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山西省临汾市永和县桑壁中学2022-2023学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,将长木板置于水平桌面上,其左端适当垫高,在长木板的右半部分平整地铺上一块布料,小车以适当的初速度释放后,用打点计时器记录了小车的运动情况,如图乙所示(纸带上各点间的距离可由刻度尺读出)。已知长木板左端与桌面间的高度差为4cm,木板长度为80cm,重力加速度g=10m/s2。由以上信息可知小车在布料上运动时的阻力与在木板上运动时的阻力之比为
甲
乙
A.5.5 B.7.5 C.11 D.15
参考答案:
C
2. 下列说法中正确的有( )
A. 伽利略通过理想斜面实验说明力是维持物体运动的原因
B. kg、m、N、A都是国际单位制中的基本单位
C. 胡克总结出弹簧弹力与形变量间的关系
D. 加速度和功率的定义都运用了比值法
参考答案:
C
伽利略通过理想斜面实验说明力不是维持物体运动的原因,选项A错误; kg、m、A都是国际单位制中的基本单位,N是导出单位,选项B错误;胡克总结出弹簧弹力与形变量间的关系,选项C正确;功率的定义运用了比值法,而加速度不是比值定义法,选项D错误;故选C.
3. 如图5所示,MN是一负点电荷产生的电场中的一条电场线。一个带负电的粒子(不计重力)从a到b穿越这条电场线的轨迹如图中虚线所示。下列结论正确的是
A.点电荷一定位于M点的左侧
B.带电粒子从a到b的过程中动能逐渐减小
C.带电粒子在a点的加速度小于在b点的加速度
D.带电粒子在a点时具有的电势能大于在b点时具有的电势能
参考答案:
AD
4. 物体自由下落时,不计空气阻力,相对于地面的重力势能Ep与下落速度v之间有一定的关系,下列图象中能正确表示这一关系的是 ( )
参考答案:
C
5. (单选)如图1-2-15所示,设车厢长为L,质量为M,静止在光滑的水平面上,车厢内有一质量为m的物体以初速度v0向右运动,与车厢来回碰撞n次后,静止于车厢中,这时车厢的速度为 ( ).
A.v0,水平向右 B.0
C.,水平向右 D.,水平向左
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. 某探究性学习小组欲探究光滑斜面上物体的加速度与物体质量及斜面倾角是否有关。实验室提供如下器材:
(A)表面光滑的长木板(长度为L),
(B)小车,
(C)质量为m的钩码若干个,
(D)方木块(备用于垫木板),
(E)米尺,
(F)秒表。
(1)实验过程:
第一步,在保持斜面倾角不变时,探究加速度与质量的关系。
实验中,通过向小车放入钩码来改变物体质量,只要测出小车由斜面顶端滑至底端所用时间t,就可以由公式a= 求出a。某同学记录了数据如上表所示:
根据以上信息,我们发现,在实验误差范围内质量改变之后平均下滑时间 (填“改变”或“不改变”),经过分析得出加速度与质量的关系为 。
第二步,在物体质量不变时,探究加速度与倾角的关系。
实验中通过改变方木块垫放位置来调整长木板的倾角,由于没有量角器,因此通过测量出木板顶端到水平面高度h,求出倾角α的正弦值sinα=h/L。某同学记录了高度和加速度的对应值,并在坐标纸上建立适当的坐标轴后描点作图如下,请根据他所作的图线求出当地的重力加速度g= m/s2。进一步分析可知,光滑斜面上物体下滑的加速度与倾角的关系为 。
参考答案:
(1) (2分) 不改变(2分)
斜面倾角一定时,加速度与物体质量无关(2分)
10(2分) a=gsin (2分)
(1)由运动学公式知L=,解得,即斜面倾角一定时,加速度与物体质量无关。
(2)由题意对物体受力分析知,沿斜面方向,根据牛顿第二定律可得mgsin=ma,解得a= gsin;所以图象的斜率大小等于当地的重力加速度。
7. 如图a所示,倾角为45°、高为h的斜面固定在水平地面上,小球从高为H(2h>H>h)的某处自由下落,与斜面碰撞(无能量损失)后做平抛运动。若小球做平抛运动后能直接落到水平地面上,自由下落的起始点距斜面左端的水平距离x应满足的条件是 (用符号表示);若测得x=1m时,小球平抛运动的水平射程s最大,且水平射程的平方s2与x关系如图b所示,则斜面的高h应为 m。
参考答案:
h>x>h-H,4
8. 一处于基态的氢原子,撞击静止的也处于基态的另一氢原子,碰撞后,两氢原子跃迁到同一激发态,且动能均为10.2eV。已知氢原子基态能量为-13.6eV。则
①氢原子第一激发态的能量值是 eV;
②碰撞前运动氢原子的最小动能是 eV。
参考答案:
9. 如右图所示,一个活塞将绝热容器分成A、B两部分,用控制栓K固定活塞。保持A体积不变,给电热丝通电,则此过程中气体A的内能 ,温度 ;拔出控制栓K,活塞将向右移动压缩气体B,则气体B的内能 。
参考答案:
10. 从高为5m处以某一初速度竖直向下抛出一个小球,小球在与地面相碰后竖直向上弹起,上升到抛出点上方2m高处被接住,这段时间内小球的位移是 m,路程是 m.(初速度方向为正方向)
参考答案:
-3 12
11. 如图所示,在竖直平面内存在着若干个无电场区和有理想边界的匀强电场区,两区域相互间隔,竖直高度均为h,电场区域水平方向无限长,每一电场区域场强的大小均为E,且 E=mg/q,场强的方向均竖直向上。一个质量为m,带正电的、电荷量为q的小球(看作质点),从第一无电场区域的上边缘由静止下落,不计空气阻力。则小球从开始运动到刚好离开第n个电场区域的过程中,在无电场区域中所经历的时间为__________,在第n个电场区域中所经历的时间为________。
参考答案:
,
12. 如图所示,R1=5Ω,R2阻值未知,灯L标有“3V 3W”字样,R3是最大电阻是6Ω的滑动变阻器.P为滑片,电流表内阻不计,灯L电阻不变.当P滑到A时,灯L正常发光;当P滑到B时,电源的输出功率为20W.则电源电动势为_____V;当P滑到变阻器中点G时,电源内电路损耗功率为______W.
参考答案:
12 2.56
13. 如图为氢原子的能级图,一群氢原子在n=4的定态发生跃迁时,能产生 种不同频率的光,其中产生的光子中能量最大是 ev
参考答案:
6、 12.75ev
三、 实验题:本题共2小题,每小题11分,共计22分
14. 测金属电阻率实验:
(1)测长度时,金属丝的起点、终点位置如图(a),则长度为:__________cm;
(2)用螺旋测微器测金属丝直径,示数如图(b),则直径为:____________mm;
(3)用多用表“Ω×1”挡估测其电阻,示数如图(c),则阻值为:__________Ω;
(4)在图d中完成实物连线(滑动变阻器要求接限流式);
(5)闭合开关前应将滑动变阻器的滑片P移至最________(填“左”或“右”) 端。
参考答案:
(1)60.48——60.51
(2)1.979-1.981
(3)5(有估读的不扣分)
(4)连图如图所示(只要有一处错就不得分) (5)左
15. 某实验小组采用如图所示盼装置探究功与速度变化的关系,小车在橡皮筋的作用下弹出后,沿木板滑行。打点计时器工作频率为50 Hz。
①实验中木板略微倾斜,这样做_________,
A.是为了释放小车后,小车能匀加速下滑
B.是为了增大小车下滑的加速度
C. 可使得橡皮筋做的功等于合力对小车做的功
D.可使得橡皮筋松弛后小车做匀速运动
②实验中先后用同样的橡皮筋l条、2条、3条……并起来挂在小车的前端进行多次实验,每次都要把小车拉到同一位置再释放小车。把第1次只挂l条橡皮筋时橡皮筋对小车做的功记为W1,第二次挂2条橡皮筋时橡皮筋对小车做的功记为2W2……橡皮筋对小车做功后而使小车获得的速度可由打点计时器打出的纸带测出。根据某次的纸带(如图所示)求得小车获得的速度为_________m/s。
③如果的猜想是正确的,则画出的图象应是:___________________;
参考答案:
四、计算题:本题共3小题,共计47分
16. 如右图所示,两平行金属导轨间的距离L=0.40 m,金属导轨所在的平面与水平面夹角θ=37°,在导轨所在平面内,分布着磁感应强度B=0.50 T、方向垂直于导轨所在平面的匀强磁场.金属导轨的一端接有电动势E=4.5 V、内阻r=0.50 Ω的直流电源.现把一个质量m=0.040 kg的导体棒ab放在金属导轨上,导体棒恰好静止.导体棒与金属导轨垂直、且接触良好,导体棒与金属导轨接触的两点间的电阻R0=2.5 Ω,金属导轨电阻不计,g取10 m/s2.已知sin 37°=0.60,cos 37°=0.80,求:
(1)通过导体棒的电流;
(2)导体棒受到的安培力大小;
(3)导体棒受到的摩擦力.
参考答案:
(1)导体棒、金属导轨和直流电源构成闭合电路,闭合电路欧姆定律得:
I==1.5 A. (4分)
(2)导体棒受到的安培力:F安=BIL=0.30 N. (4分)
(3)导体棒所受重力沿斜面向下的分力
F1=mgsin 37°=0.24 N(2分)
由于F1小于安培力,故导体棒受沿斜面向下的摩擦力Ff,
如图根据共点力平衡条件
mgsin 37°+Ff=F安(3分)
解得:Ff=0.06 N. (1分)
方向沿斜面向下 (1分)
17. 静止的氮核被速度为的中子击中生成碳核和另一种原子核甲,已知与甲核的速度方向与碰撞前中子的速度方向一致,碰后核与甲核的动量之比为2:1.
①写出核反应方程式。
②求与甲核的速度各是多大?
参考答案:
① +→+(2分)
②设中子质量为m0,核质量mC,甲核质量为m甲,由动量守恒得
………(1分)
即 m0v0=12 m0 vC+3 m0v甲
又因为与甲核动量比为2:l,所以
m0vC=2m甲v甲(1分)
即12m0vC=2×3m0v甲
联立求得:……………(1分) ……………(1分)
18. 带电粒子在AB两极板间靠近A板中央附近S处静止释放,在两极板电压中加速,从小孔P平行CD极板方向的速度从CD极板中央垂直进入偏转电场,B板靠近CD板的上边缘如图甲.在CD两板间加如图乙所示的交变电压,设时刻粒子刚好进入CD极板,时刻粒子恰好从D板的下边缘飞入匀强磁场,匀强磁场的上边界与CD极板的下边缘在同一水平线上,磁场范围足够大,加速电场AB间的距离,偏转电场CD间的距离及CD极板长均为,图象乙中和都为已知,带电粒子重力不计,不考虑电场和磁场边界影响.求:
(1)加速电压?;
(2)带电粒子进入磁场时的速度?
(3)若带电粒子在时刻刚好从C极板的下边缘进入偏转电场,并刚能返回到初始位置S处,?;
(4)带电粒子全程运动的周期?。
参考答案:
(1)设带电粒子进入偏转电场时的速度为,从偏转电场中射出的速度即由几何关系可知,(2分)在加速电场中,有 ,(2分)在偏转电场中,有 (3分)
所以: (2分)
(2)带电粒子进入磁场时的速度大小为 ,速度方向和磁场边界成角。
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