山東省菏澤市定陶縣冉堌鎮(zhèn)中學2022年高三物理下學期期末試卷含解析

山東省菏澤市定陶縣冉堌鎮(zhèn)中學2022年高三物理下學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符合題意1.如圖，光滑斜面的傾角為，斜面上放置一矩形導體線框，邊的邊長為，邊的邊長為，線框的質量為，電阻為，線框通過絕緣細線繞過光滑的滑輪與重物相連，重物質量為，斜面上線（平行底邊）的右方有垂直斜面向上的勻強磁場，磁感應強度為，如果線框從靜止開始運動，進入磁場的最初一段時間是做勻速運動的，且線框的邊始終平行底邊，則下列說法正確的是()

A．線框進入磁場前運動的加速度為

B．線框進入磁場時勻速運動的速度為

C．線框做勻速運動的總時間為

D．該勻速運動過程產(chǎn)生的焦耳熱為參考答案：D2.如圖4所示，A、B兩物塊質量均為m，用一輕彈簧相連，將A用長度適當?shù)妮p繩懸掛于天花板上，系統(tǒng)處于靜止狀態(tài)，B物塊恰好與水平桌面接觸，此時輕彈簧的伸長量為x，重力加速度為g.現(xiàn)將懸繩剪斷，則下列說法正確的是A.懸繩剪斷瞬間，A物塊的加速度大小為2gB.懸繩剪斷瞬間，A物塊的加速度大小為g

C.懸繩剪斷后，A物塊向下運動距離x時速度最大D.懸繩剪斷后，A物塊向下運動距離2x時速度最大參考答案：AD3.對玻爾理論下列說法中，不正確的是（）A．繼承了盧瑟福的原子模型，但對原子能量和電子軌道引入了量子化假設B．原子只能處于一系列不連續(xù)的狀態(tài)中，每個狀態(tài)都對應一定的能量C．用能量轉化與守恒建立了原子發(fā)光頻率與原子能量變化之間的定量關系D．氫原子中，量子數(shù)N越大，核外電子的速率越大參考答案：D【考點】玻爾模型和氫原子的能級結構．【分析】盧瑟福的原子模型是核式結構模型，電子軌道可以是連續(xù)變化的；玻爾的原子模型中電子軌道和原子的能量都是量子化的，并根據(jù)躍遷能量變化關系hγ=E2﹣E1，從而即可求解．【解答】解：A、玻爾的原子模型對應的是電子軌道的量子化，盧瑟福的原子模型核外電子可在任意軌道上運動，故A正確；B、玻爾的原子結構模型中，原子的能量是量子化的；盧瑟福的原子結構模型中，原子的能量是連續(xù)的；故B正確；C、玻爾的原子結構模型中，核外電子從高能級向低能級躍遷后，原子的能量減小，從而建立了hγ=E2﹣E1，故C正確；D、氫原子中，量子數(shù)N越大，核外電子的速率越小，而電子的電勢能越大，故D不正確；本題選擇不正確的，故選：D．4.（單選）原子的質量主要集中在（）A．質子上B．中子上C．電子上D．原子核上參考答案：考點：原子的核式結構．分析：根據(jù)原子的構成，質子、中子和電子的質量大小考慮，質子的質量約等于中子的質量，約為一個電子質量的1836倍．解答：解：原子是由原子核和核外電子構成，原子核是由質子和中子構成，1個質子的質量約等于1個中子的質量約等于一個電子質量的1836倍，所以電子的質量很小，原子的質量只要取決于質子和中子，所以主要質量集中在原子核上．故選：D5.（多選題）一群處于n=3激發(fā)態(tài)的氫原子向基態(tài)躍遷，發(fā)出的光以相同的入射角θ照射到一塊平行玻璃磚A上，經(jīng)玻璃磚A后又照射到一塊金屬板B上，如圖所示，則下列說法正確的是（）A．入射光經(jīng)玻璃磚A后會分成相互平行的三束光線，從n=3直接躍遷到基態(tài)發(fā)出的光經(jīng)玻璃磚A后的出射光線與入射光線間的距離最大B．在同一雙縫干涉裝置上，從n=3直接躍遷到基態(tài)發(fā)出的光形成的干涉條紋最窄C．經(jīng)玻璃磚A后有些光子的能量將減小，有些光在玻璃磚的下表面會發(fā)生全反射D．若從n=3能級躍遷到n=2能級放出的光子剛好能使金屬板B發(fā)生光電效應，則從n=2能級躍遷到基態(tài)放出的光子一定能使金屬板B發(fā)生光電效應參考答案：BD【考點】氫原子的能級公式和躍遷；全反射；光電效應．【分析】通過光子頻率的大小得出折射率的大小、波長的大小、臨界角的大小，從而判斷出出射光線與入射光線間的距離、條紋間距大小，以及是否發(fā)生全反射和是否能產(chǎn)生光電效應．【解答】解：A、一群處于n=3激發(fā)態(tài)的氫原子向基態(tài)躍遷，發(fā)出三種不同頻率的光子，光線經(jīng)過平行玻璃磚折射后，出射光線與入射光線平行．從n=3直接躍遷到基態(tài)發(fā)出的光頻率最大，則折射率最大，偏折最厲害，根據(jù)幾何關系知，出射光線與入射光線間的距離最?。蔄錯誤．B、根據(jù)，頻率最大的光，波長最短，所以條紋間距最?。蔅正確．C、經(jīng)玻璃磚A后，光子的頻率不變，所以能量不變，在玻璃磚的下表面，根據(jù)光的可逆性，知不可能發(fā)生全反射．故C錯誤．D、從n=3能級躍遷到n=2能級放出的光子頻率最小，該光子若能發(fā)生光電效應，則其它光子也能發(fā)生光電效應．故D正確．故選：BD．二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計16分6.（4分）如圖所示，質量為m的人站在自動扶梯上，扶梯正以加速度a向上勻加速運動，a與水平方向的夾角為θ，則人所受的支持力大小為

，摩擦力大小為

。

參考答案：

mg＋masinθ

macosθ7.一個圓盤邊緣系一根細繩，繩的下端拴著一個質量為m的小球，圓盤的半徑是r，繩長為L，圓盤勻速轉動時小球隨著一起轉動，并且細繩與豎直方向成θ角，如圖所示，則圓盤的轉速是______.參考答案：8.（5分）質量為的小鋼球以的水平速度拋出，下落時撞擊一鋼板，撞后速度恰好反向，則鋼板與水平面的夾角_____________。剛要撞擊鋼板時小球動量的大小為_________________。（?。﹨⒖即鸢福?/p>

答案：，

9.一打點計時器固定在斜面上某處，一小車拖著穿過打點計時器的紙帶從斜面上滑下，下圖是打出紙帶的一段。①已知打點計時器使用的交流電頻率為50Hz，利用下圖給出的數(shù)據(jù)可求出小車下滑的加速度a=____________。②為了求出小車在下滑過程中所受的阻力，還需測量的物理量有_____________。用測得的量及加速度a表示阻力的計算式是為f=_______________。參考答案：（1）①4.00m/s2 （2分，3.90～4.10m/s2之間都正確） ②小車質量m；斜面上任意兩點間距離l及這兩點的高度差h。（2分）10.模塊3－4試題（4分）設宇宙射線粒子的能量是其靜止能量的k倍。則粒子運動時的質量等于其靜止質量的

倍，粒子運動速度是光速的

倍。參考答案：答案：k；解析：以速度v運動時的能量E=mv2，靜止時的能量為E0=m0v2，依題意E=kE0，故m=km0；由m=，解得v=c。11.（6分）物體以5m/s的初速度沿光滑斜槽向上做直線運動，經(jīng)4s滑回原處時速度的大小仍為5m/s，則物體的速度變化為

m/s，加速度為

m/s2．（規(guī)定初速度方向為正方向）。參考答案：

－10；－2.512.一平行板電容器充電后與電源斷開，正極板接地，在兩極板間有一負電荷（電量很小，不影響電場分布）固定在P點，如圖所示，U表示電容器的電壓，EP表示負電荷在P點的電勢能，若保持正極板不動，將負極板移到圖中虛線所示的位置，則U________（填變大、變小或者不變），EP________（填變大、變小或者不變）.參考答案：變小

不變13.如圖所示為根據(jù)實驗數(shù)據(jù)畫出的路端電壓U隨電流I變化的圖線，由圖可知，該電池的電動勢E=1.50V，內阻r=0.625Ω．參考答案：考點：測定電源的電動勢和內阻．專題：實驗題；恒定電流專題．分析：U﹣I圖象中圖象與縱坐標的交點表示電源的電動勢；因為縱坐標不是從零點開始的，圖象與橫坐標的交點不為短路電流；根據(jù)公式即可求出內電阻．解答：解：由圖可知，電源的電動勢為：E=1.50V；當路端電壓為1.00V時，電流為0.80A；由E=U+Ir可得：Ω．故答案為：1.5，0.625點評：測定電動勢和內電阻的實驗中為了減小誤差采用了圖象分析法，要根據(jù)實驗原理得出公式，并結合圖象的斜率和截距得出正確的結果．三、簡答題：本題共2小題，每小題11分，共計22分14.如圖所示，熒光屏MN與x軸垂直放置，熒光屏所在位置橫坐標x0＝40cm，在第一象限y軸和MN之間存在沿y軸負方向的勻強電場，在第二象限有半徑R＝10cm的圓形磁場，磁感應強度大小B＝0.4T，方向垂直xOy平面向外。磁場的邊界和x軸相切于P點。在P點有一個粒子源，平行于坐標平面，向x軸上方各個方向發(fā)射比荷為1.0×108C./kg的帶正電的粒子，已知粒子的發(fā)射速率v0＝4.0×106m/s。不考慮粒子的重力粒子間的相互作用。求(1)帶電粒子在磁場中運動的軌跡半徑;(2)若所有帶電粒子均打在x軸下方的熒光屏上，求電場強度的最小值參考答案：（1）（2）【詳解】（1）粒子在磁場中做圓周運動，其向心力由洛倫茲力提供，即：，則；（2）由于r＝R，所以所有粒子從右半圓中平行x軸方向進入電場進入電場后，最上面的粒子剛好從Q點射出電場時，電場強度最小，粒子進入電場做類平拋運動，水平方向上豎直方向，聯(lián)立解得最小強度為：；15.（選修3-4）（6分）如圖所示，己知平行玻璃磚的折射率，厚度為。入射光線以入射角60°射到玻璃磚的上表面，經(jīng)玻璃磚折射從下表面射出，出射光線與入射光線平行，求兩平行光線間距離。（結果可用根式表示）參考答案：解析：∵n=

∴r=300

（2分）

光路圖如圖所示

∴L1=d/cosr=

（2分）

∴L2=L1sin300=

（2分）四、計算題：本題共3小題，共計47分16.如圖所示，在豎直平面直角坐標系xOy內有半徑為R、圓心在O點、與xOy平面垂直的圓形勻強磁場，右側水平放置的兩塊帶電金屬板MN、PQ平行正對，極板長度為l，板間距離為d，板間存在著方向豎直的勻強電場。一質量為m且電荷量為q的粒子（不計重力及空氣阻力）以速度v0從A處沿y軸正向進入圓形勻強磁場，并沿x軸正向離開圓形勻強磁場，然后從兩極板的左端沿中軸線CD射入勻強電場，恰好打在上板邊沿N端。求：（1）勻強磁場的磁感應強度大小B；（2）兩極板間勻強電場的場強大小E；（3）若粒子以與y軸正向成θ=300從A處進入圓形勻強磁場，如圖所示，且d=4R/3，試確定該粒子打在極板上距N端的距離。（用l表示）參考答案：（1）由幾何關系知，粒子在磁場中做圓周運動的半徑

r=R

（1分）由洛倫茲力提供向心力得

（2分）

所以

（2分）（2）粒子在兩極板間做類平拋運動

（3分）聯(lián)立解得

（2分）（3）該粒子以與y軸成從A處進入圓形勻強磁場做勻速圓周運動，由幾何關系可得：該粒子出磁場時速度方向與x軸正向平行，且與x軸距離為

（2分）然后平行于軸線CD進入勻強電場做類平拋運動設經(jīng)過時間t2到達極板

偏轉距離

（2分）

解得

（3分）所以，該粒子打在極板上距N端的距離

17.如圖所示，相距為d的L1和L2兩條平行虛線是上下兩個勻強磁場的邊界，L1上方和L2下方都是垂直紙面向里的磁感應強度為B的勻強磁場，M、N兩點都在L2上，M點有一放射源其放射性元素衰變前原子核的質量為m，它釋放出一個質量為m1，帶電量為-q的粒子后，產(chǎn)生的新原子核質量為m2，釋放出的粒子以初速度v與L2成30o角斜向上射入，經(jīng)過一段時間恰好斜向上通過N點(不計重力)，求：

(1)該原子核發(fā)生衰變的過程中釋放的核能；

(2)說明粒子過N點時的速度大小和方向，并求從M到N的時間及路程。參考答案：見解析18.如圖所示，一質量m