山东省淄博市南定中学2022年高三物理期末试卷含解析

山东省淄博市南定中学2022年高三物理期末试卷含解析一、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）人站在台阶式自动扶梯上不动，随扶梯向上匀速运动，下列说法中错误的是（）A．重力对人做负功B．摩擦力对人做正功C．支持力对人做正功D．合力对人做功为零参考答案：：解：人站在自动扶梯上不动，随扶梯向上匀速运动，受重力和支持力，重力做负功，支持力做正功，合外力为零，所以合外力做功等于零．人不受摩擦力，所以没有摩擦力做功．故A、C、D正确，B错误．本题选错误的，故选：B2.如图所示，水平传送带AB距离地面的高度为h，以恒定速率v0顺时针运行．甲、乙两相同滑块（视为质点）之间夹着一个压缩轻弹簧（长度不计），在AB的正中间位置轻放它们时，弹簧瞬间恢复原长，两滑块以相同的速率分别向左、右运动．下列判断正确的是（）A．甲、乙滑块不可能落在传送带的左右两侧B．甲、乙滑块可能落在传送带的左右两侧，但距释放点的水平距离一定相等C．甲、乙滑块可能落在传送带的同一侧，但距释放点的水平距离一定不相等D．若甲、乙滑块能落在同一点，则摩擦力对甲乙做的功一定相等参考答案：D【考点】功的计算；摩擦力的判断与计算；平抛运动．【分析】弹簧弹开后，两滑块以相同的速率分别向左、右运动．根据滑块的受力判断物体的运动，需讨论滑块弹簧后的速度与传送带的速度的大小．【解答】解：AB、设v大于v0．弹簧立即弹开后，甲物体向左做初速度为v，加速度为a的匀减速运动．乙物体向向右做初速度为v，（若v大于v0），则乙也做加速度为a的匀减速运动．若甲乙都一直做匀减速运动，两个物体落地后，距释放点的水平距离相等，若甲做匀减速运动，乙先做匀减速后做运动，则水平距离不等，故AB错误．CD、若v小于v0．弹簧立即弹开后，甲物体向左做初速度为v，加速度为a的匀减速运动．速度为零后可以再向相反的方向运动．整个过程是做初速度为v，加速度和皮带运动方向相同的减速运动．乙物体做初速度为v，加速度为a的匀加速运动，运动方向和加速度的方向都和皮带轮的运动方向相同．甲乙到达B点时的速度相同．落地的位置在同一点，此过程摩擦力对甲乙做的功一定相等．故C错误，D正确．故选：D．3.某一时刻，一物体沿水平和竖直方向的分速度分别为8m/s和6m/s，则该物体的速度大小是（）A．2m/s B．6m/s C．10m/s D．14m/s参考答案：C【考点】运动的合成和分解．【分析】合速度与分速度遵循平行四边形定则，直接作图合成即可．【解答】解：速度是矢量，其合成遵循平行四边形定则，如图故合速度为：v==m/s=10m/s故选：C．4.如图所示，在光滑绝缘斜面上放置一矩形铝框abcd,铝框的质量为m、电阻为R，斜面上ef线与gh线间有垂直斜面向上的匀强磁场，ef//gh//pq//ab,eh>bc。如果铝框从磁场上方的某一位置由静止开始运动。则从开始运动到ab边到达gh线之前的速度(v)—时间(t)图象可能正确的有：（

）

参考答案：5.下列表述正确的是A．牛顿发现了万有引力定律并且通过实验测出了引力常数B．在赤道上发射同一卫星时，向东发射比向西发射消耗的能量要多些C．在空中某点抛出一个物体（不计阻力），该物体的运动可以分解为自由落体运动和沿初始抛出方向的匀速运动D．在国际单位制中，力学的基本单位有牛顿、米和秒参考答案：C二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.如图甲所示，利用打点计时器测量小车沿斜面下滑时所受阻力的示意图，小车拖在斜面上下滑时，打出的一段纸带如图乙所示，其中O为小车开始运动时打出的点。设在斜面上运动时所受阻力恒定。(1)已知打点计时器使用的交流电频率为50Hz，则小车下滑的加速度α=

▲

m/s2，打E点时小车速度=

▲

m/s（均取两位有效数字）。(2)为了求出小车在下滑过程中所受的阻力，可运用牛顿运动定律或动能定理求解，在这两种方案中除知道小车下滑的加速度a、打E点时速度、小车质量m、重力加速度g外，利用米尺还需要测量哪些物理量，列出阻力的表达式。方案一：需要测量的物理量

▲

，阻力的表达式（用字母表示）

▲

；方案二：需要测量的物理量

▲

，阻力的表达式（用字母表示）

▲

。参考答案：量斜面的长度L和高度H,

(前1分,后2分)

方案二:测量斜面长度L和高度H,还有纸带上OE距离S,7.黑洞是一种密度极大的天体，从黑洞发出的光子都无法挣脱引力而射出．若在某黑洞表面可以不断的发射出一种频率为γ的光子，光子贴着黑洞表面射出后恰可以沿着黑洞表面做匀速圆周运动，运行周期为T，引力常量为G，则此黑洞的平均密度为

参考答案：8.某同学研究小车在斜面上的运动，用打点计时器记录了小车做匀变速直线运动的位移，得到一段纸带如图所示。在纸带上选取几个相邻计数点A、B、C、D，相邻计数点间的时间间隔均为T，B、C和D各点到A的距离为s1、s2和s3。由此可算出小车运动的加速度大小

，打点计时器在打C点时，小车的速度大小vc＝

。（用已知的物理量符号表示）参考答案：a=(s2-2s1)/T2或a=(s3-2s2+s1)/T2或a=(s3-s2-s1)/2T2

vc=(s3-s1)/2T9.一个圆盘边缘系一根细绳，绳的下端拴着一个质量为m的小球，圆盘的半径是r，绳长为L，圆盘匀速转动时小球随着一起转动，并且细绳与竖直方向成θ角，如图所示，则圆盘的转速是______.参考答案：10.做匀变速直线运动的小车带动纸带通过打点计时器,打出的部分计数点如图所示.每相邻两计数点间还有四个点未画出来,打点计时器使用的是50Hz的低压交流电.（结果均保留两位小数）①相邻两计数点间的时间间隔是

ｓ，打点计时器打“2”时,小车的速度v2=

m/s.②小车的加速度大小为________m/s2（要求用逐差法求加速度）③请你依据本实验原理推断第7计数点和第8计数点之间的距离大约是

cm参考答案：①

01

、

0.49

；②

0.88

；③

9.74

11.质量相等的两辆汽车以相同的速度分别通过半径皆为R的凸形桥的顶部与凹形桥底部时，两桥面各受的压力之比F1：F2=

。参考答案：12.在“用DIS探究牛顿第二定律”的实验中（1）下图（左）是本实验的装置图，实验采用分体式位移传感器，其发射部分是图中的_____，与数据采集器连接的是______部分．（填①或②）（2）上图（右）是用DIS探究加速度与力的关系时所得到的a–F实验图象，由图线可知，小车的质量为___________kg．参考答案：（1）①，②

（每空格1分）（2）m=0.77kg13.（4分）图甲为一个电灯两端的电压与通过它的电流的变化关系曲线，由图可知，两者不成线性关系，这是由于

。如图乙所示，将这个电灯与20的定值电阻R串联，接在电动势为8V的电源上，则电灯的实际功率为

W。（不计电流表电阻和电源内阻）参考答案：答案：随电压的增大，灯变亮，灯丝温度升高，电阻率变大，电阻变大；0．6三、实验题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.某研究性学习小组用较粗的铜丝和铁丝相隔较近距离插入苹果中，制成了一个苹果电池，现在用如图甲所示器材来测定苹果电池的电动势和内阻。设计好合适的电路后，调节滑动变阻器，改变电源两端的电压U和流过电源的电流I，记录多组U、I的数据，填入事先设置的表格中，然后逐渐增大铜丝和铁丝插入的深度，重复上述步骤进行实验。按照插入深度逐渐增加的顺序，利用相应的实验数据，在U-I坐标系中绘制图象，如图乙中的a、b、c所示。⑴实验器材有：电流表（量程1ｍＡ，内阻不计）；电压表（量程1Ｖ，内阻约1k）；滑动变阻器R1(阻值0～200Ω)；滑动变阻器R2(阻值0～10kΩ)，该电路中应选用滑动变阻器

▲

(选填“R1”或“R2”)。⑵某同学根据正确设计的电路将图甲中实物图连接出一部分，请将剩余部分连接起来。⑶在该实验中，随电极插入的深度增大，电源电动势

▲

，电源内阻

▲

（均选填“增大”、“减小”或“不变”）。⑷图线b对应的电路中，当外电路总电阻R=2000Ω时，该电源的输出功率P=

▲

W（计算结果保留三位有效数字）。参考答案：

⑴R2（2分）

⑵

如右图(2分)

⑶不变

减小（各2分）

⑷3.20×10-4

（3.10×10-4～3.30×10-4）15.在“把电流表改装为电压表”的实验中，测电流表G的内阻时备有下列器材：A．待测电流表（量程lmA，内阻约几十欧）B．滑动变阻器（阻值范围0﹣100Ω）C．滑动变阻器（阻值范围0﹣20kΩ）．D．电阻箱（0﹣999.9Ω）E．电阻箱（0﹣9999Ω）F．电源（电动势6V，有内阻）G．电源（电动势15V，有内阻）H．开关．导线①若采用如图所示电路测定电流表G的内阻，并要求有较高的精确度，以上器材中，R1应选用

，R2应选用

，电源应选用

（用器材前的英文字母表示）②实验要进行的步骤有：A．合上开关S1B．合上开关S2C．将R1的阻值调到最大D．调节R1的阻值，使电流表指针满偏E．调节R2的阻值，使电流表指针偏转到满刻度一半处F．记下R2的阻值并断开S1G．按上图所示连接好实验电路以上步骤，合理的顺序是G、C、

、

、E、F（用步骤前的英文字母表示）．③若在步骤F中读得R2的阻值是40.0Ω，则电流表内阻Rg=

Ω，若要将该电流表改装成量程是6V的电压表，则表的刻度盘上原0.4mA处应改写成

V④若用两只完全相同的表头G，分别改装成一只电流表和一只电压表，一位同学不小心做实验时误将两只改装后的表串起来连接在一闭合电路中，发现接通电路后两只表的指针都偏转，但是电压表的指针偏转角度比电流表大得多．请简要说明原因

．参考答案：①C；D；G②A、D、B③40.0；2.4④两表串联后，通过电流表的总电流与电压表的电流相等，由于电流表改装成大量程电流表是并联较小的分流电阻，所以大部分电流通过了分流电阻，通过表头的电流很小，所以电流表的指针偏转角度较小；电压表的指针有明显偏转．【考点】伏安法测电阻．【分析】“半偏电流法”测定电流表G的内电阻Rg的实验中，先闭合S1，R1必须调节到最高阻值是为了保护该电路的用电器；本实验在R＞＞R2的条件下，所以电流表两端的电压很小，S1闭合前，R2不须调节到最大；当S2接通时，R2有电流流过，R2和Rg并联，并联后的电阻减小，总电流增加，当电流表示数从满偏电流I1调到半偏电流时，R2中电流稍大于，则R2＜Rg．【解答】解：①本实验在R＞＞R2的条件下进行，则R1应选用C，R2应选用D，电源应选用G②选接好电路，先闭合S1，R1必须调节到最高阻值，使电流表指针满偏，再闭合开关S2，调节R2的阻值，使电流表指针偏转到满刻度一半处，记下R2的阻值并断开S1，确定阻值，故合理的顺序是G、C、A、D、B、E、F．③根据并联电路的规律知：两条支路电流相同时电阻相等，则若在步骤F中读得R2的阻值是40.0Ω，则电流表内阻Rg=R2=40.0Ω电流表改装成量程是6V的电压表，因1mA对应的电压值为6V，电流与电压成正比，则0.4mA对应的电压值为0.4×6V=2.4V．④两表串联后，通过电流表的总电流与电压表的电流相等，由于电流表改装成大量程电流表是并联较小的分流电阻，所以大部分电流通过了分流电阻，通过表头的电流很小，所以电流表的指针偏转角度较小；电压表的指针有明显偏转．故答案为：①C；D；G②A、D、B③40.0；2.4④两表串联后，通过电流表的总电流与电压表的电流相等，由于电流表改装成大量程电流表是并联较小的分流电阻，所以大部分电流通过了分流电阻，通过表头的电流很小，所以电流表的指针偏转角度较小；电压表的指针有明显偏转．四、计算题：本题共3小题，共计47分16.（10分）某游乐场中有一种叫“空中飞椅”的游乐设施，其基本装置是将绳子上端固定在转盘上，绳子下端连接座椅，人坐在飞椅上随转盘旋转而在空中飞旋。若将人与座椅看成质点，则可简化为如图所示的物理模型。其中P为处于水平面内的转盘，可绕竖直转轴OO′转动，设轻绳长L=10m，人与座椅的总质量m=60kg，转盘静止时人与转轴之间的距离d=4m,此时座椅离地面H=3m。转盘慢慢加速运动，经过一段时间后转速保持稳定，此时人与转轴之间的距离变为D=10m且保持不变。不计空气阻力，绳子不可伸长，取g=10m/s2。问：

（1）转盘转动到稳定状态时，人距地面的高度？（2）最后转盘匀速转动时的角速度大约为多少？（3）若转盘稳定转动后，一位游客随身带的手机突然滑下来。手机着地后，正在转轴中心处的管理员发现这一情况后，跑过来捡手机。问他至少应该跑多远才行？参考答案：解析：（1）设转盘匀速转动时绳子与竖直方向间的夹角为θ，质点所处的位置和受力情况如图所示，可得

（2分）质点上升的高度h=L（1－cosθ）=2m

H‘=（H+h）=5m（2分）（2）人与座椅所受合力提供向心力F合=mgtanθ=mω2D

②（2分）代入数据解得ω=rad/s

③（1分）（3）手机滑下来后沿圆周的切线方向平抛运动，设手机从抛出至落地的水平距离为x，则

x=vt=ωDt（1分）手机下落时间为t，有H‘=gt2（1分）管理员跑动的距离为（2分）联立解得s=5m.

（1分）17.如图，板长为间距为的平行金属板水平放置，两板间所加电压大小为，足够大光屏PQ与板的右端相距为，且与板垂直。一带正电的粒子以初速度沿两板间的中心线射入，射出电场时粒子速度的偏转角为。已知，，不计粒子的重力。

(1)求粒子的比荷；(2)若在两板右侧MN、光屏PQ间加如图所示的匀强磁场，要使粒子不打在光屏上，求磁场的磁感应强度大小B的取值范围；

(3)若在两板右侧MN、光屏PQ间仅加电场强度大小为、方向垂直纸面向外的匀强电场。设初速度方向所在的直线与光屏交点为O点，取O点为坐标原点，水平向右为正方向，垂直纸面向外为轴的正方向，建立如图所示的坐标系，求粒子打在光屏上的坐标。参考答案：(1)设粒于射出电场时速度v的