湖南省長沙市青山橋中學(xué)2022年高三物理期末試卷含解析

湖南省長沙市青山橋中學(xué)2022年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.（單選）如圖所示，一輕繩通過一光滑定滑輪，兩端各系一質(zhì)量分別為m1和m2的物體，m1放在地面上，當(dāng)m2的質(zhì)量發(fā)生變化時，m1的加速度a的大小與m2的關(guān)系圖象大體如下圖中的()參考答案：D2.（多選）一皮帶傳送裝置如圖所示，輕彈簧一端固定，另一端連接一個質(zhì)量為m的滑塊，已知滑塊與皮帶之間存在摩擦?，F(xiàn)將滑塊輕放在皮帶上，彈簧恰好處于自然長度且軸線水平。若在彈簧從自然長度到第一次達(dá)最長的過程中，滑塊始終沒有與皮帶達(dá)到共速，則在此過程中關(guān)于滑塊的運(yùn)動以及速度和加速度變化的說法正確的是 A．滑塊一直做加速運(yùn)動 B．滑塊先做加速運(yùn)動后做減速運(yùn)動 C．速度先增大后減小，加速度先增大后減小 D．速度先增大后減小，加速度先減小后增大參考答案：BD3.（單選）為了迎接太空時代的到來，美國國會通過一項計劃：在2050年前建造成太空升降機(jī)，就是把長繩的一端擱置在地球的衛(wèi)星上，另一端系住升降機(jī)，放開繩，升降機(jī)能到達(dá)地球上，人坐在升降機(jī)里，在衛(wèi)星上通過電動機(jī)把升降機(jī)拉到衛(wèi)星上．已知地球表面的重力加速g=10m/s2，地球半徑R=6400km，地球自轉(zhuǎn)周期為24h．某宇航員在地球表面用體重計稱得體重為800N，站在升降機(jī)中，當(dāng)升降機(jī)以加速度a=10m/s2垂直地面上升，這時此人再一次用同一體重計稱得視重為850N，忽略地球公轉(zhuǎn)的影響，根據(jù)以上數(shù)據(jù)不能求出的物理量是（）A．可以求出宇航員的質(zhì)量B．可以求出升降機(jī)此時距地面的高度C．可以求出升降機(jī)此時所受萬有引力的大小D．如果把繩的一端擱置在同步衛(wèi)星上，可知繩的長度至少有多長參考答案：考點：萬有引力定律及其應(yīng)用；向心力．專題：萬有引力定律的應(yīng)用專題．分析：根據(jù)地球表面人的體重和表面重力加速度，可求出宇航員的質(zhì)量．根據(jù)牛頓第二定律求出當(dāng)時的重力加速度，根據(jù)萬有引力等于重力，得出軌道半徑，從而得出高度．要知道升降機(jī)所受的萬有引力，必須知道升降機(jī)的質(zhì)量．通過萬有引力提供向心力，求出同步衛(wèi)星的軌道半徑，從而知道繩的長度．解答：解：A、根據(jù)地球表面人的體重和表面重力加速度，可知質(zhì)量為80kg．故A正確．B、根據(jù)牛頓第二定律：N﹣mg′=ma，求出重力加速度g′．再根據(jù)萬有引力等于重力：，可求出高度h．故B正確．C、因為不知道升降機(jī)的質(zhì)量，所以求不出升降機(jī)所受的萬有引力．故C錯誤．D、根據(jù)萬有引力提供向心力：，GM=gR2，可求出同步衛(wèi)星離地面的高度，高度等于繩長．故D正確．本題選不能求出的，故選：C．點評：解決本題的關(guān)鍵掌握萬有引力提供向心力，和萬有引力等于重力．4.在勻強(qiáng)磁場內(nèi)放置一個面積為S的線框，線框平面與磁場方向垂直．若穿過線框所圍面積的磁通量為Ф，則勻強(qiáng)磁場磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小為（）A． B． C． D．參考答案：A【考點】磁通量．【分析】明確磁通量定義，知道當(dāng)B與S相互垂直時Φ=BS才能成立．【解答】解：磁感應(yīng)強(qiáng)度與線圈面積相互垂直，則Φ=BS；則可得磁感應(yīng)強(qiáng)度B=；故選：A．5.（單選題）如圖所示，質(zhì)量相等的物體A和物體B與地面間的動摩擦因數(shù)相等，在力F的作用下，一起沿水平地面向右移動x，則()A．摩擦力對A、B做功相等

B．A、B動能的增量相同C．F對A做的功與F對B做的功相等D．外力對A做的功比外力對B做的功大參考答案：B二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計16分17.(12分)如圖甲的光電門傳感器是測定瞬時速度大小的儀器．其原理是發(fā)射端發(fā)出一束很細(xì)的紅外線到接收端，當(dāng)固定在運(yùn)動物體上的一個已知寬度為d的擋光板通過光電門擋住紅外線時，和它連接的數(shù)字計時器可記下?lián)豕獾臅r間Δt，則可以求出運(yùn)動物體通過光電門時的瞬時速度大小。(1)為了減小測量瞬時速度的誤差，應(yīng)選擇寬度比較________(選填“寬”或“窄”)的擋光板。(2)如圖乙是某同學(xué)利用光電門傳感器探究小車加速度與力之間關(guān)系的實驗裝置，他將該光電門固定在水平軌道上的B點，用不同重物通過細(xì)線拉同一小車，小車每次都從同一位置A點靜止釋放．①如圖丙所示，用游標(biāo)卡尺測出擋光板的寬度d＝________mm，實驗時將小車從圖乙A點靜止釋放，由數(shù)字計時器記下?lián)豕獍逋ㄟ^光電門時擋光時間間隔Δt＝0.02s，則小車通過光電門時的瞬時速度大小為________m/s；②實驗中設(shè)小車的質(zhì)量為m1，重物的質(zhì)量為m2，則在m1與m2滿足關(guān)系式________時可近似認(rèn)為細(xì)線對小車的拉力大小與重物的重力大小相等；③測出多組重物的質(zhì)量m2和對應(yīng)擋光板通過光電門的時間Δt，并算出小車經(jīng)過光電門時的速度v，通過描點作出線性圖象，研究小車的加速度與力之間的關(guān)系．處理數(shù)據(jù)時應(yīng)作出________圖象(選填“v—m2”或“v2—m2”)；④某同學(xué)在③中作出的線性圖象不過坐標(biāo)原點，其可能的原因是__________________。參考答案：(1)窄(2)①11.400.57②m1?m2③v2－m2④小車與水平軌道間存在摩擦力7.氦原子被電離出一個核外電子,形成類氫結(jié)構(gòu)的氦離子,已知基態(tài)的一價氦離子能量為E1=-54.4eV,能級圖如圖所示,則一價氦離子第α能級En=_________eV;一個靜止的處于基態(tài)的一價氦離子被運(yùn)動的電子碰撞后又失去了一個電子,則運(yùn)動電子的動能一定大于__________eV.參考答案：8.在研究彈簧的形變與外力的關(guān)系的實驗中，將彈簧水平放置測出其自然長度，然后豎直懸掛讓其自然下垂．在其下端豎直向下施加外力F，實驗過程是在彈簧的彈性限度內(nèi)進(jìn)行的，用記錄的外力F與彈簧的形變量x作出F－x圖線如圖所示，由圖

可知彈簧的勁度系數(shù)為k=

N/m，圖線不過原點

的原因是由于______．參考答案：k=200N/m；彈簧具有重量，應(yīng)將彈簧懸掛后測量原長9.在“研究平拋物體的運(yùn)動”實驗中，某同學(xué)記錄了A、B、C三點，取A點為坐標(biāo)原點，建立了如圖所示的坐標(biāo)系。平拋軌跡上的這三點坐標(biāo)值圖中已標(biāo)出。那么小球平拋的初速度為

，小球拋出點的坐標(biāo)為

。(取)

參考答案：10.為探究力對同一個原來靜止的物體所做的功與物體獲得的速度的關(guān)系，可通過如圖所示的實驗裝置進(jìn)行：在木板上釘兩個鐵釘，將并接在一起的相同橡皮筋的兩端固定在鐵釘?shù)捻敹?，橡皮筋的中央都掛在小車前端上方的小掛鉤上，通過拉動小車使橡皮筋伸長，由靜止釋放小車，橡皮筋對小車做功，再利用打點計時器和小車后端拖動的紙帶記錄小車的運(yùn)動情況?，F(xiàn)有主要的探究步驟如下：

a．保持小車由靜止釋放的位置相同，通過改變并接在一起的相同橡皮筋的條數(shù)，使橡皮筋對小車做的功分別為W、2W、3W……；

b．由打點計時器打出的若干條紙帶分別求出小車各次運(yùn)動的最大速度……；

c．做出W—v圖象；

d．分析W—v圖象。如果W—v圖象是一條直線，表明∝v；如果不是直線，可考慮是否存在等關(guān)系。

①在實驗中，除了圖中已有的實驗器材以及交流電源、導(dǎo)線、開關(guān)以外，還需要哪種測量工具？答：

。

②對于該實驗，下列操作中屬于實驗要求的是

。（填寫選項前的序號）

A．小車每次都應(yīng)從靜止開始釋放

B．實驗中應(yīng)將平板傾斜適當(dāng)角度以平衡摩擦力

C．應(yīng)在紙帶上選取點跡間隔均勻的部分計算小車的最大速度v

D．必須測量出小車的質(zhì)量參考答案：11.如圖甲是利用激光測轉(zhuǎn)速的原理示意圖，圖中圓盤可繞固定軸轉(zhuǎn)動，盤邊緣側(cè)面上有一小段涂有很薄的反光材料．當(dāng)盤轉(zhuǎn)到某一位置時，接收器可以接收到反光涂層所反射的激光束，并將所收到的光信號轉(zhuǎn)變成電信號，在示波器顯示屏上顯示出來(如圖乙所示)．

⑴若圖乙中示波器顯示屏上橫向的每大格(5小格)對應(yīng)的時間為2.50×10－3s，則圓盤的轉(zhuǎn)速為

r/s.(保留3位有效數(shù)字)⑵若測得圓盤直徑為10.20cm，則可求得圓盤側(cè)面反光涂層的長度為

cm.(保留3位有效數(shù)字)參考答案：

90.9r/s、1.46cm12.現(xiàn)測定長金屬絲的電阻率。①某次用螺旋測微器測量金屬絲直徑結(jié)果如圖所示，其讀數(shù)是______。②利用下列器材設(shè)計一個電路，盡量準(zhǔn)確地測量一段金屬絲的電阻。這段金屬絲的電阻，約為，畫出實驗電路圖，并標(biāo)明器材代號。電源

（電動勢，內(nèi)阻約為）電流表

（量程，內(nèi)阻）電流表

（量程，內(nèi)阻約為）滑動變阻器

（最大阻值，額定電流）開關(guān)及導(dǎo)線若干③某同學(xué)設(shè)計方案正確，測量得到電流表的讀數(shù)為，電流表的讀數(shù)為，則這段金屬絲電阻的計算式______。從設(shè)計原理看，其測量值與真實值相比______（填“偏大”、“偏小”或“相等”）。參考答案：

(1).（均可）

(2).

(3).

相等【詳解】根據(jù)螺旋測微器的讀數(shù)法則可知讀數(shù)為因該實驗沒有電壓表，電流表A1的內(nèi)阻已知，故用A1表當(dāng)電壓表使用，為了調(diào)節(jié)范圍大，應(yīng)用分壓式滑動變阻器的接法，則點如圖如圖由電路圖可知流過電流為，電阻兩端的電壓為，因此電阻該實驗的電流為真實電流，電壓也為真實電壓，因此測得值和真實值相等

13.有A、B兩球在光滑水平面上沿著一條直線運(yùn)動，它們發(fā)生碰撞后粘在一起，已知碰前兩球的動量分別為PA=20kg·m/s和PB=15kg·m/s，碰撞后B球的動量改變了ΔPB=－10kg·m/s，則碰撞后A球的動量為PA′=__________kg·m/s，碰撞前兩球的速度大小之比vA∶vB=__________。參考答案：30，三、實驗題：本題共2小題，每小題11分，共計22分14.在“驗證力的平行四邊形定則”的實驗中，甲同學(xué)用兩只彈簧秤

分別勾住細(xì)繩套，互成角度地拉橡皮條，使它伸長到某一位置O，此時，他必須記錄的是

(填寫字母代號)。

A．O點的位置

B．兩只彈簧秤的讀數(shù)

C．兩條細(xì)繩套之間的夾角

D．兩條細(xì)繩套的方向

E．橡皮條的伸長長度乙同學(xué)根據(jù)實驗的記錄，在圖9中作出了兩彈簧秤的拉力F1、F2的圖示，請你幫他作出F1、F2的合力，并測出合力F的大小是

N(結(jié)果保留兩位小數(shù)，小方格的邊長表示1.0N)參考答案：見解析15.我國于2012年10月25日在西昌成功發(fā)射第16顆北斗導(dǎo)航衛(wèi)星，這是二代北斗導(dǎo)航工程的最后一顆衛(wèi)星．這次發(fā)射的北斗導(dǎo)航衛(wèi)星是一顆地球同步衛(wèi)星，如圖所示，若第16顆北斗導(dǎo)航衛(wèi)星先沿橢圓軌道1飛行，后在遠(yuǎn)地點P處點火加速，由橢圓軌道1變成地球同步圓軌道2．下列說法正確的是（）A．衛(wèi)星在軌道2運(yùn)行時的速度大于7.9km/sB．衛(wèi)星沿軌道2運(yùn)動的過程中，衛(wèi)星中的儀器處于失重狀態(tài)C．衛(wèi)星沿軌道2運(yùn)動的過程中，有可能經(jīng)過北京的正上空D．衛(wèi)星經(jīng)過軌道1上的P點和軌道2上的P點的加速度大小相等參考答案：

考點：人造衛(wèi)星的加速度、周期和軌道的關(guān)系．專題：萬有引力定律的應(yīng)用專題．分析：衛(wèi)星在圓軌道上運(yùn)動時，處于完全失重狀態(tài)，軌道2是同步衛(wèi)星的軌道，軌道上運(yùn)動的周期與地球的自轉(zhuǎn)周期相等，根據(jù)萬有引力提供向心力，得出線速度與軌道半徑的關(guān)系，從而比較出在軌道2上運(yùn)行的線速度與第一宇宙速度的關(guān)系．根據(jù)萬有引力的大小，通過牛頓第二定律比較加速度的大?。獯穑航猓篈、根據(jù)地球的萬有引力提供向心力得=v==，知軌道半徑越大，線速度越小，第一宇宙速度的軌道半徑為地球的半徑，半徑最小，則線速度最大．故A錯誤．B、衛(wèi)星沿軌道2運(yùn)動的過程中只受重力作用，處于失重狀態(tài)．故B正確；C、同步衛(wèi)星運(yùn)行軌道為位于地球赤道平面上圓形軌道，所以不可能經(jīng)過北京的上空，故C錯誤．D、根據(jù)牛頓第二定律得a=，衛(wèi)星在軌道1上經(jīng)過P點的加速度等于它在軌道2上經(jīng)過P點的加速度，故D正確；故選：BD．點評：解決本題的關(guān)鍵掌握同步衛(wèi)星的特點，以及掌握萬有引力提供向心力這一理論，并能靈活運(yùn)用．四、計算題：本題共3小題，共計47分16.如圖所示，兩根等高光滑的圓弧軌道，半徑為r、間距為L，軌道電阻不計．在軌道頂端連有一阻值為R的電阻，整個裝置處在一豎直向上的勻強(qiáng)磁場中，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B.現(xiàn)有一根長度稍大于L、質(zhì)量為m、電阻不計的金屬棒從軌道的頂端ab處由靜止開始下滑，到達(dá)軌道底端cd時受到軌道的支持力為2mg．整個過程中金屬棒與導(dǎo)軌電接觸良好，求：（1）棒到達(dá)最低點時的速度大小和通過電阻R的電流．（2）棒從ab下滑到cd過程中回路中產(chǎn)生的焦耳熱和通過R的電荷量．（3）若棒在拉力作用下，從cd開始以速度v0向右沿軌道做勻速圓周運(yùn)動，則在到達(dá)ab的過程中拉力做的功為多少？參考答案：解：（1）到達(dá)最低點時，設(shè)棒的速度為v，產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為E，感應(yīng)電流為I，則 （2分）

（1分）

（1分）解得

（2分）（2）設(shè)產(chǎn)生的焦耳熱為Q，由能量守恒定律有 （2分）解得

（1分）設(shè)產(chǎn)生的平均感應(yīng)電動勢為，平均感應(yīng)電流為，通過R的電荷量為q，則

（1分）解得

（1分）（3）金屬棒在運(yùn)動過程中水平方向的分速度

金