2022年河北省邯郸市西羊羔中学高三物理期末试卷含解析

2022年河北省邯郸市西羊羔中学高三物理期末试卷含解析一、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.（单选题）一个静止的质点,在0～4s时间内受到力F的作用,力的方向始终在同一直线上,力F所产生的加速度a随时间t的变化如图所示,则质点在(

)A．第2s末速度改变方向

B．第2s末位移改变方向C．第4s末回到原出发点D．第4s末运动速度为零参考答案：D2.（单选）如图所示，在倾角为θ的斜面上，轻质弹簧一端与斜面底端固定，另一端与质量为M的平板A连接，一个质量为m的物体B靠在平板的右侧，A、B与斜面的动摩擦因数均为μ．开始时用手按住物体B使弹簧处于压缩状态，现放手，使A和B一起沿斜面向上运动距离L时，A和B达到最大速度v．则以下说法正确的是（）A．A和B达到最大速度v时，弹簧是自然长度B．若运动过程中A和B能够分离，则A和B恰好分离时，二者加速度大小均为g（sinθ+μcosθ）C．从释放到A和B达到最大速度v的过程中．弹簧对A所做的功等于mv2+MgLsinθ+μMgLcosθD．从释放到A和B达到最大速度v的过程中，B受到的合力对它做的功大于mv2参考答案：解：A：对物体B和平板A整体分析可知，A和B达到最大速度时应满足kx=（m+M）gsinθ+μ（m+M）gcosθ，说明弹簧仍处于压缩状态，所以A错误；B：根据题意可知，A和B恰好分离时，弹簧正好恢复原长，对A和B整体由牛顿第二定律得：（m+M）gsinθ+μ（m+M）gcosθ=（m+M）a，解得：a=gsinθ+μgcosθ=g（sinθ+μcosθ），所以B正确；C：对A从释放到速度达到最大的过程由动能定理可得：W弹﹣Mg（xm﹣x）sinθ﹣μMg（xm﹣x）cosθ﹣FN（xm﹣x）=Mv2，其中xm是弹簧压缩的最大长度，x是速度最大时弹簧压缩的长度，FN是B对A的压力大小，比较可知C错误；D：对B从释放到A和B达到最大速度的过程由动能定理可得：W总=﹣0，即B受到的合力对它做的功等于，所以D错误；故选：B．3.（多选题）下列说法中正确的有（）A．满足F=﹣kx的振动是简谐运动B．波可以发生干涉、衍射等现象C．由波速公式v=λf可知，空气中声波的波速由f、λ共同决定D．发生多普勒效应时波的频率发生了变化E．周期性的振荡电场和振荡磁场彼此交互激发并向远处传播形成电磁波参考答案：ABE【考点】多普勒效应；波长、频率和波速的关系；波的干涉和衍射现象．【分析】衍射、干涉是波所特有的现象，机械波的波速由介质决定；根据多普勒效应可知，当波源和观察者间距变小，观察者接收到的频率一定比波源频率高．当波源和观察者距变大，观察者接收到的频率一定比波源频率低；根据麦克斯韦电磁场理论，变化的磁场产生电场，变化的电场产生磁场，交替产生，由近向远传播，形成电磁波．【解答】解：A、在简谐运动的回复力表达式F=﹣kx中，对于弹簧振子，F为振动物体受到的合外力，k为弹簧的劲度系数；对于单摆，无弹簧；故A正确；B、波都能发生干涉和衍射现象．故B正确．C、声波是机械波，机械波的波速由介质决定，故C错误．D、多普勒效应说明观察者与波源有相对运动时，接收到的波频率会发生变化，但波源的频率不变，故D错误；E、变化的磁场产生电场，变化的电场产生磁场，交替产生，由近向远传播，形成电磁波．故E正确；故选：ABE4.一倾角为30°的斜劈放在水平地面上，一物体沿斜劈匀速下滑。现给物体施加如图所示力F，F与竖直方向夹角为30°，斜劈仍静止，物体加速下滑，则此时地面对斜劈的摩擦力为（）A．大小为零B．方向水平向右C．方向水平向左D．无法判断大小和方向参考答案：A试题分析：块匀速下滑时，受重力、支持力和摩擦力，三力平衡，故支持力和摩擦力的合力与重力平衡，竖直向上，根据牛顿第三定律得到滑块对斜面体的作用力方向竖直向下，等于；当加推力F后，根据滑动摩擦定律，支持力和滑动摩擦力同比增加，故其合力的方向不变，根据牛顿第三定律，滑块对斜面体的压力和滑动摩擦力的合力方向也不变，竖直向下；故斜面体相对与地面无运动趋势，静摩擦力仍然为零；故A正确，BCD错误。考点：牛顿第二定律、力的合成与分解的运用5.如图所示，木块M可以分别从固定斜面的顶端沿左边或右边由静止开始滑下，且滑到A点或B点停下．假定木块M和斜面及水平面间有相同的动摩擦因数，斜面与平面平缓连接，图中O点位于斜面顶点正下方，则（）A．距离OA等于OB B．距离OA大于OBC．距离OA小于OB D．无法做出明确的判断参考答案：A【考点】动能定理的应用．【分析】根据动能定理对木块从下滑到静止全过程进行研究，得到木块滑行的水平距离与斜面高度的关系，再进行分析选择．【解答】解：设斜面的高度为h．木块与斜面、水平面间的动摩擦因数为μ，斜面的长度和木块在水平面上滑行距离如图．根据动能定理得

M→A过程：mgh﹣μmgcosα?L1﹣μmgS1=0，得

L1cosα+S1=

M→B过程：mgh﹣μmgcosβ?L2﹣μmgS2=0，得

L2cosβ+S2=可见L1cosα+S1=L2cosβ+S2，即OA=OB．故选A二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.如图所示，半圆形玻璃砖半径为8cm，使直径AB垂直于屏幕并接触于B点，当激光束a以i＝30°的入射角射向玻璃砖的圆心O时，在屏幕上M点出现光斑，测得M到B的距离为8cm。则玻璃砖的折射率为________。要使激光束不能从AB面射出，则入射角i至少应为___________。参考答案：

(1).

(2).45°【分析】先根据几何关系求解光线的折射角，然后根据折射定律求解折射率；要使激光束不能从AB面射出，则入射角大于临界角，根据求解临界角.【详解】因MB=OB=8cm，可知折射角为r=450，根据光的折射定律可得：；临界角，可得C=450，即要使激光束不能从AB面射出，则入射角i至少应为450.7.如图所示，AB、BC、CA三根等长带电棒绝缘相连成正三角形，每根棒上电荷均匀分布，AB、BC带电均为+q，CA带电为-q，P点为正三角形中心，P、Q两点关于AC边对称。现测得P、Q两点的电场强度大小分别为E1和E2，若撤去CA棒，则P、Q两点的电场强度大小分别为EP=__________，EQ=__________。参考答案：，（写成也给分）8.如图所示，实线为一列简谐波在t=0时刻的波形，虚线表示经过△t=0.2s后它的波形图像，已知T<△t<2T（T表示周期），则这列波传播速度的可能值v=

；这列波的频率可能值f=

。参考答案：答案：0.25m/s，0.35m/s；6.25Hz，8.75Hz9.如图所示，一定质量的理想气体发生如图所示的状态变化，状态A与状态B的体积关系为VA

VB(选填“大于”、“小于”或“等于”)；若从A状态到C状态的过程中气体对外做了100J的功，则此过程中_______(选填“吸热”或“放热”)参考答案：＜

（2分）

吸热10.如图所示为氢原子的能级图，n为量子数。在氢原子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”或“放出”）光子。若该光子恰能使某金属产生光电效应，则一群处于量子数为4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：吸收

511.B.动能相等的两人造地球卫星A、B的轨道半径之比RA:RB=1:2，它们的角速度之比=

，质量之比mA:mB=

.参考答案：；1：2两卫星绕地球做匀速圆周运动，其万有引力充当向心力，，所以两者角速度之比为；线速度之比为，根据题意知两者动能相等，所以质量之比为：1:2。【考点】匀速圆周运动的描述、万有引力定律的应用

12.光电效应和

都证明光具有粒子性，

提出实物粒子也具有波动性。参考答案：康普顿效应，德布罗意13.（6分）有一种测定导电液体深度的传感器，它的主要部分是包着一层电介质的金属棒与导电液体形成的电容器（如图所示）。如果电容增大，则说明液体的深度h

（填“增大”、“减小”或“不变”）；将金属棒和导电液体分别接电源两极后再断开，当液体深度h减小时，导电液与金属棒间的电压将

（填“增大”、“减小”或“不变”）。参考答案：

答案：增大（3分）

增大（3分）三、简答题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.（简答）如图12所示，一个截面为直角三角形的劈形物块固定在水平地面上.斜面,高h=4m，a=37°,一小球以Vo=9m/s的初速度由C点冲上斜面.由A点飞出落在AB面上.不计一切阻力.(Sin37°=0.6,cos37°=0.8,g=10m/s2)求.(l)小球到达A点的速度大小；(2)小球由A点飞出至第一次落到AB面所用时间；(3)小球第一次落到AB面时速度与AB面的夹角的正切值参考答案：(1)1(2)0.25s（3）6.29N机械能守恒定律．解析：(1)从C到A对小球运用动能定理]，解得v0=1m/s(2)将小球由A点飞出至落到AB面的运动分解为沿斜面（x轴）和垂直于斜面（y轴）两个方向;则落回斜面的时间等于垂直于斜面方向的时间所以（3）小球落回斜面时沿斜面方向速度垂直斜面方向速度vy=1m/s，所以（1）由机械能守恒定律可以求出小球到达A点的速度．

（2）小球离开A后在竖直方向上先做匀减速直线运动，后做自由落体运动，小球在水平方向做匀速直线运动，应用运动学公式求出小球的运动时间．

（3）先求出小球落在AB上时速度方向与水平方向间的夹角，然后再求出速度与AB面的夹角θ的正切值．15.(4分)在橄榄球比赛中，一个95kg的橄榄球前锋以5m/s的速度跑动，想穿越防守队员到底线触地得分．就在他刚要到底线时，迎面撞上了对方两名均为75kg的队员，一个速度为2m/s，另一个为4m/s，然后他们就扭在了一起。①他们碰撞后的共同速率是；②在右面方框中标出碰撞后他们动量的方向，并说明这名前锋能否得分：。参考答案：答案：①0.1m/s

（2分）

②方向见图（1分）

能得分（1分）

四、计算题：本题共3小题，共计47分16.如图甲所示，x轴正方向水平向右，y轴正方向竖直向上。在xoy平面内有与y轴平行的匀强电场，在半径为R的圆形区域内加有与xoy平面垂直的匀强磁场。在坐标原点O处放置一带电微粒发射装置，它可以连续不断地发射具有相同质量m、电荷量q（q＞0）和初速度为的带电微粒。（已知重力加速度g）（1）当带电微粒发射装置连续不断地沿y轴正方向发射这种带电微粒时，这些带电微粒将沿圆形磁场区域的水平直径方向离开磁场，并继续沿x轴正方向运动。求电场强度E和磁感应强度B的大小和方向。（2）调节坐标原点处的带电微粒发射装置，使其在xoy平面内不断地以相同速率v0沿不同方向将这种带电微粒射入第Ⅰ象限，如图乙所示。现要求这些带电微粒最终都能平行于x轴正方向运动，则在保证电场强度E和磁感应强度B的大小和方向不变的条件下，求出符合条件的磁场区域的最小面积。 参考答案：（1）微粒沿x轴正方向运动，即：带电微粒所受重力与电场力平衡。设电场强度大小为E，由平衡条件得：

（2分） 解得： （1分） 电场方向沿轴正方向

（1分） 带电微粒进入磁场后，做匀速圆周运动，且圆运动半径r=R。 设匀强磁场的磁感应强度大小为B。由牛顿第二定律得： （2分） 解得： （1分） 磁场方向垂直于纸面向外 （1分）

解法一：（2）带电微粒在磁场内做半径为匀速圆周运动。 带电微粒射入方向不同时的轨迹，如图所示

（2分） 带电微粒经磁场偏转后沿轴正方向运动，射出时的半径沿竖直方向即：磁场边界上P点的坐标P（x，y）应满足方程：

（1分） （1分）即：磁场边界的方程为： （1分） 沿y轴正方向射入的微粒的运动轨迹为磁场的另一边界，方程为

（2分） 符合题目要求的最小磁场的范围应是圆与圆的交集部分（图中阴影部分）。 （1分） 由几何关系，可以求得符合条件的磁场的最小面积为：

（2分）解得： （1分）解法二：(2)沿y轴正方向射入的微粒，运动轨迹如图所示：以半径R沿x轴正方向运动恰好运动四分之一圆弧，该圆弧也恰为微粒运动的上边界。（2分）以O点为圆心，R半径做的四分之一圆狐BC为微粒做圆周运动的圆心轨迹（3分）微粒经磁场偏转后沿轴正方向运动，即半径沿竖直方向。并且射出点距圆心轨迹上各点的距离为R，射出点的边界与圆弧BC平行如图中的圆弧ODA（3分）圆弧OA与圆弧ODA之间的区域即为磁场区域的最小面积。 （2分）解得：（1分）其它解法只要正确也给分17.在物理学中，常常用等效替代、类比、微小量放大等方法来研究问题。如在牛顿发现万有引力定律一百多年后，卡文迪许利用微小量放大法由实验测出了万有引力常量G的数值，图15所示是卡文迪许扭秤实验示意图。卡文迪许的实验常被称为是“称量地球质量”的实验，因为由G的数值及其他已知量，就可计算出地球的质量，卡文迪许也因此被誉为第一个称量地球的人。（1）若在某次实验中，卡文迪许测出质量分别为m1、m2相距为r的两个小球之间引力的大小为F，求万有引力常量G；（2）若已知地球半径为R