河北省沧州市宋庄子中学2022年高三物理下学期期末试题含解析

河北省沧州市宋庄子中学2022年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.如图所示，M、N是组成电容器的两块水平放置的平行金属极板，M中间有一小孔。M、N分别接到电压恒定的电源上（图中未画出）。小孔正上方的A点与极板M相距h.与极板N相距3h.某时刻一质量为m、带电量为q的微粒从A点由静止下落，到达极板N时速度刚好为零（不计空气阻力，重力加速度为g．则A.带电微粒在M、N两极板间往复运动B.两极板间电场强度大小为C.若将M向下平移h/3，微粒仍从A点由静止下落，进入电场后速度为零的位置与N的距离为5/4hD.若将N向上平移h/3微粒仍从A由静止下落，进入电场后速度为零的位置与M的距离的5/4h参考答案：BD【详解】由于粒子在电场中和在电场外受到的力都是恒力不变，可知粒子将在点和下极板之间往复运动，选项A错误；由动能定理：，解得，选项B正确；若将M向下平移h/3，则板间场强变为，则当粒子为零时，由动能定理：，可知方程无解，选项C错误；若将N向上平移h/3，则板间场强变为，则当粒子为零时的位置与M极板相距，由动能定理：，解得，选项D正确；故选BD.2.如图所示，作用于O点的三个力平衡，设其中一个力大小为F1，沿-y方向。大小未知的力F2与+x方向夹角θ，下列说法正确的是（

）

A．力F3只可能在第二象限

B．力F3与F2夹角越小，则力F3与F2越小

C．F3的最小值为F1cosθ

D．力F3可能在第三象限的任意区参考答案：

答案：BD3.（单选）从长期来看，火星是一个可供人类移居的星球．假设有一天宇航员乘宇宙飞船登陆了火星，在火星上做自由落体实验，得到物体自由下落h所用的时间为t，设火星半径为R，据上述信息推断，宇宙飞船绕火星做圆周运动的周期不小于（）A．πtB．2πtC．πtD．πT参考答案：考点：万有引力定律及其应用．专题：万有引力定律的应用专题．分析：根据自由落体运动公式求解重力加速度，根据重力等于万有引力列式求解周期．解答：解：物体自由落体运动，设地球表面重力加速度为g，根据位移公式，有：h=gt2飞船做匀速圆周运动，则：mg=mR解得：T=πt故选：A．点评：本题考查自由落体运动知识与卫星匀速圆周运动知识综合应用，基础题目．4.如图所示，一小滑块沿足够长的斜面以初速度v向上做匀减速直线运动，依次经A，B，C，D到达最高点E，已知AB=BD=6m，BC=1m,滑块从A到C和从C到D所用的时间都是2s.设滑块经C时的速度为vc，则（

）A．滑块上滑过程中加速度的大小为0.5m/s2B．vc=6m/sC．DE=3mD．从Ｄ到E所用时间为4s参考答案：AD5.（单选）一列沿x轴传播的简谐横波，t=0时刻的波形如图1中实线所示，t=0.3s时刻的波形为图中虚线所示，则（）A．波的传播方向一定向右B．波的周期可能为0.5sC．波的频率可能为5.0HzD．波的传播速度可能为9.0m/s参考答案：D二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.(4分)从事太空研究的宇航员需要长时间在太空的微重力条件下工作、生活，这对适应了地球表面生活的人，将产生很多不良影响。为了解决这个问题，有人建议在未来的太空城中建立两个一样的太空舱，它们之间用硬杆相连，可绕O点高速转动，如图所示。由于做匀速圆周运动，处于太空中的宇航员将能体验到与在地面上受重力相似的感觉。太空舱中宇航员感觉到的“重力”方向指向

；假设O点到太空舱的距离为90m，要想让太空舱中的宇航员能体验到地面重力相似的感觉，则太空舱转动的角速度大约是

rad/s（g取10m/s2）。参考答案：

答案：沿半径方向向外；1/37.如图所示，薄壁圆筒半径为R，a、b是圆筒某直径上的两个端点（图中OO’为圆筒轴线）。圆筒以速度v竖直匀速下落，同时绕OO’匀速转动。若某时刻子弹水平射入a点，且恰能经b点穿出，则子弹射入a点时速度的大小为___________；圆筒转动的角速度满足的条件为___________。（已知重力加速度为g）参考答案：8.

如图所示，简谐横波I沿AC方向传播，波源A点的振动图象如图（甲）所示。简谐横波II沿BC方向传播，波源B点的振动图象如图（乙）所示，两列波在C点相遇，已知AC=20cm，BC=60cm，波速都为2m/s。两列波的振动方向相同，则C点的振动振幅为

cm．

参考答案：

答案：79.如图（a）的电路中，R1为定值电阻，R2为滑动变阻器．闭合电键S后，调节滑动变阻器，将滑动变阻器的滑片从左滑向右的过程中，两电压表的示数随电路中电流变化的完整过程图线如图（b）所示。则滑动变阻器的最大阻值为

Ω，滑动变阻器消耗的最大功率为

W。参考答案：20,0.9

10.如图所示，木箱高为L，其底部有一个小物体Q(可视为质点)，现用力竖直向上拉木箱，使木箱由静止开始向上运动．若保持拉力的功率不变，经过时间t，木箱达到最大速度，这时让木箱突然停止，小物体会继续向上运动，且恰能到达木箱顶端．已知重力加速度为g，不计空气阻力，则木箱的最大速度为

．时间t内木箱上升的高度为

．参考答案：

11.卢瑟福通过如图所示的实验装置发现了质子。（1）卢瑟福用a粒子轰击_______核，第一次实现了原子核的____________。（2）关于该实验，下列说法中正确的是（

）A．通过显微镜来观察荧光屏上a粒子所产生的闪光B．银箔可以吸收产生的新粒子C．实验必须在真空、密封容器内进行D．测出新产生的粒子的质量和电量，明确这就是氢原子核参考答案：（1）氮，人工转变；（2）D

12.若神舟九号飞船在地球某高空轨道上做周期为T的匀速圆周运动，已知地球的质量为M，万有引力常量为G。则飞船

运行的线速度大小为______，运行的线速度_______第一宇宙速度。（选填“大于”、“小于”或“等于”）参考答案：

小于

13.如图所示为一圆拱桥，最高点的半径为40m。一辆质量为1.2×103kg的小车，以10m／s的速度经过拱桥的最高点。此时车对桥顶部的压力大小为_________N；当过最高点的车速等于_________m/s时，车对桥面的压力恰好为零。（取g=10m／s2）参考答案：

20

三、实验题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.小明同学在学习了DIS实验后，设计了一个测物体瞬时速度的实验，其装置如下图所示。在小车上固定挡光片，使挡光片的前端与车头齐平、将光电门传感器固定在轨道侧面，垫高轨道的一端。小明同学将小车从该端同一位置由静止释放，获得了如下几组实验数据。实验次数不同的挡光片通过光电门的时间（s）速度（）第一次I0.230440.347第二次Ⅱ0.174640.344第三次Ⅲ0.116620.343第四次Ⅳ0.058500.342

则以下表述正确的是①四个挡光片中，挡光片I的宽度最小②四个挡光片中，挡光片Ⅳ的宽度最小③四次实验中，第一次实验测得的速度最接近小车车头到达光电门时的瞬时速度④四次实验中，第四次实验测得的速度最接近小车车头到达光电门时的瞬时速度A．①③

B．②③

C．①④

D．②④参考答案：D解析：由于小车从同一高度下滑，那么到达光电门处的速度相同，从通过光电门的时间来看，挡光片Ⅳ通过光电门的时间最短，则它的宽度最小，这段时间内的平均速度也就月接近小车车头到达光电门处的瞬时速度，所以D正确。15.在验证机械能守恒定律的实验中，质量m＝1kg的重锤自由下落，在纸带上打出了一系列的点，如图所示，O点为打点计时器所打的第一个点，相邻记数点时间间隔为0.02s，长度单位是cm，g取9.8m/s2．(结果均保留两位有效数字)求：①打点计时器打下记数点B时，物体的速度vB＝______；②从点O到打下记数点B的过程中，物体重力势能的减小量ΔEp＝________，动能的增加量ΔEk＝__________；③根据题中提供的条件，可求出重锤实际下落的加速度a＝________．④即使在实验操作规范，数据测量及数据处理很准确的前提下，该实验测得的ΔEp也一定略大于ΔEk，这是实验存在系统误差的必然结果，试分析该系统误差产生的主要原因___________________________________________________．参考答案：.0.97

0.48

0.47

9.8

纸带与打点计时器之间有摩擦力且有空气阻力四、计算题：本题共3小题，共计47分16.两惯性系S′与S初始时刻完全重合，前者相对后者沿z轴正向以速度v高速运动。作为光源的自由质点静止于S′系中，以恒定功率P向四周辐射（各向同性）光子。在S系中观察，辐射偏向于光源前部（即所谓的前灯效应）。1．在S系中观察，S′系中向前的那一半辐射将集中于光源前部以x轴为轴线的圆锥内。求该圆锥的半顶角α。已知相对论速度变换关系为

式中ux与ux′分别为S与S′系中测得的速度x分量，c为光速。2．求S系中测得的单位时间内光源辐射的全部光子的总动量与总能量。参考答案：1．先求两惯性系中光子速度方向的变换关系．根据光速不变原理，两系中光速的大小都是．以和分别表示光子速度方向在和系中与和轴的夹角，则光速的分量为

，

．

再利用相对论速度变换关系，得

．

系中光源各向同性辐射，表明有一半辐射分布于的方向角范围内，系中，此范围对应．由上式求得

．

可以看出，光源的速度v越大，圆锥的顶角越小．2．系中，质点静止，在时间内辐射光子的能量来自质点静能的减少，即

，

式中为时间内质点减少的质量．系中，质点以速度v匀速运动，由于辐射，其动质量减少，故动量与能量亦减少．转化为光子的总动量为，即

；

转化为光子的总能量为，即

．

系中光源静止，测得的辐射时间为本征时，在系中膨胀为

，

由以上各式可得在S系中单位时间内辐射的全部光子的总动量与总能量分别为

，

．17.如图所示，长为L的长木板水平放置，在木板的A端放置一个质量为m的小物块，现缓慢地抬高A端，使木板以左端为轴转动，当木板转到与水平面的夹角为α时小物块开始滑动，此时停止转动木板，小物块滑到底端的速度为v，则在整个过程中A.木板对物块做功为B.摩擦力对小物块做功为?C.支持力对小物块做功为0D.滑动摩擦力对小物块做功为?参考答案：AD【详解】A项：缓慢地抬高A端过程有：，物块下滑过程有：，所以总功为，故A正确；B、D项：摩擦力对小物块做功为，故B错误，D正确；C项：缓慢地抬高A端过程支持力对小物块做功为，故C错误。故选：AD。18.如图所示，空间内存在着相互正交的匀强电场和匀强磁场，其中匀强电场沿y轴负方向，匀强磁场垂直于xOy平面向里．图中虚线框内为由粒子源S和电压为的加速电场组成的装置