2022年湖南省益陽市沅江白沙中學(xué)高三物理期末試卷含解析

2022年湖南省益陽市沅江白沙中學(xué)高三物理期末試卷含解析一、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.氧氣鋼瓶充氣后壓強(qiáng)高于外界大氣壓。假設(shè)氧焊時，氧氣從管口緩慢流出時，瓶內(nèi)外溫度始終相等且保持不變，氧氣分子之間的相互作用不計。則在氧焊過程中瓶內(nèi)氧氣

A．分子總數(shù)減少，內(nèi)能不變

B．密度減小，分子平均動能增大

C．吸收熱量，對外做功

D．單位時間內(nèi)分子對氧氣瓶單位面積的碰撞次數(shù)增加參考答案：C2.（單選）一列波速為2.0m/s，沿x軸正向傳播的簡諧機(jī)械橫波某時刻的波形圖如圖所示，P為介質(zhì)中的一個質(zhì)點(diǎn)．關(guān)于這列機(jī)械波，下列說法中正確的是（）A．該機(jī)械波的振幅為0.2mB．該機(jī)械波的波長為10mC．從此時刻起再經(jīng)過10s，質(zhì)點(diǎn)P通過的路程為0.8mD．此時刻質(zhì)點(diǎn)P的加速度方向與速度方向相同參考答案：解：A、由圖可知，機(jī)械波的波長為10m，振幅為0.2m，故A、B正確．C、機(jī)械波的周期T=，則經(jīng)過10s，即2個周期，質(zhì)點(diǎn)P的路程s=8A=8×0.2m=1.6m，故C錯誤．D、此時P質(zhì)點(diǎn)處于上坡，則速度方向向下，而加速度方向向下，可知加速度方向與速度方向相同，故D正確．故選：ABD．3.（單選）如圖所示，A、B兩木塊放在水平面上，它們之間用細(xì)線相連，兩次連接情況中細(xì)線傾斜方向不同但傾角一樣，兩木塊與水平面間的動摩擦因數(shù)相同.先后用水平力F1和F2拉著A、B一起勻速運(yùn)動，則

(D)A．F1＜F2

B．F1＞F2C．FT1＞FT2

D．FT1＜FT2參考答案：D4.（多選）在雜技表演中，猴子沿豎直桿向上做初速度為零、加速度為a的勻加速運(yùn)動，同時人頂著直桿以速度水平勻速移動，經(jīng)過時間t，猴子沿桿向上移動的高度為，人頂桿沿水平地面移動的距離為x，如圖所示。關(guān)于猴子的運(yùn)動情況，下列說法中正確的是A．相對地面的運(yùn)動軌跡為直線 B．相對地面做勻加速曲線運(yùn)動C．t時刻猴子對地速度的大小為D．t時間內(nèi)猴子對地的位移大小為參考答案：【知識點(diǎn)】運(yùn)動的合成和分解．D1【答案解析】BD解析：A、猴子在水平方向上做勻速直線運(yùn)動，在豎直方向上做初速度為0的勻加速直線運(yùn)動，根據(jù)運(yùn)動的合成，知合速度與合加速度不在同一條直線上，所以猴子運(yùn)動的軌跡為曲線．故A錯誤．B、猴子在水平方向上的加速度為0，在豎直方向上有恒定的加速度，根據(jù)運(yùn)動的合成，知猴子做曲線運(yùn)動的加速度不變，做勻變速曲線運(yùn)動．故B正確．C、t時刻猴子在水平方向上的速度為v0，和豎直方向上的分速度為at，所以合速度v=．故C錯誤．D、在t時間內(nèi)猴子在水平方向和豎直方向上的位移分別為x和h，根據(jù)運(yùn)動的合成，知合位移s=．故D正確．故選：BD．【思路點(diǎn)撥】A、猴子參與了水平方向上的勻速直線運(yùn)動和豎直方向上的勻加速直線運(yùn)動，通過運(yùn)動的合成，判斷猴子相對于地面的運(yùn)動軌跡以及運(yùn)動情況．C、求出t時刻猴子在水平方向和豎直方向上的分速度，根據(jù)平行四邊形定則，求出猴子相對于地面的速度，即合速度．D、分別求出猴子在t時間內(nèi)水平方向和豎直方向上的位移，根據(jù)平行四邊形定則，求出猴子的合位移．解決本題的關(guān)鍵知道猴子參與了水平方向上的勻速直線運(yùn)動和豎直方向上的勻加速直線運(yùn)動，會運(yùn)用運(yùn)動的合成分析物體的運(yùn)動軌跡和運(yùn)動情況．5.（單選）木塊A、B分別重50N和70N，它們與水平地面之間的動摩擦因數(shù)均為0.2，與A、B相連接的輕彈簧被壓縮了5cm，系統(tǒng)置于水平地面上靜止不動．已知彈簧的勁度系數(shù)為100N/m．用F=7N的水平力作用在木塊A上，如圖所示，力F作用后（）A．木塊A所受摩擦力大小是10NB．木塊A所受摩擦力大小是2NC．彈簧的彈力是12ND．木塊B所受摩擦力大小為12N參考答案：考點(diǎn)：共點(diǎn)力平衡的條件及其應(yīng)用；力的合成與分解的運(yùn)用；胡克定律．專題：共點(diǎn)力作用下物體平衡專題．分析：對木塊A和B分別受力分析，然后結(jié)合共點(diǎn)力平衡條件進(jìn)行分析處理即可．解答：解：A、B、沒有推力F時，彈簧壓縮了5cm，根據(jù)胡克定律，彈簧彈力為：F彈=kx=100N/m×0.05m=5N；對木塊A受力分析，受到重力、支持力、彈簧彈力和地面的靜摩擦力，根據(jù)二力平衡條件，有：fA=F彈=5N對木塊施加向右的推力F后，推力F和彈簧彈力F彈的合力為2N，向右，故地面對A有向左的2N的靜摩擦力，故A錯誤，B正確；C、施加推力F后，由于A靜止不動，故彈簧壓縮量不變，故彈簧彈力不變，仍為5N，故C錯誤；D、對木塊B受力分析，受到重力、支持力、彈簧向右的彈力和地面向左的靜摩擦力，根據(jù)二力平衡，地面對木塊B的靜摩擦力等于5N，向左，故D錯誤；故選B．點(diǎn)評：靜摩擦力隨著外力的變化而變化，但有一個最大值，對物體受力分析，結(jié)合平衡條件計算出摩擦力．二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計16分6.如圖所示為阿特武德機(jī)的示意圖，它是早期測量重力加速度的器械，由英國數(shù)學(xué)家和物理學(xué)家阿特武德于1784年制成。他將質(zhì)量同為M的重物用繩連接后，放在光滑的輕質(zhì)滑輪上，處于靜止?fàn)顟B(tài)。再在一個重物上附加一質(zhì)量為m的小重物，這時，由于小重物的重力而使系統(tǒng)做初速度為零的緩慢加速運(yùn)動。（1）所產(chǎn)生的微小加速度可表示為

。（2）某同學(xué)利用秒表和刻度尺測出重物M下落的時間t和高度h，則重力加速度的表達(dá)式為：

。參考答案：

，(2)。7.某探究性小組用如圖所示的裝置研究彈簧的彈性勢能Ep跟彈簧的形變量x之間的關(guān)系：在實(shí)驗桌的邊緣固定一光滑凹槽（如圖），凹槽中放一輕質(zhì)彈簧，彈簧的左端固定，右端與小球接觸．當(dāng)彈簧處于自然長度時，小球恰好在凹槽的邊緣．讓小球向左壓縮彈簧一段距離后由靜止釋放，使小球沿水平方向射出凹槽，小球在空中飛行后落到水平地面．（1）若用天平、刻度尺測量，計算出小球從凹槽射出瞬間的動能，則除了測量小球的質(zhì)量外，還須測量的物理量有：

.（2）因為小球從凹槽射出時，由于某些偶然因素的影響，即使將彈簧壓縮同樣的長度，小球射出的水平距離S也會稍有不同．為了準(zhǔn)確測出S，某同學(xué)欲用小球?qū)椈?0次壓縮到同一個長度，記錄下小球這10次拋出的落點(diǎn)的痕跡，則需使用

等實(shí)驗器材才能完成相應(yīng)的記錄；考查考生運(yùn)用平拋、及動量守恒實(shí)驗中所用的方法解決新的實(shí)際問題的創(chuàng)新實(shí)踐能力。在高考中很有可能不會原原本本地考查動量守恒的實(shí)驗，但該實(shí)驗中所用的實(shí)驗方法則有可能遷移到其他實(shí)驗中，與其他實(shí)驗揉合在一起來考查。參考答案：（1）凹槽出口處與水平面的高度，小球拋出的水平距離；（2）白紙、復(fù)寫紙。8.如圖所示，在一個質(zhì)量為M、橫截面積為S的圓柱形導(dǎo)熱氣缸中，用活塞封閉了一部分空氣，氣體的體積為，活塞與氣缸壁間密封且光滑，一彈簧秤連接在活塞上，將整個氣缸懸吊在天花板上．當(dāng)外界氣溫升高（大氣壓保持為）時，則彈簧秤的示數(shù)

▲

（填“變大”、“變小”或“不變”），如在該過程中氣體從外界吸收的熱量為，且氣體的體積的變化量為，則氣體的內(nèi)能增加量為

▲

．參考答案：不變

（2分）

9.如圖所示，把一根條形磁鐵從同樣高度插到線圈中同樣的位置處，第一次快插，第二次慢插，兩情況下線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢的大小關(guān)系是E1____E2；通過線圈截面電量的大小關(guān)系是ql____q2。（填大于，小于，等于）參考答案：10.如圖所示，AB是一根裸導(dǎo)線，單位長度的電阻為R0，一部分彎曲成半徑為r0的圓圈，圓圈導(dǎo)線相交處導(dǎo)電接觸良好。圓圈所在區(qū)域有與圓圈平面垂直的均勻磁場，磁感強(qiáng)度為B。導(dǎo)線一端B點(diǎn)固定，A端在沿BA方向的恒力F作用下向右緩慢移動，從而使圓圈緩慢縮小。設(shè)在圓圈縮小過程中始終保持圓的形狀，導(dǎo)體回路是柔軟的，在此過程中F所作功全部變?yōu)?/p>

，此圓圈從初始的半徑r0到完全消失所需時間T為

。參考答案：感應(yīng)電流產(chǎn)生的焦耳熱，11.以初速度v做平拋運(yùn)動的物體，重力在第1s末和第2s末的功率之比為，重力在第1s內(nèi)和第2s內(nèi)的平均功率之比為，則:=

。參考答案：12.．一質(zhì)量為m的小球與一勁度系數(shù)為k的彈簧相連組成一體系，置于光滑水平桌面上，彈簧的另一端與固定墻面相連，小球做一維自由振動。試問在一沿此彈簧長度方向以速度u作勻速運(yùn)動的參考系里觀察，此體系的機(jī)械能是否守恒，并說明理由。

。參考答案：1.否．原因是墻壁對于該體系而言是外界，墻壁對彈簧有作用力，在運(yùn)動參考系里此力的作用點(diǎn)有位移，因而要對體系做功，從而會改變這一體系的機(jī)械能．13.圖1為驗證牛頓第二定律的實(shí)驗裝置示意圖。圖中打點(diǎn)計時器的電源為50Hz的交流電源，打點(diǎn)的時間間隔用Δt表示。在小車質(zhì)量未知的情況下，某同學(xué)設(shè)計了一種方法用來研究“在外力一定的條件下，物體的加速度與其質(zhì)量間的關(guān)系”。（1）完成下列實(shí)驗步驟中的填空：①平衡小車所受的阻力：小吊盤中不放物塊，調(diào)整木板右端的高度，用手輕撥小車，直到打點(diǎn)計時器打出一系列________的點(diǎn)。②按住小車，在小吊盤中放入適當(dāng)質(zhì)量的物塊，在小車中放入砝碼。③打開打點(diǎn)計時器電源，釋放小車，獲得帶有點(diǎn)列的紙帶，在紙帶上標(biāo)出小車中砝碼的質(zhì)量m。④按住小車，改變小車中砝碼的質(zhì)量，重復(fù)步驟③。⑤在每條紙帶上清晰的部分，每5個間隔標(biāo)注一個計數(shù)點(diǎn)。測量相鄰計數(shù)點(diǎn)的間距s1，s2，…。求出與不同m相對應(yīng)的加速度a。⑥以砝碼的質(zhì)量m為橫坐標(biāo)為縱坐標(biāo)，在坐標(biāo)紙上做出關(guān)系圖線。若加速度與小車和砝碼的總質(zhì)量成反比，則與m處應(yīng)成_________關(guān)系（填“線性”或“非線性”）。（2）完成下列填空：①本實(shí)驗中，為了保證在改變小車中砝碼的質(zhì)量時，小車所受的拉力近似不變，小吊盤和盤中物塊的質(zhì)量之和應(yīng)滿足的條件是_______________________。②設(shè)紙帶上三個相鄰計數(shù)點(diǎn)的間距為s1、s2、s3。a可用s1、s3和Δt表示為a=__________。圖2為用米尺測量某一紙帶上的s1、s3的情況，由圖可讀出s1=__________mm，s3=__________。由此求得加速度的大小a=__________m/s2。③圖3為所得實(shí)驗圖線的示意圖。設(shè)圖中直線的斜率為k，在縱軸上的截距為b，若牛頓定律成立，則小車受到的拉力為___________，小車的質(zhì)量為___________。參考答案：三、簡答題：本題共2小題，每小題11分，共計22分14.（8分）在衰變中常伴有一種稱為“中微子”的粒子放出。中微子的性質(zhì)十分特別，因此在實(shí)驗中很難探測。1953年，萊尼斯和柯文建造了一個由大水槽和探測器組成的實(shí)驗系統(tǒng)，利用中微子與水中的核反應(yīng)，間接地證實(shí)了中微子的存在。（1）中微子與水中的發(fā)生核反應(yīng)，產(chǎn)生中子（）和正電子（），即中微子+→+，可以判定，中微子的質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)分別是

。（填寫選項前的字母）

A.0和0

B.0和1

C.1和0

D.1和1（2）上述核反應(yīng)產(chǎn)生的正電子與水中的電子相遇，與電子形成幾乎靜止的整體后，可以轉(zhuǎn)變?yōu)閮蓚€光子（），即+2

已知正電子和電子的質(zhì)量都為9.1×10-31㎏，反應(yīng)中產(chǎn)生的每個光子的能量約為

J.正電子與電子相遇不可能只轉(zhuǎn)變?yōu)橐粋€光子，原因是

。參考答案：（1）A；(2)；遵循動量守恒解析：（1）發(fā)生核反應(yīng)前后，粒子的質(zhì)量數(shù)和核電荷數(shù)均不變，據(jù)此可知中微子的質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)分都是0，A項正確。（2）產(chǎn)生的能量是由于質(zhì)量虧損。兩個電子轉(zhuǎn)變?yōu)閮蓚€光子之后，質(zhì)量變?yōu)榱?，由，故一個光子的能量為，帶入數(shù)據(jù)得=J。正電子與水中的電子相遇，與電子形成幾乎靜止的整體，故系統(tǒng)總動量為零，故如果只產(chǎn)生一個光子是不可能的，因為此過程遵循動量守恒。15.（2014?宿遷三模）學(xué)校科技節(jié)上，同學(xué)發(fā)明了一個用彈簧槍擊打目標(biāo)的裝置，原理如圖甲，AC段是水平放置的同一木板；CD段是豎直放置的光滑半圓弧軌道，圓心為O，半徑R=0.2m；MN是與O點(diǎn)處在同一水平面的平臺；彈簧的左端固定，右端放一可視為質(zhì)點(diǎn)、質(zhì)量m=0.05kg的彈珠P，它緊貼在彈簧的原長處B點(diǎn)；對彈珠P施加一水平外力F，緩慢壓縮彈簧，在這一過程中，所用外力F與彈簧壓縮量x的關(guān)系如圖乙所示．已知BC段長L=1.2m，EO間的距離s=0.8m．計算時g取10m/s2，滑動摩擦力等于最大靜摩擦力．壓縮彈簧釋放彈珠P后，求：（1）彈珠P通過D點(diǎn)時的最小速度vD；（2）彈珠P能準(zhǔn)確擊中平臺MN上的目標(biāo)E點(diǎn)，它通過C點(diǎn)時的速度vc；（3）當(dāng)緩慢壓縮彈簧到壓縮量為x0時所用的外力為8.3N，釋放后彈珠P能準(zhǔn)確擊中平臺MN上的目標(biāo)E點(diǎn)，求壓縮量x0．參考答案：（1）彈珠P通過D點(diǎn)時的最小速度為；（2）通過C點(diǎn)時的速度為m/s；（3）壓縮量為0.18m．考點(diǎn)： 動能定理的應(yīng)用；機(jī)械能守恒定律．專題： 動能定理的應(yīng)用專題．分析： （1）根據(jù)D點(diǎn)所受彈力為零，通過牛頓第二定律求出D點(diǎn)的最小速度；（2）根據(jù)平拋運(yùn)動的規(guī)律求出D點(diǎn)的速度，通過機(jī)械能守恒定律求出通過C點(diǎn)的速度．（3）當(dāng)外力為0.1N時，壓縮量為零，知摩擦力大小為0.1N，對B的壓縮位置到C點(diǎn)的過程運(yùn)用動能定理求出彈簧的壓縮量．解答： 解：（1）當(dāng)彈珠做圓周運(yùn)動到D點(diǎn)且只受重力時速度最小，根據(jù)牛頓第二定律有：mg=解得．v==m/s（2）彈珠從D點(diǎn)到E點(diǎn)做平拋運(yùn)動，設(shè)此時它通過D點(diǎn)的速度為v，則s=vtR=gt從C點(diǎn)到D點(diǎn)，彈珠機(jī)械能守恒，有：聯(lián)立解得v=代入數(shù)據(jù)得，V=2m/s（3）由圖乙知彈珠受到的摩擦力f=0.1N，根據(jù)動能定理得，且F1=0.1N，F(xiàn)2=8.3N．得x=代入數(shù)據(jù)解得x0=0.18m．答：（1）彈珠P通過D點(diǎn)時的最小速度為；（2）通過C點(diǎn)時的速度為m/s；（3）壓縮量為0.18m．點(diǎn)評： 本題考查了動能定理、機(jī)械能守恒定律、牛頓第二定律的綜合，涉及到圓周運(yùn)動和平拋運(yùn)動，知道圓周運(yùn)動向心力的來源，以及平拋運(yùn)動在豎直方向和水平方向上的運(yùn)動規(guī)律是解決本題的關(guān)鍵．四、計算題：本題共3小題，共計47分16.如圖所示，圓形勻強(qiáng)磁場半徑R=4cm，磁感應(yīng)強(qiáng)度B2=10﹣2T，方向垂直紙面向外，其上方有一對水平放置的平行金屬板M、N，間距為d=2cm，N板中央開有小孔S．小孔位于圓心O的正上方，S與O的連線交磁場邊界于A．=2cm，兩金屬板通過導(dǎo)線與寬度為L1=0.5m的金屬導(dǎo)軌相連，導(dǎo)軌處在垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場中，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B1=1T．有一長為L2=1m的導(dǎo)體棒放在導(dǎo)軌上，導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌接觸良好且始終與導(dǎo)軌垂直．現(xiàn)對導(dǎo)體棒施一力F，使導(dǎo)體棒以v1=8m/s勻速向右運(yùn)動．有一比荷=5×107C/kg的粒子（不計重力）從M板處由靜止釋放，經(jīng)過小孔S，沿SA進(jìn)入圓形磁場，求：（1）導(dǎo)體棒兩端的電壓；（2）M、N之間場強(qiáng)的大小和方向；（3）粒子在離開磁場前運(yùn)動的總時間（計算時取π=3）．參考答案：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．版權(quán)所有專題： 帶電粒子在復(fù)合場中的運(yùn)動專題．分析： （1）根據(jù)公式E=BLv求出導(dǎo)體棒兩端的電壓；（2）結(jié)合上題的結(jié)果求出M、N之間的電壓，根據(jù)勻強(qiáng)電場的電場強(qiáng)度公式E=，求出M、N之間場強(qiáng)的大小和方向；（3）帶電粒子在電場中加速，再在磁場中偏轉(zhuǎn)，根據(jù)牛頓第二定律和運(yùn)動學(xué)公式求出在電場中運(yùn)動的時間．根據(jù)帶電粒子在磁場中運(yùn)動的周期公式和圓心角的大小，求出粒子在磁場中的運(yùn)動的時間，從而得出離子在磁場中運(yùn)動的總時間．解答： 解：（1）導(dǎo)體棒兩端的電壓為：U1=E2=B2L2v1=1×1×8V=8V．

（2）M、N之間的電壓為：U2=E2=B2L1v1=1×0.5×8V=4V．M、N之間的場強(qiáng)大小E===200V/m，方向豎直向下．

（3）粒子在MN間加速運(yùn)動的過程，有：a==5×107×200=1×1010m/s2；由d=a得：t1==s=2×10﹣6s，粒子離開電場時的速度為：v=at1=1×1010×2×10﹣6=2×104m/s，粒子在SA段運(yùn)動的時間為：t2===1×10﹣6s，粒子在勻強(qiáng)磁場中做勻速圓周運(yùn)動．有：qvB1=m，解得：r==m=0.04m=4cm，則知得：r=d設(shè)粒子在磁場軌跡對應(yīng)的圓心角為θ，則由幾何知識得：θ=90°則粒子在磁場中運(yùn)動的時間為：t3=T=?=×s=3×10﹣6s，故粒子在離開磁場前運(yùn)動的總時間t=t1+t2+t3=（2+1+3）×10﹣6s=6×10﹣6s．答：（1）導(dǎo)體棒兩端的電壓是8V；（2）M、N之間的電場強(qiáng)度的大小200V/m，方向豎直向下；（3）粒子在離開磁場前運(yùn)動的總時間是6×10﹣6s．點(diǎn)評： 解決本題的關(guān)鍵掌握法拉第電磁感應(yīng)定律，掌握帶電粒子在勻強(qiáng)磁場中運(yùn)動的半徑公式和周期公式，結(jié)合幾何關(guān)系進(jìn)行求解．17.如圖，兩板間有互相垂直的向下的勻強(qiáng)電場和垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場，強(qiáng)度分別為E=l.5×104N/C和B=0.1T，極板長L=×10-1m，兩極板右端緊靠著一豎直的邊界，邊界右側(cè)有足夠大的垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度也等于0.1T?，F(xiàn)有電