2022-2023学年山东省济宁市汶上县实验中学高三物理上学期期末试题含解析

2022-2023学年山东省济宁市汶上县实验中学高三物理上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.（多选）如图，质量为M、半径为R的半球形物体A放在水平地面上，通过最高点处的钉子用水平细线拉住一质量为m、半径为r的光滑球B，则A．A对地面的压力等于(M＋m)gB．A对地面的摩擦力方向向左C．B对A的压力大小为D．细线对小球的拉力大小为参考答案：AC

解析：AB、对AB整体受力分析，受重力和支持力，相对地面无相对滑动趋势，故不受摩擦力，根据平衡条件，支持力等于整体的重力，为（M+m）g；根据牛顿第三定律，整体对地面的压力与地面对整体的支持力是相互作用力，大小相等，故对地面的压力等于（M+m）g，故A正确，B错误；

CD、对小球受力分析，如图所示：根据平衡条件，有：F=，T=mgtanθ其中cosθ=，tanθ=，

故：F=mg，T=mg故C正确，D错误；故选：AC．2.

人类在探索自然规律的进程中总结了许多科学方法，如分析归纳法、演绎法、等效替代法、控制变量法、理想实验法等．在下列研究中，运用理想实验法进行研究的是（）．A．爱因斯坦提出光子假说

B．麦克斯韦提出电磁场理论C．卢瑟福提出原子的核式结构模型D．伽利略得出力不是维持物体运动原因的结论参考答案：

答案：D3.如图所示，理想变压器原线圈匝数n1=440，副线圈n2=20．在A、B端加上一交变电压μ=220sin100πt（V），流过小灯泡的电流为0.3A，灯泡L正常发光，则以下说法中正确的是（）A．副线圈电压的有效值为10VB．灯泡L的额定功率为6WC．将滑动变阻器的滑片P稍微下移，灯泡亮度不变D．将滑动变阻器的滑片P稍微下移，变压器的输入功率要变大参考答案：C【考点】变压器的构造和原理；电功、电功率．【分析】根据电压与匝数成正比得副线圈电压的有效值；由P=得灯泡的额定功率；闭合电路中的动态分析类似，可以根据R的变化，确定出总电路的电阻的变化，进而可以确定副线圈的总电流的变化的情况，分析输出功率的变化，从而得到输入功率的变化．【解答】解：A、在A、B端加上一交变电压（V），原线圈电压的有效值为，根据变压器原副线圈的匝数比等于电压比，可得副线圈电压的有效值为，故A错误；B、小灯泡的功率，故B错误；C、由于输入电压、变压器副线圈匝数均不变，故将滑动变阻器的滑片稍微下移，灯泡两端的电压不变，不会影响灯泡的亮度，故C正确；D、将滑动变阻器的滑片稍微下移，滑动变阻器接入电路的有效阻值变大，变压器输出功率变小，则输入功率也变小，故D错误；故选：C4.a、b两束不同频率的光分别照射同一双缝干涉装置，在距双缝恒定距离的屏上用照相底片感光得到如图所示的干涉图样，其中图甲是a光照射时形成的，图乙是b光照射时形成的。则关于a，b两束光，下述正确的是

A．a光光子的能量较大B．在水中a光子传播的速度较大C．若用a光照射某金属时不能打出光电子，但用b光照射该金属时一定能打出光电D．若a光是氢原子从n=4的能级向n=2的能级跃迁时产生的，则b光可能是氢原子从n=3的能级向n=2的能级跃迁时产生的参考答案：B5.如图所示电路中，滑动变阻器R的滑片P从a端滑到b端的过程中，两电表的示数变化情况分别是（）A．示数增大，示数减小B．示数先减小后增大，示数减小C．示数增大，示数先增大后减小D．示数先减小后增大，示数先增大后减小参考答案：B【考点】闭合电路的欧姆定律．【分析】图中滑动变阻器两侧的电阻并联后再与R0串联，电压表测量R0电压；先根据电阻的串并联特点得到并联电阻的变化情况，然后根据闭合电路欧姆定律判断电压表和电流表的变化情况．【解答】解：滑动变阻器两侧的电阻并联后再与定值电阻R0串联，滑片P从a端移到b端的过程中，滑动变阻器两侧的并联总电阻先增大后减小，根据闭合电路欧姆定律，干路电流先减小后增加，根据U=IR0可知，R0两端的电压先减小后增加，即V表示数先减小后增加．滑片从a到变阻器中点的过程中，变阻器的电压增大，而Pb部分的电阻减小，通过Pb部分的电流增大，而干路电流减小，所以A表的示数减小，滑片从中点到b的过程中，变阻器的电压减小，而Pa部分的电阻增大，所以A表的示数减小，可知A表示数一直减小．故B正确．故选：B二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.如图所示的单摆，摆球a向右摆动到最低点时，恰好与一沿水平方向向左运动的粘性小球b发生碰撞，并粘接在一起，且摆动平面不变。已知碰撞前a球摆动的最高点与最低点的高度差为h，偏角θ较小，摆动的周期为T，a球质量是b球质量的4倍，碰撞前a球在最低点的速度是b球速度的一半。则碰撞后，摆动的周期为________T，摆球的最高点与最低点的高度差为_______h。参考答案：A.1

0.16

B.

7.如图，将酒精灯和装有适量水的试管固定在小车上，小车放在较光滑的水平桌面上，用橡胶塞子塞住（不漏气）试管口，现让小车处于静止，点燃酒精灯给试管中水加热。当加热一段时间后，橡胶塞子向右喷出时，可以观察到小车向

（选填“左”或“右”）运动，在这个过程中，整个小车（含酒精灯和装有适量水的试管）对橡胶塞子的作用力与橡胶塞子对小车的作用力方向______（选填“相同”或“相反”），整个小车受到的合外力方向向_______（选填“左”、“右”、“上”或“下”）。参考答案：左，相反，左。解析：塞子喷出瞬间，小车与塞子瞬间在水平方向动量守恒，故小车向左运动，整个小车（含酒精灯和装有适量水的试管）对橡胶塞子的作用力与橡胶塞子对小车的作用力为相互作用力，方向相反，所以小车受到的合力向左。8.重为500N的物体放在水平地面上，与地面的滑动摩擦因数为μ=0.2，在大小为F=500N，方向与水平面成α=37°斜向上的拉力作用下前进l=10m．在此过程中力F做功为

J，摩擦力做功为 J．参考答案：9.（1）铀核U经过______次α衰变和_________次β衰变变成稳定的铅核Pb。（2）U衰变为Rn，共发生了_______次α衰变，_________次β衰变。参考答案：10.在“探究小车速度随时间变化的规律”实验中，交流电频率为50Hz．如图是某次实验得到的一条纸带，舍去前面比较密集的点，从O点开始计数，O、A、B、C是四个连续的计数点，每两个相邻的计数点之间有9个实际点（未画出），A、B、C三点到O点的距离分别为xA=3.0cm，xB=7.6cm，xC=13.8cm，则打计数点B时小车的速度为m/s，小车运动的加速度为m/s2．参考答案：0.27，0.4；解：由于每相邻两个计数点间还有9个点没有画出，所以相邻的计数点间的时间间隔T=0.2s，根据匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度，可以求出打纸带上B点时小车的瞬时速度大小．vB==0.27m/s根据匀变速直线运动的推论公式△x=aT2可以求出加速度的大小，得：a==0.4m/s2．故答案为：0.27，0.4；11.（4分）一带电量为q的小圆环A，可沿着长为2的光滑绝缘固定的细杆在竖直方向运动，小圆环直径远小于。杆的下端固定一质量为m、带电量为q的小球B。平衡时，小圆环A恰好悬于细杆的正中间，如图所示。这时杆对B小球的拉力为___________；若取B小球位置重力势能为零，当设法使B小球所带的电瞬间消失，则此后经过时间_____________A小环的动能恰等于其重力势能。（一切阻力均不计，静电力恒量用k表示）。参考答案：；12.有两火箭A、B沿同一直线相向运动，测得二者相对于地球的速度大小分别为0.9c和0.8c，则在A上测B相对于A的运动速度为

。参考答案：0.998c13.氢原子的能级如图所示．氢原子从n=3能级向n=1能级跃迁所放出的光子，恰能使某种金属产生光电效应，则该金属的截止频率为2.9×1015Hz；用一群处n=4能级的氢原子向低能级跃迁时所发出的光照射该金属，产生的光电子最大初动能为0.66eV（普朗克常量h=6.63×10﹣34J?s，结果均保留2位有效数字）．参考答案：考点：氢原子的能级公式和跃迁．专题：原子的能级结构专题．分析：根据玻尔理论和爱因斯坦光电效应方程，研究该金属的截止频率和产生光电子最大初动能的最大值．解答：解：根据玻尔理论得到E3﹣E1=hγ，解得：γ=2.9×1015Hz；从n=4向n=1跃迁所放出的光子照射金属产生光电子最大初动能最大，根据爱因斯坦光电方程有：Ek=（E4﹣E1）﹣hγ得：Ek=0.66eV；故答案为：2.9×1015，0.66．点评：本题是选修部分内容，在高考中，选修部分的试题难度不大，只要立足课本，紧扣考纲，掌握基本知识和基本原理，就能取得高分．三、简答题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.（9分）我国登月的“嫦娥计划”已经启动，2007年10月24日，我国自行研制的探月卫星“嫦娥一号”探测器成功发射。相比较美国宇航员已经多次登陆月球。而言，中国航天还有很多艰难的路要走。若一位物理学家通过电视机观看宇航员登月球的情况，他发现在发射到月球上的一个仪器舱旁边悬挂着一个重物在那里摆动,悬挂重物的绳长跟宇航员的身高相仿,这位物理学家看了看自己的手表，测了一下时间，于是他估测出月球表面上的自由落体加速度。请探究一下,他是怎样估测的?参考答案：据宇航员的身高估测出摆长；测出时间，数出摆动次数，算得摆动周期；据公式,求得月球的重力加速度。解析：据单摆周期公式,只要测出单摆摆长和摆动周期,即可测出月球表面上的自由落体加速度．据宇航员的身高估测出摆长；测出时间，数出摆动次数，算得摆动周期；据公式求得月球的重力加速度。(9分)

15.（09年大连24中质检）（选修3—5）（5分）如图在光滑的水平桌面上放一个长木板A，其上放有一个滑块B，已知木板和滑块的质量均为m=0.8kg，滑块与木板间的动摩擦因数μ=0.4，开始时A静止，滑块B以V=4m／s向右的初速度滑上A板，如图所示，B恰滑到A板的右端，求：①说明B恰滑到A板的右端的理由?②A板至少多长?

参考答案：解析：①因为B做匀减速运动，A做匀加速运动，A，B达到共同速度V1时，B恰滑到A板的右端（2分）

②根据动量守恒

mv=2mv1（1分）

v1=2m/s

……

设A板长为L，根据能量守恒定律

（1分）

L=1m四、计算题：本题共3小题，共计47分16.（17分）如图所示，两根与水平面成θ＝30°角的足够长光滑金属导轨平行放置，导轨间距为L＝1m，导轨底端接有阻值为1W的电阻R，导轨的电阻忽略不计。整个装置处于匀强磁场中，磁场方向垂直于导轨平面斜向上，磁感应强度B＝1T。现有一质量为m＝0.2kg、电阻不计的金属棒用细绳通过光滑滑轮与质量为M＝0.5kg的物体相连，细绳与导轨平面平行。将金属棒与M由静止释放，棒沿导轨运动了2m后开始做匀速运动。运动过程中，棒与导轨始终保持垂直接触。（取重力加速度g=10m/s2）求：（1）金属棒匀速运动时的速度；（2）棒从释放到开始匀速运动的过程中，电阻R上产生的焦耳热；（3）若保持某一大小的磁感应强度B1不变，取不同质量M的物块拉动金属棒，测出金属棒相应的做匀速运动的v值，得到实验图像如图所示，请根据图中的数据计算出此时的B1；（4）改变磁感应强度的大小为B2，B2＝2B1，其他条件不变，请在坐标图上画出相应的v—M图线，并请说明图线与M轴的交点的物理意义。参考答案：解析：（1）金属棒受力平衡，所以

（2）对系统由能量守恒有：

Mgs=mgssinθ+Q+（M＋m）v2

（3）（3分）

所求热量为：Q＝Mgs－mgssinθ－（M＋m）v2＝2.4J

（4）（2分）

（3）由上（2）式变换成速度与质量的函数关系为：

（4）由上（5）式的函数关系可知，当B2＝2B1时，图线的斜率减小为原来的1/4。（画出图线2分）

与M轴的交点不变，与M轴的交点为msinθ。（1分）17.如图示，小物块每次都从倾角为300的长为40米的光滑斜面顶点O由静止释放，斜面和光滑水平面AB之间由一小段长度不计的光滑弧面连接。物块由B点滑上水平传送带BC后又滑向倾斜传送带DE。CD间由长度不计的光滑曲面连接。传送带粗糙，物块和倾斜传送带DE间滑动摩擦因数为0.5.传送带DE倾角为370。当传送带都静止时，物块最高能滑到F点速度减为零。DF间距离为5米。求（1）传送带都静止时小物块由O点释放运动到B点和C点速度大小分别是多少？

（2）试分析开动两传送带能否使从O点静止释放的物块在倾斜传送带DE上滑动的最大高度低于F点？若能，应该怎样开动两传送带？

（3）应该怎样开动两传送带才能使从O点静止释放的物块在DE上上升的距离最大，其最大距离是多少？(设DE传送带足够长）

（4）如果传送带DE长度只有55米，传送带BC的速度满足（3）条件。可以调节DE传送带的速度，那么DE传送带匀速运行最大速度不能超过多少，才能使从O点静止释放的物块不会冲出DE传送带。参考答案：解，由题意知，从O到B，机械能守恒，有

从D到F，由动能定理得，

(4分）（也可用牛顿运动定律解题，两种方法都给分）⑵答：不能(1分）⑶情形如下：BC传送带以匀速向右运动，但需要满足一直让物块加速至C，设DE传送带以向上匀速传动，但速度也要一直比物块大，这样物块滑行的距离才最大。设物块一直加速至C的速度为，则由⑴知，

当传送带BC运动时，物块一直加速，则

满足速度最大的话，（2分）在传送带DE上，以最小的加速度减速，滑行距离最大，即。设物块在DE上滑行加速度为，则（2分）⑷设满足题意情况下临界状态，DE传送带的速度为，且，即物块先以做匀减速，减至后，又以继续做匀减速直到速度为0物块恰好运动到E点，之后便会返回，不会冲