河北省邢台市内丘县第二中学2022-2023学年高三物理下学期期末试题含解析

河北省邢台市内丘县第二中学2022-2023学年高三物理下学期期末试题含解析 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. 有一只匀质椭球形玻璃球，长轴为8 cm，短轴为cm．在椭球的焦点F处有一小气泡，为了测定该玻璃椭球的折射率，某同学将球的上半部表面涂黑，只在球顶A处留出一小块可以透光的地方，如图所示．从A处去看气泡，当视线与短轴的夹角为450时恰好看到气泡，则该玻璃的折射率为 A         B． C．2        D． 参考答案： 答案：B 2. 如图所示，厚度均匀的木板放在水平地面上，木板上放置两个相同的条形磁铁，两磁铁N极正对．在两磁铁竖直对称轴上的C点固定一垂直于纸面的长直导线，并通有垂直纸面向里的恒定电流，木板和磁铁始终处于静止状态，设两条形磁铁和木板的总重力为G，则（　　） A．导线受到的安培力竖直向上，木板对地面的压力大于G B．导线受到的安培力竖直向下，木板对地面的压力小于G C．导线受到的安培力水平向右，木板受到地面的摩擦力水平向左 D．导线受到的安培力水平向右，木板受到地面的摩擦力水平向右 参考答案： D 【考点】安培力；摩擦力的判断与计算． 【分析】先判断导线处合磁场的方向，再根据左手定则判断长直导线的受力方向，进而根据木板和磁铁的运动趋势判断它们受到的静摩擦力的方向． 【解答】解：依题意知，两条磁铁在导线处产生的合磁场竖直向上，根据左手定则知，长直导线受到的安培力水平向右；木板和磁铁始终处于静止状态，两条形磁铁和木板的总重力为G，故木板对地面的压力等于G；又因长直导线受到的安培力水平向右，所以磁铁和长木板有向左运动的趋势，故木板受到的摩擦力水平向右．故ABC错误，D正确． 故选：D． 3. 质量为的探月航天器在接近月球表面的轨道上飞行，其运动视为匀速圆周运动．已知月球质量为，月球半径为，月球表面重力加速度为，引力常量为，不考虑月球自转的影响，则航天器的(　　) A．线速度 B．角速度 C．运行周期           D．向心加速度 参考答案： AC 4. （单选）如图所示，在x轴上相距为L的两点固定两个等量异种点电荷+Q、一Q，虚线是以+Q 所在点为几何中心、L为边长的正方形，a、b、c、d是正方形上的四个点，其中a、c两点在x轴上，b、d两点关于x轴对称。下列判断错误的是 A.  a、c两点处的电势相等 B． b、d两点处的电场强度相同   C． a、b两点间的电势差与a、c两点间的电势差相等  D．将一试探电荷+q由a点移至c点，+q的电势能减小    、 参考答案： A 5. 半径相等的两个小球甲和乙，在光滑的水平面上沿同一直线相向运动，若甲球质量大于乙球质量，发生碰撞前，两球的动能相等，则碰撞后两球的状态可能是       （填选项前的字母） A．两球的速度方向均与原方向相反，但它们动能仍相等 B．两球的速度方向相同，而且它们动能仍相等 C．甲、乙两球的动量相同 D．甲球的动量不为零，乙球的动量为零    参考答案： C 二、 填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分 6. 如图所示是一列沿x轴正方向传播的简谐横波在t = 0时刻的波形图，已知波的传播速度v = 2m/s。 ①写出x = 2.0 m处质点的振动方程式y=  ▲  ㎝； ②求出x = 0.5m处质点在0 ～ 4.5s内通过的路程s= ▲ ㎝。 参考答案： ①y =-5sin(2πt)②90 7. 如图所示是一列沿x轴正方向传播的简谐横波在t = 0时刻的波形图，已知波的传播速度v = 2m/s．试回答下列问题： ①写出x = 0.5 m处的质点做简谐运动的表达式：   　　     cm； ②x = 0.5m处质点在0～5.5s内通过的路程为    　　     cm． 参考答案： ① y=5sin(2πt+π/2) ②   110 8. 在光滑水平面上建立一直角坐标系。观察到某一运动质点沿x轴正方向和y轴正方向运动的规律，记录结果如图（1）（2）所示。经分析可知，此质点在平面内是做： A．匀速运动        B．匀变速直线运动        C．类平抛运动        D．圆周运动   参考答案：     答案：C 9. 如图所示，质量为m、边长为L的正方形线圈ABCD由n匝导线绕成，线圈中有顺时针方向大小为I的电流，在AB边的中点用细线竖直悬挂于轻杆一端，轻杆另一端通过竖直的弹簧固定于地面，轻杆可绕杆中央的固定转轴O在竖直平面内转动。在图中虚线的下方，有与线圈平面垂直的匀强磁场，磁感强度为B，平衡时，CD边水平且线圈有一半面积在磁场中，忽略电流I产生的磁场，穿过线圈的磁通量为      ；弹簧受到的拉力为______。 参考答案： 10. 用如图所示的装置来测量一把质量分布均匀、长度为L的刻度尺的质量。某同学是这样设计的：将一个读数准确的弹簧测力计竖直悬挂，取一段细线做成一环，挂在弹簧测力计的挂钩上，让刻度尺穿过细环中，环与刻度尺的接触点就是尺的悬挂点，它将尺分成长短不等的两段。用细线拴住一个质量未知的木块P挂在尺较短的一段上，细心调节尺的悬挂点及木块P的悬挂点位置，使直尺在水平位置保持平衡。已知重力加速度为g。 （1）必须从图中读取哪些物理量：______________________（同时用文字和字母表示）； （2）刻度尺的质量M的表达式：______________________（用第一小问中的字母表示）。 参考答案： （1）木块P的悬挂点在直尺上的读数x1、刻度尺的悬挂点在直尺上的读数x2，弹簧测力计的示数F；                         （一个物理量1分） （2）M＝ 11. 如图所示为氢原子能级图，用光子能量为13.06eV的光照射一群处于基态的氢原子，可能观测到氢原子发射不同波长的光有     种，其中波长最长的是从n=    能级跃迁到n=      能级辐射出的光子。 参考答案： 10 5 4 12. 如右图所示是利用闪光照相研究平抛运动的示意图。小球A由斜槽滚下，从桌边缘水平抛出，当它恰好离开桌[边缘时，小球B也同时下落，用闪光相机拍摄的照片中B球有四个像，相邻两像间实际下落距离已在图中标出，单位cm，如图所示。两球恰在位置4相碰。则两球经过      s时间相碰， A球离开桌面时的速度为        m/s。(g取10m/s2) 参考答案：    0.4   s;     1.5   m/s 13. 如图所示，同一平面内有两根互相平行的长直导线甲和乙，通有大小均为I且方向相反的电 流，a、b两点与两导线共面，其连线与导线垂直，a、b到两导线中点O的连线长度和甲乙间距离均相等．已知直线电流I 产生的磁场中磁感应强度的分布规律是（K为比例系数，为某点到直导线的距离），现测得O点磁感应强度的大小为，则a点的磁感应强度大小为　　　　　，乙导线单位长度受到的安培力的大小为　　　　　 N． 参考答案： ;  三、 实验题：本题共2小题，每小题11分，共计22分 14. 用以下器材测量待测电阻RX的阻值 待测电阻RX,阻值约为100Ω ;        电源E，电动势约为6.0V,内阻可忽略不计；    电流表A1，量程为0～50mA，内电阻r1=20Ω;    定值电阻R0，阻值R0=20Ω； 电流表A2，量程为0～300mA，内电阻r2约为4Ω;  单刀单掷开关S，导线若干； 滑动变阻器R，最大阻值为10Ω；        ①测量中要求两块电流表的读数都不小于其量程的，试画出测量电阻RX的实验电 路原理图（原理图中的元件用题干中相应的英文字母标注）。 ②若某次测量中电流表A1的示数为I1-，电流表A2的示数为I2。则由已知量和测量量计算RX的表达式为RX =___________________ 参考答案： 若R作限流电阻，正确同样给分。 ② 15. (4分）在“研究匀变速直线运动”的实验中，某次实验记录的纸带如图8所示，纸带上前几个点模糊，因此从A点开始每5个点取一个计数点，得到的连续五个计数点，打点计时器的打点周期 为 0.02s,测得AB间距离s1=2.08cm, BC间距离 s2 =2. 52cm, CD 间距离 =2. 86cm, DE 间距离s4=3.34cm，则打D点时小车速度大小是       m/s,小车运动的加速度是        m/s2 (计算结果保留3位有效数字） 参考答案： 0.310    0.400 四、计算题：本题共3小题，共计47分 16. 汤姆孙测定电子比荷的实验装置如图甲所示。从阴极K发出的电子束经加速后，以相同速度沿水平中轴线射入极板D1、D2区域，射出后打在光屏上形成光点。在极板D1、D2区域内，若不加电场和磁场，电子将打在P1点；若只加偏转电压U，电子将打在P2点；若同时加上偏转电压U和一个方向垂直于纸面向外、磁感应强度大小为B的匀强磁场(图中未画出)，电子又将打在P1点。已知极板长度为L，极板间距为d。忽略电子的重力及电子间的相互作用。 (1)求电子射人极板D1、D2区域时的速度大小； (2)打在P2点的电子，相当于从D1、D2中轴线的中点O’射出，如图乙中的O’ P2所示，已知试推导出电子比荷的表达式；   (3)若两极板间只加题中所述的匀强磁场，电子在极板间的轨迹为一段圆弧，射出后打在P3点。测得圆弧半径为2L、P3与P1间距也为2L，求图乙中P1与P2点的间距a。 参考答案： 17. 如图所示，两块竖直放置的导体板间存在水平向左的匀强电场，板间距离为。有一带电量为、质量为的小球（可视为质点）以水平速度从A孔进入匀强电场，且恰好没有与右板相碰，小球最后从B孔离开匀强电场，若A、B两孔的距离为，重力加速度为，求： （1）两板间的场强大小； （2）小球从A孔进入电场时的速度； （3）从小球进入电场到其速度达到最小值，小球电势能的变化量为多少？ 参考答案： （1）由题意可知，小球在水平方向先减速到零，然后反向加速。设小球进入A孔的速度为，减速到右板的时间为，则有： 水平方向：     （2分） 竖直方向：      （1分） 联立解得  （1分） （2）在水平方向上根据牛顿第二定律有   （1分） 根据运动学公式有 （1分） 联立解得  （1分） （3）小球进入电场后，在水平方向上做减速运动，即（1分） 在竖直方向上做加速运动，即  （1分） 小球在电场中的速度大小为  （1分） 联立由数学知识可得时小球速度达到最小，此时粒子在水平方向的位移为：   （1分）     在此过程中电场力做功为  （1分）　　　而  （1分） 联立解得，即粒子的电势能增加。（1分） （注意：采用其他方法，解答合理正确给满分） 18. （12分）如图所示，AO是具有一定质量的均匀细杆，可绕O轴在竖直平面内自由转动.细杆上的P点与放在水平桌面上的圆柱体接触，圆柱体靠在竖直的挡板上而保持平衡。已知杆的倾角，球的重力大小为G，竖直挡板对球的压力大小为，各处的摩擦都不计，试回答下列问题：     （1）作出圆柱体的受力分析图； （2）通过计算求出圆柱体对均匀细杆AO的作用力的大小和水平地面对圆柱体作用力的大小。 参考答案： 解析： （1）对圆柱体进行受力分析，受力分析图如图所示，其中N1、N2、N3分别为桌面、挡板、细杆对圆柱体的弹力。（2分） （2）已知竖直挡板对球的弹力大小 根据平衡关系：， 设圆柱体对均匀细杆AO的作用力大小为，根据牛顿第三定律知，=4G 竖直方向的平衡关系为 将数据代入得，