山东省青岛市莱西第二中学2022-2023学年高三物理期末试题含解析

山东省青岛市莱西第二中学2022-2023学年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.（多选）一电池外电路断开时的路端电压为3V，接上8Ω的负载后路端电压降为2.4V，则可以判定电池的电动势E和内阻r为（）A．E=2.4VB．E=3VC．r=2ΩD．r=1Ω参考答案：考点：闭合电路的欧姆定律．专题：恒定电流专题．分析：电源的电动势等于外电路断开时电源两极间的电压．由题，电源接上8Ω的负载电阻后路端电压降为2.4V，根据欧姆定律利用比例法求出电源的内电阻．解答：解：由题，电池外电路断开时的路端电压为3V，则电池的电动势E=3V．当电源接上8Ω的负载电阻后路端电压降为2.4V，则有=，得：r=R=×8Ω=2Ω，故BC正确，AD错误；故选：BC．点评：本题要对电动势的意义要了解，可根据闭合电路欧姆定律进行理解，并强化记忆．2.（多选题）如图所示，空间存在一水平向左的匀强电场和一垂直纸面向里的匀强磁场，磁场的磁感应强度大小为B，电场强度大小为E=，电场方向和磁场方向相互垂直．在此电磁场正交的空间中有一足够长的固定粗糙绝缘杆，与电场正方向成60°夹角且处于竖直平面内．一质量为m，带电量为+q的小球套在绝缘杆上．若给小球一沿杆向下的初速度v0，小球恰好做匀速运动，且小球电量保持不变，重力加速度为g，则下列说法正确的是（）A．小球的初速度为v0=B．若小球的初速度为，小球将做加速度不断减小的减速运动，最后匀速C．若小球的初速度为，小球将做加速度不断增大的加速运动，最后匀速D．若小球的初速度为，则运动中克服摩擦力做功为参考答案：ABD【考点】带电粒子在混合场中的运动；功能关系．【分析】小球受重力、摩擦力（可能有）、弹力（可能有）、向右上方的洛伦兹力、向左的电场力，当受到的合外力等于0时，小球做匀速直线运动．当小球受到的合外力不为0时，要判断出支持力的方向，明确支持力的大小随洛伦兹力的变化关系，然后做出判定．【解答】解：A、对小球进行受力分析如图，电场力的大小：F=qE=q×=mg，由于重力的方向竖直向下．电场力的方向水平向右，二者垂直，合力：FG+F==2mg，由几何关系可知，重力与电场力的合力与杆的方向垂直，所以重力与电场力的合力不会对小球做功，而洛伦兹力的方向与速度的方向垂直，所以也不会对小球做功．所以，当小球做匀速直线运动时，不可能存在摩擦力，没有摩擦力，说明小球与杆之间就没有支持力的作用，则洛伦兹力大小与重力、电场力的合力相等，方向相反．所以qv0B=2mg．所以v0=．故A正确；B、若小球的初速度为，则洛伦兹力：f=qv0B=3mg＞FG+F，则在垂直于杆的方向上，小球还受到杆的垂直于杆向下的支持力，则摩擦力：f=μFN．小球将做减速运动；随速度的减小，洛伦兹力减小，则支持力逐渐减小，摩擦力减小，小球做加速度不断减小的减速运动，最后当速度减小到时，小球开始做匀速直线运动．故B正确．C、若小球的初速度为，则洛伦兹力：f=qv0B=mg＜FG+F，则在垂直于杆的方向上，小球还受到杆的垂直于杆向上的支持力，而摩擦力：f=μFN．小球将做减速运动；随速度的减小，洛伦兹力减小，则支持力逐渐增大，摩擦力逐渐增大，小球的加速度增大，所以小球将做加速度不断增大的减速运动，最后停止．故C错误；D、若小球的初速度为，球将做加速度不断增大的减速运动，最后停止，运动中克服摩擦力做功等于小球的动能，所以W=m=．故D正确．故选：ABD．3.在水平方向的场强为E的匀强电场中的P点处，有一质量为m、电荷量为q的带电质点以初速V0

=m/s竖直向上抛出,运动至电场中的Q点时只具有水平方向的速度Vx=2m/s，从P点到Q点的过程中，克服重力做功3J,电场力做功4J。则A.该质点带正电

B.mg与qE大小之比为:2

C.

PQ连线与水平方向的夹角为600D.从P点到Q点的过程中，该质点的动能和电势能之和减少了3J参考答案：BD4.质量为m的物块A和质量为m的物块B相互接触放在水平面上，如图所示。若对A施加水平推力F，则两物块沿水平方向做加速运动。关于A对B的作用力，下列说法正确的是

（

）A．若水平面光滑，物块A对B的作用力大小为FB．若水平面光滑，物块A对B的作用力大小为F/2C．若物块A与地面、B与地面的动摩擦因数均为μ，则物块物块A对B的作用力大小为F/2D．若物块A与地面的动摩擦因数为μ，B与地面的动摩擦因数为2μ，则物块物块A对B的作用力大小为(F+μmg)/2参考答案：BCD5.（多选）质量为m的人造卫星在地面上未发射时的重力为G0，它在离地面的距离等于地球半径R的圆形轨道上运行时的（）A．周期B．速度为C．动能为D．重力为0参考答案：考点：人造卫星的加速度、周期和轨道的关系．专题：人造卫星问题．分析：由万有引体提供向心力，可以列出有关周期，速度，动能等的表达式，由此可以判断各个选项．解答：解：由万有引体提供向心力，=m=m…①由题意可知，r=2R．质量为m的人造卫星在地面上未发射时的重力为G0，根据万有引力等于重力得：GM=gR2=R2…②由①②解得：周期T=，速度v=，动能为Ek=，重力不为零．故AC正确，B、D错误．故选：AC．点评：本题就是对万有引力充当向心力的各个表达式的变形，其中黄金代换的引入非常重要，要熟练掌握．二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.如图为密闭钢瓶中的理想气体分子在两种不同温度下的速率分布情况，可知，一定温度下气体分子的速率呈现

分布规律；T1温度下气体分子的平均动能

（选填“大于”、“等于”或“小于”）T2温度下气体分子的平均动能。参考答案：中间多、两头少；小于试题分析：由图可知，两种温度下气体分子速率都呈现“中间多、两头少”的分布特点．由于T1时速率较低的气体分子占比例较大，则说明温度下气体分子的平均动能小于温度下气体分子的平均动能．考点：考查了分子平均动能【名师点睛】要注意明确分子平均动能为统计规律，温度升高时并不是所有分子的速率均增大，同时注意图象的性质，能明确如何判断分子平均速率的变化和温度的变化．7.（2008?上海模拟）已知某物质摩尔质量为M，密度为ρ，阿伏加德罗常数为NA，则该物质的分子质量为

，单位体积的分子数为

．参考答案：；NA解：每个分子的质量m=．单位体积的质量等于单位体积乘以密度，质量除以摩尔质量等于摩尔数，所以单位体积所含的分子数n=NA；8.如图所示，实线为电场线，虚线为等势面。且AB＝BC，电场中A、B、C三点的场强分别为EA、EB、EC，AB、BC间的电势差分别为UAB、UBC，则EA、EB、EC大小关系为

；UAB、UBC大小关系为

(按从大到小的顺序排列)。参考答案：．EC>EB>EA

UABBC9.为了测定气垫导轨上滑块的加速度，滑块上安装了宽度为3.0cm的遮光板，如图所示，滑块在牵引力作用下先后匀加速通过两个光电门，配套的数字毫秒计记录了遮光板通过第一个光电门的时间为Δt1＝0.30s，通过第二个光电门的时间为Δt2＝0.10s，遮光板从开始遮住第一个光电门到开始遮住第二个光电门的时间为Δt＝4.00s。试估算滑块的加速度________.两光电门之间的距离是________。参考答案：0.05m/s2，0.8m10.设地球半径为R，地球表面的重力加速度为g，若某质量为m的地球同步通讯卫星，离开地面的高度为H，则它绕地球运行时所受的向心力大小为________，运行时的线速度大小为________。参考答案：

11..如图所示，有一个匀强电场，方向平行于纸面。电场中有A、B、C、D四点，已知AD=DB=BC=d，且ABBC。有一个电量为q的正电荷从A点移动到B点电场力做功为2W，从B点移动到C点克服电场力做功为W。则电场中D点的电势

（填“大于”“小于”或“等于”）C点的电势；该电场的电场强度为

。参考答案：等于；12.一简谐横波在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13.氢原子的能级图如图所示.一群处于n=4能级的氢原子向低能级跃迁时能发出_____种不同频率的光.这些光照射到逸出功等于2.5eV的金属上，产生的光电子的最大初动能等于_____eV.参考答案：

(1).6

(2).10.25【分析】能级间跃迁辐射的光子能量等于两能级间的能级差，发生光电效应的条件是当光子能量大于逸出功，根据光电效应方程求出光电子的最大初动能．【详解】一群处于n=4能级的氢原子向基态跃迁时，共有种；从n=4跃迁到n=1的能级差最大，则辐射的光子能量最大为-0.85eV+13.6eV=12.75eV，根据光电效应方程知，光电子的最大初动能Ekm=hv-W0=12.75eV-2.5eV=10.25eV．【点睛】解决本题的关键掌握光电效应的条件，以及知道能级间跃迁所满足的规律，注意最大初动能与入射频率的不成正比，但是线性关系．三、简答题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.如图，光滑绝缘底座上固定两竖直放置、带等量异种电荷的金属板a、b，间距略大于L，板间电场强度大小为E，方向由a指向b，整个装置质量为m。现在绝绿底座上施加大小等于qE的水平外力，运动一段距离L后，在靠近b板处放置一个无初速度的带正电滑块，电荷量为q，质量为m，不计一切摩擦及滑块的大小，则(1)试通过计算分析滑块能否与a板相撞(2)若滑块与a板相碰，相碰前，外力F做了多少功;若滑块与a板不相碰，滑块刚准备返回时，外力F做了多少功?参考答案：（1）恰好不发生碰撞（2）【详解】(1)刚释放小滑块时，设底座及其装置的速度为v由动能定理：放上小滑块后，底座及装置做匀速直线运动，小滑块向右做匀加速直线运动当两者速度相等时，小滑块位移绝缘底座的位移故小滑块刚好相对绝缘底座向后运动的位移，刚好不相碰(2)整个过程绝缘底座位移为3L则答：(1)通过计算分析可各滑块刚好与a板不相撞；(2)滑块与a板不相碰，滑块刚准备返回时，外力F做功为3qEL。15.（4分）如图所示，光滑水平面轨道上有三个木块，A、B、C，质量分别为mB=mc=2m,mA=m，A、B用细绳连接，中间有一压缩的弹簧(弹簧与滑块不栓接)。开始时A、B以共同速度v0运动，C静止。某时刻细绳突然断开，A、B被弹开，然后B又与C发生碰撞并粘在一起，最终三滑块速度恰好相同。求B与C碰撞前B的速度。参考答案：解析：设共同速度为v，球A和B分开后，B的速度为,由动量守恒定律有,,联立这两式得B和C碰撞前B的速度为。考点：动量守恒定律四、计算题：本题共3小题，共计47分16.（16分）如图所示，以A、B和C、D为端点的半径为R=0.6m的两半圆形光滑绝缘轨道固定于竖直平面内，B端、C端与光滑绝缘水平面平滑连接．A端、D端之间放一绝缘水平传送带，传送带下方B、C之间的区域存在水平向右的匀强电场，场强E=5×105V/m．当传送带以v0=6m/s的速度沿图示方向匀速运动时，将质量为m=4×10﹣3kg，带电量q=+1×10﹣8C的小物块由静止放上传送带的最右端，小物块第一次运动到传送带最左端时恰好能从A点沿半圆轨道滑下，不计小物块大小及传送带与半圆轨道间的距离，g取10m/s2，已知A、D端之间的距离为1.2m等于水平传送带的长．（1）求小物块第一次运动到传送带最左端时的速度的大小；（2）求小物块与传送带间的动摩擦因数；（3）求小物块第1次经CD半圆形轨道到达D点时的速度大小；（4）小物块第几次经CD半圆形轨道到达D点时的速度达到最大？最大速度为多少？参考答案：见解析解：（1）由题意，在小物块第一次运动到传送带最左端时恰好能从A点沿半圆轨道滑下，知圆轨道AB的最高点A位置恰好是重力充当向心力：解得：（2）因，所以物块在传送带上从D到A摩擦力一直做功，由动能定理得：

解得：μ=0.25（3）对整体即从D到A经BC再回到D这个过程应用动能定理：此过程中做功的有摩擦力和电场力摩擦力做功为：Wf=μmgL电场力做功为：WE=qEL由动能定理得：由以上三式解得：vD1=3m/s（4）设第n次到达D点时的速度等于传送带的速度，由动能定理得：解得：n=4由于n=4是整数，说明物块第4次到达D点时的速度刚好等于传送带的速度．而后物块随传送带一起匀速运动到A点，再次回到D点的速度为vD，由动能定理得：解得：＞v0这是第5次到达D点的速度，因为它大于传送带的速度所以传送带的摩擦力就变成了阻力，物块在传送带上做匀减速直线运动．设在传送带上前进距离S后，速度减到与传送带速度相等．由动能定理得：解得：S=0.6m说明物块第5次到达D点后，在传送带上减速至中点时速度即和传送带速度相等，之后随传送带匀速运动到A点，以后的运动就重发上述过程，所以物块第5次到达D点的速度最大，其最大速度为答：（1）小物块第一次运动到传送带最左端时的速度的大小为：（2）小物块与传送带间的动摩擦因数为：0.25（3）小物块第1次经CD半圆形轨道到达D点时的速度大小：3m/s（4）物块第5次到达D点的速度最大；最大速度为：17.(12分)“旋转飞椅”(FLYINGCHAIR)是公园中常见的大型游乐设施，通常其高度达10m以上，占地面积超过300m2，一般装有24只飞椅可同时乘座24人，在380V、7.5KW的电机驱动下，可在0～8.5r／min的转速下旋转。当飞椅稳定转动后，飞椅在距地面一定高度的水平面内做匀速圆周运动。

“旋转飞椅”可简化成这样的模型：

如图(乙)所示，AB为与竖直转轴OO′固定的水平横梁，长度为2L，AC是悬挂飞椅的绳索，飞椅拴在绳索的末端C处，设施静止时，绳索AC竖直。游戏开始时，人乘座在飞椅中，闭合电源开关，电机带动OO′轴开始转动，飞椅在绳的牵引下开始加速。随着转速的增加，飞椅(连同人)的高度逐渐上升，与OO′的距离逐渐增大，当设施转动稳定后，飞椅(连同人)在水平面内做匀速圆周运动。已知L=8m，AC长l=10m，飞椅(连同人，可视为质点)的总质量为m=100kg，设施稳定转动时绳索AC的拉力为1250N，不考虑绳索质量和空气阻力，取g=l0m／s2，求：(1)设施转动稳定后，飞椅(连同人)在水平面内做匀速圆周运动的线速度大小。(2)从闭合电源到设施转动稳定的过程中，