2022年河北省石家莊市欒城中學高三物理期末試卷含解析

2022年河北省石家莊市欒城中學高三物理期末試卷含解析一、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符合題意1.在斜面上等高處，靜止著兩個相同的物塊A和B．兩物塊之間連接著一個輕質(zhì)彈簧，勁度系數(shù)為K，斜面的傾角為θ，兩物塊和斜面間的摩擦因數(shù)均為μ，則彈簧的最大伸長量是（）A.

B.

C.

D.參考答案：D考點： 共點力平衡的條件及其應用；力的合成與分解的運用．專題： 共點力作用下物體平衡專題．分析： 物體平衡時，受重力、支持力和彈簧的彈力，三力平衡，根據(jù)平衡條件并結(jié)合正交分解法和胡克定律列式求解；解答： 解：物塊靜止在斜面上，在斜面這個平面內(nèi)共有三個力作用在物體上，一個是重力沿斜面向下的分力mgsinθ，靜摩擦力f≤fm=μmgcosθ，方向不確定，彈簧彈力水平方向kx，則彈力等于mgsinθ和靜摩擦力f的合力，當靜摩擦力最大時，合力最大，此時：kx=故x=故D正確，ABC錯誤故選：D點評： 本題關(guān)鍵是先對物塊受力分析，根據(jù)平衡條件并結(jié)合正交分解法和胡克定律列式求解求解彈簧最大伸長量，靈活性就強．2.（單選）如圖所示，光滑細桿豎直固定在天花板上，定滑輪A、B關(guān)于桿對稱，輕質(zhì)圓環(huán)C套在細桿上，通過細線分別與質(zhì)量為M、m（M＞m）的物塊相連．現(xiàn)將圓環(huán)C在豎直向下的外力F作用下緩慢向下移動，滑輪與轉(zhuǎn)軸間的摩擦忽略不計．則在移動過程中

A．外力F保持不變

B．桿對環(huán)C的作用力不斷增大C．桿對環(huán)C的作用力與外力F合力不斷增大D．桿對環(huán)C的作用力與外力F合力的方向保持不變參考答案：C3.（多選）匝數(shù)為10的矩形線框處在磁感應強度B=T的勻強磁場中，繞垂直磁場繞軸以恒定角速度ω=10rad/s在勻強磁場中轉(zhuǎn)動一線框電阻不計，面積為0.4m2，線框通過滑環(huán)與一理想自耦變壓器楣連，自耦變壓器左側(cè)并聯(lián)一只理想電壓表Vl；右側(cè)串聯(lián)燈泡￡和滑動變阻器R，R上并聯(lián)一只理想電壓表V2，下列說法中錯誤的是（）A．V1示數(shù)為4V，若F不動，滑片P向下滑動時，V1示數(shù)變大，V2示數(shù)變小B．V1示數(shù)為40V，若F不動，滑片P向下滑動時，V1示數(shù)不變，燈泡消耗的功率變小C．若P不動，滑片F(xiàn)向下移動時，V1、V2的示數(shù)均變小D．若P不動，滑片F(xiàn)向下移動時，燈泡消耗的功率變大參考答案：解：A、根據(jù)公式Um=NBSω=40V，V1示數(shù)是有效值為40V，若F不動，滑片P向下滑動時，副線圈的電阻變大，副線圈的電流減?。浑妷河稍褦?shù)比和原線圈的輸入電壓決定，保持不變，V1示數(shù)不變，燈泡分壓減小，故V2示數(shù)增大，燈泡消耗的功率變小，故A錯誤，B正確；C、若將自耦變壓器觸頭向下滑動，副線圈匝數(shù)變小，根據(jù)電壓與匝數(shù)成正比可知輸出電壓減小，所以燈泡變暗，燈泡功率減小；V1示數(shù)不變，故CD錯誤；本題選錯誤的，故選：A．4.（多選）下列說法中正確的是(

)A.盧瑟福通過實驗發(fā)現(xiàn)質(zhì)子的核反應方程為:B.鈾核裂變的核反應是：C.質(zhì)子、中子、粒子的質(zhì)量分別為ml、m2、m3，那么質(zhì)子和中子結(jié)合成一個粒子，所釋放的核能為△E=(ml+m2-m3)c2D.原子從a能級躍遷到b能級時發(fā)射波長為的光子；原子從b能級躍遷到c能級時吸收波長為的光子，已知>。那么原子從能級躍遷到c能級時將要吸收波長為的光子參考答案：AD解析：A、盧瑟福通過α粒子轟擊氮核得到質(zhì)子，發(fā)現(xiàn)質(zhì)子的核反應方程為，故A正確．B、鈾核裂變的核反應方程是：，兩邊中子不能約．故B錯誤．C、質(zhì)子、中子、α粒子的質(zhì)量分別為m1、m2、m3．質(zhì)子和中子結(jié)合成一個α粒子，質(zhì)量虧損△m=（m1+m2-m3），根據(jù)質(zhì)能方程，釋放的能量為△E=△mc2=（m1+m2-m3）c2．故C錯誤．D、已知λ1＞λ2，所以γ1＜γ2，知從a能級狀態(tài)躍遷到b能級狀態(tài)時發(fā)射光子的能量小于從b能級狀態(tài)躍遷到c能級狀態(tài)時吸收光子的能量，所以a能級的能量小于c能級的能量，有hγ2-hγ1=hγ3，即h-h=h，解得：λ3=．故D正確．5.下列說法正確的是

▲

A．X射線的頻率比無線電波的頻率高B．用同一裝置觀察光的雙縫干涉現(xiàn)象，藍光的相鄰條紋間距比紅光的小C．根據(jù)狹義相對論，地面上的人看到高速運行的列車比靜止時變短且矮D．做簡諧運動的單擺擺長增大為原來的2倍，其周期也增大為原來的2倍參考答案：AB二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計16分6.如圖所示，注射器連接著裝有一定水的容器．初始時注射器內(nèi)氣體體積V1，玻璃管內(nèi)外液面等高．將注射器內(nèi)氣體全部壓入容器中后，有體積V2的水被排出流入量筒中，此時水充滿了細玻璃管左側(cè)豎直部分和水平部分．拉動活塞，使管內(nèi)的水回流到容器內(nèi)且管內(nèi)外液面仍等高，最后注射器內(nèi)氣體體積V3，從管內(nèi)回流的水體積為V4．整個過程溫度不變，則V3＞V4；V1=V2+V3．（填＞，＜或=）參考答案：考點：理想氣體的狀態(tài)方程．專題：理想氣體狀態(tài)方程專題．分析：氣體在等溫變化過程中，氣體壓強與體積成反比，壓強變大體積變小，壓強變小體積變大；根據(jù)題意分析，找出各體積間的關(guān)系．解答：解：把注射器內(nèi)的氣體壓入容器時，氣體壓強變大，總體積變小，流出水的體積小于注射器內(nèi)氣體的體積，V1＞V2，拉動活塞，使管內(nèi)的水回流到容器內(nèi)時，容器（包括注射器）內(nèi)氣體壓強變小，體積變大，注射器內(nèi)氣體體積大于回流的水的體積，V3＞V4，管內(nèi)的水回流到容器內(nèi)且管內(nèi)外液面仍等高，壓強不變，氣體總體積不變，則V1=V2+V3，故答案為：＞=點評：在整個過程中氣體溫度不變，氣體發(fā)生的是等溫變化；應用玻意耳定律根據(jù)題意即可正確解題．7.某同學用大頭針、三角板、量角器等器材測半圓形玻璃磚的折射率．開始玻璃磚的位置如圖12中實線所示，使大頭針P1、P2與圓心O在同一直線上，該直線垂直于玻璃磚的直徑邊，然后使玻璃磚繞圓心O緩慢轉(zhuǎn)動，同時在玻璃磚的直徑邊一側(cè)觀察P1、P2的像，且P2的像擋住P1的像．如此觀察，當玻璃磚轉(zhuǎn)到圖中虛線位置時，上述現(xiàn)象恰好消失．此時只須測量出________，即可計算玻璃磚的折射率．請用你的測量量表示出折射率n＝________.參考答案：光線指向圓心入射時不改變傳播方向，恰好觀察不到P1、P2的像時發(fā)生全反射，測出玻璃磚直徑繞O點轉(zhuǎn)過的角度θ，此時入射角θ即為全反射臨界角，由sinθ＝得n＝.答案(1)CD(2)玻璃磚直徑邊繞O點轉(zhuǎn)過的角度θ8.（4分）一束質(zhì)量為m、電量為q的帶電粒子以平行于兩極板的速度v0進入勻強電場，如圖所示，如果兩極板間電壓為U，兩極板間的距離為d，板長為L，設(shè)粒子束不會擊中極板，則粒子從進入電場到飛出極板時電勢能的變化量為

（粒子的重力忽略不計）。參考答案：答案：9.（填空）一艘宇宙飛船飛近某一新發(fā)現(xiàn)的行星，并進入靠近該行星表面的圓形軌道繞行數(shù)圈后，著陸在該行星上，飛船上備有以下實驗器材A.精確秒表一只

B.已知質(zhì)量為m的物體一個

C.彈簧秤一個

D.天平一臺（附砝碼）已知宇航員在繞行時及著陸后各做了一次測量，依據(jù)測量數(shù)據(jù)，可求出該星球的半徑R及星球的質(zhì)量M。（已知引力常量為G）（1）兩次測量所選用的器材分別為________，________。（用序號表示）（2）兩次測量的物理量分別是________，________。（物理量后面注明字母，字母不能重復。）（3）用該數(shù)據(jù)寫出半徑R，質(zhì)量M的表達式。R＝________，M＝________。參考答案：（1）A；BC

（2）周期T；物體重力F （3）；10.用金屬制成的線材（如鋼絲、鋼筋）受到的拉力會伸長，17世紀英國物理學家胡克發(fā)現(xiàn)，金屬絲或金屬桿在彈性限度內(nèi)的伸長與拉力成正比，這就是著名的胡克定律．這個發(fā)現(xiàn)為后人對材料的研究奠定了重要的基礎(chǔ)．現(xiàn)有一根用新材料制成的金屬桿，長為4m，橫截面積為0.8cm2，設(shè)計要求它受到拉力后的伸長不超過原長的1/100,由于這一拉力很大，桿又較長，直接測試有困難，就選用同種材料制成樣品進行測試，通過測試取得數(shù)據(jù)如右圖：(1)根據(jù)測試結(jié)果，推導出線材伸長x與材料的長度L、材料的橫截面積S及拉力F的函數(shù)關(guān)系為x=

（用所給字母表示,比例系數(shù)用k表示）。(2)在尋找上述關(guān)系中，運用

科學研究方法。

參考答案：（其中k為比例系數(shù)）；

(2)控制變量法11.當具有5.0eV能量的光子照射到某金屬表面后，從金屬表面逸出的光電子的最大初動能是1.5eV．為了使該金屬產(chǎn)生光電效應，入射光子的最低能量為

▲

A．1.5eV

B．3.5eV

C．5.0eV

D．6.5eV參考答案：

B

12.雪在外力擠壓下可形成冰，表明雪的密度

冰的密度（選填“大于”“等于”或“小于”）。小麗利用冰的密度，使用如下方法來估測積雪的密度：在平整地面的積雪上，腳向下用力踩在雪上，形成一個下凹的腳印，然后測量腳印的深度和

，根據(jù)冰的密度就可以估測雪的密度。參考答案：小于

積雪的深度13.某研究性學習小組設(shè)計了以下方法來測量物體的帶電量.如圖所示的小球是一個外表面鍍有金屬膜的空心塑料球，用絕緣絲線懸掛于O點，O點固定一個可測量絲線偏離豎直方向角度的量角器，M、N是兩塊相同的、正對著平行放置的金屬板（加上電壓后其內(nèi)部電場可看作勻強電場）.另外還要用到的器材有天平、刻度尺、電壓表、直流電流表、開關(guān)、滑動變阻器及導線若干.該小組的實驗步驟如下，請你幫助該小組完成：

（1）用天平測出小球的質(zhì)量，按上圖所示進行器材的安裝，并用刻度尺測出M、N板之間的距離，使小球帶上一定的電量.

（2）連接電路（請在圖中的虛線框中畫出實驗所用的電路圖，電源、開關(guān)已經(jīng)畫出）.

（3）閉合開關(guān)，調(diào)節(jié)滑動變阻器滑片的位置，讀出多組相應的電壓表的示數(shù)和絲線的偏轉(zhuǎn)角度.

（4）以電壓為縱坐標，以__________為橫坐標作出過原點的直線，求出直線的斜率.

（5）小球的帶電量=__________________.（用、、等物理量表示）參考答案：（1）如圖（a）.（4分）（2）

（4分）（3）

（4分）提示：帶電小球的受力如圖b，根據(jù)平衡條件有，又有，聯(lián)立解得，，所以應以為橫坐標.三、實驗題：本題共2小題，每小題11分，共計22分14.在粗測金屬電阻率的實驗中，如圖甲所示，用螺旋測微器測得金屬絲直徑的測量值d=______mm。如圖乙所示是用多用電表的“×10”歐姆擋經(jīng)過正確步驟測量金屬絲電阻時指針的位置，則金屬絲阻值的測量值Ｒ=______。若測出金屬絲長度的測量值為L，則該金屬絲電阻率的表達式p=——(用上述測量值符號表示)。參考答案：15.（15分）某同學在做《自來水電阻率的測定》課題時，在一根均勻的長玻璃管兩端各裝了一個電極，其間充滿待測的自來水，然后用如圖甲所示電路進行測量．

它選用的電學器材如下：電壓表（量程15V，內(nèi)阻約90）、電流表（量程300μA，內(nèi)阻約50）、滑動變阻器（100，1A）、電池組（電動勢E=12V，內(nèi)阻r=6）、開關(guān)一個、導線若干．實驗中測量情況如下：安裝前他用圖乙(a)的游標卡尺測量玻璃管的內(nèi)徑，結(jié)果如圖乙(b)所示．測得兩電極相距L=0.314m．實驗中測得包括0在內(nèi)的9組電流I、電壓U的值，在坐標紙上描點如圖丙．根據(jù)以上材料請回答下面的問題：①測量玻璃管內(nèi)徑時，應將圖乙(a)游標卡尺中的A、B、C三部分中的

與玻璃管內(nèi)壁接觸；玻璃管的內(nèi)徑=

mm．②為保證安全，閉合開關(guān)前滑動變阻器的滑片應移至_______端（填M或N）．③根據(jù)實驗數(shù)據(jù)可知他測得水柱的電阻R=______

(保留兩位有效數(shù)字）；用水柱電阻R、玻璃管內(nèi)徑d、水柱長度L表示，自來水的電阻率=__________．④該同學在完成實驗報告時，通過比較水柱電阻、電表內(nèi)阻時發(fā)現(xiàn)，實驗中的電路設(shè)計有不妥之處，會引起較大的系統(tǒng)誤差，于是他在實驗報告提出了改進意見，并畫出了改進后的電路圖．請在答卷的虛線框中畫出改進后的實驗電路圖．參考答案：①A（1分）；30.75mm（2分）②M（2分）③

（3分）；（3分）④（見圖）（4分）四、計算題：本題共3小題，共計47分16.（10分）在水平直軌道上有兩列火車A和B相距S，A車在后面做初速為，加速度大小為的勻減速直線運動，而B車同時做初速度為零加速度為的勻加速直線運動,兩車運動方向相同。要使兩車不相撞，求A車的初速度應滿足的條件。參考答案：解析：利用位移公式，速度公式求解對A車有： （2分）對B車有：

（2分）兩車有：

（1分）追上時兩車不相撞的臨界條件是（2分）由以上各式解得

（2分）故使兩車不相撞，A的初速度應滿足的條件是：

（1分）17.如圖所示，質(zhì)量的小車以的速度在光滑的水平面上向左運動，小車上表面的部分是粗糙的水平軌道，部分是光滑的圓弧軌道，圓弧軌道在點的切線水平，整個軌道都是由絕緣材料制成的。小車所在空間內(nèi)存在方向豎直向上的勻強電場和方向垂直紙面向里的勻強磁場，電場強度大小，磁感應強度大小?，F(xiàn)有一質(zhì)量、帶電荷量的滑塊以的速度從小車上表面的左端向右運動，當滑塊運動到點時，其相對地面的速度大小，方向水平向右。已知滑塊可視為質(zhì)點，重力加速度取。（1）在滑塊從點運動到點的過程中，求小車與滑塊組成的系統(tǒng)損失的機械能。（2）當滑塊通過點時，立即撤去磁場，要使滑塊不沖出圓弧軌道，求此圓弧軌道的最小半徑。參考答案：（1）85J（2）0.71m【詳解】（1）設(shè)滑塊運動到D點時的速度大小為v1，小車在此時的速度大小為v2，滑塊從A運動到D的過程中系統(tǒng)動量守恒，以向右為正方向，有：mv0-Mv=mv1+Mv2

代入數(shù)據(jù)解得v2=0

則小車跟滑塊組成的系統(tǒng)的初機械能小車跟滑塊組成的系統(tǒng)的末機械能代入數(shù)據(jù)解得：E1=110J，E2=25J

小車與滑塊組成的系統(tǒng)損失的機械能△E=E1-E2

代入數(shù)據(jù)解得：△E=85J

（2）設(shè)滑塊沿圓弧軌道上升到最大高度時，滑塊與小車具有共同的速度v3

則由動量守恒定律可得mv1=（M+m）v3

代入數(shù)據(jù)解得：v3＝m/s

設(shè)圓弧軌道的最小半徑為R，則由能量守恒關(guān)系有：代入數(shù)據(jù)解得：R=0.71m18.如圖甲所示的控制電子運動裝置由偏轉(zhuǎn)電場、偏轉(zhuǎn)磁場組成。偏轉(zhuǎn)電場處在加有電壓U、相距為d的兩塊水平平行放置的導體板之間，勻強磁