2022年湖北省武汉市晒湖中学高三物理期末试卷含解析

2022年湖北省武汉市晒湖中学高三物理期末试卷含解析 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，一个方向垂直于纸面向里的匀强磁场，磁场仅限于虚线边界所围的等腰直角三角形区域内，一固定的正方形金属框，其边长与三角形的直角边相同，每条边的材料均相同，现在让有界匀强磁场向右匀速地通过金属框且金属框的下边与磁场区域的下边在一直线上．在磁场通过金属框的过程中电势差Uab  随时间变化的图象是下列四个图中的 参考答案： D 由可知产生的感应电动势跟切割的有效长度成正比，由于是匀速运动，有效长度跟时间呈线性关系，结合楞次定律可知，ab边刚开始切割磁感线时金属框中感应电流的方向是逆时针方向，电势差Uab，cd边刚开始切割磁感线时金属框中感应电流的方向是顺时针方向，电势差Uab，选D。 2. （单选）两个内壁光滑的圆锥筒，固定在同一水平面桌面上，轴线竖直，质量相同的两个小球A和B贴着筒的内壁在同一水平面内做匀速圆周运动，如图所示，B球运动半径较大，则       (　　) A．A球的角速度必小于B球的角速度 B．A球的角速度必大于B球的角速度 C．A球的线速度必小于B球的线速度 D．A球的线速度必大于B球的线速度 参考答案： B 由牛顿第二定律可得：而所以，故B对；由可知AB线速度相等。 3. （单选）发射地球同步卫星时，先将卫星发射至近地圆轨道1，然后经点火，使其沿椭圆轨道2运行，最后再次点火，将卫星送入同步圆轨道3．轨道1、2相切于Q点．轨道2、3相切于P点（如图），则当卫星分别在1，2，3，轨道上正常运行时，以下说法正确的是（　　） 　 A． 卫星在轨道3上的速率大于在轨道1上的速率 　 B． 卫星在轨道3上的角速度大于在轨道1上的角速度 　 C． 卫星在轨道1上经过Q点时的加速度大于它在轨道2上经过Q点时的加速度 　 D． 卫星在轨道2上经过P点时的加速度等于它在轨道3上经过P点时的加速度 参考答案： 解：万星做圆周运动时万有引力提供圆周运动的向心力有：=ma A、因为知，在轨道1上卫星的速率大于轨道3上的速率，故A错误； B、因为ω=知，在轨道1上的角速度大于在轨道3上的角速度，故B错误； C、因为a=知，在轨道1上经过Q点和轨道2上经过Q点的加速度大小相等，故C错误； D、因为a=知，在轨道2上经过P点和轨道3上经过P点的加速度大小相等，故D正确； 故选D． 4. （单选）下列现象中，不属于由万有引力引起的是（　　） 　 A． 银河系球形星团聚集不散 　 B． 月球绕地球运动而不离去 　 C． 电子绕核旋转而不离去 　 D． 树上的果子最终总是落向地面 参考答案： 解：A、银河系球形星团靠星球之间的万有引力作用而聚集不散，故A错误； B、月球受到地球的吸引力提供向心力，而绕地球做圆周运动不离去，故B错误； C、电子受到原子核的吸引力而绕核旋转不离去，不是万有引力，故C正确； D、树上的果子由于受到地球的吸引而最终总是落向地面，属于万有引力作用，故D错误． 本题选不属于由万有引力引起， 故选：C 5. 根据热力学定律，可知下列说法中正确的是： A．利用浅层海水和深层海水间的温度差制造一种热机，将海水的一部分内能转化为机械能，这在原理上是可行的 B．可以利用高科技手段，将流散到周围环境中的内能重新收集起来加以利用 C．可以将冰箱内的热量传到外界空气中而不引起其他变化 D．满足能量守恒定律的客观过程并不是都可以自发地进行 参考答案：     答案：AD 二、 填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分 6. 如图所示，质量M=2kg均匀矩形木块靠在光滑墙上，A点处有固定光滑转动轴，AB与水平方向夹角30°，CD边长为2m，B、D两点连线与地面平行，一质量m=10kg的小物体若固定在CD边上且位于A点正上方处，则墙对木块的弹力为______________N；若将小物体从C点处静止释放使其沿CD边自由下滑，物体与木块间动摩擦因数为μ=0.2，物体维持匀加速直线运动的时间为______________s。 参考答案： ， 1.08   7. 在β衰变中常伴有一种称为“中微子”的粒子放出．中微子的性质十分特别，因此在实验中很难探测。1953年，莱尼斯和柯文建造了一个由大水槽和探测器组成的实验系统，利用中微子与水中11H的核反应，间接地证实了中微子的存在． （1）中微子与水中的11H发生核反应，产生中子(01n)和正电子(＋10e)， 即中微子＋11H―→01n＋＋10e     可以判定，中微子的质量数和电荷数分别是________．（3分）(填写选项前的字母) A．0和0                  B．0和1 C．1和0                  D．1和1 （2）上述核反应产生的正电子与水中的电子相遇，与电子形成几乎静止的整体后，可以转变为两个光子(γ)，即  ＋10e＋－10e―→2γ .   已知正电子和电子的质量都为9.1×10－31 kg，反应中产生的每个光子的能量约为____   ____J．（4分）   普朗克常量为h=6.63×10－34 J·s     1 u质量对应的能量为931.5 MeV 参考答案： 8. （00年吉、苏、浙）（16分）如图所示，厚度为h，宽度为d的导体板放在垂直于它的磁感应强度为B的均匀磁场中，当电流通过导体板时，在导体板的上侧面A和下侧面A/之间会产生电热差，这种现象称为霍尔效应，实验表明，当磁场不太强时，电热差U、电流I和B的关系为：，式中的比例系数K称为霍尔系数。 霍尔效应可解释如下：外部磁场的洛仑兹力运动的电子聚集在导体板的一侧，在导体板的另一侧会出现多余的正电荷，从而形成横向电场，横向电场对电子施加与洛仓兹力方向相反的静电力，当静电力与洛仑兹力达到平衡时，导体板上下两侧之间就会形成稳定的电势差。 设电流I是由电子和定向流动形成的，电子的平均定向速度为v，电量为e回答下列问题： （1）达到稳定状态时，导体板上侧面A的电势_____下侧面A的电势（填高于、低于或等于） （2）电子所受的洛仑兹力的大小为______。 （3）当导体板上下两侧之间的电差为U时，电子所受静电力的大小为_____。 （4）由静电力和洛仑兹力平衡的条件，证明霍尔系数为其中h代表导体板单位体积中电子的个数。 参考答案： 答案：（1）低于；（2）；（3） （4）电子受到横向静电力与洛仑兹力的作用，两力平衡，有 得：U=hvB                                             通过导体的电流密度I=nev·d·h                           由    ，有 　　　　　　   得          9. （4分）一带电量为q的小圆环A，可沿着长为2的光滑绝缘固定的细杆在竖直方向运动，小圆环直径远小于。杆的下端固定一质量为m、带电量为q的小球B。平衡时，小圆环A恰好悬于细杆的正中间，如图所示。这时杆对B小球的拉力为___________；若取B小球位置重力势能为零，当设法使B小球所带的电瞬间消失，则此后经过时间_____________A小环的动能恰等于其重力势能。（一切阻力均不计，静电力恒量用k表示）。 参考答案： ； 10. 水面下一单色光源发出的一条光线射到水面的入射角为30，从水面上射出时的折射角是45，则水的折射率为____，光在水面上发生全反射的临界角为____。 参考答案： 11.     真空中波长为３×１０-7米的紫外线的频率是      _赫。这种紫外线的光子打到金属钠的表面时        （填“能”或“不能”）发生光电效应（已知钠的极限频率是6.0×1014赫，真空中光速为３×１０8米/秒）。 参考答案： 答案：1.0×1015、能 12. 如图，光滑绝缘细管与水平面成30°角，在管的上方P点固定一个点电荷+Q，P点与细管在同一竖直平面内，管的顶端A与P点连线水平，PB⊥AC，AB=BC=15cm，B是AC的中点．电荷量为+q的小球（小球直径略小于细管内径）从管中A处以速度v=1m/s开始沿管向下运动，在A处时小球的加速度为a=4m/s2．则小球运动到C处速度大小为　2　m/s，加速度大小为　6　m/s2． 参考答案： 考点： 电势差与电场强度的关系；牛顿第二定律． 专题： 电场力与电势的性质专题． 分析： （1）从A到C的过程中，因AC两点处于同一等势面上，故电场力做功为零，只有重力做功，根据动能定理即可求的速度； （2）根据受力分析，利用牛顿第二定律即可求的加速度 解答： 解：（1）根据动能定理可得 mg 代入数据解得vC=2m/s （2）在A处时小球的加速度为a，对A点受力分析，电场力、重力与支持力，由力的合成法则可知，合外力由重力与电场力沿着细管方向的分力之和提供的； 当在C处时，小球仍受到重力、电场力与支持力，合外力是由重力与电场力沿着细管方向的分力之差提供的，即为a′=g﹣a=10﹣4m/s2=6m/s2． 故答案为：2；6 点评： 考查点电荷的电场强度公式，掌握矢量的合成法则，利用动能定理求解，理解牛顿第二定律与力的平行四边形定则的综合应用 13. 氢原子第n能级的能量为En=，其中E1为基态能量．当氢原子由第5能级跃迁到第3能级时，发出光子的频率为；若氢原子由第3能级跃迁到基态，发出光子的频率为，则=        。 参考答案： 三、 实验题：本题共2小题，每小题11分，共计22分 14.  在“测定电源的电动势和内电阻”的实验中，备有如下器材: A．电源为干电池(电动势为E,内阻为r)    B．电流表（0～0.6A、内阻约0.1） C．灵敏电流计G（满偏电流Ig=200μA、内阻rg=500） D．滑动变阻器（0～20、2.0A）     E．电阻箱R(0—9999.9) F．开关、导线若干        实验电路如图甲 ① 由于没有电压表，需要把灵敏电流计G改装成量程为2V的电压表，需串联一个阻值为R=__________的电阻. ②在闭合开关S前，将滑动变阻器的滑片移动至       （填“端”、“中央”或“ 端”）. ③图乙为该实验绘出的I1—I2图线（I1为灵敏电流  计G的示数， I2为电流表A的示数），由图线可求得被测电源的电动势E =_____ V（保留三位有效数字），内电阻r =_____（保留两位有效数字）   参考答案： ：①（2分）9500Ω（或者9.5kΩ） ②（2分）a端 ③（6分）1.46-1.49V均可（答成其它数均不给分）   0.75-0.95Ω均可 15. 两位同学在实验室利用如图（a）所示的电路测定定值电阻R。、电源的电动势E和内电阻r，调节滑动变阻器的滑动触头P向某一方向移动时，一个同学记录了电流表A和电压表V1的测量数据，另一同学记录的是电流表A和电压表V2的测量数据，并根据数据分别描绘了如图（b）所示的两条U-I直线，回答下列问题：    （1）根据甲乙两同学描绘的直线，可知甲同学是根据电压表      （填“V1”或“V2”）和电流表A的数据描绘的图线，并可以测得         （填写物理量符号及计算结果）；乙同学是根据电压表      （填“V1”或“V2”）和电流表A的数据描绘的图线，并可以测得      （填写物理量符号及计算结果）    （2）该电路中电流表的读数          （填：“可能”或“不可能”）达到0.6A，理由是                               。 参考答案： （1）；（1分）电源电动势E=1