2022年山西省忻州市门限石中学高三物理下学期期末试卷含解析

2022年山西省忻州市门限石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.某物体置于光滑水平面上，在水平方向的两个平衡力作用下处于静止状态．若使其中一个力的大小按如图所示的规律变化，则在0—t0时间内，该物体运动的A．速度先增大后减小

B．速度一直增大C．加速度先减小后增大

D．加速度一直增大参考答案：B2.在狭义相对论中，下列说法中哪些是正确的①一切运动物体相对于观察者的速度都不能大于真空中的光速②质量、长度、时间的测量结果都是随物体与观察者的相对状态而改变③惯性系中的观察者观察一个与他做匀速相对运动的时钟时，会看到这个时钟比与他相对静止的时钟走得慢些A．①③是正确的

B．①②是正确的C．①②③是正确的

D．②③是正确的参考答案：答案：C3.如图所示，在光滑水平而上有一质量为M的斜劈，其斜面倾角为α，一质量为m的物体放在其光滑斜面上，现用一水平力F推斜劈，恰使物体m与斜劈间无相对滑动，则斜劈对物块m的弹力大小为(

).A．mgcosα

B．

C．

D．参考答案：BD4.用图示装置可以检测霍尔效应。利用电磁铁产生磁场，电流表检测输入霍尔元件的电流，电压表检测元件输出的电压，已知图中的霍尔元件是半导体，与金属导体不同，它内部形成电流的“载流子”是空穴，空穴可视为能自由移动的带正电的粒子，图中的1、2、3、4是霍尔元件上的四个接线端，当开关S1、S2闭合后，电流表A和电表B、C都有明显示数，下列说法中正确的是A.电表B为电压表，电表C为电流表B.接线端4的电势低于接线端2的电势C.若增大R1，则电压表示数增大D.若增大R2，则电压表示数减小参考答案：D【详解】A项：B表为测量通过霍尔元件的电流，C表测量霍尔电压，所以电表B为电流表，电表C为电压表，故A错误；B项：由安培定则可知，磁场方向向上，通过安霍尔元件的电流由1流向接线端3，由左手定则可知，正电的粒子偏向接线端4，所以接线端4的电势高于接线端2的电势，故B错误；C项：若增大R1，电磁铁中的电流减小，产生的磁场减小，由公式可知，电压表示数减小，故C错误；D项：若增大R2，流过霍尔元件的电流减小，由公式可知，电压表示数减小，故D正确。故选：D。5.如图所示，一位同学做飞镖游戏，已知圆盘的直径为d，飞镖距圆盘为L，且对准圆盘上边缘的A点水平抛出，初速度为v0，飞镖抛出的同时，圆盘以垂直圆盘过盘心O的水平轴匀速转动，角速度为ω．若飞镖恰好击中A点，则下列关系正确的是（）A．dv02=L2g B．ωL=π（1+2n）v0，（n=0，1，2，3…）C．v0=ω D．dω2=gπ2（1+2n）2，（n=0，1，2，3…）参考答案：B【考点】平抛运动．【分析】飞镖做平抛运动的同时，圆盘上A点做匀速圆周运动，恰好击中A点，说明A点正好在最低点被击中，则A点转动的时间t=，根据平抛运动水平位移可求得平抛的时间，两时间相等联立可求解．【解答】解：BC、飞镖做平抛运动的同时，圆盘上A点做匀速圆周运动，恰好击中A点，说明A点正好在最低点被击中，设时间为t，飞镖飞行时间t和圆盘转动的周期满足：t=nT+（n=0，1，2、），由T=和L=v0t得：ωL=π（2n+1）v0故B正确，C错误；AD、平抛的竖直位移为d，则d=gt2，联立有：dω2=gπ2（2n+1）2，2d=gL2故A错误，D错误故选：B二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.氢原子的能级图如图所示，一群处于n=4能级的氢原子向较低能级跃迁,能产生

▲

种不同频率的光子，其中频率最大的光子是从n=4的能级向n=

▲

的能级跃迁所产生的。参考答案：617.如图所示，内径均匀的导热性能良好的“U”形玻璃管竖直放置，横截面积S=5cm2，右侧管上端封闭，左侧管上端开口，内有用细线栓住的活塞．两管中均封入长L=11cm的空气柱A和B，活塞上、下表面处的气体压强均为p=76cm水银柱产生的压强，这时两管内的水银面的高度差h=6cm。环境温度恒定，现将活塞用细线缓慢地向上拉，使两管内水银面相平，则：

①此过程中活塞向上移动的距离h′是多少?②此过程中空气柱B内的气体对外界做___________(填“正功”或“负功”)，气体将__________(填“吸热”或放热”)。参考答案：8.某波源S发出一列简谐横波，波源S的振动图象如图所示。在波的传播方向有A、B两点，它们到S的距离分别为45m和55m。测得A、B两点开始振动的时间间隔1.0s。由此可知①波长

m；②当B点离开平衡位置的位移为+6cm时，A点离开平衡位置的位移是

cm。参考答案：①20

②-6

9.一飞船在某星球表面附近，受星球引力作用而绕其做匀速圆周运动的速率为，飞船在离该星球表面高度为h处，受星球引力作用而绕其做匀速圆周运动的速率为，已知引力常量为G，则该星球的质量表达式为

。参考答案：10.如图，电源电动势E=12V，内阻r=1Ω，电阻R1=4Ω，R2=22Ω，滑动变阻器R的阻值0～30Ω．闭合电键S，当滑动变阻器的滑动触头P由a端向b端滑动时，理想电流表和理想电压表示数变化量的大小分别用△I、△U表示．则5Ω；R1消耗的最小电功率为P=1.78W．参考答案：解：根据闭合电路欧姆定律得

U=E﹣I（R1+r），则由数学知识得知：=R1+r=4+1=5Ω．当变阻器与电阻R2并联的电阻最大时，外电路电阻最大，总电流最小，R1消耗的电功率最小，此时有：RaP=RPb+R2，又RaP+RPb=30Ω，R2=22Ω，解得：RaP=26Ω，RPb=4Ω则外电路总电阻为：R=RaP+R1=13Ω+4Ω=17Ω电路中总电流为：I==A=AR1消耗的最小电功率为：P=I2R1=×4W≈1.78W故答案为：5，1.78．11.如图所示为某同学利用方格坐标纸测定半圆形玻璃砖折射率实验的记录情况，虚线为半径与玻璃砖相同的圆，在没有其它测量工具的情况下，只需由坐标纸即可测出玻璃砖的折射率．则玻璃砖所在位置为图中的

参考答案：12.如图所示是一定质量的理想气体状态变化过程中密度随热力学温度变化的曲线，则由图可知：从A到B过程中气体

（吸热、放热），从B到C过程中，气体的压强与热力学温度的关系为

（P与T成正比，P与T的平方成正比）参考答案：吸热

P与T的平方成正比13.直角玻璃三棱镜的截面如图所示，一条光线从AB面入射，ab为其折射光线，ab与AB面的夹角=60°．已知这种玻璃的折射率n=，则：①这条光线在AB面上的的入射角为

；②图中光线ab

（填“能”或“不能”）从AC面折射出去．参考答案：①45°(2分)

②不能三、简答题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.（8分）在衰变中常伴有一种称为“中微子”的粒子放出。中微子的性质十分特别，因此在实验中很难探测。1953年，莱尼斯和柯文建造了一个由大水槽和探测器组成的实验系统，利用中微子与水中的核反应，间接地证实了中微子的存在。（1）中微子与水中的发生核反应，产生中子（）和正电子（），即中微子+→+，可以判定，中微子的质量数和电荷数分别是

。（填写选项前的字母）

A.0和0

B.0和1

C.1和0

D.1和1（2）上述核反应产生的正电子与水中的电子相遇，与电子形成几乎静止的整体后，可以转变为两个光子（），即+2

已知正电子和电子的质量都为9.1×10-31㎏，反应中产生的每个光子的能量约为

J.正电子与电子相遇不可能只转变为一个光子，原因是

。参考答案：（1）A；(2)；遵循动量守恒解析：（1）发生核反应前后，粒子的质量数和核电荷数均不变，据此可知中微子的质量数和电荷数分都是0，A项正确。（2）产生的能量是由于质量亏损。两个电子转变为两个光子之后，质量变为零，由，故一个光子的能量为，带入数据得=J。正电子与水中的电子相遇，与电子形成几乎静止的整体，故系统总动量为零，故如果只产生一个光子是不可能的，因为此过程遵循动量守恒。15.（7分）如图所示，一束光从空气射入玻璃中，MN为空气与玻璃的分界面．试判断玻璃在图中哪个区域内（Ⅰ或Ⅱ）？简要说明理由．并在入射光线和反射光线上标出箭头。参考答案：当光由空气射入玻璃中时，根据折射定律

=n，因n>1，所以i>γ，即当光由空气射入玻璃中时，入射角应该大于折射角．如图，在图中作出法线，比较角度i和γ的大小，即可得出玻璃介质应在区域?内．箭头如图所示．（7分）四、计算题：本题共3小题，共计47分16.（10分）如图所示为利用电磁作用输送非导电流体装置的示意图。一边长为L、截面为正方形的塑料管道水平放置，其右端面上有一截面积为A的小喷口，喷口离地的高度为h。管道中有一绝缘活塞，在活塞的中部和上部人别嵌有两根金属棒a、b，其中棒b的两端与一电压表相连，整个装置放在竖直向上的匀强磁场中，当棒a中通有垂直纸里向里的恒定电流I时，活塞向右匀速推动液体从喷口水平射出，液体落地点离喷口的水平距离为s，若液体的密度为ρ，不计所有阻力，求：

（1）活塞移动的速度；

（2）该装置的功率；

（3）磁感强度B的大小；

（4）若在实际使用中发现电压表的读数变小，可能原因是什么？

参考答案：

解析：（1）设施体从喷口水平射出的速度为v0，活塞移动的速度为v

①

（1分）

②

（1分）

③

（1分）

（2）设装置功率为P，△t时间内有△m质量的液体从喷口射出

④

（1分）

⑤

（1分）

（3）

⑦

（1分）

⑧

（1分）

⑨

（1分）

（4）

∴喷口液体的流量减少，活塞移动速度减小，或磁场变小等会引起电压表读数变小（1分）17.（12分）一根两端开口、横截面积为S=2cm2足够长的玻璃管竖直插入水银槽中并固定（插入水银槽中的部分足够深）。管中有一个质量不计的光滑活塞，活塞下封闭着长L=21cm的气柱，气体的温度t1=7℃,外界大气压取P0=1.0×105Pa（相当于75cm汞柱高的压强）。（1）在活塞上放一个质量m=0.1kg的砝码，保持气体的温度t1不变，平衡后气柱为多长？此时管内外水银面的高度差为多少（g=10m/s2）？（2）保持砝码的质量不变，对气体加热，使其温度升高到t2=77℃,此时气柱为多长？参考答案：解析：（1）被封闭气体的初状态为

P1=P0=1.0×105Pa=75cmHg，

V1=LS=21S，T1=280K

末态为

V2=L2S，T2=T1=280K

根据玻意耳定律，有

，即

得

由于

所以管内外水银面的高度差为Δh=3.75cm。