山西省临汾市杨庄中学2022年高三物理下学期期末试题含解析

山西省临汾市杨庄中学2022年高三物理下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.如图所示，一半径为R的均匀带正电圆环水平放置，环心为O点，质量为m的带正电的小球从O点正上方h高的A点静止释放，并穿过带电环，关于小球从A到关于O的对称点A′过程加速度（a）、重力势能（EpG）、机械能（E）、电势能（Ep电）随位置变化的图象可能正确的是（取O点为坐标原点且重力势能为零，向下为正方向，无限远电势为零）（）参考答案：2.（单选）如图所示，用一轻绳将光滑小球P系于竖直墙壁上的O点，在墙壁和球P之间夹有一矩形物块Q，P、Q均处于静止状态，现有一铅笔紧贴墙壁从O点开始缓慢下移，则在铅笔缓慢下移的过程中（）A．细绳的拉力逐渐变小B．Q受到墙壁的弹力逐渐变大C．Q受到墙壁的摩擦力逐渐变大D．Q将从墙壁和小球之间滑落参考答案：【知识点】共点力平衡的条件及其应用；力的合成与分解的运用．B3B4【答案解析】B解析：A、对P分析，P受到重力、拉力和Q对P的弹力处于平衡，设拉力与竖直方向的夹角为θ，根据共点力平衡有：拉力F=，Q对P的支持力N=mgtanθ．铅笔缓慢下移的过程中，θ增大，则拉力F增大，Q对P的支持力增大．故A错误．B、C、D、对Q分析知，在水平方向上P对A的压力增大，则墙壁对Q的弹力增大，在竖直方向上重力与摩擦力相等，所以A受到的摩擦力不变，Q不会从墙壁和小球之间滑落．故B正确，C、D错误．故选：B．【思路点拨】分别对P、Q受力分析，通过P、Q处于平衡判断各力的变化．本题关键是能够灵活地选择研究对象进行受力分析，根据平衡条件列方程求解．3.如图所示的电路中，在开关刚闭合到电路中电流稳定的这段时间内。下列关于各元件上电流或电压的说法中正确的是A．R1和R2上电流一直增大，R3上电流一直减小B．R1和R2上电流一直减小，R3上电流一直增大C．三个电阻上的电流都一直增大D．三个电阻上的电流都一直减小参考答案：

答案：B4.如图5，理想变压器原、副线圈匝数比n1：n2=2:1,均为理想电表，灯光电阴R1=6Ω,AB端电压u1=sin100πt（V）.下列说法正确的是A.电流频率为100HZB.

的读数为24VC.的读数为0.5AD.变压器输入功率为6W参考答案：D由题意可知，则f=50Hz，A项错；电压表测量的是副线圈两端电压的有效值V，B项错；根据欧姆定律，可知电流表的示数为1A，C项错；W，D项对。5.公路交通条例规定：禁止弯道超车。因为容易滑出公路或与对面的汽车发生碰撞。但在F1方程式赛车中，却经常出现弯道超车的现象。如果某赛车在顺时针加速超越前车。则该车所受的合外力的图示可能为（

）

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.地球的半径约为R=6400千米，A、B两颗人造地球卫星沿圆轨道绕地球运行，它们离地球表面的高度分别为hA=3600千米，hB=1700千米，那末A、B两颗卫星的运行速率之比VA:VB=____________，运行周期之比TA:TB=____________。参考答案：、7.（选修3—3）（3分）把熔化的蜂蜡薄薄地涂在玻璃片和云母片上。用一烧热的针尖接触蜂蜡层的背面，结果在玻璃和云母上的蜂蜡分别熔化成甲、乙两种形状，此现象说明____________________________________________.参考答案：答案：在导热性能上玻璃各向同性，云母各向异性。………（3分）8.如图所示，质量为M的长平板车放在光滑的倾角为α的斜面上，车上站着一质量为m的人，若要平板车静止在斜面上，车上的人必须以加速度a＝

向

（填“上或下”）加速奔跑[LU25]

。参考答案：9.如图a所示，倾角为45°、高为h的斜面固定在水平地面上，小球从高为H（2h＞H＞h）的某处自由下落，与斜面碰撞（无能量损失）后做平抛运动。若小球做平抛运动后能直接落到水平地面上，自由下落的起始点距斜面左端的水平距离x应满足的条件是

（用符号表示）；若测得x＝1m时，小球平抛运动的水平射程s最大，且水平射程的平方s2与x关系如图b所示，则斜面的高h应为

m。参考答案：h＞x＞h－H，410.某同学用如图所示装置来验证机械能守恒定律．将单摆用磁铁悬挂在铁质黑板上的O点，在O点下方将穿在圆环状磁铁的细铁钉同样吸在黑板上的P点，同时在黑板上用粉笔画一条水平线MN，将细线拉直，让非磁性摆球从MN上的A点由静止释放．当其摆至另一侧最高点时，观察其位置是否在水平线上，从而验证摆球在此过程中在误差范围内机械能是否守恒．（1）为进行多次实验验证，该同学通过调整

，然后再次重复实验．（2）在实验中，该同学发现小球摆至右侧最高点时位置总比水平线MN略低，造成该结果的原因是

（写出一条即可）．参考答案：（1）P点的高度；（2）运动过程中受到摩擦阻力．【考点】验证机械能守恒定律．【分析】小球释放后，只有重力做功，机械能守恒，当碰到钉子后，机械能仍守恒，为多次实验验证，则可改变P点的高度；小球在摆动过程中，因存在摩擦阻力，则摆至右侧最高点时位置总比水平线MN略低．【解答】解：（1）由题意可知，由于小球释放后，只有重力做功，机械能守恒，因此只要小球另一侧最高点在同一水平线即可，为了多次进行实验验证，可通过调整P点的高度，再次重复实验；（2）在实验中该同学发现小球摆至右侧最高点时位置总比水平线MN略低，造成该结果的原因可能是受到摩擦阻力，故答案为：（1）P点的高度；（2）运动过程中受到摩擦阻力．11.一列频率为2.5Hz的简谐横波沿x轴传播，在t1=0时刻波形如图中实线所示，在t2=0.7s时刻波形如图中虚线所示。则虚线时刻横坐标为x=3m的质点的速度是______________（选填“最大，零”）；在t3=0.1s时位于0<x<5m区间的质点中有一部分正向y轴正方向运动，这些质点在x轴上的坐标区间是______________。

参考答案：零，1m<x<3m

12.(5分)在离地面200m高处，以初速度v0竖直上抛一个小球，9s后小球的速率为2v0，g＝10m/s2，则可知v0＝

m/s；再经过时间

s后小球落回地面。参考答案：

答案：30、113.（6分）一列简谐横波在时的波形图如下，若波自右向左传播的，则在X=0.2m处且处于平衡位置的P点此时的运动方向是

。若经过时间后，P点刚好第一次到达波峰，则波的传播速度是

,从到时P点走过的路程为

。参考答案：向下

10m/s

2.05m三、简答题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.动画片《光头强》中有一个熊大熊二爱玩的山坡滑草运动，若片中山坡滑草运动中所处山坡可看成倾角θ=30°的斜面，熊大连同滑草装置总质量m=300kg，它从静止开始匀加速下滑，在时间t=5s内沿斜面滑下的位移x=50m．（不计空气阻力，取g=10m/s2）问：（1）熊大连同滑草装置在下滑过程中受到的摩擦力F为多大？（2）滑草装置与草皮之间的动摩擦因数μ为多大（结果保留2位有效数字）？参考答案：（1）熊大连同滑草装置在下滑过程中受到的摩擦力F为300N；（2）滑草装置与草皮之间的动摩擦因数μ为多大为0.12．考点： 牛顿第二定律；匀变速直线运动的位移与时间的关系．专题： 牛顿运动定律综合专题．分析： （1）根据匀变速直线运动的位移时间公式求出下滑的加速度，对熊大连同滑草装置进行受力分析，根据牛顿第二定律求出下滑过程中的摩擦力．（2）熊大连同滑草装置在垂直于斜面方向合力等于零，求出支持力的大小，根据F=μFN求出滑草装置与草皮之间的动摩擦因数μ．解答： 解：（1）由运动学公式S=，解得：a==4m/s沿斜面方向，由牛顿第二定律得：mgsinθ﹣f=ma

解得：f=300N

（2）在垂直斜面方向上：N﹣mgcosθ=0

又f=μN

联立解得：μ=答：（1）熊大连同滑草装置在下滑过程中受到的摩擦力F为300N；（2）滑草装置与草皮之间的动摩擦因数μ为多大为0.12．点评： 解决本题的关键知道加速度是联系力学和运动学的桥梁，通过加速度可以根据力求运动，也可以根据运动求力．15.一在隧道中行驶的汽车A以的速度向东做匀速直线运动，发现前方相距处、以的速度同向运动的汽车B正开始匀减速刹车，其刹车的加速度大小,从此刻开始计时，若汽车A不采取刹车措施，汽车B刹车直到静止后保持不动，求：（1）汽车A追上汽车B前，A、B两汽车间的最远距离；（2）汽车A恰好追上汽车B需要的时间．参考答案：（1）16m（2）8s(1)当A、B两汽车速度相等时，两车间的距离最远，即v＝vB－at＝vA

得t＝＝3s此时汽车A的位移xA＝vAt＝12m；汽车B位移xB＝vBt－at2＝21mA、B两汽车间的最远距离Δxm＝xB＋x0－xA＝16m(2)汽车B从开始减速直到静止经历的时间t1＝＝5s

运动的位移x′B＝＝25m汽车A在t1时间内运动的位移x′A＝vAt1＝20m

此时相距Δx＝x′B＋x0－x′A＝12m汽车A需要再运动的时间t2＝＝3s

故汽车A追上汽车B所用时间t＝t1＋t2＝8s四、计算题：本题共3小题，共计47分16.如图所示，位于竖直平面上的光滑轨道，半径为R，OB沿竖直方向，圆弧轨道上端A点距地面高度为H，质量为m的小球从A点由静止释放，最后落在地面C点处，不计空气阻力。求：

(1)小球刚运动到B点时，轨道对小球的支持力多大?

(2)小球落地点C与B的水平距离S为多少?(3)比值为多少时，小球落地点C与B水平距离S最远?该水平距离的最大值是多少?参考答案：解：(1)小球沿圆弧做圆周运动，在B点由牛顿第二定律有

①

(3分)从A到B,由机械能守恒，有

②

(3分)由以上两式得

③

(2分)(2)小球离开B点后做平抛运动，抛出点高为H－R，有

④

(2分)

⑤

(2分)

⑥

(2分)联立④⑤⑥解得

⑦(1分)

（3）由上式可知

(1分)当时，即时，S有最大值，即

Smax＝H

⑧

(2分)17.如图所示，相距为d、板间电压为U的平行金属板M、N间有垂直纸面向里、磁感应强度为B0的匀强磁场；在pOy区域内有垂直纸面向外、磁感应强度为B的匀强磁场；pOx区域为无场区．一正离子沿平行于金属板、垂直磁场射入两板间并做匀速直线运动，从H（0，a）点垂直y轴进入第Ⅰ象限．（1）求离子在平行金属板间的运动速度；（2）若离子经Op上某点离开磁场，最后垂直x轴离开第Ⅰ象限，求离子在第Ⅰ象限磁场区域的运动时间；（3）要使离子一定能打在x轴上，则离子的荷质比应满足什么条件？参考答案：解：（1）离子在平行板内匀速直线运动，因此有

（1分）又

（1分）解得离子在平行板内的速度为

（1分）（2）如图为离子在第I象限磁场区域内运动的轨迹图，由几何关系得，轨迹半径为，

（1分）轨迹对应的圆心角为

（1分）运动周期为

（1分）运动时间为

（1分）（3）要使离子一定能打在x轴上，离子在磁场B中运动的最小半径如图所示，由几何关系

得

（1分）由得

（1分）

（1分）即必须小于

（1分）

作图------（1分）18.如图所示，在水平方向的匀强电场中，用长为L不可伸长的绝缘细线拴住一质量为m，带电荷量为q的小球1，线的上端固定于O点，若在B点同一水平线上的左方距离为r处固定另一带电小球2，小球1恰好处于静止状态，当拿走小球2后，小球1由静止开始向上摆动，当细线转过120o角到达A点时的速度恰好为零,此时OA恰好处于水平状态，设