山东省青岛中学2022-2023学年高三下学期期末物理试题（含解析）

这是一份山东省青岛中学2022-2023学年高三下学期期末物理试题（含解析），共25页。试卷主要包含了单选题，多选题，实验题，解答题等内容，欢迎下载使用。
山东省青岛中学2022-2023学年高三下学期期末物理试题学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ 一、单选题1．人们认识量子论的第一步始于对黑体辐射实验规律的解释，下图画出了、两种温度下黑体的辐射强度与其辐射光波长的关系，下列说法正确的是（　　）    A．B．黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与黑体的温度有关C．随着温度升高，波长短的辐射强度增大，波长长的辐射强度减小D．爱因斯坦提出的能量子假说很好地解释了黑体辐射的实验规律2．某实验小组研究光电效应规律时，用不同频率的光照射同一光电管并记录数据，得到遏止电压与频率的关系图线如图甲所示，当采用绿色强光、绿色弱光、紫色弱光三种光照射同一光电管时，得到的光电流与电压的关系如图乙所示。已知电子的电荷量为，结合图中数据可知（　　）  A．普朗克常量 B．光电管的极材料的逸出功为C．光为紫色弱光 D．光为绿色强光3．如图所示，α粒子散射实验中，移动显微镜M分别在a、b、c、d四个位置观察，则（　　）A．在a处观察到的是金原子核B．在b处观察到的是电子C．在c处不能观察到任何粒子D．在d处能观察到α粒子4．如图所示为氦离子（）的能级图，根据波尔原子理论，关于氦离子能级跃迁，下列说法正确的是（　　）  A．大量处于能级的氦离子，最多可辐射2种不同频率的光子B．从向能级跃迁，需吸收能量C．从跃迁到能级比从跃迁到能级辐射出的光子波长短D．的能量可以被处于能级的氦离子吸收5．来自外太空的宇宙射线在进入地球大气层后，可能会与大气中的氮原子作用而产生质子。中子与氮14发生如下的核反应：，产生的不够稳定，能自发的进行衰变，其半衰期为5730年。考古学家可利用的衰变规律可推断出古木的年代。下列说法正确的是（　　）  A．发生衰变的产物是B．衰变辐射出的电子是碳原子核外电子的跃迁产生的C．由于地球的温室效应，地球温度升高，则的半衰期发生变化D．某考古小组测得一古木样品的含量为活体植物的，则该古木距今约214800年6．镅是一种人工获得的放射性元素，符号，原子序数95，具有强放射性，化学性质活泼，是同位素测厚仪和同位素X荧光仪等的放射源，常用于薄板测厚仪、温度计、火灾自动报警仪及医学上。其衰变方程为，已知核的质量为，核的质量为，X的质量为，真空中的光速为c，下列说法正确的是（　　）A．该衰变为衰变B．的结合能为C．的比结合能小于的比结合能D．衰变后核核外电子处于高能级，向低能级跃迁发出射线7．“安吉游戏”源起浙江省安吉县，是安吉幼儿园“游戏”式的教学方法的简称。“安吉游戏”提倡把游戏还给孩子，让他们在自主、自由的游戏中学习。如图所示，是一个小朋友将一个篮球放在斜坡上，并用竖直挡板挡住，篮球处于静止状态。已知斜坡的倾角为（为锐角），挡板对篮球的弹力为，斜面对篮球的弹力为，不考虑篮球受到的摩擦力，下列说法正确的是（　　）A．斜面对篮球的弹力小于挡板对篮球的弹力B．斜面对篮球的弹力小于篮球重力GC．缓慢地把挡板绕其与坡面的接触轴逆时针转一个较小角度，减小D．缓慢地把挡板绕其与坡面的接触轴逆时针转一个较小角度，增大8．如图所示，一定长度的木板紧贴竖直光滑墙壁，滑块紧贴木板放置在水平地面上，恒力始终水平作用在滑块上。已知滑块和木板的质量均为m，滑块与木板间有摩擦，时刻在滑块上施加一个竖直向上的力F。设最大静摩擦力与滑动摩擦力相等，滑块脱离长木板的时间记为，则的图像可能正确的是（　　）  A．   B．  C．   D．   二、多选题9．太阳内部高温高压使三个氦核发生短暂的核反应，被称为氦闪。该核反应的方程式为，已知核的比结合能为E1，X核的比结合能为E2，真空中的光速为c。下列说法正确的是（　　）A．该核反应又称热核反应B．X原子核中有8个中子C．该核反应释放的能量为D．该核反应核子的质量亏损为10．如图（a），在2022年北京冬奥会上，某次冰壶比赛中运动员用红壶正面撞击静止的黄壶，碰撞后两壶始终沿同一直线运动，其运动的速度随时间变化的v-t图像如图（b）所示，则（　　）  A．碰后黄壶的运动距离为4mB．碰后黄壶的速度为0.8m/sC．碰后二者之间得最大距离为3mD．0~2s内红壶的平均速度为0.48m/s11．如图（a）所示，某同学用智能手机拍摄物块从台阶旁的斜坡上自由滑下的过程，物块运动过程中的五个位置A、B、C、D、E及对应的时刻如图（b）所示。已知斜坡是由长为的地砖拼接而成，且A、C、E三个位置物块的下边缘刚好与砖缝平齐。下列说法正确的是（　　） A．物块在由A运动至E的时间为B．位置A与位置D间的距离为C．物块在位置D时的速度大小为D．物块下滑的加速度大小为12．如图所示，水平桌面上平放一叠共计54张的扑克牌，每一张的质量均为m。用一手指以竖直向下的力压第1张牌，并以一定速度向右移动手指，确保手指与第1张牌之间有相对滑动。设最大静摩擦力与滑动摩擦力相同，手指与第1张牌之间的动摩擦因数为μ1，牌间的动摩擦因数均为μ2，第54张牌与桌面间的动摩擦因数为μ3，且有μ1>μ2>μ3。则下列说法正确的是（　　）    A．第2张牌到第53张牌之间可能发生相对滑动B．第2张牌到第53张牌之间不可能发生相对滑动C．第1张牌受到手指的摩擦力向左D．第54张牌受到水平桌面的摩擦力向左 三、实验题13．用图（甲）所示的实验装置来测量匀变速直线运动的加速度。（1）实验的主要步骤：①安装实验装置；②测量挡光片的宽度d；③用刻度尺测量A点到光电门所在位置B点之间的水平距离x；④滑块从A点静止释放（已知砝码落地前挡光片已通过光电门）；⑤读出挡光片通过光电门所用的时间t，由此可知滑块的加速度表达式为：a=                ；（用上面测量的物理量字母表示）⑥改变光电门的位置，滑块每次都从A点静止释放，测量相应的x值并读出t值。其中某一次测量x值如图乙所示，其读数为          。 （2）根据实验测得的数据，以x为横坐标，为纵坐标，在坐标纸中作出图线如图丙所示，求得该图线的斜率k=          。 已知挡光片的宽度，由此进一步求得滑块的加速度a=           。（计算结果均保留3位有效数字）14．用图甲装置研究“小车（含拉力传感器）质量一定时，加速度与合外力的关系”，实验步骤如下：①细绳一端绕在电动机上，另一端系在拉力传感器上，将小车放在长板的P位置，调整细绳与长板平行，启动电动机，使小车沿长板向下做匀速运动，记录此时拉力传感器的示数；②撤去细绳，让小车从P位置由静止开始下滑，设小车受到的合外力为F，通过计算机可得到小车与位移传感器的距离随时间变化的图像，并求出小车的加速度a；③改变长板的倾角，重复步骤①②可得多组F、a数据：完成下列相关实验内容：（1）在步骤①②中，      F（选填“=”“>”或“<”）；（2）本实验        （选填“需要”“不需要”）平衡小车所受到的摩擦力；（3）某段时间内小车的图像如图乙，根据图像可得小车的加速度大小为       （计算结果保留两位小数）；（4）分析表中的F、a数据可知：在误差允许范围内，小车质量一定时，          。0.41.01.51.82.10.792.103.103.624.19 四、解答题15．国际足联世界杯（FIFA World Cup）简称“世界杯”，是世界上最高荣誉、最高规格、最高竞技水平、最高知名度的足球比赛，与奥运会并称为全球体育两大最顶级赛事，影响力和转播覆盖率超过奥运会的全球最大体育盛事。2022年世界杯将会在卡塔尔举行，同时也是第一届在冬季举行的世界杯。一次训练中，攻方前锋1、2和守方后卫队员在场中位置如图所示，前锋1控球。某时刻前锋1将足球踢出，足球在草地以的初速度沿偏离中线37°的方向做匀减速直线运动，加速度大小为；前锋2看到球被踢出后经过（反应时间）后沿图中虚线从静止开始向对方球门做匀加速直线运动，加速度大小为，他能达到的最大速度为，前锋2恰好能截获足球。（，）（1）求前锋2截获足球时足球的速度大小；（2）求前锋2的反应时间；（3）前锋2接球后与球一起以5m/s的速度沿虚线匀速冲向对方球门，同时处于边线的守方后卫从静止开始沿平行于中线的方向先做匀加速运动，达到最大速度10m/s后继续匀速向前堵截前锋2。守方后卫要想截停足球，加速阶段的加速度至少多大？16．如图所示，两根直木棍AB和CD相互平行，斜靠在竖直墙壁上固定不动。一个半径R=5cm、质量m=20kg的水泥圆筒从木棍的上部恰好能匀速滑下，已知两木棍间距d=8cm，与水平面的夹角α=37°。（sin37°=0.6，cos37°=0.8，g取10m/s2）。（1）两根直木棍对水泥圆筒弹力的合力及摩擦力的合力的大小；（2）每根直木棍与水泥桶间的动摩擦因数；（3）将水泥圆筒沿直木棍匀速向上拉动，所需最小拉力?（sin74°=0.96）17．2020年年初，突如其来的“新冠肺炎”使得口罩需求量大增。图甲为某口罩生产车间实景图，图乙为车间中两段传送带截面图，1为长度的水平传送带，2为长度、倾角的倾斜传送带。现将质量的口罩盒（包括口罩）从静止开始轻轻地放在传送带1的右端点a，到达b处刚好与传送带l的速度相等。口罩盒与传送带1、2之间的动摩擦因数分别为，。口罩盒在连接点b处速度大小不变从水平滑上斜面，两传送带均做逆时针转动。已知，，重力加速度取。求：(1)传送带1的速度的大小；(2)要使口罩盒能够运送至c点，则传送带2的最小速度大小；(3)改变传送带1、2的速度，则口罩从a到达c的最短时间。18．如图所示，一木块A放在长木板B的正中央，木块A与长木板B间的动摩擦因数为，长木板B与水平面间的动摩擦因数为。现用一水平拉力F作用在长木板B上。（1）若长木板B足够长，，且作用5s后撤去拉力，求木块A和长木板B都停止运动时各自的位移。 （2）若长木板B的长为1.86m，，要使木块A从长木板B后端掉落，求力F作用的最短时间。
参考答案：1．B【详解】A．对于黑体辐射，温度越高，辐射强度越强，且极大值向着波长较短的方向移动，因此根据图像可知，，故A错误；B．黑体辐射随着波长越短、温度越高则辐射越强，所以黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与黑体的温度有关，故B正确；C．随着温度升高，各种波长的辐射强度均增大有增加，但辐射强度的极大值向着波长较短的方向移动，故C错误；D．普朗克提出了能量子假说并根据能量子假说很好地解释了黑体辐射的实验规律，破除了“能量是连续变化的”传统观念，故D错误。故选B。2．A【详解】A．根据光电效应方程有根据动能定理可得联立可得可知图像的斜率为解得故A正确；B．根据由图像可知当时则有解得该实验所用光电管的极材料的逸出功为故B错误；CD．入射光频率越大，遏止电压越大，所以、为同一种光，且、的频率小于的频率，则、为绿光，为紫光。而入射光越强，饱和光电流越大，所以为强绿光，故C、D错误。故选A。3．D【详解】α粒子散射实验是用α粒子轰击金属箔，得到的结果是绝大多数的α粒子穿过金属箔后基本上仍沿原来的方向继续前进，有少数的α粒子运动轨迹发生了较大的偏转，极少数的发生α粒子甚至被反弹，沿原路返回，而在该实验中，用显微镜观察的实际上是α粒子的，在c处可以观察到很少的发生较大偏转的α粒子，在d处则能观察到被反弹回来的α粒子。故选D。4．D【详解】A．大量处于能级的氦离子，最多可辐射辐射的不同频率光子的种类为A错误；B．从向能级跃迁，是高能级向低能级跃迁，将向外辐射能量，其值为B错误；C．从跃迁到能级与从跃迁到能级辐射出的光子能量分别为，可知，从跃迁到能级辐射出的光子能量小于从跃迁到能级辐射出的光子能量，根据可知光子能量越小，波长越长，即从跃迁到能级比从跃迁到能级辐射出的光子波长要长，C错误；D．由于可知，的能量能够使处于能级的氦离子电离，即的能量可以被处于能级的氦离子吸收，D正确。故选D。5．A【详解】A．根据即 发生衰变的产物是 ，A正确；B．衰变辐射出的电子来自于原子核内的中子转化为质子时放出的电子， B错误；C．半衰期是核反应，与外界环境无关， C错误；D．若测得一古木样品的 含量为活体植物的 ，可知经过了2个半衰期，则该古木距今约为年年D错误。故选A。6．C【详解】A．根据核反应的质量数和电荷数守恒可知所以该衰变为衰变，A错误；B．根据质能方程可知为衰变释放的能量，不是的结合能，B错误；C．比结合能越大原子核越稳定，C正确；D．衰变后核处于高能级，向低能级跃迁发出射线，D错误。故选C。7．C【详解】AB．对篮球受力分析如图所示  设篮球质量m，由于篮球处于静止状态，所以和的合力大小等于，则有故故AB错误；CD．对篮球进行受力分析如图所示  挡板绕O缓慢把挡板绕其与坡面的接触轴逆时针转一个较小角度，图中得B缓慢下移，即，则减小，也减小，故C正确，D错误。故选C。8．A【详解】当滑块受到竖直向上的力F不太大时，滑块和木板不会发生相对滑动、不会彼此分离。当足够大时、滑块相对于木板向上滑动，对滑块受力分析如图：  由牛顿第二定律有同理对木板受力分析如图：  由牛顿第二定律有其中解得设木板长度为L，当滑块从木板上滑动到上端时，木板的位移比滑块的位移少L，则有将、代入可得整理得可见与F为一次函数关系，其中斜率大于零，截距小于零。故符合的图像为A选项中的图像，其中虚线部分表示F较小时，滑块与木板不会发生相对运动，所以不存在分离的时刻。故选A。9．AD【详解】A．根据质量数和核电荷数守恒，可知核反应方程为该核反应属于轻核聚变，需要超高温才能反应，又称热核反应，选项A正确；B．中子数等于质量数减去质子数，则X核中有6个中子，选项B错误；C．该核反应放出的能量等于反应前、后结合能的增加值，释放的能量选项C错误；D．根据爱因斯坦质能方程知，该核反应核子的质量亏损选项D正确。故选AD。10．ACD【详解】B．由于红壶正面撞击黄壶，且由图（b）知，两壶碰后运动方向相同，可知碰后红壶速度小于黄壶速度，所以碰后红壶的速度为0.8m/s，黄壶的速度为1.6m/s，故B错误；A．v-t图线与t轴围成的区域的面积表示位移，所以碰后黄壶的运动距离为故A正确；C．v-t图线与t轴围成的区域的面积表示位移，由图知二者所夹的面积差为3m，故C正确；D．由图可得，红壶的加速度大小为根据速度时间关系可得，2s时红壶速度为根据匀变速直线运动的推论可得0~2s内红壶的平均速度为故D正确。故选ACD。11．CD【详解】A．由图（b）中各个位置对应时刻可知，相邻位置的时间间隔，故AE的时间间隔为，选项A错误；D．而段与段的时间间隔为又解得选项D正确；C．物块在位置D时速度选项C正确；B．由得物块在A位置速度，则位置A、D间距离为选项B错误。故选CD。12．BD【详解】C．设手指竖直向下的压力为，则手指与第1张牌之间的摩擦力为由于手指向右移动，并且与第1张牌之间有相对滑动，所以第1张牌受到手指的摩擦力向右，故C错误；AB．第1张牌对第2张牌的压力为，它们之间的摩擦力为同理，第张牌对第张牌的压力为，它们之间的摩擦力为由于所以第1张牌滑动时依靠摩擦力带不动第2张牌，第2张牌滑动时依靠摩擦力带不动第3张牌，以此类推，第52张牌滑动时依靠摩擦力带不动第53张牌，即第2张牌到第53张牌之间不可能发生相对滑动，故A错误、B正确；D．将第2张牌到第53张牌看作一个整体，这个整体受到了第1张牌向右的摩擦力，则第54张牌也会受到第53张牌对它的向右的摩擦力，所以桌面对它的摩擦力向左，故D正确。故选BD。13．          60.50          0.518【详解】（1）[1]根据运动学速度与位移关系公式得[2]刻度尺的分度值为1mm，滑块的初始位置是10.00cm，故A点到光电门所在位置B点之间的水平距离x为（2）[3]根据图像信息可知，该图线的斜率为[4]挡光片的宽度，则根据表达式整理得故斜率为整理代入数据得加速度为14．     =     不需要     2.10     小车的加速度与合外力成正比【详解】（1）[1] ①中小车匀速下滑时，由平衡条件②中小车加速下滑时，由受力分析知联立可得（2）[2]由（1）中分析可知，小车加速下滑过程的合外力已通过①中小车匀速下滑时拉力传感器的示数读出，所以不需要再平衡摩擦力了。（3）[3]图乙中标出的三个位置坐标反映了小车连续相等时间内的位移，根据匀变速位移变化推论知可解得（4）[4]由表中数据可以看出，F与a的比值基本不变，所以可得：在误差允许范围内，小车质量一定时，小车的加速度与合外力成正比。15．（1）5m/s；（2）0.25s；（3）【详解】（1）前锋2截获足球时，足球恰好运动到虚线处，此过程中足球运动的位移为由速度位移公式可得解得（2）前锋2截获足球时运动的位移为前锋2匀加速的时间为加速过程中的位移为匀速的位移为匀速的时间为足球被踢出到虚线所用的时间为则前锋2的反应时间（3）后卫截停足球时，前锋2和足球运动的距离为所用时间为设后卫的加速度为，足球场的宽为L，则有解得16．（1）160N，120N；（2）0.45；（3）192N【详解】（1）从右侧视角分析，在沿斜坡方向根据平衡条件垂直于斜坡方向有（2）由底部沿木棍向上看，受力关系如图所示图中θ角满足解得；根据平衡条件有解得又因为每根木棍的摩擦力所以动摩擦因数（3）从右侧视角受力分析，如图所示因木棍提供的支持力合成为，摩擦力合成为故这两个力的合力方向固定，图中β角满足故现问题变为“物体受重力、木棍提供的力和拉力三力平衡，拉力最小值为多少”，根据力学平衡的矢量三角形得解得17．(1)；(2)；(3)【详解】(1)口罩盒（包括口罩）放上传送带1后一直做匀加速直线根据牛顿第二定律，有解得根据运动学公式，有解得(2)若传送带不转动，则口罩盒（包括口罩）向上运动的加速度一直保持最远距离为口罩盒（包括口罩）无法运动到c点，若传送带2的速度大于，则口罩盒（包括口罩）向上运动的加速度一直保持最远距离为口罩盒运动到c点时速度不为零。设传送带2的速度为v时，恰好能将口罩盒运送至c点。据以上信息可知，v的值一定在之间，口罩盒在传送带2上先做匀减速直线运动，当速度相等时，改做的匀减速直线运动，到达c点时速度恰好为零。由逆向思维法，有，，解得 (3)口罩在传送带1中的时间不随传送带的速度变化而变化所以当传送带速度足够大，口罩在传送带2上一直做加速度大小为的匀减速直线运动，所以最短时间为18．（1）7.0m，5.5m；（2）3s【详解】（1）AB间的滑动摩擦力B与地面间的滑动摩擦力先判断A与B相对滑动时F的大小；根据牛顿第二定律解得a=1m/s2F=12N所以当F=10.2N时，AB先一起运动，然后A相对B向前滑动，设共同加速度a1，则5s时二者速度为v，则位移此后，AB的加速度分别为a2和a3，对A有对B有解得a2=1m/s2a3=4m/s2方向均与物块运动方向相反，AB均做减速运动，分别经过停下，相应的位移即木块A的总位移长木板B的总位移（2）当F=12.4N时，AB开始相对滑动，各自的加速度为a4和a5，则设F作用t1时间后撤去，木块再经过t2时间刚好从长木板后端滑下，速度为v，对木块A，撤去力F后木板B的加速度对于长木板B两式相等可知t1=30t2两者位移之差等于板长的一半，即求得t1=3s即要使木块A从长木板后端掉下，则该力作用的最短时间为3s。