辽宁省沈阳市第四十二中学2022年高三物理期末试题含解析

辽宁省沈阳市第四十二中学2022年高三物理期末试题含解析一、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.某种角速度计，其结构如图4所示。当整个装置绕轴OO′转动时，元件A相对于转轴发生位移并通过滑动变阻器输出电压，电压传感器（传感器内阻无限大）接收相应的电压信号。已知A的质量为m，弹簧的劲度系数为k、自然长度为l，电源的电动势为E、内阻不计。滑动变阻器总长也为l，电阻分布均匀，装置静止时滑片P在变阻器的最左端B端，当系统以角速度ω转动时，则

A．电路中电流随角速度的增大而增大B．电路中电流随角速度的增大而减小C．弹簧的伸长量为D．输出电压U与ω的函数式为参考答案：D系统在水平面内以角速度ω转动时，无论角速度增大还是减小，BC的电阻不变，根据闭合电路欧姆定律得知，电路中电流保持不变，与角速度无关．故AB错误．

设系统在水平面内以角速度ω转动时，弹簧伸长的长度为x，则对元件A，根据牛顿第二定律得kx=mω2（L+x）

又输出电压U=联立两式得，故C错误，D正确．故本题应选D。2.（单选）如图所示，A、B是一条电场线上的两点，若在A点释放一初速为零的电子，电子仅受电场力作用，沿电场线从A运动到B．则（）A．电场强度的方向向左B．A点场强一定大于B点场强C．电场力做负功D．电势能增加参考答案：解：A、电子仅受电场力作用，沿电场线从A运动到B，可知电场力方向水平向右，负电荷所受电场力的方向与电场强度的方向相反，所以电场强度的方向向左．故A正确．

B、不知电场线的疏密，故无法知道电场的强弱．故B错误．

C、A到B，电场力做正功，电势能减小．故C、D错误．故选A．3.6．如图所示，有界匀强磁场的宽为，方向垂直纸面向里，梯形线圈位于纸面内，与间的距离也为。时刻，边与磁场边界重合。当线圈沿垂直于磁场边界的方向匀速穿过磁场时，线圈中的感应电流随时间变化的图线可能是（取顺时针方向为感应电流正方向）

（

）参考答案：B解析：由右手定则可以判断开始时电流应为负值，其切割的有效长度是均匀增加的，当线框全部进入磁场后，再次利用右手定则可以判断此时电流应为正值，其切割的有效长度也是增大的，所以B项正确。4.(多选)如图所示，内壁光滑的细管做成的竖直面内的圆形轨道，管的直径远小于轨道半径r，一个小球（质量为m）在管内做完整的圆周运动，A为最低点，B为最高点，下面说法正确的是A．小球在B点的最小速度为B．小球在A点的速度最小为2C．小球在A点受到细管的弹力可能小于重力D．小球在B点受到细管的弹力可能超过重力参考答案：BD5.金属铂的电阻率随温度的变化比较明显，图6中能大致表示出铂制成的导体的伏安特性曲线是【

】

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.如图所示为氢原子的能级图，n为量子数。①在氢原子的核外电子由量子数为2的轨道跃迁到量子数为3的轨道的过程中，将______(填“吸收”、“放出”)光子。②若已知普朗克常量h=6.6×10－34J·S，某金属的逸出功为3.3eV，则该金属的极限频率_____________Hz。若一群处于量子数为3的激发态的氢原子在向基态跃迁过程中，有________种频率的光子能使该金属产生光电效应．参考答案：7.已知气泡内气体的密度为30g/，平均摩尔质量为1.152g/mol。阿伏加德罗常数，估算气体分子间距离d=___________m，气泡的体积为1cm3，则气泡内气体分子数为_____________个。参考答案：

（1）根据，得气体分子连同占据的空间为，气体分子间距离得（2）气泡内气体质量，气泡内气体摩尔数为：，分子数为得：8.质量为m的物体(可看成质点)以某一速度冲上倾角为300的固定斜面，其运动的加速度为，此物体在斜面上上升的最大高度为h，则在这个过程中物体重力势能增加了______________，机械能损失了_________________。参考答案：，

9.传感器是自动控制设备中不可缺少的元件。右图是一种测定位移的电容式传感器电路。在该电路中，闭合开关S一小段时间后，使工件（电介质）缓慢向左移动，则在工件移动的过程中，通过电流表G的电流

（填“方向由a至b”、“方向由b至a”或“始终为零”）参考答案：方向由a至b10.如图所示，两个等大反向的水平力分别作用在物体A和B上，A和B均处于静止状态，若各个接触面均与水平地面平行，则B物体受___个力作用。参考答案：511.如图所示，光滑的半圆槽内，A球从高h处沿槽自由滑下，与静止在槽底的B球相碰，若碰撞后A球和B球到达的最大高度均为h／9，A球、B球的质量之比为_____________或____________。参考答案：1:4，1:212.如图所示为皮带转动装置，右边两轮共轴连接，且RA=RC=2RB皮带不打滑，则在A、B、C三轮中的周期TA：TB：TC=

，线速度vA：vB：vC=

，向心加速度aA：aB：aC=

、

参考答案：2：1：1，1：1：2，1：2：4解：由于A轮和B轮是皮带传动，皮带传动的特点是两轮与皮带接触点的线速度的大小与皮带的线速度大小相同，故，所以，

由角速度和线速度的关系式可得，由于B轮和C轮共轴，故两轮角速度相同，即，故

，所以周期之比为

由角速度和线速度的关系式可得。13.在如图（甲）所示的电路中，电阻R1和R2都是纯电阻，它们的伏安特性曲线分别如图（乙）中Oa、Ob所示。电源的电动势=7.0V，内阻忽略不计。（1）调节滑动变阻器R3，使电阻R1和R2消耗的电功率恰好相等，则此时电阻R1和R2的阻值为

Ω，R3接入电路的阻值为

Ω。（2）调节滑动变阻器R3，使R3＝0，这时电阻R1的电功率P1＝

W，R2的电功率P2＝

W。参考答案：（1）1000，800；（2）1.05×10－2，1.4×10－2

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））（7分）如图所示是一定质量的气体从状态A经状态B到状态C的p－T图象，已知气体在状态B时的体积是8L，求气体在状态A和状态C的体积分别是多大？并判断气体从状态B到状态C过程是吸热还是放热？参考答案：解析：由图可知：从A到B是一个等温过程，根据玻意耳定律可得：……(2分)

代入数据解得：……………(1分)

从B到C是一个等容过程，

……………(1分)

【或由，代入数据解得：】

由图可知气体从B到C过程为等容变化、温度升高，……(1分)故气体内能增大，……(1分)由热力学第一定律可得该过程气体吸热。……………(1分)15.（6分）题11图2为一列沿x轴正方向传播的简谐机械横波某时刻的波形图，质点P的振动周期为0.4s.求该波的波速并判断P点此时的振动方向。参考答案：；P点沿y轴正向振动考点：本题考查横波的性质、机械振动与机械波的关系。四、计算题：本题共3小题，共计47分16.如图所示，在一端封闭、另一端开口向上的竖直玻璃管内，用5cm高的水银柱封闭着45cm长的理想气体，管内外气体的温度均为300K，大气压强p0=76cmHg．（i）若缓慢对玻璃管加热，当管中气体的温度上升了60K时水银柱上表面与管口刚好相平，求玻璃管的总长度；（ii）若保持管内温度始终为300K，现将水银缓慢注入管中，直到水银柱上表面与管口相平，求此时玻璃管内水银柱的总长度。参考答案：（i）59cm；（ii）10.8cm（i）设玻璃管横截面积为S，玻璃管的总长度为L，以管内封闭气体为研究对象，气体经等压膨胀：初状态：，末状态由玻意耳定律可得，得L=59cm（ii）当水银柱上表面与管口相平，设此时管中气体压强为，水银柱的高度为H，管内气体经等压压缩：初状态：，末状态由玻意耳定律可得，得H≈21.7cm点睛：本题考查了理想气体方程，做此类题时要注意不同状态下的状态参量。17.（11分）如图所示，在真空区域内，有宽度为L的匀强磁场，磁感应强度为B，磁场方向垂直纸面向里，MN、PQ为磁场的边界。质量为m、带电为－q的粒子，先后两次，沿着与MN夹角为（0°<<90°）的方向垂直于磁感线射入匀强磁场中。第一次，粒子是经电压加速后射入磁场的，粒子刚好没能从PQ边界射出磁场；第二次粒子是经电压加速后射入磁场的，粒子刚好能垂直于PQ射出磁场（不计重力影响，粒子加速前的速度认为是0，、未知），求：（1）为使粒子经电压加速射入磁场后沿直线射出PQ边界，可在磁场区域加一匀强电场，求该电场的场强大小和方向。（2）加速电压的比值。

参考答案：解析：（1）根据几何图形可知（2分）

（2分）

∴与水平成角斜向右下方（2分）

（2）根据几何图形可知（2分）

（1分）

得（2分）18.如图所示，两根足够长的光滑导轨MN，PQ与水平面成θ=37°角平行放置（不计导轨的电阻），导轨间的宽度为l=0.6m．空间存在垂直导轨面向上的匀强磁场，磁感应强度大小B=0.5T，导轨上端接一标有“2.5V1.25W”字样的小灯泡L．一根电阻r=1Ω的金属棒ab垂直导轨由某一位置静止释放，当下滑s=12m时达到稳定速度，此时小灯泡恰能正常发光，已知重力加速度g=10m/s2．试求：（1）金属棒的质量m及运动稳定后的速度v；（2）金属棒下滑s的过程中，通过灯泡L上的电荷量q；（3）金属棒下滑s的过程中小灯泡所产生的热量Q（设小灯泡电阻不变）．（结果保留两位有效数字）参考答案：解：（1）金属棒达稳定速度时，小灯泡正常发光，由小灯泡参数知：回路中电流I=小灯泡电阻R=根据闭合电路欧姆定律可知，金属棒切割磁感线产生的电动势等于回路中的总电压即：Blv=I（R+r）得金属棒稳定时的速度v=再以金属棒为研究对象，速度稳定后，金属棒处于平衡状态，则根据平衡有：mgsinθ=BIl即金属棒的质量m=（2）由题意通过小灯泡的电荷量q====0.6C（3）根据能量守恒可知，金属棒减小的重力势能等于电路增加的动能和回路产生的总热量即：根据闭合电路欧姆定律可知，灯泡上产生的热量Q===0.46J（1）金属棒的质量m为0.02