2023年湖南省益阳市花桥中学高三物理期末试题含解析

2023年湖南省益阳市花桥中学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. 下列说法中正确的 A．卢瑟福通过对α粒子散射实验的研究，揭示了原子核的组成 B．氢原子核外电子从半径较小的轨道跃迁到半径较大的轨道时，电子的动能减小，电势能增大，原子的总能量不变 C．一群氢原子处于n=3的激发态向较低能级跃迁时，最多可放出三种频率的光子 D．实际上，原子中的电子没有确定的轨道，但在空间各处出现的概率具有一定的规律 参考答案： 答案：CD 2. 如图所示，在圆形区域内，存在垂直纸面向外的匀强磁场，ab是圆的一条直径．一带电粒子从a点射入磁场，速度大小为2v，方向与ab成30°时恰好从b点飞出磁场，粒子在磁场中运动的时间为t；若仅将速度大小改为v，则粒子在磁场中运动的时间为（不计带电粒子所受重力）（　　） A．3t B． C． D．2t 参考答案： D 【考点】带电粒子在匀强磁场中的运动；牛顿第二定律；向心力． 【分析】粒子在磁场中运动，运动的时间周期与粒子的速度的大小无关，分析粒子的运动的情况，可以判断粒子的运动的时间． 【解答】解：设磁场圆的半径为R，根据周期公式T=可得，同一粒子在磁场中运动时的运动的周期相同，当速度的大小为2v时，圆周运动的圆心为O，根据弦切角等于圆心角的一半可知，圆弧所对的圆心角为60°；磁场圆的半径恰好等于粒子圆周运动半径； 当速度的大小为v时，半径为原来的一半，圆周运动的圆心O′点，在原来的半径的中点处，则新的粒子圆与磁场圆的半径相等，则θ=60°；由几何关系可知所对的圆心角为120°，则粒子的运动的时间为2t，所以D正确． 故选：D． 3. 25．（18分）如图所示，空间存在垂直XOY平面向里的匀强磁场，MN为一荧光屏，上下两面均可发光，当带电粒子打到屏上某点时，即可使该点发光，荧光屏位置如图，坐标为M（0，4.0），N（4.0，4.0）单位为cm。坐标原点O有一粒子源，可以发射沿XOY平面各个方向的电子（不计电子的重力），已知电子质量m=9.0×10-31kg，电量为e=1.6×10-19C，磁感应强度B=9.0×10-3T，求： （1）若一电子以沿y轴正方向射入，求荧光屏上亮点坐标。 （2）若所有电子以射入，求能打到M点的电子的速度入射方向。（用与X轴正方向的夹角或夹角的三角函数值表示） （3）若所有电子以射入，求荧光屏发光区域的坐标（坐标的单位为 cm）。 X       Y Z 参考答案： （1）…① 由几何关系可知：…② 解得：坐标为（2，4）cm…③ （2） ，，…④能打到M点的 粒子轨迹如图1圆a和圆b所示 由几何关系： …⑤， 所以…⑥，…⑦ （3）， 若打在下方最远点，如图2 所示为相切，由几何关系可知：…⑧所以 ，坐标为（0，4）到（2，4）cm…⑨ 若打在上方最远点，如图则轨迹圆左端刚好打在M点则： …⑩所 坐标为（0，4）到（3，4）cm… 4. 用显微镜观察水中的花粉，追踪某一个花粉颗粒，每隔 10s 记下它的位置，得到了 a 、 b 、 c 、 d 、 e 、f、 g 等点，再用直线依次连接这些点，如图所示，则下列说法中正确的是（    ） A．这些点连接的折线就是这一花粉颗粒运动的径迹 B．花粉颗粒的运动就是热运动 C．在这六段时间内花粉颗粒运动的平均速度大小相等 D．从 a 点计时，经 36s ，花粉颗粒可能不在 de 连线上 参考答案： D 5. 如图所示，摆球原来处于它的平衡位置O点，后来摆球在水平恒力F的作用下，沿着圆弧运动。摆球经过P点时，重力与水平恒力的合力沿摆线的长度方向。则下列说法错误的是： A．摆球经过P点时加速度等于零 B. 从O到P的过程摆线的拉力对摆球不做功 C. 摆球从O到P的重力势能增量小于F对摆球做的功 D．从O到P摆球的机械能增加 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. 为了用弹簧测力计测定两木块A和B间的动摩擦因数μ，甲、乙两同学分别设计了如图所示的实验方案。 （1）为了用某一弹簧测力计的示数表示A和B之间的滑动摩擦力大小，你认为方案   更易于操作，简述理由                                              。 （2）若A和B的重力分别为100N和150N，当甲中A被拉动时，弹簧测力计a示数为60N，b示数为110N，则A、B间的动摩擦因数为       。 参考答案： （1）甲；因为甲方案拉木块时不需要匀速拉动, （2）0.4 7. 如图所示，直导线ab与固定的电阻器R连成闭合电路，ab长0.40 m，在磁感强度是 0.60 T的匀强磁场中以5.0 m/s的速度向右做切割磁感线的运动，运动方向跟ab导线垂直．这时直导线ab产生的感应电动势的大小是_______V ，直导线ab中感应电流的方向是_________（填“a→b”或“b→a”）；若电阻R=5Ω，导线ab电阻r=1Ω，则ab两端的电势差大小为_______V。 参考答案： 1.2V    b→a     1.0V ab导线切割磁感线，感应电动势E=BLv=1.2V，由右手定则知ab中电流方向是“b→a”； ab两端的电势差=1.0V 8. （1）在一次探究活动中，某同学用如图（a）所示的装置测量铁块A与放在光滑水平桌面上的金属板B之间的动摩擦因数，已知铁块A的质量mA=1.5㎏，用水平恒力F向左拉金属板B，使其向左运动，弹簧秤示数的放大情况如图所示，g取10m/s2，则A、B间的动摩擦因数=           （2）该同学还设计性地将纸带连接在金属板B的后面，通过打点计时器连续打下一些计时点，取时间间隔为0.1s的几个点，如图（b）所示，各相邻点间距离在图中标出.则在打C点时金属板被拉动的速度v=           m/s.（结果保留两位有效数字） 参考答案： （1）0.29～0.30（3分）   （2）0.80（3分） ：（1）弹簧秤示数为F=4.4N，由于铁块A处于平衡状态，所以铁块A的滑动摩擦力等于弹簧的拉力．所以μ==0.3. （2）利用匀变速直线运动的推论得：vC==0.80 m/s. 9. 为了测量两张纸之间的动摩擦因数，某同学设计了一个实验：如图甲所示，在木块A和木板B上贴上待测的纸，将木板B固定在水平桌面上，沙桶通过细线与木块A相连。 (1)调节沙桶中沙的多少，使木块A匀速向左运动。测出沙桶和沙的总质量为m以及贴纸木块A的质量M，则两纸间的动摩擦因数μ= ； (2)在实际操作中，发现要保证木块A做匀速运动比较困难，有同学对该实验进行了改进：实验装置如图乙所示，木块A的右端接在力传感器上(传感器与计算机相连接，从计算机上可读出对木块的拉力)，使木板B向左运动时，质量为M的木块A能够保持静止。若木板B向左匀速拉动时，传感器的读数为F1，则两纸间的动摩擦因数μ=          ；当木板B向左加速运动时，传感器的读数为F2，则有F2      F1(填“>”、“=”或 “<”)； 参考答案： m/M    F1/Mg    = （1）木块A匀速向左运动，由牛顿第二定律得，解得。 （2）质量为M的木块A能够保持静止，说明木块受到的摩擦力和传感器对物块的拉力是一对平衡力。不管木板B向左如何拉动，传感器的拉力都跟AB之间的摩擦力大小相等，方向相反，即= F2。 10. 4分）历史上第一次利用加速器实现的核反应，是用加速后的质子H轰击静止的X，生成两个He。上述核反应方程中的X核的质子数为___________，中子数为____________。 参考答案： 3     4 11. (选修模块3－5) （4分）一炮弹质量为m，以一定的倾角斜向上发射，到达最高点时速度为v，炮弹在最高点爆炸成两块，其中一块恰好做自由落体运动，质量为．则另一块爆炸后瞬时的速度大小________。 参考答案：     答案：（4分） 12. 在光滑的绝缘水平面上，有一个正方形的abcd，顶点a、c处分别 固定一个正点电荷，电荷量相等，如图所示。若将一个带负电的粒子置于b点，自由释放，粒子将沿着对角线bd往复运动。粒子从b点运动到d点的过程中      （   ） A. 先作匀加速运动，后作匀减速运动 B. 先从高电势到低电势，后从低电势到高电势 C. 电势能与机械能之和先增大，后减小 D. 电势能先减小，后增大 参考答案： D 13. 右图为“研究一定质量气体在体积不变的条件下，压强变化与温度变化关系”的实验装置示意图．在烧瓶A中封有一定质量的气体，并与气压计相连，初始时气压计两侧液面平齐． （1）若气体温度升高，为使瓶内气体的体积不变，应将气压计右侧管_____（填“向上”或“向下”）缓慢移动，直至________． （2）（单选）实验中多次改变气体温度，用Dt表示气体升高的温度，用Dh表示气压计两侧管内液面高度差的变化量．则根据测量数据作出的图线应是：_______ 参考答案： （1）向上（2分），气压计左管液面回到原来的位置（2分） （2）A（2分） 三、 实验题：本题共2小题，每小题11分，共计22分 14. 某同学在家中尝试验证平行四边形定则，他找到三条相同的橡皮筋(遵循胡克定律)和若干小重物，以及刻度尺、三角板、铅笔、细绳、白纸、钉子，设计了如下实验：将两条橡皮筋的一端分别固定在墙上的两个钉子A、B上，另一端是这二条橡皮筋连接，结点为O，将第三条橡皮筋的另一端通过细绳挂一重物。 ①为完成实验，下述操作中必需的是                 a．测量细绳的长度； b．测量橡皮筋的原长；      c．测量悬挂重物后橡皮筋的长度：d．记录悬挂重物后结点O的位置。 ②钉子位置固定，若利用现有器材，改变条件再次验证实验，可采用的方法是                。 参考答案： 15. 某物理兴趣小组的同学在研究弹簧弹力的时候，测得弹力的大小F和弹簧长度L的关系如图所示，则由图线可知： (1)弹簧的劲度系数                   。 (2)弹簧的弹力为5N时，弹簧的长度为                   。 (3) 为了用弹簧测力计测定两木块A和B间的动摩擦因数p，两位同学分别设计了如图所示甲、乙的实验方案。 ①为了用某一弹簧测力计的示数表示A和B之间的滑动摩擦力大小，你认为方案     更合理。 ②若A和B的重力分别为10.0N和20.0N。当A被拉动时，弹簧测力计a示数为6.0N，b示数为11.0N，c示数为4.0N，则A、B间的动摩擦因数为             。 参考答案： 200N/m  12.5  7.5 （1）（6分）①甲；②0.30（每空3分） 四、计算题：本题共3小题，共计47分 16. 如图所示，一环形玻璃管放在水平面内，管内封闭有一定质量的理想气体，一固定的活塞C和一能自由移动的活塞A将管内的气体分成体积相等的两部分Ⅰ、Ⅱ。现保持气体Ⅱ的温度不变仍为T-0 =300K，对气体Ⅰ缓慢加热至T=500K，求此时气体Ⅰ、Ⅱ的体积之比。（活塞绝热且不计体积） 参考答案： 解：设环形玻璃管内Ⅰ、Ⅱ两部分的初始体积为V0，加热前后两部分气体的压强分别为p0、p，Ⅰ中气体体积的增加量为ΔV，由理想气体状态方程，对Ⅰ中气体有                          2分 由玻意耳定律，对Ⅱ中气体有                           2分 解得                               2分 故此时气体Ⅰ、Ⅱ的体积之比为