2022年上海市奉贤区古华中学高三物理期末试卷含解析VIP

2022年上海市奉贤区古华中学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）如题5图所示，长方形abcd的长ad=0.6m，宽ab=0.3m，O、e分别是ad、bc的中点，以e为圆心、eb为半径的四分之一圆弧和以O为圆心、Od为半径的四分之一圆弧组成的区域内有垂直纸面向里的匀强磁场(边界上无磁场)，磁感应强度B=0.25T。一群不计重力、质量m=3×10-7kg、电荷量q=+2×10-3C的带正电粒子以速度v=5×102m/s沿垂直ad方向且垂直于磁场射入磁场区域，则下列判断正确的是(

)A.从Od边射入的粒子，出射点全部分布在Oa边B.从aO边射入的粒子，出射点全部分布在ab边C.从ad边射入的粒子，出射点全部通过b点D.从Od边射入的粒子，出射点分布在ab边参考答案：C2.如图所示，一物体以初速度v0冲向光滑斜面AB，并恰好能沿斜面升高h，下列说法中正确的是A．若把斜面从C点锯断，物体冲过C点后仍升高hB．若把斜面弯成圆弧形D，物体仍沿圆弧升高hC．若把斜面从C点锯断或弯成圆弧形D，物体都不能升高hD．若把斜面AB变成曲面AEB，物体沿此曲面上升仍能到达B点参考答案：CD3.为了测定滑块与水平桌面之间的动摩擦因数μ，某同学设计了如图的实验装置，其中圆弧形滑槽末端与桌面相切。第一次实验时，滑槽固定于桌面右端，末端与桌子右端M对齐，滑块从滑槽顶端由静止释放，落在水平面的P点；第二次实验时，滑槽固定于桌面左侧，测出末端N与桌子右端M的距离为L，滑块从滑槽顶端由静止释放，落在水平面的Q点，已知重力加速度为g，不计空气阻力

(1)实验还需要测出的物理量是(用代号表示)：

。A．滑槽的高度h；

B．桌子的高度H；

C．O点到P点的距离d1；D．O点到Q点的距离d2；

E．滑块的质量m．(2)写出动摩擦因数μ的表达式是μ=

。(3)如果第二次实验时，滑块没有滑出桌面，测得滑行距离为x。则动摩擦因数可表示为μ=

。参考答案：见解析（1）还需要测出的物理量是MO的高度H，OP距离d1，O

Q距离d2；故应填写BCD。（2）根据题意，由动能定理可得，，，解得。（3）根据题意，由动能定理可得，，解得。MO的高度h，OP距离x1，OP′距离x24.如图所示，在水平面上有三个质量分别为m1，m2，m3的木块，木块1和2、2和3间分别用一原长为L、劲度系数为K的轻弹簧连接起来，木块1、2与水平面间的动摩擦因数为μ，木块3和水平面之间无摩擦力。现用一水平恒力向右拉木块3，当木块一起匀速运动时，1和3两木块间的距离为（木块大小不计）A．

B．C．

D．参考答案：C5.（多选）如图甲所示，光滑的平行导轨MN、PQ固定在水平面上，导轨表面上放着光滑导体棒ab、cd，两棒之间用绝缘细杆连接，两导体棒平行且与导轨垂直．现加一垂直导轨平面的匀强磁场，设磁场方向向下为正，磁感应强度B随时间t的变化规律如图乙所示，t1=2to，不计ab、cd间电流的相互作用，不计导轨的电阻，每根导体棒的电阻为R，导轨间距和绝缘细杆的长均为L．下列说法正确的是 A．t=t0时轻杆既不被拉伸也不被压缩 B．在O～t1时间内，绝缘细杆先被拉伸后被压缩 C．在0～t1时间内，abcd回路中的电流方向是先顺时针后逆时针 D．若在0～t1时间内流过导体棒的电量为q，则t1时刻的磁感应强度大小为参考答案：ABD二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.（4分）如图所示，质点P以O为圆心、r为半径作匀速圆周运动，周期为T，当质点P经过图中位置A时，另一质量为m、初速度为零的质点Q受到沿OA方向的水平恒定拉力F作用从静止开始在光滑水平面上作直线运动，为使P、Q在某时刻速度相同，拉力F必须满足的条件是______.参考答案：

答案：

7.如图为用DIS（位移传感器、数据采集器、计算机）研究加速度和力的关系的实验装置．实验前已平衡摩擦力．①实验中采用控制变量法，应保持_______不变，用钩码所受的重力作为小车所受的________，用DIS测小车的加速度．②改变所挂钩码的数量，多次重复测量。根据测得的多组数据可画出a-F关系图线（如图所示）．分析此图线的OA段可得出的实验结论是______________．此图线的AB段明显偏离直线，造成此误差的主要原因是：A．小车与轨道之间存在摩擦

B．导轨保持了水平状态C．所挂钩码的总质量太大

D．所用小车的质量太大参考答案：小车的质量

、合力

、小车的质量一定，a与F成正比

、

C8.一个质量为70kg的人在电梯中用体重计称量，当电梯以4m/s2向下加速运动时，读数为

N，当电梯以4m/s2向下减速运动时，读数为

N。参考答案：420

9809.（4分）图为人手臂面骨骼与肌肉的生理结构示意图，手上托着重量为G的物体，（1）在方框中画出前臂受力示意图（手、手腕、尺骨和挠骨看成一个整体，所受重力不计，图中O点看作固定转动轴，O点受力可以不画）。（2）根据图中标尺估算出二头肌此时的收缩约为

。

参考答案：答案：13．（1）前臂受力示意图如下；（2）8G

10.如图所示，质量为m、边长为L的正方形线圈ABCD由n匝导线绕成，导线中通有顺时针方向大小为I的电流，在AB边的中点用细线竖直悬挂于轻杆右端，轻杆左端通过竖直的弹簧与地面相连，轻杆可绕杆中央的固定转轴O在竖直平面内转动．在图中虚线的下方，有与线圈平面垂直的匀强磁场，磁感强度为B，平衡时，CD边水平且线圈有一半面积在磁场中，忽略电流I产生的磁场，穿过线圈的磁通量为；弹簧受到的拉力为mg+nBIL．参考答案：解：穿过线圈的磁通量为：=；根据左手定则可知，CD边所受安培力为nBIL，而方向竖直向下；由杠杆平衡条件得：mg+nBIL=F拉，解得：F拉=mg+nBIL故答案为：，mg+nBIL11.如图所示，物体A、B的质量mA=6kg,mB=4kg,A与B、B与地面之间的动摩擦因数都等于0.3，通过轻滑轮在外力F的作用下，A和B一起做加速度为a=1m/s2的匀加速直线运动，则A对B的摩擦力大小为

N，方向为

，

参考答案：14N，向右，12.如图所示，PQ是固定的水平导轨，两端有定滑轮，物体A和B用细绳相连处于静止状态时，α=37°，β=53°。若B重5N，则A所受的摩擦力大小为_______N，方向为____________。参考答案：1，水平向左。解:对物体B受力分析,受到重力,两根细线的拉力和,如图所示,有:

再对A物体受力分析,受到重力和支持力,向左的拉力和向右的拉力,由于向右的拉力大于向左的拉力,根据平衡条件,有:,静摩擦力方向水平向左.故答案为:,水平向左.13.已知氮气的摩尔质量为M，在某状态下氮气的密度为ρ，阿伏加德罗常数为NA，在该状态下体积为V1的氮气分子数为

▲

，该氮气变为液体后的体积为V2，则一个氮分子的体积约为

▲

．参考答案：

气的质量为：氮气的物质的量为：；故质量为m的水所含的分子数为：；该氮气变为液体后的体积为，则一个氮分子的体积约为：。三、实验题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.小明研究小车在水平长木板上运动所受摩擦力的大小，选用的实验器材是：长木板、总质量为m的小车、光电门、数字毫秒计、弧形斜面、挡光片、游标卡尺、刻度尺．器材安装如图甲．（1）主要的实验过程：①用游标卡尺测量挡光片宽度d，读数如图乙，则d=6.00mm；②让小车从斜面上某一位置释放，读出小车通过光电门时数字毫秒计示数t；③用刻度尺量出小车停止运动时遮光板与光电门间的距离L；④求出小车与木板间摩擦力f=（用物理量的符号表示）．（2）若实验中没有现成的挡光片，某同学用一宽度为6cm的金属片替代这种做法是否合理？不合理（选填“合理”或“不合理”）．（3）实验中，小车释放的高度应该适当大（选填“大”或“小”）些．参考答案：

考点：探究影响摩擦力的大小的因素．专题：实验题．分析：（1）游标卡尺主尺与游标尺示数之和是游标卡尺的示数；由速度公式求出小车的速度，应用动能定理求出摩擦力；（2）小车的瞬时速度可以近似等于小车在很短时间（或很小位移）上的平均速度，时间或位移越小，平均速度越接近瞬时速度；（3）小车的水平位移越大，测量其位移时的误差越小，实验误差越小，据此分析答题．解答：解：（1）①由图甲所示可知，游标卡尺的主尺示数为0.6cm=6mm，游标尺示数为0×0.05mm=0.00mm，则挡光片的宽度d=6mm+0.00mm=6.00mm；④挡光片经过光电门时的速度v=，小车在水平面上做匀减速运动，由动能定理得：﹣fL=0﹣mv2，解得：f=．（2）实验时把小车经过挡光片时的平均速度作为小车的瞬时速度，挡光片的宽度越窄，小车经过挡光片时的平均速度越接近小车的瞬时速度，挡光片的宽度越大，小车的速度误差越大，不能用6cm的金属片替代挡光片．（3）小车释放的高度越大，小车到达水平面时的速度越大，小车在水平面上滑行的距离越大，L的测量值误差越小，实验误差越小．故答案为：（1）①6.00；④；（2）不合理；（3）大．点评：游标卡尺主尺与游标尺示数之和是游标卡尺的示数，游标卡尺不需要估读；物体在很小一段时间内的平均速度可近似认为等于瞬时速度，时间越短，平均速度与瞬时速度相差越小．15.在“用单摆测定重力加速度”的实验中，某同学用一根细线和一均匀小球制成单摆，请将以下实验步骤补充完整：（1）用刻度尺测出单摆从悬挂点到小球顶端的线为l；（2）＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿；（3）以摆球运动到＿＿＿＿（选填“最高”或“最低”）点为计时开始和终了时刻，测出单摆做n次全振运动的时间为t根据以上步骤，重力加速度的表达式为g＝＿＿＿＿＿＿（用测得量的符号表示）。参考答案：四、计算题：本题共3小题，共计47分16.如图，一半径为R的圆表示一柱形区域的横截面（纸面），O为圆心。在柱形区域内加一方向垂直于纸面向外的匀强磁场，一质量为m、电荷量为+q的粒子沿图中直径从圆上的A点射入柱形区域，在圆上的D点离开该区域，已知图中，现将磁场换为竖直向下的匀强电场，同一粒子以同样速度沿直径从A点射入柱形区域，也在D点离开该区域。若磁感应强度大小为B，不计重力，试求：（1）电场强度E的大小；（2）经磁场从A到D的时间与经电场从A到D的时间之比。参考答案：【知识点】带电粒子在磁场中运动向心力带电粒子在电场中运动I3D4K2【答案解析】(1)(2)解析：（1）加磁场时，粒子从A到D有：……

①

由几何关系有：……

②

加电场时，粒子从A到D有：

……

③

……

④

由①～④得：

……⑤

（2）粒子在磁场中运动，由几何关系可知：圆心角

圆运动周期：

……⑦

经磁场的运动时间：

……⑧

由①～④得粒子经电场的运动时间：

……⑨

即：

……⑩

【思路点拨】(1)带电粒子在磁场中做匀速圆周运动，根据几何关系求得半径，然后换成电场后，带电粒子在电场中做类平抛运动，水平匀速直线运动，竖直匀加速直线运动，根据运动学规律求解电场强度。（2）粒子在磁场中运动，由几何关系可知求得圆心角，根据周期公式求得在磁场中运动时间，在电场中根据竖直方向求得运动时间，然后求得时间之比。17.如下图所示，质量为40.0kg的雪橇（包括人）在与水平方向成37°角、大小为200N的拉力F作用下，沿水平面由静止开始运动，雪橇与地面间动摩擦因数为0.20；取g=10m/s2，cos37°=0.8，sin37°=0.6,g＝10m/s2。（1）求雪橇的加速度大小；（2）经过2s撤去F，再经过3s时雪橇的速度多大？（3）在第（2）问中，雪橇在5s内的位移多大？参考答案：18.在某一真空空间内建立xOy坐标系，从原点O处向第I象限发射一荷质比的带正电的粒子（重力不计）．速度大小v0=103m/s、方向与x轴正方向成30°角．（1）若在坐标系y轴右侧加有匀强磁场区域，在第I、Ⅳ象限，磁场方向垂直xOy平面向外B=1T，求粒子做匀速圆周运动的轨道半径R？（2）若在坐标系y轴右侧加有匀强磁场区域，在第I象限，磁场方向垂直xOy平面向外；在第Ⅳ象限，磁场方向垂直xOy平面向里；磁感应强度为B=1T，如图（a）所示，求粒子从O点射出后，第2次经过x轴时的坐标x1．（3）若将上述磁场均改为如图（b）所示的匀强磁场，在t=0到t=s时，磁场方向垂直于xOy平面向外；在t=s到t=s时，磁场方向垂直于xOy平面向里，此后该空间不存在磁场，在t=0时刻，粒子仍从O点以与原来相同的速度v0射入，求粒子从O点射出后第2次经过x轴时的坐标x2．参考答案：解：（1）设粒子的轨道半径r，洛伦兹力提供