山西省太原市双良中学2022年高三物理上学期期末试卷含解析

山西省太原市双良中学2022年高三物理上学期期末试卷含解析一、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.如图所示，一理想变压器的原线圈匝数为=1000匝，副线圈匝数为=200匝，电阻R=8．8，原线圈接入一电压的交流电源，电压表和电流表对电路的影响可忽略不计，则A．副线圈交变电流的频率是100HzB．t=ls时，电压表的示数为0C．电流表的示数为1AD．变压器的输入电功率为220W参考答案：CD由(V)可知，交流电源的频率为50Hz，变压器不改变交变电流的频率，选项A错误；t=1s时，电源电压的瞬时值为0，而电压表测的是电阻两端电压的有效值，由得，u2=44V,即电压表的示数是44V，故选项B错误；通过电阻R的电流是5A，电阻R消耗的电功率为220W，选项D正确；由得通过电流表的电流为1A，选项C正确。2.（多选）下列说法中正确的是（

）A．光电效应是原子核吸收光子向外释放电子的现象B．一群处于n=3能级激发态的氢原子，自发跃迁时能发出3种不同频率的光C．放射性元素发生一次β衰变，原子序数增加1D．汤姆生通过α粒子散射实验建立了原子的核式结构模型参考答案：BC3.（多选）一物体从某行星表面竖直向上抛出.从抛出瞬间开始计时，得到物体相对于抛出点的位移x与所用时间t的关系如图所示，以下说法中错误的是（

）A．物体上升的最大高度为16mB．8s末物体上升到最高点C．该行星表面的重力加速度大小为4m/s2D．物体抛出时的初速度大小为4m/s参考答案：BCD4.一质量为m的运动员托着质量为M的重物从下蹲状态（图甲）缓慢运动到站立状态（图乙），该过程重物和人的肩部相对位置不变，运动员保持乙状态站立△t时间后再将重物缓慢向上举，至双臂伸直（图丙）。甲到乙、乙到丙过程重物上升高度分别为h1、h2，经历的时间分别为t1、t2，则A.地面对运动员的冲量为(M+m)g(t1+t2+△t)，地面对运动员做的功为0B.地面对运动员的冲量为(M+m)g(t1+t2)，地面对运动员做的功为(M+m)g(h1+h2)C.运动员对重物的冲量为Mg(t1+t2+△t)，运动员对重物做的功为Mg(h1+h2)D.运动员对重物的冲量为Mg(t1+t2)，运动员对重物做的功为0参考答案：AC【详解】因运动员将重物缓慢上举，则可认为是平衡状态，地面对运动员的支持力为：(M+m)g，整个过程的时间为(t1+t2+△t)，根据I=Ft可知地面对运动员的冲量为(M+m)g(t1+t2+△t)；因地面对运动员的支持力没有位移，可知地面对运动员做的功为0，选项A正确，B错误；运动员对重物的作用力为Mg，作用时间为(t1+t2+△t)，根据I=Ft可知运动员对重物的冲量为Mg(t1+t2+△t)，重物的位移为(h1+h2)，根据W=Fs可知运动员对重物做的功为Mg(h1+h2)，选项C正确，D错误。5.下列说法正确的是A.

某放射性元素经过19天后，余下的该元素的质量为原来的，则该元素的半衰期为3.8天B.

a粒子散射实验说明原子核内部具有复杂结构C.

对放射性物质施加压力，其半衰期将减少D.

氢原子从定态n=3跃迁到定态n

=2，再跃迁到定态n=1,则后一次跃迁辐射的光子波长;比前一次的要短参考答案：二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.将一小球从高处水平抛出，最初2s内小球动能EK随时间t变化的图线如图所示，不计空气阻力，重力加速度g=10m/s2。根据图象信息可知，小球的质量为

▲

kg，小球的初速度为

▲

m/s，最初2s内重力对小球做功的平均功率为

▲

W。参考答案：0.125kg

m/s

12.5W

7.图1为验证牛顿第二定律的实验装置示意图。图中打点计时器的电源为50Hz的交流电源，打点的时间间隔用Δt表示。在小车质量未知的情况下，某同学设计了一种方法用来研究“在外力一定的条件下，物体的加速度与其质量间的关系”。（1）完成下列实验步骤中的填空：①平衡小车所受的阻力：小吊盘中不放物块，调整木板右端的高度，用手轻拨小车，直到打点计时器打出一系列________的点。②按住小车，在小吊盘中放入适当质量的物块，在小车中放入砝码。③打开打点计时器电源，释放小车，获得带有点列的纸袋，在纸袋上标出小车中砝码的质量m。④按住小车，改变小车中砝码的质量，重复步骤③。⑤在每条纸带上清晰的部分，没5个间隔标注一个计数点。测量相邻计数点的间距s1，s2，…。求出与不同m相对应的加速度a。⑥以砝码的质量m为横坐标1/a为纵坐标，在坐标纸上做出1/a-m关系图线。若加速度与小车和砝码的总质量成反比，则1/a与m处应成_________关系（填“线性”或“非线性”）。（2）完成下列填空：（ⅰ）本实验中，为了保证在改变小车中砝码的质量时，小车所受的拉力近似不变，小吊盘和盘中物块的质量之和应满足的条件是_______________________。（ⅱ）设纸带上三个相邻计数点的间距为s1、s2、s3。a可用s1、s3和Δt表示为a=__________。图2为用米尺测量某一纸带上的s1、s3的情况，由图可读出s1=__________mm，s3=__________。由此求得加速度的大小a=__________m/s2。（ⅲ）图3为所得实验图线的示意图。设图中直线的斜率为k，在纵轴上的截距为b，若牛顿定律成立，则小车受到的拉力为___________，小车的质量为___________。参考答案：（2(23.9～24.5)47.2(47.0～47.6)1.16(1.13～1.19)；8.摩托车手在水平地面转弯时为了保证安全，将身体及车身倾斜，车轮与地面间的动摩擦因数为μ，车手与车身总质量为M，转弯半径为R。为不产生侧滑，转弯时速度应不大于

；设转弯、不侧滑时的车速为v，则地面受到摩托车的作用力大小为

。参考答案：

由静摩擦力提供向心力可得，解得v=，地面受到摩托车的作用力为摩托车的重力与摩擦力的合力。9.质量为0.4kg的小球甲以速度3m/s沿光滑水平面向右运动，质量为4kg的小球乙以速度5m/s沿光滑水平面向左运动，它们相碰后，甲球以速度8m/s被弹回，求此时乙球的速度大小为

m/s，方向

。参考答案：3.9，水平向左10.如图所示，在平面直角中，有方向平行于坐标平面的匀强电场，已测得坐标原点处的电势为0V，点处的电势为6V,点处的电势为3V,那么电场强度的大小为E=

V/m，方向与X轴正方向的夹角为

。参考答案：200V/m

120011.一个质量为M=3kg的木板与一个轻弹簧相连，在木板的上方有一质量m为2kg的物块，若在物块上施加一竖直向下的外力F，此时木板和物块一起处于静止状态，如图所示。突然撤去外力，木板和物块一起向上运动0.2m时，物块恰好与木板分离，此时木板的速度为4m/s，则物块和木板分离时弹簧的弹力为________N，木板和物块一起向上运动，直至分离的过程中，弹簧弹力做的功为________J。参考答案：０

N；

５０

J。12.某兴趣小组在做“探究动能定理”的实验前，提出了以下几种猜想：①W∝v，②W∝v2，③W∝。他们的实验装置如下图所示，PQ为一块倾斜放置的木板，在Q处固定一个速度传感器，物块从斜面上某处由静止释放，物块到达Q点的速度大小由速度传感器测得。为探究动能定理，本实验还需测量的物理量是

；根据实验所测数据，为了直观地通过图象得到实验结论，应绘制

图象。参考答案：物块初始位置到测速器的距离L

L-v213.南北朝傅翕曾写下这样一首诗：“空手把锄头，步行骑水牛．人在桥上走，桥流水不流．”其中“桥流水不流”一句应理解成其选择的参考系是（）A．水B．桥C．人D．地面参考答案：A解：“桥流水不流”可以理解为“桥动水不动”，意思就是说桥在运动，水在静止．A、以水的参照物，则水就是静止的，而桥和水的位置发生了变化，则桥是运动的，与题意相符，故A正确；B、以桥为参照物，则桥是静止的，而水与桥的位置发生了变化，则水是运动的，与题意不符，故B错误；C、以人为参照物，因为人在桥上走，人与桥的位置发生了变化，桥是运动的，而水与人的位置也发生了变化，所以水也是运动的，与题意不符，故C错误；D、以地面为参照物，地面与桥的位置没有发生变化，桥是静止的，水与地面的位置发生了变化，所以水也是运动的，故D也是错误的．故选A．三、简答题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.（6分）一定质量的理想气体，在绝热膨胀过程中

①对外做功5J，则其内能（选填“增加”或“减少”）,

J.

②试从微观角度分析其压强变化情况。参考答案：答案：①减少，5；②气体体积增大，则单位体积内的分子数减少；内能减少，则温度降低，其分子运动的平均速率减小,则气体的压强减小。（4分要有四个要点各占1分；单位体积内的分子数减少；温度降低；分子运动的平均速率减小；气体的压强减小。）15.

(12分)(1)用简明的语言表述临界角的的定义：(2)玻璃和空所相接触。试画出入射角等于临界角时的光路图，并标明临界角。(3)当透明介质处在真空中时，根据临界角的定义导出透明介质的折射率n与临界角θc的关系式。

参考答案：解析：(1)光从光密介质射到光疏介质中，折射角为90°时的入射角叫做临界角(2)如图，θC为临界角。(3)用n表示透明介质的折射率，θC表示临界角，由折射定律

四、计算题：本题共3小题，共计47分16.如图所示，相距3L的AB、CD两直线间的区域存在着两个大小不同、方向相反的有界匀强电场，其中PT上方的电场I的场强方向竖直向下，PT下方的电场II的场强方向竖直向上，电场I的场强大小是电场Ⅱ的场强大小的两倍，在电场左边界AB上有点Q，PQ间距离为L。从某时刻起由Q以初速度v0沿水平方向垂直射入匀强电场的带电粒子，电量为+q、质量为m。通过PT上的某点R进入匀强电场I后从CD边上的M点水平射出，其轨迹如图，若PR两点的距离为2L。不计粒子的重力。试求：（1）匀强电场I的电场强度E的大小和MT之间的距离；（2）有一边长为a、由光滑弹性绝缘壁围成的正三角形容器，在其边界正中央开有一小孔S，将其置于CD右侧且紧挨CD边界，若从Q点射入的粒子经AB、CD间的电场从S孔水平射入容器中。欲使粒子在容器中与器壁多次垂直碰撞后仍能从S孔射出(粒子与绝缘壁碰撞时无机械能和电量损失)，并返回Q点，需在容器中现加上一个如图所示的匀强磁场，粒子运动的半径小于，求磁感应强度B的大小应满足的条件以及从Q出发再返回到Q所经历的时间。参考答案：解析：（1）设粒子经PT直线上的点R由E2电场进入E1电场，由Q到R及R到M点的时间分别为t2与t1，到达R时竖直速度为vy，则：由。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。（1）2L=v0t2

。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。（2）L=v0t1

。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。（3）

。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。（4）

。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。（5）上述三式联立解得：

。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。（6）17.甲乙两运动员在训练交接棒的过程中发现：甲经短距离加速后能保持9m/s的速度跑完全程；乙从起跑后到接棒前的运动是匀加速的，为了确定乙起跑的时机，需在接力区前适当的位置设置标记，在某次练习中，甲在接力区前S0=13.5m处作了标记，并以v=9m/s的速度跑到此标记时向乙发出起跑口令，乙在接力区的前端听到口令时起跑，并恰好在速度达到与甲相同时被甲追上，完成交接棒，已知接力区的长度为L=20m．求：（1）此次练习中乙在接棒前的加速度a．（2）在完成交接棒时乙离接力区末端的距离．参考答案：（2）在完成交接棒时乙离接力区末端的距离为6.5m．解：（1）设经过时间t，甲追上乙，则根据题意有vt﹣=vt=13.5将v=9代入得到：t=3s，再有：v=at解得：a=3m/s2即乙在接棒前的加速度为3m/s2．（2）在追上乙的时候，乙走的距离为s，则：s=代入数据得到s=13.5m．所以乙离接力区末端的距离为△s=20﹣13.5=6.5m．答：（1）此次练习中乙在接棒前的加速度为3m/s2．18.（10分）如图装置叫做离心节速器，它的工作原理和下述力学模型类似：在一根竖直硬质细杆的顶端O用铰链连接两根轻杆，轻杆的下端分别固定两个金属小球。当发动机带动竖直硬质细杆转动时，两个金属球可在水平面上做匀速圆周运动，如图所示。设与金属球连接