湖北省武汉市新农中学2022年高三物理下学期期末试卷含解析

湖北省武汉市新农中学2022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.（多选）如图所示，绝缘弹簧的下端固定在光滑斜面底端，弹簧与斜面平行，带电小球Q（可视为质点）固定在绝缘斜面上的M点，且在通过弹簧中心的直线ab上．现将与Q大小相同，带电性也相同的小球P，从直线ab上的N点由静止释放，若两小球可视为点电荷．在小球P与弹簧接触到速度变为零的过程中，下列说法中正确的是

A．小球P的速度一定先增大后减小

B．小球P的机械能一定在减少

C．小球P速度最大时所受弹簧弹力和库仑力的合力为零

D．小球P与弹簧系统的机械能一定增加参考答案：AD2.如图所示，球网高出桌面H，网到桌边的距离为L。某人在乒乓球训练中，从左侧L/2处，将球沿垂直于网的方向水平击出，球恰好通过网的上沿落到右侧桌边缘。设乒乓球运动为平抛运动。则[jf15]

（

）（A）击球点的高度与网的高度之比为4∶1（B）乒乓球在左、右两侧运动速度变化量之比为1∶3（C）乒乓球在左、右两侧运动速度变化率之比为1∶2（D）球恰好通过网的上沿的竖直分速度与落到右侧桌边缘的竖直分速度之比为1∶3参考答案：D3.取一根长2m左右的细线，5个铁垫圈和一个金属盘．在线的一端系上第一个垫圈，隔12cm再系一个，以后每两个垫圈之间的距离分别为36cm、60cm、84cm，如图所示，站在椅子上，向上提起线的另一端，让线自由垂下，且第一个垫圈紧靠放在地面上的金属盘内．松手后开始计时，若不计空气阻力，则第2、3、4、5各垫圈

A．落到盘上的声音时间间隔越来越大B．落到盘上的声音时间间隔相等C．依次落到盘上的速率关系为1∶2∶3∶4D．依次落到盘上的时间关系为1∶(－1)∶(－)∶(2－)参考答案：BC4.某人用手表估测火车的加速度。先观测3分钟，发现火车前进540；隔3分钟后又观察l分钟，发现火车前进360，若火车在这7分钟内做匀加速直线运动，则火车的加速度为(

)Ａ．

Ｂ．

Ｃ．

Ｄ．

参考答案：答案：Ｄ解析：头三分钟火车的中间时刻的瞬时速度是：；隔三分钟后又观察了一分钟，这一分钟的中间时刻的瞬时速度是：；火车的加速度是：。所以正确选项是Ｄ。5.（多选题）发现中子的核反应方程是Be+He→C+nB．20个U原子核经过一个半衰期后，还有10个未发生衰变C．一群处于n=4能级的氢原子向低能级跃迁，最多可释放出3种频率的光子D．U→Th+He是核衰变反应方程参考答案：AD【考点】原子核衰变及半衰期、衰变速度；氢原子的能级公式和跃迁；裂变反应和聚变反应．【分析】根据核反应的分类特点判断核反应的类型；半衰期只适用于大量原子核而言；根据数学组合，即可求解；【解答】解：A、根据物理学史的知识可知，发现中子的核反应方程是Be+He→C+n，故A正确；B、半衰期在大量放射性元素衰变的统计规律，半衰期只适用于大量原子核而言才有意义，故B错误；C、一群处于n=4能级的氢原子向低能级跃迁，根据=6，最多可释放出6种频率的光子，故C错误；D、核反应U→Th+He中，释放出α粒子，是α衰变反应方程，故D正确；故选：AD二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.如图所示，一物体在平行于斜面向上的恒力F作用下，由静止从底端沿光滑的斜面向上做匀加速直线运动，经时间t力F做功为60J，此后撤去恒力F，物体又经时间t回到出发点。若以地面为零势能点，则当物体回到出发点时的动能为____________J，在撤去恒力F之前，当物体的动能为7J时，物体的机械能为____________J。参考答案：60；28

7.12．如图所示，A、B为不同金属制成的正方形线框，导线粗细相同，A的边长是B的2倍，A的密度是B的1/2，A的电阻是B的4倍。当它们的下边在同一高度竖直下落，垂直进入如图所示的磁场时，A框恰能匀速下落，那么；（1）B框进入磁场过程将作

运动（填“匀速”“加速”“减速”）；（2）两线框全部进入磁场的过程中，A、B两线框消耗的电能之比为

。参考答案：8.利用光电管产生光电流的电路如图所示。电源的正极应接在端

（填“a”或“b”）；若电流表读数为8μA，则每秒从光电管阴极发射的光电子至少是

个（已知电子电量为l.6×10-19C）。参考答案：答案：a，5×1013分析：要使电子加速，应在A极接高电势，故a端为电源正极。由I＝ne/t，得n=It/e＝5×1013。9.如图为教材封面苹果下落的频闪照片，紫珠同学根据照片测量的数据如图所示，已知实际苹果大小（直径）约为照片6倍左右，重力加速度g为9.8m/s2，则可以估算出频闪照相的频率约为

Hz．（结果保留两位有效数字）参考答案：9.6【考点】匀变速直线运动规律的综合运用．【分析】首先，按照比例求出两段的实际位移，这是连续相等时间内通过的位移，根据匀变速直线运动的推论：任意两个连续相等的时间T内的位移之差为恒量S2﹣S1=S3﹣S2=…=SN+1﹣SN=aT2进行求解，频率的倒数就是每段位移的时间．【解答】解：实际苹果大小（直径）约为照片6倍左右则实际的两段位移为x1=6×0.0310m=0.186mx2=6×0.0490m=0.294mx2﹣x1=gt20.294﹣0.186=9.8t2t=s=9.6Hz故本题答案：9.610.如图甲所示是用主尺最小分度为1mm，游标上有20个小的等分刻度的游标卡尺测量一工件的内径的实物图，图乙是游标部分放大后的示意图．则该工件的内径为

cm．用螺旋测微器测一金属杆的直径，结果如图丙所示，则杆的直径是

mm．参考答案：2.280；2.697；【考点】刻度尺、游标卡尺的使用；螺旋测微器的使用．【分析】解决本题的关键掌握游标卡尺读数的方法，主尺读数加上游标读数，不需估读．螺旋测微器的读数方法是固定刻度读数加上可动刻度读数，在读可动刻度读数时需估读．【解答】解：20分度的游标卡尺，精确度是0.05mm，游标卡尺的主尺读数为22mm，游标尺上第16个刻度和主尺上某一刻度对齐，所以游标读数为16×0.05mm=0.80mm，所以最终读数为：22mm+0.80mm=22.80mm=2.280cm．螺旋测微器的固定刻度为2.5mm，可动刻度为19.7×0.01mm=0.197mm，所以最终读数为2.5mm+0.197mm=2.697mm．故答案为：2.280；2.697；11.图1为验证牛顿第二定律的实验装置示意图。图中打点计时器的电源为50Hz的交流电源，打点的时间间隔用Δt表示。在小车质量未知的情况下，某同学设计了一种方法用来研究“在外力一定的条件下，物体的加速度与其质量间的关系”。（1）完成下列实验步骤中的填空：①平衡小车所受的阻力：小吊盘中不放物块，调整木板右端的高度，用手轻拨小车，直到打点计时器打出一系列________的点。②按住小车，在小吊盘中放入适当质量的物块，在小车中放入砝码。③打开打点计时器电源，释放小车，获得带有点列的纸带，在纸带上标出小车中砝码的质量m。④按住小车，改变小车中砝码的质量，重复步骤③。⑤在每条纸带上清晰的部分，每5个间隔标注一个计数点。测量相邻计数点的间距s1，s2，…。求出与不同m相对应的加速度a。⑥以砝码的质量m为横坐标为纵坐标，在坐标纸上做出关系图线。若加速度与小车和砝码的总质量成反比，则与m处应成_________关系（填“线性”或“非线性”）。（2）完成下列填空：①本实验中，为了保证在改变小车中砝码的质量时，小车所受的拉力近似不变，小吊盘和盘中物块的质量之和应满足的条件是_______________________。②设纸带上三个相邻计数点的间距为s1、s2、s3。a可用s1、s3和Δt表示为a=__________。图2为用米尺测量某一纸带上的s1、s3的情况，由图可读出s1=__________mm，s3=__________。由此求得加速度的大小a=__________m/s2。③图3为所得实验图线的示意图。设图中直线的斜率为k，在纵轴上的截距为b，若牛顿定律成立，则小车受到的拉力为___________，小车的质量为___________。参考答案：12.在轨道半径是地球半径n倍的圆形轨道上，人造地球卫星运行的向心加速度大小是地表重力加速度的倍，人造地球卫星的运行速度大小是第一宇宙速度大小的倍．参考答案：考点：第一宇宙速度、第二宇宙速度和第三宇宙速度．专题：万有引力定律的应用专题．分析：由万有引力提供向心力可表示人造卫星的加速度，第一宇宙速度是卫星在近地圆轨道上的环绕速度，根据引力等于向心力，列式求解；根据万有引力提供向心力表示出线速度即可求解．解答：解：由万有引力提供向心力可得：G=ma，解得：a=，则人造卫星的加速度与地面重力加速度之比为：a：g=：=第一宇宙速度为v：G=m，解得：v=同理可得人造卫星的速度为：v=故人造卫星的速度与第一宇宙速度之比为：故答案为：；．点评：抓住卫星所受的万有引力等于向心力这个关系即可列式求解！向心力公式根据需要合理选择．13.某同学探究恒力做功和物体动能变化间的关系，方案如图所示，长木板放于水平桌面，用钩码的重力作为小车受到的合外力，为减小这种做法带来的误差，实验中要

采取的两项措施是：

a：

；

b：

；参考答案：a．适当垫高长木板右端，以平衡摩擦力；

b．使钩码的质量远小于小车的质量三、简答题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.（选修3－3（含2－2））（6分）一定质量的气体，从外界吸收了500J的热量，同时对外做了100J的功，问：①物体的内能是增加还是减少?变化了多少？(400J;400J)

②分子势能是增加还是减少？参考答案：解析：①气体从外界吸热：Q＝500J，气体对外界做功：W＝－100J

由热力学第一定律得△U=W+Q=400J

(3分)

△U为正，说明气体内能增加了400J

(1分)

②因为气体对外做功，所以气体的体积膨胀，分子间的距离增大，分子力做负功，气体分子势能增加。（2分）15.为了测量木块与长木板间的动摩擦因数，某同学用铁架台将长板倾斜支在水平桌面上，组成如图甲所示的装置，所提供的器材有：长木板、木块（其前端固定有用于挡光的窄片K）、光电计时器、米尺、铁架台等，在长木板上标出A、B两点，B点处放置光电门（图中未画出），用于记录窄片通过光电门时的挡光时间，该同学进行了如下实验：（1）用游标尺测量窄片K的宽度d如图乙所示，则d=______mm，测量长木板上A、B两点间的距离L和竖直高度差h。（2）从A点由静止释放木块使其沿斜面下滑，测得木块经过光电门时的档光时间为△t=2.50×10-3s，算出木块经B点时的速度v=_____m/s，由L和v得出滑块的加速度a。（3）由以上测量和算出的物理量可以得出木块与长木板间的动摩擦因数的表达式为μ=_______（用题中所给字母h、L、a和重力加速度g表示）参考答案：

(1).(1)2.50；

(2).（2）1.0；

(3).（3）试题分析：(1)游标卡尺的读数是主尺读数加上游标读数；(2)挡光片通过光电门的时间很短，因此可以用其通过的平均速度来代替瞬时速度；(3)根据牛顿运动定律写出表达式，求动摩擦因数的大小。解：(1)主尺读数是2mm，游标读数是，则窄片K的宽度；(2)木块经B点时的速度(3)对木块受力分析，根据牛顿运动定律有：据运动学公式有其中、联立解得：四、计算题：本题共3小题，共计47分16.如图所示，在桌面上方有一倒立的玻璃圆锥，顶角∠AOB＝120°，顶点O与桌面的距离为4a，圆锥的底面半径R＝a，圆锥轴线与桌面垂直．有一半径为R的圆柱形平行光垂直入射到圆锥的底面上，光束的中心轴与圆锥的轴重合．已知玻璃的折射率n＝，求光束在桌面上形成的光斑的面积．参考答案：4πa2

解析：如图所示，射到OA界面的入射角α＝30°，则，故入射光能从圆锥侧面射出17.如图所示，足够长的金属直导轨MN和PQ与阻值为R的电阻相连，平行地固

定在水平桌面上，导轨间存在一垂直于纸面向里的匀强磁场，导轨

的电阻不计。金属直杆ab垂直于导轨MN和PQ放置，其质量为m,

电阻为r，金属直杆ab与导轨间的动摩擦因数为。现用水平恒

力F向右拉杆ab，使之由图中位置从静止开始水平向右运动，杆

ab在运动过程中始终与两条直导轨垂直且保持良好接触。经时间t

后，ab杆开始做匀速直线运动，此时理想电压表的示数为U(己知重力加速度为g），求：

（1)ab杆匀速运动时的速度vm;

(2)ab杆在加速过程中，通过R的电量q及ab杆在加速过程中的位移大小x。参考答案：（1）（2），（1）由于ab杆做匀速直线运动，其合力必为零，因此

由法拉第电磁感应定律可知，杆ab匀速运动时产生的电动势

由闭合电路欧姆定律可知

,

解得

(2)在加速过程中任意时刻，由牛顿第二定律可知

解得：

又因为

解得

18.出现霾时空气则相对干燥，空气相对湿度通常在60%以下，其形成原因是由于大量极细微的沙尘粒、烟粒、盐