福建省三明市将乐县第四中学2022-2023学年高三物理下学期期末试卷含解析

福建省三明市将乐县第四中学2022-2023学年高三物理下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，三根长度均为L的轻绳分别连接于C、D两点，A、B两端被悬挂在水平天花板上，相距2L。现在C点上悬挂一个质量为m的重物，为使CD绳保持水平，在D点上可施加力的最小值为：（A）mg

（B）

（C）mg/2

（D）mg/4

参考答案：[

C

]2.如图所示，在一个足够长的小车上，有质量分别为m1和m2的两个滑块，（m1>m2）随着车一起向前匀速运动，设两个滑块和车之间的滑动摩擦因数为，其他阻力不计，当车突然停止时，下列说法正确的是

（）A、若，一定相碰

B、B、若，一定不相碰C、若，一定相碰

D、D、若，一定不相碰参考答案：BD3.力对物体的转动效果，取决于（）A．力矩的大小 B．力臂的长短C．力的大小和方向 D．力矩的大小和方向参考答案：D【考点】力矩的平衡条件．【分析】力的作用效果受力的大小、方向、作用点的影响，考虑转动效果时，要考虑受力的力矩情况．【解答】解：力对物体的转动效果，取决于力矩的大小和方向，故ABC错误，D正确；故选：D4.北斗导航系统又被称为“双星定位系统”，具有导航、定位等功能。“北斗”系统中两颗工作卫星1和2均绕地心O做匀速圆周运动，轨道半径均为r，某时刻两颗工作卫星分别位于轨道上的A、B两位置，如图所示。若卫星均顺时针运行，地球表面处的重力加速度为g，地球半径为R，不计卫星间的相互作用力。以下判断中正确的是(

)A．这两颗卫星的向心加速度大小相等，均为B．卫星1由位置A运动至位置B所需的时间为C．如果使卫星l加速，它就一定能追上卫星2D．卫星l由位置A运动到位置B的过程中万有引力做正功参考答案：A根据=ma得，对卫星有=ma，可得a=，取地面一物体由=mg，联立解得a=，可见A正确．根据得，①，又GM=g②，t=③，联立①②③可解得t=，故B错误．若卫星1加速，则卫星1将做离心运动，所以卫星1不可能追上卫星2，C错误。卫星1由位置A运动到位置B的过程中，由于万有引力始终与速度垂直，故万有引力不做功，D错误．故选A．5.阴极射线示波管的聚焦电场由电极A1、A2形成，实线为电场线，虚线为等势线，z轴为该电场的中心轴线，P、Q、R为一个从左侧进入聚焦电场的电子运动轨迹上的三点，则A．电场中A2的电势高于电极A1的电势B．电场中Q点的电场强度小于R点的电场强度C．电子在P点处的动能大于Q点处的动能D．电子从P到R的运动过程中，电场力对它一直做正功参考答案：AD二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.在验证牛顿运动定律的实验中有如图（a）所示的装置，小车放在斜面上，车前端拴有不可伸长的细线，跨过固定在斜面边缘的小滑轮与重物相连，小车后面与穿过打点计时器的纸带相连。开始时，小车停在靠近打点计时器的位置，重物到地面的距离小于小车到滑轮的距离。启动计时器，释放重物，小车在重物牵引下，由静止开始沿斜面向上运动，重物落地后，小车会继续向上运动一段距离。打点计时器使用的交流电频率为50Hz。图（b）中a、b、c是小车运动纸带上的三段，纸带运动方向如图箭头所示。（1）根据所提供的纸带和数据，计算打c段纸带时小车的加速度大小为

m/s2（计算结果保留两位有效数字）。（2）打a段纸带时，小车的加速度大小是2.5m/s2，请根据加速度的情况，判断小车运动的最大速度可能出现在b段纸带中的

两点之间。（3）若g取，由纸带数据可推算出重物m与小车的质量M之比为m：M=

。参考答案：（1）5.0（3分）；（2）D4D5（3分）；(3)1：17.如图所示，一变压器(可视为理想变压器)的原线圈接在220V的照明电路上，向额定电压为2.20×104V的霓虹灯供电，为使霓虹灯正常发光，那么原副线圈的匝数比n1：n2=______；为了安全，需在原线圈回路中接入熔断器，当副线圈电路中电流超过10mA时，熔丝就熔断，则熔丝熔断时的电流I=________。参考答案：答案：1：100，1A8.某同学在研究性学习中，利用所学的知识解决了如下问题：一轻质弹簧竖直悬挂于某一深度为h＝30.0cm且开口向下的小筒中(没有外力作用时弹簧的下端位于筒内，测力计的挂钩可以同弹簧的下端接触)，如图甲所示，若本实验的长度测量工具只能测量露出筒外弹簧的长度l，现要测出弹簧的原长l0和弹簧的劲度系数，该同学通过改变l而测出对应的弹力F，作出F－l图象如图乙所示，则弹簧的劲度系数为k＝________N/m，弹簧的原长l0＝_________cm参考答案：(1)(2分)

200

N/m，(2分)

20

cm9.He一Ne激光器产生的波长为6.3×10-7m的谱线是Ne原子从激发态能级（用E1表示）向能量较低的激发态能级（用E2表示）跃迁时发生的；波长为3.4×10-6m的谱线是Ne原子从能级E1向能级较低的激发态能级（用E3表示）跃迁时发生的．已知普朗克常量h与光速c的乘积hc=1.24×10-6m·eV．则波长为3.4×10-6m的谱线对应的能量

▲

（填“大于”或“小于”）波长为6.3×10-7m的谱线对应的能量。并求出Ne的激发态能级E3与E2的能级差为

▲

eV（结果保留2位有效数字）．参考答案：小于

1.6（10.一水平放置的圆盘绕过其圆心的竖直轴匀速转动。盘边缘上固定一竖直的挡光片。盘转动时挡光片从一光电数字计时器的光电门的狭缝中经过，如图1所示。图2为光电数字计时器的示意图。光源A中射出的光可照到B中的接收器上。若A、B间的光路被遮断，显示器C上可显示出光线被遮住的时间。5挡光片的宽度用螺旋测微器测得，结果如图3所示。圆盘直径用游标卡尺测得，结果如图4所示。由图可知，（1）挡光片的宽度为d_____________mm。（2）圆盘的直径为D_______________cm。（3）若光电数字计时器所显示的时间为50.0ms，则圆盘转动的角速度为ω_______弧度/秒（保留3位有效数字）。参考答案：11.如图所示，测定气体分子速率的部分装置放在高真空容器中，A、B是两个圆盘，绕一根共同轴以相同的转速n＝25r/s匀速转动．两盘相距L＝20cm，盘上各开一很窄的细缝，两盘细缝之间成6°的夹角，圆盘转一周的时间为_________s；如果某气体分子恰能垂直通过两个圆盘的细缝，则气体分子的最大速率为________m/s．参考答案：0.04；

30012.读出多组电阻箱的示数R和对应的电压表示数U，由测得的数据，绘出了如图所示的—图线．由此可求得电源电动势E和电源内阻r，其中E=

V，r=______Ω。（保留两位小数）．参考答案：

2.86V，5.71Ω

13.将劲度系数为200N/m的橡皮筋的一端固定在A点，另一端拴两根细绳，每根细绳分别连着一个量程为5N、最小刻度是0.1N的弹簧测力计。在弹性限度内保持橡皮筋伸长2.00cm不变的条件下，沿着两个不同方向拉弹簧测力计，将橡皮筋的活动端拉到O点，两根细绳互相垂直，如图所示。（1）由图可读出弹簧测力计甲的拉力大小为＿＿＿N，乙的拉力大小应该为＿＿＿＿N。（只需读到0.1N）（2）在本题的虚线方格纸上按力的图示要求作出这两个力及它们的合力。参考答案：（1）2.4，3.2（2）见下图。4.0N.试题分析：（1）根据弹簧秤的指示可知，两个力的大小分别为：2.4N和3.2N．KS5U（2）根据力的平行四边形定则得出合力图示如下：F1、F2相互垂直，因此有：。三、简答题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.2004年1月25日，继“勇气”号之后，“机遇”号火星探测器再次成功登陆火星．人类为了探测距离地球大约3.0×105km的月球，也发射了一种类似四轮小车的月球探测器．它能够在自动导航系统的控制下行走，且每隔10s向地球发射一次信号，探测器上还装着两个相同的减速器(其中一只是备用的)，这种减速器可提供的最大加速度为5m/s2，某次探测器的自动导航系统出现故障，从而使探测器只能匀速前进而不再避开障碍物．此时地球上的科学家只能对探测器进行人工遥控操作．下表为控制中心的显示屏上的数据：

已知控制中心的信号发射和接收设备工作速度极快．科学家每次分析数据并输入命令至少需要3s.问：(1)经过数据分析，你认为减速器是否执行了命令？(2)假如你是控制中心的工作人员，采取怎样的措施？加速度满足什么条件？请计算说明．

参考答案：(1)未执行命令(2)立即输入命令，启动另一个备用减速器，加速度a>1m/s2，便可使探测器不与障碍物相碰．

15.（11分）简述光的全反射现象及临界角的定义，并导出折射率为的玻璃对真空的临界角公式。参考答案：解析：光线从光密介质射向光疏介质时，折射角大于入射角，若入射角增大到某一角度C，使折射角达到，折射光就消失。入射角大于C时只有反射光，这种现象称为全反射，相应的入射角C叫做临界角。

光线由折射率为的玻璃到真空，折射定律为：

①

其中分别为入射角和折射角。当入射角等于临界角C时，折射角等于，代入①式得

②四、计算题：本题共3小题，共计47分16.如图所示，∠A=30°的直角三角形ABC中存在一匀强磁场，磁场方向垂直三角形平面向里，磁感应强度为B．荷质比均为的一群粒子沿AB方向自A点射入磁场，这些粒子都能从AC边上射出磁场区域．AC边上的P点距离三角形顶点A为L．求：（1）从P点处射出的粒子的速度大小及方向；（2）试证明从AC边上射出的粒子在磁场中运动时间都相同，并求出这个时间是多少？参考答案：考点：带电粒子在匀强磁场中的运动；牛顿第二定律；向心力．专题：带电粒子在磁场中的运动专题．分析：（1）粒子在磁场中做匀速圆周运动，根据题设条件作出粒子在磁场中运动的轨迹，由几何关系分析得到粒子运动的轨道半径，由牛顿第二定律求解粒子速度大小．（2）根据题设条件作出粒子在磁场中运动的轨迹，根据轨迹分析粒子运动半径和周期的关系，从而分析得出结论．并求出时间．解答：解：（1）从P点处射出的粒子与AC边的夹角为30°，这个角即为弦切角，由此可知：粒子自P处射出磁场时的速度方向必然与AC边成30°的夹角，作出粒子在磁场中的运动轨迹如图O1AP所示，△O1AP为等边三角形，可得粒子作圆周运动的半径为r=l

①设粒子的速度大小为v，由牛顿第二定律有qvB=m②由①②解得v=③速度方向与AC边成30°的夹角指向C点一侧．（2）依题知，无论这群粒子的速度多大，它们都能从AC边离开磁场，在A处射入磁场中的弦切角为30°，它们从AC离开磁场时与AC边的夹角必为30°，作出粒子的运动轨迹，如图O2AQ所示，由图可知这些粒子的圆心角均为60°，设粒子在磁场中运动的时间为t，周期为T，则有

t=④T=⑤由②④⑤解得t=显然这些粒子在磁场中的运动时间相等，大小均为．答：（1）从P点处射出的粒子的速度大小为，速度方向与AC边成30°的夹角指向C点一侧．（2）从AC边上射出的粒子在磁场中运动时间都相同，这个时间是．点评：粒子在磁场中做圆周运动，洛伦兹力提供向心力，由此根据运动特征作出粒子在磁场中运动的轨迹，掌握粒子圆周运动的周期、半径的关系是解决本题的关键．17.如图所示，竖直光滑四分之三圆轨道BCD固定在水平面AB上，轨道圆心为O，半径R=1m，轨道最低点与水平面相切于B点，C为轨道最高点，D点与圆心O等高．一质量的小物块，从水平面上以速度竖直向上抛出，物块从D点进入圆轨道，最终停在A点，物块与水平面间的动摩擦因数=0．4，取.求：（1）物块运动到D点时的速度；(可以保留根式)

（2）物块运动到C点时，对轨道的压力大小；（3）物块从B点运动到A点所用的时间及A、B间的距离．参考答案：18.如图甲所示，长、宽分别为、的矩形金属线框位于竖直平面内．