2024屆教科版必修二　第三章萬有引力定律同步測試題高三物理第一學(xué)期期末達(dá)標(biāo)測試試題含解析

2024屆教科版必修二第三章萬有引力定律同步測試題高三物理第一學(xué)期期末達(dá)標(biāo)測試試題考生須知：1．全卷分選擇題和非選擇題兩部分，全部在答題紙上作答。選擇題必須用2B鉛筆填涂；非選擇題的答案必須用黑色字跡的鋼筆或答字筆寫在“答題紙”相應(yīng)位置上。2．請(qǐng)用黑色字跡的鋼筆或答字筆在“答題紙”上先填寫姓名和準(zhǔn)考證號(hào)。3．保持卡面清潔，不要折疊，不要弄破、弄皺，在草稿紙、試題卷上答題無效。一、單項(xiàng)選擇題：本題共6小題，每小題4分，共24分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)是符合題目要求的。1、如圖所示為氫原子的能級(jí)圖，用光子能量為的單色光照射大量處于基態(tài)的氫原子，激發(fā)后的氫原子可以輻射出幾種不同頻率的光，則下列說法正確的是（）A．氫原子最多輻射兩種頻率的光B．氫原子最多輻射四種頻率的光C．從能級(jí)躍遷到能級(jí)的氫原子輻射的光波長最短D．從能級(jí)躍遷到能級(jí)的氫原子輻射的光波長最短2、如圖所示，輕質(zhì)不可伸長的晾衣繩兩端分別固定在豎直桿上的兩點(diǎn)，點(diǎn)比點(diǎn)低，晾衣繩粗糙，懸掛衣服的衣架鉤在晾衣繩中點(diǎn)和在桿中間位置時(shí)都不滑動(dòng)。衣架靜止，下列說法正確的是（）A．衣架鉤在晾衣繩中點(diǎn)時(shí)，左右兩邊繩子拉力大小相等B．衣架鉤在晾衣繩中點(diǎn)時(shí)，右邊繩子拉力小于左邊繩子拉力C．衣架鉤在桿中間位置時(shí)，左右兩邊繩子拉力大小相等D．衣架鉤在桿中間位置時(shí)，右邊繩子拉力大于左邊繩子拉力3、光滑斜面長為L，物體從斜面頂端由靜止開始勻加速下滑，當(dāng)物體的速度是到達(dá)斜面底端速度的時(shí)，它沿斜面下滑的距離是A．L B．L C．L D．L4、馬路施工處警示燈是紅色的，這除了因?yàn)榧t色光容易引起視覺注意以外，還因?yàn)榧t色光比其它可見光（）A．容易發(fā)生明顯衍射 B．容易發(fā)生穩(wěn)定干涉C．容易發(fā)生折射現(xiàn)象 D．容易發(fā)生光電效應(yīng)5、如圖所示，物體m與斜面體M一起靜止在水平面上。若將斜面的傾角θ稍微增大一些，且物體m仍靜止在斜面上，則A．斜面體對(duì)物體的支持力不變B．斜面體對(duì)物體的摩擦力變大C．水平面與斜面體間的摩擦力變大D．水平面與斜面體間的摩擦力變小6、一充電后的平行板電容器與外電路斷開保持兩極板的正對(duì)面積不變，其電容C和兩極板間的電勢差U的變化情況是（）A．僅在兩極板間插入一電介質(zhì)，C減小，U不變B．僅在兩極板間插入一電介質(zhì)，C增大，U減小C．僅增大兩極板間距離，C減小，U不變D．僅增大兩極板間距離，C增大，U減小二、多項(xiàng)選擇題：本題共4小題，每小題5分，共20分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，有多個(gè)選項(xiàng)是符合題目要求的。全部選對(duì)的得5分，選對(duì)但不全的得3分，有選錯(cuò)的得0分。7、若宇航員到達(dá)某一星球后，做了如下實(shí)驗(yàn):(1)讓小球從距離地面高h(yuǎn)處由靜止開始下落，測得小球下落到地面所需時(shí)間為t;(2)將該小球用輕質(zhì)細(xì)繩固定在傳感器上的O點(diǎn)，如圖甲所示。給小球一個(gè)初速度后，小球在豎直平面內(nèi)繞O點(diǎn)做完整的圓周運(yùn)動(dòng)，傳感器顯示出繩子拉力大小隨時(shí)間變化的圖象所示(圖中F1、F2為已知)。已知該星球近地衛(wèi)星的周期為T，萬有引力常量為G，該星球可視為均質(zhì)球體。下列說法正確的是A．該星球的平均密度為 B．小球質(zhì)量為C．該星球半徑為 D．環(huán)繞該星球表面運(yùn)行的衛(wèi)星的速率為8、我國成功研制了世界最高水平的“”石墨烯超級(jí)電容器。超級(jí)電容器充電時(shí)，電極表面將吸引周圍電解質(zhì)溶液中的異性離子，使這些離子附著于電極表面上形成相距小于、相互絕緣的等量異種電荷層，石墨烯電極結(jié)構(gòu)使得該異種電荷層的面積成萬倍增加。下列有關(guān)說法正確的是（）A．該電容器充滿電后的帶電荷量為B．該電容器最多能儲(chǔ)存的電能C．超級(jí)電容器電容大的原因是其有效正對(duì)面積大、板間距離小D．當(dāng)該電容器放電至兩端電壓為時(shí)，其電容變?yōu)?、如圖（甲）所示，平行光滑金屬導(dǎo)軌水平放置，兩軌相距L=0.4m，導(dǎo)軌一端與阻值R=0.3Ω的電阻相連，導(dǎo)軌電阻不計(jì)．導(dǎo)軌x＞0一側(cè)存在沿x方向均勻增大的恒定磁場，其方向與導(dǎo)軌平面垂直向下，磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨位置x變化如圖（乙）所示．一根質(zhì)量m=0.2kg、電阻r=0.1Ω的金屬棒置于導(dǎo)軌上，并與導(dǎo)軌垂直，棒在外力F作用下從x=0處以初速度v0=2m/s沿導(dǎo)軌向右變速運(yùn)動(dòng)，且金屬棒在運(yùn)動(dòng)過程中受到的安培力大小不變．下列說法中正確的是（

）A．金屬棒向右做勻減速直線運(yùn)動(dòng)B．金屬棒在x=1m處的速度大小為0.5m/sC．金屬棒從x=0運(yùn)動(dòng)到x=1m過程中，外力F所做的功為-0.175JD．金屬棒從x=0運(yùn)動(dòng)到x=2m過程中，流過金屬棒的電量為2C10、如圖所示，水平傳送帶以恒定的速度v運(yùn)動(dòng)，一質(zhì)量為m的小物塊輕放在傳送帶的左端，經(jīng)過一段時(shí)間后，物塊和傳送帶以相同的速度一起運(yùn)動(dòng)。已知物塊與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，重力加速度為g，則()A．物塊加速運(yùn)動(dòng)時(shí)的加速度為μgB．物塊加速運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為C．整個(gè)過程中，傳送帶對(duì)物塊做的功為mv2D．整個(gè)過程中，摩擦產(chǎn)生的熱量為mv2三、實(shí)驗(yàn)題：本題共2小題，共18分。把答案寫在答題卡中指定的答題處，不要求寫出演算過程。11．（6分）某小組利用圖甲所示的電路進(jìn)行“測電池的電動(dòng)勢和內(nèi)阻”的實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)的操作過程為：閉合開關(guān)，讀出電流表的示數(shù)I和電阻箱的阻值R；改變電阻箱的阻值，記錄多組R、I的值，并求出的值，填寫在如下表格中。(1)根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)在坐標(biāo)系中描出坐標(biāo)點(diǎn)，如圖乙所示，請(qǐng)?jiān)谧鴺?biāo)系中作出圖象____________；(2)由圖象求得電池的電動(dòng)勢______V，內(nèi)阻_____Ω；（結(jié)果均保留兩位小數(shù)）(3)上述方案中，若考慮電流表內(nèi)阻對(duì)測量的影響，則電動(dòng)勢E的測量值_____真實(shí)值，內(nèi)阻r的測量值____________真實(shí)值。（均選填“大于”、“等于”或“小于”）12．（12分）某學(xué)習(xí)小組的同學(xué)探究小燈泡L的伏安特性曲線，可供選用的器材如下∶小燈泡L，規(guī)格“3.6V、0.3A”；電流表A，量程0.2A，內(nèi)阻r1=0.6Ω；電壓表V，量程3V，內(nèi)阻r2=3kΩ；標(biāo)準(zhǔn)電阻R1阻值1.2Ω；標(biāo)準(zhǔn)電阻R2阻值1kΩ；標(biāo)準(zhǔn)電阻R3阻值10kΩ；滑動(dòng)變阻器R，阻值范圍0~10Ω；學(xué)生電源E，電動(dòng)勢4V，內(nèi)阻不計(jì)；開關(guān)S及導(dǎo)線若干。(1)甲同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖1所示的電路來進(jìn)行測量，閉合開關(guān)前，滑動(dòng)變阻器的滑片應(yīng)該置于_____（填“a”或“b”）端。閉合開關(guān)后移動(dòng)滑片，發(fā)現(xiàn)電流表幾乎無示數(shù)，電壓表示數(shù)接近3V，其故障原因可能是__________（填“cd間L支路短路”或“cd間L支路斷路”）；(2)排除故障后，某次電壓表的示數(shù)如圖2所示，其讀數(shù)為______V；(3)學(xué)習(xí)小組認(rèn)為要想更準(zhǔn)確地描繪出L完整的伏安特性曲線，需要重新設(shè)計(jì)電路。請(qǐng)你在甲同學(xué)的基礎(chǔ)上利用所供器材，在圖3所示的虛線框內(nèi)補(bǔ)畫出實(shí)驗(yàn)電路圖，并在圖上標(biāo)明所選器材代號(hào)；________(4)按圖3重新連接好電路，移動(dòng)滑片在某個(gè)位置，讀出電壓表、電流表示數(shù)分別為U、I，如果不考慮電壓表的分流，則此時(shí)刻燈泡L的電阻R=______（用U、I及數(shù)字表示）。四、計(jì)算題：本題共2小題，共26分。把答案寫在答題卡中指定的答題處，要求寫出必要的文字說明、方程式和演算步驟。13．（10分）如圖所示，水平面上有A、B兩個(gè)小物塊（均視為質(zhì)點(diǎn)），質(zhì)量均為，兩者之間有一被壓縮的輕質(zhì)彈簧（未與A、B連接）。距離物塊A為L處有一半徑為L的固定光滑豎直半圓形軌道，半圓形軌道與水平面相切于C點(diǎn)，物塊B的左邊靜置著一個(gè)三面均光滑的斜面體（底部與水平面平滑連接）。某一時(shí)刻將壓縮的彈簧釋放，物塊A、B瞬間分離，A向右運(yùn)動(dòng)恰好能過半圓形軌道的最高點(diǎn)D（物塊A過D點(diǎn)后立即撤去），B向左平滑地滑上斜面體，在斜面體上上升的最大高度為L（L小于斜面體的高度）。已知A與右側(cè)水平面的動(dòng)摩擦因數(shù)，B左側(cè)水平面光滑，重力加速度為，求：(1)物塊A通過C點(diǎn)時(shí)對(duì)半圓形軌道的壓力大小；(2)斜面體的質(zhì)量；(3)物塊B與斜面體相互作用的過程中，物塊B對(duì)斜面體做的功。14．（16分）如圖甲所示，傾角為的粗糙斜面固定在水平面上，時(shí)刻一質(zhì)量為m的物體在恒定的拉力F作用下從斜面底端向上滑動(dòng)，時(shí)刻撤去拉力F，物體繼續(xù)滑動(dòng)一段時(shí)間后速度減為零，此過程物體的速度—時(shí)間圖像如圖乙所示。已知m、、、、及重力加速度g，求：（1）物體與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)；（2）拉力F的大小。15．（12分）如圖所示，從長方體透明玻璃中挖去一個(gè)半徑為R的半球體，O為半球的球心，O1O2連線為透明玻璃體的主光軸，在離球心0.5R處豎直放置一個(gè)足夠大的光屏，O2為屏上的點(diǎn)，讓一單色光束平行O1O2垂直左側(cè)表面入射，當(dāng)光線距離O1O2連線0.5R時(shí)，折射后的光線達(dá)到光屏上距離O2為R的P點(diǎn)，已知透明體的上下側(cè)面均涂有吸光材料，則：①透明玻璃的折射率為多少；②當(dāng)平行光線到光軸O1O2的距離為多少時(shí)，折射后射到光屏上的位置離O2最遠(yuǎn)。

參考答案一、單項(xiàng)選擇題：本題共6小題，每小題4分，共24分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)是符合題目要求的。1、D【解題分析】

AB．基態(tài)的氫原子吸收的能量后會(huì)剛好躍遷到能級(jí)，大量氫原子躍遷到的能級(jí)后最多輻射種頻率的光子，所以AB均錯(cuò)誤；CD．由公式以及，知能級(jí)間的能量差越大，輻射出的光子的頻率越大，波長就越短，從到能級(jí)間的能量差最大，輻射的光波長最短，C錯(cuò)誤，D正確。故選D。2、D【解題分析】

令a到節(jié)點(diǎn)的高度為h1，b到節(jié)點(diǎn)的高度為h2，節(jié)點(diǎn)到M的水平距離為x1，節(jié)點(diǎn)到N的水平距離為x2，a端繩子和水平方向的夾角為α，b端繩子和水平方向的夾角為β，對(duì)繩子節(jié)點(diǎn)進(jìn)行受力分析，如圖所示：

AB．當(dāng)衣架鉤在晾衣繩中點(diǎn)時(shí)，設(shè)a、b到節(jié)點(diǎn)繩子長度為L，根據(jù)幾何關(guān)系有：，，因?yàn)閔1＜h2，可得：α＜β，根據(jù)平衡條件：Facosα=Fbcosβ，可得：，則：Fa＜Fb，故AB錯(cuò)誤；

CD．衣架鉤在桿M、N中間位置時(shí)，根據(jù)幾何關(guān)系：，，x1=x2，因?yàn)閔1＜h2，可得：α＜β，根據(jù)平衡條件：Facosα=Fbcosβ，可得：，則：Fa＜Fb，故C錯(cuò)誤，D正確。

故選D。3、A【解題分析】

設(shè)物體沿斜面下滑的加速度為a，物體到達(dá)斜面底端時(shí)的速度為v，則有:v2＝2aL＝2aL′聯(lián)立兩式可得：L′＝L，A正確，BCD錯(cuò)誤。故選A。4、A【解題分析】

A．紅光在可見光中的波長最長，容易發(fā)生明顯衍射，故選項(xiàng)A正確；B．干涉與光的顏色無關(guān)，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；C．所有的光都能發(fā)生折射，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；D．紅光在可見光中頻率最小，最不容易發(fā)生光電效應(yīng)，選項(xiàng)D錯(cuò)誤.5、B【解題分析】

A、物體m靜止不動(dòng)，受力平衡．可對(duì)物體受力分析，正交分解重力G得：斜面體對(duì)物體的支持力N=mgcosθ斜面體對(duì)物體的摩擦力f=mgsinθ比較可知θ稍微增大一些，N變小，f變大，故A錯(cuò)誤、B正確．C、對(duì)于水平面對(duì)斜面的力，最好采用整體法，對(duì)m和M整體進(jìn)行受力分析：整體受重力和水平面的支持力，因?yàn)檎w處于靜止也就是平衡狀態(tài)，所以地面對(duì)斜面體的摩擦力始終為零，水平面對(duì)斜面體間的支持力不變．故C錯(cuò)誤、D錯(cuò)誤．故選：B．6、B【解題分析】

AB．根據(jù)可知，僅在兩極板間插入一電介質(zhì)，C變大，根據(jù)可知，Q一定，則U減小，選項(xiàng)A錯(cuò)誤，B正確；CD．僅增大兩極板間距離，根據(jù)可知C減小，根據(jù)可知，Q一定，U變大，選項(xiàng)CD錯(cuò)誤；故選B。二、多項(xiàng)選擇題：本題共4小題，每小題5分，共20分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，有多個(gè)選項(xiàng)是符合題目要求的。全部選對(duì)的得5分，選對(duì)但不全的得3分，有選錯(cuò)的得0分。7、ABD【解題分析】

A.對(duì)近地衛(wèi)星有，星球密度，體積，解得，故A正確。B.小球通過最低點(diǎn)時(shí)拉力最大，此時(shí)有最高點(diǎn)拉力最小，此時(shí)有最高點(diǎn)到最低點(diǎn)，據(jù)動(dòng)能定理可得可得，小球做自由落體運(yùn)動(dòng)時(shí)，有可得，，故B正確。C.根據(jù)及可得：星球平均密度可表示為可得，故C錯(cuò)誤。D.環(huán)繞該星球表面運(yùn)行的衛(wèi)星的速率可表示為故D正確。8、AC【解題分析】

A．根據(jù)超級(jí)電容器“”，結(jié)合可知該電容器充滿電后的帶電荷量C=36000C故A正確；B．電容器是一種儲(chǔ)能元件，該電容器充滿電最多能儲(chǔ)存的電能為J=54000J故B錯(cuò)誤；C．借助平行板電容器的決定式分析可知，超級(jí)電容器電容大的原因是其有效正對(duì)面積大，板間距離小，故C正確；D．電容器的電容只與電容器本身結(jié)構(gòu)有關(guān)，與電容器帶電荷量和兩極板間電壓無關(guān)，故D錯(cuò)誤。故選AC。9、BCD【解題分析】

試題分析：根據(jù)圖象得函數(shù)關(guān)系式，金屬棒向右運(yùn)動(dòng)切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢，感應(yīng)電流，安培力，解得，根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的速度位移公式，如果是勻變速直線運(yùn)動(dòng)，與x成線性關(guān)系，而由上式知，金屬棒不可能做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，故A錯(cuò)誤；根據(jù)題意金屬棒所受的安培力大小不變，處與處安培力大小相等，有，即，故B正確；金屬棒在處的安培力大小為，對(duì)金屬棒金屬棒從運(yùn)動(dòng)到m過程中，根據(jù)動(dòng)能定理有，代入數(shù)據(jù)，解得，故C正確；根據(jù)感應(yīng)電量公式，到過程中，B-x圖象包圍的面積，，，故D正確考點(diǎn)：考查了導(dǎo)體切割磁感線運(yùn)動(dòng)【名師點(diǎn)睛】考查法拉第電磁感應(yīng)定律、閉合電路歐姆定律、安培力的大小公式、做功表達(dá)式、動(dòng)能定理等的規(guī)律的應(yīng)用與理解，運(yùn)動(dòng)過程中金屬棒所受的安培力不變，是本題解題的突破口，注意B-x圖象的面積和L的乘積表示磁通量的變化量．10、AC【解題分析】

A．物塊加速運(yùn)動(dòng)時(shí)，由牛頓第二定律得μmg=ma可得a=μg故A正確；B．物塊加速運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為t=故B錯(cuò)誤；C．整個(gè)過程中，根據(jù)動(dòng)能定理得傳送帶對(duì)物塊做的功為W=mv2-0=mv2故C正確；D．物塊加速運(yùn)的動(dòng)時(shí)間內(nèi)傳送帶的位移為x帶=vt物塊的位移為x物=物塊與傳送帶間相對(duì)位移大小為△x=x帶-x物=整個(gè)過程中摩擦產(chǎn)生的熱量為Q=μmg△x=mv2故D錯(cuò)誤。故選AC。三、實(shí)驗(yàn)題：本題共2小題，共18分。把答案寫在答題卡中指定的答題處，不要求寫出演算過程。11、3.85±0.055.85±0.20等于大于【解題分析】

(1)[1]圖象如圖所示。(2)[2][3]根據(jù)閉合電路歐姆定律可得變形為由圖象可得(3)[4][5]若考慮電流表內(nèi)阻對(duì)測量的影響，則表達(dá)式變?yōu)橐虼耍妱?dòng)勢的測量無誤差，即電動(dòng)勢E的測量值等于真實(shí)值，但是內(nèi)阻測量偏大，即內(nèi)阻r的測量值大于真實(shí)值。12、acd間L支路斷路2.30【解題分析】

(1)[1][2]閉合開關(guān)前，為了保證電路安全，滑動(dòng)變阻器的滑片應(yīng)該置于a端，閉合開關(guān)后移動(dòng)滑片，發(fā)現(xiàn)電流表幾乎無示數(shù)，電壓表示數(shù)接近3V，其故障原因可能是cd間L支路斷路；(2)[3]電壓表最小分度為0.1V，則電壓表讀數(shù)為2.30V；(3)[4]電壓表