山西省陽泉市平定縣第三中學(xué)2022年高三物理上學(xué)期期末試卷含解析

山西省陽泉市平定縣第三中學(xué)2022年高三物理上學(xué)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(jì)15分．每小題只有一個選項(xiàng)符合題意1.如圖所示，兩等量同種點(diǎn)電荷固定在水平方向上的A、B兩點(diǎn)，過AB中點(diǎn)O的豎直方向上有C、P、Q、D四點(diǎn)，其中C、D和P、Q分別關(guān)于O點(diǎn)對稱。一帶電小球自C點(diǎn)由靜止釋放，運(yùn)動到P點(diǎn)時

小球的加速度為零。重力加速度為g，則下列判斷正確的是A．小球運(yùn)動到Q點(diǎn)時的加速度為2gB．小球在O點(diǎn)時的電勢能最小C．小球在P點(diǎn)的電勢能可能大于Q點(diǎn)的電勢能D．小球從P點(diǎn)運(yùn)動到O點(diǎn)的過程中可能先減速后加速

第Ⅱ卷（非選擇題共68分）參考答案：AD2.（單選）物體在萬有引力場中具有的勢能叫做引力勢能。取兩物體相距無窮遠(yuǎn)時的引力勢能為零，一個質(zhì)量為的質(zhì)點(diǎn)距離質(zhì)量為M0-的引力源中心為時。其引力勢能（式中G為引力常數(shù)），一顆質(zhì)量為的人造地球衛(wèi)星以圓形軌道環(huán)繞地球飛行，已知地球的質(zhì)量為M，由于受高空稀薄空氣的阻力作用。衛(wèi)星的圓軌道半徑從逐漸減小到。若在這個過程中空氣阻力做功為，則在下面給出的的四個表達(dá)式中正確的是(

) A． B． C．

D．參考答案：B3.如圖所示，甲、乙兩船在同一條河流中同時開始渡河，M，N分別是甲、乙兩船的出發(fā)點(diǎn)，兩船頭與河岸均成α角，甲船船頭恰好對準(zhǔn)N點(diǎn)的正對岸P點(diǎn)，經(jīng)過一段時間乙船恰好達(dá)到P點(diǎn)，如果劃船速度大小相同，且兩船相遇，不影響各自的航行，下列判斷正確的是（）A．甲船也能到達(dá)正對岸B．甲船渡河時間一定短C．兩船相遇在NP直線上的某點(diǎn)（非P點(diǎn)）D．渡河過程中兩船不會相遇參考答案：C【考點(diǎn)】運(yùn)動的合成和分解．【分析】小船過河的速度為船在靜水中的速度垂直河岸方向的分速度，故要求過河時間需要將船速分解為沿河岸的速度和垂直河岸的速度；要求兩船相遇的地點(diǎn)，需要求出兩船之間的相對速度，即它們各自沿河岸的速度的和．【解答】解：A、由乙的運(yùn)動可知，乙船垂直河岸到達(dá)正對岸，說明水流方向向右；甲船參與了兩個分運(yùn)動，沿著船頭指向的勻速運(yùn)動，隨著水流方向的勻速運(yùn)動，故不可能到達(dá)正對岸，故A錯誤；B、小船過河的速度為船本身的速度垂直河岸方向的分速度，故小船過河的速度vy=vsinα，故小船過河的時間：t1=，故甲乙兩船到達(dá)對岸的時間相同，故B錯誤；C、D、以流動的水為參考系，相遇點(diǎn)在兩個船速度方向射線的交點(diǎn)上；又由于乙船沿著NP方向運(yùn)動，故相遇點(diǎn)在NP的中點(diǎn)上；故C正確，D錯誤；故選：C4.對熱力學(xué)第二定律，下列理解正確的是________。（填選項(xiàng)前的字母）A．自然界進(jìn)行的一切宏觀過程都是可逆的B．自然界進(jìn)行的涉及熱現(xiàn)象的宏觀過程都具有方向性，是不可逆的C．熱量不可能由低溫物體傳遞到高溫物體D．第二類永動機(jī)違背了能量守恒定律，因此不可能制成參考答案：B5.(單選)如圖所示，豎直平面內(nèi)有一固定的光滑絕緣橢圓大環(huán)，水平長軸為AC，豎直短軸為ED。輕彈簧一端固定在大環(huán)的中心O，另一端連接一個可視為質(zhì)點(diǎn)的帶正電的小環(huán)，小環(huán)剛好套在大環(huán)上，整個裝置處在一個水平向里的勻強(qiáng)磁場中．將小環(huán)從A點(diǎn)由靜止釋放，已知小環(huán)在A、D兩點(diǎn)時彈簧的形變量大小相等．下列說法中錯誤的是(

)

A．剛釋放時，小球的加速度為重力加速度g

B.小環(huán)的質(zhì)量越大，其滑到D點(diǎn)時的速度將越大

C.小環(huán)從A到運(yùn)動到D，彈簧對小環(huán)先做正功后做負(fù)功

D.小環(huán)一定能滑到C點(diǎn)參考答案：B二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計(jì)16分6.（3分）如圖，a、b兩彈簧勁度系數(shù)均為K，兩球質(zhì)量均為m，不計(jì)彈簧的質(zhì)量，兩球靜止，則兩彈簧伸長量之和為

。參考答案：3mg/k7.右圖是自行車傳動機(jī)的示意圖，其中Ⅰ是大齒輪，Ⅱ是小齒輪，Ⅲ是后輪。⑴假設(shè)腳踏板的轉(zhuǎn)速為r/s,則大齒輪的角速度是___rad/s；⑵要知道在這種情況下自行車前進(jìn)的速度有多大，除需要測量大齒輪Ⅰ的半徑，小齒輪Ⅱ的半徑外，還需要測量的物理量是___；

⑶用上述量推導(dǎo)出自行車前進(jìn)速度的表達(dá)式：__。參考答案：⑴

⑵后輪的半徑

⑶8.一個學(xué)生在做平拋實(shí)驗(yàn)中，只畫出了如圖所示的一部分曲線，他在曲線上任取水平距離均為△S的三點(diǎn)A、B、C，并測得△S=0.2m，又測出它們豎直之間的距離分別為S1=0.1m、S2=0.2m利用這些數(shù)據(jù)，這個學(xué)生求得物體拋初速度為

m／s，物體到B點(diǎn)的豎直分速度為

m/s，A點(diǎn)離拋出點(diǎn)的高度為

m.（取g=10m／s2）參考答案：2

1.5

0.1259.如圖，△ABC為一玻璃三棱鏡的橫截面，∠A=30°，一束紅光垂直AB邊射入，從AC邊上的D點(diǎn)射出，其折射角為60°，則玻璃對紅光的折射率為_____。若改用藍(lán)光沿同一路徑入射，則光線在D點(diǎn)射出時的折射射角______（“小于”“等于”或“大于”）60°。參考答案：

(1).

(2).大于本題考查折射定律、光的色散及其相關(guān)的知識點(diǎn)。根據(jù)題述和圖示可知，i=60°，r=30°，由折射定律，玻璃對紅光的折射率n==。若改用藍(lán)光沿同一路徑入射，由于玻璃對藍(lán)光的折射率大于玻璃對紅光的折射率，則光線在D點(diǎn)射出時的折射角大于60°。10.某同學(xué)用圖示實(shí)驗(yàn)裝置測量物塊與木板間的動摩擦因數(shù).帶有窄片的物塊被一彈簧彈射裝置射出去，沿水平木板滑行，途中經(jīng)過O處的光電門，最后停在了木板上的M點(diǎn)，重力加速度為g.①測得窄片的寬度為L，記下窄片通過光電門的時間，還需要測量的物理量有_________________；（標(biāo)明相關(guān)物理量的符號）②物塊和木板間的動摩擦因數(shù)=_______________________.參考答案：還需要測量出OM間的距離s，由動能定理可知又，解得。11.在“用單擺測定重力加速度”的實(shí)驗(yàn)中,當(dāng)單擺做簡諧運(yùn)動時,用秒表測出單擺做n次(一般為30次~50次)全振動所用的時間t,算出周期;用米尺量出懸線的長度l,用游標(biāo)卡尺測量擺球的直徑d,則重力加速度g=

(用題中所給的字母表達(dá)).參考答案：12.某同學(xué)用大頭針、三角板、量角器等器材測半圓形玻璃磚的折射率．開始玻璃磚的位置如圖12中實(shí)線所示，使大頭針P1、P2與圓心O在同一直線上，該直線垂直于玻璃磚的直徑邊，然后使玻璃磚繞圓心O緩慢轉(zhuǎn)動，同時在玻璃磚的直徑邊一側(cè)觀察P1、P2的像，且P2的像擋住P1的像．如此觀察，當(dāng)玻璃磚轉(zhuǎn)到圖中虛線位置時，上述現(xiàn)象恰好消失．此時只須測量出________，即可計(jì)算玻璃磚的折射率．請用你的測量量表示出折射率n＝________.參考答案：光線指向圓心入射時不改變傳播方向，恰好觀察不到P1、P2的像時發(fā)生全反射，測出玻璃磚直徑繞O點(diǎn)轉(zhuǎn)過的角度θ，此時入射角θ即為全反射臨界角，由sinθ＝得n＝.答案(1)CD(2)玻璃磚直徑邊繞O點(diǎn)轉(zhuǎn)過的角度θ13.一個理想的單擺，已知其周期為T。由于某種原因，自由落體加速度變?yōu)樵瓉淼?，振幅變?yōu)樵瓉淼?，擺長變?yōu)樵瓉淼?，擺球質(zhì)量變?yōu)樵瓉淼?，則它的周期變?yōu)樵瓉淼?/p>

。參考答案：三、簡答題：本題共2小題，每小題11分，共計(jì)22分14.動畫片《光頭強(qiáng)》中有一個熊大熊二愛玩的山坡滑草運(yùn)動，若片中山坡滑草運(yùn)動中所處山坡可看成傾角θ=30°的斜面，熊大連同滑草裝置總質(zhì)量m=300kg，它從靜止開始勻加速下滑，在時間t=5s內(nèi)沿斜面滑下的位移x=50m．（不計(jì)空氣阻力，取g=10m/s2）問：（1）熊大連同滑草裝置在下滑過程中受到的摩擦力F為多大？（2）滑草裝置與草皮之間的動摩擦因數(shù)μ為多大（結(jié)果保留2位有效數(shù)字）？參考答案：（1）熊大連同滑草裝置在下滑過程中受到的摩擦力F為300N；（2）滑草裝置與草皮之間的動摩擦因數(shù)μ為多大為0.12．考點(diǎn)： 牛頓第二定律；勻變速直線運(yùn)動的位移與時間的關(guān)系．專題： 牛頓運(yùn)動定律綜合專題．分析： （1）根據(jù)勻變速直線運(yùn)動的位移時間公式求出下滑的加速度，對熊大連同滑草裝置進(jìn)行受力分析，根據(jù)牛頓第二定律求出下滑過程中的摩擦力．（2）熊大連同滑草裝置在垂直于斜面方向合力等于零，求出支持力的大小，根據(jù)F=μFN求出滑草裝置與草皮之間的動摩擦因數(shù)μ．解答： 解：（1）由運(yùn)動學(xué)公式S=，解得：a==4m/s沿斜面方向，由牛頓第二定律得：mgsinθ﹣f=ma

解得：f=300N

（2）在垂直斜面方向上：N﹣mgcosθ=0

又f=μN(yùn)

聯(lián)立解得：μ=答：（1）熊大連同滑草裝置在下滑過程中受到的摩擦力F為300N；（2）滑草裝置與草皮之間的動摩擦因數(shù)μ為多大為0.12．點(diǎn)評： 解決本題的關(guān)鍵知道加速度是聯(lián)系力學(xué)和運(yùn)動學(xué)的橋梁，通過加速度可以根據(jù)力求運(yùn)動，也可以根據(jù)運(yùn)動求力．15.如圖所示，質(zhì)量為m帶電量為+q的小球靜止于光滑絕緣水平面上，在恒力F作用下，由靜止開始從A點(diǎn)出發(fā)到B點(diǎn)，然后撤去F，小球沖上放置在豎直平面內(nèi)半徑為R的光滑絕緣圓形軌道，圓形軌道的最低點(diǎn)B與水平面相切，小球恰能沿圓形軌道運(yùn)動到軌道末端D，并從D點(diǎn)拋出落回到原出發(fā)點(diǎn)A處．整個裝置處于電場強(qiáng)度為E=的水平向左的勻強(qiáng)電場中，小球落地后不反彈，運(yùn)動過程中沒有空氣阻力．求：AB之間的距離和力F的大?。畢⒖即鸢福篈B之間的距離為R，力F的大小為mg．考點(diǎn)： 帶電粒子在勻強(qiáng)電場中的運(yùn)動；牛頓第二定律；平拋運(yùn)動；動能定理的應(yīng)用．專題： 帶電粒子在電場中的運(yùn)動專題．分析： 小球在D點(diǎn)，重力與電場力的合力提供向心力，由牛頓第二定律即可求出D點(diǎn)的速度，小球離開D時，速度的方向與重力、電場力的合力的方向垂直，小球做類平拋運(yùn)動，將運(yùn)動分解即可；對小球從A運(yùn)動到等效最高點(diǎn)D過程，由動能定理可求得小球受到的拉力．解答： 解：電場力F電=Eq=mg

電場力與重力的合力F合=mg，方向與水平方向成45°向左下方，小球恰能到D點(diǎn)，有：F合=解得：VD=從D點(diǎn)拋出后，只受重力與電場力，所以合為恒力，小球初速度與合力垂直，小球做類平拋運(yùn)動，以D為原點(diǎn)沿DO方向和與DO垂直的方向建立坐標(biāo)系（如圖所示）．小球沿X軸方向做勻速運(yùn)動，x=VDt

沿Y軸方向做勻加速運(yùn)動，y=at2a==所形成的軌跡方程為y=直線BA的方程為：y=﹣x+（+1）R解得軌跡與BA交點(diǎn)坐標(biāo)為（R，R）AB之間的距離LAB=R從A點(diǎn)D點(diǎn)電場力做功：W1=（1﹣）R?Eq

重力做功W2=﹣（1+）R?mg；F所做的功W3=F?R有W1+W2+W3=mVD2，有F=mg答：AB之間的距離為R，力F的大小為mg．點(diǎn)評： 本題是動能定理和向心力知識的綜合應(yīng)用，分析向心力的來源是解題的關(guān)鍵．四、計(jì)算題：本題共3小題，共計(jì)47分16.如圖所示，xOy平面內(nèi)存在著沿y軸正方向的勻強(qiáng)電場，一個質(zhì)量為m、帶電荷量為+q的粒子從坐標(biāo)原點(diǎn)O以速度為v0沿x軸正方向開始運(yùn)動．當(dāng)它經(jīng)過圖中虛線上的M（2a，a）點(diǎn)時，撤去電場，粒子繼續(xù)運(yùn)動一段時間后進(jìn)入一個矩形勻強(qiáng)磁場區(qū)域（圖中未畫出），又從虛線上的某一位置N處沿y軸負(fù)方向運(yùn)動并再次經(jīng)過M點(diǎn)．已知磁場方向垂直xOy平面（紙面）向里，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，不計(jì)粒子的重力．試求：（1）電場強(qiáng)度的大小；（2）粒子在勻強(qiáng)磁場中的運(yùn)動時間；（3）N點(diǎn)的坐標(biāo)；（4）矩形勻強(qiáng)磁場區(qū)域的最小面積．參考答案：解：粒子運(yùn)動軌跡如圖所示：（1）粒子從O到M做類平拋運(yùn)動，設(shè)時間為t，則有：2a=v0t，a=t2，解得：E=，t=；（2）設(shè)粒子運(yùn)動到M點(diǎn)時速度為v，與x方向的夾角為α，則：vy=at=t=v0，速度：v==v0，則：tanα==，解得：α=30°，由幾何知識可知，粒子轉(zhuǎn)過的圓心角：θ=360°﹣2×（90°﹣30°）=240°，粒子在磁場中的運(yùn)動時間：t=T=×=；（3）由題意知，粒子從P點(diǎn)進(jìn)入磁場，從N點(diǎn)離開磁場，粒子在磁場中以O(shè)′點(diǎn)為圓心做勻速圓周運(yùn)動，設(shè)半徑為R，由牛頓第二定律得：qvB=m，代入數(shù)據(jù)得粒子做圓周運(yùn)動的半徑為：R=由幾何關(guān)系知：β=∠PMN=30°，所以N點(diǎn)的縱坐標(biāo)為：yN=+a=+a，橫坐標(biāo)為：xN=2a，故N點(diǎn)坐標(biāo)為：（2a，+a）；（4）當(dāng)矩形磁場為圖示虛線矩形時的面積最小．則矩形的兩個邊長分別為：L1=2R=，L2=R+Rsinβ=，所以矩形磁場的最小面積為：Smin=L1L2=；答：（1）電場強(qiáng)度的大小為：；（2）粒子在勻強(qiáng)磁場中的運(yùn)動時間為：；（3）N點(diǎn)的坐標(biāo)為：（2a，+a）；（4）矩形勻強(qiáng)磁場區(qū)域的最小面積為：．【考點(diǎn)】帶電粒子在勻強(qiáng)磁場中的運(yùn)動；帶電粒子在勻強(qiáng)電場中的運(yùn)動．【專題】帶電粒子在復(fù)合場中的運(yùn)動專題．【分析】（1）帶電粒子在電場中做類平拋運(yùn)動，由平拋規(guī)律就可得到電場強(qiáng)度；（2）根據(jù)粒子做圓周運(yùn)動的周期公式求出粒子的運(yùn)動時間．（2）射出電場后做勻速直線運(yùn)動，進(jìn)入在磁場中做勻速圓周運(yùn)動，利用類平拋運(yùn)動的規(guī)從電場中射