吉林省四平市梨樹縣第二中學(xué)2022年高三物理期末試題含解析

吉林省四平市梨樹縣第二中學(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.在圓軌道上運(yùn)動(dòng)的質(zhì)量為m的人造地球衛(wèi)星，它到地面的距離等于地球半徑R，地面上的重力加速度為g，則A．衛(wèi)星運(yùn)動(dòng)的速度為

B．衛(wèi)星運(yùn)動(dòng)的周期C．衛(wèi)星運(yùn)動(dòng)的加速度

D．衛(wèi)星的動(dòng)能為參考答案：BD2.如圖所示，垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)的區(qū)域?qū)挾葹?a，磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為B。一邊長(zhǎng)為a、電阻為4R的正方形均勻?qū)Ь€框ABCD從圖示位置開始沿水平向右方向以速度v勻速穿過磁場(chǎng)區(qū)域，在下圖中線框A、B兩端電壓UAB與線框移動(dòng)距離的關(guān)系圖象正確的是（）參考答案：D3.如圖所示，質(zhì)量為m的木塊A放在質(zhì)量為M的三角形斜劈上，現(xiàn)用大小均為F、方向相反的水平力分別推A和B，它們均靜止不動(dòng)，則（）A．地面對(duì)B的支持力大小一定等于（M+m）gB．B與地面之間一定存在摩擦力C．B對(duì)A的支持力一定小于mgD．A與B之間一定存在摩擦力參考答案：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】先對(duì)A、B整體受力分析，根據(jù)平衡條件得到地面對(duì)整體的支持力和摩擦力；再對(duì)物體A受力分析，根據(jù)平衡條件求解B對(duì)A的支持力和摩擦力．【解答】解：A、對(duì)A、B整體受力分析，如圖，受到重力（M+m）g、支持力N和已知的兩個(gè)推力，對(duì)于整體，由于兩個(gè)推力剛好平衡，故整體與地面間沒有摩擦力；根據(jù)共點(diǎn)力平衡條件，有N=（M+m）g故A正確，B錯(cuò)誤；再對(duì)物體A受力分析，受重力mg、已知的推力F、斜面體B對(duì)A的支持力N′和摩擦力f，當(dāng)推力F沿斜面分量大于重力的下滑分量時(shí)，摩擦力的方向沿斜面向下，如下圖當(dāng)推力F沿斜面分量小于重力的下滑分量時(shí)，摩擦力的方向沿斜面向上，如下圖當(dāng)推力F沿斜面分量等于重力的下滑分量時(shí)，摩擦力為零，如下圖根據(jù)共點(diǎn)力平衡的條件，運(yùn)用正交分解法，可以得到：N′=mgcosθ+Fsinθ故CD錯(cuò)誤；故選：A．4.(單選)下列說法正確的是

A．當(dāng)分子間有相互作用力時(shí)，隨著分子間距離增大，分子間的引力和斥力都減小

B．隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，永動(dòng)機(jī)終究是可以研制成功的

C．熱量不可能由低溫物體轉(zhuǎn)移到高溫物體

D．布朗運(yùn)動(dòng)就是液體分子的熱運(yùn)動(dòng)參考答案：A5.（單選）如圖所示，a，b，c三根繩子完全相同，b繩水平，c繩下掛一重物。若增加重物的重量，則最先斷的繩子是A．a(chǎn)繩

B．b繩

C．c繩

D．無(wú)法確定參考答案：A二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計(jì)16分6.如右圖所示，AB為豎直固定金屬棒，金屬桿BC重為G。長(zhǎng)為L(zhǎng)，并可繞過B點(diǎn)垂直紙面的水平軸無(wú)摩擦轉(zhuǎn)動(dòng)，AC為輕質(zhì)金屬線，DABC＝37°，DACB＝90°，在圖示范圍內(nèi)有一勻強(qiáng)磁場(chǎng)，其磁感應(yīng)強(qiáng)度與時(shí)間成正比：B＝kt，整個(gè)回路總電阻為R，則回路中感應(yīng)電流I＝

，當(dāng)t=

時(shí)金屬線AC中拉力恰為零。（已知，）參考答案：；

7.如圖為一壓路機(jī)的示意圖，其大輪半徑是小輪半徑的2倍．A、B分別為大輪和小輪邊緣上的點(diǎn)．在壓路機(jī)前進(jìn)時(shí)，A、B兩點(diǎn)相對(duì)各自軸心的線速度之比vA∶vB＝

；A、B兩點(diǎn)相對(duì)各自軸心的角速度之比ωA∶ωB＝

A、B兩點(diǎn)相對(duì)各自軸心的向心加速度之比為aA∶aB＝

參考答案：1:1;

1:2；1:28.如圖所示是飲水器的自動(dòng)控制電路。左邊是一個(gè)在水溫較低時(shí)對(duì)水加熱的容器，內(nèi)有密封絕緣的電熱絲發(fā)熱器和接觸開關(guān)S1。只要有水浸沒S1，它就會(huì)導(dǎo)通；水面低于S1時(shí)，不會(huì)加熱。（1）Rx是一個(gè)熱敏電阻，低溫時(shí)呈現(xiàn)高電阻，右邊P是一個(gè)___________（選填“與”、“或”、“非”）邏輯門，接在0～5V電源之間，圖中J是一個(gè)繼電器，可以控制發(fā)熱器工作與否。Ry是一個(gè)可變電阻，低溫時(shí)Rx應(yīng)_____________（選填“遠(yuǎn)大于”、“遠(yuǎn)小于”）Ry。（2）請(qǐng)闡述飲水機(jī)的自動(dòng)加熱原理：__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。參考答案：（1）與；遠(yuǎn)大于。（每空2分）

（2）當(dāng)水溫較低時(shí)，Rx阻值較大，A為高電勢(shì)，且有水浸沒S1，B也為高電勢(shì)，則QC之間才有高電壓輸出，電磁繼電器有電流通過，將吸動(dòng)S2閉合，發(fā)熱器工作。（表述合理酌情給分）9.某近地衛(wèi)星線速度大小為v1，某地球同步衛(wèi)星線速度大小為v2，距地面高度約為地球半徑的6倍。若近地衛(wèi)星距地面高度不計(jì)，則v1∶v2＝________，該近地衛(wèi)星的周期是地球自轉(zhuǎn)周期的______倍。參考答案：10.一列簡(jiǎn)諧橫波沿x軸正方向傳播，周期為2s，t＝0時(shí)刻的波形如圖所示．該列波的波速是_____m/s；質(zhì)點(diǎn)a平衡位置的坐標(biāo)xa＝2.5m，再經(jīng)______s它第一次經(jīng)過平衡位置向y軸正方向運(yùn)動(dòng)．參考答案：2m/s

0.25s11.在傾角為30°的斜面頂點(diǎn)以10m/s的速度水平拋出一個(gè)質(zhì)量為0.1kg的小球，則小球落到斜面上瞬間重力的瞬時(shí)功率為

，過程中重力的平均功率為

。（結(jié)果保留根號(hào)）參考答案：

平拋運(yùn)動(dòng)的位移偏轉(zhuǎn)角為30°，故：，而、解得：故過程中重力的平均功率為：小球落到斜面上瞬間重力的瞬時(shí)功率為：12.質(zhì)量為0.4kg的小球甲以速度3m/s沿光滑水平面向右運(yùn)動(dòng)，質(zhì)量為4kg的小球乙以速度5m/s沿光滑水平面與甲在同一直線上向左運(yùn)動(dòng)，它們相碰后，甲球以速度8m/s被彈回，則此時(shí)乙球的速度大小為

m/s，方向

。參考答案：3.9

水平向左13.一探測(cè)飛船，在以X星球中心為圓心、半徑為r1的圓軌道上運(yùn)動(dòng)，周期為T1，則X星球的質(zhì)量為M＝__________；當(dāng)飛船進(jìn)入到離X星球表面更近的、半徑為r2的圓軌道上運(yùn)動(dòng)時(shí)的周期為T2＝___________。（已知引力常量為G）參考答案：，T1三、簡(jiǎn)答題：本題共2小題，每小題11分，共計(jì)22分14.一在隧道中行駛的汽車A以的速度向東做勻速直線運(yùn)動(dòng)，發(fā)現(xiàn)前方相距處、以的速度同向運(yùn)動(dòng)的汽車B正開始勻減速剎車，其剎車的加速度大小,從此刻開始計(jì)時(shí)，若汽車A不采取剎車措施，汽車B剎車直到靜止后保持不動(dòng)，求：（1）汽車A追上汽車B前，A、B兩汽車間的最遠(yuǎn)距離；（2）汽車A恰好追上汽車B需要的時(shí)間．參考答案：（1）16m（2）8s(1)當(dāng)A、B兩汽車速度相等時(shí)，兩車間的距離最遠(yuǎn)，即v＝vB－at＝vA

得t＝＝3s此時(shí)汽車A的位移xA＝vAt＝12m；汽車B位移xB＝vBt－at2＝21mA、B兩汽車間的最遠(yuǎn)距離Δxm＝xB＋x0－xA＝16m(2)汽車B從開始減速直到靜止經(jīng)歷的時(shí)間t1＝＝5s

運(yùn)動(dòng)的位移x′B＝＝25m汽車A在t1時(shí)間內(nèi)運(yùn)動(dòng)的位移x′A＝vAt1＝20m

此時(shí)相距Δx＝x′B＋x0－x′A＝12m汽車A需要再運(yùn)動(dòng)的時(shí)間t2＝＝3s

故汽車A追上汽車B所用時(shí)間t＝t1＋t2＝8s15.如圖甲所示，斜面傾角為θ=37°，一寬為d=0.65m的有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直于斜面向上，磁場(chǎng)邊界與斜面底邊平行。在斜面上由靜止釋放一矩形金屬線框，線框沿斜面下滑，下邊與磁場(chǎng)邊界保持平行。取斜面底部為重力勢(shì)能零勢(shì)能面，從線框開始運(yùn)動(dòng)到恰好完全進(jìn)入磁場(chǎng)的過程中，線框的機(jī)械能E和位移x之間的關(guān)系如圖乙所示，圖中①、②均為直線段。已知線框的質(zhì)量為M=0.1kg，電阻為R=0.06Ω．（取g=l0m·s-2,sin37°=0.6,

cos37°=0.8)求：(1)線框與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ；(2)線框剛進(jìn)入磁場(chǎng)到恰好完全進(jìn)入磁場(chǎng)所用的時(shí)間t：(3)線框穿越磁場(chǎng)的過程中，線框中的最大電功率Pm。參考答案：0.5；1/6s；0.54W【詳解】（1）由能量守恒定律，線框減小的機(jī)械能等于克服摩擦力做功，則其中x1=0.36m；解得μ=0.5（2）金屬線框進(jìn)入磁場(chǎng)的過程中，減小的機(jī)械能等于克服摩擦力和安培力做的功，機(jī)械能均勻減小，因此安培力也是恒力，線框做勻速運(yùn)動(dòng)，速度為v1v12=2ax1解得a=2m/s2v1=1.2m/s其中

x2為線框的側(cè)邊長(zhǎng)，即線框進(jìn)入磁場(chǎng)過程中運(yùn)動(dòng)的距離，可求出x2=0.2m，則（3）線框剛出磁場(chǎng)時(shí)速度最大，線框內(nèi)電功率最大由可求得v2=1.8m/s根據(jù)線框勻速進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)：可得FA=0.2N又因?yàn)榭傻脤2、B2L2帶入可得：四、計(jì)算題：本題共3小題，共計(jì)47分16.如圖所示，在一水平的長(zhǎng)直軌道上，放著相距為L(zhǎng)的為木塊，依次編號(hào)為木塊1和木塊2，木塊1和木塊2的質(zhì)量分別為m和3m，它們與水平軌道間的動(dòng)摩擦因數(shù)為，現(xiàn)在兩木塊都靜止的情況下，以一沿軌道方向的水平恒力持續(xù)作用在木塊1上，使其與木塊2發(fā)生碰撞，碰后與木塊2結(jié)為一體繼續(xù)運(yùn)動(dòng)，設(shè)碰撞時(shí)間極短，求：①木塊1和木塊2碰撞前瞬間速度v0；②木塊1和木塊2一起運(yùn)動(dòng)的距離。參考答案：（1）（2）解析：（1）對(duì)于木塊1根據(jù)動(dòng)能定理可得解得設(shè)木塊1與木塊2碰撞后的速度為,則根據(jù)動(dòng)量守恒定律可得解得設(shè)木塊1在與木塊2一起做勻減速運(yùn)動(dòng)的距離為,則根據(jù)動(dòng)能定理得解得17.如圖甲所示，一邊長(zhǎng)為L(zhǎng)＝2.5m、質(zhì)量為m＝0.5kg的正方形金屬線框，放在光滑絕緣的水平面上，整個(gè)裝置放在方向豎直向上、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B＝0.8T的有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，它的一邊與磁場(chǎng)的邊界MN重合。在水平向左的力F作用下由靜止開始向左運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過5s線框被拉出磁場(chǎng)。測(cè)得金屬線框中的電流隨時(shí)間變化的圖像如圖乙所示，在金屬線框被拉出的過程中：（1）求通過線框?qū)Ь€截面的電量及線框的電阻；（2）寫出水平力F隨時(shí)間變化的表達(dá)式；（3）已知在這5s內(nèi)力F做功為1.92J，那么在此過程中，線框產(chǎn)生的焦耳熱是多少？參考答案：（1）（3分）由圖象的面積可得：（1分）

（2分）（2）（7分）

（1分）

（1分）

由圖象的斜率可得：

（1分）

（1分）

（1分）

（1分）

（1分）（3）（4分）

（1分）

根據(jù)動(dòng)能定理：

（2分）

18.如圖所示，A、B、C、D為固定于豎直平面內(nèi)的閉合絕緣軌道，AB段、CD段均為半徑R＝1.6m的半圓，BC、AD段水平，AD=BC=8m。B、C之間的區(qū)域存在水平向右的有界勻強(qiáng)電場(chǎng)，場(chǎng)強(qiáng)E＝5×105V/m。質(zhì)量為m=4×10-3kg、帶電量q=+1×10-8C的小環(huán)套在軌道上。小環(huán)與軌道AD段的動(dòng)摩擦因數(shù)為，與軌道其余部分的摩擦忽略不計(jì)?，F(xiàn)使小環(huán)在D點(diǎn)獲得沿軌道向左的初速度v0=4m/s，且在沿軌道AD段運(yùn)動(dòng)過程中始終受到方向豎直向上、大小隨速度變化的力F（變化關(guān)系如圖2）作用，小環(huán)第一次到A點(diǎn)時(shí)對(duì)半圓軌道剛好無(wú)壓力。不計(jì)小環(huán)大小，g取10m/s2。求：（1）小環(huán)運(yùn)動(dòng)第一次到A時(shí)的速度多大？（2）小環(huán)第一次回到D點(diǎn)時(shí)速度多大？（3）小環(huán)經(jīng)過若干次循環(huán)運(yùn)動(dòng)達(dá)到穩(wěn)定運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，此時(shí)到達(dá)D點(diǎn)時(shí)速度應(yīng)不小于多少？參考答案：(1)由題意及向心力公式得：

(2)小物塊從D出發(fā)，第一次回到D的過程，由動(dòng)能定理得：

(3)=，小環(huán)第一次從D到A做勻速運(yùn)動(dòng)

F=kv=m