2022年湖南省常德市大杨树中学高三物理期末试题含解析

2022年湖南省常德市大杨树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. 如图所示，三根长度均为L的轻绳分别连接于C、D两点，A、B两端被悬挂在水平天花板上，相距2L。现在C点上悬挂一个质量为m的重物，为使CD绳保持水平，在D点上可施加力的最小值为： （A）mg                  （B）  （C）mg/2                （D）mg/4   参考答案： [    C    ] 2. （多选）关于人造地球卫星绕地球作匀速圆周运动,地球的三个人造卫星A、B、C在同一轨道平面上，在某一时刻恰好在同一直线上，则(     )   A．向心加速度 B．根据，可知   C．根据万有引力定律，有   D．运动一周后，A先回到原点 参考答案： AD 3. 图中EF、GH为平行的金属导轨，其电阻可不计，R为电阻器，C为电容器，AB为可在EF和GH上滑动的导体横杆。有均匀磁场垂直于导轨平面。若用I1和I2分别表示图中该处导线中的电流，则当横杆AB A.匀速滑动时，I1＝0，I2＝0 B.匀速滑动时，I1≠0，I2≠0 C.加速滑动时，I1＝0，I2＝0 D.加速滑动时，I1≠0，I2≠0 参考答案： 答案：D 4. 2016 年我国航天领域喜事连连，8 月 16 日全球首颗量子科学实验卫星“墨子”号发射成功，“墨子”号最终在距地面高度为 500 千米的圆形轨道上运行．10 月 19 日，神舟十一号飞船与天宫二号空间站自动交会对接成功，并在距地面高度为 393 千米的圆形轨道上运行．则以下说法正确的是（　　） A．“墨子”号卫星的运行速度比天宫二号大 B．“墨子”号卫星的运行周期比天宫二号小 C．“墨子”号卫星的向心加速度比天宫二号小 D．“墨子”号卫星和天宫二号的运行速度都可能大于7.9 km/s 参考答案： C 【考点】人造卫星的加速度、周期和轨道的关系；万有引力定律及其应用． 【分析】根据万有引力提供向心力=，解出周期和向心加速度与轨道半径的关系，根据轨道半径的大小进行讨论． 【解答】解：根据万有引力提供向心力，得：，，ω=， A、由可知，半径比较大的“墨子号”运行线速度比天宫二号线速度小．故A错误； B、由可知，“墨子号”轨道半径较大，周期较大，所以“墨子”号卫星的运行周期比天宫二号大，故B错误； C、由可知，“墨子号”轨道半径较大，向心加速度较小，“墨子号”运行向心加速度比天宫二号向心加速度小．故C正确． D、7.9km/s是最大的运行速度，“墨子”号卫星和天宫二号的运行速度都小于7.9 km/s，故D错误； 故选：C 5. 如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数比是10：1，原线圈输入交变电压，在副线圈中串接有理想电流表和定值电阻R，电容器并联在电阻R两端，电阻阻值R=10Ω，关于电路分析，下列说法中正确的是：（      ） A、电流表示数是1A                 B、电流表示数是A C、电阻R消耗的电功率为10W       D、电容器的耐压值至少是V 参考答案： CD 二、 填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分 6. 为了仅用一根轻弹簧和一把刻度尺测定某滑块与水平桌面的动摩擦因数μ（设μ为定值），某同学经查阅资料知：一劲度系数为k（设k足够大）的轻弹簧由形变量为x至恢复到原长过程中，弹力所做的功为，于是他设计了下述实验： 第一步：如图所示，将弹簧的一端固定在竖直墙上，使滑块紧靠弹簧将其压缩，松手后滑块在水平桌面上滑行一段距离后停止，且滑块与弹簧已分离； 第二步；将滑块挂在竖直固定的弹簧下，弹簧伸长后保持静止状态。 回答下列问题：     ①你认为该同学应该用刻度尺直接测量的物理量是（写出名称并用符号表示）：____________________。 ②用测得的物理量表示滑块与水平桌面间动摩擦因数μ的计算式：____________ 参考答案： ①弹簧被压缩的长度x1，滑块滑行的总距离s；弹簧悬挂滑块时伸长的长度x2；　 ②　　　　(有其他表示方法也可以算正确) 7. 南北朝傅翕曾写下这样一首诗：“空手把锄头，步行骑水牛．人在桥上走，桥流水不流．”其中“桥流水不流”一句应理解成其选择的参考系是（　　） 　 A． 水 B． 桥 C． 人 D． 地面 参考答案： A 解：“桥流水不流”可以理解为“桥动水不动”，意思就是说桥在运动，水在静止． A、以水的参照物，则水就是静止的，而桥和水的位置发生了变化，则桥是运动的，与题意相符，故A正确； B、以桥为参照物，则桥是静止的，而水与桥的位置发生了变化，则水是运动的，与题意不符，故B错误； C、以人为参照物，因为人在桥上走，人与桥的位置发生了变化，桥是运动的，而水与人的位置也发生了变化，所以水也是运动的，与题意不符，故C错误； D、以地面为参照物，地面与桥的位置没有发生变化，桥是静止的，水与地面的位置发生了变化，所以水也是运动的，故D也是错误的． 故选A． 8. （4分）从某金属表面逸出光电子的最大初动能与入射光的频率的图像如下图所示，则这种金属的截止频率是__________HZ；普朗克常量是____________J/HZ。 参考答案： 4.3(±0.1)×1014Hz     ( 6.2～6.8)×10-34Js 9. 如图所示，为一列沿x轴正方向传播的简谐横波在 t=0时刻的波的图像。经Δt=0.1s，质点M第一次回到平衡位置，则这列波的波速为v=__________m/s，周期T=__________s。 参考答案： 1，1.2 10. 某研究性学习小组进行了如下实验：如图所示，在一端封闭的光滑细玻璃管中注满清水，水中放一个红蜡块做成的小圆柱体R。将玻璃管的开口端用胶塞塞紧后竖直倒置且与y轴重合，在R从坐标原点以速度v0=3cm/s匀速上浮的同时，玻璃管沿x轴正方向做初速度为零的匀加速直线运动。同学们测出某时刻R的坐标为（4，6），此时R速度大小为______cm/s，R在上升过程中运动轨迹的示意图是_______。 参考答案： 5；D 11. （6分）核能是一种高效的能源。 ①在核电站中，为了防止放射性物质泄漏，核反应堆有三道防护屏障：燃料包壳，压力壳和安全壳（见图甲）。结合图乙可知，安全壳应当选用的材料是             。 ②图丙是用来监测工作人员受到辐射情况的胸章，通过照相底片被射线感光的区域，可以判断工作人员受到何种辐射。当胸章上1mm铝片和3mm铝片下的照相底片被感光，而铅片下的照相底片未被感光时，分析工作人员受到了     射线的辐射；当所有照相底片被感光时，工作人员受到了     射线的辐射。 参考答案： 混凝土、β、γ 12. 如图所示，宽L=0.4m的竖直障碍物上开有间距d=0.6m的矩形孔，其下沿离地高h=1.2m．离地高H=2m的质点与障碍物相距x=1m．将质点水平抛出，为使质点能穿过该孔，质点的初速度v0至少为　2.5　m/s，最大为　3.5　m/s．（g取10m/s2） 参考答案： 考点： 平抛运动．. 专题： 平抛运动专题． 分析： 小球做平抛运动，要从矩形孔飞出，临界情况是恰好进入孔和恰好从空射出，根据平抛运动的分位移公式列式求解即可． 解答： 解：小球做平抛运动，根据分位移公式，有： x′=v0t y= 故：v0=x′ 恰好到孔左端下边缘时，水平分位移为x′1=x=1m，竖直分位移为y=H﹣h=2﹣1.2=0.8m，故： v01=x1′=1×=2.5m/s 恰好到孔右端下边缘时，水平分位移为x′2=x+L=1+0.4=1.4m，竖直分位移为y=H﹣h=2﹣1.2=0.8m，故： v01=x2′=1.4×=3.5m/s 故为使质点能穿过该孔，质点的初速度v0至少为2.5m/s，最大为3.5m/s； 故答案为：2.5，3.5． 点评： 本题关键是明确小球的运动性质，然后找到临界状态，根据平抛运动的分位移公式列式求解，不难． 13. 一列简谐横波沿x轴正方向传播，周期为2 s，t＝0时刻的波形如图所示．该列波的波速是___▲  __m/s；质点a平衡位置的坐标xa＝2.5 m，再经____▲  __s它第一次经过平衡位置向y轴正方向运动． 参考答案： 2 m/s(2分)  0.25 s. 三、 实验题：本题共2小题，每小题11分，共计22分 14. （5分）原始的电话机将听筒和话筒串联成一个电路，当自己对着话筒讲话时，会从话筒中听到自己的声音，导致听觉疲劳而影响通话。现代的电话将听筒电路与话筒电路分开，改进的电路原理示意图如图2所示，图2中线圈Ⅰ与线圈Ⅱ匝数相等，R0=1.2kΩ，R=3.6kΩ，Rx为可变电阻。当Rx调到某一值时，从听筒中就听不到话筒传出的声音了，这时Rx=          kΩ。 参考答案： 答案：1.8 15. （4分）有位同学想知道家中一把小铁锁的重心位置，做了如下实验：用一轻细线一端系在小铁锁上，将其悬挂起来，如图（a）所示，近似将其当作单摆处理。先用米尺量出悬点到小铁锁下端的距离L，然后将小铁锁拉离平衡位置一个小角度由静止释放，测出其30次全振动的时间，算出振动周期T。多次改变悬线长并重复上面操作，得到多组L、T的数据，作出L—T2图像如图（b）所示。则可知小铁锁的重心到其下端的距离为________cm；同时可测得当地重力加速度大小为________m/s2。 参考答案： 1.0 cm；9.5 m/s2 四、计算题：本题共3小题，共计47分 16. 如图所示，真空室内有一个点状的α粒子放射源P，它向各个方向发射α粒子（不计重力），速率都相同．ab为P点附近的一条水平直线（P到直线ab的距离PC=L），Q为直线ab上一点，它与P点相距PQ=（现只研究与放射源P和直线ab同一个平面内的α粒子的运动），当真空室内（直线ab以上区域）只存在垂直该平面向里、磁感应强度为B的匀强磁场时，水平向左射出的α粒子恰到达Q点；当真空室（直线ab以上区域）只存在平行该平面的匀强电场时，不同方向发射的α粒子若能到达ab直线，则到达ab直线时它们动能都相等，已知水平向左射出的α粒子也恰好到达Q点．（α粒子的电荷量为+q，质量为m；sin37°=0.6；cos37°=0.8）求： （1）α粒子的发射速率； （2）匀强电场的场强大小和方向； （3）当仅加上述磁场时，能到达直线ab的α粒子所用最长时间和最短时间的比值． 参考答案： （1）α粒子的发射速率为； （2）匀强电场的场强大小为，方向：垂直ab向下； （3）当仅加上述磁场时，能到达直线ab的α粒子所用最长时间和最短时间的比值为． ： 解：（1）设α粒子做匀速圆周运动的半径R，过O作PQ的垂线交PQ于A点，如图所示， 由几何知识可得：， 代入数据可得α粒子轨迹半径：， 洛仑磁力提供向心力：，解得α粒子发射速度为：； （2）真空室只加匀强电场时，由α粒子到达ab直线的动能相等，可得ab为等势面，电场方向垂直ab向下． 水平向左射出的α粒子做类平抛运动，由运动学关系可知： 与ab平行方向：， 与ab垂直方向：， 其中， 解得：； （3）真空室只加磁场时，圆弧O1和直线ab相切于D点，α粒子转过的圆心角最大，运动时间最长，如图所示． 则：=，β=37°， 最大圆心角：γmax=360°﹣90°﹣37°=233°， 最长时间：， 圆弧O2经C点，α粒子转过的圆心角最小，运动时间最短． 则：=（1分）θ=53°， 最小圆心角：γmin=2θ=106°， 最短时间：， 则最长时间和最短时间的比值为：（或2.20）； 答：（1）α粒子