2022年河北省唐山市乐亭县第二中学高三物理上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. （单选）如图甲所示，轻杆一端与一小球相连，另一端连在光滑固定轴上，可在竖直平面内自由转动。现使小球在竖直平面内做圆周运动，到达某一位置开始计时，取水平向右为正方向，小球的水平分速度vx随时间t的变化关系如图乙所示。不计空气阻力。下列说法中正确的是At1时刻小球通过最高点，图乙中S1和S2的面积相等Bt2时刻小球通过最高点，图乙中S1和S2的面积相等Ct1时刻小球通过最高点，图乙中S1和S2的面积不相等Dt2时刻小球通过最高点，图乙中S1和S2的面积不相等参考答案：A小球在竖直平面内做圆周运动这个过程中只有重力对小球作用，因此小球机械能守恒，小球位置与高点时，重力势能最大，所以动能最小，故小球的速度达到最小值且水平向右，因此t1时刻小球通过最高点；曲线与坐标轴围成的面积表示小球在运动过程中的水平位移，图乙中S1的面积表示小球从最低点运动到水平位置时小球在水平方向的位移，大小等于杠的长度，S2的面积表示小球从水平位置运动到最高点时小球在水平方向的位移，大小等于杠的长度。故图乙中S1和S2的面积相等，综上所示A正确2. 下列说法中正确的是A运动越快的汽车不容易停下来，是因为汽车运动得越快，惯性越大B作用力与反作用力一定是同种性质的力C伽利略的理想实验是凭空想象出来的，是脱离实际的理论假设。D马拉着车向前加速时，马对车的拉力大于车对马的拉力参考答案：B3. （多选）下列说法正确的是（）A原子核内部某个质子转变为中子时，放出射线BU的半衰期约为7亿年，随地球环境的变化，半衰期可能变短C电子的衍射现象说明实物粒子具有波动性D氢原子的核外电子由较高能级跃迁到较低能级时，要释放一定频率的光子，同时电子的动能增加，电势能减小E原子核的比结合能越大则原子核越稳定参考答案：解：A、原子核内部某个中子转变为质子时，放出射线，故A错误；B、半衰期不会随地球环境的变化而变化，故B错误；C、电子的衍射现象说明实物粒子的波动性，故C正确；D、核外电子由较高能级跃迁到较低能级时，要释放一定频率的光子，同时电子的动能增加，电势能减小，故D正确；E、原子核的比结合能越大，则原子核越稳定，故E正确；故选：CDE4. 如图所示，将一个质量为m的球固定在弹性杆AB的上端，今用测力计沿水平方向缓慢拉球，使杆发生弯曲，在测力计的示数逐渐增大的过程中，AB杆对球的弹力方向为A始终水平向左B始终竖直向上C斜向左上方，与竖直方向的夹角逐渐增大D斜向左下方，与竖直方向的夹角逐渐增大 参考答案：C5. （单选）如图所示，一光滑半圆形碗固定在水平面上，质量为m1的小球用轻绳跨过碗口并连接质量分别为m2和m3的物体，平衡时碗内小球恰好与碗之间没有弹力，两绳与水平方向夹角分别为53、37，则m1：m2：m3的比值为（已知sin53=0.8，cos53=0.6）（）A5：4：3B4：3：5C3：4：5D5：3：4参考答案：解：对碗内的小球m1受力分析，受重力、两个细线的两个拉力，由于碗边缘光滑，故相当于动滑轮，故细线对物体m2的拉力等于m2g，细线对物体m1的拉力等于m1g，如图：根据共点力平衡条件，两个拉力的合力与重力等值、反向、共线，有G2=G1cos37G3=G1sin37故m1：m2：m3=5：4：3故选：A二、 填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6. （选修3-5）（3分）如图甲是、三种射线穿透能力的示意图，图乙是工业上利用射线的穿透性来检查金属内部伤痕的示意图，根据甲图信息可知图乙中的检查是利用 射线。参考答案：答案：（3分）7. 如图所示，一轻杆上端可以绕固定的水平轴O无摩擦转动，轻杆下端固定一个质量为m的小球（可视为质点），开始时轻杆竖直静止。现用力Fmg垂直作用于轻杆的中点，使轻杆转动，转动过程中保持力F与轻杆始终垂直，当轻杆转过的角度_时，F的功率最大。若从轻杆竖直静止开始，保持Fmg，且F始终水平作用于轻杆的中点，则杆能转过的最大角度M_。参考答案：30o，53o8. 一个标有“12V”字样，功率未知的灯泡，测得灯丝电阻R随灯泡两端电压变化的关系图线如图所示，利用这条图线计算：（1）在正常发光情况下，灯泡的电功率P_W。（2）若一定值电阻与灯泡串联，接在20V的电压上，灯泡能正常发光，则串联电阻的阻值为_。参考答案： 答案：24；49. （5分）一质量为，电量为的带正电质点，以的速度垂直于电场方向从点进入匀强电场区域，并从点离开电场区域。离开电场时的速度为。由此可知，电场中、两点间的电势差_ V；带电质点离开电场时，速度在电场方向的分量为_。不考虑重力作用。参考答案：答案：， 10. 某天体存在一颗绕其做匀速圆周运动的卫星，已知天体半径为R，卫星离天体表面的高度为h，卫星的线速度大小为v，则卫星的周期为，天体的质量为（万有引力恒量为G）参考答案：解：卫星的周期T=根据得，天体的质量M=故答案为：，11. 某同学设计了“探究加速度与物体所受合力及质量的关系”实验。图（a）为实验装置简图，A为小车，B为电火花计时器，C为装有细砂的小桶，D为一端带有定滑轮的长方形木板，实验中认为细绳对小车拉力等于细砂和小桶的总重量，小车运动的加速度可用纸带上打出的点求得。图（b）为某次实验得到的纸带，已知实验所用电源的频率为50Hz，根据纸带可求出小车的加速度大小为_。（结果保留2位有效数字）在“探究加速度与质量的关系”时，保持细砂和小桶质量不变，改变小车质量，分别记录小车加速度与其质量的数据。在分析处理时，该组同学产生分歧：甲同学认为应该根据实验中测得的数据作出小车加速度与其质量的图象，乙同学则认为应该作出与其质量倒数的图像。两位同学都按照自己的方案将实验数据在坐标系中进行了标注，但尚未完成图象（如下图所示）。你认为同学_（填“甲”、“乙”）的方案更合理。在“探究加速度与合力的关系”时，保持小车的质量不变，改变小桶中细砂的质量，该同学根据实验数据作出了加速度与合力的图线如图（c），该图线不通过坐标原点的原因是_。参考答案：12. 如图所示是研究光电效应规律的电路。图中标有A和K的为光电管，其中K为阴极， A为阳极。现接通电源，用光子能量为10.5eV的光照射阴极K，电流计中有示数，若将滑动变阻器的滑片P缓慢向右滑动，电流计的读数逐渐减小，当滑至某一位置时电流计的读数恰好为零，读出此时电压表的示数为6.0V；则光电管阴极材料的逸出功为_ eV，现保持滑片P位置不变，增大入射光的强度，电流计的读数 _。 (选填“为零”、或“不为零”) 参考答案：4.5 （2分） 为零 （2分13. 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：写出x = 0.5 m处的质点做简谐运动的表达式： cm；x = 0.5m处质点在05.5s内通过的路程为 cm参考答案： y=5sin(2t+/2) 110三、 简答题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14. 声波在空气中的传播速度为340m/s，在钢铁中的传播速度为4900m/s。一平直桥由钢铁制成，某同学用锤子敲击一铁桥的一端而发出声音，分别经空气和桥传到另一端的时间之差为1.00s。桥的长度为_m，若该波在空气中的波长为，则它在钢铁中波长为的_倍。参考答案： (1). 365 (2). 试题分析：可以假设桥的长度，分别算出运动时间，结合题中的1s求桥长，在不同介质中传播时波的频率不会变化。点睛：本题考查了波的传播的问题，知道不同介质中波的传播速度不同，当传播是的频率不会发生变化。15. (12分)(1)用简明的语言表述临界角的的定义：(2)玻璃和空所相接触。试画出入射角等于临界角时的光路图，并标明临界角。(3)当透明介质处在真空中时，根据临界角的定义导出透明介质的折射率n与临界角c的关系式。参考答案：解析：(1) 光从光密介质射到光疏介质中，折射角为90时的入射角叫做临界角(2) 如图，C为临界角。(3) 用n表示透明介质的折射率，C表示临界角，由折射定律 四、计算题：本题共3小题，共计47分16. 如图所示，长度为L的轻绳上端固定在O点，下端系一质量为m的小球（小球的大小可以忽略）。已知重力加速度为g。（1）在水平拉力F的作用下，轻绳与竖直方向的夹角为a，小球处于平衡状态。求力F的大小；（2）由图示位置无初速释放小球，求当小球第一次通过最低点时的速度及轻绳对小球的拉力（不计空气阻力）。参考答案：（1）根据平衡条件，应满足Tcosamg，TsinaF， （2分）拉力大小Fmgtana； （2分）（2）运动中只有重力做功，根据机械能守恒：mgl（1cosa）mv2，（2分）则通过最低点时：小球的速度大小v， （1分）方向水平向左； 根据牛顿第二定律：Tmgmv2/l， （1分）绳子对小球的拉力：Tmgmv2/lmg（32cosa）， （1分）方向竖直向上。 17. 如图所示，在水平线MN上方有水平向右的匀强电场，下方有垂直纸面向里的匀强磁场和竖直向上的匀强电场。现将一质量为m、带电量为+q（q0）的小球在MN上方高为h处由静止释放，已知两区域内的电场强度E的大小均等于，g为重力加速度。 （1）求小球第一次到达MN时的速度大小和方向。 （2）小球释放后，前三次通过MN上的点依次为a，b，c（图中未标出），且线段ab=bc，求磁场的磁感应强度大小。参考答案：18. 图甲为竖直放置的离心轨道，其中圆轨道的半径r=0.10m，在轨道的最低点A和最高点B各安装了一个压力传感器（图中未画出），小球（可视为质点）从斜轨道的不同高度由静止释放，可测出小球在轨道内侧通过这两点时对轨道的压力FA和FB。g取10m/s2。（1）若不计小球所受阻力，且小球恰能过B点，求小球通过A点时速度vA的大小；（2）若不计小球所受阻力，小球每次都能通过B点，FB随FA变化的图线如图乙中的a所示，求小球的质量m；（3）若小球所受阻力不可忽略，FB随FA变化的图线如图乙中的b所示，求当FB=6.0N时，小球从A运动到B的过程中损失的机械能。参考答案：（1）若小球恰能通过B点，设此时小球质量为