2022年山西省朔州市山阴北周庄中学高三物理下学期期末试题含解析

2022年山西省朔州市山阴北周庄中学高三物理下学期期末试题含解析一、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.(单选)某同学在学习了动力学知识后，绘出了一个沿直线运动的物体，其加速度a．速度v．位移s随时间变化的图象如图所示，若该物体在t=0时刻，初速度均为零，则A、B、C、D四个选项中表示该物体沿单一方向运动的图象是 参考答案：C2.2011年春节期间，按照公安部统一部署，全国各大中城市进行了大规模集中整治酒驾行动。据统计，酒驾违法者比往年同期下降了40%，人们的安全驾车意识明显增强。执法交警所使用的酒精测试仪主要元件是一种氧化物半导体传感器，这种具有N型导电性的氧化物的电阻会随其周围待测气体浓度的变化而变化。设这种传感器的电阻与酒精气体的浓度c成反比，在如图所示的简化原理图中，电压表示数U与酒精气体浓度c之间的对应关系正确的是：

A．U越大，表示c越小，但c与U不成反比

B．U越大，表示c越小，c与U成反比

C．U越大，表示c越大，但c与U不成正比

D．U越大，表示c越大，c与U成正比参考答案：C3.（单选）关于天然放射现象，下列说法中正确的是（）A．γ射线不带电，它是频率很高的电磁波B．核裂变与核聚变都伴有质量亏损C．某原子核经过一次α衰变和两次β衰变后，核内中子数不变D．采用物理或化学方法可以有效地改变放射性元素的半衰期参考答案：考点：原子核衰变及半衰期、衰变速度；天然放射现象．专题：衰变和半衰期专题．分析：α衰变的过程中电荷数少2，质量数少4，β衰变的过程中电荷数增1，质量数不变．半衰期由原子核内部因素决定，与所处的物理环境和化学环境无关．解答：解：A、γ射线不带电，它是频率很高的电磁波．故A正确．B、核裂变和核聚变过程中都有能量放出，根据质能方程知，都有质量亏损．故B正确．C、α衰变的过程中电荷数少2，质量数少4，β衰变的过程中电荷数增1，质量数不变．某原子核经过一次α衰变和两次β衰变后，电荷数不变，质量数减4，质量数等于质子数加中子数，知中子数减4．故C错误．D、半衰期的大小与元素所处的物理环境和化学环境无关，由原子核内部因素决定．故D错误．故选AB．点评：本题考查了衰变、半衰期、射线的性质等基础知识点，比较简单，关键熟悉教材，牢记这些基础知识点．4.从距地面高为4.9m处以9.8m/s的初速度水平抛出一小球，不计空气阻力，则A．小球落地点与抛出点的水平距离为9.8mB．小球落地点与抛出点的水平距离为4.9mC．小球落地时的速度大小为4.9m/sD．小球落地时的速度大小为9.8m/s参考答案：A5.将地面上静止的货物竖直向上吊起，货物由地面运动至最高点的过程中，图像如图所示。以下判断正确的是A．前3s内货物处于超重状态B．最后2s内货物只受重力作用C．前3s内与最后2s内货物的平均速度相同D．第3s末至第5s末的过程中，货物的机械能守恒参考答案：AC二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.如图所示，一个有界的匀强磁场区域，方向垂直纸面向里，一个矩形闭合导线框abcd沿纸面由位置Ⅰ运动到位置Ⅱ，在dc边刚进入磁场时，受到的安培力方向为______，在ab边即将离开磁场时，线框中感应电流方向为________（选填“顺时针”或“逆时针”）。

参考答案：

答案：向左、顺时针7.1999年11月20日，我国发射了“神舟号”载人飞船，次日载人舱着陆，实验获得成功。载人舱在将要着陆之前，由于空气阻力作用有一段匀速下落过程。若空气阻力与速度的平方成正比，比例系数为k，载人舱的质量为m，则此过程中载人舱的速度应为__________________。参考答案：。解:由于空气阻力作用载人舱匀速下落,则

又空气阻力为:联立两式解得:答:8.放射性同位素C被考古学家称为“碳钟”，它可以用来判定古生物体的年代．宇宙射线中高能量中子碰撞空气中的氮原子后，就会形成很不稳定的C，它很容易发生β衰变，变成一个新核，其半衰期为5730年．该衰变的核反应方程式为．C的生成和衰变通常是平衡的，即生物机体中C的含量是不变的．当生物体死亡后，机体内C的含量将会不断减少．若测得一具古生物遗骸中C含量只有活体中的25%，则这具遗骸距今约有11460年．参考答案：：解：根据电荷数守恒、质量数守恒得，．经过一个半衰期，有半数发生衰变，测得一古生物遗骸中的C含量只有活体中的25%，根据=得，n=2，即经过2个半衰期，所以t=2×5730=11460年．故答案为：；

114609.如图所示，质量为m的物块从高h的斜面顶端由静止开始滑下，最后停止在水平面上B点。若物块从斜面顶端以初速度v0沿斜面滑下，则停止在水平面的上C点，已知AB=BC，则物块在斜面上克服阻力做的功为__________。（设物块经过斜面与水平面交接点处无能量损失）。参考答案：mgh-1/2mv2210.氢原子的能级图如图所示，一群氢原子处于量子数n＝4能量状态，则氢原子最多辐射

种频率的光子。辐射光子的最大能量为

。参考答案：11.（4分）如图是一个单摆的共振曲线．此单摆的固有周期T是

S，若将此单摆的摆长增大，共振曲线的最大值将

（填“向左”或“向右”）移动．

参考答案：2.5（2分）；左（2分）12.如图所示，一半径为R的绝缘圆形轨道竖直放置，圆轨道最低点与一条水平轨道相连，轨道均光滑；轨道所在空间存在水平向右的匀强电场，场强为E．从水平轨道上A点由静止释放一质量为m的带正电小球，已知小球受电场力的大小等于小球重力大小的3/4倍．为使小球刚好在圆轨道内做圆周运动，小球在轨道内的最小速率是；释放点距圆轨道最低点B的距离是．参考答案：考点：带电粒子在匀强电场中的运动；向心力．分析：1、带电小球受到重力和电场力作用，重力和电场力都是恒力，故重力和电场力的合力也是恒力，所以在轨道上上升的运动过程中，动能减小，因为小球刚好在圆轨道内做圆周运动，故合力恰好提供向心力时是小球做圆周运动的临界状态，此时小球的速度最小，此时的“最高点”是等效最高点，不是相对于AB轨道的最高点．2、A到B的过程运用动能定理，此过程只有电场力作用Eqs=m，化简可得A到B的距离s．解答：解：带电小球运动到图中最高点时，重力、电场力的合力提供向心力时，速度最小，因为Eq=根据勾股定理合力为：=因为小球刚好在圆轨道内做圆周运动，故最高点合力提供向心力，即解得：（3）从B点到最高点，由动能定理得：﹣mgR（1+cosθ）﹣EqRsinθ=

从A到B，由动能定理得：Eqs=

代入数据解得：s=R

故答案为：，点评：题要注意速度最小的位置的最高点不是相对于地面的最高点，而是合力指向圆心，恰好提供向心力的位置，这是解题的关键．13.某种物质分子间作用力表达式，则该物质固体分子间的平均距离大约为

▲

；液体表面层的分子间的距离比

▲

（填“大”或“小“）。参考答案：（2分）

大三、实验题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.（9分）（1）在“探究单摆周期与摆长的关系”实验中，两位同学用游标卡尺测量小球的直径如图甲、乙所示。测量方法正确的是__________（选填“甲”或“乙”）。（2）实验时，若摆球在垂直纸面的平面内摆动，为了将人工记录振动次数改为自动记录振动次数，在摆球运动最低点的左、右两侧分别放置一激光光源与光敏电阻与某一自动记录仪相连，该仪器显示的光敏电阻阻值R随时间t变化图线如图乙所示，则该单摆的振动周期为

。若保持悬点到小球顶点的绳长不变，改用直径是原小球直径2倍的另一小球进行实验，则该单摆的周期将

(填“变大”、“不变”或“变小”)，图乙中的△t将

(填“变大”、“不变”或“变小”)。参考答案：（1）乙（2）2t0，变大，变大解析：本题考查游标卡尺和单摆的知识。（1）应将待测物体正确地放在测脚中如乙图；（2）单摆1个周期遮光两次；单摆周期与小球质量、大小无关，但若改用直径变为原小球直径的2倍，周期变大，但遮光时间Δt变大。15.某同学利用如图甲所示装置探究平抛运动中物体机械能是否守恒。在斜槽轨道的末端安装一个光电门B，调节激光束与球心等高，斜槽末端水平。地面上依次铺有白纸、复写纸，让小球从斜槽上固定位置A点无初速释放，通过光电门后落在地面的复写纸上，在白纸上留下打击印。重复实验多次，测得小球通过光电门的平均时间为3.30ms(当地重力加速度g=9.8m/s2)。（1）用游标卡尺测得小球直径如图乙所示，则小球直径为d=____mm，由此可知小球通过光电门的速度vB.

（2）实验测得轨道离地面的高度h=0.784m，小球的平均落点P到轨道末端正下方O点的距离x=0.600m，则由平抛运动规律解得小球平抛的初速度v0=__m/s。（结果保留3位有效数字）（3）在误差允许范围内，实验结果中小球通过光电门的速度vB与由平抛运动规律求解的平抛初速度v0相等，就可以认为平抛运动过程中机械能是守恒的。参考答案：

(1).（1）5.00

(2).（2）1.50

（3）见解析.【详解】（1）小球直径为d=5mm+0.05mm×0=5.00mm；（2）小球做平抛运动，则x=v0t；h=gt2，解得四、计算题：本题共3小题，共计47分16.（8分）如图所示，一水平放置的平行导体框架宽度L=0.5m，接有电阻R=0.20Ω，磁感应强度B=0.40T的匀强磁场垂直导轨平面方向向下，仅有一导体棒ab跨放在框架上，并能无摩擦地沿框架滑动，框架及导体ab电阻不计，当ab以v=4.0m/s的速度向右匀速滑动时。试求：

（1）导体ab上的感应电动势的大小。（2）要维持ab向右匀速运行，作用在ab上的水平力为多大？（3）电阻R上产生的焦耳热功率为多大？参考答案：解析：（1）导体ab垂直切割磁感线，产生的电动势大小：

E=BLv=0.40×0.50×4.0V=0.80V

①（2分）

（2）导体ab相当于电源，由闭合电路欧姆定律得回路电流：

I=E/(R+r)=4.0A

②（1分）

导体ab所受的安培力：

F=BIL=0.40×4.0×0.50N=0.80N

③（1分）

由于ab匀速运动，所以水平拉力：

F′=F=0.80N

④（2分）

（3）R上的焦耳热功率：

P=I2R=4.02×0.20W=3.2W

⑤（2分）17.如图，一根粗细均匀、内壁光滑、竖直放置的玻璃管下端密封，上端留有一抽气孔．管内下部被活塞封住一定量的气体（可视为理想气体）,气体温度为T1开始时t将活塞上方的气体缓慢抽出，当活塞上方的压强达到po时,活塞下方气体的体积为V1，活塞上方玻璃管的容积为26V1活塞因重力而压强为0.5po继续将活塞上方抽成真空并密封整个抽气过程中管内气始终保持不变然后将密封的气体缓慢加热求：

（i）活塞刚碰到玻璃管顶部时气体的温度；

（ii）当气体温度达到1．8T1时气体的压强参考答案：18.如图所示，在空间建立直角坐标系，坐标轴正方向如图所示。空间有磁感应强度为B=1T，方面垂直于纸面向里的磁场，II、III、IV象限（含x、y轴）有电场强度为E=1N/C，竖直向下的电场。光滑1/4圆弧轨道圆心O`，半径为R=2m，圆环底端位于坐标轴原点O。质量为m1=1kg，带电q1=-1C的小球A从O`处水平向右飞出，经过一段时间，正好运动到O点。质量为m2=2kg，带电q2=2C小球的B从与圆心等高处静止释放，与A同时运动到O点并发生完全非弹性碰撞，碰后生成小球C。小球A、B、C均可视为质点，所在空间无重力场作用。（1）小球A在O`处的初速度为多大；（2）碰撞完成后瞬间，圆弧轨道对小球C的支持力；（3）小球C从O点飞出后的瞬间，将磁场方向改为竖直向上。分析C球在后续运动过程中，再次回到y轴时离O点的距离。参考答案：（1）1m/s

（2）1.5N

（3）【分析】A从飞出后，在洛伦兹力作用下做匀速圆周运动，根据洛伦兹力提供向心力求出小球A在处的初速度；由动能定理求出B滑到O点的速度，A、B在O点发生完全非弹性碰撞，由动量守恒定律求出碰后生成的C球速度；根据牛顿第二定律求出碰后瞬间轨道对C支持力；C球从轨道飞出后，受到竖直向下的电场力和垂直纸面向外的洛伦兹力，在电场力作用下，C球在竖直方向做初速度为零的匀加速直线运动，在水平方向做匀速圆周运动，根据牛顿第二定律和运动规律求出再次回到y轴时离O点的距离；【详解】解：(1)A从飞出后，在洛伦兹力作用下做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，解得：

(2)设B滑到O点的速度为，由动能定理

解得：A、B在