湖南省岳阳市北港乡第二中学2022年高三物理上学期期末试题含解析

湖南省岳阳市北港乡第二中学2022年高三物理上学期期末试题含解析一、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.（多选）已知地球和冥王星半径分别为r1、r2，公转半径分别为r1′、r2′，公转线速度分别为v1′、v2′，表面重力加速度分别为g1、g2，平均密度分别为ρ1、ρ2，地球第一宇宙速度为v1，飞船贴近冥王星表面环绕线速度为v2，则下列关系正确的是（

）C、g1r12＝g2r22 D、ρ1r12v22＝ρ2r22v12参考答案：AD2.（多选）有一半径r=m的圆柱体绕竖直轴OO′以角速度ω=8πrad/s匀速转动，今用水平力F把质量m=l.2kg的物体A压在圆柱体的侧面，由于受挡板上竖直光滑槽的作用，物体A在水平方向上不能随圆柱体转动，而以v0=1.8m/s的速率匀速下滑，如图所示．已知物体A与圆柱体间的动摩擦因数μ=0.25，g取l0m/s2．下列说法中正确的有（）A．圆柱体对A的摩擦力大小为20NB．水平力F大小为48NC．圆柱体转动一周过程中克服摩擦力做功为9.6JD．圆柱体转动一周过程中，物体A克服摩擦力做功为5.4J参考答案：：解：A、B、在水平方向圆柱体有垂直纸面向里的速度，A相对圆柱体有垂直纸面向外的速度为v′，则v′=ωr=8π×=2.4m/s；在竖直方向有向下的速度v0=1.8m/s合速度的大小为v=3m/s设合速度与竖直方向的夹角为θ，则有：cosθ==0.6所以A所受的滑动摩擦力方向与竖直方向的夹角也为θ，即53°．A做匀速运动，竖直方向平衡，则有Ffcosθ=mg，得Ff==20N另Ff=μFN，FN=F，所以有：F==80N；故A正确，B错误；C、圆柱体转动一周过程中克服摩擦力做功为：W=f（2πr）sin53°=9.6J；故C正确；D、圆柱体转动一周过程中，物体A克服摩擦力做功为：W=f（v0×）cos53°=5.4J；故D正确．故选：ACD．【解析】3.如图所示，“旋转秋千冶中的两个座椅A、B质量相等，通过相同长度的缆绳悬挂在旋转圆盘上。不考虑空气阻力的影响，当旋转圆盘绕竖直的中心轴匀速转动时，下列说法正确的是（A）A的速度比B的大（B）A与B的向心加速度大小相等（C）悬挂A、B的缆绳与竖直方向的夹角相等（D）悬挂A的缆绳所受的拉力比悬挂B的参考答案：D4.一辆汽车沿着倾角为30°的斜面做匀加速直线下滑,若测得该汽车的加速度大小为4.0m/s2，当地的重力加速度大小为9.8m/s2,由此判断该汽车的机械能的变化情况是(

)

A.机械能守恒B.机械能减小C.机械能增加D.不能判断

参考答案：B5.（多选）如图甲所示，平行于光滑斜面的轻弹簧劲度系数为k，一端固定在倾角为θ的斜面底端，另一端与物块A连接；两物块A、B质量均为m，初始时物块均静止。现用平行于斜面向上的拉力F拉动物块B，使B做加速度为a的匀加速运动，两物块在开始一段时间内的v-t图象如图乙所示（t1时刻A、B的图线相切，t2时刻对应A图线的最高点），重力加速度为g，则

A．A达到最大速度时的位移mgsinθ/k

B．拉力F的最小值为mgsinθ+maC．A、B分离时t1=D．A、B分离前，A、B和弹簧系统机械能增加，A和弹簧系统机械能增加参考答案：AC开始时弹簧的压缩量满足2mgsinθ=kx1，当A达到最大速度时加速度为零，此时二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.将劲度系数为200N/m的橡皮筋的一端固定在A点，另一端拴两根细绳，每根细绳分别连着一个量程为5N、最小刻度是0.1N的弹簧测力计。在弹性限度内保持橡皮筋伸长2.00cm不变的条件下，沿着两个不同方向拉弹簧测力计，将橡皮筋的活动端拉到O点，两根细绳互相垂直，如图所示。（1）由图可读出弹簧测力计甲的拉力大小为＿＿＿N，乙的拉力大小应该为＿＿＿＿N。（只需读到0.1N）（2）在本题的虚线方格纸上按力的图示要求作出这两个力及它们的合力。参考答案：（1）2.4，3.2（2）见下图。4.0N.试题分析：（1）根据弹簧秤的指示可知，两个力的大小分别为：2.4N和3.2N．KS5U（2）根据力的平行四边形定则得出合力图示如下：F1、F2相互垂直，因此有：。7.如图（a）所示，阻值为R、匝数为n的圆形金属线圈与一个阻值为2R的电阻连接成闭合电路。线圈的半径为r1，在线圈中半径为r2的圆形区域存在垂直于线圈平面的匀强磁场（向里为正），磁感应强度B随时间t变化的关系如图（b）所示，图中B1、t1为已知量。导线电阻不计，则t1时刻经过电阻的电流方向为_________（选填“a→b”或“b→a”），电流的大小为___________。参考答案：b→a，

8.某同学在做“研究匀变速直线运动”实验中，由打点计时器得到表示小车运动过程的一条清晰纸带，纸带上两相邻计数点的时间间隔为T=0.10s，其中S1=7.05cm、S2=7.68cm、S3=8.33cm、S4=8.95cm、S5=9.61cm、S6=10.26cm，则A点处瞬时速度的大小是_______m/s，小车运动的加速度计算表达式为________________，加速度的大小是_______m/s2（计算结果保留两位有效数字）。参考答案：0.86

0.649.利用如图所示的电路可以测定电压表的内阻，其中滑动变阻器R很小。不改变滑动变阻器R滑动触头位置，当电阻箱R0的阻值为10kΩ时，电压表正好满偏；当电阻箱R0的阻值为30kΩ时，电压表正好半偏。则电压表的内阻RV=

kΩ．参考答案：

答案：10

10.如图所示，一个半径为R的透明球体放置在水平面上，一束光从A点沿水平方向射入球体后经B点射出，最后射到水平面上的C点。已知，该球体对光的折射率为，则它从球面射出时的出射角＝

；在透明体中的速度大小为

（结果保留两位有效数字）（已知光在的速度c＝3×108m／s）参考答案：11.某放射性元素经过6天后，只剩下1/8没有衰变，它的半衰期是

天。为估算某水库的库容，可取一瓶无毒的该放射性元素的水溶液，测得瓶内溶液每分钟衰变8×107次。现将这瓶溶液倒入水库，8天后在水库中取水样1.0m3（可认为溶液己均匀分布），测得水样每分钟衰变20次。由此可知水库中水的体积约为

m3。参考答案：2

2.5×10512.人造地球卫星做半径为r，线速度大小为v的匀速圆周运动。当其角速度变为原来的倍后，运动半径变为

，线速度大小变为

。参考答案：13.如图所示，边长为L的正方形导线框abcd放在纸面内，在ad边左侧有足够大的匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向垂直纸面向里，现使导线框绕a点在纸面内顺时针转动，经时间t转到图中虚线位置，则在时间t内导线框abcd中感应电流方向为__________方向（选填“顺时针”或“逆时针”），平均感应电动势大小等于__________。参考答案：顺时针， 三、实验题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.某同学探究弹力与弹簧伸长量的关系，将弹簧悬挂在铁架台上，将刻度尺固定在弹簧一侧，弹簧轴线和刻度尺都应在竖直方向，弹簧自然悬挂时，长度记为L0，弹簧下端挂上砝码盘时，长度记为Lx；在砝码盘中每次增加10g砝码，弹簧长度依次记为L1至L6，数据如下表表：代表符号L0LxL1L2L3L4L5L6数值（cm）25.3527.3529.3531.3033.435.3537.4039.30（1）表中有一个数值记录不规范，代表符号为__▲__。

由表可知所用刻度尺的最小长度为___

▲

。（2）如图是该同学根据表中数据作的图，纵轴是砝码的质量，横轴是弹簧长度与___▲______的差值（填“L0或L1”）。（3）由图可知弹簧的劲度系数为___▲__

____N/m；（结果保留两位有效数字，重力加速度取9.8m/s2）。参考答案：（1）

L3

1mm

（2）L0

（3）4.9

15.用落体法验证机械能守恒定律，打出如图甲所示的一条纸带。已知打点计时器频率为50Hz.（1）根据纸带所给数据，打下C点时重物的速度为________m/s（结果保留三位有效数字）。（2）某同学选用两个形状相同，质量不同的重物a和b进行实验，测得几组数据，画出图象，并求出图线的斜率k，如图乙所示，由图象可知a的质量m1________b的质量m2（选填“大于”或“小于”）。（3）通过分析发现造成k2值偏小的原因是实验中存在各种阻力，已知实验所用重物的质量m2=0.052kg，当地重力加速度g=9.78m/s2，求出重物所受的平均阻力f=______N.（结果保留两位有效数字）参考答案：

(1).2.25m/s

(2).大于

(3).0.031【详解】（1）C点的瞬时速度等于BD段的平均速度，则有：．

（2）根据动能定理知：（mg-f）h=mv2，则有：，知图线的斜率，b的斜率小，知b的质量小，所以a的质量m1大于b的质量m2．

（3）m2=0.052kg，k2=9.18，解得．四、计算题：本题共3小题，共计47分16.（18分）如图，在空间中有一坐标系；其第一象限内充满着两个匀强磁场区域I和Ⅱ，直线是它们的边界，区域I中的磁感应强度为B，方向垂直纸面向外；区域II中的磁感应强度为2B，方向垂直纸面向内，边界上的P点坐标为(4L，3L)。一质量为m电荷量为q的带正粒子从P点平行于y轴负方向射入区域I，经过一段时间后，粒子恰好经过原点O，忽略粒子重力，已知，．求：（1）粒子从P点运动到O点的时间至少为多少？（2）粒子的速度大小可能是多少？参考答案：解析：（1）设粒子的入射速度为v，用R1，R2，T1，T2分别表示粒子在磁场I区和II区中运动的轨道半径和周期。则

粒子先在磁场I区中做顺时针的圆周运动，后在磁场II区中做逆时针的圆周运动，然后从O点射出，这样料子从P点运动到O点所用的时间最短.粒子运动轨迹如图所示。得α=37°

α+β=90°粒子在磁场I区和II区中的运动时间分别为

粒子从P点运动到O点的时间至少为t=t1+t2由以上各式解得

（2）粒子的速度大小满足一定条件时，粒子先在磁场I区中运动，后在磁场II区中运动，然后又重复前面的运动，直到经过原点O，这样粒子经过n个周期性的运动到过O点，每个周期的运动情况相同，粒子在一个周期内的位移为

粒子每次在磁场I区中运动的位移为

由图中几何关系可知S1=2R1cos370R1=所以v＝(n=1、２、３、４…)本题共18分，第一问10分，第二问8分。17.如图甲所示，两平行金属板接有如图乙所示随时间t变化的电压U，两板间电场可看作均匀的，且两金属板外无电场，两金属板长L＝0.2m，两板间距离d＝0.2m．在金属板右侧边界MN的区域有一足够大的匀强磁场，MN与两板中线OO′垂直，磁感应强度为B，方向垂直纸面向里．现有带正电的粒子流沿两板中线OO′连续射入电场中，已知每个粒子速度v0＝105m/s，比荷＝108C/kg，重力忽略不计，在每个粒子通过电场区域的极短时间内，电场可视作是恒定不变的．(1)试求带电粒子射出电场时的最大速度；(2)任意时刻从电场射出的带电粒子，进入磁场时在MN上的入射点和在MN上出射点的距离是一确定的值s，试通过计算写出s的表达式（用字母m、v0、q、B表示）．参考答案：（1）。方向：斜向右上方或斜向右下方，与初速度方向成45°夹角；（2）s，距离s与粒子在磁场中运行速度的大小无关，s为定值。【详解】（1）偏转电压由0到200V的变化中，粒子流可能都能射出电场，也可能只有部分粒子能射出电场，设偏转的电压为U0时，粒子刚好能经过极板的右边缘射出，则：解得U0＝100V知偏转电压为100V时，粒子恰好能射出电场，且速度最大。根据动能定理得，。方向：斜向右上方或斜向右下方，与初速度方向成45°夹角。（2）设粒子射出电场速度方向与MN间夹角为θ．粒子射出电场时速度大小为：在磁场中，解得R因此粒子射进磁场点与射出磁场点间距离为：s。由此可看出，距离s与粒子在磁场中运行速度的大小无关，s为定值。18.一质量m=0.5kg的滑块以一定的初速度冲上一倾角=37°足够长的斜面，已知滑块上滑过程中的图象如图