2022-2023学年福建省宁德市古田县第四中学高三物理期末试题含解析

2022-2023学年福建省宁德市古田县第四中学高三物理期末试题含解析一、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.关于能量转化与守恒的理解，下列说法中正确的是（

）（A）凡是能量守恒的过程就一定会发生（B）摩擦生热的过程是不可逆过程（C）空调机既能制热又能制冷，说明热传递不存在方向性（D）由于能量的转化过程符合能量守恒定律，所以不会发生能源危机参考答案：B2.如图，大小相同的摆球a和b的质量分别为m和3m，摆长相同，并排悬挂，平衡时两球刚好接触，现将摆球a向左边拉开一小角度后释放，若两球的碰撞是弹性的，下列判断正确的是（

）A.第一次碰撞后的瞬间，两球的速度大小相等B.第一次碰撞后的瞬间，两球的动量大小相等C.第一次碰撞后，两球的最大摆角不相同D.发生第二次碰撞时，两球在各自的平衡位置参考答案：AD由于发生的是弹性碰撞，有，解得，选项A正确B错误；不管a、b的质量关系如何，只要，根据能量守恒可得两球的最大摆角就相同，C错误；根据周期公式T=2π知：两单摆的周期相同，与质量无关，所以相撞后两球分别经过T后回到各自的平衡位置，这样必然是在平衡位置相遇．所以不管a、b的质量如何，下一次碰撞都在平衡位置，选项D正确。3.我国探月工程已进入实施阶段。已知月球半径与地球半径的比值约为6：25，月球表面重力加速度约为地球表面重力加速度g的1/6，那么在月球上工作的宇航员要想坐飞船脱离月球，飞船所需的最小发射速度为多少？（星球的第二宇宙速度与第一宇宙速度的关系是。已知地球的第一宇宙速度为7.9km/s，不计其它星球的影响。）(

)A．7.9km/s

B．11.2km/s

C．2.2km/s

D．1.6km/s参考答案：C4.（填空）（2015?长沙模拟）物理课题小组参与设计某道路的“风光互补路灯”系统．如图所示，其主要部分为：A．风力发电机（最大输出功率300W）B．太阳能电池（太阳能转化为电能的效率为20%，最大输出功率为36W）C．蓄电池（12V

500A?h）D．LED路灯（12V

60W）（1）如果当地垂直于太阳光的平面得到的太阳辐射强度约为200W/m2，要想使太阳能电池达到最大输出功率，则太阳能电池板的面积至少要0.9m2．（2）若只用风力发电机给蓄电池充电，将蓄电池的电能由20%至充满所需时间为25h，则风力发电机的输出功率为192W．参考答案：（1）0.9

（2）192功率、平均功率和瞬时功率解：（1）由太阳能电池达到最大输出功率等于辐射功率乘以面积再乘以效率得：200S×20%=36，解得，S=0.9m2（2）根据能量守恒列方程得：12×500×（1﹣20%）=P×25，解得，P=192W故答案为：（1）0.9

（2）1925.（多选）如图，将小砝码置于桌面上的薄纸板上，用水平向右的拉力将纸板迅速抽出，砝码的移动很小．这就是大家熟悉的惯性演示实验．若砝码和纸板的质量分别为M和m．各接触面间的动摩擦因数均为μ，砝码与纸板左端的距离及桌面右端的距离均为d．现用水平向右的恒定拉力F拉动纸板，下列说法正确的是（）A．纸板相对砝码运动时，纸板所受摩擦力的大小为μ（M+m）gB．要使纸板相对砝码运动，F一定大于2μ（M+m）gC．若砝码与纸板分离时的速度小于，砝码不会从桌面上掉下D．当F=μ（2M+3m）g时，砝码恰好到达桌面边缘参考答案：解：A、对纸板分析，当纸板相对砝码运动时，所受的摩擦力μ（M+m）g+μMg，故A错误．B、设砝码的加速度为a1，纸板的加速度为a2，则有：f1=Ma1，F﹣f1﹣f2=ma2发生相对运动需要a2＞a1代入数据解得：F＞2μ（M+m）g，故B正确．C、若砝码与纸板分离时的速度小于，根据知，因为开始砝码向右做匀加速运动已经有一段位移，所以砝码可能还会从桌面掉下，故C错误．D、当F=μ（2M+3m）g时，砝码未脱离时的加速度a1=μg，纸板的加速度=2μg，根据，解得t=，则此时砝码的速度，砝码脱离纸板后做匀减速运动，匀减速运动的加速度大小a′=μg，则匀减速运动的位移，可知砝码恰好到达桌面边缘，故D正确．故选：BD．二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.太阳能是绿色能源，太阳能发电已被广泛应用，某型号太阳能电池组的电动势为20V，内阻为1Ω，给一个阻值为9Ω的电阻供电，则通过该电阻的电流为

____A，该电阻两端的电压为_______V.参考答案：2

18

7.一群氢原子处于量子数n=4能级状态，氢原子的能级图如图所示，氢原子可能发射

种频率的光子；氢原子由量子数n＝4的能级跃迁到n＝2的能级时辐射光子的能量是

eV；用n＝4的能级跃迁到n＝2的能级时辐射的光子照射下表中几种金属，

金属能发生光电效应。几种金属的逸出功金属铯钙镁钛逸出功W/eV1.92.73.74.1参考答案：6

2.55

铯8.一个同学在研究小球自由落体运动时，用频闪照相连续记录下小球的位置如图所示。已知闪光周期为s，测得7.68cm，12.00cm，用上述数据通过计算可得小球运动的加速度约为_______m/s2，图中x2约为________cm。（结果保留3位有效数字）参考答案：4.5,9.69.如图所示，厚度为h，宽度为d的导体板放在与它垂直的、磁感应强度为B的匀强磁场中，当电流通过导体板时，在导体的上侧面A和下侧面A＇之间会产生电势差，这种现象称为霍尔效应．实验表明，当磁场不太强时，电势差U、电流I和磁感强度B之间的关系为，式中的比例系数K称为霍尔系数．霍尔效应可解释如下：外部磁场的洛伦兹力使运动的电子聚集在导体板的一侧，在导体板的另一侧会出现多余的正电荷，从而形成横向电场，横向电场对电子施加与洛伦兹力方向相反的静电力，当静电力与洛伦兹力达到平衡时，导体板上、下两侧之间就会形成稳定的电势差．设电流I是由电子的定向流动形成的，电子的平均定向速度为v，电荷量为e．回答下列问题：（1）达到稳定状态时，导体上侧面A的电势________下侧面A＇的电势（填“高于”、“低于”或“等于”）．（2）电子所受的洛伦兹力的大小为________________．（3）当导体上、下两侧之间的电势差为U时，电子所受的静电力的大小为_____________．（4）由静电力和洛伦兹力平衡的条件，证明霍尔系数为K＝，其中n代表导体板单位体积中电子的个数。参考答案：（1）导体中定向移动的是自由电子，结合左手定则，应填低于。（2）

（3）（或）（4）电子受到横向静电力与洛仑兹力的作用，两力平衡，有又通过导体的电流强度以上两式联列，并将代入得10.一电池外电路断开时的路端电压为3V，接上8Ω的负载电阻后路端电压降为2.4V，则可以判定电池的电动势E为

??

V；内电阻r为

??

Ω。参考答案：答案：3，211.某放射性元素原子核X有N个核子，发生一次α衰变和一次β衰变后，变成Y核，衰变后Y核的核子数为__________，若该放射性元素经过时间T，还剩下没有衰变，则它的半衰期为____________参考答案：N-4

12.竖直上抛运动，可看成是竖直向上的

和一个竖直向下

的运动的合运动参考答案：匀速直线运动，自由落体运动13.一段导体电阻是5Ω，1.5分钟内所通过的电量是45C．则导体两端的电压为

V。

参考答案：三、实验题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.下图为用打点计时器测定匀变速直线运动的加速度的实验时记录下的一条纸带。纸带上选取0、1、2、3、4、5各点为记数点，将直尺靠在纸带边，零刻线与纸带上0点对齐。由0到1、2、3……点的距离分别用d1、d2、d3……表示，测量出d1、d2、d3……的值，填入表中,①其中d1、d2、d3、d4已填，请填写d5于表格中。距离d1d2d3d4d5测量值(cm)1.752.903.804.50

②已知打点计时器所用交流电的频率f=50Hz，由测量数据计算出：小车在点3时的速度大小的表达式为v3＝

；代入数据可得v3＝______m/s；加速度大小的表达式为a＝

；代入数据可得a＝

m/s2。（表达式用d1、d2、d3、d4、d5及f表示，计算结果保留两位有效数字）参考答案：5.00

0.13

0.5915.（6分）卫星绕地球做匀速圆周运动时处于完全失重状态，物体对支持面几乎没有压力，所以在这种环境中已无法用天平称量物体的质量。假设某同学在这种环境设计了如图所示装置（图中O为光滑的小孔）来间接测量物体的质量：给待测物体一个初速度，使它在桌面上做匀速圆周运动，设航天器中具有基本测量工具。则：

（1）物体与桌面间的摩擦力可以忽略不计，原因是

；

（2）实验时需要测量的物理量是

；

（3）待测物体质量的表达式为m=

。参考答案：（1）在完全失重状态下，此时物体与桌面间无弹力，则摩擦力为零。

（2）弹簧秤读数F，周期T，轨道直径r

（3）（各2分）四、计算题：本题共3小题，共计47分16.航模兴趣小组设计出一架遥控飞行器，其质量m=2㎏，动力系统提供的恒定升力F=28N。试飞时，飞行器从地面由静止开始竖直上升。设飞行器飞行时所受的阻力大小不变，g取10m/s2。

（1）第一次试飞，飞行器飞行t1=8s时到达高度H=64m。求飞行器所受阻力f的大小；

（2）第二次试飞，飞行器飞行t2=6s时遥控器出现故障，飞行器立即失去升力。

①求飞行器能达到的最大高度h

。

②为了使飞行器不致坠落到地面，求飞行器从开始下落到恢复升力的最长时间t3。参考答案：（1）第一次飞行中，设加速度为匀加速运动由牛顿第二定律解得（2）第二次飞行中，设失去升力时的速度为，上升的高度为匀加速运动设失去升力后的速度为，上升的高度为由牛顿第二定律解得

（3）设失去升力下降阶段加速度为；恢复升力后加速度为，恢复升力时速度为由牛顿第二定律F+f-mg=ma4ks#5@u且V3=a3t3ks#5@u解得t3=(s)(或2.1s)17.如图，MN是一条通过透明球体球心的直线。在真空中波长为λ0＝400nm的单色细光束AB平行于MN的射向球体，B为入射点，若出射光线CD与MN的交点P到球心O的距离是球半径的

倍，且与MN所成的角α＝30°，求：此透明体折射率和单色光在透明球体中的波长。参考答案：连接OB、BC，如图D-2。在B点光线的入射角、折