湖北省荆州市松滋街河市镇向上中学2022年高三物理期末试题含解析

湖北省荆州市松滋街河市镇向上中学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. 如图所示，物体B靠在竖直墙面上，在竖直轻弹簧的作用下，A、B保持静止，则物体A、B受力的个数分别为(　　) A．3,3　　　　　　　 B．4,3 C．4,4  D．4,5 参考答案： B 2. 图1是某电场电场线的分布图，其中a、b是电场中的两点。下列说法中正确的是(    ) A．a点的场强比b点的场强大 B．a点的场强与b点的场强一样大 C．同一个点电荷在a点所受的电场力比在b点所受的电场力小 D．同一个点电荷在a点所受的电场力与在b点所受的电场力一样大 参考答案： A 3. 如图所示,在粗糙水平面上固定点电荷Q,在M点无初速释放带电小物块,小物块运 动到N点时静止,则从M点运动到N点的过程中     A.小物块所受电场力逐渐增大     B.小物块具有的电势能逐渐增大     C.M点的电势可能高于N点的电势     D.小物块电势能变化量的大小一定等于克服摩擦力做的功 参考答案： CD 4. 如图所示，A、B两带正电粒子质量相等，电荷量之比为1：4．两粒子在O上方同一位置沿垂直电场方向射入平行板电容器中，分别打在C、D两点，OC＝CD忽略粒子重力及粒子间的相互作用，下列说法正确的是（   ） A. A和B在电场中运动的时间之比为1：2 B. A和B运动的加速度大小之比为4：1 C. A和B的初速度大小之比为1：4 D. A和B的位移大小之比为1：2 参考答案： C 【分析】 带电粒子垂直射入电场中做为平抛运动,水平方向做匀速直线运动,竖直方向做初速度为零的匀加速直线运动.根据牛顿第二定律和运动学公式得到偏转量y的表达式,求解质量之比;根据水平位移与初速度之比求解时间之比. 【详解】A、粒子电荷量之比为1：4，粒子在竖直方向上做匀加速运动，由 ，可知 A和B在电场中运动的时间之比为2：1，故A错； B、A、B两带正电粒子质量相等，电荷量之比为1：4，根据 ，所以A和B运动的加速度大小之比为1:4,故B错； C、根据题意OC=CD，两粒子水平方向上做匀速运动，根据 ，可知A和B的初速度大小之比为1：4，故C对； D、A和B的位移大小之比为1：2，竖直方向也有位移，那么合位移之比不能等于1：2，故D错； 故选C 5. 已知金属甲发生光电效应时产生光电子的最大初动能跟入射光的频率关系如直线1所示。现用某单色光照射金属甲的表面，产生光电子的最大初动能为E1，若用同样的单色光照射金属乙表面，产生的光电子的最大初动能E2，如图所示。则金属乙发生光电效应时产生光电子的最大初动能跟入射光的频率关系图象应是 A．a  　　    B．b C．c  　　    D．上述三条图线都有可能 参考答案： A 二、 填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分 6. （6分）如图所示，轻质光滑滑轮两侧用轻绳连着两个物体A与B，物体B放在水平地面上，A、B均静止。已知A和B的质量分别为mA、mB，绳与水平方向的夹角为θ（θ<90o），重力加速度为g，则物体B受到的摩擦力为               ；物体B对地面的压力为 。 参考答案：     答案：mAgcosθ；  mBg －mAgsinθ 7. 一群氢原子处于量子数n=4能级状态，氢原子的能级图如图所示，氢原子可能发射     种频率的光子；氢原子由量子数n＝4的能级跃迁到n＝2的能级时辐射光子的能量是     eV； 用n＝4的能级跃迁到n＝2的能级时辐射的光子照射下表中几种金属，      金属能发生光电效应。 几种金属的逸出功 金属 铯 钙 镁 钛 逸出功W/eV 1.9 2.7 3.7 4.1 参考答案： 6       2.55       铯 8. (选修模块3—3)空气压缩机在一次压缩过程中，活塞对气缸中的气体做功为2.0×105J，同时气体的内能增加了1.5×l05J。试问：此压缩过程中，气体            (填“吸收”或“放出”)的热量等于             J。 参考答案： 答案：放出；5×104 解析： 由热力学第一定律△U = W＋Q，代入数据得：1.5×105 = 2.0×105＋Q，解得Q =－5×104。 9. 氢原的能级如图所示，一大群处于第一激发态的氢原子吸收2.55eV能量后从高能级向低能级跃迁，能发出        种不同频率的光子，这些光子中能使截止频率为8.07×1014Hz的锌板发生光电效应的有        种。已知普朗克常量h=6.63×10-34J·s。 参考答案： 10. 如图所示为阿特武德机的示意图，它是早期测量重力加速度的器械，由英国数学家和物理学家阿特武德于1784年制成。他将质量同为M的重物用绳连接后，放在光滑的轻质滑轮上，处于静止状态。再在一个重物上附加一质量为m的小重物，这时，由于小重物的重力而使系统做初速度为零的缓慢加速运动。 （1）所产生的微小加速度可表示为             。 （2）某同学利用秒表和刻度尺测出重物M下落的时间t和高度h，则重力加速度的表达式为：                   。 参考答案：     ，(2)。 11. 如图所示的电路中，电源电动势V，内电阻Ω，当滑动变阻器R1的阻值调为Ω后，电键S断开时，R2的功率为W，电源的输出功率为W，则通过R2的电流是　 　　A．接通电键S后，A、B间电路消耗的电功率仍为W．则　　　Ω． 参考答案： 0.5； 12. 1某同学为了探究杆转动时的动能表达式，设计了如图所示的实验：质量为m的均匀长直杆一端固定在光滑转轴O处，杆由水平位置静止释放，用光电门测出另一端A经过某位置时的瞬时速度vA，并记下该位置与转轴O的高度差h。⑴设杆的宽度为L（L很小），A端通过光电门的时间为t，则A端通过光电门的瞬时速度vA的表达式为   ▲    。 组  次 1 2 3 4 5 6 h/m 0.05 0.10 0.15 0.20 0.25 0.30 vA/（m·s-1） 1.23 1.73 2.12 2.46 2.74 3.00 vA-1/ （s·m-1） 0.81 0.58 0.47 0.41 0.36 0.33 vA2/ （m2·s-2） 1.50 3.00 4.50 6.05 7.51 9.00         ⑵调节h的大小并记录对应的速度vA，数据如上表。为了形象直观地反映vA和h的关 系，请选择适当的纵坐标并画出图象。 ⑶当地重力加速度g取10m/s2，结合图象分析，杆转动时的动能Ek=    ▲    （请用质量m、速度vA表示）。 参考答案： ⑴（3分）⑵如图（纵坐标1分，图象2分）⑶（2分） 13. 一个标有“12V”字样，功率未知的灯泡，测得灯丝电阻R随灯泡两端电压变化的关系图线如图所示，利用这条图线计算： （1）在正常发光情况下，灯泡的电功率P＝________W。 （2）若一定值电阻与灯泡串联，接在20V的电压上，灯泡能正常发光，则串联电阻的阻值为________Ω。   参考答案：     答案：24；4 三、 实验题：本题共2小题，每小题11分，共计22分 14. 听说水果也能做电池，某兴趣小组的同学将一个土豆做成“水果电池”。 同学们通过查阅资料知道这种水果的电动势大约1伏左右,又用量程为0～3V、内阻约50kΩ的伏特表测其两极时读数为0.96V。可是当他们将四个这样的水果电池串起来给标为“3V，0.5A”的小灯泡供电时，灯泡并不发光。检查灯泡、线路均没有故障，而用伏特表直接测量其电压确实能达到3V多。 (1)据你分析,出现这种现象的原因应当是：          （不要求写分析、推导过程） 。 （2）为了能尽可能准确测定“水果电池”的电动势和内阻,若实验室除了导线和开关外，还有以下一些器材可供选择： A．电流表A1（量程为0～0.6A ，内阻为1Ω） B． 灵敏电流表A2（量程为0～0.6mA ，内阻为800Ω） C．灵敏电流表A3（量程为0～300μA ，内阻未知） D．滑动变阻器R1 （最大阻值约10Ω） E．滑动变阻器R2（最大阻值约2kΩ） F．变阻箱（0～9999Ω） ①实验中应选择的器材是________     (填器材前的字母代号)。 ②在方框中画出应采用的电路。 参考答案： （1）水果电池的内阻太大。（2分） （2）①B（1分）、F（1分） ②（2分） 15. 某同学利用电压表和电阻箱测定干电池的电动势和内阻，使用的器材还包括定值电阻(R0＝5Ω)一个，开关两个，导线若干，实验原理图如图①. (1)在图②的实验图中，已正确连接了部分电路，请完成余下电路的连接． (2)请完成下列主要实验步骤： A．检查并调节电压表指针指零；调节电阻箱，示数如图③所示，读得电阻值是________； B．将开关S1闭合，开关S2断开，电压表的示数（可认为等于电动势）是1.80V； C．将开关S2________，电压表的示数是1.20V；断开开关S1. (3)使用以上数据，计算出干电池的内阻是________(计算结果保留两位有效数字)． (4)由于所用电压表不是理想电压表，所以测电动势比实际值偏______(填“大”或“小”) 参考答案： 如图所示 (2)20Ω　闭合   (3)5Ω   (4)小 四、计算题：本题共3小题，共计47分 16. 固定光滑细杆与水平地面成一定倾角，在杆上套有一个光滑小环，小环从杆底开始在沿杆方向上的推力 F 作用下向上运动．0﹣2s内推力的大小为5.0N，2﹣4s内推力的大小变为5.5N，小环运动的速度随时间变化规律如图所示，重力加速度g=10m/s2．求： （l）小环在加速运动时的加速度a的大小； （2）小环的质量m； （3）细杆与水平地面之间的夹角α． （4）第4秒末撤去F，求小环到达最高点离开地面的高度． 参考答案： 解：（1）由图象知，小环在2﹣4s内的加速度 （2）令小环质量为m，有： 小环匀速上升时：F﹣mgsinθ=0       ① 小环加速上升时：F′﹣mgsin0=ma      ② 已知F=5N，F′=5.5N，a=0.5m/s2，所以由①和②解得： 小环质量m= （3）代入小环质量m=1kg到式①，可得： 所以夹角θ=30° （4）由v﹣t图象知， 小环匀速上升的距离：x1=v0t=1×2m=2m 小环加速上升的距离： 小环在重力和杆的支持力作用下做匀减速运动，加速度大小a′=gsinθ=5m/s2 小环匀减速上升的最大距离 所以环沿杆上升的距离x=x1+x2+x3=2+3+0.4m=5.4m 物体离地高度H= 答：（l）小环在加速运动时的加速度a的大小为0.5m/s2； （2）小环的质量m=1kg； （3）细杆与水平地面之间的夹角α=30°； （4）第4秒末撤去F，小环到达最高点离开地面的高度为2.7m． 【考点】牛顿第二定律；机械运动；匀变速直线运动的位移与时间的关系． 【分析】（1）在v﹣t图象中，图象的斜率等于加速度的大小，故根据斜率求出物体加速运动时的加速度； （2）由v﹣t图象知，在最初2s内小环匀速运动，合力为0，根据求得小环沿杆向下的阻力f，当环受到5.5N的拉力时小环产生的加速度，根据牛顿第二定律求解小环的质量； （3）已知小环的质量，根据小环开始做匀速运动可以求出小环重力沿杆向下的分力，根据分力与夹角的关系可以求出夹角的大小； （4）4s末小环在重力沿