江西省九江市共青中学2022年度高三物理期末试题含解析

江西省九江市共青中学2022年度高三物理期末试题含解析一、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）宇航员抵达一半径为R的星球后,做了如下的实验:取一根细绳穿过光滑的细直管,细绳的一端拴一质量为m的砝码,另一端连接在一固定的拉力传感器上,手捏细直管抡动砝码,使它在竖直平面内做圆周运动,若该星球表面没有空气,不计阻力,停止抡动细直管,砝码可继续在同一竖直平面内做完整的圆周运动,如图所示,此时拉力传感器显示砝码运动到最低点与最高点两位置时读数差的绝对值为ΔF.已知万有引力常量为G,根据题中提供的条件和测量结果,可知()A.该星球表面的重力加速度为B.该星球表面的重力加速度为C.该星球的质量为D.该星球的质量为参考答案：C2.设有一分子位于如图所示的坐标系原点O处不动，另一分子可位于x轴上不同位置处，图中纵坐标表示这两个分子间作用力的大小，ab和cd两条曲线分别表示斥力和引力的大小随两分子间距离变化的关系，e为两曲线的交点，则

A．ab表示斥力，cd表示引力，e点的横坐标可能为10－10mB．ab表示斥力，cd表示引力，e点的横坐标可能为10－15mC．ab表示引力，cd表示斥力，e点的横坐标可能为10－10mD．ab表示引力，cd表示斥力，e点的横坐标可能为10－15m参考答案：C3.（多选）关于热学知识的下列叙述中正确的是（）A．温度降低，物体内所有分子运动的速度不一定都变小B．布朗运动就是液体分子的热运动C．将大颗粒的盐磨成细盐，就变成了非晶体D．第二类永动机虽然不违反能量守恒定律，但它是制造不出来的E．在绝热条件下压缩气体，气体的内能一定增加参考答案：解：A、温度是分子平均动能变化的标志．温度降低，分子平均动能减小，但是个别分子速度不一定都变小，故A正确B、布朗运动的悬浮在液体中固体微粒的运动，不是液体分子的热运动，固体微粒运动的无规则性，反应了液体分子运动的无规则性，故B错误；C、大颗粒的盐磨成细盐，不改变盐的晶体结构．故C错误．D、第二类永动机不违反能量守恒定律，但违反了物理过程的方向性，所以制造不出来．故D正确．E、改变物体内能的两种方式是热传递和做功．在绝热条件下压缩气体，对气体做正功，气体与外界没有热交换，气体的内能一定增加，故E正确．故选：ADE4.汽车在平直公路上做刹车试验，若从t＝0时起汽车在运动过程中的位移与速度的平方之间的关系如图所示，下列说法正确的是A.t＝0时汽车的速度为10m/sB.刹车过程持续的时间为5sC.刹车过程经过3s时汽车的位移为7.5mD.刹车过程汽车的加速度大小为10m/s2参考答案：试题分析：根据0-v2=2ax得，，可知，解得刹车过程中加速度大小a=5m/s2，由图线可知，汽车的初速度为10m/s，则刹车过程持续的时间，故B错误，AD正确．刹车过程中3s内的位移等于2s内的位移，则，故C错误．故选AD．考点：匀变速直线运动的规律【名师点睛】本题考查了运动学公式和图象的综合，关键理清图象斜率表示的物理意义，注意汽车速度减为零后不再运动。5.有a、b、c、d四颗地球卫星，a还未发射，在地球赤道上随地球表面一起转动，b处于地面附近近地轨道上正常运动，c是地球同步卫星，d是高空探测卫星，设地球自转周期为24h，所有卫星均视为匀速圆周运动，各卫星排列位置如图所示，则有（）A．a的向心加速度等于重力加速度gB．b在相同时间内转过的弧长最长C．c在4h内转过的圆心角是D．d的运动周期有可能是23h参考答案：B【考点】人造卫星的加速度、周期和轨道的关系．【分析】同步卫星的周期必须与地球自转周期相同，角速度相同，根据a=ω2r比较a与c的向心加速度大小，再比较c的向心加速度与g的大小．根据万有引力提供向心力，列出等式得出角速度与半径的关系，分析弧长关系．根据开普勒第三定律判断d与c的周期关系．【解答】解：A、同步卫星的周期必须与地球自转周期相同，角速度相同，则知a与c的角速度相同，根据a=ω2r知，c的向心加速度大．由=mg，得g=，卫星的轨道半径越大，向心加速度越小，则同步卫星的向心加速度小于b的向心加速度，而b的向心加速度约为g，故知a的向心加速度小于重力加速度g．故A错误；B、由，得v=，卫星的半径越大，线速度越小，所以b的线速度最大，在相同时间内转过的弧长最长，故B正确；C、c是地球同步卫星，周期是24h，则c在4h内转过的圆心角是π．故C错误；D、由开普勒第三定律=k知，卫星的半径越大，周期越大，所以d的运动周期大于c的周期24h．故D错误；故选：B．二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.（4分）我国陆地面9.6×1012m2，若地面大气压

，地面附近重力加速度g=10m/s2，空气平均摩尔质量为，阿伏伽德罗常数

，我国陆地上空空气的总质量M=

；我国陆地上空空气的分子总数N=

。(结果保留两位有效数字)参考答案：9.6×1016Kg，1.9×1042个

解析：①大气压可看作是由空气重量产生的，

代入数据解出

②分子总数7.（6分）供电电路电源输出电压为U1，线路损失电压为U2，用电器得到的电压为U3，总电流为I，线路导线的总电阻为R，则线路损失的电功率可表示为①___________________；②_________________________；③__________________________。参考答案：①I2R；②IU2；③I(U1-U3)

(各2分)

8.质量为0.45kg的木块静止在光滑水平面上，一质量为0.05kg的子弹以200m/s的水平速度击中木块，并留在其中，整个木块沿子弹原方向运动，则木块最终速度的大小是__________m/s。若子弹在木块中运动时受到的平均阻力为4.5×103N，则子弹射入木块的深度为_______m。参考答案：

(1).20

(2).0.2试题分析：根据系统动量守恒求解两木块最终速度的大小；根据能量守恒定律求出子弹射入木块的深度；根据动量守恒定律可得，解得；系统减小的动能转化为克服阻力产生的内能，故有，解得；【点睛】本题综合考查了动量守恒定律、能量守恒定律，综合性较强，对学生能力要求较高．9.在科学探究活动中，对实验数据进行分析归纳得出结论是非常重要的环节，下面的表格中的数据是某同学在物体作直线运动过程中测得的位移s和时间t的数据记录。物体运动的起止点所测的物理量12345A→B时间t(s)0.891.241.521.761.97位移s(m)0.250.500.751.001.25⑴请你在下列甲图的网格中作s-t图象；⑵该同学猜想图线接近于二次函数的图象，为了验证这个猜想，请你通过转换变量在乙图的网格中作相应的图象；⑶通过上述处理，你认为物体从A→B的过程中，s随t变化的规律是：

(用s、t表示，涉及数字，计算结果保留2位有效数字)。参考答案：⑴图略，见解析；⑵图略，见解析；⑶s＝0.33t2试题分析：⑴根据描点作图法，作出s-t图象如下图甲所示。⑵由于该同学猜想图线接近于二次函数的图象，为了验证这个猜想，通过转换变量来进行，即作s-t2图象，为此求得表格如下：A→B时间t(s)0.891.241.521.761.97新变量t2(s2)0.791.542.313.103.88位移s(m)0.250.500.751.001.25根据描点作图法，作出s-t2图象如上图乙所示。⑶从所作s-t2图象中看出t2、s呈线性变化关系，即从A到B的过程中s随t变化的规律是：物体作初速度为零的匀加速直线运动，由图中斜率求得，即a＝＝0.65m/s2，故s＝0.325t2题中所提供的数据均为保留2小数点后位数，因此有：s＝0.33t210.将一弹性绳一端固定在天花板上O点，另一端系在一个物体上，现将物体从O点处由静止释放，测出物体在不同时刻的速度v和到O点的距离s，得到的v－s图像如图所示。已知物体及位移传感器的总质量为5kg，弹性绳的自然长度为12m，则物体下落过程中弹性绳的平均拉力大小为_________N，当弹性绳上的拉力为100N时物体的速度大小为________m/s。（不计空气阻力，重力加速度g取10m/s2）参考答案：75，15.5（15.48～16）11.23．在均匀介质中，各质点的平衡位置均在同一直线上，图中正方形方格的边长均为1.5cm。波源在坐标原点，t＝0时波源开始向y轴负方向振动，经过0.24s时间第二次形成如图所示波形，则此波的周期T为______________s，波速为______________m/s。参考答案：0.08

；

1.512.已知地球质量为M，万有引力恒量为G，地球半径为R，人造卫星在高空绕地球运行的轨道半径为r，则其绕地球运行的环绕速度V=

，在地球表面附近运行的人造卫星的第一宇宙速度V1=

。参考答案：，13.参考答案：三、简答题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.(3-5模块)(5分)有两个质量为m的均处于基态的氢原子A、B，A静止，B以速度v0与之发生碰撞．己知：碰撞前后二者的速度均在一条直线上，碰撞过程中部分动能有可能被某一氢原子吸收。从而该原子由基态跃迁到激发态，然后，此原子向低能级态跃迁，并发出光子．如欲碰后发出一个光子，则速度v0至少需要多大？己知氢原子的基态能量为E1(E1<0)。参考答案：解析：，--------------(1分)

，--------------(1分)

，--------------(1分)

--------------(2分)15.（选修3-5）（6分）a、b两个小球在一直线上发生碰撞，它们在碰撞前后的s～t图象如图所示，若a球的质量ma=1kg，则b球的质量mb等于多少?参考答案：解析：由图知=4m/s、=—1m/s、=2m/s

（2分）

根据动量守恒定律有：ma=ma

+

mb

（2分）

∴mb=2.5kg （2分）四、计算题：本题共3小题，共计47分16.如图所示，在一气缸内由活塞封闭一部分气体，气缸置于水平面上时，气体体积V1＝20L，活塞质量为m=10kg，横截面积为S＝10cm2，大气压p0＝1.0×105Pa。如果将气缸置于倾角α=30°的斜面上，在外力作用下沿斜面加速上滑，稳定后气体体积变为V2＝16L，整个过程中系统温度不变，不计一切摩擦，取g=10m/s2，求气缸运动的加速度为多大？参考答案：气缸置于水平面上时，气体体积V1＝20L，气体压强P1＝P0+，（2分）置于斜面上加速运动时V2＝16L，设压强为P2，根据玻意耳定律有：P1V1＝P2V2

（2分）；根据牛顿第二定律有：（P2－P0）S－mgsinα=ma

（3分）联立以上方程解得：a=10m/s2

17.（15分）一辆执勤的警车停在直公路边，当警员发现从他旁边以v=10m/s的速度匀速行驶的货车有违章行为时，决定前去追赶，经t0=2s警车发动起来，以加速度a=2m/s2做匀加速运动，问：（1）在警车追上货车之前，两车间的最大距离是多少？（2）若警车能达到的最大速度是vmax=12m/s，达到最大速度后匀速运动，则警车发动起来后至少要多长时间才能追上违章的货车？参考答案：解：（1）两车间距离最大时：v警=v=at1sm=v（t1+t0）﹣v解得sm=45m．

（2）设警车匀加速运动时间为t2，警车发动起来经t追上货车，vmax=at2vmax+vm（t﹣t2）=v（t+t0）

解得t=28s．

答：（1）在警车追上货车之前，两车间的最大距离是45m；（2）警车发动起来后至少要经过28s才能追上违章的货车．【考点】匀变速直线运动的公式；匀速直线运动及其公式、图像．【专题】计算题；追及、相遇问题．【分析】（1）首先要判断出达到共同速度时相距最远，然后再处理用追击问题的方法求最远位移．（2）在警车追上违章车之前分两个运动过程，即匀加速过程和匀速过程．两过程时间分别求解相加即可．18.（14分）我国航天局宣布，我国已启动“登月工程”，2007年之前将发射绕月飞行的飞船，2010年左右实现登月飞行。下面是与登月行动有关的一个问题。人类为了探测距地球约30万公里的月球，发射了一辆四轮的登月探测小车，它能够在自动导航系统的控制下行走，且每隔10秒向地球发射一次信号，探测器上还装有两个相同的减速器（其中一个是备用的），这种减速器最多能使小车产生5米/秒2的加速度