2022河南省驻马店市汝南县和孝镇第二中学高三物理下学期期末试卷含解析

2022河南省驻马店市汝南县和孝镇第二中学高三物理下学期期末试卷含解析一、选择题：本题共5小题，每小题3分，共计15分．每小题只有一个选项符合题意1.(单选)如图所示，小球用细绳系住，绳的另一端固定于O点，现用水平F缓慢推动斜面体，小球在斜面上无摩擦地滑动，细绳始终处于直线状态，当小球升到接近斜面顶端时细绳接近水平，此过程中斜面对小球的支持力FN，以及绳对小球的拉力FT的变化情况是（）A．FN保持不变，FT不断增大B．FN不断增大，FT不断减小C．FN保持不变，FT先增大后减小

D．FN不断增大，FT先减小后增大参考答案：D2..设想我国宇航员随“嫦娥”号登月飞船贴近月球表面做匀速圆周运动,宇航员测出飞船绕行n圈所用的时间为t,登月后,宇航员利用身边的弹簧测力计测出质量为m的物体重力为G,。已知引力常量为G1根据以上信息可得到A.

月球的密度

B.月球的半径C.

飞船的质量

D.飞船在月球表面附近绕月球做匀速圆周运动的速度参考答案：ABD3.20．电荷仅受电场力作用，由A点无初速度释放，先后经过电场中的B点和C点，点电荷在A、B、C三点的电势能分别用E1、E2、E3表示，则E1、E2、E3的关系可能是：A．E1＞E2＞E3

B．E1＜E2＜E3

C．E1＜E3＜E2

D．E1＞E3＞E2参考答案：4.（单选）不久前欧洲天文学家在太阳系之外发现了一颗可能适合人类居住的行星，命名为“格利斯581c”．该行星的质量是地球的5倍，直径是地球的1.5倍．设想在该行星表面附近绕行星圆轨道运行的人造卫星的动能为Ek1，在地球表面附近绕地球沿圆轨道运行的相同质量的人造卫星的动能为Ek2，则为（）A．0.13B．0.3C．3.33D．7.5参考答案：解：在行星表面运行的卫星其做圆周运动的向心力由万有引力提供故有，所以卫星的动能为=故在地球表面运行的卫星的动能EK2=在“格利斯”行星表面表面运行的卫星的动能EK1=所以有==?===3.33故C正确．故选C．5.如图所示，理想变压器原副线圈的匝数比为10：１，b是原线圈的中心抽头，电压表和电流表均为理想电表，除R以外其余电阻不计．从某时刻开始在原线圈c、d两端加上u1=220sin100ptV的交变电压．并将开关接在a处．则A．t=s时，c、d间电压瞬时值为110VB．t=s时，电压表的示数为22VC．若将滑动变阻器触片P向上移，电压表和电流表A2的示数均变大D．若将单刀双掷开关由a拨向b，两电流表的示数均变大参考答案：

答案：BD二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.如图所示，一定质量的理想气体发生如图所示的状态变化，状态A与状态B的体积关系为VA

VB(选填“大于”、“小于”或“等于”)；若从A状态到C状态的过程中气体对外做了100J的功，则此过程中_______(选填“吸热”或“放热”)参考答案：＜

（2分）

吸热7.某种物质分子间作用力表达式，则该物质固体分子间的平均距离大约为

；液体表面层的分子间的距离比

（填“大”或“小“）。参考答案：⑵

大分子之间的作用力等于0时，由，所以：，故，液体表面层分子之间表现为引力，故分子间距离大于平衡距离。8.在《研究匀变速直线运动的规律》实验中，小车拖纸带运动，打点计时器在纸带上打出一系列点，处理时每隔4个点取一个记数点，测出的数据如图。则打点计时器打下C点时小车的速度vC=

m/s，小车运动的加速度a=

m/s2。参考答案：2,

2.49.如图所示，光滑的平行导轨P、Q相距L=1m，处在同一水平面内，导轨左端接有如图所示的电路。其中水平放置的两平行金属板间距离d=10mm，定值电阻R1=R3=8Ω，R2=2Ω，金属棒ab电阻r=2Ω，导轨电阻不计，磁感应强度B=0.3T的匀强磁场竖直向下穿过导轨平面。金属棒ab沿导轨向右匀速运动，当电键S闭合时，两极板之间质量m=1×10－14kg、带电荷量q=－1×10－15C的粒子以加速度a=7m/s2向下做匀加速运动，两极板间的电压为

V；金属棒ab运动的速度为

m/s。参考答案：0.3，410.在“探究小车速度随时间变化的规律”实验中，交流电频率为50Hz．如图是某次实验得到的一条纸带，舍去前面比较密集的点，从O点开始计数，O、A、B、C是四个连续的计数点，每两个相邻的计数点之间有9个实际点（未画出），A、B、C三点到O点的距离分别为xA=3.0cm，xB=7.6cm，xC=13.8cm，则打计数点B时小车的速度为m/s，小车运动的加速度为m/s2．参考答案：0.27，0.4；解：由于每相邻两个计数点间还有9个点没有画出，所以相邻的计数点间的时间间隔T=0.2s，根据匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度，可以求出打纸带上B点时小车的瞬时速度大小．vB==0.27m/s根据匀变速直线运动的推论公式△x=aT2可以求出加速度的大小，得：a==0.4m/s2．故答案为：0.27，0.4；11.在研究弹簧的形变与外力的关系的实验中，将弹簧水平放置测出其自然长度，然后竖直悬挂让其自然下垂，在其下端竖直向下施加外力F，实验过程是在弹簧外力的弹性限度内进行的．用记录的外力F与弹簧的形变量x，作出F﹣x图线如图所示，由图可知弹簧的劲度系数为200N/m，图线不过坐标原点的原因是由于弹簧本身有重力．参考答案：解：当拉力为8N时，弹簧的形变量为x=5cm=0.05m当拉力为0N时，弹簧的形变量为x=1cm=0.01m由胡克定律F=kx得：图线的斜率即为弹簧的劲度系数．k==200N/m图线不过坐标原点的原因是由于弹簧本身有重力，使得弹簧没有外力的情况下已经伸长了一段距离．故答案为：200，弹簧本身有重力．12.参考答案：

6

13.如图所示，有两根和水平方向成α角的光滑的平行金属轨道，上端接有可变电阻R，轨道足够长，空间有垂直于轨道平面向上的匀强磁场，磁感应强度为B。一根电阻不计的金属杆从轨道上由静止开始滑下，经过一定时间后，金属杆的速度会达到最大值vm，可变电阻的电功率在到最大值Pm。若改变α、R、B三个物理量中的一个或几个后再释放金属杆，都可能引起vm和Pm的变化。请根据下表中各物理量的变化情况填写空格。物理量αBRvmPm各量变化情况不变不变

变小

变大变小变大参考答案：

答案：R变小，Pm变小，α变大，B变大三、简答题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.（10分）在其他能源中，核能具有能量密度大，地区适应性强的优势，在核电站中，核反应堆释放的核能被转化为电能。核反应堆的工作原理是利用中子轰击重核发生裂变反应，释放出大量核能。(1)核反应方程式，是反应堆中发生的许多核反应中的一种，n为中子，X为待求粒子，为X的个数，则X为________，=__________，以、分别表示、、核的质量，，分别表示中子、质子的质量，c为光的真空中传播的速度，则在上述核反应过程中放出的核能（2）有一座发电能力为的核电站，核能转化为电能的效率为。假定反应堆中发生的裂变反应全是本题(1)中的核反应，已知每次核反应过程中放出的核能，核的质量，求每年(1年=3.15×107s)消耗的的质量。参考答案：解析：(1)

(2)反应堆每年提供的核能

①其中T表示1年的时间以M表示每年消耗的的质量，得：

②解得:代入数据得：M=1.10×103（kg）

③15.（8分）小明测得家中高压锅出气孔的直径为4mm，压在出气孔上的安全阀的质量为80g。通过计算并对照图像（如图)说明利用这种高压锅烧水时，最高温度大约是多少？假若要把这种高压锅向西藏地区销售，你认为需要做哪方面的改进，如何改进？参考答案：大约为115℃解析：

P＝Po＋Pm＝1．01×105Pa＋＝1．63×105Pa由图像可得锅内最高温度大约为115℃．若要把这种锅向西藏地区销售，由于西藏大气压较小，要使锅内最高温度仍为115℃，锅内外压强差变大，应适当提高锅的承压能力，并适当增加安全阀的质量。四、计算题：本题共3小题，共计47分16.（10分）如图所示，在竖直方向上A、B两物体通过劲度系数为k的轻质弹簧相连，A放在水平地面上；B、C两物体通过细绳绕过轻质定滑轮相连，C放在固定的光滑斜面上。用手拿住C，使细线刚刚拉直但无拉力作用，并保证ab段的细线竖直、cd段的细线与斜面平行。已知A、B的质量均为m，C的质量为4m，重力加速度为g，细线与滑轮之间的摩擦不计，开始时整个系统处于静止状态。释放C后它沿斜面下滑，A刚离开地面时，B获得最大速度，求：（1）当物体A从开始到刚离开地面时，物体C沿斜面下滑的距离（2）斜面倾角α（3）B的最大速度。参考答案：（1）A刚离开地面时，物体C沿斜面下滑的距离应该等于弹簧原来被压缩的长度再加上后来弹簧被拉长的长度，被压缩和被拉长的长度可以根据胡克定律求得；（2）B获得最大速度时，B应该处于受力平衡状态，对B受力分析，可以求得斜面的倾角α；（3）对于整个系统机械能守恒，根据机械能守恒列出方程就可以求得B的最大速度．（1）设开始时弹簧压缩的长度为xB得：

①

设当物体A刚刚离开地面时，弹簧的伸长量为xA得：②

当物体A刚离开地面时，物体B上升的距离以及物体C沿斜面下滑的距离为：③

（1分）由①②③式解得：④

（2）物体A刚刚离开地面时，以B为研究对象，物体B受到重力mg、弹簧的弹力、细线的拉力T三个力的作用，设物体B的加速度为a，根据牛顿第二定律，对B有：⑤

（2分）对A有：⑥

（1分）由②③两式得：⑦ 当B获得最大速度时，有：a=0⑧

（1分）由②⑦⑧式联立，解得⑨所以：⑩

（3）由于，弹簧处于压缩状态和伸长状态时的弹性势能相等，弹簧弹力做功为零，且物体A刚刚离开地面时，B、C两物体的速度相等，设为，由动能定理得： ⑾

由①④⑩⑾式，解得：17.如图，摩托车做特技表演，以v0=10.0m/s的初速度冲向高台，然后从高台以v1=12m/s的速度水平飞出，落在倾角θ=370的斜面上．若摩托车冲向高台的过程中以p=4.0kw的额定功率行驶，冲到高台上所用时间t1=4.0s．人和车的总质量m=1.8×102kg，台高h=5.0m．不计空气阻力，取g=10m/s2，求：（1）摩托车从高台飞出到落至斜面所用时间t2；（2）摩托车落到斜面上缓冲，只保留沿斜面方向速度，求缓冲后的速度v2；（3）摩托车冲上高台过程中阻力所做的功Wf．参考答案：解：（1）由平抛运动规律得：h=gt2s=v1t2由几何关系得

tanθ=解得

t2=1.8s（2）缓冲前竖直方向速度

vy=gt2=18m/s故缓冲后沿斜面方向速度v2=v1cosθ+vysinθ=20.4m/s（3）由动能定理得：Pt1﹣mgh+Wf=mv12﹣mv02解得：Wf=﹣3.04×103J答：（1）摩托车从高台飞出到落至斜面所用时间t2为1.8s；（2）摩托车落到斜面上缓冲，只保留沿斜面方向速度，缓冲后的速度v2为20.4m/s；（3）摩托车冲上高台过程中阻力所做的功Wf为﹣3.04×103J．18.如图甲所示，两根完全相同的光滑平行导轨固定，每根导轨均由两段与水平方向成θ=30°的长直导轨和一段圆弧导轨平滑连接而成，导轨两端均连接电阻，阻值R1=R2=2Ω，导轨间距L=0.6m。在右侧导轨所在斜面的矩形区域M1M2P2P1内分布有垂直斜面向上的磁场，磁场上下边界M1P1、M2P2的距离d=0.2m，磁感应强度大小随时间的变化规律如图乙所示。t=0时刻，在右侧导轨斜面上与M1P1距离s=0.1m处，有一根阻值r=2Ω的金属棒ab垂直于导轨由静止释放，金属棒第一次经过磁场过程恰好匀速通过，最终金属棒在导轨上做往复运动。取重力加速度g=10m/s2，导轨电阻不计。求：（1）金属棒ab匀速通过磁场的速度大小v；（2）在t1=0.1s时刻和t2=0.25s时刻电阻R1两端的电压之比；（3）最终电阻R2产生的总热量Q总。参考答案：（1）1m/s（2）4:1（3）0．01J试题分析：（1）由mgs·sinθ=mv2得（3）设ab的质量为m，ab在磁场中运动时，通过ab的电流ab受到的安培力FA＝BIL又mgsinθ=BIL解得m=0．024