山西省陽泉市第十二中學2022年高三物理上學期期末試卷含解析

山西省陽泉市第十二中學2022年高三物理上學期期末試卷含解析一、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）如圖所示，Pa，Pb，Pc是豎直面內(nèi)三根固定的光滑細桿，P，a，b，c，d位于同一圓周上，d點為圓周的最高點，c點為最低點，O為圓心．每根桿上都套著一個小滑環(huán)(圖中未畫出)．三個滑環(huán)都從P點無初速度釋放，用t1，t2，t3依次表示滑環(huán)到達a，b，c所用的時間，則()A．t1＝t2＝t3

B．t1>t2>t3C．t1<t2<t3

D．t3>t1>t2參考答案：B2.甲乙兩輛汽車在平直的公路上沿同一方向作直線運動,t=0時刻同時經(jīng)過公路旁的同一個路標.在描述兩車運動的v-t圖中(如圖),直線a、b分別描述了甲乙兩車在0～20秒的運動情況.關(guān)于兩車之間的位置關(guān)系,下列說法正確的是：A.在0～10秒內(nèi)兩車逐漸靠近B.在10～20秒內(nèi)兩車逐漸遠離C.在5～15秒內(nèi)兩車的位移相等D.在t=10秒時兩車在公路上相遇參考答案：C3.一名觀察者站在站臺邊，火車進站從他身邊經(jīng)過，火車共10節(jié)車廂，當?shù)?0節(jié)車廂完全經(jīng)過他身邊時，火車剛好停下。設火車做勻減速直線運動且每節(jié)車廂長度相同，則第8節(jié)和第9節(jié)車廂從他身邊經(jīng)過所用時間的比值為（

）A.

B.

C.

D.參考答案：D4.如圖所示，理想變壓器的原線圈匝數(shù)n1＝1600匝，副線圈匝數(shù)n2＝800匝，交流電源的電動勢瞬時值e=220sin(100πt)V，交流電表A和V的內(nèi)阻對電路的影響可忽略不計。則（

）

A．當可變電阻R的阻值為110Ω時，變壓器的輸入功率為110WB．當可變電阻R的阻值為110Ω時，電流表A的示數(shù)為2AC．當可變電阻R的阻值增大時，電壓表V的示數(shù)增大D．通過可變電阻R的交變電流的頻率為100Hz參考答案：A5.如圖所示，高為H的塔吊臂上有一可以沿水平方向運動的小車A，小車A下的繩索吊著重物B．在小車A與物體B以相同的水平速度沿吊臂向右勻速運動的同時，繩索將重物B向上吊起，A、B之間的距離以d=H－t2規(guī)律隨時間t變化，則A．繩索受到的拉力不斷增大B．繩索對重物做功的功率不斷增大C．重物做速度大小不斷減小的曲線運動D．重物做加速度大小不斷減小的曲線運動參考答案：B二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計16分6.在“探究彈力和彈簧伸長的關(guān)系”時，某同學把兩根彈簧如圖甲連接起來研究。(1)某次通過毫米刻度尺讀數(shù)如圖乙所示，指針示數(shù)為

_____

cm。(2)在彈性限度內(nèi)，將50g的鉤碼逐個掛在彈簧下端，得到指針A、B的示數(shù)LA和下表。用表中數(shù)據(jù)計算彈簧I的勁度系數(shù)為_____N/m(結(jié)果保留三位有效數(shù)字，取g=l0m·s-2)。由表中數(shù)據(jù)________

（填"能"或"不能"）計算出彈簧Ⅱ的勁度系數(shù)。參考答案：

(1).25.85

(2).12.5（12.3-12.7）

(3).能【詳解】（1）指針示數(shù)為25.85cm.（2）由表格中的數(shù)據(jù)可知，當彈力的變化量△F=0.5N時，彈簧形變量的變化量為△x=4.00cm，根據(jù)胡克定律知：．

結(jié)合L1和L2示數(shù)的變化，可以得出彈簧Ⅱ形變量的變化量，結(jié)合彈力變化量，根據(jù)胡克定律能求出彈簧Ⅱ的勁度系數(shù)．7.一位同學設計了一個風力測定儀，如下左圖所示，O是轉(zhuǎn)動軸，OC是金屬桿，下面連接著一塊受風板，無風時以OC是豎直的，風越強，OC桿偏轉(zhuǎn)的角度越大．AB是一段圓弧形電阻，P點是金屬桿與弧形電阻相接觸的點，電路中接有一個燈泡，測風力時，閉合開關(guān)S，通過分析可知：金屬桿OC與弧形電阻AB組合在一起相當于一個_______________，觀察燈泡L的亮度可以粗略地反映風力的大??；若要提高裝置反映風力大小的性能，可采取的方法是________

___．參考答案：滑動變阻器

串聯(lián)一個電流表（或與燈并聯(lián)一個電壓表8.某研究性實驗小組為探索航天器球形返回艙穿過大氣層時所受空氣阻力(風力)的影響因素，進行了模擬實驗研究。如圖為測定風力的實驗裝置圖。其中CD是一段水平放置的長為L的光滑均勻電阻絲，電阻絲阻值較大；一質(zhì)量和電阻均不計的細長裸金屬絲一端固定于O點，另一端懸掛小球P，無風時細金屬絲豎直，恰與電阻絲在C點接觸，OC=H；有風時細金屬絲將偏離豎直方向，與電阻絲相交于某一點(如圖中虛線所示，細金屬絲與電阻絲始終保持良好的導電接觸)。(1)已知電源電動勢為E，內(nèi)阻不計，理想電壓表兩接線柱分別與O點和C點相連，球P的質(zhì)童為m，重力加速度為g，由此可推得風力大小F與電壓表示數(shù)U的關(guān)系為F=_______。(2)研究小組的同學猜想:風力大小F可能與風速大小v和球半徑r這兩個因數(shù)有關(guān)，于是他們進行了實驗后獲得了如下數(shù)據(jù)：(下表中風速v的單位為m/s，電壓U的單位為V，球半徑r的單位為m)根據(jù)表中數(shù)據(jù)可知，風力大小F與風速大小v和球半徑r的關(guān)系是_______(比例系數(shù)用k表示)。參考答案：

(1).

(2).【詳解】(1)以小球為研究對象，對小球受力分析，設金屬絲與豎直方向的夾角為，由平衡條件可得，風力。金屬絲與電阻絲交點與C點間長度為，電阻；由串聯(lián)分壓規(guī)律可知電壓表示數(shù)。聯(lián)立解得：。(2)由表中數(shù)據(jù)可得，在球半徑一定的情況下，電壓表示數(shù)與風速成正式，則風力大小與風速成正比，即與成正比。由球的體積公式、密度公式和可得，；在風速一定的情況下，球半徑增大到原來的兩倍，電壓表示數(shù)減小為原來的，可得風速一定的條件下，風力與半徑的關(guān)系為與成正比。綜上，風力大小與風速大小和球半徑的關(guān)系是。9.（4分）

叫裂變，

叫聚變。參考答案：原子核被種子轟擊后分裂成兩塊質(zhì)量差不多的碎塊，這樣的核反應叫裂變；兩個輕核結(jié)合成質(zhì)量較大的核，這樣的核反應叫聚變10.（選修3－4）（4分）如圖所示，為某時刻一列簡諧橫波的波形圖象，已知此列波的振動周期為4s，由圖可知這列波的傳播速度大小為

m/s，若此時波形上質(zhì)點A正經(jīng)過平衡位置向上運動，則知波的傳播方向是

。參考答案：答案：6（2分）；x的正方向（或水平向右）（2分）11.用如圖1實驗裝置驗證m1、m2組成的系統(tǒng)機械能守恒，m2從高處由靜止開始下落，m1上拖著的紙帶打出一系列的點，對紙帶上的點跡進行測量，即可驗證機械能守恒定律，圖2給出的是實驗中獲取的一條紙帶；0是打下的第一個點，每相鄰兩計數(shù)點間還有4個點（圖2中未標出）．計數(shù)點的距離如圖2所示，已知m1=50g、m2=150g，則（已知當?shù)刂亓铀俣萭=9.8m/s2，結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）（1）在紙帶上打下計數(shù)點5時的速度v=

m/s；（2）在打點0～5過程中系統(tǒng)動能的增量△Ek=

J，系統(tǒng)勢能的減少量△Eφ=

J．由此得出的結(jié)論是

．參考答案：（1）2.4；（2）0.58；0.59，在誤差允許范圍內(nèi)，m1、m2組成系統(tǒng)機械能守恒．【考點】驗證機械能守恒定律．【分析】（1）勻變速直線運動中時間中點的瞬時速度等于該過程中的平均速度，由此可以求出打下計數(shù)點5時的速度．（2）根據(jù)物體的初末動能大小可以求出動能的增加量，根據(jù)物體重力做功和重力勢能之間的關(guān)系可以求出系統(tǒng)重力勢能的減小量，比較動能增加量和重力勢能減小量之間的關(guān)系可以得出機械能是否守恒．【解答】解：（1）由于每相鄰兩個計數(shù)點間還有4個點沒有畫出，所以相鄰的計數(shù)點間的時間間隔T=0.1s，根據(jù)某段時間內(nèi)的平均速度等于中間時刻的瞬時速度求出點5的瞬時速度：v5=．（2）在0～5過程中系統(tǒng)動能的增量：△EK=（m1+m2）v52=×0.2×2.42J≈0.58J．系統(tǒng)重力勢能的減小量為：△Ep=（m2﹣m1）gx=0.1×9.8×（0.384+0.216）J≈0.59J，由此可知在誤差允許范圍內(nèi)，m1、m2組成系統(tǒng)機械能守恒．故答案為：（1）2.4；（2）0.58；0.59，在誤差允許范圍內(nèi)，m1、m2組成系統(tǒng)機械能守恒．12.圖是某地區(qū)1、7月份氣溫與氣壓的對照表，7月份與1月份相比較，從平均氣溫和平均大氣壓的角度來說正確的是A．空氣分子無規(guī)則熱運動的激烈情況幾乎相同B．空氣分子無規(guī)則熱運動減弱了C．單位時間內(nèi)空氣分子對單位面積的地面撞擊次數(shù)增多了D．單位時間內(nèi)空氣分子對單位面積的地面撞擊次數(shù)減少了參考答案：D13.A、B兩物體在光滑水平地面上沿一直線相向而行，A質(zhì)量為5kg，速度大小為10m/s，B質(zhì)量為2kg，速度大小為5m/s，它們的總動量大小為_________kgm/s；兩者相碰后，A沿原方向運動，速度大小為4m/s，則B的速度大小為_________m/s。

參考答案：．40；10三、實驗題：本題共2小題，每小題11分，共計22分14.用如圖3-4-7所示的裝置探究物體的加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系．實驗時，小盤和砝碼牽引小車，使小車做初速度為零的勻加速運動．圖3-4-7(1)此實驗中可以不測量小車加速度的具體值，原因是______________________________________(2)通過改變________，就可以改變小車所受的合力．(3)在探究加速度與質(zhì)量關(guān)系時，分別以________為縱坐標、________為橫坐標作圖象，這樣就能直觀地看出二者關(guān)系．參考答案：(1)探究的是加速度與其他量之間的比例關(guān)系(其他解答只要合理即可．如：初速度為零的勻加速運動，在相同的時間內(nèi)，位移與加速度成正比)(2)砝碼的數(shù)量(3)a或()(或a)15.用伏特表、安培表測量電源的電動勢和內(nèi)電阻，有下列實驗器材： A．一=15I干電池（電動勢約為1．5V，內(nèi)阻約為1．2） B．電壓表V（量程2V，內(nèi)阻約為2k） C．電流表A（量程0．6A，內(nèi)阻約為0．5） D．滑動變阻器R（最大電阻10） E．電鍵、導線若干 （1）在下面的方框中畫出實驗電路圖； （2）某同學將測出的數(shù)據(jù)標在下面的U-I圖中，請你畫出圖線并求出電源的電動勢為

V，內(nèi)阻為

。參考答案：(1)如圖(2)圖線略1.47-1.52

0.95-1.1

解析：1）本實驗只需測量路端電壓和電流即可，故直接將電源與滑動變阻器及電流表串聯(lián)，電壓表并聯(lián)在電源兩端即可；如圖所示；（2）將各點用直線相連，讓盡量多的點分布在直線上，或分布在直線兩側(cè)；如圖所示；由圖可知，電源的電動勢E=1.49V；r==0.96Ω；四、計算題：本題共3小題，共計47分16.如圖1所示，M、N為豎直放置的平行金屬板，兩板間所加電壓為U0，S1、S2為板上正對的小孔。金屬板P和Q水平放置在N板右側(cè)，關(guān)于小孔S1、S2所在直線對稱，兩板的長度和兩板間的距離均為l；距金屬板P和Q右邊緣l處有一熒光屏，熒光屏垂直于金屬板P和Q；取屏上與S1、S2共線的O點為原點，向上為正方向建立x軸。M板左側(cè)電子槍發(fā)射出的電子經(jīng)小孔S1進入M、N兩板間。電子的質(zhì)量為m，電荷量為e，初速度可以忽略。不計電子重力和電子之間的相互作用。（1）求電子到達小孔S2時的速度大小v；（2）若板P、Q間只存在垂直于紙面向外的勻強磁場，電子剛好經(jīng)過P板的右邊緣后，打在熒光屏上。求磁場的磁感應強度大小B和電子打在熒光屏上的位置坐標x；（3）若金屬板P和Q間只存在電場，P、Q兩板間電壓u隨時間t的變化關(guān)系如圖2所示，單位時間內(nèi)從小孔S1進入的電子個數(shù)為N。電子打在熒光屏上形成一條亮線。忽略電場變化產(chǎn)生的磁場；可以認為每個電子在板P和Q間運動過程中，兩板間的電壓恒定。a.試分析在一個周期（即2t0時間）內(nèi)單位長度亮線上的電子個數(shù)是否相同。b.若在一個周期內(nèi)單位長度亮線上的電子個數(shù)相同，求2t0時間內(nèi)打到單位長度亮線上的電子個數(shù)n；若不相同，試通過計算說明電子在熒光屏上的分布規(guī)律。參考答案：見解析（1）根據(jù)動能定理

【3分】

解得：

①

【3分】（2）電子在磁場中做勻速圓周運動，設圓運動半徑為R，在磁場中運動軌跡如圖，由幾何關(guān)系

解得：

【2分】根據(jù)牛頓第二定律：

【1分】解得：

【1分】設圓弧所對圓心為α，滿足：

由此可知：

電子離開磁場后做勻速運動，滿足幾何關(guān)系：

【1分】通過上式解得坐標

【1分】（3）a.設電子在偏轉(zhuǎn)電場PQ中的運動時間為t1，PQ間的電壓為u垂直電場方向：

②

平行電場方向：

③

此過程中電子的加速度大小

④

①、②、③、④聯(lián)立得：

【1分】電子出偏轉(zhuǎn)電場時，在x方向的速度

⑤

電子在偏轉(zhuǎn)電場外做勻速直線運動，設經(jīng)時間t2到達熒光屏。則水平方向：

⑥

豎直方向：

⑦、⑤、⑥、⑦聯(lián)立，解得：

【1分】

電子打在熒光屏上的位置坐標⑧

【1分】對于有電子穿過P、Q間的時間內(nèi)進行討論：由圖2可知，在任意時間內(nèi)，P、Q間電壓變化相等。由⑧式可知，打在熒光屏上的電子形成的亮線長度。所以，在任意時間內(nèi)，亮線長度相等。由題意可知，在任意時間內(nèi)，射出的電子個數(shù)是相同的。也就是說，在任意時間內(nèi)，射出的電子都分布在相等的亮線長度范圍內(nèi)。因此，在一個周期內(nèi)單位長度亮線上的電子個數(shù)相同。

【1分】b.現(xiàn)討論2t0時間內(nèi)，打到單位長度亮線上的電子個數(shù)：當電子在P、Q電場中的側(cè)移量x1=時，由得：u=2U0

【1分】當偏轉(zhuǎn)電壓在0~±2U0之間時，射入P、Q間的電子可打在熒光屏上。由圖2可知，一個周期內(nèi)電子能從P、Q電場射出的時間所以，一個周期內(nèi)打在熒光屏上的電子數(shù)

【1分】由⑧式，電子打在熒光屏上的最大側(cè)移量亮線長度L=2xm=3l

【1分】

所以，從0~2t0時間內(nèi)，單位長度亮線上的電子數(shù)

【1分】17.如圖所示，光滑金屬直軌道MN和PQ固定在同一水平面內(nèi)，MN、PQ平行且足夠長，兩軌道間的寬度L＝0.50m。平行軌道左端接一阻值R=0.50Ω的電阻。軌道處于磁感應強度大小B＝0.40T，方向垂直導軌平面向下的勻強磁場中。一導體棒ab垂直于軌道放置。導體棒在垂直導體棒且水平向右的外力F作用下向右勻速運動，速度大小v=5.0m/s，導體棒與軌道始終接觸良好并且相互垂直。不計軌道和導體棒的電阻，不計空氣阻力。求（1）通過電阻R的電流大小I；（2）作用在導體棒上的外力大小F；（3）導體棒克服安培力做功的功率。參考答案：見解析（1）導體棒ab切割磁感線

=1.0V

【3分】由閉合電路的歐姆定律

【3分】（2）導體棒ab受到安培力

【2分】由于導體棒ab勻速運動，滿