山西省晉城市第二中學2022年高三物理上學期期末試卷含解析

山西省晉城市第二中學2022年高三物理上學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15分．每小題只有一個選項符合題意1.關于力和運動的關系，下列說法中正確的是()A．力是維持物體運動的條件，同一物體所受到的力越大，它的速度越大B．作用在運動物體上的某力消失后，物體運動的速度可能不斷增加C．作圓周運動的物體，合外力方向一定和速度方向垂直D．只要物體受到力的作用，它的運動狀態(tài)一定改變參考答案：B2.（單選）以下有關物理學概念或物理學史說法正確的有（）A．行星繞恒星運動軌道為圓形，則它運動的周期平方與軌道半徑的三次方之比=k為常數(shù)，此常數(shù)的大小與恒星的質量和行星的速度有關B．勻速圓周運動是速度大小不變的勻變速曲線運動，速度方向始終為運動軌跡該點的切線方向C．牛頓發(fā)現(xiàn)的萬有引力定律，卡文迪許用實驗方法測出萬有引力恒量的數(shù)值，從而使萬有引力定律有了真正的實用價值D．奧斯特發(fā)現(xiàn)了電與磁間的關系，即電流的周圍存在著磁場；同時他通過實驗發(fā)現(xiàn)了磁也能產(chǎn)生電，即電磁感應現(xiàn)象參考答案：C3.下列說法正確的是A．物體沿光滑斜面下滑時受到重力、斜面的支持力和下滑力的作用B．做勻速圓周運動的物體，受到的合力可能為恒力

C．在粗糙平面上滑動的物體一定受到滑動摩擦力作用

D．汽車轉彎時一定受到力的作用參考答案：D4.組成星球的物質是靠引力吸引在一起的，這樣的星球有一個最大的自轉速率。如果超過了該速率，星球的萬有引力將不足以維持其赤道附近的物體做圓周運動。由此能得到半徑為R、密度為ρ、質量為M且均勻分布的星球的最小自轉周期T。下列表達式中正確的是（A）T＝2π

（B）T＝2π

（C）T＝

（D）T＝參考答案：答案：AD5.電動自行車具有低噪聲、無廢氣、無油污的環(huán)保性，而且它的能源利用率很高．下表列出了某品牌電動自行車及所用電動機的主要技術參數(shù)，不計其自身機械損耗．若該車在額定狀態(tài)下以最大運行速度行駛，則 （

）自重40kg額定電壓48V載重75kg額定電流12A最大運行速度20km/h額定輸出功率350W

A．電動機的輸入功率為576W

B．電動機的內阻為4Ω

C．該車獲得的牽引力為104N

D．該車受到阻力為63N參考答案：AD二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計16分6.如圖所示，質量為m的小球A以速率v0向右運動時跟靜止的小球B發(fā)生碰撞，碰后A球以的速率反向彈回，而B球以的速率向右運動，則B的質量mB=_______；碰撞過程中，B對A做功為

。參考答案：4.5m

；

3mv02/8

7.為了研究電阻RX的伏安特性，某同學設計了甲、乙兩個電路，如圖所示。圖中對應的同種儀器的規(guī)格都相同，滑動變阻器R的最大阻值為20Ω，電池的電動勢E=6V，忽略內阻。接通電路，調節(jié)變阻器R的滑片P，電阻RX的電壓變化范圍為0~6V的是

圖；當兩電路中變阻器的滑片P都滑到最右端時，發(fā)現(xiàn)甲、乙兩電路消耗的電功率之比為3∶1，則此時RX的阻值為

Ω。

參考答案：

答案：甲、

408.如圖所示，自耦變壓器輸入端A、B接交流穩(wěn)壓電源，其電壓有效值UAB＝100V，R0＝40W，當滑動片處于線圈中點位置時，C、D兩端電壓的有效值UCD為

V，通過電阻R0的電流有效值為

A。參考答案：答案：200，5解析：自耦變壓器的原副線圈在一起，由題可知，原線圈的匝數(shù)為副線圈匝數(shù)的一半。理想變壓器的變壓比為，所以。根據(jù)部分電路歐姆定律有。9.設地球半徑為R，地球表面的重力加速度為g，若某質量為m的地球同步通訊衛(wèi)星，離開地面的高度為H，則它繞地球運行時所受的向心力大小為________，運行時的線速度大小為________。參考答案：

10.如圖為懸掛街燈的支架示意圖，橫梁BE質量為6kg，重心在其中點。直角桿ADC重力不計，兩端用鉸鏈連接。已知BE＝3m，BC＝2m，∠ACB＝30°，橫梁E處懸掛燈的質量為2kg，則直角桿對橫梁的力矩為

N·m，直角桿對橫梁的作用力大小為_______N。參考答案：150，150

11.一正方形線圈邊長為40cm，總電阻為3Ω，在與勻強磁場垂直的平面中以v=6m/s的恒定速度通過有理想邊界的寬為30cm的勻強磁場區(qū)，已知磁感應強度為0.5T，線圈在通過磁場區(qū)域的全過程中，有電磁感應時產(chǎn)生的感應電流I=___________A，所產(chǎn)生的熱量Q=___________J。22A、22B選做一題

參考答案：0.4，

0.04812.如圖所示，一個重力G＝4N的物體放在傾角為30°的光滑斜面上，斜面放在臺秤上，當燒斷細線后，物塊正在下滑的過程中與靜止時比較，臺秤示數(shù)減小

N。參考答案：1N

13.如圖所示，是一列沿x軸負方向傳播的簡諧橫波在t=0時刻的波形圖，若波的傳播速度v=8m/s,則x=4m處的質點P的振動方程y=______cm,x=1m處的質點O在5s內通過的路程為______cm.參考答案：三、簡答題：本題共2小題，每小題11分，共計22分14.（選修3-5）（6分）a、b兩個小球在一直線上發(fā)生碰撞，它們在碰撞前后的s～t圖象如圖所示，若a球的質量ma=1kg，則b球的質量mb等于多少?參考答案：解析：由圖知=4m/s、=—1m/s、=2m/s

（2分）

根據(jù)動量守恒定律有：ma=ma

+

mb

（2分）

∴mb=2.5kg （2分）15.（4分）如圖所示，光滑水平面軌道上有三個木塊，A、B、C，質量分別為mB=mc=2m,mA=m，A、B用細繩連接，中間有一壓縮的彈簧(彈簧與滑塊不栓接)。開始時A、B以共同速度v0運動，C靜止。某時刻細繩突然斷開，A、B被彈開，然后B又與C發(fā)生碰撞并粘在一起，最終三滑塊速度恰好相同。求B與C碰撞前B的速度。參考答案：解析：設共同速度為v，球A和B分開后，B的速度為,由動量守恒定律有,,聯(lián)立這兩式得B和C碰撞前B的速度為?？键c：動量守恒定律四、計算題：本題共3小題，共計47分16.如圖所示，輕彈簧的兩端與質量均為2m的B、C兩物塊固定連接，靜止在光滑水平面上，物塊C緊靠擋板但不粘連．另一質量為m的小物塊A以速度vo從右向左與B發(fā)生彈性正碰，碰撞時間極短可忽略不計．（所有過程都在彈簧彈性限度范圍內）求：（1）A、B碰后瞬間各自的速度；（2）彈簧第一次壓縮最短與第一次伸長最長時彈性勢能之比．參考答案：解：（1）A、B發(fā)生彈性正碰，碰撞過程中，A、B組成的系統(tǒng)動量守恒、機械能守恒，以A、B組成的系統(tǒng)為研究對象，以A的初速度方向為正方向，由動量守恒定律得：mvo=mvA+2mvB，在碰撞過程中機械能守恒，由機械能守恒定律得：mv02=mvA2+?2mvB2，聯(lián)立解得：vA=﹣v0，vB=v0；（2）彈簧第一次壓縮到最短時，B的速度為零，該過程機械能守恒，由機械能守恒定律得，彈簧的彈性勢能：EP=?2m?vB2=mv02，從彈簧壓縮最短到彈簧恢復原長時，B、C與彈簧組成的系統(tǒng)機械能守恒，彈簧恢復原長時，B的速度vB=v0，速度方向向右，C的速度為零，從彈簧恢復原長到彈簧第一次伸長最長時，B、C與彈簧組成的系統(tǒng)動量守恒、機械能守恒，彈簧伸長最長時，B、C速度相等，以向右為正方向，由動量守恒定律得：2mvB=（2m+2m）v′，由機械能守恒定律得：?2m?vB2=?（2m+2m）?v′2+EP′，解得：EP′=mv02，彈簧第一次壓縮最短與第一次伸長最長時彈性勢能之比：EP：EP′=2：1；答：（1）A、B碰后瞬間，A的速度為v0，方向向右，B的速度為v0，方向向左；（2）彈簧第一次壓縮最短與第一次伸長最長時彈性勢能之比為2：1．【考點】動量守恒定律；機械能守恒定律．【分析】（1）A、B發(fā)生彈性碰撞，碰撞過程動量守恒、機械能守恒，由動量守恒定律與機械能守恒定律可以求出碰后兩物體的速度．（2）在B壓縮彈簧過程中，系統(tǒng)機械能守恒，由機械能守恒定律可以求出彈簧的彈性勢能；當彈簧第一次伸長最長時，B、C兩物體組成的系統(tǒng)動量守恒、機械能守恒，由動量守恒定律與機械能守恒定律可以求出彈簧的彈性勢能，然后求出彈簧的彈性勢能之比．17.（16分）同學們參照伽利略時期演示平拋運動的方法制作了如題8圖所示的實驗裝置。圖中水平放置的底板上豎直地固定有M板和N板。M板上部有一半徑為的圓弧形的粗糙軌道，P為最高點，Q為最低點，Q點處的切線水平，距底板高為.N板上固定有三個圓環(huán).將質量為的小球從P處靜止釋放，小球運動至Q飛出后無阻礙地通過各圓環(huán)中心，落到底板上距Q水平距離為處。不考慮空氣阻力，重力加速度為.求：（1）距Q水平距離為的圓環(huán)中心到底板的高度；（2）小球運動到Q點時速度的大小以及對軌道壓力的大小和方向；（3）摩擦力對小球做的功.參考答案：（1）到底版的高度；（2）速度的大小為，壓力的大小，方向豎直向下；（3）摩擦力對小球作功試題分析：（1）由平拋運動規(guī)律可知，同理：，考點：本題考查平拋運動的規(guī)律、動能定理、牛頓第二定律、牛頓第三定律。18.如圖所示，半徑為L1=2m的金屬圓環(huán)內上、下半圓各有垂直圓環(huán)平面的有界勻強磁場，磁感應強度大小均為B1=T．長度也為L1、電阻為R的金屬桿ab，一端處于圓環(huán)中心，另一端恰好搭接在金屬環(huán)上，繞著a端沿逆時針方向勻速轉動，角速度為ω=rad/s．通過導線將金屬桿的a端和金屬環(huán)連接到圖示的電路中（連接a端的導線與圓環(huán)不接觸，圖中的定值電阻R1=R，滑片P位于R2的正中央，R2的總阻值為4R），圖中的平行板長度為L2=2m，寬度為d=2m．圖示位置為計時起點，在平行板左邊緣中央處剛好有一帶電粒子以初速度v0=0.5m/s向右運動，并恰好能從平行板的右邊緣飛出，之后進入到有界勻強磁場中，其磁感應強度大小為B2，左邊界為圖中的虛線位置，右側及上下范圍均足夠大．（忽略金屬桿與圓環(huán)的接觸電阻、圓環(huán)電阻及導線電阻，忽略電容器的充放電時間，忽略帶電粒子在磁場中運動時的電磁輻射的影響，不計平行金屬板兩端的邊緣效應及帶電粒子的重力和空氣阻力）求：（1）在0～4s內，平行板間的電勢差UMN；（2）帶電粒子飛出電場時的速度；（3）在上述前提下若粒子離開磁場后不會第二次進入電場，則磁感應強度B2應滿足的條件．參考答案：【考點】帶電粒子在勻強磁場中的運動；帶電粒子在勻強電場中的運動．【分析】（1）導體切割磁感線產(chǎn)生電動勢，結合串并聯(lián)電路特點即可求解．（2）帶電粒子在電場中做類平拋運動，有運動學知識求解即可．（3）帶電粒子在磁場中做勻速圓周運動，根據(jù)牛頓第二定律求解粒子運動半徑，結合幾何關系求解磁場強度大小．解：（1）金屬桿產(chǎn)生的感應電動勢恒為E=B1Lω=2V由串并聯(lián)電路的連接特點知：E=I?4R，U0=I?2R==1VT1==20s由右手定則知：在0～4s時間內，金屬桿ab中的電流方向為b→a，則φa＞φb，則在0～4s時間內，φM＜φN，UMN=﹣1V（2）粒子在平行板電容器內做類平拋運動，在0～時間內水平方向L2=v0?t1t1==4s＜豎直