)提供的器材有：電流表A(量程1mA，內(nèi)阻不計)；電壓表V(量程lV，內(nèi)阻約1k)；滑動變阻器R1(阻值0~200)；滑動變阻器R2：(阻值0—10k)．根據(jù)坐標(biāo)系中繪制的圖象，求得電源電動勢E=

V，電源內(nèi)阻r=

．該實(shí)驗(yàn)中應(yīng)選用滑動變阻器是

(選填“R1”或“R2”)．(2)請?jiān)诖痤}紙對應(yīng)的方框內(nèi)畫出實(shí)驗(yàn)原理圖．(蘋果電源用符號表示)參考答案：圖線與縱軸的交點(diǎn)表示電動勢，圖線的斜率表示內(nèi)電阻。由于電流表的量程是1mA，故應(yīng)選大量程的，若選會燒壞電流表。四、計算題：本題共3小題，共計47分16.如圖所示，兩根光滑水平導(dǎo)軌與一個傾角為的金屬框架abcd連接（連接處呈圓弧形）。磁感應(yīng)強(qiáng)度B跟框架面垂直，框架邊ab、cd長均為L，電阻均為2R，框架其余部分電阻不計。有一根質(zhì)量為m、電阻為R的金屬棒MN平行于ab放置，讓它以初速度v0沖上框架，在到達(dá)最高點(diǎn)的過程中，框架邊ab發(fā)出的熱量為Q.試求：（1）金屬棒MN剛沖上框架時ab部分的發(fā)熱功率。（2）金屬棒MN上升的最大高度。（3）金屬棒MN到達(dá)最高點(diǎn)后，在外力作用下勻加速滑到框架邊ab處且速度也為v0，則外力隨時間的關(guān)系式，并討論外力的方向。參考答案：（1）

總電阻

(1分)

(1分)

(1分)

(1分)（2）ab棒發(fā)熱為Q，則cd棒也為Q，MN棒為2Q，根據(jù)能量守恒有：

(2分)

(2分)（3）ab棒在外力F（設(shè)向下為正方向）的作用下勻加速度運(yùn)動，則加速度為

(1分)

根據(jù)牛頓第二定律，有：

(1分)；

；

(1分)

(1分)

討論：①當(dāng)，F(xiàn)的方向沿框架向上。(1分)②當(dāng)，F(xiàn)的方向沿框架向下。(1分)17.某同學(xué)在研究氣體的等容變化規(guī)律時，在實(shí)驗(yàn)室將一玻璃瓶開口向上豎直放入燒杯中的水里，緩慢加熱到77℃后，用一個軟木塞封住瓶口，當(dāng)燒杯中水溫緩慢降至42℃時，若想向上拔出軟木塞，至少需要施加多大外力？已知大氣壓強(qiáng)p0＝1.0×105Pa，瓶口面積S＝1.0×10-3m2，軟木塞的重量G＝0.50N。（軟木塞與瓶口之間的摩擦不計）參考答案：玻璃瓶內(nèi)的空氣狀態(tài)為：

根據(jù)查理定律

①（3分）對軟木塞受力分析可得

②（3分