2022-2023学年湖北省咸宁市五里中学高三物理上学期期末试题含解析

2022-2023学年湖北省咸宁市五里中学高三物理上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.（多选）下列说法中正确的是（）A．α粒子散射实验是卢瑟福建立原子核式结构模型的重要依据B．光电效应和康普顿效应深入揭示了光的粒子性，前者表明光子具有能量，后者表明光子除了具有能量外还具有动量C．根据玻尔理论可知，氢原子辐射出一个光子后，氢原子的电势能增大，核外电子的运动速度减小．D．正负电子对湮灭技术是一项较新的核物理技术．一对正负电子对湮灭后生成光子的事实说明质量守恒定律是有适用范围的E．Bi的半衰期是5天，12gBi经过15天后衰变了1.5g参考答案：【考点】：氢原子的能级公式和跃迁；光电效应；玻尔模型和氢原子的能级结构．【专题】：光电效应专题．【分析】：α粒子散射实验是卢瑟福原子核式结构学说的实验基础；光电效应和康普顿效应都揭示了光的粒子性；根据玻尔理论可知，氢原子辐射出一个光子后，根据电场力做功，分析电子的电势能和动能的变化；质量守恒定律是自然界的普遍规律；放射性元素的原子核有半数发生衰变时所需要的时间叫半衰期．：解：A、卢瑟福根据α粒子散射实验中少数α粒子发生大角度偏转，从而提出了原子核式结构模型，故A正确．B、光电效应和康普顿效应都揭示了光的粒子性，前者表明光子具有能量，后者表明光子除了具有能量外，还具有动量，故B正确．C、根据玻尔理论可知，氢原子辐射出一个光子后，总能量减小，电子的轨道半径减小，电场力对电子做正功，其电势能减小，动能增大，则速度增大，故C错误．D、一对正负电子对湮灭后生成光子，根据爱因斯坦质能方程可知，光子有与能量相对应的质量，所以这个过程仍遵守质量守恒定律，故D错误．E、Bi的半衰期是5天，15天是3个半衰期，则未衰变的Bi的质量为m=12g×=1.5g，故E正确．故选：ABE．【点评】：本题考查的知识较多，特别要理解并掌握理论玻尔理论和半衰期的意义，知道半衰期是放射性元素的原子核有半数发生衰变时所需要的时间，根据时间能算出没有衰变的原子核的质量．2.如图所示是氢原子的能级图，一群处于n=4能级的氢原子发生跃迁，释放出不同频率的光子，利用这些光子照射逸出功为3.20eV的金属钙，则下列说法中正确的是A.随能级n的增加氢原子能量减小B.电子发生跃迁时，可放出3种不同频率的光C.释放出最大频率的光子照射金属钙，电子的最大初动能为12.75eVD.释放出最大频率的光子照射金属钙，发生光电效应的遏止电压为9.55V参考答案：D【详解】A、根据量子力学计算，氢原子能级为，随能级n的增加氢原子能量增大，故选项A错误；B、一群处于n=4能级的氢原子发生跃迁，可放出种不同频率的光，故选项B错误；CD、从n=4跃迁到n=1辐射的光子频率最大，有：，照射金属钙时根据光电效应方程知光电子的最大初动能为：，发生光电效应的遏止电压，故选项D正确，C错误；故选D3.如图所示，质量为m的物体与转台之问的动摩擦因数为μ，物体与转轴间距离为R，物体随转台由静止开始转动，当转台转速增加到某一值后转台开始匀速转动，整个过程中物体相对于转台静止不动，则以下判断正确的是

A．转台转速增加的过程中，转台对物体静摩擦力的方向一定指向转轴

B．转台转速增加的过程中，转台对物体静摩擦力的方向跟物体速度间夹角一定小于90°

C．转台匀速转动的过程中，转台对物体静摩擦力的方向一定指向转轴

D．转台匀速转动的过程中，转台对物体静摩擦力的方向一定跟物体的速度方向相反参考答案：BC4.氢原子从能级A跃迁到能级B吸收频率为v，的光子，从能级A跃迁到能级C释放频率为v．的光子，若v2＞v1，则当它从能级B跃迁到能级C时，将（）A．放出频率为v2﹣v1的光子B．放出频率为v2+v1的光子C．吸收频率为v2﹣v1的光子D．吸牧频率为v2+v1的光子参考答案：B解：氢原子从能级A跃迁到能级B吸收光子，则B能级的能量大于A能级的能量，从能级A跃迁到能级C，释放光子，则A能级的能量大于C能级的能量，可知B与C能级间的能量为hv1+hv2．则由B能级跃迁到C能级放出光子，有hv=hv1+hv2，v=v1+v2．故B正确，A、C、D错误．故选B．5.一个质量为0.3kg的弹性小球，在光滑水平面上以6m/s的速度垂直撞到墙上，碰撞后小球沿相反方向运动，反弹后的速度大小与碰撞前相同，则碰撞前后小球速度变化量的大小Δv和碰撞过程中墙对小球做功的大小W为（

）

A．Δv=0

B．Δv=12m/s

C．W=0

D．W=10.8J参考答案：

答案：BC二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.如图所示为根据实验数据画出的路端电压U随电流I变化的图线，由图可知，该电池的电动势E=1.50V，内阻r=0.625Ω．参考答案：考点：测定电源的电动势和内阻．专题：实验题；恒定电流专题．分析：U﹣I图象中图象与纵坐标的交点表示电源的电动势；因为纵坐标不是从零点开始的，图象与横坐标的交点不为短路电流；根据公式即可求出内电阻．解答：解：由图可知，电源的电动势为：E=1.50V；当路端电压为1.00V时，电流为0.80A；由E=U+Ir可得：Ω．故答案为：1.5，0.625点评：测定电动势和内电阻的实验中为了减小误差采用了图象分析法，要根据实验原理得出公式，并结合图象的斜率和截距得出正确的结果．7.（4分）爱因斯坦曾高度评价伽利略的工作：“伽利略的发现以及他所应用的科学的推理方法是人类思想史上最伟大的成就之一，而且标志着物理学的真正开端。”将相应的选项序号填写入空格完成伽利略研究问题的科学研究方法：

→

→数学推理→

→

。

①提出假设、②结论推广、③发现问题、④实验验证参考答案：

答案：③、①、④、②8.

一个细口瓶，开口向上放置，容积为2.0升，在温度0oC、一个标准大气压的环境里，瓶内气体的分子数为

个；当环境温度高20oC时，热力学温度升高

K。（只要求2位有效数字，阿伏伽德罗常数N=6.0×1023mol-1）参考答案：

答案：5.4×1022、209.下面（a）（b）（c）实例中，不计空气阻力：（a）物体沿光滑曲面下滑；（b）物体以一定初速度上抛；（c）物体沿斜面匀速下滑。上述三例中机械能不守恒的是（用字母表示）。若质量为m的物体以0.9g的加速度竖直减速下落h高度，则物体的机械能减少了。参考答案：

C1.9mgh10.如图甲所示是某同学探究小车加速度与力的关系的实验装置，他将光电门固定在水平轨道上的B点，用不同重物通过细线拉同一小车，每次小车都从同一位置A由静止释放．学科网（1）若用游标卡尺测出遮光条的宽度d如图乙所示，则d=▲

cm；实验时将小车从图示位置由静止释放，由数字计时器读出遮光条通过光电门的时间Δt=2.0×10-2s，则小车经过光电门时的速度为

▲

m/s；学科网（2）实验中可近似认为细线对小车的拉力与重物重力大小相等，则重物的质量m与小车的质量M间应满足的关系为

▲

-------

；（3）测出多组重物的质量m和对应遮光条通过光电门的时间Δt，并算出相应小车经过光电门时的速度v，通过描点作出线性图象，研究小车加速度与力的关系．处理数据时应作出

▲

（选填“v-m”或“v2-m”）图象；学科网（4）某同学在（3）中作出的线性图象不通过坐标原点，其可能原因是

▲

。参考答案：11.（6分）一定质量的理想气体从状态A(p1、V1)开始做等压膨胀变化到状态B(p1、V2)，状态变化如图中实线所示．此过程中气体对外做的功为

，气体分子的平均动能

（选填“增大”“减小”或“不变”），气体

（选填“吸收”或“放出”）热量。

参考答案：P1（V2-V1）；(2分)增大(2分)；吸收(2分)12.用同一光电管研究a、b两种单色光产生的光电效应，得到光电流I与光电管两极间所加电压U的关系如图．则a光光子的频率

▲

b光光子的频率（选填“大于”、“小于”、“等于”）；用a光的强度

▲

b光的强度（选填“大于”、“少于”、“等于”）．参考答案：大于；大于试题分析：由题可得光电管反向截止电压大，可得出光电子的最大初动能大，根据，所以a光光子的频率大；由图可知a光电流较大，因此a光的光强大于b光。考点：爱因斯坦光电效应方程13.某实验小组采用图所示的装置探究“动能定理”，图中小车中可放置砝码，实验中，小车碰到制动装置时，钩码尚未到达地面，打点针时器工作频率为50Hz．Ⅰ．实验的部分步骤如下：①在小车中放入砝码，把纸带穿过打点计时器，连在小车后端，用细线连接小车和钩码；②将小车停在打点计时器附近，接通电源，释放小车，小车拖动纸带，打点计时器在纸带上打下一列点，断开开关；③改变钩码或小车中砝码的数量，更换纸带，重复②的操作。▲

▲

Ⅱ．图是钩码质量为0.03kg，砝码质量为0.02kg时得到的一条纸带，在纸带上选择起始点O及A、B、C、D和E五个计数点，可获得各计数点到O的距离s及对应时刻小车的瞬时速度v，请将C点的测量结果填在表1中的相应位置（计算结果保留两外有效数字）．Ⅲ．在小车的运动过程中，对于钩码、砝码和小车组成的系统，

做正功，

做负功．▲

▲

Ⅳ．实验小组根据实验数据绘出了图中的图线（其中Δv2=v2-v20），根据图线可获得的结论是

．要验证“动能定理”，还需要测量的物理量是摩擦力和

．▲

▲

表1纸带的测量结果参考答案：Ⅱ．5.07（±0.02）

0.49；

Ⅲ．钩砝的重力

小车受摩擦阻力；Ⅳ．小车初末速度的平方差与位移成正比

小车的质量；三、实验题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.(4分)在做“研究平抛物体的运动”的实验时，让小球多次沿同一轨迹运动，通过描点法画小球作平抛运动的轨迹，为了能较准确地描出运动的轨迹，下面列出了一些操作要求，将你认为正确的选项前面的字母填在横线上___________。A．通过调节使斜槽的末端保持水平B．每次释放小球的位置必须不同C．每次必须将小球由静止释放D．记录小球位置的木条（或凹槽）每次必须等距离下降E．小球运动时不应与木板上的白纸（或方格纸）相接触F．将记录球的位置的纸取下后，用直尺将点连成折线参考答案：答案：ACE

（4分，答不全得2分，错选得零分）15.用木板、白纸、图钉、一根原长为5cm且劲度系数为100N/m的弹簧、两个弹簧秤（单位：N）、细绳套、三角板、刻度尺和铅笔等器材做“验证力的平行四边形定则”实验，实验过程如下：①在水平木板上铺白纸，把弹簧的一端固定在O点，过O画一条标记线OD，弹簧的另一端拴两条细绳套；用两把弹簧秤互成角度拉细绳套，使弹簧的另一端沿OD拉至C点，如图甲所示．用铅笔描下C点的位置和两条细绳的方向，记录两弹簧秤的读数分别为FA与FB，其中B弹簧称的读数FB=

N；用刻度尺测出此时弹簧的长度为10cm，通过计算得出弹簧的拉力F=

N；可以判断FA与FB互成的角度为

．②根据力的图示，作出FA和FB，如图乙所示．请你根据力的图示，在图乙中作出FA与FB的合力F′．③比较力F′与F的大小和方向，得出的结论是：在实验误差范围内，．参考答案：10、(1)4.00

5.0

90°；(2)如图所示；(3)平行四边形定则成立。（1）如图甲所示．用铅笔描下C点的位置和两条细绳的方向，记录两弹簧秤的读数分别为FA与FB，其中A弹簧称的读数FA=3.00N，B弹簧称的读数FB=4.00N；这是一根原长为5cm且劲度系数为100N/m的弹簧，用刻度尺测出此时弹簧的长度为10cm，根据胡克定律计算得出弹簧的拉力F=k△x=100×（0.1-0.05）=5.00N，根据三角函数关系得FA与FB互成的角度为90°．（2）根据力的平行四边形定则画图如图所示，（3）比较力F′与F的大小和方向，得出的结论是：在实验误差范围内，平行四边形定则成立。四、计算题：本题共3小题，共计47分16.如图所示，一质量为m=1kg的滑块从半径为R=0.8m的光滑四分之一圆弧形槽的顶端A处无初速度地滑下，槽的底端B与水平传送带相切，传送带的运行速度恒为v=6m／s，长为L=2m，滑块滑到传送带上后做匀加速直线运动，滑到传送带末端C时，恰好被加速到与传送带的速度相同．(取g=10m／s2)求：(1)滑块经B点时对弧形槽的压力F(2)滑块与传送带间的动摩擦因数μ．(3)此过程中，由于摩擦产生的热量Q．参考答案：见解析17.(计算)如图所示，在矩形ABCD区域内，对角线BD以上的区域存在有平行于AD向下的匀强电场，对角线BD以下的区域存在有垂直于纸面的匀强磁场（图中未标出），矩形AD边长为L，AB边长为2L。一个质量为m、电荷量为+q的带电粒子（重力不计）以初速度v0从A点沿AB方向进入电场，在对角线BD的中点P处进入磁场，并从DC边上以垂直于DC边的速度离开磁场（图中未画出），求：（1）电场强度E的大小和带电粒子经过P点时速度v的大小和方向；（2）磁场的磁感应强度B的大小