湖南省岳陽市北港鄉(xiāng)第二中學2022年高三物理上學期期末試題含解析

湖南省岳陽市北港鄉(xiāng)第二中學2022年高三物理上學期期末試題含解析一、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.（多選）已知地球和冥王星半徑分別為r1、r2，公轉半徑分別為r1′、r2′，公轉線速度分別為v1′、v2′，表面重力加速度分別為g1、g2，平均密度分別為ρ1、ρ2，地球第一宇宙速度為v1，飛船貼近冥王星表面環(huán)繞線速度為v2，則下列關系正確的是（

）C、g1r12＝g2r22 D、ρ1r12v22＝ρ2r22v12參考答案：AD2.（多選）有一半徑r=m的圓柱體繞豎直軸OO′以角速度ω=8πrad/s勻速轉動，今用水平力F把質量m=l.2kg的物體A壓在圓柱體的側面，由于受擋板上豎直光滑槽的作用，物體A在水平方向上不能隨圓柱體轉動，而以v0=1.8m/s的速率勻速下滑，如圖所示．已知物體A與圓柱體間的動摩擦因數(shù)μ=0.25，g取l0m/s2．下列說法中正確的有（）A．圓柱體對A的摩擦力大小為20NB．水平力F大小為48NC．圓柱體轉動一周過程中克服摩擦力做功為9.6JD．圓柱體轉動一周過程中，物體A克服摩擦力做功為5.4J參考答案：：解：A、B、在水平方向圓柱體有垂直紙面向里的速度，A相對圓柱體有垂直紙面向外的速度為v′，則v′=ωr=8π×=2.4m/s；在豎直方向有向下的速度v0=1.8m/s合速度的大小為v=3m/s設合速度與豎直方向的夾角為θ，則有：cosθ==0.6所以A所受的滑動摩擦力方向與豎直方向的夾角也為θ，即53°．A做勻速運動，豎直方向平衡，則有Ffcosθ=mg，得Ff==20N另Ff=μFN，F(xiàn)N=F，所以有：F==80N；故A正確，B錯誤；C、圓柱體轉動一周過程中克服摩擦力做功為：W=f（2πr）sin53°=9.6J；故C正確；D、圓柱體轉動一周過程中，物體A克服摩擦力做功為：W=f（v0×）cos53°=5.4J；故D正確．故選：ACD．【解析】3.如圖所示，“旋轉秋千冶中的兩個座椅A、B質量相等，通過相同長度的纜繩懸掛在旋轉圓盤上。不考慮空氣阻力的影響，當旋轉圓盤繞豎直的中心軸勻速轉動時，下列說法正確的是（A）A的速度比B的大（B）A與B的向心加速度大小相等（C）懸掛A、B的纜繩與豎直方向的夾角相等（D）懸掛A的纜繩所受的拉力比懸掛B的參考答案：D4.一輛汽車沿著傾角為30°的斜面做勻加速直線下滑,若測得該汽車的加速度大小為4.0m/s2，當?shù)氐闹亓铀俣却笮?.8m/s2,由此判斷該汽車的機械能的變化情況是(

)

A.機械能守恒B.機械能減小C.機械能增加D.不能判斷

參考答案：B5.（多選）如圖甲所示，平行于光滑斜面的輕彈簧勁度系數(shù)為k，一端固定在傾角為θ的斜面底端，另一端與物塊A連接；兩物塊A、B質量均為m，初始時物塊均靜止?，F(xiàn)用平行于斜面向上的拉力F拉動物塊B，使B做加速度為a的勻加速運動，兩物塊在開始一段時間內(nèi)的v-t圖象如圖乙所示（t1時刻A、B的圖線相切，t2時刻對應A圖線的最高點），重力加速度為g，則

A．A達到最大速度時的位移mgsinθ/k

B．拉力F的最小值為mgsinθ+maC．A、B分離時t1=D．A、B分離前，A、B和彈簧系統(tǒng)機械能增加，A和彈簧系統(tǒng)機械能增加參考答案：AC開始時彈簧的壓縮量滿足2mgsinθ=kx1，當A達到最大速度時加速度為零，此時二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計16分6.將勁度系數(shù)為200N/m的橡皮筋的一端固定在A點，另一端拴兩根細繩，每根細繩分別連著一個量程為5N、最小刻度是0.1N的彈簧測力計。在彈性限度內(nèi)保持橡皮筋伸長2.00cm不變的條件下，沿著兩個不同方向拉彈簧測力計，將橡皮筋的活動端拉到O點，兩根細繩互相垂直，如圖所示。（1）由圖可讀出彈簧測力計甲的拉力大小為＿＿＿N，乙的拉力大小應該為＿＿＿＿N。（只需讀到0.1N）（2）在本題的虛線方格紙上按力的圖示要求作出這兩個力及它們的合力。參考答案：（1）2.4，3.2（2）見下圖。4.0N.試題分析：（1）根據(jù)彈簧秤的指示可知，兩個力的大小分別為：2.4N和3.2N．KS5U（2）根據(jù)力的平行四邊形定則得出合力圖示如下：F1、F2相互垂直，因此有：。7.如圖（a）所示，阻值為R、匝數(shù)為n的圓形金屬線圈與一個阻值為2R的電阻連接成閉合電路。線圈的半徑為r1，在線圈中半徑為r2的圓形區(qū)域存在垂直于線圈平面的勻強磁場（向里為正），磁感應強度B隨時間t變化的關系如圖（b）所示，圖中B1、t1為已知量。導線電阻不計，則t1時刻經(jīng)過電阻的電流方向為_________（選填“a→b”或“b→a”），電流的大小為___________。參考答案：b→a，

8.某同學在做“研究勻變速直線運動”實驗中，由打點計時器得到表示小車運動過程的一條清晰紙帶，紙帶上兩相鄰計數(shù)點的時間間隔為T=0.10s，其中S1=7.05cm、S2=7.68cm、S3=8.33cm、S4=8.95cm、S5=9.61cm、S6=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：0.86

0.649.利用如圖所示的電路可以測定電壓表的內(nèi)阻，其中滑動變阻器R很小。不改變滑動變阻器R滑動觸頭位置，當電阻箱R0的阻值為10kΩ時，電壓表正好滿偏；當電阻箱R0的阻值為30kΩ時，電壓表正好半偏。則電壓表的內(nèi)阻RV=

kΩ．參考答案：

答案：10

10.如圖所示，一個半徑為R的透明球體放置在水平面上，一束光從A點沿水平方向射入球體后經(jīng)B點射出，最后射到水平面上的C點。已知，該球體對光的折射率為，則它從球面射出時的出射角＝

；在透明體中的速度大小為

（結果保留兩位有效數(shù)字）（已知光在的速度c＝3×108m／s）參考答案：11.某放射性元素經(jīng)過6天后，只剩下1/8沒有衰變，它的半衰期是

天。為估算某水庫的庫容，可取一瓶無毒的該放射性元素的水溶液，測得瓶內(nèi)溶液每分鐘衰變8×107次?，F(xiàn)將這瓶溶液倒入水庫，8天后在水庫中取水樣1.0m3（可認為溶液己均勻分布），測得水樣每分鐘衰變20次。由此可知水庫中水的體積約為

m3。參考答案：2

2.5×10512.人造地球衛(wèi)星做半徑為r，線速度大小為v的勻速圓周運動。當其角速度變?yōu)樵瓉淼谋逗?，運動半徑變?yōu)?/p>

，線速度大小變?yōu)?/p>

。參考答案：13.如圖所示，邊長為L的正方形導線框abcd放在紙面內(nèi)，在ad邊左側有足夠大的勻強磁場，磁感應強度大小為B，方向垂直紙面向里，現(xiàn)使導線框繞a點在紙面內(nèi)順時針轉動，經(jīng)時間t轉到圖中虛線位置，則在時間t內(nèi)導線框abcd中感應電流方向為__________方向（選填“順時針”或“逆時針”），平均感應電動勢大小等于__________。參考答案：順時針， 三、實驗題：本題共2小題，每小題11分，共計22分14.某同學探究彈力與彈簧伸長量的關系，將彈簧懸掛在鐵架臺上，將刻度尺固定在彈簧一側，彈簧軸線和刻度尺都應在豎直方向，彈簧自然懸掛時，長度記為L0，彈簧下端掛上砝碼盤時，長度記為Lx；在砝碼盤中每次增加10g砝碼，彈簧長度依次記為L1至L6，數(shù)據(jù)如下表表：代表符號L0LxL1L2L3L4L5L6數(shù)值（cm）25.3527.3529.3531.3033.435.3537.4039.30（1）表中有一個數(shù)值記錄不規(guī)范，代表符號為__▲__。

由表可知所用刻度尺的最小長度為___

▲

。（2）如圖是該同學根據(jù)表中數(shù)據(jù)作的圖，縱軸是砝碼的質量，橫軸是彈簧長度與___▲______的差值（填“L0或L1”）。（3）由圖可知彈簧的勁度系數(shù)為___▲__

____N/m；（結果保留兩位有效數(shù)字，重力加速度取9.8m/s2）。參考答案：（1）

L3

1mm

（2）L0

（3）4.9

15.用落體法驗證機械能守恒定律，打出如圖甲所示的一條紙帶。已知打點計時器頻率為50Hz.（1）根據(jù)紙帶所給數(shù)據(jù)，打下C點時重物的速度為________m/s（結果保留三位有效數(shù)字）。（2）某同學選用兩個形狀相同，質量不同的重物a和b進行實驗，測得幾組數(shù)據(jù)，畫出圖象，并求出圖線的斜率k，如圖乙所示，由圖象可知a的質量m1________b的質量m2（選填“大于”或“小于”）。（3）通過分析發(fā)現(xiàn)造成k2值偏小的原因是實驗中存在各種阻力，已知實驗所用重物的質量m2=0.052kg，當?shù)刂亓铀俣萭=9.78m/s2，求出重物所受的平均阻力f=______N.（結果保留兩位有效數(shù)字）參考答案：

(1).2.25m/s

(2).大于

(3).0.031【詳解】（1）C點的瞬時速度等于BD段的平均速度，則有：．

（2）根據(jù)動能定理知：（mg-f）h=mv2，則有：，知圖線的斜率，b的斜率小，知b的質量小，所以a的質量m1大于b的質量m2．

（3）m2=0.052kg，k2=9.18，解得．四、計算題：本題共3小題，共計47分16.（18分）如圖，在空間中有一坐標系；其第一象限內(nèi)充滿著兩個勻強磁場區(qū)域I和Ⅱ，直線是它們的邊界，區(qū)域I中的磁感應強度為B，方向垂直紙面向外；區(qū)域II中的磁感應強度為2B，方向垂直紙面向內(nèi)，邊界上的P點坐標為(4L，3L)。一質量為m電荷量為q的帶正粒子從P點平行于y軸負方向射入?yún)^(qū)域I，經(jīng)過一段時間后，粒子恰好經(jīng)過原點O，忽略粒子重力，已知，．求：（1）粒子從P點運動到O點的時間至少為多少？（2）粒子的速度大小可能是多少？參考答案：解析：（1）設粒子的入射速度為v，用R1，R2，T1，T2分別表示粒子在磁場I區(qū)和II區(qū)中運動的軌道半徑和周期。則

粒子先在磁場I區(qū)中做順時針的圓周運動，后在磁場II區(qū)中做逆時針的圓周運動，然后從O點射出，這樣料子從P點運動到O點所用的時間最短.粒子運動軌跡如圖所示。得α=37°

α+β=90°粒子在磁場I區(qū)和II區(qū)中的運動時間分別為

粒子從P點運動到O點的時間至少為t=t1+t2由以上各式解得

（2）粒子的速度大小滿足一定條件時，粒子先在磁場I區(qū)中運動，后在磁場II區(qū)中運動，然后又重復前面的運動，直到經(jīng)過原點O，這樣粒子經(jīng)過n個周期性的運動到過O點，每個周期的運動情況相同，粒子在一個周期內(nèi)的位移為

粒子每次在磁場I區(qū)中運動的位移為

由圖中幾何關系可知S1=2R1cos370R1=所以v＝(n=1、２、３、４…)本題共18分，第一問10分，第二問8分。17.如圖甲所示，兩平行金屬板接有如圖乙所示隨時間t變化的電壓U，兩板間電場可看作均勻的，且兩金屬板外無電場，兩金屬板長L＝0.2m，兩板間距離d＝0.2m．在金屬板右側邊界MN的區(qū)域有一足夠大的勻強磁場，MN與兩板中線OO′垂直，磁感應強度為B，方向垂直紙面向里．現(xiàn)有帶正電的粒子流沿兩板中線OO′連續(xù)射入電場中，已知每個粒子速度v0＝105m/s，比荷＝108C/kg，重力忽略不計，在每個粒子通過電場區(qū)域的極短時間內(nèi)，電場可視作是恒定不變的．(1)試求帶電粒子射出電場時的最大速度；(2)任意時刻從電場射出的帶電粒子，進入磁場時在MN上的入射點和在MN上出射點的距離是一確定的值s，試通過計算寫出s的表達式（用字母m、v0、q、B表示）．參考答案：（1）。方向：斜向右上方或斜向右下方，與初速度方向成45°夾角；（2）s，距離s與粒子在磁場中運行速度的大小無關，s為定值?！驹斀狻浚?）偏轉電壓由0到200V的變化中，粒子流可能都能射出電場，也可能只有部分粒子能射出電場，設偏轉的電壓為U0時，粒子剛好能經(jīng)過極板的右邊緣射出，則：解得U0＝100V知偏轉電壓為100V時，粒子恰好能射出電場，且速度最大。根據(jù)動能定理得，。方向：斜向右上方或斜向右下方，與初速度方向成45°夾角。（2）設粒子射出電場速度方向與MN間夾角為θ．粒子射出電場時速度大小為：在磁場中，解得R因此粒子射進磁場點與射出磁場點間距離為：s。由此可看出，距離s與粒子在磁場中運行速度的大小無關，s為定值。18.一質量m=0.5kg的滑塊以一定的初速度沖上一傾角=37°足夠長的斜面，已知滑塊上滑過程中的圖象如圖