2022年河南省鄭州市蘇州第四中學(xué)高三物理下學(xué)期期末試題含解析

2022年河南省鄭州市蘇州第四中學(xué)高三物理下學(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(甲)所示是一種速度傳感器的工作原理圖,在這個(gè)系統(tǒng)中,B為一個(gè)能發(fā)射超聲波的固定小盒子,工作時(shí)B向被測(cè)物體發(fā)出短暫的超聲波脈沖,脈沖被運(yùn)動(dòng)的物體反射后又被B接收,從B發(fā)射超聲波開(kāi)始計(jì)時(shí),經(jīng)時(shí)間Δt0再次發(fā)射超聲波脈沖,圖(乙)是連續(xù)兩次發(fā)射的超聲波的位移—時(shí)間圖像,則下列說(shuō)法中正確的是()A.超聲波的速度為v聲=

B.超聲波的速度為v聲=C.物體的平均速度為=

D.物體的平均速度為=參考答案：AD2.如圖，勻強(qiáng)電場(chǎng)方向水平向右，場(chǎng)強(qiáng)E，絲線長(zhǎng)L，上端系于0點(diǎn)，下端系質(zhì)量為m帶電量為+q的小球，已知Eq=mg?，F(xiàn)將小球從最低點(diǎn)A由靜止釋放，則（

）A.小球可到達(dá)水平位置B.當(dāng)懸線與水平呈45°角時(shí)小球的速度最大C.小球在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中機(jī)械能守恒D.小球速度最大時(shí)懸線上的張力為(3一2)mg參考答案：ABD本題的物理環(huán)境是有重力場(chǎng)和電場(chǎng)組成的復(fù)合場(chǎng)，由于Eq=mg，故和合場(chǎng)強(qiáng)的方向?yàn)榕c水平面成45°角斜向右下方，在此位置的時(shí)候物體的速度最大，B對(duì)。由能量轉(zhuǎn)化關(guān)系可得小球可到達(dá)水平位置，在此過(guò)程中，電場(chǎng)力一直對(duì)小球做正功，故機(jī)械能不守恒，C錯(cuò)。小球到達(dá)水平面成45°角斜向右下方的位置時(shí)：qELsinα-mgL(1－cosα)=mv2，v2=(2＋2)gL，F(xiàn)－mg=,F=(3一2)mg3.如圖所示，一個(gè)質(zhì)量均勻分布的半徑為R的球體對(duì)球外質(zhì)點(diǎn)P的萬(wàn)有引力為F．如果在球體中央挖去半徑為r的一部分球體，且r=，則原球體剩余部分對(duì)質(zhì)點(diǎn)P的萬(wàn)有引力變?yōu)椋ǎ〢.F B.F C.F D.F參考答案：C試題分析：質(zhì)點(diǎn)與大球球心相距l(xiāng)，其萬(wàn)有引力為F，則，在球體中央挖去半徑為r的一部分球體后，質(zhì)點(diǎn)與球之間的萬(wàn)有引力為F1：，C正確、ABD錯(cuò)誤，故選：C?？键c(diǎn)：萬(wàn)有引力【名師點(diǎn)睛】先根據(jù)萬(wàn)有引力定律求出M對(duì)m的萬(wàn)有引力，當(dāng)從M中挖去一半徑為r的球體時(shí)，要求剩下部分對(duì)m的萬(wàn)有引力，先把球補(bǔ)全，用整球?qū)的萬(wàn)有引力減去被挖去的球體對(duì)m的萬(wàn)有引力。這就是補(bǔ)全法。4.如圖所示，兩個(gè)相通的容器P、Q間裝有閥門(mén)K，P中充滿氣體，Q為真空，整個(gè)系統(tǒng)與外界沒(méi)有熱交換。打開(kāi)閥門(mén)K后，P中的氣體進(jìn)入Q中，最終達(dá)到平衡，則A.氣體體積膨脹，內(nèi)能增加

B.氣體分子勢(shì)能減少，內(nèi)能增加

C.氣體分子勢(shì)能增加，壓強(qiáng)可能不變

D.Q中氣體不可能自發(fā)地全部退回到P中參考答案：答案：D解析：打開(kāi)閥門(mén)K后，P中氣體進(jìn)入Q中，由于Q內(nèi)為真空，氣體體積增大時(shí)并沒(méi)有對(duì)外做功，又因?yàn)橄到y(tǒng)沒(méi)有熱交換，由熱力學(xué)第一定律可知，其內(nèi)能不變，但由于氣體體積變大，故其壓強(qiáng)變小。5.（單選）如圖1所示，彈簧振子以點(diǎn)O為平衡位置，在A、B兩點(diǎn)之間做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)。取向右為正方向，振子的位移x隨時(shí)間t的變化如圖2所示，下列說(shuō)法正確的是

A．t=0.8s時(shí)，振子的速度方向向左 B．t=0.2s時(shí)，振子在O點(diǎn)右側(cè)6cm處 C．t=0.4s和t=1.2s時(shí)，振子的加速度完全相同

D．t=0.4s到t=0.8s的時(shí)間內(nèi)，振子的速度逐漸減小參考答案：A二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計(jì)16分6.某種紫外線波長(zhǎng)為300nm，該紫外線光子的能量為6.63×10﹣19J．金屬鎂的逸出功為5.9×10﹣19J，則讓該紫外線照射金屬鎂時(shí)逸出光電子的最大初動(dòng)能為7.3×10﹣20J（普朗克常量h=6.63×10﹣34J?s，真空中的光速c=3×108m/s）參考答案：：解：光子的能量E=J根據(jù)光電效應(yīng)方程Ekm=E﹣W0

代入數(shù)據(jù)得，Ekm=6.63×10﹣19J﹣5.9×10﹣19J=7.3×10﹣20J故答案為：6.63×10﹣19，7.3×10﹣207.質(zhì)量為m的物體從靜止開(kāi)始以的加速度豎直向下運(yùn)動(dòng)，當(dāng)下降高度為h時(shí)，該物體機(jī)械能的增量為_(kāi)_______，該物體動(dòng)能的增量為_(kāi)________。參考答案：

答案：?mgh／2、

mgh／28.如右圖所示，粗糙斜面的傾角為30°輕繩通過(guò)兩個(gè)滑輪與A相連，輕繩的另一端固定于天花板上，不計(jì)輕繩與滑輪的摩擦．物塊A的質(zhì)量為m不計(jì)滑輪的質(zhì)量，掛上物塊B后，當(dāng)滑輪兩邊輕繩的夾角為90°時(shí)，A、B恰能保持靜止且A所受摩擦力向下，則物塊B的質(zhì)量為

參考答案：9.用圖（a）所示的實(shí)驗(yàn)裝置探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系。（1）完成平衡摩擦力的相關(guān)內(nèi)容：

（A）取下沙桶，把木板不帶滑輪的一端墊高；

（B）接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器電源，輕推小車，讓小車拖著紙帶運(yùn)動(dòng)。如果打出的紙帶如圖（b）所示，則應(yīng)

（選填“增大”、“減小”或“不改變”）木板的傾角，反復(fù)調(diào)節(jié)，直到紙帶上打出的點(diǎn)跡

為止。（2）某同學(xué)實(shí)驗(yàn)時(shí)得到如圖（c）所示的a—F圖象（沙和沙桶質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車質(zhì)量），則該同學(xué)探究的是：在

條件下，

成正比。（3）上題中若沙和沙桶質(zhì)量過(guò)大，不能遠(yuǎn)小于小車質(zhì)量，則可能會(huì)出現(xiàn)下列哪種圖像參考答案：（1）減小（2分），間隔相等（2分），

（2）小車質(zhì)量一定的（2分），小車的加速度與所受拉力（2分）

（3）B10.某人在某行星表面以速率v豎直上拋一物體，經(jīng)時(shí)間t落回手中，已知該行星的半徑為R，則能在這個(gè)行星表面附近繞該行星做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的衛(wèi)星所具有的速率為

參考答案：11.當(dāng)每個(gè)具有5．0eV的光子束射人金屬表面后，從金屬表面逸出的電子具有最大初動(dòng)能是1．5eV。為了使這種金屬產(chǎn)生光電效應(yīng)，入射光子的最低能量是_________eV。為了使從金屬表面逸出的電子具有的最大初動(dòng)能加倍，入射光子的能量是_________eV。參考答案：3.5、3.512.(4分)如圖所示，兩平行板間為勻強(qiáng)電場(chǎng)，場(chǎng)強(qiáng)方向與板垂直，質(zhì)量相同的兩個(gè)帶電粒子P、Q以相同的速度沿與板平行的方向射入電場(chǎng)中，P從兩極板正中射入，Q從下極板邊緣處射入，它們最后打在上板的同一點(diǎn)上，不計(jì)重力，則它們所帶的電荷量之比

，從開(kāi)始射入到打到上板的過(guò)程中，它們的電勢(shì)能減小量之比 。

參考答案：答案：1：2l：413.用如圖所示的裝置來(lái)測(cè)量一把質(zhì)量分布均勻、長(zhǎng)度為L(zhǎng)的刻度尺的質(zhì)量。某同學(xué)是這樣設(shè)計(jì)的：將一個(gè)讀數(shù)準(zhǔn)確的彈簧測(cè)力計(jì)豎直懸掛，取一段細(xì)線做成一環(huán)，掛在彈簧測(cè)力計(jì)的掛鉤上，讓刻度尺穿過(guò)細(xì)環(huán)中，環(huán)與刻度尺的接觸點(diǎn)就是尺的懸掛點(diǎn)，它將尺分成長(zhǎng)短不等的兩段。用細(xì)線拴住一個(gè)質(zhì)量未知的木塊P掛在尺較短的一段上，細(xì)心調(diào)節(jié)尺的懸掛點(diǎn)及木塊P的懸掛點(diǎn)位置，使直尺在水平位置保持平衡。已知重力加速度為g。（1）必須從圖中讀取哪些物理量：______________________（同時(shí)用文字和字母表示）；（2）刻度尺的質(zhì)量M的表達(dá)式：______________________（用第一小問(wèn)中的字母表示）。參考答案：（1）木塊P的懸掛點(diǎn)在直尺上的讀數(shù)x1、刻度尺的懸掛點(diǎn)在直尺上的讀數(shù)x2，彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)F；

（一個(gè)物理量1分）（2）M＝三、簡(jiǎn)答題：本題共2小題，每小題11分，共計(jì)22分14.(3-5模塊)(5分)有兩個(gè)質(zhì)量為m的均處于基態(tài)的氫原子A、B，A靜止，B以速度v0與之發(fā)生碰撞．己知：碰撞前后二者的速度均在一條直線上，碰撞過(guò)程中部分動(dòng)能有可能被某一氫原子吸收。從而該原子由基態(tài)躍遷到激發(fā)態(tài)，然后，此原子向低能級(jí)態(tài)躍遷，并發(fā)出光子．如欲碰后發(fā)出一個(gè)光子，則速度v0至少需要多大？己知?dú)湓拥幕鶓B(tài)能量為E1(E1<0)。參考答案：解析：，--------------(1分)

，--------------(1分)

，--------------(1分)

--------------(2分)15.（簡(jiǎn)答）光滑的長(zhǎng)軌道形狀如圖所示，下部為半圓形，半徑為R，固定在豎直平面內(nèi)．質(zhì)量分別為m、2m的兩小環(huán)A、B用長(zhǎng)為R的輕桿連接在一起，套在軌道上，A環(huán)距軌道底部高為2R．現(xiàn)將A、B兩環(huán)從圖示位置靜止釋放．重力加速度為g．求：（1）A環(huán)到達(dá)軌道底部時(shí)，兩環(huán)速度大?。唬?）運(yùn)動(dòng)過(guò)程中A環(huán)距軌道底部的最大高度；（3）若僅將輕桿長(zhǎng)度增大為2R，其他條件不變，求運(yùn)動(dòng)過(guò)程中A環(huán)距軌道底部的最大高度．參考答案：（1）A環(huán)到達(dá)軌道底部時(shí)，兩環(huán)速度大小為；（2）運(yùn)動(dòng)過(guò)程中A環(huán)距軌道底部的最大高度為R；（3）若僅將輕桿長(zhǎng)度增大為2R，其他條件不變，運(yùn)動(dòng)過(guò)程中A環(huán)距軌道底部的最大高度為R．解：（1）A、B都進(jìn)入圓軌道后，兩環(huán)具有相同角速度，則兩環(huán)速度大小一定相等，對(duì)系統(tǒng)，由機(jī)械能守恒定律得：mg?2R+2mg?R=（m+2m）v2，解得：v=；（2）運(yùn)動(dòng)過(guò)程中A環(huán)距軌道最低點(diǎn)的最大高度為h1，如圖所示，整體機(jī)械能守恒：mg?2R+2mg?3R=2mg（h﹣R）+mgh，解得：h=R；（3）若將桿長(zhǎng)換成2R，A環(huán)離開(kāi)底部的最大高度為h2．如圖所示．整體機(jī)械能守恒：mg?2R+2mg（2R+2R）=mgh′+2mg（h′+2R），解得：h′=R；答：（1）A環(huán)到達(dá)軌道底部時(shí)，兩環(huán)速度大小為；（2）運(yùn)動(dòng)過(guò)程中A環(huán)距軌道底部的最大高度為R；（3）若僅將輕桿長(zhǎng)度增大為2R，其他條件不變，運(yùn)動(dòng)過(guò)程中A環(huán)距軌道底部的最大高度為R．四、計(jì)算題：本題共3小題，共計(jì)47分16.如圖所示，空間存在著強(qiáng)度E=2.5×102N/C方向豎直向上的勻強(qiáng)電場(chǎng)，在電場(chǎng)內(nèi)一長(zhǎng)為L(zhǎng)=0.5m的絕緣細(xì)線，一端固定在O點(diǎn)，一端拴著質(zhì)量m=0.5kg、電荷量q=4×10－2C的小球.現(xiàn)將細(xì)線拉直到水平位置，使小球由靜止釋放，當(dāng)小球運(yùn)動(dòng)最高點(diǎn)時(shí)細(xì)線受到的拉力恰好達(dá)到它能承受的最大值而斷裂.取g=10m/s2.求：

（1）小球的電性；

（2）細(xì)線能承受的最大拉力；

（3）當(dāng)小球繼續(xù)運(yùn)動(dòng)后與O點(diǎn)水平方向距離為L(zhǎng)時(shí)，小球距O點(diǎn)的高度.參考答案：（1）由小球運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)可知，小球帶正電（2分）（2）設(shè)小球運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)時(shí)速度為v，對(duì)該過(guò)程由動(dòng)能定理有，①（2分）在最高點(diǎn)對(duì)小球由牛頓第二定律得，②（2分）由①②式解得，T=15N（1分）（3）小球在細(xì)線斷裂后，在豎直方向的加速度設(shè)為a，則③（2分）設(shè)小球在水平方向運(yùn)動(dòng)L的過(guò)程中，歷時(shí)t，則④（1分）設(shè)豎直方向上的位移為s，則⑤（1分）由①③④⑤解得，s=0.125m（2分）∴小球距O點(diǎn)高度為s+L=0.625m.17.（18分）在光滑絕緣的水平面上方，有一足夠大的空間，此空間同時(shí)存在電場(chǎng)強(qiáng)度為E、方向水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)和磁感應(yīng)強(qiáng)度為B、方向垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)．在水平面上沿電場(chǎng)線方向放有兩個(gè)靜止的小球A和B（均可看成質(zhì)點(diǎn)），兩小球的質(zhì)量均為m,A球帶電荷量＋q，B球不帶電，開(kāi)始時(shí)兩球相距L．現(xiàn)釋放兩球，A球開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，當(dāng)A、B碰撞時(shí)（碰撞時(shí)間可忽略），A、B兩球的總動(dòng)能無(wú)損失，且A、B兩球間無(wú)電荷轉(zhuǎn)移.不考慮空氣阻力，求：（1）如果A球與B球能夠發(fā)生碰撞，從釋放兩球至兩球發(fā)生第一次碰撞需要多長(zhǎng)時(shí)間？第一次碰撞后A、B兩球的速度各為多大？（2）設(shè)q=2×10-5C，E=1×104N/C，m=0.1kg，B=50T，L=1cm，取g=10m/s2，各次碰撞時(shí)相鄰兩次碰撞的時(shí)間間隔分別是多少？A、B兩球最多能相碰幾次？參考答案：解析：（1）當(dāng)兩球能夠發(fā)生第一次碰撞時(shí)，A球沒(méi)有離開(kāi)水平面，沿水平方向只受電場(chǎng)力的作用，做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，且滿足

（1分）

（1分）

聯(lián)立以上各式得：

（1分）

（1分）

即經(jīng)過(guò)時(shí)間兩球發(fā)生第一次碰撞．

A球與B球第一次碰撞時(shí)，動(dòng)量守恒，則

(1分)

根據(jù)題意，總能量不損失，則

(1分)

聯(lián)立解得

(2分)

(2)設(shè)

代入數(shù)值求得o=0.2m/s

to=0.1s

a=2m/s2

(1分)

設(shè)每次碰撞前，A、B的速度分別為1、2，碰撞后分別為

、,由于碰撞中動(dòng)量守恒，總動(dòng)能不損失，所以：

解得

(2分)

即碰撞后兩球總是交換速度．

由上一問(wèn)可知，第一次碰后A球速度為0，此后作勻加速直線運(yùn)動(dòng)；B球作速度為0

的勻速直線運(yùn)動(dòng)．

設(shè)第二次碰撞前A球速度為vA2,所用時(shí)間為△t2,則

解得

(2分)

碰撞后，交換速度，A的速度變?yōu)関0，B的速度變?yōu)?v0

設(shè)第三次碰撞前A球速度為vA3，所用時(shí)間為△t3，,則

解得A3=30

(1分)

再次碰撞后，交換速度，A的速度變?yōu)?0，B的速度變?yōu)?0

同理可證，第一次碰撞后的過(guò)程中，A、B每次碰撞前的加速過(guò)程（即相鄰兩次碰撞的間隔），時(shí)間均相等，為2t=0.2s

(1分)同時(shí)可得，A球加速n次后的速度為ｎ0．碰后速度為（ｎ-1）0．每一次碰后至下一次碰前速度增加20設(shè)加速n次后A球剛要離開(kāi)地面，則

ｎq0Ｂ=ｍｇ

(2分)

代值解得

ｎ=5×103

即最多碰5000次．

(1分)18.已知小孩與雪橇的總質(zhì)量為m=20kg，靜止于水平冰面上，雪橇與冰面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為=0.1。已知sin37°=0.6，cos37°=0.8，g取10m/s2。（1）大人用F1=30N的水平恒力推