2022-2023学年福建省泉州市美发中学高三物理期末试题含解析

2022-2023学年福建省泉州市美发中学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.（选修3—5模块）如图所示为康普顿效应示意图，光子与一个静止的电子发生碰撞，图中标出了碰撞后电子的运动方向。设碰前光子频率为v，碰后为v′，则关于光子碰后的运动方向和频率的说法中正确的是

（

）

A．可能沿图中①方向

B．可能沿图中②方向

C．v=v′

D．v<v′参考答案：答案：B2.下列说法中正确的是

A．在真空、高温条件下，可以利用分子扩散向半导体材料掺入其他元素B．单晶体有固定的熔点，多晶体和非晶体没有固定的熔点C．第二类永动机不可能制成是因为它违反了能量守恒定律D．小昆虫能在水面上自由来往而不陷入水中靠的是液体表面张力的作用参考答案：3.喜庆日子，室外经常使用巨大的红色气球来烘托气氛。在晴朗的夏日，对密闭在红色气球内的气体随着外界温度的升高，下列说法中正确的是A．吸收热量，气体对外做功，内能不变B．吸收热量，气体对外做功，内能增加C．气体密度增加，分子平均动能增加D．气体密度不变，气体压强不变参考答案：B4.（单选题）气象研究小组用图示简易装置测定水平风速。在水平地面上竖直固定一直杆，半径为R、质量为m的薄空心塑料球用细线悬于杆顶端O，当水平风吹来时，球在风力的作用下飘起来．已知风力大小正比于风速和球正对风的截面积，当风速v0=3m/s时，测得球平衡时细线与竖直方向的夹角θ=30°。则(

)A．θ=60°时，风速v=6m/sB．若风速增大到某一值时，θ可能等于90°C．若风速不变，换用半径变大、质量不变的球，则θ不变D．若风速不变，换用半径相等、质量变大的球，则θ减小参考答案：D5.如图一带电小球用丝线悬挂在水平方向的匀强电场中，当小球静止后把悬线烧断，则小球在电场中做A.

曲线运动B.

自由落体运动C.

变加速直线运动D.

沿着悬线延长线的匀加速直线运动参考答案：

答案：D二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.如图所示，质量相等的物体a和b，置于水平地面上，它们与

地面问的动摩擦因数相等，a、b间接触面光滑，在水平力F

作用下，一起沿水平地面匀速运动时，a、b间的作用力=_________,如果地面的动摩擦因数变小，两者一起沿水平地面作匀加速运动，则____（填“变大”或“变小”或“不变”）。参考答案：F/2（2分），不变（2分）7.如图所示，质量为m，横截面为直角三角形的物块ABC，，AB边靠在竖直墙面上，在垂直于斜面的推力F作用下，物块处于静止状态，则物块受到墙面的弹力大小为_________；摩擦力大小为_________。

参考答案：

答案：，8.质量M=500t的机车，以恒定的功率从静止出发，经过时间t=5min在水平路面上行驶了s=2.25km，速度达到了最大值vm=54km/h，则机车的功率为3.75×105W，机车运动中受到的平均阻力为2.5×104N．参考答案：考点：功率、平均功率和瞬时功率．专题：功率的计算专题．分析：汽车达到速度最大时做匀速直线运动，牵引力做功为W=Pt，运用动能定理求解机车的功率P．根据匀速直线运动时的速度和功率，由P=Fv求出此时牵引力，即可得到阻力．解答：解：机车的最大速度为vm=54km/h=15m/s．以机车为研究对象，机车从静止出发至达速度最大值过程，根据动能定理得

Pt﹣fx=当机车达到最大速度时P=Fvm=fvm由以上两式得P=3.75×105W机车匀速运动时，阻力为f=F==2.5×104N故答案为：3.75×105；2.5×104点评：本题关键要清楚汽车启动的运动过程和物理量的变化，能够运用动能定理和牛顿第二定律解决问题．9.直角玻璃三棱镜的截面如图所示，一条光线从AB面入射，ab为其折射光线，ab与AB面的夹角=60°．已知这种玻璃的折射率n=，则：①这条光线在AB面上的的入射角为

；②图中光线ab

（填“能”或“不能”）从AC面折射出去．参考答案：①45°(2分)

②不能10.原长为16cm的轻质弹簧，当甲、乙两人同时用100N的力由两端反向拉时，弹簧长度变为18cm；若将弹簧一端固定在墙上，另一端由甲一人用200N的拉，这时弹簧长度变为__________cm，此弹簧的劲度系数为___________N/m．参考答案：20

___

5000

_11.如图所示，由导热材料制成的气缸和活塞将一定质量的理想气体封闭在气缸内，活塞与气缸壁之间无摩擦，活塞上方存有少量液体，将一细管插入液体，利用虹吸现象，使活塞上方液体缓慢流出，在此过程中，大气压强与外界的温度均保持不变，下列各个描述理想气体状态变化的图像中与上述过程相符合的是

图，该过程为

过程（选填“吸热”、“放热”或“绝热”）参考答案：D

吸热气体做等温变化，随着压强减小，气体体积增大。A、B图中温度都是变化的；等温情况下，PV＝C，P－1/V图象是一条过原点的直线，所以D图正确。该过程中，体积增大，气体对外界做功，W＜0，等温变化，所以Q＞0，气体要吸收热量。12.某同学利用验证牛顿第二定律的实验装置来验证动能定理。在一端带滑轮的长木板上固定放置两个光电门，其中光电门乙固定在靠近滑轮处，光电门甲的位置可移动。与两个光电门都相连的计时器可以显示出遮光片从光电门甲至乙所用的时间。改变光电门甲的位置进行多次测量，每次都使小车上的遮光片从紧靠光电门甲处由静止开始运动，用米尺测量甲、乙之间的距离s，并记下相应的时间t。测得小车的质量为M，钩码的质量为m，并满足M远远大于m。则：外力对小车做功为W=

，小车动能的增量为△EK=

。（用题中的字母表示）为减小实验误差，你认为实验操作之前必须进行的操作是：

。参考答案：13.某同学将力传感器固定在小车上，然后把绳的一端固定在传感器拉钩上，用来测量绳对小车的拉力，探究在小车及传感器总质量不变时加速度跟它们所受拉力的关系，根据所测数据在坐标系中作出了如图所示的a－F图象．(1)本实验中是否需要砂和桶的总质量远小于小车和传感器的总质量________(填“是”或“否”)；(2)由图象求出小车和传感器的总质量为________kg.（保留1位有效数字）参考答案：

否

，

1

kg

三、简答题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.内表面只反射而不吸收光的圆筒内有一半径为R的黑球，距球心为2R处有一点光源S，球心O和光源S皆在圆筒轴线上，如图所示．若使点光源向右半边发出的光最后全被黑球吸收，则筒的内半径r最大为多少？参考答案：自S作球的切线S?，并画出S经管壁反射形成的虚像点，及由画出球面的切线N，如图1所示，由图可看出，只要和之间有一夹角，则筒壁对从S向右的光线的反射光线就有一部分进入球的右方，不会完全落在球上被吸收．由图可看出，如果r的大小恰能使与重合，如图2，则r?就是题所要求的筒的内半径的最大值．这时SM与MN的交点到球心的距离MO就是所要求的筒的半径r．由图2可得??????????

（1）由几何关系可知

（2）由（1）、（2）式得

（3）15.（10分）如图所示，气缸放置在水平台上，活塞质量为5kg，面积为25cm2，厚度不计，气缸全长25cm，大气压强为1×105pa，当温度为27℃时，活塞封闭的气柱长10cm，若保持气体温度不变，将气缸缓慢竖起倒置．g取10m/s2．

（1）气缸倒置过程中，下列说法正确的是__________A．单位时间内气缸单位面积上气体分子撞击次数增多B．单位时间内气缸单位面积上气体分子撞击次数减少C．吸收热量，对外做功D．外界气体对缸内气体做功，放出热量（2）求气缸倒置后气柱长度；（3）气缸倒置后，温度升至多高时，活塞刚好接触平台(活塞摩擦不计)?参考答案：(1)BC(2)15cm(3)227℃四、计算题：本题共3小题，共计47分16.如图所示，AO是具有一定质量的均匀细杆，可绕O轴在竖直平面内自由转动.细杆上的P点与放在水平桌面上的圆柱体接触，圆柱体靠在竖直的挡板上而保持平衡.已知杆与水平面的夹角，球的重力大小为G，竖直挡板对球的压力大小为，各处摩擦都不计，

试回答下列问题：

（1）作出圆柱体的受力分析图；

（2）通过计算求出均匀细杆AO对圆柱体的作用力大小和水平地面对圆柱体的作用力大小.

参考答案：（1）对圆柱体进行受力分析，受力分析图如图所示，其中N1、N2、N3分别为桌面、挡板、细杆对圆柱体的弹力.（4分）

（2）已知竖直挡板对球的弹力大小

根据平衡关系：，（2分）

（1分）

竖直方向的平衡关系为

（2分）将数据代入得，.（1分）

17.如图，AB是水平光化轨道，BC是与AB相切的位于竖直平面内、半径R=0.4m的半圆形光滑轨道，两个小球MN间有压缩的轻短弹簧，整体锁定静止在轨道AB上（两小球与弹簧端接触但不栓接）．某时刻解除锁定，两小球被弹开，此后N小球恰能沿半圆形轨道通过其最高点C．已知M、N的质量分别为0.1kg和0.2kg，g=10m/s2，小球可视为质点．求：（1）小球恰好通过C点时的速度大小（2）小球N从最高点平抛后落到AB轨道上的D点到B点的距离（3）刚过轨道B点时受到圆轨道的支持力大小（4）解除锁定前，弹簧的弹性势能．参考答案：解：（1）由题意可知，小球在最高点C时，只有重力提供向心力，所以有：mg=m得：vC===2m/s（2）小球过C点后做平抛运动，则有：t====0.4sD点到B点的距离为：SDB=vCt=2×0.4m=0.8m（3）小球N由B到C满足机械能守恒定律，则有：+2mgR=代入数据解得：vB=2m/s由圆周运动的规律可知：N﹣mg=m代入数据解得：N=12N（4）弹簧解锁过程中，M、N组成的系统动量守恒，取向右为正方向，由动量守恒定律得：mNvB﹣mMvM=0代入数据得：vM=4m/s由能量守恒定律可知：Ep=mNvB2+mMvM2．代入数据解得：Ep=6J答：（1）小球恰好通过C点时的速度大小是2m/s．（2）小球N从最高点平抛后落到AB轨道上的D点到B点的距离是0.8m．（3）刚过轨道B点时受到圆轨道的支持力大小是12N．（4）解除锁定前，弹簧的弹性势能是6J．【分析】（1）N小球恰能沿半圆形轨道通过其最高点C，由重力充当向心力，由牛顿第二定律和向心力公式结合求小球恰好通过C点时的速度．（2）小球N离开C点后做平抛运动，由分运动的规律求出落地点D点到B点的距离．（3）小球N从B运动到C的过程，遵守机械能守恒，由机械能守恒定律求得小球N通过B点时的速度．在B点，由合力提供向心力，由牛顿第二定律求轨道对小球N的支持力．（4）解除锁定弹簧的过程，由动量守恒定律和能量守恒定律结合求弹簧的弹性势能．18.(14分)如图所示，水平放置的平行板电容器，原来两板不带电，上极板接地，它的极板长，两板间距离d=0．40cm，有一束相同的带电微粒以相同的初速度先后从两板中央平行极板射入，由于重力作用微粒能落到下扳上，微粒所带电荷立即转移到下极扳且均匀分布在下极板上。设前一微粒落到F极板上时后一微粒才能开始射入两极板间已知微粒质量为，电量，电容器电容为，取。求：(计算结果保留两位有效数字)(1)为使第一个微粒恰能落到下板的中点，求微粒入射的初速度。(2)若带电微粒以第一问中初速度入射，则平行板电容器所获得的电压最大值是多少？(3)在上问中，最多能有多少个带电微粒落到下极板上？

参考答案：解析：（1）粒子