陜西省榆林市玉林白洲中學(xué)2022年高三物理期末試卷含解析

陜西省榆林市玉林白洲中學(xué)2022年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15分．每小題只有一個選項符合題意1.（多選）如圖所示，勁度系數(shù)為k的輕彈簧的一端固定在墻上，另一端與置于水平面上質(zhì)量為m的物體接觸(未連接)，彈簧水平且無形變。用水平力F緩慢推動物體。在彈性限度內(nèi)彈簧長度被壓縮了，此時物體靜止。撤去F后，物體開始向左運動，運動的最大距離為。物體與水平面間的動摩擦因數(shù)為，重力加速度為g。則

A．撤去F后，物體先做勻加速運動，再做勻減速運動B．撤去F后，物體剛運動時的加速度大小為C．物體做勻速運動的時間為D.物體開始向左運動到速度最大的過程中克服摩擦力做的功為參考答案：BD解析：A、撤去F后，物體水平方向上受到彈簧的彈力和滑動摩擦力，滑動摩擦力不變，而彈簧的彈力隨著壓縮量的減小而減小，彈力先大于滑動摩擦力，后小于滑動摩擦力，則物體向左先做加速運動后做減速運動，隨著彈力的減小，合外力先減小后增大，則加速度先減小后增大，故物體先做變加速運動，再做變減速運動，最后物體離開彈簧后做勻減速運動；故A錯誤．B、撤去F后，根據(jù)牛頓第二定律得物體剛運動時的加速度大小為a=．故B正確．C、由題，物體離開彈簧后通過的最大距離為3x0，由牛頓第二定律得：勻減速運動的加速度大小為a==μg．將此運動看成向右的初速度為零的勻加速運動，則

3x0=at2，得t=．故C錯誤．D、由上分析可知，當(dāng)彈簧的彈力與滑動摩擦力大小相等、方向相反時，速度最大，此時彈簧的壓縮量為x=，則物體開始向左運動到速度最大的過程中克服摩擦力做的功為W=μmg（x0-x）=μmg(x0?)．故D正確．故選BD2.如圖所示，氫原子在下列各能級間躍遷：（1）從n=1到n=2；（2）從n=5到n=3；（3）從n=4到n=2；在躍遷過程中輻射的電磁波的波長分別用λ1、λ2、λ3表示．波長λ1、λ2、λ3大小的順序是（

）

A．λ1<λ2<λ3

B．λ1<λ3<λ2

C．λ3<λ2<λ1

D．λ2=λ3<λ1參考答案：B

3.（多選題）如圖是創(chuàng)意物理實驗設(shè)計作品《小熊蕩秋千》．兩根彼此靠近且相互絕緣的金屬棒C、D固定在鐵架臺上，與兩個銅線圈P、Q組成一閉合回路，兩個磁性很強的條形磁鐵如圖放置，當(dāng)用手左右擺動線圈P時，線圈Q也會跟著擺動，仿佛小熊在蕩秋千．以下說法正確的是（）A．P向右擺動的過程中，P中的電流方向為順時針方向（從右向左看）B．P向右擺動的過程中，Q也會向右擺動C．P向右擺動的過程中，Q會向左擺動D．若用手左右擺動Q，P會始終保持靜止參考答案：AB【考點】楞次定律．【分析】當(dāng)P擺動時，穿過P的磁通量發(fā)生變化，產(chǎn)生感應(yīng)電流，由于P和Q形成閉合回路，Q的下端受到安培力的作用而發(fā)生擺動．結(jié)合楞次定律和左手定則進行判斷．【解答】解：A、P向右擺動的過程中，穿過P的磁通量減小，根據(jù)楞次定律，P中有順時針方向的電流（從右向左看）．故A正確．B、P向右擺的過程中，P中的電流方向為順時針方向，則Q下端的電流方向向外，根據(jù)左手定則知，下端所受的安培力向右，則Q向右擺動．同理，用手左右擺動Q，P會左右擺動．故B正確，C錯誤，D也錯誤．故選：AB．4.下列說法中正確的是

▲

A．溫度越高，每個分子的速率一定越大

B．雨水沒有透過布雨傘是因為液體表面存在張力

C．布朗運動是指在顯微鏡下觀察到的液體分子的無規(guī)則運動

D．單晶體的某些物理性質(zhì)是各向異性的，多晶體的物理性質(zhì)是各向同性的參考答案：BD5.（多選）盧瑟福通過實驗首次實現(xiàn)了原子核的人工轉(zhuǎn)變，其核反應(yīng)方程為：，下列說法正確的是

A．盧瑟福通過該實驗提出了原子的核式結(jié)構(gòu)模型B．實驗中是用粒子轟擊氮核的C．盧瑟福通過該實驗發(fā)現(xiàn)了質(zhì)子 D．原子核在人工轉(zhuǎn)變的過程中，電荷數(shù)一定守恒E.原子核在人工轉(zhuǎn)變的過程中，產(chǎn)生質(zhì)量虧損，能量不守恒參考答案：BCD二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計16分6.靜電除塵器示意如右圖所示，其由金屬管A和懸在管中的金屬絲B組成。A和B分別接到高壓電源正極和負(fù)極，A、B之間有很強的電場，B附近的氣體分子被電離成為電子和正離子，粉塵吸附電子后被吸附到_______（填A(yù)或B）上，最后在重力作用下落入下面的漏斗中，排出的煙就成為清潔的了。已知每千克煤粉會吸附nmol電子，每晝夜能除mkg煤粉，設(shè)電子電量為e，阿伏加德羅常數(shù)為NA，一晝夜時間為t，則高壓電源的電流強度為_______。參考答案：A

2emnNA/t

7.某同學(xué)設(shè)計了一個探究小車的加速度a與小車所受拉力F及質(zhì)量m關(guān)系的實驗，圖（a）為實驗裝置簡圖．（所用交變電流的頻率為50Hz）

（1）圖（b）為某次實驗得到的紙帶，實驗數(shù)據(jù)如圖，圖中相鄰計數(shù)點之間還有4個點未畫出，根據(jù)紙帶可求出小車的加速度大小為

m/s2．（保留三位有效數(shù)字）

（2）保持砂和砂桶質(zhì)量不變，改變小車質(zhì)量m，分別得到小車加速度a與質(zhì)量m及對應(yīng)的，數(shù)據(jù)如下表：實驗次數(shù)12345678小車加速度a/m·s–20．6330．5720．4970．4180．3320．2500．1670．101小車質(zhì)量m/kg0．250．290．330．400．500．711．001．67小車質(zhì)量倒數(shù)4．003．453．032．502．001．411．000．60

請在方格坐標(biāo)紙中畫出圖線，并從圖線求出小車加速度a與質(zhì)量倒數(shù)之間的關(guān)系式是

．

（3）保持小車質(zhì)量不變，改變砂和砂桶質(zhì)量，一位同學(xué)根據(jù)實驗數(shù)據(jù)作出了加速度a隨拉力F的變化圖線如上圖所示。該圖線不通過原點，其主要原因是______________________________________．參考答案：

（1）0．510

（2）a=0．162

（0．142——0．182即可）圖略（3）沒有平衡摩擦力或平衡摩擦力不充分或木板傾角較小8.一船在靜水中的劃行速率為5m/s，要橫渡一條寬30m、流速為4m/s的河流，此船渡河的最短時間為

s，此船渡河的最短航程為

m.參考答案：9.如圖，質(zhì)量為M=3kg的木板放在光滑水平面上，質(zhì)量為m=1kg的物塊在木板上，它們之間有摩擦，木板足夠長，兩者都以v=4m/s的初速度向相反方向運動，當(dāng)木板的速度為v1=2.4m/s時，物塊速度的大小是

m/s，木板和物塊最終的共同速度的大小是

m/s。參考答案：

0.8

10.如圖所示，直導(dǎo)線ab與固定的電阻器R連成閉合電路，ab長0.40m，在磁感強度是0.60T的勻強磁場中以5.0m/s的速度向右做切割磁感線的運動，運動方向跟ab導(dǎo)線垂直．這時直導(dǎo)線ab產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢的大小是_______V，直導(dǎo)線ab中感應(yīng)電流的方向是_________（填“a→b”或“b→a”）；若電阻R=5Ω，導(dǎo)線ab電阻r=1Ω，則ab兩端的電勢差大小為_______V。參考答案：1.2V，b→a；1.0V11.為了驗證“當(dāng)質(zhì)量一定時，物體的加速度與它所受的合外力成正比”，一組同學(xué)用圖甲所示的裝置進行實驗，并將得到的實驗數(shù)據(jù)描在圖乙所示的坐標(biāo)圖中．(1)在圖乙中作出a－F圖線．(2)由a－F圖線可以發(fā)現(xiàn)，該組同學(xué)在實驗操作中遺漏了____________這個步驟．(3)根據(jù)a－F圖線可以求出系統(tǒng)的質(zhì)量是________(保留兩位有效數(shù)字)．參考答案：12.（單選）一列簡諧橫波某時刻波形如圖所示，此時質(zhì)點P的速度方向沿y軸正方向，則

A．這列波沿x軸負(fù)方向傳播B．質(zhì)點a此時動能最大，加速度最小C．再經(jīng)過一個周期，質(zhì)點P運動到x=6m處D．當(dāng)質(zhì)點P運動到最低點時，質(zhì)點b恰好運動到平衡位置參考答案：B13.如圖所示，測定氣體分子速率的部分裝置放在高真空容器中，A、B是兩個圓盤，繞一根共同軸以相同的轉(zhuǎn)速n＝25r/s勻速轉(zhuǎn)動．兩盤相距L＝20cm，盤上各開一很窄的細(xì)縫，兩盤細(xì)縫之間成6°的夾角，圓盤轉(zhuǎn)一周的時間為_________s；如果某氣體分子恰能垂直通過兩個圓盤的細(xì)縫，則氣體分子的最大速率為________m/s．參考答案：0.04；

300三、簡答題：本題共2小題，每小題11分，共計22分14.（2014?宿遷三模）學(xué)?？萍脊?jié)上，同學(xué)發(fā)明了一個用彈簧槍擊打目標(biāo)的裝置，原理如圖甲，AC段是水平放置的同一木板；CD段是豎直放置的光滑半圓弧軌道，圓心為O，半徑R=0.2m；MN是與O點處在同一水平面的平臺；彈簧的左端固定，右端放一可視為質(zhì)點、質(zhì)量m=0.05kg的彈珠P，它緊貼在彈簧的原長處B點；對彈珠P施加一水平外力F，緩慢壓縮彈簧，在這一過程中，所用外力F與彈簧壓縮量x的關(guān)系如圖乙所示．已知BC段長L=1.2m，EO間的距離s=0.8m．計算時g取10m/s2，滑動摩擦力等于最大靜摩擦力．壓縮彈簧釋放彈珠P后，求：（1）彈珠P通過D點時的最小速度vD；（2）彈珠P能準(zhǔn)確擊中平臺MN上的目標(biāo)E點，它通過C點時的速度vc；（3）當(dāng)緩慢壓縮彈簧到壓縮量為x0時所用的外力為8.3N，釋放后彈珠P能準(zhǔn)確擊中平臺MN上的目標(biāo)E點，求壓縮量x0．參考答案：（1）彈珠P通過D點時的最小速度為；（2）通過C點時的速度為m/s；（3）壓縮量為0.18m．考點： 動能定理的應(yīng)用；機械能守恒定律．專題： 動能定理的應(yīng)用專題．分析： （1）根據(jù)D點所受彈力為零，通過牛頓第二定律求出D點的最小速度；（2）根據(jù)平拋運動的規(guī)律求出D點的速度，通過機械能守恒定律求出通過C點的速度．（3）當(dāng)外力為0.1N時，壓縮量為零，知摩擦力大小為0.1N，對B的壓縮位置到C點的過程運用動能定理求出彈簧的壓縮量．解答： 解：（1）當(dāng)彈珠做圓周運動到D點且只受重力時速度最小，根據(jù)牛頓第二定律有：mg=解得．v==m/s（2）彈珠從D點到E點做平拋運動，設(shè)此時它通過D點的速度為v，則s=vtR=gt從C點到D點，彈珠機械能守恒，有：聯(lián)立解得v=代入數(shù)據(jù)得，V=2m/s（3）由圖乙知彈珠受到的摩擦力f=0.1N，根據(jù)動能定理得，且F1=0.1N，F(xiàn)2=8.3N．得x=代入數(shù)據(jù)解得x0=0.18m．答：（1）彈珠P通過D點時的最小速度為；（2）通過C點時的速度為m/s；（3）壓縮量為0.18m．點評： 本題考查了動能定理、機械能守恒定律、牛頓第二定律的綜合，涉及到圓周運動和平拋運動，知道圓周運動向心力的來源，以及平拋運動在豎直方向和水平方向上的運動規(guī)律是解決本題的關(guān)鍵．15.螺線管通電后，小磁針靜止時指向如圖所示，請在圖中標(biāo)出通電螺線管的N、S極，并標(biāo)出電源的正、負(fù)極。參考答案：N、S極1分電源+、-極四、計算題：本題共3小題，共計47分16.如圖，在的區(qū)域有垂直于紙面向里的勻強磁場；磁感應(yīng)強度的大小為B；在x>a的區(qū)域有垂直于紙面向外的勻強磁場，磁感應(yīng)強度的大小也為B。質(zhì)量為m、電荷量為q（q>0）的粒子沿x軸從原點O射入磁場。(1)若粒子在磁場中的軌道半徑為，求其軌跡與x軸交點的橫坐標(biāo)；（2）為使粒子返回原點，粒子的入射速度應(yīng)為多大？參考答案：（1）帶電粒子的運動軌跡如圖甲所示，O1、O2分別為軌跡的圓心，由幾何關(guān)系可得。則則軌跡與x軸交點橫坐標(biāo)為：（2）粒子的運動軌跡如圖乙所示，設(shè)此時軌跡半徑為r，則由幾何關(guān)系可得則，即則軌跡半徑而則

點評：此題數(shù)理融合得較好，能較好地考查學(xué)生的理解推理能力、分析綜合能力、應(yīng)用數(shù)學(xué)處理物理問題的能力。帶電粒子在電場、磁場、復(fù)合場中的運動，是重點類大學(xué)自主招生的重要考點之一。借助于幾何圖形，借助于數(shù)學(xué)知識，往往可以找到解題的途徑。因此，對于帶電粒子在電場、磁場、復(fù)合場中的運動，需要注重提高學(xué)生的數(shù)形結(jié)合思想。17.如圖甲所示，正方形導(dǎo)線框abcd勻速穿過一勻強磁場區(qū)域。磁場區(qū)域的寬度為L、磁感應(yīng)強度大小為B，方向垂直紙面向外；導(dǎo)線框的電阻為R，邊長為2L，在穿過磁場的整個過程中，導(dǎo)線框ab、cd兩邊始終保持與磁場邊界平行，導(dǎo)線框平面始終與磁場方向垂直；導(dǎo)線框的速度大小恒為v，方向垂直于cd邊，規(guī)定電流沿a→b→c→d→a為正方向。(1)請在圖乙中作出cd邊進入磁場到ab邊離開磁場的過程中，導(dǎo)線框中感應(yīng)電流隨位移變化的i-x圖像；(2)求在上述過程中導(dǎo)線框所產(chǎn)生的焦耳熱Q。參考答案：解析：解：(1)i-x圖像如圖所示

(4分)(縱坐標(biāo)值各1分，圖線2分)(2)cd邊或ab邊切割磁感線時，導(dǎo)線框的感應(yīng)電動勢E=2BLv

①（2分）

②（1分）

③（2分）而

④（1分）

⑤（1分）解得

⑥（2分）18.惰性氣體分子為單原子分子，在自由原子情形下，其電子電荷分布是球?qū)ΨQ的。負(fù)電荷中心與原子核重合。但如兩個原子接近，則彼此能因靜電作用產(chǎn)生極化（正負(fù)電荷中心不重合），從而導(dǎo)致有相互作用力，這稱為范德瓦爾斯相互作用。下面我們采用一種簡化模型來研究此問題。當(dāng)負(fù)電中心與原子核不重合時，若以x表示負(fù)電中心相對正電荷（原子核）的位移，當(dāng)x為正時，負(fù)電中心在正電荷的右側(cè)，當(dāng)x為負(fù)時，負(fù)電中心在正電荷的左側(cè)，如圖1所示。這時，原子核的正電荷對荷外負(fù)電荷的作用力f相當(dāng)于一個勁度系數(shù)為k的彈簧的彈性力，即f=－kx，力的方向指向原子核，核外負(fù)電荷的質(zhì)量全部集中在負(fù)電中心，此原子可用一彈簧振子來模擬。今有兩個相同的惰性氣體原子，它們的原子核固定，相距為R，原子核正電荷的電荷量為q，核外負(fù)電荷的質(zhì)量為m。因原子間的靜電相互作用，負(fù)電中心相對各自原子核的位移分別為x1和x2，且|x1|和|x2|都遠小于R，如圖2所示。此時每個原子的負(fù)電荷除受到自己核的正電荷作用外，還受到另一原子的正、負(fù)電荷的作用。眾所周知，孤立諧振子的能量E=mv2/2+kx2/2是守恒的，式中v為質(zhì)量m的振子運動的速度，x為振子相對平衡位置的位移。量子力學(xué)證明，在絕對零度時，諧振子的能量為hω/2，稱為零點振動能，，h為普朗克常量，為振子的固有角頻率。試計算在絕對零度時上述兩個有范德瓦爾斯相互作用的惰性氣體原子構(gòu)成的體系的能量，與兩個相距足夠遠的（可視為孤立的、沒有范德瓦爾斯相互作用的）惰性氣體原子的能量差，并從結(jié)果判定范德瓦爾斯相互作用是吸引還是排斥?？衫卯?dāng)|x|<<1時的近似式(1+x)1/2≈1+x/2-x2/8，(1+x)-1≈1－x+x2。參考答案：兩個相距R的惰性氣體原子組成體系的能量包括以下幾部分：每個原子的負(fù)電中心振動的動能，每個原子的負(fù)電中心因受各自原子核“彈性力”作用的彈性勢能，一個原子的正、負(fù)電荷與另一原子的正、負(fù)電荷的靜電相互作用能.以和分別表示兩個原子的負(fù)電中心振動速度，和分別表示兩個原子的負(fù)電中心相對各自原子核的位移，則體系的能量

，

式中U為靜電相互作用能

，

(2)為靜電力常量．因，，，利用，可將(2)式化為

，

(3)因此體系總能量可近似表為

.

(4)注意到和，可將(4)式改寫為

.

(5)式中，

，

(6)

，

(7)

，