2022年廣東省河源市上莞中學(xué)高三物理期末試卷含解析

2022年廣東省河源市上莞中學(xué)高三物理期末試卷含解析一、選擇題：本題共5小題，每小題3分，共計(jì)15分．每小題只有一個(gè)選項(xiàng)符合題意1.如圖所示，兩塊同樣的玻璃直角三棱鏡ABC，兩者的AC面是平行放置的，在它們之間是均勻的未知透明介質(zhì)。一單色細(xì)光束O垂直于AB面入射，在圖示的出射光線中

A．1、2、3（彼此平行）中的任一條都有可能

B．4、5、6（彼此平行）中的任一條都有可能

C．7、8、9（彼此平行）中的任一條都有可能

D．只能是4、6中的某一條參考答案：答案：B2.四個(gè)相同的靈敏電流表分別改裝成兩個(gè)安培表和兩個(gè)伏特表，安培表A1的量程大于A2的量程，伏特表V1的量程大于V2的量程，把它們按圖接入電路

A．A1讀數(shù)比A2讀數(shù)小B．A1指針偏轉(zhuǎn)角度比A2指針偏轉(zhuǎn)角度小C．V1讀數(shù)比V2讀數(shù)大D．V1指針偏轉(zhuǎn)角度比V2指針偏轉(zhuǎn)角度大參考答案：答案：C3.如圖甲所示，一長(zhǎng)為l的輕繩，一端穿在過(guò)O點(diǎn)的水平轉(zhuǎn)軸上，另一端固定一質(zhì)量未知的小球，整個(gè)裝置繞O點(diǎn)在豎直面內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)．小球通過(guò)最高點(diǎn)時(shí)，繩對(duì)小球的拉力F與其速度平方v2的關(guān)系如圖乙所示，重力加速度為g，下列判斷正確的是（）A．圖象函數(shù)表達(dá)式為F=m+mgB．繩長(zhǎng)不變，用質(zhì)量較小的球做實(shí)驗(yàn)，圖線b點(diǎn)的位置變小C．繩長(zhǎng)不變，用質(zhì)量較小的球做實(shí)驗(yàn)，得到的圖線斜率更大D．重力加速度g=參考答案：D【考點(diǎn)】向心力；物體的彈性和彈力．【專題】定量思想；推理法；勻速圓周運(yùn)動(dòng)專題．【分析】在最高點(diǎn)，小球靠重力和拉力的合力提供向心力，結(jié)合牛頓第二定律求出拉力的表達(dá)式，結(jié)合圖線的橫軸截距以及斜率分析判斷．【解答】解：A、小球在最高點(diǎn)，根據(jù)牛頓第二定律有：，解得F=，故A錯(cuò)誤；D、當(dāng)F=0時(shí)，根據(jù)表達(dá)式有：，解得g==，故D正確；B、當(dāng)F=0時(shí)，g=，可知b點(diǎn)的位置與小球的質(zhì)量無(wú)關(guān)，繩長(zhǎng)不變，用質(zhì)量較小的球做實(shí)驗(yàn)，圖線b點(diǎn)的位置不變，故B錯(cuò)誤；C、根據(jù)F=知，圖線的斜率k=，繩長(zhǎng)不變，用質(zhì)量較小的球做實(shí)驗(yàn)，斜率更小，故C錯(cuò)誤；故選：D4.敦煌曲子詞中有這樣的詩(shī)句：“滿眼風(fēng)波多閃爍，看山恰似走來(lái)迎，仔細(xì)看山山不動(dòng)，是船行”。其中“看山恰似走來(lái)迎”和“是船行”所選的參考系分別是（

）A．船和山

B．山和船

C．地面和山

D．河岸和流水參考答案：A5.（多選）如圖所示為豎直平面內(nèi)的直角坐標(biāo)系。一質(zhì)量為m的質(zhì)點(diǎn)，在恒力F和重力的作用下，從坐標(biāo)原點(diǎn)O以一定初速度（不為零）開始沿直線ON斜向下做直線運(yùn)動(dòng)，直線ON與y軸負(fù)方向成θ角(θ<45°)。不計(jì)空氣阻力，則以下說(shuō)法正確的是（

）A、恒力F的大小不可能為mg

B、當(dāng)F=2mg時(shí)，質(zhì)點(diǎn)動(dòng)能可能減小C、當(dāng)F=mgsinθ時(shí)，質(zhì)點(diǎn)的機(jī)械能守恒D、當(dāng)F=mgtanθ時(shí)，質(zhì)點(diǎn)的機(jī)械能可能減小也可能增大參考答案：BCD解析：質(zhì)點(diǎn)只受重力G和拉力F，質(zhì)點(diǎn)做直線運(yùn)動(dòng)，合力方向與ON共線，（可能與ON方向相同也可能相反）如圖：A、若ON在F與G的角平分線上，則F的大小等于mg，故A錯(cuò)誤；

B、當(dāng)F=2mg時(shí)，如下圖，合力的方向與運(yùn)動(dòng)方向相反，合力做負(fù)功，動(dòng)能減小，故B正確；．C、當(dāng)F=mgsinθ時(shí)，F(xiàn)與速度方向垂直，F(xiàn)不做功，質(zhì)點(diǎn)的機(jī)械能是守恒的．故C正確．D、若F=mgtanθ，由于mgtanθ＞mgsinθ，故F的方向與ON不再垂直，有兩種可能的方向，F(xiàn)與物體的運(yùn)動(dòng)方向的夾角可能大于90°，也可能小于90°，即拉力F可能做負(fù)功，也可能做正功，重力做功不影響機(jī)械能的變化，則根據(jù)功能關(guān)系，物體機(jī)械能變化量等于力F做的功，即機(jī)械能可能增加，也可能減??；故D正確；故選：BCD．二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計(jì)16分6.氦原子被電離出一個(gè)核外電子,形成類氫結(jié)構(gòu)的氦離子,已知基態(tài)的一價(jià)氦離子能量為E1=-54.4eV,能級(jí)圖如圖所示,則一價(jià)氦離子第α能級(jí)En=_________eV;一個(gè)靜止的處于基態(tài)的一價(jià)氦離子被運(yùn)動(dòng)的電子碰撞后又失去了一個(gè)電子,則運(yùn)動(dòng)電子的動(dòng)能一定大于__________eV.參考答案：7.在測(cè)定金屬絲電阻率的實(shí)驗(yàn)中，某同學(xué)用螺旋測(cè)微器測(cè)量金屬絲的直徑，一次的測(cè)量結(jié)果如圖所示．圖中讀數(shù)為_________mm。參考答案：螺旋測(cè)微器的固定刻度讀數(shù)0.5mm，可動(dòng)刻度讀數(shù)為0.01×35.6=0.356mm，所以最終讀數(shù)為：固定刻度讀數(shù)+可動(dòng)刻度讀數(shù)=0.5mm+0.356mm=0.856mm.8.2012年11月23日上午，艦載機(jī)殲-15在我國(guó)首艘航母“遼寧航”上成功起降．可控核反應(yīng)堆是驅(qū)動(dòng)航空母艦的理想設(shè)備，其工作原理是利用重核裂變反應(yīng)釋放出大量核能獲得動(dòng)力．是若干核反應(yīng)的一種，其中n為中子，X為待求粒子，為X的個(gè)數(shù)，則X是

（選填“質(zhì)子”、“中子”或“電子”），＝

．參考答案：中子，29.如圖所示，一名消防隊(duì)員在模擬演習(xí)訓(xùn)練中沿著長(zhǎng)為12m的豎立在地面上的鋼管往下滑．這名消防隊(duì)員的質(zhì)量為60kg，他從鋼管頂端由靜止開始先勻加速再勻減速下滑，滑到地面時(shí)速度恰好為零．如果加速時(shí)的加速度大小是減速時(shí)的2倍，下滑的總時(shí)間為3s，那么該消防隊(duì)員下滑過(guò)程中的最大速度為________m/s，加速下滑和減速下滑時(shí)，消防員與鋼管間的摩擦力大小分別為f1和f2，則f1∶f2＝________.(g＝10m/s2)．參考答案：8，1∶710.氘核和氚核可發(fā)生熱核聚變而釋放巨大的能量，該反應(yīng)方程為：，式中x是某種粒子。已知：、、和粒子x的質(zhì)量分別為2.0141u、3.0161u、4.0026u和1.0087u；1u=931.5MeV/c2，c是真空中的光速。由上述反應(yīng)方程和數(shù)據(jù)可知，粒子x是__________，該反應(yīng)釋放出的能量為_________MeV（結(jié)果保留3位有效數(shù)字）參考答案：ΔE=17.6MeV.11.一質(zhì)子束入射到能止靶核上，產(chǎn)生如下核反應(yīng):

式中P代表質(zhì)子，n代表中子，x代表核反應(yīng)產(chǎn)生的新核.由反應(yīng)式可知，新核X的質(zhì)子數(shù)為

，中子數(shù)為

。參考答案：14

13

解析：質(zhì)子的電荷數(shù)為1，質(zhì)量數(shù)為1，中子的電荷數(shù)為0，質(zhì)量數(shù)為1．根據(jù)電荷數(shù)守恒、質(zhì)量數(shù)守恒，X的質(zhì)子數(shù)為1+13-0=14，質(zhì)量數(shù)為1+27-1=27．因?yàn)橘|(zhì)量數(shù)等于質(zhì)子數(shù)和中子數(shù)之和，則新核的中子數(shù)為27-14=13．12.圖示為金屬A和B的遏止電壓Uc和入射光頻率ν的關(guān)系圖

象，由圖可知金屬A的截止頻率

（選填“大于”、“小于”或“等于”）金屬B的截止頻率；如果用頻率為5.5×1014Hz的入射光照射兩種金屬，從金屬

（選填“A”或“B”）逸出光電子的最大初動(dòng)能較大。參考答案：小于A13.在用架空電纜進(jìn)行高壓輸電時(shí)，為了增加電纜的抗拉能力，常常增加掛線的弧度，如圖所示，在ABCD四點(diǎn)，若電纜線端切線與豎直方向的夾角都是60o，已知電纜線能承受的最大拉力為2000N，則AB或CD段電纜線承重不超過(guò)

A．1000N

B．2000N

C．2000N

D．N參考答案：B三、簡(jiǎn)答題：本題共2小題，每小題11分，共計(jì)22分14.如圖所示，在平面直角坐標(biāo)系中有一個(gè)垂直紙面向里的圓形勻強(qiáng)磁場(chǎng)，其邊界過(guò)原點(diǎn)O和y軸上的點(diǎn)A（0，L）．一質(zhì)量為m、電荷量為e的電子從A點(diǎn)以初速度v0平行于x軸正方向射入磁場(chǎng)，并從x軸上的B點(diǎn)射出磁場(chǎng)，射出B點(diǎn)時(shí)的速度方向與x軸正方向的夾角為60°．求：（1）勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小；（2）電子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間t．參考答案：答：（1）勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小為；（2）電子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間t為考點(diǎn)： 帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)；牛頓第二定律；向心力．專題： 帶電粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)專題．分析： （1）電子在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，洛倫茲力提供向心力，由牛頓第二定律可以求出磁感應(yīng)強(qiáng)度．（2）根據(jù)電子轉(zhuǎn)過(guò)的圓心角與電子做圓周運(yùn)動(dòng)的周期可以求出電子的運(yùn)動(dòng)時(shí)間．解答： 解：（1）設(shè)電子在磁場(chǎng)中軌跡的半徑為r，運(yùn)動(dòng)軌跡如圖，可得電子在磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)動(dòng)的圓心角為60°，由幾何關(guān)系可得：r﹣L=rcos60°，解得，軌跡半徑：r=2L，對(duì)于電子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)，有：ev0B=m，解得，磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大?。築=；（2）電子在磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)動(dòng)的周期：T==，電子轉(zhuǎn)動(dòng)的圓心角為60°，則電子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間t=T=；答：（1）勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小為；（2）電子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間t為．點(diǎn)評(píng)： 本題考查了電子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)，分析清楚電子運(yùn)動(dòng)過(guò)程，應(yīng)用牛頓第二定律與周期公式即可正確解題．15.2004年1月25日，繼“勇氣”號(hào)之后，“機(jī)遇”號(hào)火星探測(cè)器再次成功登陸火星．人類為了探測(cè)距離地球大約3.0×105km的月球，也發(fā)射了一種類似四輪小車的月球探測(cè)器．它能夠在自動(dòng)導(dǎo)航系統(tǒng)的控制下行走，且每隔10s向地球發(fā)射一次信號(hào)，探測(cè)器上還裝著兩個(gè)相同的減速器(其中一只是備用的)，這種減速器可提供的最大加速度為5m/s2，某次探測(cè)器的自動(dòng)導(dǎo)航系統(tǒng)出現(xiàn)故障，從而使探測(cè)器只能勻速前進(jìn)而不再避開障礙物．此時(shí)地球上的科學(xué)家只能對(duì)探測(cè)器進(jìn)行人工遙控操作．下表為控制中心的顯示屏上的數(shù)據(jù)：

已知控制中心的信號(hào)發(fā)射和接收設(shè)備工作速度極快．科學(xué)家每次分析數(shù)據(jù)并輸入命令至少需要3s.問(wèn)：(1)經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)分析，你認(rèn)為減速器是否執(zhí)行了命令？(2)假如你是控制中心的工作人員，采取怎樣的措施？加速度滿足什么條件？請(qǐng)計(jì)算說(shuō)明．

參考答案：(1)未執(zhí)行命令(2)立即輸入命令，啟動(dòng)另一個(gè)備用減速器，加速度a>1m/s2，便可使探測(cè)器不與障礙物相碰．

四、計(jì)算題：本題共3小題，共計(jì)47分16.如圖，木板靜止于水平地面上，在其最右端放一可視為質(zhì)點(diǎn)的木塊．已知木塊的質(zhì)量m=1kg，木板的質(zhì)量M=4kg，長(zhǎng)L=2.5m，上表面光滑，下表面與地面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.2．現(xiàn)用水平恒力F=20N拉木板，g取10m/s2，求：（1）木板的加速度；（2）要使木塊能滑離木板，水平恒力F作用的最短時(shí)間．參考答案：解：（1）木板受到的摩擦力為：Ff=μ（M+m）g=0.2×（4+1）×10=10N木板的加速度為：==2.5m/s2（2）設(shè)拉力F作用t時(shí)間后撤去，木板的加速度為：木板先做勻加速運(yùn)動(dòng)，后做勻減速運(yùn)動(dòng)，且有：a=﹣a′有：at2=L聯(lián)立并代入數(shù)據(jù)解得：t=1s，即F作用的最短時(shí)間是1s．答：（1）木板的加速度2.5m/s2；（2）要使木塊能滑離木板，水平恒力F作用的最短時(shí)間1s．【考點(diǎn)】牛頓第二定律；勻變速直線運(yùn)動(dòng)的位移與時(shí)間的關(guān)系．【分析】（1）根據(jù)牛頓第二定律求出木板的加速度．（2）讓木板先做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，然后做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，根據(jù)牛頓第二定律，結(jié)合位移之和等于板長(zhǎng)求出恒力F作用的最短時(shí)間．17.如圖所示，在xOy平面內(nèi)，y軸左側(cè)有沿x軸正方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)，電場(chǎng)強(qiáng)度大小為E；在0＜x＜L區(qū)域內(nèi)，x軸上、下方有相反方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)，電場(chǎng)強(qiáng)度大小均為2E；在x＞L的區(qū)域內(nèi)有垂直于xOy平面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小不變、方向做周期性變化．一電荷量為q、質(zhì)量為m的帶正電粒子（粒子重力不計(jì)），由坐標(biāo)為（﹣L，）的A點(diǎn)靜止釋放．（1）求粒子第一次通過(guò)y軸時(shí)速度大??；（2）求粒子第一次射入磁場(chǎng)時(shí)的位置坐標(biāo)及速度；（3）現(xiàn)控制磁場(chǎng)方向的變化周期和釋放粒子的時(shí)刻，實(shí)現(xiàn)粒子能沿一定軌道做往復(fù)運(yùn)動(dòng)，求磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B大小取值范圍．參考答案：（1）粒子第一次通過(guò)y軸時(shí)速度大小為；（2）粒子第一次射入磁場(chǎng)時(shí)的位置坐標(biāo)為（L，L），速度為；（3）磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B大小取值范圍為0＜B＜．：解：（1）粒子從A點(diǎn)到y(tǒng)軸的過(guò)程，根據(jù)動(dòng)能定理得：得：；（2）進(jìn)入0＜x＜L區(qū)域間偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)作類平拋運(yùn)動(dòng)，則得：

L=v0t，，解得：，vy=v0所以第一次射入磁場(chǎng)時(shí)的位置坐標(biāo)為（L，L）；

速度大?。?，方向與x軸正方向成45°角斜向上．（3）在磁場(chǎng)中，粒子做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，根據(jù)向心力公式有：軌道半徑：由對(duì)稱性可知，射出磁場(chǎng)后必須在x軸下方的電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)，才能實(shí)現(xiàn)粒子沿一定軌道做往復(fù)運(yùn)動(dòng)，如圖所示．

當(dāng)CC1=時(shí)，軌道半徑R最小，對(duì)應(yīng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B最大，粒子緊貼x軸進(jìn)入y軸左側(cè)的電場(chǎng)．由幾何關(guān)系得得最小半徑：，磁感應(yīng)強(qiáng)度的最大值：=磁感應(yīng)強(qiáng)度大小取值范圍為：0＜B＜答：（1）粒子第一次通過(guò)y軸時(shí)速度大小為；（2）粒子第一次射入磁場(chǎng)時(shí)的位置坐標(biāo)為（L，L），速度為；（3）磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B大小取值范圍為0＜B＜．

【點(diǎn)評(píng)】：對(duì)于類平拋運(yùn)動(dòng)，關(guān)鍵是將粒子的運(yùn)動(dòng)沿著水平方向和豎直方向正交分解，然后根據(jù)牛頓運(yùn)動(dòng)定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)公式列式分析求解；對(duì)于粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)過(guò)程，解題過(guò)程中要畫出軌跡圖分析，特別是第三小題，要畫出準(zhǔn)確的圓軌跡圖分析才能有助與問(wèn)題的解決．18.如圖甲，MN、PQ兩條平行的光滑金屬軌道與水平面成θ=30°角固定，M、P之間接電阻箱R，導(dǎo)軌所在空間存在勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)方向垂直于軌道平面向上，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B=0.5T。質(zhì)量為m的金屬桿ab水平放置在軌道上，其接入電路的電阻值為r?，F(xiàn)從靜止釋放桿ab，測(cè)得最大速度為vm。改變電阻箱的阻值R，得到vm與R的關(guān)系如圖乙所示。已知兩軌道之間的距離為L(zhǎng)=2m，重力加速度g取l0m/s2，軌道足夠長(zhǎng)且電阻不計(jì)。⑴當(dāng)R=0時(shí)，求桿ab勻速下滑過(guò)程中產(chǎn)生感生電動(dòng)勢(shì)E的大小及桿中的電流方向；⑵求金屬桿的質(zhì)量m和阻值r；⑶當(dāng)R=4Ω時(shí)，求回路瞬時(shí)電功率每增加1W的過(guò)程中合外力對(duì)桿做的功W。

甲