湖南省岳阳市红花乡王岭中学2022年高三物理期末试卷含解析

湖南省岳阳市红花乡王岭中学2022年高三物理期末试卷含解析一、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.如图，位于水平桌面上的木板P，由跨过定滑轮的轻绳与物块Q相连，从滑轮传输线到P和到Q的两段绳都水平的。已知Q与P之间动摩擦因数，P与桌面之间动摩擦因数为2，木板P与物块Q的质量都是m，滑轮的质量、滑轮轴上的摩擦都不计，若用一水平向右的力F拉P使它做匀速运动，则F的大小为

（

）

A．3μmg

B．4μmg

C．5μmg

D．6μmg参考答案：答案：A2.关于力和运动的关系，下列说法中正确的是(

)A.物体速度不断增大，表示物体必受力的作用B.物体位移不断增大，表示物体必受力的作用C.物体朝什么方向运动，则这个方向上物体必受力的作用D.物体的速度大小不变,则其所受的合力必为零参考答案：A3.下列说法中正确的是

A．全息照片用激光来拍摄，主要是利用了激光的相干性B．在光的双缝干涉实验中，将入射光由红光改为紫光，则条纹间距变宽C．如果测量到来自遥远星系上的元素发出的光波长变长，这说明星系正在远离我们而去D．拍摄玻璃橱窗内的物品时，在镜头前加一个偏振片可以增加透射光的强度参考答案：AC4.（单选）如图所示，是氢原子四个能级的示意图．当氢原子从n=4的能级跃迁到n=3的能级时，辐射出光子a．当氢原子从n=3的能级跃迁到n=2的能级时，辐射出光子b．则以下判断正确的是（）A．a光和b光由同一种介质射入空气中时a光更容易发生全反射B．光子a和光子b使同一种金属发生光电效应，由光子a照射产生的光电子的最大初动能大于光子b照射而产生的C．光子a的波长大于光子b的波长D．在真空中光子a的传播速度大于光子b的传播速度参考答案：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：能级间跃迁辐射光子的能量等于能级之差，根据能极差的大小比较光子能量，从而比较出光子的频率．频率大，波长小，波长越长，越容易发生衍射．频率大，折射率大，根据v=比较在介质中的速度大小．当入射光的频率大于金属的极限频率时，发生光电效应．解答：解：A、氢原子从n=4的能级跃迁到n=3的能级的能极差小于从n=3的能级跃迁到n=2的能级时的能极差，根据Em﹣En=hγ，知，光子a的能量小于光子b的能量．所以a光的频率小于b光的频率，则a光和b光由同一种介质射入空气中时b光更容易发生全反射，故A错误．B、光子a和光子b使同一种金属发生光电效应，光子a的能量小于光子b的能量．由光子a照射产生的光电子的最大初动能小于光子b照射而产生的．故B错误；C、光子a的频率小于光子b的频率，所以b的频率大，波长小，故C正确；D、在真空中光子a的传播速度等于光子b的传播速度，故D错误；故选：C．点评：解决本题的突破口是比较出光子a和光子b的频率大小，从而得知折射率、在介质中速度等大小关系．5.如图甲所示，一个质量为m的圆环套在一根固定的水平长直杆上，环与杆间的动摩擦因数为μ.现给环一个向右的初速度v0，同时对环加一个竖直向上的作用力F，并使F的大小随v的大小变化，两者的关系为F＝kv，其中k为常数，则环在运动过程中的速度图象可能是图乙中的()参考答案：ABD二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.P、Q是一列简谐横波中的两质点，已知P离振源较近，P、Q两点的平衡位置相距15m（小于一个波长），各自的振动图象如图所示。此列波的波速为

m/s。参考答案：7.如题12B-1图所示的装置，弹簧振子的固有频率是4Hz。现匀速转动把手，给弹簧振子以周期性的驱动力，测得弹簧振子振动达到稳定时的频率为1Hz，则把手转动的频率为___▲____。（A）1Hz（B）3Hz（C）4Hz（D）5Hz参考答案：A)受迫振动的频率等于驱动力的频率，f=1hz，故A对；B、C、D错。

8.（单选）气体内能是所有气体分子热运动动能和势能的总和，其大小与气体的状态有关，分子热运动的平均动能与分子间势能分别取决于气体的()A.温度与体积

B．体积和压强

C.温度和压强

D．压强和温度参考答案：A9.氢原子的能级图如图所示，一群处于n=4能级的氢原子向较低能级跃迁,能产生

▲

种不同频率的光子，其中频率最大的光子是从n=4的能级向n=

▲

的能级跃迁所产生的。参考答案：6110.在白炽灯照射下，从用手指捏紧的两块玻璃板的表面能看到彩色条纹，这是光的______现象；通过两根并在一起的铅笔狭缝去观察发光的白炽灯，也会看到彩色条纹，这是光的______现象。参考答案：干涉，衍射11.设地球半径为R，地球表面的重力加速度为g，地球自转角速度为，则沿地球表面运行的人造地球卫星的周期为________；某地球同步通讯卫星离地面的高度H为_________．参考答案：2π，解析：由mg=mR，解得沿地球表面运行的人造地球卫星的周期为T=2π。地球同步通讯卫星，绕地球转动的角速度为ω，由G=mrω，r=R+H，GM/R2=g联立解得H=。12.某研究性学习小组进行了如下实验：如图所示，在一端封闭的光滑细玻璃管中注满清水，水中放一个红蜡块做成的小圆柱体R。将玻璃管的开口端用胶塞塞紧后竖直倒置且与y轴重合，在R从坐标原点以速度υ0=3cm/s匀速上浮的同时，玻璃管沿x轴正方向做初速度为零的匀加速直线运动。同学们测出某时刻R的坐标为（4，6），此时R的速度大小为

cm/s。R在上升过程中的运动轨迹，在如图所示的坐标系中（单位：cm）对应的轨迹方程为

。(R视为质点)参考答案：5cm/s

y2=9χ13.（2）.(6分)某课外活动小组利用力传感器和位移传感器进一步探究变力作用下的“动能定理”．如图所示，他们用力传感器通过定滑轮直接拉固定在小车上的细绳，测出拉力F；用位移传感器测出小车的位移s和瞬时速度v.已知小车质量为200g.A．某次实验得出拉力F随位移s变化规律如图甲所示，速度v随位移s变化规律如图乙所示，数据如表格．利用所得的F－s图象，求出s＝0.30m到0.52m过程中变力F做功W＝________J，此过程动能的变化ΔEk＝________J(保留2位有效数字)．

B．指出下列情况可减小实验误差的操作是________．(填选项前的字母，可能不止一个选项)A．使拉力F要远小于小车的重力B．实验时要先平衡摩擦力C．要使细绳与滑板表面平行参考答案：W＝__0.18__J，ΔEk＝____0.17__J(保留2位有效数字)．___BC__三、简答题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.将下图中的电磁铁连入你设计的电路中（在方框内完成），要求：A．电路能改变电磁铁磁性的强弱；B．使小磁针静止时如图所示。参考答案：（图略）要求画出电源和滑动变阻器，注意电源的正负极。15.（6分）小明在有关媒体上看到了由于出气孔堵塞，致使高压锅爆炸的报道后，给厂家提出了一个增加易熔片（熔点较低的合金材料）的改进建议。现在生产的高压锅已普遍增加了含有易熔片的出气孔（如图所示），试说明小明建议的物理道理。参考答案：高压锅一旦安全阀失效，锅内气压过大，锅内温度也随之升高，当温度达到易熔片的熔点时，再继续加热易熔片就会熔化，锅内气体便从放气孔喷出，使锅内气压减小，从而防止爆炸事故发生。四、计算题：本题共3小题，共计47分16.如图（a）所示的xOy平面处于匀强电场中，电场方向与X轴平行，电场强度E随时间t变化的周期为T，变化图线如图（b）所示，E为+E0时电场强度的方向沿x轴正方向．有一带正电的粒子P，在某一时刻t0以某一速度v沿Y轴正方向自坐标原点0射入电场，粒子P经过时间T到达的点记为A（A点在图中未画出）．若to=0，则OA连线与Y轴正方向夹角为45°，不计粒子重力：（1）求粒子的比荷；（2）若t0=，求A点的坐标；（3）若t0=，求粒子到达A点时的速度．参考答案：解：（1）粒子在t0=0时刻射入电场，粒子沿y轴方向匀速运动，位移大小为：

y=vT

粒子沿x轴方向在0～内做初速度为零的匀加速运动，位移为x1，末速度为v1，则：

v1=a

粒子沿x轴方向在～T内做匀减速运动，位移为x2，则：

粒子沿x轴方向的总位移为x，则：

x=x1+x2

粒子只受到电场力作用，由牛顿第二定律得：

qE=ma

由题意OA与y轴正方向夹角为45°，则：y=x

解得：（2）粒子在t0=时刻射入电场，粒子沿y轴方向匀速运动，位移大小为：

y=vT

粒子沿x轴方向在～内做初速度为零的匀加速运动，位移为x3，末速度为v2，则：

v2=a

粒子沿x轴方向在～T内做匀变速运动，位移为x4，末速度为v3，则：

粒子沿x轴方向在T～内做匀变速运动，位移为x5，则：

粒子沿x轴的总位移为x′，则：

x′=x3+x4+x5解得：x’=0

则A点的坐标为（0，vT）（3）粒子在t0=时刻射入电场，粒子沿y轴方向匀速运动，速度不变；沿x轴方向在～内做初速度为零的匀加速运动，末速度为v4，则：

v4=a

粒子沿x轴方向在～T内做匀变速运动，末速度为v5，则：

粒子沿x轴方向在T～内做匀变速运动，末速度为v6，则：

解得：v6=0

则：粒子通过A点的速度为v．答：（1）求粒子的比荷为．（2）若t0=，A点的坐标为（0，vT）．（3）若t0=，粒子到达A点时的速度为v．【考点】带电粒子在匀强电场中的运动；匀变速直线运动规律的综合运用．【分析】（1）由于带电粒子在x轴上受到的是方向交替变化的力，而y轴方向不受力，所以带电粒子的运动情况比较杂．y轴方向一直做匀速直线运动，而x轴上从t0=0出发的粒子先做匀加速运动，后做匀减速，则经过Tvx=0，把xy方向的分位移分别求出来，根据合位移与y轴夹角为45°，联立求得粒子的比荷．（2）从时刻出发的粒子，按同样的道理分段分别求出x、y方向上的位移，从而就能知道A点的坐标．（3）从时刻出发的粒子，在x轴方向上先经时刻匀加速，在经过时间的匀减速至零．再反方向匀加速至某一值，再正方向减速至零．则粒子的速度只有y轴方向的速度了，即合速度为v．17.如图所示的xOy坐标系中，y轴右侧空间存在范围足够大的匀强磁场，方向垂直于xOy平面向里．P点的坐标为（﹣L，0），M1、M2两点的坐标分别为（0，L）、（0，﹣L）．质量为m，电荷量为q的带负电粒子A1，靠近极板经过加速电压为U的电场静止加速后，沿PM1方向运动．有一质量也为m、不带电的粒子A2静止在M1点，粒子A1经过M1点时与A2发生碰撞，碰后粘在一起成为一个新粒子A3进入磁场（碰撞前后质量守恒、电荷量守恒），通过磁场后直接到达M2，在坐标为（﹣L，0）处的C点固定一平行于y轴放置绝缘弹性挡板，C为挡板中点．假设带电粒子与弹性绝缘挡板碰撞前后，沿y方向分速度不变，沿x方向分速度大小不变、方向相反．不计所有粒子的重力及粒子间的相互作用力．（1）粒子A1与A2碰后瞬间的速度大小．（2）磁感应强度的大小．（3）若粒子A2带负电，且电荷量为q'，发现粒子A3与挡板碰撞两次，能返回到P点，求粒子A2的电荷量q'．参考答案：解：（1）粒子A1经电压U加速：与静止的A2发生碰撞，由动量守恒定律：mv=2mv3联立可得：v3=（2）粒子A3在磁场中做匀速圆周运动，画出运动轨迹如图所示

由几何关系可知粒子A3做匀速圆周运动的半径r3=O3M1=对粒子A3，洛仑兹力提供向心力：从而求得：B=（3）若让A2带上负电q′，由于总的电荷量变大，则A3粒子在磁场中做匀速圆周运动的半径减小设为r4，由题设画出粒子的运动轨迹如图所示，进入磁场的方向与PM1平行，每次在磁场中偏转一次，沿y轴的负方向下移距离：离开磁场的方向与M2P平行．从磁场出来与C板碰撞再进入磁场时，粒子沿y轴正方向上移的距离：由题意经过两次与C板碰撞后回到P点，则有：

3△y1﹣2△y2=2L联立以上两式可得：而对粒子A3做匀速圆周运动时有：联立以上可得：q′=4q答：（1）粒子A1与A2碰后瞬间的速度大小为．（2）磁感应强度的大小为．（3）若粒子A2带负电，且电荷量为q'，发现粒子A3与挡板碰撞两次，能返回到P点，则粒子A2的电荷量q'为4q．【考点】带电粒子在匀强磁场中的运动．【分析】（1）粒子A1经电场加速，由动能定理可以求出碰前的速度v，碰撞前后动量守恒，就能求出粒子A1与A2碰后瞬间的速度大小．（2）粒子A3在磁场中做匀速圆周运动直接到达M2点，由几何关系求出A3做匀速圆周运动的半径，由洛仑兹力提供向心力就能求出磁感应强度的大小．（3）碰后由于总电量增大，则粒子A3在磁场中做匀速圆周运动的半径r4减小，但离开磁场后恰能与C板碰撞两次又回到P点．由粒子做匀速圆周运动和碰撞的对称性，画出粒子的轨迹，由几何关系求出粒子做匀速圆周运动的半径r4，由洛仑兹力提供向心力就能求出A3的总电量，也就求出了A2的电量．18.(12分)