2022-2023学年北京虎城中学高三物理下学期期末试卷含解析

2022-2023学年北京虎城中学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.(多选)如图所示，金属杆ab以恒定的速率v在光滑平行导轨上向右滑行，设整个电路总电阻为R（恒定不变），整个装置置于垂直纸面向里的匀强磁场中，下列叙述正确的是（

）A．ab杆中的电流强度与速率v成正比B．磁场作用于ab杆的安培力与速率v成正比C．电阻R上产生的电热功率与速率v成正比D．外力对ab杆做功的功率与速率v成正比参考答案：AB2.如图所示，相距为L的两条足够长的光滑平行金属导轨与水平面的夹角为θ，上端接有定值电阻R，匀强磁场垂直于导轨平面，磁感应强度为B。将质量为m的导体棒由静止释放，当速度达到v时开始匀速运动，此时对导体棒施加一平行于导轨向下的拉力，并保持拉力的功率恒为P，导体棒最终以2v的速度匀速运动。导体棒始终与导轨垂直且接触良好，不计导轨和导体棒的电阻，重力加速度为g。下列选项正确的是()A．P=2mgvsinθ

B．P=3mgvsinθC．当导体棒速度达到时加速度大小为sinθD．在速度达到2v以后匀速运动的过程中，R上产生的焦耳热等于拉力所做的功参考答案：AC3.一辆汽车从静止开始做加速直线运动，运动过程中汽车牵引力的功率保持恒定，所受的阻力不变，经过100s速度达到12m/s，那么该车在这段时间内行驶的距离

（

）

A．一定大于600m

B．一定小于600m

C．一定等于600m

D．可能等于1200m参考答案：

答案：A4.一带电小球在空中由点运动到点的过程中，受重力和电场力作用。若重力做功，电场力做功，则小球的

A．重力势能增加

B．电势能增加C．动能减少

D．机械能增加参考答案：AD5.新鲜、刺激、好玩、安全的蹦极运动是一种极限体育项目,可以锻炼人的胆量和意志，运动员从高处跳下．右图为蹦极运动的示意图．弹性绳的一端固定在O点，另一端和运动员相连．假设弹性绳索长20m，劲度系数为1000N/m，人重60kg，运动员从距离地面45m的高台子站立着从O点自由下落，到B点弹性绳自然伸直，C点加速度为零，D为最低点，然后弹起．运动员可视为质点，整个过程中忽略空气阻力．C点与O点的距离是（

）A．26m

B．26cm

C．20.06m

D．20.6m参考答案：D二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.一个电流表的内阻Rg=36Ω,满偏电流Ig=10mA，将它改装成较大量程的电流表，测得改装后电流表得内阻是0.36Ω，则改装后电流表的量程为

A，并联的分流电阻为

Ω。参考答案：1

0.364略7.如图所示，一放在光滑水平面上的弹簧秤，其外壳质量为，弹簧及挂钩质量不计，在弹簧秤的挂钩上施一水平向左的力F1=5N，在外壳吊环上施一水平向右的力F2=4N，则产生了沿F1方向上的加速度4m/s2，那么此弹簧秤的读数是______________N；外壳质量为__________kg。参考答案：答案：5；0.258.1某同学用如图所示的实验装置探究小车动能变化与合外力对它所做功的关系，图中A为小车，连接在小车后面的纸带穿过打点计时器B的限位孔，它们均置于水平的一端带有定滑轮的足够长的木板上，C为弹簧测力计，不计绳与滑轮的摩擦．实验时，先接通电源再松开小车，打点计时器在纸带上打下一系列点．(1)该同学在一条比较理想的纸带上，从点迹清楚的某点开始记为0点，顺次选取5个点，分别测量这5个点到0之间的距离x，计算出它们与0点之间的速度平方差Δv2＝v2－v02，然后在背景方格纸中建立Δv2—x坐标系，并根据上述数据进行如图所示的描点，若测出小车质量为0.2kg。(1)请你画出Δv2—x变化图象，(2)结合图象可求得小车所受合外力的大小为________N.(3)若该同学通过计算发现小车所受合外力小于测力计读数，明显超出实验误差的正常范围，你认为主要原因是：(

)

A.实验前未平衡摩擦力

B.实验前未平衡摩擦力过大C.实验时所挂的钩码质量太大

D.实验时所挂的钩码质量太小参考答案：(1)画图（2分）

(2)0.25（2分）

(3)

AC9.（4分）下图是某绳波形成过程示意图，1、2、3、4……为绳上的一系列等间距的质点，绳处于水平方向。质点1在外力作用下沿竖直方向做简谐运动，带动2、3、4……各个质点依次上下振动，把振动从绳的左端传到右端。t＝0时质点1开始竖直向上运动，质点振动周期为T。经过四分之一周期，质点5开始运动，此时质点1已发生的位移为6cm, 则当t＝时质点5的运动方向为

；t＝时质点9运动的路程为

。 参考答案：竖直向上

6cm10.图中画出了氢原子的4个能级，并注明了相应的能量E。处在n=4能级的1200个氢原子向低能级跃迁时，能够发出若干种不同频率的光子。若这些受激氢原子最后都回到基态，则共发出________种_________个光子。（假设处在量子数为n的激发态的氢原子跃迁到各较低能级的原子数都是处在该激发态能级上的原子总数的）参考答案：（1）6

2200

解析：处在n=4的能级的一群氢原子向低能级跃迁时能发出不同光电子的数目为=6种，由题意知量子数为4的能级上的氢原子分别向量子数为3、2、1的能级上跃迁的氢原子数占总氢原子数的三分之一，产生总共产生1200个光子；

此时处于量子数为3的能级上的原子数目为：400个，处于n=3能级上的氢原子分别向量子数为2、1的能级上跃迁的氢原子数各占二分之一，产生400个光子；

此时处于量子数为2的能级上氢原子总共有：400+200=600个，氢原子向基态跃迁产生600个光子．所以此过程中发出的光子总数应该是1200+400+600=220011.(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；1/312.在《测定匀变速直线运动的加速度》的实验中，电火花打点计时器是用于测量

的仪器，工作电源是

（填“交流电”或“直流电”），电源电压是

V。参考答案：时间

交流电

220结合实验的原理以及器材的相关选择注意事项易得答案。13.如图所示。一根长L的细绳，固定在O点，绳另一端系一质量为m的小球。起初将小球拉至水平于A点。小球从A点由静止释放后到达最低点C时拉力为

；此过程中小球重力的瞬时功率的变化情况是

（空气阻力不计）。参考答案：T=3mg（2分），先增大后减小三、实验题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.在数控实验室工人师傅测量某金属丝的直径如图乙所示，螺旋测微器测出的金属丝的直径是

mm。参考答案：1.50015.研究小球平抛运动的性质实验过程中，用如图所示的装置。（1）该实验装置中，关于DIS传感器作用的叙述，以下说法正确的是

A．光电门传感器的作用是测量小球的直径B．光电门传感器的作用是测量小球的速度C．安置在底板上的碰撞传感器的作用是测量小球的水平位移D．安置在底板上的碰撞传感器的作用是测量小球的平抛时间（2）如图所示，利用数码相机的连拍功能记下了作平抛运动的小球的三个位置Ａ、Ｂ和C.闪光间隔时间为1/30ｓ.在实验中用光电门传感器测出小球抛出时的初速0.492m/s。则该地的重力加速度为__________m/s2。（已知背景方格纸均为正方格）参考答案：（1）(

BD

)、（2）____9.84_____m/s2四、计算题：本题共3小题，共计47分16.如图5所示，在平面直角坐标系的第二和第三象限区域内有沿y轴负方向的匀强电场，第四象限内存在一水平方向的半径r＝m的圆形匀强磁场，圆心O′坐标为(2，－6)，磁感应强度B＝0.02T，磁场方向垂直坐标轴向里．坐标(－2，)处有一粒子发射源，水平发射一质量m＝2.0×10－11kg、带电荷量q＝1.0×10－5C的正电荷，初速度为v0＝1.0×104m/s，粒子从O点射入第四象限，且在O点时速度方向指向O′，不计粒子的重力．求：图5(1)电场强度的大小；(2)带电粒子再次经过x轴的位置；(3)带电粒子在第四象限运动的时间．参考答案：(1)带电粒子在匀强电场做类平抛运动，x＝v0t，y＝at2，a＝.联立解得E＝100N/C.(2)在O点把速度分解可得vy＝v0，v＝2v0，粒子射入磁场有Bvq＝m，得R＝2m，作出粒子的运动轨迹如图所示，可得∠OO′C＝60°，所以带电粒子再次经过x轴的位置为OC＝4m.(3)粒子在磁场运动的时间t1＝·＝×10－4s，粒子在第四象限做匀速直线运动所用的时间为t2＝＝3×10－4s，所以带电粒子在第四象限运动的时间为t＝t1＋t2＝×10－4s.答案(1)100N/C(2)距O点4m处(3)×10－4s17.如图所示，物块A的质量为M，物块B、C的质量都是m，并都可看作质点，且m＜M＜2m。三物块用细线通过滑轮连接，物块B与物块C的距离和物块C到地面的距离都是L。现将物块A下方的细线剪断，若物块A距滑轮足够远且不计一切阻力，物块落地时不反弹。求：（1）未将物块A下方的细线剪断时，其拉力多大；（2）物块A上升时的最大速度；（3）物块A上升的最大高度。参考答案：(1)以A、B、C为整体有：2mg-(Mg+T)=0

可得：T=2mg-Mg(2)A、B、C三物体系统机械能守恒。B、C下降L，A上升L时，A的速度达到最大。

2mgL－MgL=(M+2m)V2

2分

V=

(3)当C着地后，A、B二物体系统机械能守恒。B恰能着地，即B物体下降L时速度为零。

MgL－mgL=(M+m)V2

将V代入，整理后得：M=m

若M＞m，B物体将不会着地。Mgh－mgh=(M+m)V2

h=

HL=L+h=L+

若M=m，B恰能着地，A物体再上升的高度等于L。H2=2L

若M＜m，B物体着地后，A还会上升一段。MgL－mgL=(M+m)（V2－v2）

V2=

h’==

H3

=

2L+h’=2L+

18.有一探测卫星在地球赤道正上方绕地球做匀速圆周运动，已知地球质量为M，地球半径为R，万有引力常量为G，探测卫星绕地球运动的周期为T。求：（1）探测卫星绕地球做匀速圆周运动时的轨道半径；（2）探测卫星绕地球做匀速圆周运动时的速度大小；（3）在距地球表面高度恰好等于地球半径时，探测卫星上的观测仪器某一时刻能观测到的地球表面赤道的最大弧长。（此探测器观测不受日照影响，不考虑空气对光的折射）参考答案：见解析设卫星