2022-2023学年北京朱庄中学高三物理下学期期末试题含解析

2022-2023学年北京朱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.在物理学发展的过程中，许多物理学家的科学研究推动了人类文明的进程．在对以下几位物理学家所作科学贡献的叙述中，正确的说法是A．英国物理学家卡文迪许用实验的方法测出万有引力常量GB．牛顿用“理想斜面实验”推翻了亚里士多德的“力是维持物体运动的原因”观点C．英国物理学家胡克认为在任何条件下，弹簧的弹力都与弹簧的形变量成正比D．牛顿提出的万有引力定律在天体密度超过1010kg/m3的强引力时就不适用了参考答案：AD2.2006年我国自行研制的“袅龙”战机04架在四川某地试飞成功。假设该战机起飞前从静止开始做匀加速直线运动，达到起飞速度v所需时间为t，则起飞前的运动距离为A．vtB．C．2vtD．不能确定参考答案：答案：B解析：战机从静止开始做匀加速直线运动，根据匀变速直线运动的规律得：s＝＝，本题答案应选B。3.如图所示，真空中O点存在一个带正电的点电荷Q，附近有一个不带电的金属网罩W，网罩内部有一点P，OP＝r．静电力常量记作k，下列判断正确的是A.金属网罩包含的自由电荷很少，静电感应后不能达成静电平衡B.金属网罩对电荷Q的作用力表现为斥力C.金属网罩的左部电势较高，右部电势较低D.金属网罩的感应电荷在P点产生的感应电场场强大小为参考答案：D试题分析：根据静电平衡可知，同一个导体为等势体，导体上的电势处处相等，内部场强处处为零，感应起电的实质电子的转移。解：A项：金属网罩在静电感应后一定能达成静电平衡，故A错误；B项：由于静电感应，在金属网罩到达静电平衡后，靠近O处的负电荷受到的吸引力大于远离O处的正电荷受到的排斥力，所以金属网罩对电荷Q的作用力表现为引力，故B错误；C项：在金属网罩到达静电平衡后，本身是一个等势体，各点的电势是相等的，故C错误；D项：在金属网罩到达静电平衡后，内部的场强处处为0，所以感应电荷在P点产生的感应电场场强大小与点电荷在P点产生的电场强度大小是相等的，方向相反，所以根据库仑定律可知感应电荷在P点产生的感应电场场强大小为，故D正确。故应选D。【点睛】达到静电平衡后，导体为等势体，导体上的电势处处相等，内部场强处处为零．这是解决本题的关键的地方，对于静电场的特点一定要熟悉。4.如图所示，将一个质量为1kg的小物块轻轻地放上倾角为370（sin370=0.6）的斜面，已知斜面的质量也为1kg，重力加速度为10m/s2,斜面放在足够粗糙的水平面上没有滑动，那么地面对斜面的支持力N和摩擦力f有可能为（

）

A.N=20N.f=0N

B.N=20N.f=4.8N

C.N=16.4N.f=4.8N

D.N=16.4N.f=8.5N参考答案：AC5.(单选)氢原子的能级图如图所示。用某种单色光照射容器中大量处于n=2能级的氢原子，氢原子吸收这种光子后，能发出波长分别为1、2、3，的三种光子(1>2>3)。则照射光光子的波长为A．1

B．3

C．1一2

D

2+3参考答案：A二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.如图为氢原子的能级图，大量处于n=5激发态的氢原子跃迁时，可能发出

个能量不同的光子，其中频率最大的光子能量为

eV，若用此光照射到逸出功为3.06eV的光电管上，则加在该光电管上的反向遏止电压为

V。参考答案：10,

13.06,

107.一列简谐横波沿x轴正方向传播，从波源质点O起振时开始计时，0.2s时的波形如图所示，该波的波速为＿＿＿m/s；波源质点简谐运动的表达式y=＿＿＿cm．参考答案：10

－10sin5πt

8.硅光电池的电动势与入射光强之间的特性曲线称为开路电压曲线，光电流强度与光照强度之间的特性曲线称为短路电流曲线，如图(a)所示，当入射光强足够大时，开路电压恒定约为_____mV，此时硅光电池的等效内阻约为__________Ω。（1）入射光强从10mW/cm2开始逐渐增大的过程中，硅光电池的等效内阻将（

）A．逐渐增大

B.逐渐减小

C.先增大后减小

D.先减小后增大（2）如果将硅光电池串联一个滑动变阻器，实验测得它的伏安特性曲线为图（b）所示，那么变阻器的功率和变阻器两端的电压变化关系可能为（

）参考答案：580—600均得分

；

9.7—10均得分

（1）

(

B

)（2）

(

C

)9.（选修3—4）（5分）某种媒质的折射率为，有一束光从该媒质射向真空，要使真空中有折射光，入射角应满足的条件是____________。

参考答案：答案：i＜45°

10.一根柔软的弹性绳，a、b、c、d…为绳上的一系列等间隔的质点，相邻两质点间的距离均为0.1m，如图所示．现用手拉着绳子的端点a使其上下做简谐运动，在绳上形成向右传播的简谐横波，振幅为2cm．若a质点开始时先向上运动，经过0.2sd质点第一次达到最大位移，此时a正好在平衡位置，（ad距离小于一个波长）．则绳子形成的简谐横波波速可能值为3或2m/s，此时j质点的位移为0cm．参考答案：考点：波长、频率和波速的关系；横波的图象．版权所有专题：振动图像与波动图像专题．分析：由题，a质点开始时先向上运动，经过0.2sd质点第一次达到最大位移，此时a正好在平衡位置，速度方向可能向下，也可能向上，结合波形得到波长，由时间得到周期，由v=求出波速．解答：解：若a质点开始时先向上运动，经过0.2sa正好在平衡位置，速度方向向下时，则有，得T=0.4s，=xad，得λ=4xad=1.2m，波速v==3m/s．波长从d向右传播时间为，传播距离为，而j与d间距离大于，则说明振动还没有传到j点，则此时j质点的位移为0cm．若a质点开始时先向上运动，经过0.2sa正好在平衡位置，速度方向向上时，则得T=0.2s，λ=xad，得λ=xad=0.4m，波速v==2m/s，波长从d向右传播时间为，传播距离为，而j与d间距离大于，则说明振动还没有传到j点，则此时j质点的位移为0cm．故答案为：3或2，0．点评：本题中a的速度方向未知，有两种情况，可能向上，也可能向下，是多解问题，结合波形得到波长和周期，即可求出波速．17、光电计时器是一种研究物体运动情况的常用计时仪器，其结构如图实－1－10(a)所示，a、b分别是光电门的激光发射和接收装置，当有物体从a、b间通过时，光电计时器就可以精确地把物体从开始挡光到挡光结束的时间记录下来．图(b)中MN是水平桌面，Q是长木板与桌面的接触点，1和2是固定在长木板上相距L=0.5m的两个光电门，与之连接的两个光电计时器没有画出，长木板顶端P点悬有一铅锤，实验时，让滑块从长木板的顶端滑下，做匀加速直线运动。光电门1、2各自连接的计时器显示的挡光时间分别为1.0×10－2s和4.0×10－3s.用精度为0.05mm的游标卡尺测量滑块的宽度为d，其示数如图(c)所示．

(1)滑块的宽度d＝________cm.(2)已知滑块通过光电门1时的速度v1＝

m/s，滑块通过光电门2时的速度v2＝________m/s.(结果保留两位有效数字)(3)滑块做匀加速运动的加速度a=

m/s2(结果保留三位有效数字)参考答案：1、010

1、0

2、5

5、2512.一根轻绳一端系一小球，另一端固定在O点，制成单摆装置．在O点有一个能测量绳的拉力大小的力传感器．让小球绕O点在竖直平面内做简谐振动，由传感器测出拉力F随时间t的变化图像如图所示，则小球振动的周期为

▲

s，此单摆的摆长为

▲

m（重力加速度g取10m/s2，取π2≈10）．参考答案：4

4

13.一位同学受到“研究平抛运动”昀实验启示，他想用如图所示的装置来验证动量守恒定律：一光滑水平台上，等大的甲、乙两小球间有一根被压缩的轻质弹簧，弹簧的原长较短。当弹簧突然释放后，两个小球被弹簧弹射，分别落在水平地面上的P、Q两点，然后该同学进行了下列物理量的测量：A．用天平测出甲、乙两个小球的质量分别是m1、m2B．用米尺测出甲、乙两个小球的落地点与平台边缘的水平距离分别为s1、s2C．用米尺测出平台离地面的高度h(1)上面的三个步骤中，你认为不必要的步骤有____（填序号）。(2)根据需要选用上面A、B、C三个步骤中的物理量来表示，只要满足关系式_________,则说明弹簧弹射小球的过程中动量守恒。参考答案：

(1).C

(2).m1s1?m2s2【详解】（1）两球均做平抛运动，因高度相同，则时间相同；要验证的表达式：m1v1-m2v2=0，即，即m1s1?m2s2，故不需要测量平台离地面的高度h，即不必要的步骤有C；（2）只要满足关系式m1s1?m2s2，则说明弹簧弹射小球的过程中动量守恒。三、实验题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.（7分）某学生为了测量一物体的质量，找到一个力电转换器，该转换器的输出电压正比于受压面的压力（比例系数为k），如图所示．测量时先调节输入端的电压。使转换器空载时的输出电压为0；而后在其受压面上放一物体，即可测得与物体的质量成正比的输出电压U。现有下列器材：力电转换器、质量为m0的砝码、电压表、滑动变阻器、干电池各一个、电键及导线若干、待测物体（可置于力电转换器的受压面上）。

请完成对该物体质量的测量。（l）设计一个电路，要求力电转换器的输入电压可调，并且使电压的调节范围尽可能大，在方框中画出完整的测量电路图。（2）简要说明测量步骤，求出比例系数k，并测出待测物体的质量m．（3）请设想实验中可能会出现的一个问题。参考答案：答案：（1）设计的电路图如图所示。

（2）测量步骤与结果：①调节滑动变阻器，使转换器的输出电压为零；②将砝码放在转换器上，记下输出电压U0；③将待测物放在转换器上，记下输出电压U1；由U0＝km0g，得k＝U0/m0g测得U＝kmg，所以m＝m0U/U0。

（3）①因电源电压不够而输出电压调不到零；②待测物体质量超出转换器量程。15.（6分）如图所示，某小组同学利用DIS实验装置研究支架上力的分解。A、B为两个相同的双向力传感器，该型号传感器在受到拉力时读数为正，受到压力时读数为负。A连接质量不计的细绳，可沿固定的板做圆弧形移动。B固定不动，通过光滑铰链连接长0.3m的杆。将细绳连接在杆右端O点构成支架。保持杆在水平方向，按如下步骤操作：①测量绳子与水平杆的夹角∠AOB=θ②对两个传感器进行调零③用另一绳在O点悬挂在一个钩码，记录两个传感器读数④取下钩码，移动传感器A改变θ角重复上述①②③④，得到图示表格a。（1）根据表格a，A传感器对应的是表中力

（填“F1”或“F2”）。钩码质量为

kg（保留1位有效数字）。F11.0010.580…1.002…F2－0.868－0.291…0.865…θ30°60°…150°…

（2）（单选题）本实验中多次对传感器进行调零，对此操作说明正确的是A．因为事先忘记调零B．何时调零对实验结果没有影响C．为了消除横杆自身重力对结果的影响D．可以完全消除实验的误差参考答案：（1）F1；0.05；（2）C四、计算题：本题共3小题，共计47分16.如图所示，粗细均匀的U形玻璃管中装有水银,开口向上竖直放置A，B两侧管口等高。厚度不计且密闭性能良好的橡皮活塞(带有拉杆)原来静止在A管中的C处，在A管中封闭一定质量的气体，此时B管水银面比A管水银面髙出h=10cm,B管管口比水银面离出L1=10cm,A管中活塞下方空气柱长度L2=3.5cm,外界的大气压强为P0=75cmHg。现将活塞缓慢地往上提，直到A、B两管水银面相平为止。上述过程中封闭气体的温度保持不变。求：①活塞在A管内向上运动的距离②试判断封闭气体在上述过程中是吸热还是放热？并简述原因。参考答案：17.如图16（a）所示，水平桌面的左端固定一个竖直放置的光滑圆弧轨道，其半径R＝0．5m，圆弧轨道底端与水平桌面相切C点，桌面CD长L＝1m，高h2＝0．5m，有质量为m（m为末知）的小物块从圆弧上A点由静止释放，A点距桌面的高度h1＝0．2m，小物块经过圆弧轨道底端滑到桌面CD上，在桌面CD上运动时始终受到一个水平向右的恒力F作用，然后从D点飞出做平抛运动，最后落到水平地面上，设小物块从D点飞落到的水平地面上的水平距离为x，如图16（b）是－F的图像，取重力加速度g＝10m／s2．（1）试写出小物块经D点时的速度vD与x的关系表达式；（2）小物体与水平桌面CD间动摩擦因数μ是多大?（3）若小物体与水平桌面CD间动摩擦因数μ