省直辖县级行政区划潜江市章华高级中学2022-2023学年高三物理上学期期末试卷含解析

省直辖县级行政区划潜江市章华高级中学2022-2023学年高三物理上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1.两个绕地球做匀速圆周运动的人造地球卫星，轨道如图所示，下列判断正确的是：A、两卫星的角速度关系：ωa<ωbB、两卫星的向心加速度关系：aa>abC、两卫星的线速度关系：va>vbD、两卫星的周期关系：Ta<Tb参考答案：A2.下列说法正确的是（）A．﹣2℃时水已经结为冰，此时水分子已经停止了热运动B．100℃水的内能小于100℃水蒸气的内能C．悬浮在液体中的颗粒越小，温度越高，布朗运动越剧烈D．若两分子间距离减小，分子间引力和斥力都增大E．一定质量的理想气体向真空自由膨胀时，体积增大，熵增大参考答案：CDE【分析】物质是由大量分子组成的；分子永不停息的做无规则的热运动；分子间存在相互作用的引力和斥力，并且引力与斥力都随分子间的距离的增大而减小；明确布朗运动的决定因素，知道颗粒越小，温度越高，布朗运动越剧烈；明确热力学第二定律的内容，知道理想气体自由膨胀时，体积增大，熵增大．【解答】解：A、﹣2℃时水已经结为冰，虽然水分子热运动剧烈程度降低，但不会停止热运动，故A错误．B、只有同质量的水和水蒸气才能比较内能．故B错误；C、悬浮在液体中的颗粒越小，温度越高，布朗运动越剧烈，故C正确；D、分子间的引力与斥力都随分子间的距离的减小而增大，故D正确；E、一定质量的理想气体向真空自由膨胀时，体积增大，无序性增加，故熵增大，故E正确．故选：CDE．【点评】本题考查分子动理论的基础知识，属记忆内容，其中要注意的是分子间作用力与分子间距离的关系，同时注意明确热力学第二定律所描述的方向性和熵增加原理．3.如图所示，实线是沿x轴传播的一列简谐横波在t=0时刻的波形图，质点P恰在平衡位置，虚线是这列波在t=0.2s时刻的波形图。已知该波的波速是0.8m/s，则下列说法正确的是

A．这列波是沿x轴负方向传播的

B．质点P在0.4s时刻速度方向与加速度方向相同

C．t=0.5s时，质点P的速度沿y轴负方向．

D．质点P在0.9s时间内经过的路程为0.48m参考答案：AD4.（多选）如图所示，n个完全相同、边长足够小且互不粘连的小方块依次排列，总长度为l，总质量为M，它们一起以速度v在光滑水平面上滑动，某时刻开始滑上粗糙水平面．小方块与粗糙水平面之间的动摩擦因数为μ，若小方块恰能完全进入粗糙水平面，则摩擦力对所有小方块所做功的数值为（）A．B．Mv2C．D．μMgl参考答案：【考点】：功的计算．【专题】：功的计算专题．【分析】：恰能完全进入粗糙水平面，说明进入后的速度为零，把所以方块看做质点可以方便解题．：解：小方块恰能完全进入粗糙水平面，说明进入后的速度为零，根据功的公式：W=fS=0.5μMgl，根据动能定理：W=0﹣=﹣故选：AC【点评】：要从题目中得到隐含条件，应用动能定理，看做质点后能方便处理此类问题．5.两个不等幅的脉冲波在均匀介质中均以1.0m/s的速率沿同一直线相向传播，t=0时刻的波形如图所示，图中小方格的边长为0.1m。则以下不同时刻，波形正确的是（

）参考答案：ABD二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.(5分，选修物理3-4)如图13所示为某一简谐横波在t=0时刻的波形图，由此可知该波沿

传播，该时刻a、b、c三点速度最大的是

点，加速度最大的是

点，从这时刻开始，第一次最快回到平衡位置的是

点。若t=0.02s时质点c第一次到达波谷处，则此波的波速为

m/s。参考答案：答案：x轴正方向，a，c，c,100(每空1分)7.图12（a）是“探究加速度与力、质量的关系”的实验装置示意图。重力加速度取g。

（1）为了平衡小车受到的阻力，应适当抬高木板的

端（填“左”或“右”）。

（2）细砂和小桶的总质量为m，小车的质量为M，实验要求m

M（填“远大于”或“远于”）。该实验的原理是，在平衡小车受到的阻力后，认为小车受到的合外力是

，其值与真实值相比

（填“偏大”或“偏小”），小车受到合外力的真实值为

。

（3）已知打点计时器的打点周期为0．02s，一位同学按要求打出一条纸带如图12（b）所示，在纸带上每5个点取一个计数点，则计数点l、2间的距离S12=____cm，计数点4的速度v4=

m/s，小车的加速度a=

m/s2。

（4）保持细砂和砂桶的质量不变，改变小车的质量M，分别得到小车的加速度a与其对应的质量M，处理数据的恰当方法是作

（填“a-M”或“a-”）图象。

（5）保持小车的质量不变，改变细砂的质量，甲、乙、丙三位同学根据实验数据分别作出了小车的加速度a随合外力F变化的图线如图12（c）、（d），（e）所示。

图（c）中的图线上部出现了弯曲，偏离了原来的直线，其主要原因是

。图（d）中的图线不通过原点，其主要原因是

。图（e）中的图线不通过原点，其主要原因是

。参考答案：8.为了探究受到空气阻力时，物体运动的速度随时间的变化规律，某同学采用了探究“加速度与物体质量、物体受力关系”的实验装置如图1所示．实验时，平衡小车与木板之间的摩擦力后，在小车上安装一薄板，以增大空气对小车运动的阻力．①往砝码盘中加入一小砝码，在释放小车_______________

(选填“之前”或“之后”)接通打点计时器的电源，在纸带上打出一系列的点．②从纸带上选取若干计数点进行测量，得出各计数点的时间t与速度v的数据如下表：时间t/s00．501．001．502．002．50速度v/(m·s－1)0．120．190．230．260．280．29请根据实验数据在图2中作出小车的v－t图象．图2

③通过对实验结果的分析，该同学认为：随着运动速度的增加，小车所受的空气阻力将变大，你是否同意他的观点？请根据v－t图象简要阐述理由．参考答案：①之前②图象如图所示③同意，在v－t图象中，速度越大时，加速度越小，小车受到的合力越小，则小车受空气阻力越大．解析①打点计时器要在释放小车之前接通电源．②选取合适的坐标标度，描点连线即可作出图象，如图所示．③v－t图象的斜率表示加速度的大小，由图象可知，其速度越来越大，加速度越来越小，则小车所受空气阻力越来越大．9.在“用DIS研究小车加速度与所受合外力的关系”实验中时，甲、乙两组分别用如图（a）、（b）所示的实验装置实验，重物通过细线跨过滑轮拉相同质量小车，位移传感器（B）随小车一起沿水平轨道运动，位移传感器（A）固定在轨道一端．甲组实验中把重物的重力作为拉力F，乙组直接用力传感器测得拉力F，改变重物的重力重复实验多次，记录多组数据，并画出a-F图像。（1）位移传感器（B）属于

。（填“发射器”或“接收器”）（2）甲组实验把重物的重力作为拉力F的条件是

。（3）图（c）中符合甲组同学做出的实验图像的是

；符合乙组同学做出的实验图像的是

。参考答案：（1）发射器（2分）（2）小车的质量远大于重物的质量（2分）（3）②（1分）；①（1分）10.按照玻尔原子理论，氢原子中的电子离原子核越远，氢原子的能量__________(选填“越大”或“越小”)。已知氢原子的基态能量为E1(E1<0)，电子质量为m，基态氢原子中的电子吸收一频率为γ的光子被电离后，电子速度大小为___________(普朗克常量为h).参考答案：解析：频率为ν的光子的能量E=hν．氢原子中的电子离原子核越远，则能级越高，氢原子能量越大．基态中的电子吸收一频率为γ的光子后，原子的能量增大为E=E1+hν电子发生电离时其电势能为0，动能为mv2；故有E=0+mv2；

所以有E1+hν=mv2；则v=11.（1）已知能使某金属产生光电效应的极限频率为υ0，当用频率为2υ0的单色光照射该金属时，所产生的光电子的最大初动能为

。当照射光的频率继续增大时，则逸出功

（填“增大”“减小”或“不变”）（2）如图所示，一个有界的匀强磁场，磁感应强度B=0.50T，磁场方向垂直于纸面向里，MN是磁场的左边界。在距磁场左边界MN的1.0m处有一个放射源A，内装放射物质（镭）,发生α衰变生成新核Rn（氡）。放在MN左侧的粒子接收器接收到垂直于边界MN方向射出的α粒子，此时接收器位置距直线OA的距离为1.0m。①试写出Ra的衰变方程；②求衰变后Rn（氡）的速率.（质子、中子的质量为1.6×10-27kg，电子电量e=1.6×10-19C）参考答案：（1）hv0

（2分）

不变

（2分）（2）①

②对α粒子

动量守恒得

12.某小组同学尝试用下图所示装置测定大气压强．实验过程中温度保持不变．最初U形管两臂中的水银面齐平，烧瓶中无水．当用注射器往烧瓶中注入水时，U形管两臂中的水银面出现高度差．实验的部分数据记录在下表中．

气体体积V(ml)800674600531500水银面高度差h(cm)014.025.038.045.0

（1）根据表中数据，在右图中画出该实验的h－1/V关系图线；（2）实验环境下的大气压强p0=

cmHg；

（3）如果实验开始时气体的热力学温度为T0，最终气体的体积为500ml，现使U型管中的水银面回到初始齐平状态，应使容器中的气体温度降低到_________．参考答案：（1）右图所示

（2分）（2）75（±2）

（3分）（3）

（3分）13.马拉着质量为60kg的雪橇，从静止开始用80s的时间沿平直冰面跑完1000m。设雪橇在运动过程中受到的阻力保持不变，并且它在开始运动的8s时间内做匀加速直线运动，从第8s末开始，马拉雪橇做功的功率保持不变，继续做直线运动，最后一段时间雪橇做的是匀速直线运动，速度大小为15m/s，已知开始运动的8s内马拉雪橇的平均功率是8s后功率的一半。则在整个运动过程中马拉雪橇做功的平均功率是________W；雪橇在运动过程中所受阻力大小是_________N。参考答案：答案：687；48.2三、简答题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.（选修3-5模块）（4分）2008年北京奥运会场馆周围80％～90％的路灯将利用太阳能发电技术来供电，奥运会90％的洗浴热水将采用全玻真空太阳能集热技术．科学研究发现太阳发光是由于其内部不断发生从氢核到氦核的核聚变反应，即在太阳内部4个氢核（H）转化成一个氦核（He）和两个正电子（e）并放出能量.已知质子质量mP=1.0073u，α粒子的质量mα=4.0015u，电子的质量me=0.0005u．1u的质量相当于931.MeV的能量．①写出该热核反应方程；②一次这样的热核反应过程中释放出多少MeV的能量?（结果保留四位有效数字）参考答案：

答案：①4H→He+2e（2分）②Δm=4mP－mα－2me=4×1.0073u－4.0015u－2×0.0005u=0.0267u（2分）ΔE=Δmc2

=0.0267u×931.5MeV/u＝24.86MeV

（2分）15.（7分）一定质量的理想气体，在保持温度不变的的情况下，如果增大气体体积，气体压强将如何变化？请你从分子动理论的观点加以解释．如果在此过程中气体对外界做了900J的功，则此过程中气体是放出热量还是吸收热量？放出或吸收多少热量？（简要说明理由）参考答案：气体压强减小（1分）一定质量的气体，温度不变时，分子的平均动能一定，气体体积增大，分子的密集程度减小，所以气体压强减小．（3分）一定质量的理想气体，温度不变时，内能不变，根据热力学第一定律可知，当气体对外做功时，气体一定吸收热量，吸收的热量等于气体对外做的功量即900J．（3分）四、计算题：本题共3小题，共计47分16.如图所示，带电平行金属板相距为2R，在两板间有垂直纸面向里、磁感应强度为B的圆形匀强磁场区域，与两板及左侧边缘线相切。一个带正电的粒子（不计重力）沿两板间中心线O1O2从左侧边缘O1点以某一速度射入，恰沿直线通过圆形磁场区域，并从极板边缘飞出，在极板间运动时间为t0。若撤去磁场，粒子仍从O1点以相同速度射入，则经时间打到极板上。（1）求两极板间电压U（2）若两极板不带电，保持磁场不变，该粒子仍沿中心线O1O2从O1点射入，欲使粒子从两板左侧间飞出，射入的速度应满足什么条件参考答案：解：（1）设粒子从左侧O1点射入的速度为，极板长为粒子在初速度方向上做匀速直线运动，

（2分）在电场中:

（1分）

（2分）

（1分）在复合场中作匀速运动：

（2分）解得

（2分）（2）设粒子在磁场中做圆周运动的轨道半径为r，粒子恰好从上极板左边缘飞出时速度的偏转角为，由几何关系可知：，（2分）(写成R+r=R同样得此2分)因为

，qE=qv0B,

所以

（2分）根据向心力公式

，解得v=

（2分）所以，粒子两板左侧间飞出的条件为

（2分）

17.（12分）如图所示，粗细均匀，两端开口的U形管竖直放置，管的内径很小，水平部分BC长14厘米，一空气柱将管内水银分隔成左右两段，大气压强相当于高为76厘米水银柱的压强。（1）当空气柱温度为开，长为厘米时，BC管内左边水银柱长2厘米，AB管内水银柱长也是2厘米，则右边水银柱总长是多少？（2）当空气柱温度升高到多少时，左边的水银恰好全部进入竖直管AB内？（3）当空气柱温度为490开时，两竖直管内水银柱上表面高度各为多少？

参考答案：解析：（1）U形管两端均开口，所以两竖直管内水银面高度应相同，即右边竖直管内水银柱高度为（厘米）

右边水平管内水银柱长度为

14－－2=4（厘米）

右边水银柱总长是

4+2=6（厘米）