2022江蘇省常州市市翠竹中學高三物理上學期期末試卷含解析

2022江蘇省常州市市翠竹中學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.下列實例中人處于失重狀態(tài)的有（

）A．飛機起飛時飛機中的乘客B．離開跳臺后正在空中做動作的跳水運動員C．下行電梯將要到達指定樓層時電梯中的乘客D．沿橢圓軌道運行的飛船中的宇航員參考答案：BD2.（單選）如圖所示，放在粗糙水平面上的物體A上疊放著物體B，A和B之間有一根處于壓縮狀態(tài)的彈簧，A、B均處于靜止狀態(tài)，下列說法中正確的是【

】A．B受到向左的摩擦力

B．B對A的摩擦力向右C．地面對A的摩擦力向右

D．地面對A沒有摩擦力參考答案：D3.（04年全國卷Ⅳ）如圖所示，在x≤0的區(qū)域內存在勻強磁場，磁場的方向垂直于xy平面（紙面）向里。具有一定電阻的矩形線框abcd位于xy平面內，線框的ab邊與y軸重合。令線框從t=0的時刻起由靜止開始沿x軸正方向做勻加速運動，則線框中的感應電流I（取逆時針方向的電流為正）隨時間t的變化圖線I—t圖可能是下圖中的哪一個？

參考答案：答案：D4.如圖所示，質量均為的兩個物體甲和乙從同一水平面下降相同高度，甲物體豎直向下運動，乙物體沿斜面下滑。下列說法正確的是A．重力對甲做功

B．重力對乙做功C．甲的重力勢能增加

D．乙的重力勢能減小參考答案：A5.（多選題）如圖所示，傾角為θ的斜面體放在水平地面上，質量為m的木塊通過輕質細線繞過斜面體頂端的定滑輪與質量為M的鐵塊相連，整個裝置均處于靜止狀態(tài)，已知mgsinθ＞Mg．現(xiàn)將質量為m0的磁鐵輕輕地吸放在鐵塊下端，鐵塊加速向下運動，斜面體仍保持靜止．不計滑輪摩擦及空氣阻力．則與放磁鐵前相比（）A．細線的拉力一定增大B．細線的拉力可能不變C．木塊所受到合力可能不變D．斜面體相對地面有向左的運動趨勢參考答案：AD【考點】牛頓第二定律；物體的彈性和彈力．【分析】加磁鐵前，先對m和M分別進行受力分析，根據(jù)共點力平衡條件得出各個力的情況，加磁鐵后，再次對m和M分別受力分析，根據(jù)牛頓第二定律得出各個力的大小的改變情況．【解答】解：AB、加磁鐵前細線的拉力拉不動木塊，加磁鐵后，拉著木塊加速上滑，故細線的拉力一定變大，故A正確，B錯誤；C、加磁鐵前木塊保持靜止，合力為零，加磁鐵后，木塊加速上滑，根據(jù)牛頓第二定律，合力不為零，故C錯誤；D、放磁鐵后，由于木塊具有沿斜面向右上方的加速度，可對木塊和斜面體整體運用牛頓第二定律，其整體受到的外力的合力向右上方，故地面對斜面體有向右的靜摩擦力，故斜面體相對與地面有向左滑動的趨勢，故D正確；故選：AD．二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計16分6.在“研究平拋物體的運動”實驗中，某同學記錄了A、B、C三點，取A點為坐標原點，建立了如圖所示的坐標系。平拋軌跡上的這三點坐標值圖中已標出。那么小球平拋的初速度為

，小球拋出點的坐標為

。(取)

參考答案：7.在做研究勻變速直線運動的實驗時，某同學得到一條紙帶，如圖所示，并且每5個計時點取一個計數(shù)點，已知每兩個計數(shù)點間的距離為x，且x1=0.96cm，x2=2.88cm，x3=4.80cm，x4=6.72cm，x5=8.64cm，x6=10.56cm，打點計時器的電源頻率為50Hz．此紙帶的加速度大小a=

m/s2，打第4個計數(shù)點時紙帶的速度大小v=

m/s．（結果保留三位有效數(shù)字）參考答案：1.92，0.768．【考點】探究小車速度隨時間變化的規(guī)律．【分析】在勻變速直線運動中，時間中點的速度等于該過程中的平均速度，根據(jù)逐差法可以得出加速度．【解答】解：每5個計時點取一個計數(shù)點，所以相鄰的計數(shù)點之間的時間間隔為0.1s用逐差法來計算加速度a=═1.92m/s2．某時刻的瞬時速度等于一段時間內的平均速度v4==0.768m/s故答案為：1.92，0.768．8.如圖所示，是小球做平拋運動中的一段軌跡，已知小球質量m=0.2kg，取重力加速度g=10m/s2，則由軌跡對應的坐標值可求得其初速度v0＝_________m/s；若以拋出點為零勢能參考平面，小球經(jīng)P點時的重力勢能Ep=________J．參考答案：vo=2m/s；

Ep=-0.4J9.（4分）如圖（a）所示，面積為0.01m2、電阻為0.1Ω的正方形導線框放在勻強磁場中，磁場方向與線框平面垂直。磁感應強度B隨時間t的變化圖線如圖（b）所示。t＝0時刻，磁感應強度的方向垂直于紙面向里。在1s末線框中感應電流的大小為_______A。若規(guī)定逆時針方向為電流的正方向，請在圖（c）中畫出前4s內感應電流i隨時間t的變化圖線。

參考答案：

答案：0.2A（2分）（兩條線各1分）10.某氣體的摩爾質量為M，摩爾體積為V，密度為p，每個分子的質量和體積分別為m和V。則阿伏加徳羅常數(shù)NA可表示為________或_____。參考答案：

(1).

(2).解：阿伏加徳羅常數(shù)NA；ρV為氣體的摩爾質量M，再除以每個分子的質量m為NA，即11.（6分）氫有三種同位素，分別叫做

、

、

，符號是

、

、

。參考答案：氕、氘、氚，、、12.如圖，在勻強磁場中，單位長度質量為m0的“U型”金屬導線可繞水平軸OO′轉動，ab邊長為L1，bc邊長為L2．若導線中通以沿abcd方向的電流I，導線保持靜止并與豎直方向夾角為θ，則磁場的磁感應強度至少為，此時方向為沿ba方向．參考答案：考點：安培力；力的合成與分解的運用；共點力平衡的條件及其應用．分析：先對導體棒受力分析，根據(jù)平衡條件并結合合成法得到安培力的最小值；然后結合安培力公式FA=BIL和左手定則分析．解答：解：對導體棒受力分析，受重力、安培力和拉力，如圖所示：根據(jù)平衡條件，當安培力與ab邊垂直向上時，安培力最小，為：FA=mgsinθ故磁感應強度為：B=sinθ根據(jù)左手定則，磁感線方向沿懸線向上故答案為：，沿ba方向點評：本題關鍵是先根據(jù)平衡條件確定安培力的最小值，然后結合左手定則分析磁感線的方向，基礎題．13.學校實驗小組在“驗證牛頓第二定律”的實驗中,圖為實驗裝置簡圖(所用交變電流的頻率為50Hz).

(1)同學們在進行實驗時,為了減小實驗時的系統(tǒng)誤差,使分析數(shù)據(jù)時可以認為砂桶的重力等于小車所受的合外力,你認為應采取的措施有:①

.②

.(2)如圖所示是某小組在做實驗中,由打點計時器得到的一條清晰紙帶,紙帶上兩相鄰計數(shù)點的時間間隔為T=0.10s,其中x1=7.05cm,x2=7.68cm、x3=8.33cm、x4=8.95cm、x5=9.61cm,x6=10.26cm,則A點處瞬時速度的大小是

m/s,小車運動的加速度計算表達式為

,加速度的大小是

m/s2(計算結果保留兩位有效數(shù)字).參考答案：((1)①將長木板一端墊起,讓小車重力沿斜面的分力平衡摩擦阻力;②小車質量遠大于沙桶的總質量(2)0.86

=0.64三、簡答題：本題共2小題，每小題11分，共計22分14.質量分別為m和3m的A、B兩個小球以相同的速率v沿同一直線相向運動，碰后B球停止不動，試求A球碰后的速度，并判斷它們之間發(fā)生的是彈性碰撞還是非彈性碰撞（說明理由）．參考答案：彈性碰撞取B球碰前的速度方向為正方向，設A球碰后的速度為v′，由動量守恒定律有解得，方向與B球碰前的速度方向相同由于，故碰撞前后的總動能相等，則此碰撞是彈性碰撞15.（4分）圖為一簡諧波在t=0時，對的波形圖，介質中的質點P做簡諧運動的表達式為y=4sin5xl，求該波的速度，并指出t=0.3s時的波形圖(至少畫出一個波長)

參考答案：解析：由簡諧運動的表達式可知，t=0時刻指點P向上運動，故波沿x軸正方向傳播。由波形圖讀出波長，；由波速公式，聯(lián)立以上兩式代入數(shù)據(jù)可得。t=0.3s時的波形圖如圖所示。

四、計算題：本題共3小題，共計47分16.（16分）如圖1所示，真空室中電極K發(fā)出的電子（初速不計）經(jīng)過U0＝1000伏的加速電場后，由小孔S沿兩水平金屬板A、B間的中心線射入。A、B板長l＝0.20米，相距d＝0.020米，加在A、B兩板間電壓u隨時間t變化的u-t圖線如圖2所示。設A、B間的電場可看作是均勻的，且兩板外無電場。在每個電子通過電場區(qū)域的極短時間內，電場可視作恒定的。兩板右側放一記錄圓筒，筒在左側邊緣與極板右端距離b＝0.15米，筒繞其豎直軸勻速轉動，周期T＝0.20秒，筒的周長s＝0.20米，筒能接收到通過A、B板的全部電子。

（1）以t＝0時（見圖2，此時u＝0）電子打到圓筒記錄紙上的點作為xy坐標系的原點，并取y軸豎直向上。試計算電子打到記錄紙上的最高點的y坐標和x坐標。（不計重力作用）

（2）在給出的坐標紙（圖3）上定量地畫出電子打到記錄紙上的點形成的圖線。參考答案：（1）計算電子打到記錄紙上的最高點的坐標

設v0為電子沿A、B板的中心線射入電場時的初速度,則

①

電子在中心線方向的運動為勻速運動,設電子穿過A、B板的時間為t0,則

l=v0t0

②

電子在垂直A、B板方向的運動為勻加速直線運動.對于恰能穿過A、B板的電子,在它通過時加在兩板間的電壓uc應滿足

③

聯(lián)立①②③式解得

此電子從A、B板射出時沿y方向的分速度為

④

此后,此電子作勻速直線運動,它打在記錄紙上的點最高,設縱坐標為y,由圖（1）可得

⑤

由以上各式解得

⑥

從題給的u-t圖線可知,加于兩板電壓u的周期T0=0．10秒,u的最大值um=100伏,因為uC<um,在一個周期T0內,只有開始的一段時間間隔△t內有電子通過A、B板

⑦

因為電子打在記錄紙上的最高點不止一個,根據(jù)題中關于坐標原點與起始記錄時刻的規(guī)定,第一個最高點的x坐標為

⑧

第二個最高點的x坐標為

⑨

第三個最高點的x坐標為

由于記錄筒的周長為20厘米,所以第三個最高點已與第一個最高點重合,即電子打到記錄紙上的最高點只有兩個,它們的x坐標分別由⑧和⑨表示

（2）電子打到記錄紙上所形成的圖線,如圖（2）所示.17.（9分）如圖所示，在坐標xoy平面內存在B=2.0T的勻強磁場，OA與OCA為置于豎直平面內的光滑金屬導軌，其中OCA滿足曲線方程，C為導軌的最右端，導軌OA與OCA相交處的O點和A點分別接有體積可忽略的定值電阻R1和R2，其R1=4.0Ω、R2=12.0Ω。現(xiàn)有一足夠長、質量m=0.10kg的金屬棒MN在豎直向上的外力F作用下，以v=3.0m/s的速度向上勻速運動，設棒與兩導軌接觸良好，除電阻R1、R2外其余電阻不計，g取10m/s2，求：

（1）金屬棒MN在導軌上運動時感應電流的最大值；（2）外力F的最大值；（3）金屬棒MN滑過導軌OC段，整個回路產(chǎn)生的熱量。參考答案：解析：（1）金屬棒MN沿導軌豎直向上運動，進入磁場中切割磁感線產(chǎn)生感應電動勢。當金屬棒MN勻速運動到C點時，電路中感應電動勢最大，產(chǎn)生的感應電流最大。

金屬棒MN接入電路的有效長度為導軌OCA形狀滿足的曲線方程中的x值。因此接入電路的金屬棒的有效長度為

Lm=xm=0.5m

Em=3.0V

且

A

(2)金屬棒MN勻速運動中受重力mg、安培力F安、外力F外作用

N

N

（3）金屬棒MN在運動過程中，產(chǎn)生的感應電動勢

有效值為

金屬棒MN