河南省駐馬店市汝南縣留盆鎮(zhèn)第二中學(xué)2022年高三物理期末試題含解析

河南省駐馬店市汝南縣留盆鎮(zhèn)第二中學(xué)2022年高三物理期末試題含解析一、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(gè)選項(xiàng)符合題意1.(單選)如圖所示電路中，電源電動(dòng)勢(shì)為E，線圈L的電阻不計(jì)．以下判斷正確的是 A．閉合S瞬間，燈泡不發(fā)光 B． 閉合S帶電路穩(wěn)定后，燈泡發(fā)光 C．?dāng)嚅_S瞬間，燈泡發(fā)光 D． 斷開S瞬間，電阻R上無(wú)電流通過(guò)參考答案：C2.某時(shí)刻，兩車從同一地點(diǎn)、沿同一方向做直線運(yùn)動(dòng)，下列關(guān)于兩車的位移、速度隨時(shí)間t變化的圖象，能反應(yīng)t1時(shí)刻兩車相遇的是參考答案：BD3.如圖所示，斜面體置于粗糙水平面上，斜面光滑．小球被輕質(zhì)細(xì)線系住放在斜面上．細(xì)線另一端跨過(guò)定滑輪，用力拉細(xì)線使小球沿斜面緩慢移動(dòng)一段距離，斜面體始終靜止．移動(dòng)過(guò)程中（）A．細(xì)線對(duì)小球的拉力變大 B．斜面對(duì)小球的支持力變大C．斜面對(duì)地面的壓力變大 D．地面對(duì)斜面的摩擦力變大參考答案：A【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．【分析】取小球?yàn)檠芯繉?duì)象，根據(jù)平衡條件得到拉力、支持力與繩子和斜面夾角的關(guān)系式，即可分析其變化；對(duì)斜面研究，由平衡條件分析地面對(duì)斜面的支持力和摩擦力，即可分析斜面對(duì)地面的壓力變化．【解答】解：A、B設(shè)物體和斜面的質(zhì)量分別為m和M，繩子與斜面的夾角為θ．取球研究：小球受到重力mg、斜面的支持力N和繩子的拉力T，則由平衡條件得

斜面方向：mgsinα=Tcosθ

①

垂直斜面方向：N+Tsinθ=mgcosα

②使小球沿斜面緩慢移動(dòng)時(shí)，θ增大，其他量不變，由①式知，T增大．由②知，N變小，故A正確，B錯(cuò)誤．C、D對(duì)斜面和小球整體分析受力：重力（M+m）g、地面的支持力N′和摩擦力f、繩子拉力T，由平衡條件得

f=Nsinα，N變小，則f變小，

N′=（M+m）g+Ncosα，N變小，則N′變小，由牛頓第三定律得知，斜面對(duì)地面的壓力也變小．故CD錯(cuò)誤．故選A4.關(guān)于下列力的說(shuō)法中，正確的是(

)A．合力必大于分力

B．運(yùn)動(dòng)物體所受摩擦力的方向一定和它運(yùn)動(dòng)方向相反C．物體受摩擦力時(shí)一定受彈力，而且這兩個(gè)力的方向一定相互垂直D．處于完全失重狀態(tài)下的物體不受重力作用參考答案：C5.用電動(dòng)勢(shì)為E、內(nèi)電阻為r的電池組直接向線圈電阻為R的電動(dòng)機(jī)供電，電動(dòng)機(jī)正常工作后，測(cè)得通過(guò)的電流為l、電動(dòng)機(jī)兩端的電壓為U，則A.電路中電流B.在時(shí)間t內(nèi)，電池組消耗的化學(xué)能為C.在時(shí)間內(nèi)，電動(dòng)機(jī)輸出的機(jī)械能是D.以上說(shuō)法都不對(duì)參考答案：B當(dāng)電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)，其電路是非純電阻電路，，故A錯(cuò)誤．由電源定義知在時(shí)間t內(nèi)，電池組消耗的化學(xué)能為IEt，B對(duì)；電動(dòng)機(jī)的輸出功率是機(jī)械功率，根據(jù)能量守恒定律得，P出=P電-P熱=UI-I2R，在時(shí)間t內(nèi)，電動(dòng)機(jī)輸出的機(jī)械能是IUt-I2Rt，故C、D錯(cuò)。二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計(jì)16分6.如圖所示，同一平面內(nèi)有兩根互相平行的長(zhǎng)直導(dǎo)線1和2，通有大小相等、方向相反的電流，a、b兩點(diǎn)與兩導(dǎo)線共面，a點(diǎn)在兩導(dǎo)線的中間與兩導(dǎo)線的距離均為r，b點(diǎn)在導(dǎo)線2右側(cè)，與導(dǎo)線2的距離也為r?，F(xiàn)測(cè)得a點(diǎn)磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為B，則去掉導(dǎo)線1后，b點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為

，方向

。參考答案：答案：，垂直兩導(dǎo)線所在平面向外解析：根據(jù)安培定則可知，1、2兩導(dǎo)線在a點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等，方向相同，都為。而2導(dǎo)線在a、b兩處的磁感應(yīng)強(qiáng)度等大反向，故去掉導(dǎo)線1后，b點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為，方向垂直兩導(dǎo)線所在平面向外。7.氣球以10m/s的速度勻速豎直上升，從氣球上掉下一個(gè)物體，經(jīng)17s到達(dá)地面。求物體剛脫離氣球時(shí)氣球的高度是__________m。落地時(shí)速度是_______m/s（g=10m/s2）參考答案：1275；1608.為了“驗(yàn)證牛頓運(yùn)動(dòng)定律”，現(xiàn)提供如圖所示的器材：A為小車，B為電火花計(jì)時(shí)器，C為裝有砝碼的小桶，D為一端帶有定滑輪的長(zhǎng)方形木板，實(shí)驗(yàn)中認(rèn)為細(xì)繩對(duì)小車?yán)等于砝碼和小桶的總重量．請(qǐng)思考探究思路并回答下列問(wèn)題：(1)為了消除小車與水平木板之間摩擦力的影響應(yīng)采取什么做法？_______________________________.(2)在“探究加速度與質(zhì)量的關(guān)系”時(shí)，保持砝碼和小桶質(zhì)量不變，改變小車質(zhì)量m，分別得到小車加速度a與質(zhì)量m的數(shù)據(jù)如下表：次數(shù)12345小車加速度a/m·s－20.780.380.250.200.16小車質(zhì)量m/kg0.200.400.600.801.00根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，用計(jì)算機(jī)繪制出a—m圖象如圖所示：通過(guò)對(duì)圖象(圖甲)的觀察，可猜想在拉力F一定的情況下a與m的關(guān)系可能是：a∝m－1、a∝m－2、a∝m－3、…，為了驗(yàn)證猜想，請(qǐng)?jiān)趫D乙中作出最能直觀反映a與m之間關(guān)系的圖象．(3)在“探究加速度與力的關(guān)系”時(shí)，保持小車的質(zhì)量不變，改變小桶中砝碼的質(zhì)量，該同學(xué)根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作出了加速度a與力F圖線如圖所示，該圖線不通過(guò)坐標(biāo)原點(diǎn)，試分析圖線不通過(guò)坐標(biāo)原點(diǎn)的原因是________________________________________________________．參考答案：(1)把木板的右端(或安裝打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的那端)適當(dāng)墊高，以平衡摩擦力(2)如圖所示

(3)實(shí)驗(yàn)前未平衡摩擦力或平衡摩擦力不充分9.某集裝箱吊車的交流電動(dòng)機(jī)輸入電壓為380V，則該交流電電壓的最大值為

V。當(dāng)?shù)踯囈?.1m/s的速度勻速吊起總質(zhì)量為5.7×103kg的集裝箱時(shí)，測(cè)得電動(dòng)機(jī)的電流為20A，電動(dòng)機(jī)的工作效率為 。（g取10m/s2）參考答案：答案：380，75%解析：輸入電壓380V為有效值，則最大值為380V；電動(dòng)機(jī)對(duì)集裝箱做功的功率P=mgv=5.7×103×10×0.1W=5.7×103W，電動(dòng)機(jī)消耗電功率P總=380×20W=7.6×103W，故電動(dòng)機(jī)的工作效率為η==75%。10.某同學(xué)在研究性學(xué)習(xí)中，利用所學(xué)的知識(shí)解決了如下問(wèn)題：一輕質(zhì)彈簧豎直懸掛于某一深度為h＝30.0cm且開口向下的小筒中(沒(méi)有外力作用時(shí)彈簧的下端位于筒內(nèi)，測(cè)力計(jì)的掛鉤可以同彈簧的下端接觸)，如圖甲所示，若本實(shí)驗(yàn)的長(zhǎng)度測(cè)量工具只能測(cè)量露出筒外彈簧的長(zhǎng)度l，現(xiàn)要測(cè)出彈簧的原長(zhǎng)l0和彈簧的勁度系數(shù)，該同學(xué)通過(guò)改變l而測(cè)出對(duì)應(yīng)的彈力F，作出F－l圖象如圖乙所示，則彈簧的勁度系數(shù)為k＝________N/m，彈簧的原長(zhǎng)l0＝_________cm參考答案：(1)(2分)

200

N/m，(2分)

20

cm11.如圖所示為氫原子的能級(jí)圖，n為量子數(shù)。在氫原子核外電子由量子數(shù)為2的軌道躍遷到量子數(shù)為3的軌道的過(guò)程中，將

（填“吸收”或“放出”）光子。若該光子恰能使某金屬產(chǎn)生光電效應(yīng)，則一群處于量子數(shù)為4的激發(fā)態(tài)的氫原子在向基態(tài)躍遷過(guò)程中，有

種頻率的光子能使該金屬產(chǎn)生光電效應(yīng)。參考答案：吸收

512.在勻強(qiáng)電場(chǎng)中建立空間坐標(biāo)系O﹣xyz，電場(chǎng)線與xOy平面平行，與xOz平面夾角37°，在xOz平面內(nèi)有A、B、C三點(diǎn)，三點(diǎn)連線構(gòu)成等邊三角形，其中一邊與Ox軸重合．已知點(diǎn)電荷q=﹣1.0×10﹣8C在A點(diǎn)所受電場(chǎng)力大小為1.25×10﹣5N；將其從A點(diǎn)移到B點(diǎn)過(guò)程中克服電場(chǎng)力做功2.0×10﹣6J，從B點(diǎn)移到C點(diǎn)其電勢(shì)能減少4.0×10﹣6J，則A、B、C三點(diǎn)中電勢(shì)最高的點(diǎn)是

點(diǎn)，等邊三角形的邊長(zhǎng)為

m．（cos37°=0.8，sin37°=0.6）參考答案：C；0.4．【考點(diǎn)】電勢(shì)差與電場(chǎng)強(qiáng)度的關(guān)系；勻強(qiáng)電場(chǎng)中電勢(shì)差和電場(chǎng)強(qiáng)度的關(guān)系．【分析】根據(jù)電場(chǎng)力做功正負(fù)分析電勢(shì)能的變化，結(jié)合推論：負(fù)電荷在電勢(shì)高處電勢(shì)能小，在電勢(shì)低處電勢(shì)能大，分析電勢(shì)的高低．由電場(chǎng)力做功公式求等邊三角形的邊長(zhǎng)．【解答】解：將負(fù)點(diǎn)電荷從A點(diǎn)移到B點(diǎn)過(guò)程中克服電場(chǎng)力做功2.0×10﹣6J，電勢(shì)能增大2.0×10﹣6J，從B點(diǎn)移到C點(diǎn)其電勢(shì)能減少4.0×10﹣6J，所以C點(diǎn)的電勢(shì)能最小，由推論：負(fù)電荷在電勢(shì)高處電勢(shì)能小，在電勢(shì)低處電勢(shì)能大，則C點(diǎn)的電勢(shì)最高．由于點(diǎn)電荷從B移動(dòng)到C電勢(shì)能變化量最大，由等邊三角形的對(duì)稱性可知，BC邊應(yīng)與x軸重合，設(shè)等邊三角形的邊長(zhǎng)為L(zhǎng)．從B點(diǎn)移到C點(diǎn)電場(chǎng)力做功W=4.0×10﹣6J已知點(diǎn)電荷q=﹣1.0×10﹣8C在A點(diǎn)所受電場(chǎng)力大小為F=1.25×10﹣5N，由W=FLcos37°得L===0.4m故答案為：C；0.4．13.首先發(fā)現(xiàn)電流周圍存在磁場(chǎng)的是丹麥物理學(xué)家________，他把一根水平放置的導(dǎo)線沿南北方向放在小磁針的上方，當(dāng)給導(dǎo)線通以由南向北的電流時(shí)，發(fā)現(xiàn)小磁針的N極將向______方向偏轉(zhuǎn)。發(fā)現(xiàn)電磁感應(yīng)現(xiàn)象的科學(xué)家是

。參考答案：奧斯特，西，法拉第三、簡(jiǎn)答題：本題共2小題，每小題11分，共計(jì)22分14.（09年大連24中質(zhì)檢）（選修3—5）（5分）如圖在光滑的水平桌面上放一個(gè)長(zhǎng)木板A，其上放有一個(gè)滑塊B，已知木板和滑塊的質(zhì)量均為m=0.8kg，滑塊與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.4，開始時(shí)A靜止，滑塊B以V=4m／s向右的初速度滑上A板，如圖所示，B恰滑到A板的右端，求：①說(shuō)明B恰滑到A板的右端的理由?②A板至少多長(zhǎng)?

參考答案：解析：①因?yàn)锽做勻減速運(yùn)動(dòng)，A做勻加速運(yùn)動(dòng)，A，B達(dá)到共同速度V1時(shí)，B恰滑到A板的右端（2分）

②根據(jù)動(dòng)量守恒

mv=2mv1（1分）

v1=2m/s

……

設(shè)A板長(zhǎng)為L(zhǎng)，根據(jù)能量守恒定律

（1分）

L=1m15.（4分）如圖所示，光滑水平面軌道上有三個(gè)木塊，A、B、C，質(zhì)量分別為mB=mc=2m,mA=m，A、B用細(xì)繩連接，中間有一壓縮的彈簧(彈簧與滑塊不栓接)。開始時(shí)A、B以共同速度v0運(yùn)動(dòng)，C靜止。某時(shí)刻細(xì)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(shè)共同速度為v，球A和B分開后，B的速度為,由動(dòng)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(diǎn)：動(dòng)量守恒定律四、計(jì)算題：本題共3小題，共計(jì)47分16.我國(guó)通信衛(wèi)星的研制始于70年代331衛(wèi)星通信工程的實(shí)施，到1984年4月，我國(guó)第一顆同步通信衛(wèi)星發(fā)射成功并投入使用，標(biāo)志著我國(guó)通信衛(wèi)星從研制轉(zhuǎn)入實(shí)用階段．現(xiàn)正在逐步建立同步衛(wèi)星與“伽利略計(jì)劃”等中低軌道衛(wèi)星等構(gòu)成的衛(wèi)星通信系統(tǒng)．（1）若已知地球的平均半徑為R0，自轉(zhuǎn)周期為T0，地表的重力加速度為g，試求同步衛(wèi)星的軌道半徑R；（2）有一顆與上述同步衛(wèi)星在同一軌道平面的低軌道衛(wèi)星，自西向東繞地球運(yùn)行，其運(yùn)行半徑為同步軌道半徑R的四分之一，試求該衛(wèi)星的周期T是多少？該衛(wèi)星至少每隔多長(zhǎng)時(shí)間才在同一城市的正上方出現(xiàn)一次．（計(jì)算結(jié)果只能用題中已知物理量的字母表示）參考答案：考點(diǎn)：人造衛(wèi)星的加速度、周期和軌道的關(guān)系；萬(wàn)有引力定律及其應(yīng)用．專題：人造衛(wèi)星問(wèn)題．分析：（1）同步衛(wèi)星的周期與地球的自轉(zhuǎn)周期相等，根據(jù)萬(wàn)有引力提供向心力，結(jié)合萬(wàn)有引力等于重力求出同步衛(wèi)星的軌道半徑．（2）通過(guò)萬(wàn)有引力提供向心力求出周期與軌道半徑的關(guān)系，從而求出低軌道衛(wèi)星的周期．抓住轉(zhuǎn)過(guò)的圓心角關(guān)系求出在同一城市的正上方出現(xiàn)的最小時(shí)間．解答：解：（1）設(shè)地球的質(zhì)量為M，同步衛(wèi)星的質(zhì)量為m，運(yùn)動(dòng)周期為T，因?yàn)樾l(wèi)星做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力由萬(wàn)有引力提供，故①同步衛(wèi)星T=T0②而在地表面③由①②③式解得：．（2）由①式可知T2∝R3，設(shè)低軌道衛(wèi)星運(yùn)行的周期為T′，則因而設(shè)衛(wèi)星至少每隔t時(shí)間才在同一地點(diǎn)的正上方出現(xiàn)一次，根據(jù)圓周運(yùn)動(dòng)角速度與所轉(zhuǎn)過(guò)的圓心角的關(guān)系θ=ωt得：解得：，即衛(wèi)星至少每隔時(shí)間才在同一地點(diǎn)的正上方出現(xiàn)一次．答：（1）同步衛(wèi)星的軌道半徑．（2）該衛(wèi)星的周期T為，衛(wèi)星至少每隔時(shí)間才在同一地點(diǎn)的正上方出現(xiàn)一次．點(diǎn)評(píng)：解決本題的關(guān)鍵掌握萬(wàn)有引力提供向心力和萬(wàn)有引力等于重力這兩大理論，知道同步衛(wèi)星的周期與地球自轉(zhuǎn)的周期相等．17.如圖所示，虛線FG、MN、CD為在同一平面內(nèi)的水平直線邊界，在MN、CD間有垂直邊界的勻強(qiáng)電場(chǎng)，場(chǎng)強(qiáng)的大小E=1.5×105N/C，方向如圖，在FG、MN間有垂直于紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B=0.2T，已知電場(chǎng)和磁場(chǎng)沿邊界方向的長(zhǎng)度均足夠長(zhǎng)，電場(chǎng)在垂直邊界方向的寬度d1=0.20m，在CD邊界上某點(diǎn)O處有一放射源，沿紙面向電場(chǎng)中各個(gè)方向均勻地輻射出速率均為v0=1.0×106m/s的某種帶正電粒子，粒子質(zhì)量m=6.4×10﹣27kg，電荷量q=3.2×10﹣19C，粒子可以無(wú)阻礙地通過(guò)邊界MN進(jìn)入磁場(chǎng)，不計(jì)粒子的重力及相互作用．（1）求粒子在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑；（2）要使所有粒子不從FG邊界射出，求磁場(chǎng)垂直邊界MN方向上的最小寬度d；（3）若磁場(chǎng)垂直邊界MN方向上的寬度為0.2m，求邊界FG上有粒子射出的長(zhǎng)度范圍及粒子首次在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的最長(zhǎng)時(shí)間．參考答案：解：（1）帶電粒子從電場(chǎng)進(jìn)入磁場(chǎng)，由動(dòng)能定理有：

進(jìn)入磁場(chǎng)后，洛侖茲力提供向心力：

聯(lián)立兩式得：v=2×106m/s，r=0.2m

（2）在O點(diǎn)水平向左或向右方向射出的粒子做類平拋運(yùn)動(dòng)，其偏向角與水平方向

夾角為θ，則：

=，

所以θ=60°

當(dāng)從最左邊射出的粒子進(jìn)入磁場(chǎng)后是一個(gè)優(yōu)弧，當(dāng)該優(yōu)弧與磁場(chǎng)上邊界相切時(shí)，

由幾何關(guān)系有磁場(chǎng)寬度為d=Lmin=r+rcos60°=0.2m+02．×0.5m=0.3m（3）水平向左射出的粒子打在A點(diǎn)，水平位移：

x=v0t=v0===0.23m

從A點(diǎn)與水平方向成60°射出的粒子做勻速圓周運(yùn)動(dòng)打在上邊邊界的P點(diǎn)，由對(duì)稱

性，可知P點(diǎn)偏離O點(diǎn)的左邊x=0.23m．Ⅲ

顯然從O點(diǎn)豎直向上射出的粒子劃過(guò)四分之一圓弧打在Q點(diǎn)，該點(diǎn)是粒子打擊的

最右端．由幾何關(guān)系可知Q點(diǎn)偏離O點(diǎn)的右邊r=0.2m

所以能夠從FG邊緣穿出的長(zhǎng)度范圍為x+r=0.43m

顯然豎直向上射出的粒子恰恰在磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)過(guò)半周，轉(zhuǎn)180再回到MN，此種情況粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)間最長(zhǎng)．

=3.14×10﹣7s答：（1）粒子在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為0.2m．（2）要使所有粒子不從FG邊界射出，磁場(chǎng)垂直邊界MN方向上的最小寬度d為0.3m．（3）若磁場(chǎng)垂直邊界MN方向上的寬度為0.2m，邊界FG上有粒子射出的長(zhǎng)度范圍為0.43m、粒子首次在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的最長(zhǎng)時(shí)間為3.14×10﹣7s．【考點(diǎn)】帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)；帶電粒子在勻強(qiáng)電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)．【分析】（1）只要進(jìn)入磁場(chǎng)的粒子電場(chǎng)力做功是一定的，由動(dòng)能定理可以求出進(jìn)入磁場(chǎng)的速率，由洛侖茲力提供向心力就能求出粒子在磁場(chǎng)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的半徑．（2）先由左手定則判斷出粒子做順時(shí)針勻速圓周運(yùn)動(dòng)，當(dāng)從邊界線最左邊射入磁場(chǎng)的軌跡與上邊界相切時(shí)，此種情況下磁場(chǎng)區(qū)域最寬，由此畫出軌跡，由幾何關(guān)系就能求出磁場(chǎng)區(qū)域的最小寬度．（3）由于磁場(chǎng)的寬度與粒子的半徑相等，所以在想象中拿一個(gè)定圓在寬度一定的磁場(chǎng)區(qū)域移動(dòng)，這樣可以找到打在磁場(chǎng)上邊緣最左端的位置﹣﹣即從最左端進(jìn)入磁場(chǎng)的粒子打在最左端，最右的位置顯然是豎直向上射出的粒子恰好與上邊緣相切，由幾何關(guān)系求出兩點(diǎn)的距離即為所求；至于最長(zhǎng)時(shí)間，顯然偏轉(zhuǎn)角最大的﹣﹣即打在最左端