山西省太原市西山煤電集團(tuán)公司第五中學(xué)2022年高三物理上學(xué)期期末試卷含解析

山西省太原市西山煤電集團(tuán)公司第五中學(xué)2022年高三物理上學(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(jì)15分．每小題只有一個(gè)選項(xiàng)符合題意1.電子感應(yīng)加速器是加速電子的裝置，它的主要部分如圖甲所示，劃斜線區(qū)域?yàn)殡姶盆F的兩極，在其間隙中安放一個(gè)環(huán)行真空室。電磁鐵中通以頻率約幾十赫茲的強(qiáng)大交變電流，使兩極間的磁感應(yīng)強(qiáng)度B周期性變化（向紙面外為正），從而在環(huán)行室內(nèi)感應(yīng)出很強(qiáng)的渦旋電場。用電子槍將電子注入環(huán)行室，它們?cè)跍u旋電場的作用下被加速，同時(shí)在磁場里受到洛倫茲力的作用，沿圓軌道運(yùn)動(dòng)如圖乙所示。若磁場隨時(shí)間變化的關(guān)系如圖丙所示，則可用來加速電子的是B—t圖象中（

）A．第一個(gè)周期

B．第二個(gè)周期

C．第三個(gè)周期

D．第四個(gè)周期參考答案：答案：A2.一定質(zhì)量的理想氣體從某一狀態(tài)開始，先發(fā)生等容變化，接著又發(fā)生等壓變化，能正確反映該過程的圖像為下列圖中的

（

）參考答案：A3.如圖所示，理想變壓器的原線圈接有交變電壓U，副線圈接有光敏電阻R1（光敏電阻隨光照強(qiáng)度增大而減?。?、定值電阻R2．則（

）A．僅增強(qiáng)光照時(shí)，原線圈的輸入功率減小B．僅向下滑動(dòng)P時(shí)，R2兩端的電壓增大C．僅向下滑動(dòng)P時(shí)，R2消耗的功率減小D．僅增大U時(shí)，R2消耗的功率減小參考答案：B解析：A、當(dāng)光照增強(qiáng)時(shí)，光敏電阻的電阻值減小，故變壓器的輸出功率增加，故輸入功率也增加，故A錯(cuò)誤；B、當(dāng)滑動(dòng)觸頭P向下滑動(dòng)時(shí)，原線圈匝數(shù)減小，根據(jù)電壓與匝數(shù)成正比知變壓器的輸出電壓增大；根據(jù)功率表達(dá)式P=，R2消耗的功率增大，故B正確C錯(cuò)誤；D、當(dāng)U增大時(shí)，根據(jù)電壓與匝數(shù)成正比知變壓器的輸出電壓增大；根據(jù)功率表達(dá)式P=，用電器消耗的功率增大；故D錯(cuò)誤；故選：B．變壓器的輸入電壓決定輸出電壓，輸出電流決定輸入電流，輸出功率決定輸入功率；結(jié)合功率表達(dá)式分析判斷即可．本題關(guān)鍵是明確電壓器的電壓、電流、功率關(guān)系，知然后結(jié)合變壓比公式和功率公式進(jìn)行動(dòng)態(tài)分析．4.如圖所示，有一列傳播的簡諧橫波，x=0與x=1cm處的兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖象分別如圖中實(shí)線與虛線所示。則這列波的

（

）A．波長一定是4cmB．周期一定是4sC．振幅一定是2cmD．傳播速度一定是1cm/s參考答案：BC5.如圖所示，手沿水平方向?qū)鴫涸谪Q直墻壁上，使其保持靜止?，F(xiàn)增大手對(duì)書的壓力，則書A．將沿墻壁滑動(dòng)

B．受到的合外力增大C．對(duì)墻壁的壓力不變

D．受到的靜摩擦力不變參考答案：D二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計(jì)16分6.一個(gè)質(zhì)量為50千克的人站立在靜止于平靜的水面上的質(zhì)量為400千克船上，突然船上人以2米/秒的水平速度跳向岸，不計(jì)水的阻力，則船以_____

___米/秒的速度后退，若該人向上跳起，以人船為系統(tǒng)，人船的動(dòng)量_________。（填守恒或不守恒）參考答案：0．25

；不守恒

7.汽車電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)車燈會(huì)瞬時(shí)變暗，如圖所示，在打開車燈的情況下，電動(dòng)機(jī)未啟動(dòng)時(shí)電流表讀數(shù)為4.8A，電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)電流表讀數(shù)為80A，若電源電動(dòng)勢為12V，內(nèi)阻為0.05Ω，電流表內(nèi)阻不計(jì)，則車燈的電阻為______________Ω，因電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)，車燈的電功率的減少量為______________W。參考答案：2.45Ω，30.3W8.雨滴落到地面的速度通常僅為幾米每秒，這與雨滴下落過程中受到空氣阻力有關(guān)。雨滴間無相互作用且雨滴質(zhì)量不變，重力加速度為g。（1）質(zhì)量為m的雨滴由靜止開始，下落高度h時(shí)速度為u，求這一過程中克服空氣阻力所做的功W。____（2）將雨滴看作半徑為r的球體，設(shè)其豎直落向地面的過程中所受空氣阻力f=kr2v2，其中v是雨滴的速度，k是比例系數(shù)。a．設(shè)雨滴的密度為ρ，推導(dǎo)雨滴下落趨近的最大速度vm與半徑r的關(guān)系式；____b．示意圖中畫出了半徑為r1、r2（r1>r2）的雨滴在空氣中無初速下落的v–t圖線，其中_________對(duì)應(yīng)半徑為r1的雨滴（選填①、②）；若不計(jì)空氣阻力，請(qǐng)?jiān)趫D中畫出雨滴無初速下落的v–t圖線。（

）（3）由于大量氣體分子在各方向運(yùn)動(dòng)的幾率相等，其對(duì)靜止雨滴的作用力為零。將雨滴簡化為垂直于運(yùn)動(dòng)方向面積為S的圓盤，證明：圓盤以速度v下落時(shí)受到的空氣阻力f∝v2（提示：設(shè)單位體積內(nèi)空氣分子數(shù)為n，空氣分子質(zhì)量為m0）。________參考答案：

(1).

(2).

(3).①

(4).

(5).詳見解析【分析】(1)對(duì)雨滴由動(dòng)能定理解得：雨滴下落h的過程中克服阻做的功；(2)雨滴的加速度為0時(shí)速度最大解答；(3)由動(dòng)量定理證明【詳解】(1)對(duì)雨滴由動(dòng)能定理得：解得：；(2)a.半徑為r的雨滴體積為：，其質(zhì)量為當(dāng)雨滴的重力與阻力相等時(shí)速度最大，設(shè)最大速度為，則有：其中聯(lián)立以上各式解得：由可知，雨滴半徑越大，最大速度越大，所以①對(duì)應(yīng)半徑為的雨滴，不計(jì)空氣阻力，雨滴做自由落體運(yùn)動(dòng)，圖線如圖：；(3)設(shè)在極短時(shí)間內(nèi)，空氣分子與雨滴碰撞，設(shè)空氣分子的速率為U，在內(nèi)，空氣分子個(gè)數(shù)為：，其質(zhì)量為設(shè)向下為正方向，對(duì)圓盤下方空氣分子由動(dòng)量定理有：對(duì)圓盤上方空氣分子由動(dòng)量定理有：圓盤受到的空氣阻力為：聯(lián)立解得：。9.已知雙縫到光屏之間的距離L=500mm，雙縫之間的距離d=0.50mm，單縫到雙縫之間的距離s=100mm，測量單色光的波長實(shí)驗(yàn)中，照射得8條亮條紋的中心之間的距離為4.48mm，則相鄰條紋間距△x=

mm；入射光的波長λ=

m（結(jié)果保留有效數(shù)字）．參考答案：0.64，6.4×10﹣7【考點(diǎn)】雙縫干涉的條紋間距與波長的關(guān)系．【分析】根據(jù)8條亮條紋，有7個(gè)亮條紋間距，從而求得相鄰條紋間距；再由雙縫干涉條紋間距公式△x=λ求解波長的即可．【解答】解：8條亮條紋的中心之間有7個(gè)亮條紋，所以干涉條紋的寬度：△x==0.64mm根據(jù)公式：△x=λ代入數(shù)據(jù)得：λ==mm=0.00064mm=6.4×10﹣7m故答案為：0.64，6.4×10﹣710.有一水平方向的勻強(qiáng)電場，場強(qiáng)大小為9×103N/C，在電場內(nèi)作一半徑為10cm的圓，圓周上取A、B兩點(diǎn)，如圖所示，連線AO沿E方向，BO⊥AO，另在圓心O處放一電量為10﹣8C的正點(diǎn)電荷，則A處的場強(qiáng)大小為0N/C；B處的場強(qiáng)大小為1.27×104N/C．參考答案：考點(diǎn)：電場強(qiáng)度．專題：電場力與電勢的性質(zhì)專題．分析：根據(jù)公式E=k求出點(diǎn)電荷在A、B兩點(diǎn)處產(chǎn)生的場強(qiáng)大小，判斷出場強(qiáng)方向，A、B兩點(diǎn)的場強(qiáng)是由正點(diǎn)電荷和勻強(qiáng)電場場強(qiáng)的合成，根據(jù)平行四邊形定則求解AB兩點(diǎn)處的場強(qiáng)大小．解答：解：點(diǎn)電荷在A點(diǎn)處產(chǎn)生的場強(qiáng)大小為E=k=9×109×N/C=9×103N/C，方向從O→A；而勻強(qiáng)電場方向向右，大小9×103N/C，疊加后，合電場強(qiáng)度為零．同理，點(diǎn)電荷在B點(diǎn)處產(chǎn)生的場強(qiáng)大小也為E=k=9×109×N/C=9×103N/C，方向從O→B；根據(jù)平行四邊形定則得，則兩點(diǎn)的場強(qiáng)是由正點(diǎn)電荷和勻強(qiáng)電場場強(qiáng)的合成，A點(diǎn)的場強(qiáng)大小為：

EA=E點(diǎn)﹣E勻=9×103N/C﹣9×103N/C=0；同理，B點(diǎn)的場強(qiáng)大小為：

EB=E=1.27×104N/C與水平方向成45°角斜向右下方；故答案為：0，1.27×104，點(diǎn)評(píng)：本題電場的疊加問題，一要掌握點(diǎn)電荷的場強(qiáng)公式E=k；二要能根據(jù)據(jù)平行四邊形定則進(jìn)行合成．11.氫原子能級(jí)如圖所示，則要使一個(gè)處于基態(tài)的氫原子釋放出一個(gè)電子而變成為氫離子，該氫離子需要吸收的能量至少是

eV；一群處于n=4能級(jí)的氫原子躍遷到n=2的狀態(tài)過程中，可能輻射

種不同頻率的光子。參考答案：13.6eV（3分）

3（3分）解析：要使一個(gè)處于基態(tài)的氫原子釋放出一個(gè)電子而變成氫離子，該氫原子需要吸收的能量至少等于氫原子的電離能13.6eV。一群處于n=4能級(jí)的氫原子躍遷到n=2的狀態(tài)過程中，可能輻射2+1=3種不同頻率的光子。12.在光滑水平面上，有一個(gè)粗細(xì)均勻的單匝正方形閉合線框abcd，在水平外力的作用下，從靜止開始沿垂直磁場邊界方向做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，穿過勻強(qiáng)磁場，平行磁場區(qū)域的寬度大于線框邊長，如圖甲所示．測得線框中產(chǎn)生的感應(yīng)電流i的大小和運(yùn)動(dòng)時(shí)間t的變化關(guān)系如圖乙所示．已知圖象中四段時(shí)間分別為△t1、△t2、△t3、△t4．在△t1、△t3兩段時(shí)間內(nèi)水平外力的大小之比1：1；若已知△t2：△t3：△t4=2：2：1，則線框邊長與磁場寬度比值為7：18．參考答案：考點(diǎn)：導(dǎo)體切割磁感線時(shí)的感應(yīng)電動(dòng)勢；電磁感應(yīng)中的能量轉(zhuǎn)化．專題：電磁感應(yīng)——功能問題．分析：線框未進(jìn)入磁場時(shí)沒有感應(yīng)電流，水平方向只受外力作用．可得△t1、△t3兩段時(shí)間內(nèi)水平外力的大小相等．設(shè)線框加速度a，bc邊進(jìn)入磁場時(shí)速度v，根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)位移公式得到三段位移與時(shí)間的關(guān)系式，即可求出則線框邊長與磁場寬度比值．解答：解：因?yàn)椤鱰1、△t3兩段時(shí)間無感應(yīng)電流，即無安培力，則線框做勻加速直線運(yùn)動(dòng)的合外力為水平外力．所以△t1、△t3兩段時(shí)間內(nèi)水平外力的大小相等．即水平外力的大小之比為1：1．設(shè)線框加速度a，bc邊進(jìn)入磁場時(shí)速度v，△t2=△t3=2△t4=2△t，線框邊長l，磁場寬L根據(jù)三段時(shí)間內(nèi)線框位移，得：

v?2△t+a（2△t）2=l

v?4△t+a（4△t）2=L

v?5△t+a（5△t）2=l+L解得：=故答案為：1：1，7：18．點(diǎn)評(píng)：此題是電磁感應(yīng)與電路、力學(xué)知識(shí)的綜合，根據(jù)圖象上獲取的信息，結(jié)合E=Blv分析線框的運(yùn)動(dòng)情況是解題的關(guān)鍵．13.質(zhì)子、中子和氘核的質(zhì)量分別為m1、m2、m3，質(zhì)子和中子結(jié)合成氘核時(shí)，發(fā)出r射線，已知普朗克恒量為h，真空中光速為c，則這個(gè)核反應(yīng)的質(zhì)量虧損△m=

，r射線的頻率v=

。參考答案：三、簡答題：本題共2小題，每小題11分，共計(jì)22分14.（09年大連24中質(zhì)檢）（選修3—4）（5分）半徑為R的半圓柱形玻璃，橫截面如圖所O為圓心，已知玻璃的折射率為，當(dāng)光由玻璃射向空氣時(shí)，發(fā)生全反射的臨界角為45°．一束與MN平面成45°的平行光束射到玻璃的半圓柱面上，經(jīng)玻璃折射后，有部分光能從MN平面上射出．求①說明光能從MN平面上射出的理由?

②能從MN射出的光束的寬度d為多少?參考答案：解析：①如下圖所示，進(jìn)入玻璃中的光線a垂直半球面，沿半徑方向直達(dá)球心位置O，且入射角等于臨界角，恰好在O點(diǎn)發(fā)生全反射。光線a右側(cè)的光線（如：光線b）經(jīng)球面折射后，射在MN上的入射角一定大于臨界角，在MN上發(fā)生全反射，不能射出。光線a左側(cè)的光線經(jīng)半球面折射后，射到MN面上的入射角均小于臨界角，能從MN面上射出。（1分）最左邊射向半球的光線c與球面相切，入射角i=90°折射角r=45°。故光線c將垂直MN射出（1分）

②由折射定律知（1分）

則r=45°

（1分）

所以在MN面上射出的光束寬度應(yīng)是

（1分）15.（4分）已知?dú)馀輧?nèi)氣體的密度為1.29kg/，平均摩爾質(zhì)量為0.29kg/mol。阿伏加德羅常數(shù)，取氣體分子的平均直徑為，若氣泡內(nèi)的氣體能完全變?yōu)橐后w，請(qǐng)估算液體體積與原來氣體體積的比值。（結(jié)果保留一位有效數(shù)字）。參考答案：設(shè)氣體體積為，液體體積為氣體分子數(shù),(或)則

（或）解得

(都算對(duì))解析：微觀量的運(yùn)算，注意從單位制檢查運(yùn)算結(jié)論，最終結(jié)果只要保證數(shù)量級(jí)正確即可。設(shè)氣體體積為，液體體積為氣體分子數(shù),(或)則

（或）解得

(都算對(duì))四、計(jì)算題：本題共3小題，共計(jì)47分16.如圖所示，上端封閉、下端開口的玻璃管豎直放置，管長55cm，其中有一段長為6cm的水銀柱，將長為2cm的空氣柱A封閉在管的上部，空氣柱B和大氣連通．現(xiàn)用一小活塞將管口封住，并將活塞緩慢往上壓，當(dāng)水銀柱上升4cm時(shí)停止上壓．已知外界大氣壓恒為76cmHg，上壓過程氣體溫度保持不變，A、B均為理想氣體，求：①氣體A、B末狀態(tài)的壓強(qiáng)；

②試分析此過程中B氣體是吸熱還是放熱？參考答案：解：①氣體A的初態(tài)的壓強(qiáng)為pA：pA+p柱=p0末態(tài)時(shí)氣柱的長度為lA’：lA’=lA﹣△l氣體A發(fā)生等溫變化：pAlAS=pA’lA’S解得：pA’=87.5cmHg氣體B的末態(tài)壓強(qiáng)為pB’：解得：pB’=pA’+p柱=93.5cmHg②氣體B的初態(tài)：壓強(qiáng)為p0，氣體柱的長度為lB：lB=L﹣lA﹣l柱=29cm氣體B發(fā)生等溫變化：pBlBS=pB’lB’S解得：lB’=23.6cmlB’＜lB，氣體B的變化是等溫壓縮等溫變化，內(nèi)能不變△U=0，壓縮體積減小，外界對(duì)氣體做功W＞0由熱力學(xué)第一定律△U=W+Q可知Q＜0：氣體B要放熱答：①氣體A末狀態(tài)的壓強(qiáng)87.5cmHg，B氣體末態(tài)壓強(qiáng)93.5cmHg；

②試分析此過程中B氣體是放熱【考點(diǎn)】理想氣體的狀態(tài)方程．【分析】①以A氣體為研究對(duì)象，根據(jù)玻意耳定律求出末態(tài)壓強(qiáng)，再根據(jù)兩部分氣體的壓強(qiáng)關(guān)系求出B氣體的末態(tài)壓強(qiáng)；②根據(jù)玻意耳定律求出B氣體的長度，判斷體積變化，再根據(jù)熱力學(xué)第一定律判斷吸放熱16.(10分)如圖所示，質(zhì)量為m的物體用細(xì)繩拴住放在粗糙的水平傳送帶上，傳送帶逆時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，穩(wěn)定時(shí)物體到傳送帶左端的距離為L，繩與水平方向的夾角為θ=30°，此時(shí)繩中的拉力為.若剪斷細(xì)繩，物體到達(dá)傳送帶左端時(shí)的速度剛好與傳送帶相同，求傳送帶的轉(zhuǎn)動(dòng)速率.參考答案：解