廣東省深圳市明德實驗學校2022年高三物理上學期期末試題含解析

廣東省深圳市明德實驗學校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）如圖所示，在固定傾斜光滑桿上套有一個質(zhì)量為m的圓環(huán)，桿與水平方向的夾角α=30°，圓環(huán)與豎直放置的輕質(zhì)彈簧上端相連，彈簧的另一端固定在地面上的A點，彈簧處于原長h．讓圓環(huán)沿桿由靜止滑下，滑到桿的底端時速度恰為零．則在圓環(huán)下滑過程中（）A．圓環(huán)和地球組成的系統(tǒng)機械能守恒B．當彈簧垂直于光滑桿時圓環(huán)的動能最大C．彈簧的最大彈性勢能為mghD．彈簧轉(zhuǎn)過60°角時，圓環(huán)的動能為參考答案：考點：機械能守恒定律．專題：機械能守恒定律應(yīng)用專題．分析：分析圓環(huán)沿桿下滑的過程的受力和做功情況，只有重力彈簧的拉力做功，所以圓環(huán)機械能不守恒，但是系統(tǒng)的機械能守恒；沿桿方向合力為零的時刻，圓環(huán)的速度最大；當圓環(huán)的速度變?yōu)榱銜r，彈簧的形變量最大，此時彈性勢能最大；根據(jù)動能定理可以求出彈簧轉(zhuǎn)過60°角時，圓環(huán)的動能的大?。獯穑航猓篈、圓環(huán)沿桿滑下，滑到桿的底端的過程中有兩個力對圓環(huán)做功，即環(huán)的重力和彈簧的拉力；所以圓環(huán)的機械能不守恒，如果把圓環(huán)和彈簧組成的系統(tǒng)作為研究對象，則系統(tǒng)的機械能守恒，故A選項錯誤；B、當圓環(huán)沿桿的加速度為零時，其速度最大，動能最大，此時彈簧處于伸長狀態(tài)，給圓環(huán)一個斜向上的拉力，故B錯誤；C、根據(jù)功能關(guān)系可知，當圓環(huán)滑到最底端時其速度為零，重力勢能全部轉(zhuǎn)化為彈性勢能，此時彈性勢能最大，等于重力勢能的減小量即為mgh，故C選項正確；D、彈簧轉(zhuǎn)過60°角時，此時彈簧仍為原長，以圓環(huán)為研究對象，利用動能定理得：，故D正確．故選：CD．點評：對物理過程進行受力、運動、做功分析，是解決問題的根本方法．這是一道考查系統(tǒng)機械能守恒的基礎(chǔ)好題．2.如圖所示，一根輕桿兩端有小球a、b，它們的質(zhì)量分別是m和2m，桿可繞中心點O自由轉(zhuǎn)動，使桿由水平位置無初速度釋放，桿轉(zhuǎn)至豎直位置的過程中A.b球的重力勢能減少，動能增加，機械能守恒B.桿對a球做正功C.桿對b球做正功D.整個系統(tǒng)的機械能守恒參考答案：試題分析：桿由水平位置無初速度釋放，桿轉(zhuǎn)至豎直位置的過程中，a、b系統(tǒng)機械能守恒，D正確；a的機械能增加，則b的機械能減小，A錯誤；a的機械能增加，b的機械能減小，則桿對a球做正功，桿對b球做負功，B正確C錯誤。考點：機械能守恒定律。3.（單選）如圖所示是“跑步機”示意圖，質(zhì)量為m的運動員踩在與水平面成a角的靜止皮帶上，運動員用力向后蹬皮帶，皮帶運動過程中

受到的阻力恒為f．在皮帶以速度v勻速向后運動的過程中，下列說法中正確的是

A．人腳對皮帶的摩擦力平行于皮帶斜向上

B．人對皮帶不做功

C．人對皮帶做功的功率為fv

D．人對皮帶做功的功率為mgv參考答案：C4.（單選）如圖所示，a、b、c、d是某勻強電場中的四個點，它們正好是一個矩形的四個頂點，ab=cd=L，ad=bc=2L，電場線與矩形所在平面平行．已知點a電勢為20V，b點電勢為24V，d點電勢為12V．一個質(zhì)子從b點以v0的速度射入此電場，入射方向與bc成45°，一段時間后經(jīng)過c點．不計質(zhì)子的重力．下列判斷正確的是（）A．c點電勢高于a點電勢B．強場的方向由b指向dC．質(zhì)子從b運動到c所用的時間為D．質(zhì)子從b運動到c，電場力做功為4eV參考答案：解：A、B連接bd，bd兩點的電勢差為24V﹣12V=12V；ad兩點的電勢差為20V﹣12V=8V；因，故將bd分成3份，每一份表示4V，如圖所示，e點的電勢一定為20V，連接ae即為等勢線，f的電勢為16V，連接fc，由幾何知識得知，fc∥ae，則知c的電勢是16V，故a點電勢高于c點的電勢，故A錯誤；C、由于，則根據(jù)幾何知識得知，∠bed=45°，因為電場線與等勢線ae垂直，所以場強的方向與ab的夾角為45°，質(zhì)子從b運動到c時做類平拋運動，沿初速度v0方向做勻速直線運動，則運動時間為t==．故C正確；D、若質(zhì)子由b到c，因bc間的電勢差為24V﹣16V=8V，則電場力做功W=Ue=8ev；故D錯誤．故選C5.（單選）已知河水的流速為v1，小船在靜水中的速度為v2，且v2>v1，圖中用小箭頭表示小船及船頭的指向，則能正確反映小船在最短時間內(nèi)渡河、最短位移渡河的情景圖示依次是（）A．①②

B．①⑤

C．④⑤

D．②③參考答案：C最短時間過河船身應(yīng)垂直岸，對地軌跡應(yīng)斜向下游。④對；最短路程過河船身應(yīng)斜向上游，而船相對岸的軌跡是垂直岸，⑤對，所以選C。二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計16分6.地球半徑為R，衛(wèi)星A、B均環(huán)繞地球做勻速圓周運動，其中衛(wèi)星A以第一宇宙速度環(huán)繞地球運動，衛(wèi)星B的環(huán)繞半徑為4R，則衛(wèi)星A與衛(wèi)星B的速度大小之比為________；周期之比為________。參考答案：2∶1；1∶8 7.A．質(zhì)量為M的物塊靜止在光滑水平桌面上，質(zhì)量為m的子彈以水平速度v0射入物塊后，以水平速度2v0/3射出。則物塊的速度為＿＿＿＿，此過程中損失的機械能為＿＿＿＿。參考答案：

mv02-m2v02。由動量守恒定律，mv0=m·2v0/3+Mv，解得v=.由能量守恒定律，此過程中損失的機械能為△E=mv02-m·(2v0/3)2+Mv2=mv02-m2v02。8.如圖所示，質(zhì)量分別為mA、mB的兩物塊A、B，疊放在一起，共同沿傾角為的斜面勻速下滑，斜面體放在水平地面上，且處于靜止狀態(tài)。則B與斜面間動摩擦因數(shù)

，A所受滑動摩擦力大小為

參考答案：9.某同學做“探究加速度與力、質(zhì)量關(guān)系”的實驗。如圖甲所示是該同學探究小車加速度與力的關(guān)系的實驗裝置，他將光電門固定在水平軌道上的B點，用不同重物通過細線拉同一小車，每次小車都從同一位置A由靜止釋放．

（1）實驗中可近似認為細線對小車的拉力與重物重力大小相等，則重物的質(zhì)量m與小車的質(zhì)量M間應(yīng)滿足的關(guān)系為

；（2）若用游標卡尺測出光電門遮光條的寬度d如圖乙所示，則d=

cm；實驗時將小車從圖示位置由靜止釋放，由數(shù)字計時器讀出遮光條通過光電門的時間?t，則小車經(jīng)過光電門時的速度為

（用字母表示）；（3）測出多組重物的質(zhì)量m和對應(yīng)遮光條通過光電門的時間Δt，并算出相應(yīng)小車經(jīng)過光電門時的速度v，通過描點作出v2—m線性圖象(如圖丙所示)，從圖線得到的結(jié)論是：在小車質(zhì)量一定時，_________________________________。（4）某同學在作出的v2—m線性圖象不通過坐標原點,開始實驗前他應(yīng)采取的做法是(

)A．將不帶滑輪的木板一端適當墊高，使小車在鉤碼拉動下恰好做勻速運動B．將不帶滑輪的木板一端適當墊高，使小車在鉤碼拉動下恰好做勻加速運動C．將不帶滑輪的木板一端適當墊高，在不掛鉤碼的情況下使小車恰好做勻速運動D．將不帶滑輪的木板一端適當墊高，在不掛鉤碼的情況下使小車恰好做勻加速運動參考答案：（1）m＜＜M（2）1.050

（3）加速度與合外力成正比（4）C

10.某實驗小組在做驗證力的平行四邊形定則實驗時，選用如下器材:釘有白紙的方木板、細繩及繩套、一根橡皮筋、直尺、兩個彈簧測力計(1)下列實驗要求中，不正確的是___________A.彈簧測力計使用前要校零B拉細線方向應(yīng)與木板板面平行C.用一個力拉橡皮筋與用兩個力拉橡皮筋時，只需將橡皮筋拉到同一長度(2)某同學將兩個彈簧掛鉤互掛對拉時，發(fā)現(xiàn)測力計示數(shù)不相同，在沒有其他彈簧測力計可選的情況下，如果使用了其中一個示數(shù)偏大的測力計完成實驗，對本實驗是否有影響____(填“有”、“無”＂)。參考答案：

(1).C

(2).無【詳解】（1）A.彈簧測力計實驗前要教零，故A正確；B.在使用彈簧秤時要注意使彈簧秤與木板平面平行，故B正確；C.兩次拉橡皮筋時，需將橡皮筋結(jié)點拉到同一位置O，這樣做的目的是保證兩次彈簧秤拉力的效果相同，故C錯誤；本題選不正確的，故選：C；（2）在兩個力拉橡皮筋時，先測一個力，保持橡皮筋端點位置及兩細繩方向不變，用測力計測另一個細繩的拉力即可，當測力計示數(shù)偏大，三個力F1、F2及F都成比例變大，對實驗無影響；11.如圖所示，在距水平地面高均為0.4m處的P、Q兩處分別固定兩光滑小定滑輪，細繩跨過滑輪，一端系一質(zhì)量為mA=2.75kg的小物塊A，另一端系一質(zhì)量為mB=1kg的小球B．半徑R=0.3m的光滑半圓形軌道豎直地固定在地面上，其圓心O在P點的正下方，且與兩滑輪在同一豎直平面內(nèi)，小球B套在軌道上，靜止起釋放該系統(tǒng)，則小球B被拉到離地0.225m高時滑塊A與小球B的速度大小相等，小球B從地面運動到半圓形軌道最高點時的速度大小為4m/s．參考答案：：解：當繩與軌道相切時滑塊與小球速度相等，（B速度只沿繩），由幾何知識得R2=h?PO，所以有：h===0.225m．小球B從地面運動到半圓形軌道最高點時，A物的速度為零，即vA=0，對系統(tǒng)，由動能定理得：

mAg[﹣（PO﹣R）]=mBgR+代入數(shù)據(jù)解得：vB=4m/s故答案為：0.225m，412.質(zhì)量為2kg的物體，放在動摩擦因數(shù)為μ=0.1的水平面上，在水平拉力F的作用下，用靜止開始運動，拉力做的功W和物體發(fā)生的位移x之間的關(guān)系如圖，g=10m/s2，則此物體在x=6m處，拉力的瞬時功率為4.1W，從開始運動到x=9m處共用時t=4.5s．參考答案：考點：功率、平均功率和瞬時功率．專題：功率的計算專題．分析：根據(jù)功的公式W=FL分析可知，在OA段和AB段物體受到恒力的作用，并且圖象的斜率表示的是物體受到的力的大小，由此可以判斷物體受到的拉力的大小，再由功率的公式可以判斷功率的大?。獯穑航猓簩ξ矬w受力分析，物體受到的摩擦力為Ff=μFN=μmg=0.1×2×10N=2N．由圖象可知，斜率表示的是物體受到的力的大小，OA段的拉力為5N，AB段的拉力為1.5N，所以物體在OA段做勻加速運動，在AB段做勻減速直線運動；在OA段的拉力為5N，物體做加速運動，當速度最大時，拉力的功率最大，由V=at，V2=2aX，a==1.5m/s2代入數(shù)值解得，V=3m/s，t=2s在AB段，物體勻減速運動，最大速度的大小為3m/s，拉力的大小為1.5N，a′==﹣0.25m/s2V′2﹣V2=2a′×3解得V′=m/s，則此物體在x=6m處，拉力的瞬時功率為P=FV′=1.5×=4.1W，由位移公式：X=即知，從3m到9m用時t′=2.5s所以從開始運動到x=9m處共用時t總=2+2.5=4.5s故答案為：4.1，4.5點評：本題考查了對功的公式W=FL的理解，根據(jù)圖象的分析，要能夠從圖象中得出有用的信息﹣﹣斜率表示物體受到的拉力的大小，本題很好的考查了學生讀圖和應(yīng)用圖象的能力．13.在2004年6月10日聯(lián)合國大會第58次會議上，鼓掌通過一項決議。決議摘錄如下：聯(lián)合國大會，承認物理學為了解自然界提供了重要基礎(chǔ)，注意到物理學及其應(yīng)用是當今眾多技術(shù)進步的基石，確信物理教育提供了建設(shè)人類發(fā)展所必需的科學基礎(chǔ)設(shè)施的工具，意識到2005年是愛因斯坦科學發(fā)現(xiàn)一百周年，這些發(fā)現(xiàn)為現(xiàn)代物理學奠定了基礎(chǔ)，．……；．……；．宣告2005年為

年．參考答案：國際物理（或世界物理）．

三、實驗題：本題共2小題，每小題11分，共計22分14.小球作直線運動時的頻閃照片如圖所示。已知頻閃周期T＝0.1s，小球相鄰位置間距（由照片中的刻度尺量得）分別為OA=6.51cm，AB=5.59cm，BC=4.70cm，CD=3.80cm，DE=2.89cm，EF=2.00cm。

小球在位置A時速度大小vA=

m/s，小球運動的加速度a=

m/s2，參考答案：答案：0.6050.9解析：由平均速度的定義得：vA＝＝＝＝0.605m/s

由逐差法可得：a1＝，a2＝，a2＝，

a＝＝0.9m/s215.（4分）在“互成角度的兩個力的合成”實驗中，用兩個彈簧秤分別鉤住細繩套，互成角度地拉橡皮條，使它伸長到某一位置O點，為了確定分力的大小和方向，這一步操作中必須記錄的是：

A．橡皮條固定端的位置．

B．描下O點位置和兩條細繩套和方向．

C．橡皮條伸長后的總長度．

D．兩個彈簧秤的讀數(shù)．參考答案：

答案：BD四、計算題：本題共3小題，共計47分16.一個平板小車置于光滑水平面上，其右端恰好和一個光滑圓弧固定軌道AB的底端等高對接，如圖所示．已知小車質(zhì)量M＝3.0kg，長L＝2.06m，圓弧軌道半徑R＝0.8m．現(xiàn)將一質(zhì)量m＝1.0kg的小滑塊，由軌道頂端A點無初速釋放，滑塊滑到B端后沖上小車．滑塊與小車上表面間的動摩擦因數(shù)μ＝0.3

(取g＝10m/s2)試求：(1)滑塊到達底端B時，對軌道的壓力大小。(2)通過計算判斷滑塊是否能滑離小車？若能滑離，求滑離時小車的速度；若不能滑離，求最終滑塊相對小車的滑行距離。參考答案：解：(1)滑塊從A端下滑到B端，由機械能守恒得

(2分)在B點由牛頓第二定律得FN－mg＝m

(1分)解得軌道對滑塊的支持力FN＝3mg＝30N

(1分)由牛頓第三定律可知，滑塊對軌道的壓力為30N

(1分)(2)滑塊滑上小車后，假設(shè)滑塊沒有滑出小車二者同速，設(shè)速度為，由動量守恒：

(2分)由能的轉(zhuǎn)化和守恒：

(2分)塊在小車上滑行長度

(1分)

即滑塊不能滑離小車

17.（10分）如圖所示，導體桿ab的質(zhì)量為m，電阻為R,放置在與水平面的夾角為θ的傾斜金屬導軌上，導軌間距為d，電阻忽略不計。系統(tǒng)處在豎直向上的勻強磁場中，磁感強度為B.電源內(nèi)阻不計，問:若導軌光滑，導體桿靜止在導軌上，電源電動勢E多大?參考答案：解析：將如圖所示的三維立體圖改畫為如圖所示的二維平面?zhèn)纫晥D,并對導體桿進行受力分析如圖.

由平衡條件得:F=