河北省石家莊市望都中學(xué)2022年高三物理期末試卷含解析

河北省石家莊市望都中學(xué)2022年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(jì)15分．每小題只有一個(gè)選項(xiàng)符合題意1.（單選）插有鐵芯的線圈（電阻不能忽略）直立在水平桌面上，鐵芯上套一鋁環(huán)，線圈與電源、開關(guān)相連。以下說法中正確的是：A．閉合開關(guān)的瞬間鋁環(huán)跳起，開關(guān)閉合后再斷開的瞬間鋁環(huán)又跳起B(yǎng)．閉合開關(guān)的瞬間鋁環(huán)不跳起，開關(guān)閉合后再斷開的瞬間鋁環(huán)也不跳起C．閉合開關(guān)的瞬間鋁環(huán)不跳起，開關(guān)閉合后再斷開的瞬間鋁環(huán)跳起D．閉合開關(guān)的瞬間鋁環(huán)跳起，開關(guān)閉合后再斷開的瞬間鋁環(huán)不跳起參考答案：D2.如圖所示，50個(gè)大小相同、質(zhì)量均為m的小物塊，在平行于斜面向上的恒力F作用下一起沿斜面向上運(yùn)動(dòng)。已知斜面足夠長，傾角為30°，各物塊與斜面的動(dòng)摩擦因數(shù)相同，重力加速度為g，則第3個(gè)小物塊對第2個(gè)小物塊的作用力大小為(

)A．

B．C．

D．因?yàn)閯?dòng)摩擦因數(shù)未知，所以不能確定參考答案：B3.（多選）下列說法中正確的是（）A．α粒子散射實(shí)驗(yàn)是盧瑟福建立原子核式結(jié)構(gòu)模型的重要依據(jù)B．光電效應(yīng)和康普頓效應(yīng)深入揭示了光的粒子性，前者表明光子具有能量，后者表明光子除了具有能量外還具有動(dòng)量C．根據(jù)玻爾理論可知，氫原子輻射出一個(gè)光子后，氫原子的電勢能增大，核外電子的運(yùn)動(dòng)速度減小．D．正負(fù)電子對湮滅技術(shù)是一項(xiàng)較新的核物理技術(shù)．一對正負(fù)電子對湮滅后生成光子的事實(shí)說明質(zhì)量守恒定律是有適用范圍的E．Bi的半衰期是5天，12gBi經(jīng)過15天后衰變了1.5g參考答案：【考點(diǎn)】：氫原子的能級(jí)公式和躍遷；光電效應(yīng)；玻爾模型和氫原子的能級(jí)結(jié)構(gòu)．【專題】：光電效應(yīng)專題．【分析】：α粒子散射實(shí)驗(yàn)是盧瑟福原子核式結(jié)構(gòu)學(xué)說的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)；光電效應(yīng)和康普頓效應(yīng)都揭示了光的粒子性；根據(jù)玻爾理論可知，氫原子輻射出一個(gè)光子后，根據(jù)電場力做功，分析電子的電勢能和動(dòng)能的變化；質(zhì)量守恒定律是自然界的普遍規(guī)律；放射性元素的原子核有半數(shù)發(fā)生衰變時(shí)所需要的時(shí)間叫半衰期．：解：A、盧瑟福根據(jù)α粒子散射實(shí)驗(yàn)中少數(shù)α粒子發(fā)生大角度偏轉(zhuǎn)，從而提出了原子核式結(jié)構(gòu)模型，故A正確．B、光電效應(yīng)和康普頓效應(yīng)都揭示了光的粒子性，前者表明光子具有能量，后者表明光子除了具有能量外，還具有動(dòng)量，故B正確．C、根據(jù)玻爾理論可知，氫原子輻射出一個(gè)光子后，總能量減小，電子的軌道半徑減小，電場力對電子做正功，其電勢能減小，動(dòng)能增大，則速度增大，故C錯(cuò)誤．D、一對正負(fù)電子對湮滅后生成光子，根據(jù)愛因斯坦質(zhì)能方程可知，光子有與能量相對應(yīng)的質(zhì)量，所以這個(gè)過程仍遵守質(zhì)量守恒定律，故D錯(cuò)誤．E、Bi的半衰期是5天，15天是3個(gè)半衰期，則未衰變的Bi的質(zhì)量為m=12g×=1.5g，故E正確．故選：ABE．【點(diǎn)評(píng)】：本題考查的知識(shí)較多，特別要理解并掌握理論玻爾理論和半衰期的意義，知道半衰期是放射性元素的原子核有半數(shù)發(fā)生衰變時(shí)所需要的時(shí)間，根據(jù)時(shí)間能算出沒有衰變的原子核的質(zhì)量．4.如圖所示，將一小球以v0＝4m／s的初速度水平拋出，經(jīng)0.6s落地，取g＝10m／s2，則小球在這段時(shí)間內(nèi)的水平位移為A．1.8m

B．2.4mC．3m

D．大于3m參考答案：B5.將一小物體以初速v0豎直上拋，若物體所受空氣阻力大小不變，則小物體在到達(dá)最高點(diǎn)的最后一秒和離開最高點(diǎn)的第一秒時(shí)間內(nèi)通過的路程s1和s2、速度的變化量△v1和△v2的大小關(guān)系為

A．s1＞s2

B．s1＜s2

C．△v1＞△v2

D．△v1＜△v2參考答案：AC二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計(jì)16分6.（5分）制冷機(jī)是一種利用工作物質(zhì)(制冷劑)的逆循環(huán)，使熱從低溫物體傳到高溫物體的裝置，通過制冷機(jī)的工作可以使一定空間內(nèi)的物體溫度低于環(huán)境溫度并維持低溫狀態(tài)．夏天，將房間中一臺(tái)正工作的電冰箱的門打開，試分析這是否可以降低室內(nèi)的平均溫度?為什么?

參考答案：制冷機(jī)正常工作時(shí)，室內(nèi)工作器從室內(nèi)吸收熱量，同時(shí)將冷風(fēng)向室內(nèi)散發(fā),室外工作器向外散熱。若將一臺(tái)正在工作的電冰箱的門打開，盡管它可以不斷地向室內(nèi)釋放冷氣，但同時(shí)冰箱的箱體向室內(nèi)散熱，就整個(gè)房間來說，由于外界通過電流不斷有能量輸入，室內(nèi)的溫度會(huì)不斷升高。（5分）

命題立意：本題是一條聯(lián)系實(shí)際的題目,考查運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問題的能力。解題關(guān)鍵：考慮整個(gè)系統(tǒng)，并結(jié)合能量守恒來加以分析。錯(cuò)解剖析：解本題容易憑借想當(dāng)然，認(rèn)為打開冰箱門，會(huì)降低房間的溫度．應(yīng)該考慮整個(gè)系統(tǒng)加以分析。7.利用如圖所示的電路可以測定電壓表的內(nèi)阻，其中滑動(dòng)變阻器R很小。不改變滑動(dòng)變阻器R滑動(dòng)觸頭位置，當(dāng)電阻箱R0的阻值為10kΩ時(shí)，電壓表正好滿偏；當(dāng)電阻箱R0的阻值為30kΩ時(shí)，電壓表正好半偏。則電壓表的內(nèi)阻RV=

kΩ．參考答案：

答案：10

8.如圖所示，豎直放置的兩端封閉的玻璃管中注滿清水，內(nèi)有一個(gè)紅蠟塊能在水中勻速上?。诩t蠟塊從玻璃管的下端勻速上浮的同時(shí)，使玻璃管以速度v水平向右勻速運(yùn)動(dòng)．已知蠟塊勻速上升的速度大小為3cm/s，玻璃管水平運(yùn)動(dòng)的速度大小為4cm/s，則：（1）蠟塊的所做運(yùn)動(dòng)為

A．勻速直線運(yùn)動(dòng)B．勻變速直線運(yùn)動(dòng)C．曲線運(yùn)動(dòng)（2）蠟塊的運(yùn)動(dòng)速度為

cm/s．參考答案：（1）A；（2）5【考點(diǎn)】運(yùn)動(dòng)的合成和分解．【分析】（1）分析蠟塊在相互垂直的兩個(gè)方向上的運(yùn)動(dòng)情況，從而得知其合運(yùn)動(dòng)是直線運(yùn)動(dòng)（是勻速直線運(yùn)動(dòng)或勻變速直線運(yùn)動(dòng)）還是曲線運(yùn)動(dòng)．（2）分析水平和豎直方向上的速度，對其利用平行四邊形定則進(jìn)行合成，即可求得其實(shí)際運(yùn)動(dòng)的速度．【解答】解：（1）蠟塊參與了水平方向上的勻速直線運(yùn)動(dòng)和豎直方向上的勻速直線運(yùn)動(dòng)，因兩個(gè)方向上的運(yùn)動(dòng)的加速度都為零，所以合加速度方向?yàn)榱悖瀴K做勻速直線運(yùn)動(dòng)，選項(xiàng)A正確．故選：A（2）蠟塊的運(yùn)動(dòng)合速度為：v合===5cm/s故答案為：（1）A；（2）59.（2）一束細(xì)光束由真空沿著徑向射入一塊半圓柱形透明體，如圖（a）所示，對其射出后的折射光線的強(qiáng)度進(jìn)行記錄，發(fā)現(xiàn)折射O

光線的強(qiáng)度隨著θ的變化而變化，如圖（b）的圖線所示.此透明體的臨界角為

▲，折射率為

▲

.參考答案：60°（2分），10.圖中豎直方向的平行線表示勻強(qiáng)電場的電場線，但未標(biāo)明方向．一個(gè)帶電量為﹣q的微粒，僅受電場力的作用，從M點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到N點(diǎn)，動(dòng)能增加了△Ek（△Ek＞0），則該電荷的運(yùn)動(dòng)軌跡可能是虛線a（選填“a”、“b”或“c”）；若M點(diǎn)的電勢為U，則N點(diǎn)電勢為U+．參考答案：【考點(diǎn)】：電場線；電勢．【分析】：根據(jù)動(dòng)能定理，通過動(dòng)能的變化判斷出電場力的方向，從而判斷軌跡的彎曲程度，根據(jù)動(dòng)能定理求出M、N兩點(diǎn)間的電勢差，從而求出N點(diǎn)的電勢．：解：從M點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到N點(diǎn)，動(dòng)能增加，知電場力做正功，則電場力方向向下，軌跡彎曲大致指向合力的方向，可知電荷的運(yùn)動(dòng)軌跡為虛線a，不可能是虛線b．電場力方向方向向下，微粒帶負(fù)電，則電場強(qiáng)度方向向上，N點(diǎn)的電勢大于M點(diǎn)的電勢，根據(jù)動(dòng)能定理知，﹣qUMN=△Ek，則N、M兩點(diǎn)間的電勢差大小UMN=﹣由UMN=φM﹣φN，φM=U，解得φN=U+故答案為：a，U+．【點(diǎn)評(píng)】：解決本題的關(guān)鍵知道軌跡彎曲與合力方向的大致關(guān)系，本題的突破口在于得出電場力方向，再得出電場強(qiáng)度的方向，從而知道電勢的高低．11.如圖所示，在帶電量為Q的點(diǎn)電荷B的電場中，質(zhì)量為m、帶電量為q的負(fù)點(diǎn)電荷A僅在電場力作用下以速度v繞B沿順時(shí)針方向作勻速圓周運(yùn)動(dòng)，則B帶_____（選填“正”或“負(fù)”）電，電荷A作圓周運(yùn)動(dòng)的半徑r=__________。（靜電力常量為k）參考答案：答案：正，12.磁場對放入其中的長為l、電流強(qiáng)度為I、方向與磁場垂直的通電導(dǎo)線有力F的作用，可以用磁感應(yīng)強(qiáng)度B描述磁場的力的性質(zhì)，磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小B＝

，在物理學(xué)中，用類似方法描述物質(zhì)基本性質(zhì)的物理量還有

等。參考答案：答案：，電場強(qiáng)度解析：磁場對電流的作用力，所以。磁感應(yīng)強(qiáng)度的定義是用電流受的力與導(dǎo)線的長度和通過導(dǎo)線的電流的比值，電場強(qiáng)度等于電荷受到的電場力與所帶電荷量的比值。13.地球表面的重力加速度為g，地球半徑為R。某顆中軌道衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，軌道離地面的高度是地球半徑的3倍。則該衛(wèi)星做圓周運(yùn)動(dòng)的向心加速度大小為__________；線速度大小為___________；周期為____________。參考答案：，，（提示：衛(wèi)星的軌道半徑為4R。利用GM=gR2。）三、簡答題：本題共2小題，每小題11分，共計(jì)22分14.（8分）（1）美國科研人員正在研制一種新型鎳銅長效電池，它是采用銅和放射性同位素鎳63(Ni)兩種金屬作為長壽命電池的材料，利用鎳63(Ni)發(fā)生一次β衰變成銅（Cu），同時(shí)釋放電子給銅片，把鎳63(Ni)和銅片做電池兩極，鎳63(Ni)的衰變方程為 。（2）一靜止的質(zhì)量為M的鎳核63(Ni)發(fā)生β衰變，放出一個(gè)速度為v0，質(zhì)量為m的β粒子和一個(gè)反沖銅核，若鎳核發(fā)生衰變時(shí)釋放的能量全部轉(zhuǎn)化為β粒子和銅核的動(dòng)能。求此衰變過程中的質(zhì)量虧損（虧損的質(zhì)量在與粒子質(zhì)量相比可忽略不計(jì)）。參考答案：解析：（1）；（2）設(shè)衰變后銅核的速度為v，由動(dòng)量守恒

①由能量方程

②由質(zhì)能方程

③解得

④點(diǎn)評(píng)：本題考查了衰變方程、動(dòng)量守恒、能量方程、質(zhì)能方程等知識(shí)點(diǎn)。15.直角三角形的玻璃磚ABC放置于真空中，∠B＝30°，CA的延長線上S點(diǎn)有一點(diǎn)光源，發(fā)出的一條光線由D點(diǎn)射入玻璃磚，如圖所示．光線經(jīng)玻璃磚折射后垂直BC邊射出，且此光束經(jīng)過SD用時(shí)和在玻璃磚內(nèi)的傳播時(shí)間相等．已知光在真空中的傳播速度為c，，∠ASD＝15°.求：①玻璃磚的折射率；②S、D兩點(diǎn)間的距離．參考答案：(1)

(2)d試題分析：①由幾何關(guān)系可知入射角i=45°，折射角r=30°可得②在玻璃磚中光速光束經(jīng)過SD和玻璃磚內(nèi)的傳播時(shí)間相等有可得

SD=d考點(diǎn)：光的折射定律。四、計(jì)算題：本題共3小題，共計(jì)47分16.（16）一根長度為L的輕質(zhì)直桿，兩端各固定一個(gè)可視為質(zhì)點(diǎn)的小球A和B，兩球質(zhì)量均為m，輕桿可以繞過其中點(diǎn)的水平軸在豎直平面內(nèi)勻速運(yùn)動(dòng)。（1）若直桿轉(zhuǎn)動(dòng)周期，求直桿轉(zhuǎn)到如圖所示豎直位置時(shí)，A、B兩球桿作用力各多大？方向如何？

（2）若要求直桿轉(zhuǎn)到圖示的位置時(shí)，直桿對A球的拉力恰好等于球的重力，求此情況下桿轉(zhuǎn)動(dòng)的周期和B球?qū)χ睏U的作用力。參考答案：解析：物體在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)，在分析向心力時(shí)要注意桿對物體既可以提供拉力，也可以提供支持力。A、B兩個(gè)小球隨桿轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，均以O(shè)為圓心在豎直平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，設(shè)小球運(yùn)動(dòng)的角速度為。（1）若周期，則小球運(yùn)動(dòng)角速度

①運(yùn)動(dòng)中小球所需向心力的大小為②對A球：在最高點(diǎn)時(shí)，小球所受重力大于它運(yùn)動(dòng)所需向心力，小球向下壓直桿，桿對小球有向上的支持力FA，據(jù)牛頓第二定律，有mg－FA=mR2

③所以FA=

④在最高點(diǎn)時(shí)，A球?qū)χ睏U有向下的壓力 ⑤對B球：桿對小球的拉力F與重力的合力提供了小球運(yùn)動(dòng)所需向心力。有F－mg=，所以

⑥在最低點(diǎn)，球?qū)U產(chǎn)生豎直向下的拉力，大小為（2）若轉(zhuǎn)到圖示位置時(shí)，直桿對小球產(chǎn)生向下的拉力，即小球A受力與圖示FA方向相反，據(jù)牛頓第二定律，有FA+mg=mR(′)2

⑦由題設(shè)要求FA=mg代入上式得′=

⑧此時(shí)直桿繞O軸的轉(zhuǎn)動(dòng)周期是

⑨此時(shí)處于最低點(diǎn)的球B，有F－mg=

∴F=mg+=3mg17.如圖所示是放置在豎直平面內(nèi)的游戲滑軌，有一質(zhì)量m=2kg的小球穿在軌道上。滑軌由四部分粗細(xì)均勻的滑桿組成：水平直軌道AB；傾斜直軌道CD，長L=6m，與水平面間的夾角θ=370；半徑R1=1m的圓弧軌道APC；半徑R2=3m的圓弧軌道BQED。直軌道與圓弧軌道相切，切點(diǎn)分別為A、B、D、C，E為最低點(diǎn)。傾斜直軌道CD與小球間的動(dòng)摩擦因數(shù)為

μ=5/32，其余部分均為光滑軌道，取g=10m/s2,sin370=0.6,cos370=0.8?，F(xiàn)讓小球從AB的正中央以初速度V0=10m/s開始向左運(yùn)動(dòng)，問：（1）第一次經(jīng)過E處時(shí)，軌道對小球的作用力為多大？（2）小球第一次經(jīng)過C點(diǎn)時(shí)的速度為多大？參考答案：（1）設(shè)球第一次過E點(diǎn)時(shí)，速度大小為，由機(jī)械能守恒定律，有：

………………

在E點(diǎn)，根據(jù)牛頓第二定律，有

……………

聯(lián)立式，可解得：軌道對小球的支持力為

（2）從E到C的過程中，重力做功：

……………

從D到C的過程中，滑動(dòng)摩擦力做功…………設(shè)第一次到達(dá)C點(diǎn)的速度大小為，小球從E到C的過程