上海市民办新虹桥中学2022年高三物理期末试题含解析

上海市民办新虹桥中学2022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.（多选题）如图所示，左右边界分别为PP′、QQ′的匀强磁场的宽度为d，磁感应强度大小为B方向垂直纸面向里．一个质量为m、电荷量大小为q的微观粒子，沿与左边界PP′成θ=45°方向以速度v0垂直射入磁场．不计粒子重力，欲使粒子不从边界QQ′射出，v0的最大值可能是（）A． B． C． D．参考答案：AC【考点】带电粒子在匀强磁场中的运动．【分析】粒子在磁场中做匀速圆周运动，作出粒子恰好不从QQ′边界射出的临界轨迹图，然后求出粒子的临界轨道半径，应用牛顿第二定律求出临界速度．【解答】解：如果粒子带正电，粒子不从边界QQ′射出速度v0最大时运动轨迹如图所示：由几何知识得：r﹣rsin（90°﹣θ）=d，解得：r=（2+）d，粒子在磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，由牛顿第二定律得：qv0B=m，解得：v0=，故A正确；如果粒子带负电，粒子不从边界QQ′射出速度v0最大时运动轨迹如图所示：由几何知识得：r+rsin（90°﹣θ）=d，解得：r=（2﹣）d，粒子在磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，由牛顿第二定律得：qv0B=m，解得：v0=，故C正确；故选：AC．2.（多选题）下列说法正确的有

A．单摆的周期与振幅无关，仅与当地的重力加速度有关B．相对论认为时间和空间与物质的运动状态无关C．在干涉现象中，振动加强点的位移可能比减弱点的位移小D．声源与观察者相对靠近，观察者接收的频率大于声源的频率参考答案：CD3.如图所示，一质量不计，可上下自由移动的活塞将理想气体封闭在圆筒内，筒的侧壁为绝缘体，下底M及活塞D均为导体并按图连接，活塞面积S＝0.2cm2。闭合电键前，DM间距l1＝6μm，闭合电键后，活塞D与下底M分别带有等量异种电荷，并各自产生匀强电场（D与M间的电场为各自产生的电场的叠加）。在电场力作用下活塞D发生移动。稳定后，DM间距l2＝4μm，此时安培表读数为0.75A，伏特表读数为4V。（大气压强为1.0×105Pa，活塞移动前后气体温度不变，导线对活塞D的作用力不计）。以下说法正确的是[jf20]

（

）（A）稳定后，圆筒内气体的压强变为2.0×105Pa（B）稳定后，活塞D受到的电场力大小F＝1N（C）稳定后，活塞D所带电量q＝2×10-6C（D）一段时间后，安培表读数变为0.8A，伏特表读数变为4.2V，经分析可能是R2断路参考答案：BC4.下列属于电磁波的是（

）A．阴极射线

B．射线

C．射线

D．射线参考答案：D5.（多选题）如图，已知木块与水平地面之间的动摩擦因数μ=，在水平拉力F作用下木块以速度v做匀速直线运动．在拉力F沿逆时针方向转过60°的过程中木块始终以逨度v匀速运动，下列说法中正确的是（）A．F先增大再滅小 B．F先减小再增大C．F的功率逐渐减小 D．F的功率逐渐增大参考答案：BC【考点】功率、平均功率和瞬时功率；共点力平衡的条件及其应用．【分析】物体做匀速运动，根据受力分析，利用共点力平衡表示出拉力的大小，即可判断出拉力的大小，根据P=Fvcosθ求得功率的变化【解答】解：AB、物体始终做匀速运动，则有：Fcosθ﹣μ（mg﹣Fsinθ）=0，解得：=，当θ=30°时，拉力最小，故在拉力F沿逆时针方向转过60°的过程中，拉力先减小后增大，故A错误，B正确；CD、F的功率P=Fvcosθ=，随角度的增大，P减小，故C正确，D错误；故选：BC二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.(1)如图甲所示为某校兴趣小组通过电流传感器和计算机来测电源电动势和内阻实验电路，其中R0为定值，电阻R为可调节的电阻箱，电流传感器与计算机（未画出）相连，该小组成员通过实验记录下电阻箱的阻值R和相应的电流值I，通过变换坐标，经计算机拟合得到如图乙所示图象，则该图象选取了___为纵坐标，由图乙中图线可得到该电源的电动势为____V；(2)现由三个规格相同的小灯泡，标出值为“2.5V、0.6A”，每个小灯泡的I-U特性曲线如图丙所示，将它们与图甲中电源按图丁所示的电路相连，闭合开关后，A灯恰好正常发光，则电源的内阻r=_____Ω，图甲中定值电阻R0=__Ω．参考答案：

(1).

(2).4.5

(3).2.5

(4).2（1）由电路图可知，本实验采用电流表与电阻箱串联的方式进行实验，由闭合电路欧姆定律可知：

变形可得：故纵坐标应选取；

由图可知，图象的斜率；

解得：E=4.5V；r+R=4.5

（2）A灯泡正常发光，故电压为2.5V，电流I=0.6A；两并联灯泡电流I'=0.3A，则电压U’=0.5V；故路端电压U=2.5+0.5=3V；电流为0.6A；

由闭合电路欧姆定律可知：U=E-Ir

代入数据解得；

则可知R0=2Ω

点睛：本题考查测量电动势和内电阻的实验以及灯泡伏安特性曲线的应用，要注意明确闭合电路欧姆定律的应用，同时注意灯泡内阻随沉默温度的变化而变化，故只能根据图象分析对应的电压和电流，不能利用欧姆定律求解灯泡电阻．7.如图所示为氢原子的能级图，n为量子数。①在氢原子的核外电子由量子数为2的轨道跃迁到量子数为3的轨道的过程中，将______(填“吸收”、“放出”)光子。②若已知普朗克常量h=6.6×10－34J·S，某金属的逸出功为3.3eV，则该金属的极限频率_____________Hz。若一群处于量子数为3的激发态的氢原子在向基态跃迁过程中，有________种频率的光子能使该金属产生光电效应．参考答案：8.某实验小组的同学在进行“研究滑动摩擦力的大小与哪些因素有关”的实验中准备的实验器材有木块、木板、毛巾和砝码，在实验中设计的实验表格和实验数据记录如下表所示。实验序数接触面的材料正压力（N）滑动摩擦力（N）1木块与木板20.42木块与木板40.83木块与木板61.24木块与木板81.65木块与毛巾82.5（1）根据上面设计的表格可以知道该实验用的实验方法为________________.（2）分析比较实验序数为1、2、3、4的实验数据，可得出的实验结论为_____________________________________________________________________________________________.（3）分析比较实验序数为_________的两组实验数据，可得出的实验结论是：压力相同时，接触面越粗糙，滑动摩擦力越大.参考答案：（1）控制变量法（2）接触面相同时，滑动摩擦力大小与正压力大小成正比（3）4、5解析：根据上面设计的表格可以知道实验序数为1、2、3是保持接触面材料相同，研究滑动摩擦力大小与正压力大小关系；实验序数为4、5是保持压力相同，研究滑动摩擦力与接触面材料之间的关系。该实验用的实验方法为控制变量法；分析比较实验序数为1、2、3、4的实验数据，可得出的实验结论为接触面相同时，滑动摩擦力大小与正压力大小成正比。分析比较实验序数为4、5的两组实验数据，可得出的实验结论是：压力相同时，接触面越粗糙，滑动摩擦力越大。9.．已知地球自转周期为T，地球半径为R，引力常量为G，地球同步卫星离地面的高度约为地球半径的6倍，则地球同步卫星的速度大小为____________；地球的质量为___________。参考答案：，10.如图所示，边长为L=0.2m的正方形线框abcd处在匀强磁场中，线框的匝数为N=100匝，总电阻R=1Ω，磁场方向与线框平面的夹角θ=30°，磁感应强度的大小随时间变化的规律B=0.02+0.005t（T），则线框中感应电流的方向为

，t=16s时，ab边所受安培力的大小为

N。参考答案：

adcba

；

0.02

N。11.一行星绕某恒星做圆周运动。由天文观测可得其运行的周期为T、线速度的大小为v，已知引力常量为G，则行星运动的轨道半径为__________，恒星的质量为__________。参考答案：，12.登山运动员在登雪山时要注意防止紫外线的过度照射，尤其是眼睛更不能长时间被紫外线照射，否则将会严重地损坏视力。有人想利用薄膜干涉的原理设计一种能大大减小紫外线对眼睛的伤害的眼镜。他选用的薄膜材料的折射率为n=1.6，所要消除的紫外线的频率为7.5Hz。则该紫外线在薄膜材料中的波长为

▲

m；要减少紫外线进入人眼，该种眼镜上的镀膜的最少厚度为

▲

m.参考答案：2.5×10-7m(2分)

1.25×10-7m13.在“验证牛顿运动定律”实验中，所用的实验装置如图所示。在调整带滑轮木板的倾斜程度时，应使小车在不受牵引力时能拖动纸带沿木板匀速运动。小车的质量为M，盘和盘中重物的总质量为m，保持M不变，研究小车的加速度与力的关系时，在

条件下，mg近似等于小车运动时所受的拉力。实验中打出的一条纸带如下图所示，纸带上相邻两个计数点之间有四个实际点未画出，已知交流电频率为50HZ，AB=19.9mm，AC=49.9mm，AD=89.9mm，AE=139.8mm，则打该纸带时小车的加速度大小为

m/s2(保留两位有效数字)参考答案：m<<M，1.0三、简答题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.声波在空气中的传播速度为340m/s，在钢铁中的传播速度为4900m/s。一平直桥由钢铁制成，某同学用锤子敲击一铁桥的一端而发出声音，分别经空气和桥传到另一端的时间之差为1.00s。桥的长度为_______m，若该波在空气中的波长为λ，则它在钢铁中波长为λ的_______倍。参考答案：

(1).365

(2).试题分析：可以假设桥的长度，分别算出运动时间，结合题中的1s求桥长，在不同介质中传播时波的频率不会变化。点睛：本题考查了波的传播的问题，知道不同介质中波的传播速度不同，当传播是的频率不会发生变化。15.(6分)如图所示，己知平行玻璃砖的折射率，厚度为.入射光线以入射角60°射到玻璃砖的上表面，经玻璃砖折射从下表面射出，出射光线与入射光线平行，求两平行光线间距离。（结果可用根式表示）

参考答案：解析：作出光路如图

由折射定律得（2分）

所以r=30°（2分）

由图知

则AB—AC=d·tan30°=d

出射光线与入射光线间的距离是d（2分）四、计算题：本题共3小题，共计47分16.如图所示，在xOy平面的第一象限内，分布有沿x轴负方向的场强E=×104N/C的匀强电场，第四象限内分布有垂直纸面向里的磁感应强度B1=0.2T的匀强磁场，第二、三象限内分布有垂直纸面向里的磁感应强度B2的匀强磁场。在x轴上有一个垂直于y轴的平板OM，平板上开有一个小孔P，P处连接有一段长度d=lcm内径不计的准直管，管内由于静电屏蔽没有电场。y轴负方向上距O点cm的粒子源S可以向第四象限平面内各个方向发射a粒子，假设发射的a粒子速度大小v均为2×105m／s，此时有粒子通过准直管进入电场,打到平板和准直管管壁上的a粒子均被吸收。已知a粒子带正电，比荷为×l07C／kg，重力不计，求：(1)a粒子在第四象限的磁场中运动时的轨道半径和粒子从S到达P孔的时间；(2)除了通过准直管的a粒子外，为使其余a粒子都不能进入电场，平板OM的长度至少是多长？(3)经过准直管进入电场中运动的a粒子，第一次到达y轴的位置与O点的距离；(4)要使离开电场的a粒子能回到粒子源S处，磁感应强度B2应为多大？参考答案：解：（1）由

……………1分得m

……………

1分周期粒子从S到达P孔的时间s……2分(2)设平板的长度至少为L，粒子源距O点为h，由几何关系，有m

………4分(3)粒子进入电场后做类平抛运动，有x轴方向位移

………………1分y轴方向位移

………………1分加速度m/s2

………………

1分几何关系可得m……………1分所以，粒子到达y轴位置与o点的距离y’=y+d=0.07m

………………1分(4)设粒子在y轴射出电场的位置到粒子源S的距离为H，有H=y+h=(7+)×10-2m

………………1分设粒子在y轴射出电场的速度方向与y轴正方向夹角为θ，有Tanθ==1

θ=450……1分v’=若粒子离开电场经B2磁场偏转后直接回到离子源S处，则在B2磁场中圆周运动半径R=………………1分由

得B2=T

………………2分若粒子离开电场经B2磁场偏转后进入B1磁场偏转再回到离子源S处，则进入B1磁场的偏转半径

…1分在B2磁场中圆周运动半径同理得B2=T

…………

2分17.一定质量的理想气体体积V与热力学温度T的关系图象如图所示，气体在状态A时的压强p0=1.0×105Pa，线段AB与V轴平