廣西壯族自治區南寧市七十二綜合中學2022年高三物理期末試題含解析一、選擇題：本題共5小題，每小題3分，共計15分．每小題只有一個選項符合題意1.（單選）牛頓時代的科學家們圍繞萬有引力的研究，經歷了大量曲折頑強而又閃爍智慧的科學實踐。在萬有引力定律的發現歷程中，下列敘述不符合史實的是：DA．開普勒研究了第谷的行星觀測記錄，提出了開普勒行星運動定律B．牛頓將行星與太陽、地球與月球、地球與地面物體之間的引力規律推廣到宇宙中的一切物體，得出了萬有引力定律C．卡文迪許在實驗室中準確地得出了引力常量G的數值D．根據天王星的觀測資料，哈雷利用萬有引力定律計算出了海王星的軌道參考答案：D2.兩個固定的等量異號點電荷所產生電場的等勢面如圖中虛線所示，一帶負電的粒子以某一速度從圖中A點沿圖示方向進入電場在紙面內飛行，最后離開電場，粒子只受靜電力作用，則粒子在電場中A．做直線運動，電勢能先變小后變大

B．做直線運動，電勢能先變大后變小C．做曲線運動，電勢能先變小后變大

D．做曲線運動，電勢能先變大后變小參考答案：C3.如圖所示，一帶負電粒子以某速度進入水平向右的勻強電場中，在電場力作用下形成圖中所示的運動軌跡。M和N是軌跡上的兩點，其中M點在軌跡的最右點。不計重力，下列表述正確的是

A．粒子在M點的速率最大B．粒子所受電場力沿電場方向C．粒子在電場中的加速度不變D．粒子在電場中的電勢能始終在增加參考答案：C解析：根據做曲線運動物體的受力特點合力指向軌跡的凹一側，再結合電場力的特點可知粒子帶負電，即受到的電場力方向與電場線方向相反，B錯，從N到M電場力做負功，減速，電勢能在增加，當達到M點后電場力做正功加速電勢能在減小則在M點的速度最小A錯，D錯，在整個過程中只受電場力根據牛頓第二定律加速度不變。4.摩天輪順時針勻速轉動時，重為G的游客經過圖中a、b、c、d四處時，座椅對其豎直方向的支持力大小分別為Na、Nb、Nc、Nd，則Ａ．Na＜GＢ．Nb＞GＣ．Nc＞GＤ．Nd＜G參考答案：AC5.（多選）如果把水星和金星繞太陽的運動視為勻速圓周運動，從水星與金星在一條直線上開始計時，若天文學家測得在相同時間內水星轉過的角度為θ1；金星轉過的角度為θ2（θ1、θ2均為銳角），則由此條件可求得 （

）A．水星和金星繞太陽運動的周期之比B．水星和金星的密度之比C．水星和金星到太陽的距離之比D．水星和金星繞太陽運動的向心加速度大小之比參考答案：ACD二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計16分6.靜止的電了經電場加速后，撞擊原了使其由基態躍遷到激發態，電子的加速電壓至少為_________V；用大量處于n=4能級的氫原子向低能級躍遷釋放的光了，照射某種金屬，有兩種頻率的光子能使該金屬發生光電效應，則該金屬的逸出功一定小于__________eV。參考答案：

(1).10.2

(2).12.09【分析】由高能級向低能級躍遷，輻射的光子能量等于兩能級間的能級差，當光子的能量大于逸出功，即可發生光電效應；【詳解】使處于的氫原子躍遷到激發態，所需要的能量最小，即：則電子的加速電壓至少為：；根據光電效應規律可知，從躍遷到和從躍遷到時釋放的兩種頻率的光子能產生光電效應，則從躍遷到時釋放出光子的能量為：，則可知該金屬的逸出功W0一定小于?！军c睛】解決本題的關鍵知道光子能量與能極差的關系，即，以及知道光電效應產生的條件。7.如圖所示，質量為m、總長度為L的等邊三角形ABC導線框，在A處用細線豎直懸掛于輕桿一端，水平輕桿另一端通過彈簧連接地面，離桿左端1/3處有一固定轉軸O．現垂直于ABC施加一個水平方向廣闊的勻強磁場，磁感強度為B，當在三角形ABC導線框中通以逆時針方向大小為I的電流時，AB邊受到的安培力大小是

，此時彈簧對桿的拉力為____________．參考答案：

答案：BIL/3

mg/28.某學習小組的同學采用如圖所示實驗裝置驗證動能定理。圖中A為小車，B為打點計時器,一端帶有定滑輪的足夠長的木板水平放置，C為彈簧測力計，不計繩與滑輪間的摩擦。靜止釋放小車后在打出的紙帶上取計數點，已知相鄰兩計數點的時間間隔為0.1s，并測量出兩段長度如下圖，若測出小車質量為0.2kg，選擇打2、4兩點時小車的運動過程來研究，可得打2點時小車的動能為_____J；打4點時，小車的動能為_____J；動能的增加量為_____J，該同學讀出彈簧秤的讀數為0.25N，由算出拉力對小車做功為

J；計算結果明顯不等于該過程小車動能增加量，超出實驗誤差的正常范圍。你認為誤差的主要原因是

參考答案：9.為了“探究動能改變與合外力做功”的關系，某同學設計了如下實驗方案：A.第一步他把帶有定滑輪的木板有滑輪的一端墊起，把質量為的滑塊通過細繩與質量為的帶夾重錘相連，然后跨過定滑輪，重錘夾后連一紙帶，穿過打點計時器，將打點計時器固定好。調整木板傾角，直到輕推滑塊后，滑塊沿木板勻速運動如圖甲所示B.第二步保持長木板的傾角不變，將打點計時器安裝在長木板靠近滑輪處，取下細繩和重錘，將滑塊與紙帶相連，使其穿過打點計時器，然后接通電源釋放滑塊，使之從靜止開始加速運動，打出紙帶，如圖乙所示

打出的紙帶如下圖：試回答下列問題：①已知O、A、B、C、D、E、F相鄰計數的時間間隔為，根據紙帶求滑塊速度，當打點計時器打點時滑塊速度____________，打點計時器打點時滑塊速度_____________。②已知重錘質量，當地的重加速度，要測出某一過程合外力對滑塊做的功還必須測出這一過程滑塊_________（寫出物理名稱及符號），合外力對滑塊做功的表達式W合=____________。③測出滑塊運OA段、OB段、OC段、OD段、OE段合外力對滑塊所做的功，VA、VB、VC、VD、VE以為縱軸，以W為橫軸建坐標系，描點作出圖象，可知它是一條過坐標原點的傾斜直線，若直線斜率為，則滑塊質量_____________參考答案：①___

，

______

②___下滑的位移__（寫出物理名稱及符號），W合=_______。③__________10.(5分)一把均勻等臂直角尺AOB，質量為20kg，頂角O裝在頂板上的水平軸上，直角尺可繞軸在豎直平面內轉動，在A端下通過細繩拉著一個質量為10kg的重物P，細繩豎直方向，臂OB與豎直方向夾角為60O，如圖所示，此時細繩的拉力F＝

牛；重物P對地面的壓力N＝

牛。參考答案：

答案：36.6

63.411.靜電場是___________周圍空間存在的一種物質；通常用___________來描述電場的能的性質。參考答案：靜止電荷；電勢12.（6分）為了估算水庫中水的體積，可取一瓶無毒的放射性同位素的水溶液，測得瓶內溶液每分鐘衰變6×107次，已知這種同位素的半衰期為2天，現將這瓶溶液倒入水庫，8天后可以認為溶液已均勻分布在水庫里，這時取1立方米水庫的水樣，測的水樣每分鐘衰變20次，由此可知水庫中水的體積約為

m3（保留二位有效數字）。參考答案：

13.某種紫外線波長為300nm，該紫外線光子的能量為

▲

J．金屬鎂的逸出功為5.9×10－19J，則讓該紫外線照射金屬鎂時逸出光電子的最大初動能為

▲

J(普朗克常量h＝6.63×10－34J·s)．參考答案：6.63×10－19，7.3×10－20；三、簡答題：本題共2小題，每小題11分，共計22分14.（11分）簡述光的全反射現象及臨界角的定義，并導出折射率為的玻璃對真空的臨界角公式。參考答案：解析：光線從光密介質射向光疏介質時，折射角大于入射角，若入射角增大到某一角度C，使折射角達到，折射光就消失。入射角大于C時只有反射光，這種現象稱為全反射，相應的入射角C叫做臨界角。

光線由折射率為的玻璃到真空，折射定律為：

①

其中分別為入射角和折射角。當入射角等于臨界角C時，折射角等于，代入①式得

②15.（09年大連24中質檢）（選修3—4）（5分）半徑為R的半圓柱形玻璃，橫截面如圖所O為圓心，已知玻璃的折射率為，當光由玻璃射向空氣時，發生全反射的臨界角為45°．一束與MN平面成45°的平行光束射到玻璃的半圓柱面上，經玻璃折射后，有部分光能從MN平面上射出．求①說明光能從MN平面上射出的理由?

②能從MN射出的光束的寬度d為多少?參考答案：解析：①如下圖所示，進入玻璃中的光線a垂直半球面，沿半徑方向直達球心位置O，且入射角等于臨界角，恰好在O點發生全反射。光線a右側的光線（如：光線b）經球面折射后，射在MN上的入射角一定大于臨界角，在MN上發生全反射，不能射出。光線a左側的光線經半球面折射后，射到MN面上的入射角均小于臨界角，能從MN面上射出。（1分）最左邊射向半球的光線c與球面相切，入射角i=90°折射角r=45°。故光線c將垂直MN射出（1分）

②由折射定律知（1分）

則r=45°

（1分）

所以在MN面上射出的光束寬度應是

（1分）四、計算題：本題共3小題，共計47分16.（16分）如圖，空間內存在水平向右的勻強電場，在虛線MN的右側有垂直紙面向里、磁感應強度為B的勻強磁場，一質量為m、帶電荷量為+q的小顆粒自A點由靜止開始運動，剛好沿直線運動至光滑絕緣的水平面C點，與水平面碰撞的瞬間小顆粒的豎直分速度立即減為零，而水平分速度不變，小顆粒運動至D處剛好離開水平面，然后沿圖示曲線DP軌跡運動，AC與水平面夾角α=30°，重力加速度為g，求：⑴勻強電場的場強E；⑵AD之間的水平距離d；⑶已知小顆粒在軌跡DP上某處的最大速度為vm，該處軌跡的曲率半徑是距水平面高度的k倍，則該處的高度為多大？

參考答案：解析：⑴小球受力分析qE=mgcotα（2分）

E=mg/q（2分）⑵設小球在D點速度為vD，在水平方向由牛頓第二定律得：qE=max（1分）

（2分）小球在D點離開水平面的條件是：

qvDB=mg（1分）得：d=（2分）⑶當速度方向與電場力和重力合力方向垂直時，速度最大（1分）（2分）R=kh（1分）（2分）17.如圖所示，可視為質點的物塊A、B、C放在傾角為37O、長L=2m的固定斜面上，物塊與斜面間的動摩擦因數μ＝0.5。A與B緊靠在一起，C緊靠在固定擋板上。物塊的質量分別為mA＝0.8kg、mB＝0.4kg。其中A不帶電，B、C的帶電量分別為qB＝＋4×10-5C、qC＝＋2×10-5C，且保持不變。開始時三個物塊均能保持靜止，且與斜面間均無摩擦力作用?，F給A施加一平行于斜面向上的力F，使A在斜面上作加速度大小為a＝2.5m/s2的勻加速直線運動。經過時間t0物體A、B分離并且力F變為恒力，當A運動到斜面頂端時撤去力F。（如果選定兩點電荷在相距無窮遠處的電勢能為0，則相距為r時，兩點電荷具有的電勢能可表示為）。求：（1）未施加力F時物塊B、C間的距離。（2）t0時間內A上滑的距離。（3）t0時間內庫侖力做的功。參考答案：解：（1）未加F前A、B、C處于靜止狀態時，設B、C間距離為L1，則C對B的庫侖斥力

以A、B為研究對象，由平衡條件得

聯立解得

L1=1.0m

（5分）（2）給A施加力F后，A、B沿斜面向上做勻加速直線運動，C對B的庫侖斥力逐漸減小，A、B之間的彈力也逐漸減小。經過時間t0，設B、C間距離變為L2，A、B兩者間彈力減小到零，兩者分離，力F變為恒力。則此刻C對B的庫侖斥力為

①

以B為研究對象，由牛頓第二定律有

②

聯立①②解得

L2=1.2m

（5分）（3）設t0時間內庫侖力做的功為W0，由功能關系有

代入數據解得

18.如圖所示，傾角θ=300、長L=2．7m的斜面，底端與一個光滑的1/4圓弧平滑連接，圓弧底端切線水平。一個質量為m=1kg的質點從斜面最高點A沿斜面下滑，經過斜面底端B恰好到達圓弧最高點C，又從圓弧滑回，能上升到斜面上的D點，再由D點由斜面下滑沿圓弧上升，再滑回，這樣往復運動，最后停在B點。已知質點與斜面間的動摩擦因數為μ=/6，g=10m/s2，假設質點經過斜面與圓弧平滑連接處速率不變。求：

（1）質點第1次經過B點時對圓弧軌道的壓力

（2）質點從A到D的過程中重力勢能的變化量

（3）質點從開始到第8次經過B點的過程中在斜面上通過的路程參考答案：⑴設圓弧的半徑為R，則質點從C到B過程，由

得：N=30N

根據牛頓第三定律，質點第