2021-2022学年广西壮族自治区玉林市陆川县第二中学高三物理下学期期末试题含解析

2021-2022学年广西壮族自治区玉林市陆川县第二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.卫星电话在抢险救灾中能发挥重要作用．第一代、第二代海事卫星只使用地球同步卫星，不能覆盖地球上的高纬度地区．第三代海事卫星采用地球同步卫星和中轨道卫星结合的方案，它由4颗同步卫星与12颗中轨道卫星构成．中轨道卫星高度为10354千米，分布在几个轨道平面上(与赤道平面有一定的夹角)，在这个高度上，卫星沿轨道旋转一周的时间为6小时．则下列判断正确的是（

）A．中轨道卫星的线速度小于地球同步卫星B．中轨道卫星的角速度小于地球同步卫星C．在中轨道卫星经过地面某点正上方的一天后，该卫星仍在地面该点的正上方D．如果某一时刻中轨道卫星、地球同步卫星与地球的球心在同一直线上，那么经过6小时它们仍在同一直线上参考答案：C2.下列说法中正确的是

▲

A．光电效应现象说明光具有粒子性B．普朗克在研究黑体辐射问题时提出了能量子假说

C．玻尔建立了量子理论，成功解释了各种原子发光现象D．运动的宏观物体也具有波动性，其速度越大物质波的波长越大参考答案：AB3.（单选）如图甲所示，Q1、Q2为两个被固定的点电荷，其中Q1带负电，a、b两点在它们连线的延长线上.现有一带负电的粒子以一定的初速度沿直线从a点开始经b点向远处运动（粒子只受电场力作用），粒子经过a、b两点时的速度分别为va、vb，其速度图象如图乙所示.以下说法中正确的是

A．Q2一定带负电B．Q2的电量一定大于Q1的电量C．b点的电场强度一定为零D．整个运动过程中，粒子的电势能先增大后减小参考答案：CD4.2011年8月18日，我国第一台自行设计、自主集成研制的“蛟龙号”载人潜水器完成5000米级海试回国。“蛟龙号”采用常用的“深潜器无动力下潜上浮技术”。潜水器两侧配备4块压载铁，重量可以根据不同深度与要求调整。当潜水器两侧配备4块压载铁时，潜水器下潜一定深度后按恒定速度下潜；当潜水器到达一定深度时，可操作抛载其中2块压载铁，使潜水器悬停在指定深度上实现作业，包括航行、拍照、取样等；当任务完成，再抛弃另外2块压载铁，使潜水器上浮，到达水面，设潜水器在水中受到的阻力与速度的平方成正比，潜水器受到的浮力恒定，下列说法正确的是A．潜水器两侧配备4块压载铁时，向下做匀加速运动B．潜水器两侧配备4块压载铁时，先向下做加速度逐渐减小的加速运动，然后做匀速运动C．潜水器抛弃其中2块压载铁时，潜水器将做加速度逐渐减小的减速运动D．潜水器抛弃所有压载铁后，将向上做匀加速运动参考答案：BC5.两个点电荷的质量分别为m1,m2,带异种电荷，电荷量分别为Q1,Q2，相距为d，在库伦力的作用下（不计万有引力）各自绕他们连线上的某一固定点，在同一水平面内做匀速圆周运动，已知m1的动能为Ek，则m2的动能为（

）A.

B.

C.

D.参考答案：B二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.如图所示，质量为m的小球A以速率v0向右运动时跟静止的小球B发生碰撞，碰后A球以的速率反向弹回，而B球以的速率向右运动，则B的质量mB=_______；碰撞过程中，B对A做功为

。参考答案：4.5m

-3mv02/8

动量守恒：；动能定理：。7.有A、B两球在光滑水平面上沿着一条直线运动，它们发生碰撞后粘在一起，已知碰前两球的动量分别为PA=20kg·m/s和PB=15kg·m/s，碰撞后B球的动量改变了ΔPB=－10kg·m/s，则碰撞后A球的动量为PA′=__________kg·m/s，碰撞前两球的速度大小之比vA∶vB=__________。参考答案：30，8.氢原子第n能级的能量为En=，其中E1为基态能量．当氢原子由第5能级跃迁到第3能级时，发出光子的频率为；若氢原子由第3能级跃迁到基态，发出光子的频率为，则=

。参考答案：9.如图所示是用频闪照相的方法拍到的一个弹簧振子的振动情况，甲图是振子静止在平衡位置的照片，乙图是振子被拉伸到左侧距平衡位置20cm处，放手后向右运动周期的频闪照片，已知频闪的频率为10Hz，则振子的振动周期为T＝________s，而在t=T/12时刻振子的位置坐标________15cm。（选填“大于”、“小于”或“等于”）。参考答案：1.2

大于10.氢原子的能级图如图所示，普朗克常量h=6.6X10-34J?s。处于n=6能级的氢原子,其能量为_____eV；大量处于n=4能级的氢原子，发出光的最大波长为______m。(计算结果保留两位有效数字。）参考答案：

(1).

(2).解：由公式：，即；波长最长即光子的能量最小，所以氢原子从n=4跃迁到n=3，由公式：即所以。11.某同学利用竖直上抛小球的频闪照片验证机械能守恒定律．频闪仪每隔0.05s闪光一次，如图中所标数据为实际距离，该同学通过计算得到不同时刻的速度如下表（当地重力加速度取10m/s2，小球质量m=0.2kg，结果保留三位有效数字）：时刻t2t3t4t5速度（m/s）5.595.084.58

（1）由频闪照片上的数据计算t5时刻小球的速度v5=

m/s．（2）从t2到t5时间内，重力势能增量△Ep=

J，动能减少量△Ek=

J．（3）在误差允许的范围内，若△Ep与△Ek近似相等，从而验证了机械能守恒定律．由上述计算得△Ep

△Ek（选填“＞”“＜”或“=”），造成这种结果的主要原因是

．参考答案：解：（1）在匀变速直线运动中，中间时刻的瞬时速度等于该过程中的平均速度，所以有：v5==4.08m/s（2）根据重力做功和重力势能的关系有：△Ep=mg（h2+h3+h4）=0.2×10×（26.68+24.16+21.66）×10﹣2J=1.45J在匀变速直线运动中，中间时刻的瞬时速度等于该过程中的平均速度，所以有：v2==5.59m/s△Ek=m（v22﹣v52）=×0.2×[（5.59）2﹣（4.08）2]J=1.46J．（3）由上述计算得△Ep＜△Ek，由于纸带和打点计时器的摩擦以及空气阻力的存在，导致动能减小量没有全部转化为重力势能．故答案为：（1）4.08．（2）1.45，1.46（3）＜，由于纸带和打点计时器的摩擦以及空气阻力的存在．12.某热机在工作中从高温热库吸收了8×106kJ的热量，同时有2×106kJ的热量排放给了低温热库(冷凝器或大气），则在工作中该热机对外做了

kJ的功，热机的效率％．参考答案：

6×106

；

75

13.如图甲所示，利用打点计时器测量小车沿斜面下滑时所受阻力的示意图，小车拖在斜面上下滑时，打出的一段纸带如图乙所示，其中O为小车开始运动时打出的点。设在斜面上运动时所受阻力恒定。(1)已知打点计时器使用的交流电频率为50Hz，则小车下滑的加速度α=

▲

m/s2，打E点时小车速度=

▲

m/s（均取两位有效数字）。(2)为了求出小车在下滑过程中所受的阻力，可运用牛顿运动定律或动能定理求解，在这两种方案中除知道小车下滑的加速度a、打E点时速度、小车质量m、重力加速度g外，利用米尺还需要测量哪些物理量，列出阻力的表达式。方案一：需要测量的物理量

▲

，阻力的表达式（用字母表示）

▲

；方案二：需要测量的物理量

▲

，阻力的表达式（用字母表示）

▲

。参考答案：量斜面的长度L和高度H,

(前1分,后2分)

方案二:测量斜面长度L和高度H,还有纸带上OE距离S,三、实验题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.如图1所示，一打点计时器固定在斜面上端，一小车拖着穿过打点计时器的纸带从斜面上匀加速直线滑下．由于实验者不小心将纸带弄成了三段，并把中间一段丢失了，如图2是打出的完整纸带中剩下的两段，这两段纸带是小车运动的最初和最后两段时间分别打出的纸带，已知打点计时器使用的交流电频率为50Hz，即图2每两个相邻计时点的时间间隔为0.02s，请根据图2给出的数据回答下列问题：（1）纸带的左端（选填“右端”或“左端，’）与小车相连；（2）根据匀变速直线运动的规律可求得：小车通过A点的瞬时速度热vA=1.36m/s，纸带上DE之间的距离xDE=8.23cm，小车的加速度a=3.88m/s2；（结果保留三位有效数字）（3）丢失的中间一段纸带上应该有3个计时点．参考答案：考点：测定匀变速直线运动的加速度．专题：实验题．分析：（1）小车做加速运动，所打点之间距离越来越大，由此可判断纸带的那端与小车相连；（2）根据匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度，可以求出打纸带上A点时小车的瞬时速度大小；根据匀变速直线运动中连续相等时间内的位移差为常数，即△x=aT2=常数，可以求出xDE的大小；根据匀变速直线运动的推论公式△x=aT2可以求出加速度的大小．解答：解：（1）由题意可知，小车做加速运动，计数点之间的距离越来越大，故小车与纸带的左侧相连．（2）根据匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度，可以求出打纸带上A点时小车的瞬时速度大小为：根据匀变速直线运动中连续相等时间内的位移差为常数，即△x=aT2=常数，有：xEF﹣xDE=xFG﹣xEF即8.85cm﹣xDE=9.47cm﹣8.85cmxDE=8.23cm由题意可知：△x=0.62cm为常数，根据△x=aT2可得：（3）匀变速直线运动连续相等时间内的位移之差：=0.62cm

①匀变速直线运动不连续相等时间内的位移之差：=8.23cm﹣6.36cm=1.87cm

②由①②两式可知：3△x=1.86cm所以丢失的中间一段纸带上应该有3个计数点．故答案为：（1）左端；（2）1.36；8.23；3.88；（3）3点评：本题考查了“探究匀变速直线运动”的实验中所需实验器材，以及利用匀变速直线的规律以及推论解答实验问题的能力，在平时练习中要加强基础知识的理解与应用，提高解决问题能力．15.（1）某研究小组的同学为了测量某一电阻RX的阻值，甲同学先用多用电表进行粗测．使用多用电表欧姆挡时，将选择开关置于合适的挡位后，必须先将两表笔短接，再进行欧姆调零，使指针指在欧姆刻度的“0”处．若该同学将选择旋钮在“×1”位置，指针在刻度盘上停留的位置如图甲所示，则所测量的值为18.0Ω．（2）为进一步精确测量该电阻，实验台上摆放有以下器材：A．电流表（量程15mA，内阻未知）B．电流表（量程0.6A，内阻未知）C．电阻箱（最大电阻99.99Ω）D．电阻箱（最大电阻999.9Ω）E．电源（电动势3V，内阻1Ω）F．单刀单掷开关2只G．导线若干乙同学设计的电路图如图乙所示，现按照如下实验步骤完成实验：①调节电阻箱，使电阻箱有合适的阻值R1，仅闭合S1，使电流表有较大的偏转且读数为I；②调节电阻箱，保持开关S1闭合，开关S2闭合，再次调节电阻箱的阻值为R2，使电流表读数仍为I．a．根据实验步骤和实验器材规格可知，电流表应选择A，电阻箱应选择D．（填器材前字母）b．根据实验步骤可知，待测电阻Rx=R2﹣R1（用题目所给测量数据表示）．（3）利用以上实验电路，闭合S2调节电阻箱R，可测量出电流表的内阻RA，丙同学通过调节电阻箱R，读出多组R和I值，作出了﹣R图象如图丙所示．若图象中纵轴截距为1A﹣1，则电流表内阻RA=2Ω．参考答案：解：（1）欧姆表使用前首先应进行欧姆调零，即将两表笔短接，调整欧姆调零旋钮使指针指在欧姆刻度的“0”处．所测量电阻的值为R=18.0×1Ω=18.0Ω．（2）根据闭合电路欧姆定律可知，通过待测电阻的最大电流为：=，所以电流表应选A；电路中需要的最大电阻应为：=，所以电阻箱应选D；（3）根据闭合电路欧姆定律，断开时有：E=I（Rx+R1+RA+r）①闭合时有：E=I（）②联立①②解得：（3）S闭合后，由闭合电路欧姆定律可知：E=I（）则有：=则可知图象的纵轴的交点为：=1解得：RA=2Ω；故答案为：（1）欧姆调零，18.0（2）A

D

R2﹣R1（3）2四、计算题：本题共3小题，共计47分16.在图复19-2中，半径为的圆柱形区域内有匀强磁场，磁场方向垂直纸面指向纸外，磁感应强度随时间均匀变化，变化率(为一正值常量),圆柱形区外空间没有磁场，沿图中弦的方向画一直线，并向外延长，弦与半径的夹角．直线上有一任意点，设该点与点的距离为，求从沿直线到该点的电动势的大小．

参考答案：由于圆柱形区域内存在变化磁场，在圆柱形区域内外空间中将产生涡旋电场，电场线为圆，圆心在圆柱轴线上，圆面与轴线垂直，如图中虚点线所示．在这样的电场中，沿任意半径方向移动电荷时，由于电场力与移动方向垂直，涡旋电场力做功为零，因此沿半径方向任意一段路径上的电动势均为零．1．任意点在磁场区域内：令为任意点（见图复解19-2-1），在图中连直线与。取闭合回路，可得回路电动势，式中，，分别为从到、从到、从到的电动势。由前面的分析可知，，故

（1）令的面积为，此面积上磁通量，由电磁感应定律，回路的电动势大小为

根据题给的条件有

（2）由图复解19-2-2可知

（3）由（1）、（2）、（3）式可得沿线段的电动势大小为

（4）

2．任意点在磁场区域外：令为任意点（见图复解19-2-2），。在图中连、。取闭合回路，设回路中电动势为，根据类似上面的讨论有

（5）对于回路，回路中磁通量等于回路所包围的磁场区的面积的磁通量，此面积为，通过它的磁通量。根据电磁感应定律可知回路中电动势的大小

（6）在图中连，令，则，于是

当时，，中有

于是得

（7）由（5）、（6）、（7）式可得沿线的电动势的大小为

（8）17.如图1所示，A、B、C、D为固定于竖直平面内的闭合绝缘轨道，AB段、CD段均为半径R＝1.6m的半圆，BC、AD段水平，AD=BC=8m。B、C之间的区域存在水平向右的有界匀强电场，场强E＝5×105V/m。质量为m=4×10-3kg、带电量q=+1×10-8C的小环套在轨道上。小环与轨道AD段的动摩擦因数为，与轨道其余部分的摩擦忽略不计。现使小环在D点获得沿轨道向左的初速度v0=4m/s，且在沿轨道AD段运动过程中始终受到方向竖直向上、大小随速度变化的力F（变化关系如图2）作用，小环第一次到A点时对半圆轨道刚好无压力。不计小环大小，g取10m/s2。求：（1）小环运动第一次到A时的速度多大？（2）小环第一次回到D点时速度多大？（3）小环经过若干次循环运动达到稳定运动状态，此时到达D点时速度应不小于多少？参考答案：.(1)6分

（2）6分

（