山西省忻州市江北中学2022年高三物理期末试卷含解析

山西省忻州市江北中学2022年高三物理期末试卷含解析一、选择题：本题共5小题，每小题3分，共计15分．每小题只有一个选项符合题意1.下列说法正确的是

A．由于液体表面层分子间距离小于液体内部分子间距离，液体表面存在张力

B．一块0℃的冰逐渐熔化成0℃的水，在这个过程中分子势能和物体的内能都会增加

C．用油膜法测出油分子的直径后，要测定阿伏加德罗常数，只须再知道油的密度即可

D．甲、乙两个分子相距较远。若把甲固定，使乙分子逐渐向甲靠近，直到不能再靠拢为止，在这一过程中先是分子力对乙做正功，然后乙克服分子力做功

E．空气相对湿度越大时，空气中水蒸气压强越接近饱和气压，水蒸发越慢

F．机械能无法全部转化为内能，内能也无法全部用来做功以转化为机械能。参考答案：2.在光滑的水平面上方，有两个磁感应强度大小均为B，方向相反的水平匀强磁场，如图。PQ为两个磁场的边界，磁场范围足够大。一个边长为a、质量为m、电阻为R的金属正方形线框，以速度v垂直磁场方向从如图实线位置开始向右运动，当线框运动到分别有一半面积在两个磁场中时，线框的速度为v/2，则下列说法正确的是：（A）此过程中通过线框截面的电量为．

（B）此时线框的加速度为（C）此过程中回路产生的电能为

（D）此时线框中的电功率为参考答案：CD3.氢原子从能级A跃迁到能级B吸收频率为v，的光子，从能级A跃迁到能级C释放频率为v。的光子，若v2>v1，则当它从能级B跃迁到能级C时，将

A．放出频率为v2-v1的光子

B．放出频率为v2+v1的光子

C．吸收频率为v2-v1的光子

D．吸牧频率为v2+v1的光子参考答案：B4.许多科学家对物理学的发展作出了巨大贡献，也创造出了许多物理学方法，如理想实验法、控制变量法、极限思想法和科学假说法等等。以下关于物理学史和所用物理学方法的叙述正确的是A．安培发现了电流的磁效应B．第谷通过对天体运动的长期观察，发现了行星运动三定律C．类比是一种典型的物理思想，点电荷可以与质点类比，两者都是理想化模型D．在用实验探究加速度、力和质量三者之间的关系时，采用控制变量法参考答案：CD5.氮原子核由两个质子与两个中子组成，这两个质子之间存在着万有引力、库伦力和核力，则3种力从大到小的排列顺序是A．核力、万有引力、库伦力

B．万有引力、库伦力、核力C．库伦力、核力、万有引力

D．核力、库伦力、万有引力参考答案：D解析：核力是强力，它能将核子束缚在原子核内。万有引力最弱，研究核子间相互作用时万有引力可以忽略。二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.氢原子第n能级的能量为En=，其中E1为基态能量．当氢原子由第5能级跃迁到第3能级时，发出光子的频率为；若氢原子由第3能级跃迁到基态，发出光子的频率为，则=

。参考答案：7.一简谐横波在x轴上传播，t=0时的波形如图甲所示，x=200cm处质点P的振动图线如图乙所示，由此可以确定这列波的波长为

m，频率为

Hz，波速为

m/s，传播方向为

（填“向左”或“向右”）。参考答案：1；

0.5；0.5；向左8.电磁打点计时器是一种使用低压_____（填“交”或“直”）流电源的计时仪器。如图所示是打点计时器测定匀加速直线运动加速度时得到的一条纸带，测出AB=1.2cm，AC=3.6cm，AD=7.2cm，计数点A、B、C、D中，每相邻的两个计数点之间有四个小点未画出，则运动物体的加速度a=__________m/s2，打B点时运动物体的速度vB=__________m/s。计算题参考答案：9.在做“验证力的平行四边形定则”的实验中，若测量F1时弹簧秤的弹簧与其外壳发生了摩擦（但所描出的细绳拉力的方向较准确），则用平行四边形定则作出的F1和F2的合力F与其真实值比较，F的大小偏________．参考答案：_小____10.一列简谐横波沿x轴的正方向传播，t=0时刻的波形如图所示，此时该波恰好传播到x=4m处，t=0.1s时，质点a第一次到达最低点，则该波的传播速度为10m/s；t=0.6s时，位于x=8m处的质点b恰好第一次沿y轴负方向通过平衡位置．参考答案：解：简谐横波沿x轴的正方向传播，图示时刻a质点正向下运动，经过T第一次到达最低点，即有T=0.1s，得T=0.4s由图知λ=4m，则波速v===10（m/s）当图示时刻a质点的状态传到b点处时，质点b恰好第一次沿y轴负方向通过平衡位置，则所用时间为t==s=0.6s，即t=0.6s时，位于x=8m处的质点b恰好第一次沿y轴负方向通过平衡位置．故答案为：10，0.6．11..某实验小组设计了“探究做功与物体速度变化的关系”的实验装置，实验步骤如下：a.实验装置如图所示，细绳一端系在滑块上，另一端绕过小滑轮后挂一砂桶，小砂桶内装一定量砂子，用垫块将长木板固定有定滑轮的一端垫高，不断调整垫块的高度，直至轻推滑块后，滑块恰好能沿长木板向下做匀速直线运动；b.保持长木板的倾角不变，取下细绳和砂桶，将滑块右端与纸带相连，并穿过打点计时器的限位孔，接通打点计时器的电源后，释放滑块，让滑块从静止开始加速下滑；c.取下纸带，在纸带上取如图所示的A、B两计数点，并用刻度尺测出s1、s2、s。根据以上实验，回答下列问题：若忽略滑轮质量及轴间摩擦，本实验中滑块加速下滑时所受的合外力______砂桶及砂的总重力（填“等于”“大于”或“小于”）为探究从A到B过程中，做功与物体速度变化关系，则实验中还需测量的量有______________________________________________________。设打点计时器的打点周期为T，请写出探究结果表达式_________________________此实验方案存在缺陷，可能造成较大误差，造成较大误差的原因是_______________参考答案：（1）等于（2）砂与砂桶的重力mg、滑块质量M（3）

（4）第一步操作中纸带没有连接，而实验中纸带与计时器的限位孔间存在摩擦（或滑轮有质量、滑轮轴有摩擦）12.如图所示，用跨过光滑定滑轮的质量不计的缆绳将海面上一艘小船沿直线拖向岸边。已知拖动缆绳的电动机功率恒为P，小船的质量为m，小船从A点沿直线加速运动到B点的速度大小分别为v0和v，经历的时间为t，A、B两点间距离为d。则小船在全过程中克服阻力做的功Wf＝__________，若小船受到的阻力大小为f，则经过B点时小船的加速度大小a＝[jf24]

__________。参考答案：Wf＝Pt－mv2+mv02，a＝P/mv－f/m13.若某时刻该密闭气体的体积为V，密度为ρ，平均摩尔质量为M，阿伏加德罗常数为NA，则该密闭气体的分子个数为

；参考答案：三、实验题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.在用DIS实验研究小车加速度与外力的关系时，某实验小组先用如图（a）所示的实验装置，重物通过滑轮用细线拉小车，位移传感器（发射器）随小车一起沿倾斜轨道运动，位移传感器（接收器）固定在轨道一端．实验中把重物的重力作为拉力F，改变重物重力重复实验四次，列表记录四组数据。（1）在坐标纸上作出小车加速度a和拉力F的关系图线；（2）从所得图线分析该实验小组在操作过程中的不当之处是_________；（3）如果实验时，在小车和重物之间接一个不计质量的微型力传感器来测量绳子的拉力大小，如图（b）所示。是否仍要满足小车质量M远大于重物的质量m_______（填“必要”，或“不需要”）参考答案：（1）如图；（2）倾角过大或平衡摩擦力过度；（3）不需要本题考查的是对研究小车加速度与外力的关系实验的了解问题，根据实验数据可以作出图线；根据曲线上翘，计算出的小车质量逐渐增大，说明倾角过大或平衡摩擦力过度；如果实验时，在小车和重物之间接一个不计质量的微型力传感器来测量绳子的拉力大小，绳子拉力的变化很精确测出，则不需要满足小车质量M远大于重物的质量m；15.某同学利用图甲所示实验装置及数字化信息系统获得了小车加速度a与钩码的质量m的对应关系图，如图乙所示，实验中小车（含发射器）的质量为200g，实验时选择了不可伸长的轻质细绳和轻定滑轮，小车的加速度由位移传感器及与之相连的计算机得到．回答下列问题：（1）根据该同学的结果，小车的加速度与钩码的质量成非线性（填“线性”或“非线性”）关系；（2）由图乙可知，a﹣m图线不经过原点，可能的原因是存在摩擦力；（3）若利用本实验来验证“小车质量不变的情况下，小车的加速度与作用力成正比”的结论，并直接以钩码所受重力mg作为小车受到的合外力，则实验中应采取的改进措施是调节轨道的倾斜度以平衡摩擦力，钩码的质量应满足的条件是远小于小车的质量．参考答案：解：（1）根据该同学的结果得出a﹣m图线是曲线，即小车的加速度与钩码的质量成非线性关系；（2）从上图中发现直线没过原点，当a=0时，m≠0，即F≠0，也就是说当绳子上拉力不为0时，小车的加速度为0，所以可能的原因是存在摩擦力．（3）若利用本实验来验证“小车质量不变的情况下，小车的加速度与作用力成正比”的结论，并直接以钩码所受重力mg作为小车受到的合外力，则实验中应采取的改进措施是：①调节轨道的倾斜度以平衡摩擦力，即使得绳子上拉力等于小车的合力．②根据牛顿第二定律得，整体的加速度a=，则绳子的拉力F=Ma=，知钩码的质量远小于小车的质量时，绳子的拉力等于钩码的重力，所以钩码的质量应满足的条件是远小于小车的质量．故答案为：（1）非线性；（2）存在摩擦力；（3）调节轨道的倾斜度以平衡摩擦力；远小于小车的质量．四、计算题：本题共3小题，共计47分16.一质量m=0.9kg的小球，系于长L=0.9m的轻绳一端，绳的另一端固定在O点，假定绳不可伸长、柔软且无弹性．现将小球从O点的正上方O1点以初速度v0=2.25m/s水平抛出，已知OO1=0.8m，如图所示．（g取10m/s2）试求：（1）轻绳刚伸直时，绳与竖直方向的夹角θ；（2）当小球到达O点的正下方时，小球对绳的拉力．参考答案：解：（1）质点做平抛运动，当绳刚伸直时，设绳与竖直方向的夹角为θ．则

v0t=Lsinθ=OO1﹣Lcosθ其中，L=0.9m，v0=2.25m/s，OO1=0.8m，联立解得：θ=，t=0.4s（2）绳绷直时刚好水平，如图所示，由于绳不可伸长，故绳绷直瞬间，分速度v0立即减为零，小球仅有竖直速度v⊥，且v⊥=gt=4m/s小球在竖直平面内做圆周运动，设小球到达O点正下方时的速度为v′，根据机械能守恒有：=+mgL小球在最低点，设绳对球的拉力为F，由牛顿第二定律得：F﹣mg=m联立解得：F=43N根据牛顿第三定律知，小球对绳的拉力大小也为43N，方向竖直向下．答：（1）轻绳刚伸直时，绳与竖直方向的夹角θ是；（2）当小球到达O点的正下方时，小球对绳的拉力大小为43N，方向竖直向下．【考点】机械能守恒定律；平抛运动．【分析】（1）先将平抛运动沿水平和竖直方向正交分解，根据位移公式和几何知识列式求解绳与竖直方向的夹角θ；（2）当绳刚绷直时，由于绳不可伸长，则沿绳子方向的速度立即减为零，只有垂直于绳的速度．此后向下摆动的过程，机械能守恒，由机械能守恒定律求出小球到达O点的正下方的速度，再由牛顿第二定律求绳的拉力．17.（选修3－4模块）（5分）如图所示，一束激光垂直照射在半球形玻璃砖的直径上，并过圆心O沿直线在球面上射出，玻璃砖的半径为R．当激光束向上平移距离d时，从A点垂直射入玻璃砖，恰好没有光线从球面上射出，求玻璃砖的折射率。

参考答案：解析：如图所示

由题