河北省唐山市渠河头中学2022年高三物理下学期期末试卷含解析

河北省唐山市渠河头中学2022年高三物理下学期期末试卷含解析一、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.静电场方向平行于x轴，其电势φ随x的分布可简化为如图所示的折线。一质量为m、带电量为＋q的粒子（不计重力），以初速度v0从O点进入电场，沿x轴正方向运动。下列叙述正确的是

(

)

A．粒子从O运动到x1的过程中速度逐渐增大B．粒子从x1运动到x3的过程中，电势能先减小后增大C．要使粒子能运动到x4处，粒子的初速度v0至少为D．若v0＝，粒子在运动过程中的最大速度为参考答案：D2.（多选）如图所示，在倾角为。的光滑斜面上端系有一劲度系数为20N/m的轻质弹簧，弹簧下端连一个质量为2kg的小球，球被一垂直于斜面的挡板A挡住，此时弹簧没有形变。若挡板A以4的加速度沿斜面向下匀加速运动，则A．小球向下运动0.1m时速度最大B．小球向下运动0.1m时与挡板分离C．在小球开始运动到速度达到最大的过程中，小球一直做匀加速直线运动D．在小球从开始运动到与挡板分离的过程中，小球重力势能的减少量大于其动能与弹簧弹性势能增加量之和参考答案：BD3.用如图所示的实验装置来研究气体等体积变化的规律。A、B管下端由软管相连，注入一定量的水银，烧瓶中封有一定量的理想气体，开始时A、B两管中水银面一样高，那么为了保持瓶中气体体积不变(

)

A．将烧瓶浸入热水中时，应将A管向上移动.

B．将烧瓶浸入热水中时，应将A管向下移动.

C．将烧瓶浸入冰水中时，应将A管向上移动.

D．将烧瓶浸入冰水中时，应将A管向下移动.参考答案：答案：AD4.探月热”方兴未艾，我国研制的月球卫星“嫦娥二号”已发射升空，已知月球质量为M，半径为R．引力常量为G，以下说法可能的是：（

）A．在月球上以初速度v0竖直上抛一个物体，物体上升的最大高度为B．在月球上以初速度v0竖直上抛一个物体，物体落回到抛出点所用时间为C．在月球上发射一颗绕它沿圆形轨道运行的卫星的最大运行速度为D．在月球上发射一颗绕它沿圆形轨道运行的卫星的最大周期为参考答案：B5.（多选）一粒子从A点射入电场，从B点射出，电场的等势面和粒子的运动轨迹如图所示，图中左侧前三个等势面平行，不计粒子的重力，下列说法正确的有A．粒子受到的电场力先不变后增大B．粒子的速度不断增大C．粒子的加速度先不变，后变小D．若粒子从A点关于虚线对称的A′点射入电场后，将从B点关于虚线对称的B′点射出电场参考答案：CD二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.

真空中波长为３×１０-7米的紫外线的频率是

_赫。这种紫外线的光子打到金属钠的表面时

（填“能”或“不能”）发生光电效应（已知钠的极限频率是6.0×1014赫，真空中光速为３×１０8米/秒）。参考答案：答案：1.0×1015、能7.质量和电荷量都相等的带电粒子M和N，以不同的速率经小孔S垂直进入匀强磁场，运行的半圆轨迹如图中虚线所示．下列表述正确的是

(

)

A．M带负电，N带正电

B．M的速率小于N的速率

C．洛仑兹力对M、N做正功D．M的运行时间大于N的运行时间参考答案：A8.某集装箱吊车的交流电动机输入电压为380V，则该交流电电压的最大值为

V。当吊车以0.1m/s的速度匀速吊起总质量为5.7×103kg的集装箱时，测得电动机的电流为20A，电动机的工作效率为 。（g取10m/s2）参考答案：答案：380，75%解析：输入电压380V为有效值，则最大值为380V；电动机对集装箱做功的功率P=mgv=5.7×103×10×0.1W=5.7×103W，电动机消耗电功率P总=380×20W=7.6×103W，故电动机的工作效率为η==75%。9.汽车的速度计显示的是

的大小。（填“瞬时速度”或“平均速度”）参考答案：瞬时速度10.（4分）为了转播火箭发射的实况，在发射场建立了发射台用于发射广播与电视信号，已知传播无线电广播所用的电磁波波长为500m，而传输电视信号所用的电磁波波长为0.566m，为了不让山区挡住信号的传播，使城市居民能收听和收看火箭发射的实况，必须通过建在山顶上的转发站转发___________（选填：无线电广播信号或电视信号）。这是因为：________________________________________________。参考答案：答案：电视信号

电视信号的波长短，沿直线传播，受山坡阻挡，不易衍射11.为了验证矩形线框自由下落过程上、下边经过光电门时机械能是否守恒，使用了如图所示的实验装置。已知矩形线框用直径为d的圆形材料做成,用刻度尺测出矩形线框上下边之间的距离L.某次实验中矩形线框下边和上边先后经过光电门的挡光时间分别为△t1和△t2。（1）通过实验可测出上、下边通过光电门的速度v1和v2,分别为v1=______,v2=______.（2）如果满足关系式______(请用测量的物理量和已知量来表示，重力加速度为)，则自由下落过程中线框的机械能守恒。参考答案：

(1).

(2).

(3).【详解】（1）本实验中利用小球通过光电门的平均速度来代替瞬时速度，故有：，同理。（2）根据机械能守恒有：，整理得：12.湖面上一列水波使漂浮在水面上的小树叶在3.0s内完成了6次全振动．当该小树叶开始第10次振动时，沿此传播方向与该小树叶相距1.8m、浮在水面的另一小树叶刚好开始振动，根据上述信息可求得水波的波长

，水波的传播速度大小为

．参考答案：0.20m；0.40m/s【考点】波长、频率和波速的关系；横波的图象．【分析】小树叶在3.0s内全振动了6次，求出树叶振动一次的时间即树叶振动的周期，等于此水波的周期．由题意当某小树叶开始第10次振动时，沿水波的传播方向与该小树叶相距1.8m经历的时间为9个周期，求出传播时间，得到波速．若振动的频率变大，波速不变，波传播的时间不变．【解答】解：据题，小树叶在3.0s内全振动了6次，则此水波的周期为T=s=0.5s，由题意当某小树叶开始第10次振动时，沿水波的传播方向与该小树叶相距1.8m、经历的时间为9个周期，即为t=4.5s，波速为v=，波长为λ=vT=0.4×0.5m=0.20m．故答案为：0.20m；0.40m/s13.一斜面AB长为5m，倾角为30°，一质量为2kg的小物体（大小不计）从斜面顶端A点由静止释放，如图所示．斜面与物体间的动摩擦因数为，则小物体下滑到斜面底端B时的速度v=

m／s及所用时间t=

s（g取10m/s2）。参考答案：

5

2三、简答题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.（选修3-5）（6分）a、b两个小球在一直线上发生碰撞，它们在碰撞前后的s～t图象如图所示，若a球的质量ma=1kg，则b球的质量mb等于多少?参考答案：解析：由图知=4m/s、=—1m/s、=2m/s

（2分）

根据动量守恒定律有：ma=ma

+

mb

（2分）

∴mb=2.5kg （2分）15.（10分）在2008年9月27日“神舟七号”宇航员翟志刚顺利完成出舱活动，他的第一次太空行走标志着中国航天事业全新的时代即将到来。“神舟七号”围绕地球做圆周运动时所需的向心力是由

提供，宇航员翟志刚出舱任务之一是取回外挂的实验样品，假如不小心实验样品脱手（相对速度近似为零），则它 （填“会”或“不会”）做自由落体运动。设地球半径为R、质量为M，“神舟七号”距地面高度为h，引力常数为G，试求“神舟七号”此时的速度大小。参考答案：

答案：地球引力（重力、万有引力）；不会。（每空2分）

以“神舟七号”为研究对象，由牛顿第二定律得：

（2分）

由匀速圆周运动可知：

（2分）

解得线速度

（2分）四、计算题：本题共3小题，共计47分16.如图所示，倾角0=30°、宽L=1m的足够长的U形光滑金属导轨固定在磁感应强度大小B=IT、范围足够大的匀强磁场中，磁场方向垂直导轨平面向上。一根质量m=0．2kg，电阻R=l的金属棒ab垂直于导轨放置。现用一平行于导轨向上的牵引力F作用在棒上，使棒由静止开始沿导轨向上运动，运动中ab棒始终与导轨接触良好，导轨

电阻不计，重力加速度g取l0m／s2。求：(1)若牵引力的功率P恒为56W，则ab棒运动的最终速度为多大?(2)当ab棒沿导轨向上运动到某一速度时撤去牵引力，从撤去牵引力到ab棒的速度为零，通过ab棒的电量q=0.5C，则撤去牵引力后ab棒向上滑动的距离多大?参考答案：【知识点】导体切割磁感线时的感应电动势；功率、平均功率和瞬时功率．L2E1【答案解析】(1)7m/s(2)0.5m解析：（1）当以恒定功率牵引ab棒时，P=Fv…①

I=…②

F安=BIL…③

F-（mgsinθ+F安）=0…④

代入数据得：v=7m/s

（v=-8m/s舍去）…⑤

（2）设撤去F后ab棒沿导轨向上运动到速度为零时滑动的距离为S，

通过ab的电荷量：q=…⑥又…⑦,…⑧△φ=BLS…⑨

联立⑥⑦⑧⑨各式得：，代入数据解得：S=0.5m；．【思路点拨】（1）当加速度为零时，ab棒最终做匀速运动，结合共点力平衡以及P=Fv求出ab棒最终的速度．

（2）根据电流的定义式，结合法拉第电磁感应定律求出撤去牵引力后ab棒滑动的距离．17.一列简谐波沿x轴正方向传播，t=0时波形如图甲所示，已知在0.6s末，A点恰第四次（图中为第一次）出现波峰，求：（1）该简谐波的波长、波速分别为多少？（2）经过多少时间x=5m处的质点P第一次出现波峰？（3）如果以该机械波传到质点P开始计时，请在图乙中画出P点的振动图象，并标明必要横、纵坐标值，至少画出一个周期的图象．参考答案：解：（1）由图读出波长λ=2m又由题意有3T=0.6s，则周期T=0.2s．所以波速为v===10m/s（2）质点A到质点P的距离为x=4.5m，当图示时刻A点的振动传到x=5m处的质点P时，质点P第一次出现波峰．则x=5m处的质点P第一次出现波峰的时间为t==s=0.45s（3）简谐波沿x轴正方向传播，质点P起振方向向下，而且做简谐运动，振动图象是正弦曲线．画出振动图象如图所示答：（1）该简谐波波长、波速分别为2m，10m/s；（2）x=5m处的质点P第一次出现波峰的时间为0.45s；（3）P点的振动图象如图所示．【考点】波长、频率和波速的关系；横波的图象．【分析】（1）由图读出波长．根据题意：在0.6s末，A点恰第四次出现在波峰，说明经过了三个周期时间，可求出周期．再求解波速．（2）当图示时刻A点的振动传到x=5m处的质点P时，质点P第一次出现波峰．波在同一均匀介质中是匀速传播的，根据t=求要求的时间．（3）机械波传到质点P时，P点向下振动，根据周期、振幅和P起振状态画出振动图象．18.经过天文望远镜的长期观测，人们在宇宙中已经发现了许多双星系统，通过对它们的研究，使我们对宇宙中物质的存在形式和分布情况有了较深刻的认识。双星系统由两个星体构成，其中每个星体的线度都远小于两星体之间的距离。一般双星系统距离其他星体很远，可以当作孤立系统处理。现根据对某一双星系统的光学测量确定，该双星系统中每个星体的质量都是M，两者间相距L，它们正围绕两者连线的中点做圆周运动。⑴试计算该双星系统的运动周期T⑵若实验上观测到运动周期为T′，为了解释两者的不同，目前有一种流行的理论认为，在宇宙中可能存在一种望远镜观测不到的暗物质。作为一种简化的模型，我们假定在以这两个星体连线为直径的球体内均匀分布着密度为ρ的暗物质，而不考虑其它暗物质的影响，并假定暗物质与星体间的相互作用同样遵守万有引力定律。试根据这一模型计算该双星系统的运动周期T′参考答案：⑴夯杆加速上升阶段：a==2m/s2