山西省临汾市蒲县第二中学2022年高三物理期末试题含解析

山西省临汾市蒲县第二中学2022年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）如图所示，两竖直木桩ab、cd固定，一不可伸长的轻绳两端固定在a、c绳长为L，一质量为m的物体A通过轻质光滑挂L挂在轻绳中间,静止时轻绳两端夹角为120°．若把轻绳换成自然长度为L的橡皮筋，物体A后仍处于静止状态，橡皮筋处于弹性限度内，若重力加速度大小为g，上述两种情况，下列说法正确的是（

）A.轻绳的弹力大mg

B．轻绳的弹力小于mgC．橡皮筋的弹力大于mg

D．橡皮筋的弹力小于mg参考答案：D设两杆间的距离为S，细绳的总长度为L，静止时轻绳两端夹角为120°，由于重物的拉力的方向竖直向下，所以三个力之间的夹角都是120°．根据矢量的合成可知，三个力的大小是相等的．故轻绳的弹力大小为mg．选项A、B错误；若把轻绳换成自然长度为L的橡皮筋，橡皮筋受到拉力后长度增大，杆之间的距离不变，所以重物静止后两根绳子之间的夹角一定小于120°，两个分力之间的夹角减小，而合力不变，所以两个分力减小，即橡皮筋的拉力小于mg．选项C错误、D正确。2.下列物理量的负号表示方向的是[jf1]

（

）（A）气体的温度t＝－10℃

（B）物体的位移s＝－8m（C）物体的重力势能Ep＝－50J

（D）阻力做功为W＝－10J参考答案：B3.如图所示，a、b的质量均为m，a从倾角为45°的光滑固定斜面顶端无初速地下滑，b从斜面顶端以初速度υ0平抛，对二者的运动过程以下说法正确的是都做匀变速运动 落地前的瞬间速率相同C．整个运动过程重力对二者做功的平均功率相同D．整个运动过程重力势能的变化相同参考答案：AD物体a受重力和支持力，F合=mgsin45°，根据牛顿第二定律，a=

g．物体b做平抛运动，加速度为g,知两物体的加速度不变，所以两物体都做匀变速运动，A对。对a运用动能定理，mgh=

mva2-0，对b运用动能定理，有mgh=mvb2-mv02，知落地瞬间b球的速率大于a球的速率．故B错。对于a、b，整个运动过程重力做的功相等，重力势能的变化相同，但是a球做匀加速直线运动，则运动的时间．b球做平抛运动，根据得，．知两个时间不等，故C错D对。4.(多选)下列说法正确的是

A．布朗运动的实质就是分子的无规则运动B．晶体在各个方向上的导热性能相同，体现为各向同性C．热量不能自发地从低温物体传给高温物体D．将一个分子从无穷远处无限靠近另一个分子，则这两个分子间的分子力先增大后减小最后再增大E．绝对零度不可达到参考答案：CED5.（单选）一负电荷从电场中A点由静止释放，只受电场力作用，沿电场线运动到B点，它运动的v﹣t图象如图所示，则A、B两点所在区域的电场线分布情况可能是（）A．B．C．D．参考答案：考点：电场线；牛顿第二定律；物体做曲线运动的条件．专题：电场力与电势的性质专题．分析：v﹣t图象中的斜率表示物体的加速度，所以根据电荷运动过程中v﹣t图象可知电荷的加速度越来越大，则电场力越来越大，电场强度越来越大，根据电场线与电场强度的关系可得出正确结果．解答：解：由v﹣t图象可知，粒子做加速度逐渐增大的加速运动，因此该电荷所受电场力越来越大，电场强度越来越大，电场线密的地方电场强度大，且负电荷受力与电场方向相反，故ABD错误，C正确．故选C．点评：本题结合v﹣t图象，考查了电场强度与电场线以及电荷受电场力与电场方向之间的关系，考点结合巧妙、新颖，有创新性．二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.物体在地面附近以2m/s2的加速度匀减速竖直上升，则在上升过程中，物体的动能将

??

，物体的机械能将

??

。（选填增大、减小或不变）参考答案：答案：减小，增大7.测定木块与长木板之间的动摩擦因数时，采用如图1所示的装置，图中长木板水平固定．（1）实验过程中，电火花计时器应接在交流（选填“直流”或“交流”）电源上．调整定滑轮高度，使细线与长木板平行．（2）已知重力加速度为g，测得木块的质量为M，砝码盘和砝码的总质量为m，木块的加速度为a，则木块与长木板间动摩擦因数μ=．（3）如图2为木块在水平木板上带动纸带运动打出的一条纸带的一部分，0、1、2、3、4、5为计数点，相邻两计数点间还有4个打点未画出．从纸带上测出x1=1.21cm，x2=2.32cm，x5=5.68cm，x6=6.81cm．则木块加速度大小a=1.12m/s2（保留三位有效数字）．参考答案：解：（1）电火花计时器应接在交流电源上．调整定滑轮高度，使细线与长木板平行．（2）对木块、砝码盘和砝码进行受力分析，运用牛顿第二定律得：对木块：F﹣μMg=Ma对砝码盘和砝码：mg﹣F=ma由上式得：μ=（3）相邻两计数点间还有4个打点未画出，所以相邻的计数点之间的时间间隔为0.1s根据运动学公式得：△x=at2，a==1.12m/s2．故答案为：（1）交流；细线与长木板平行（2）（3）1.128.(4分)某实验小组利用数字实验系统探究弹簧振子的运动规律，装置如图所示，水平光滑导轨上的滑块与轻弹簧组成弹簧振子，滑块上固定有传感器的发射器。把弹簧拉长5cm后由静止释放，滑块开始振动。他们分析位移—时间图象后发现，滑块的运动是简谐运动，滑块从最右端运动到最左端所用时间为1s，则弹簧振子的振动频率为

Hz；以释放的瞬时为初始时刻、向右为正方向，则滑块运动的表达式为x=

cm。

参考答案：0.5（1分）；5cosπt（3分）9.如图甲所示，小车开始在水平玻璃板上匀速运动，紧接着在水平薄布面上做匀减速运动（小车刚驶上粗糙的薄布面瞬间有一碰撞过程，动能有所减少）．打点计时器打出的纸带及相邻两点间的距离（单位：cm）如图乙所示，纸带上相邻两点间对应的时间间隔为0.02s．则小车在水平玻璃板上匀速运动的速度是m/s；小车在薄布面上做匀减速运动的加速度大小是m/s2，初速度是m/s．参考答案：0.9

5

0.85考点：测定匀变速直线运动的加速度．.专题：实验题．分析：根据匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度，可以求出打纸带上某点时小车的瞬时速度大小．用描点法作出v﹣t图象，根据图象求出小车在玻璃板上的运动速度．解答：解：匀速运动的速度等于位移除以时间设对应点1、2、3、4、5的瞬时速度分别为v1、v2、v3、v4、v5，则有v1=cm/s=75cm/s=0.75m/s，v2=cm/s=65cm/s=0.65m/s，v3=cm/s=55cm/s=0.55m/s，v4=cm/s=45cm/s=0.45m/s，v5=cm/s=35cm/s=0.35m/s；以速度为纵坐标，以时间为横坐标建立直角坐标系．用描点法作出小车在薄布面上做减速运动时的v﹣t图象．将图象延长，使其与纵轴相交，如图所示．由图象可知，小车做减速运动的加速度为5m/s2，初速度为0.85m/s．故答案为：0.9；5；0.85．点评：要提高应用匀变速直线的规律以及推论解答实验问题的能力，在平时练习中要加强基础知识的理解与应用．10.B.动能相等的两人造地球卫星A、B的轨道半径之比RA:RB=1:2，它们的角速度之比=

，质量之比mA:mB=

.参考答案：；1：2两卫星绕地球做匀速圆周运动，其万有引力充当向心力，，所以两者角速度之比为；线速度之比为，根据题意知两者动能相等，所以质量之比为：1:2。【考点】匀速圆周运动的描述、万有引力定律的应用

11.（15分）已知万有引力常量为G，地球半径为R，同步卫星距地面的高度为h，地球的自转周期T，地球表面的重力加速度g.某同学根据以上条件，提出一种估算地球赤道表面的物体随地球自转的线速度大小的方法：地球赤道表面的物体随地球作圆周运动，由牛顿运动定律有又因为地球上的物体的重力约等于万有引力,有

由以上两式得:

⑴请判断上面的结果是否正确，并说明理由。如不正确，请给出正确的解法和结果。

⑵由以上已知条件还可以估算出哪些物理量?(请估算两个物理量,并写出估算过程).参考答案：解析：（1）以上结果是不正确的。因为地球赤道表面的物体随地球作圆周运动的向心力并不是物体所受的万有引力，而是万有引力与地面对物体支持力的合力。……………(3分)

正确解答如下：地球赤道表面的物体随地球自转的周期为T，轨道半径为R，所以线速度大小为：……………(4分)

(2)①可估算地球的质量M，设同步卫星的质量为m，轨道半径为，周期等于地球自转的周期为T，由牛顿第二定律有：……………(3分)

所以……………(1分)

②可估算同步卫星运转时线速度的大小，由①知地球同步卫星的周期为T，轨道半径为，所以……………(4分)【或：万有引力提供向心力……………(1分)

对地面上的物体有：……………(1分)，

所以得：……(2分)】12.用如图1实验装置验证m1、m2组成的系统机械能守恒，m2从高处由静止开始下落，m1上拖着的纸带打出一系列的点，对纸带上的点迹进行测量，即可验证机械能守恒定律，图2给出的是实验中获取的一条纸带；0是打下的第一个点，每相邻两计数点间还有4个点（图2中未标出）．计数点的距离如图2所示，已知m1=50g、m2=150g，则（已知当地重力加速度g=9.8m/s2，结果保留两位有效数字）（1）在纸带上打下计数点5时的速度v=

m/s；（2）在打点0～5过程中系统动能的增量△Ek=

J，系统势能的减少量△Eφ=

J．由此得出的结论是

．参考答案：（1）2.4；（2）0.58；0.59，在误差允许范围内，m1、m2组成系统机械能守恒．【考点】验证机械能守恒定律．【分析】（1）匀变速直线运动中时间中点的瞬时速度等于该过程中的平均速度，由此可以求出打下计数点5时的速度．（2）根据物体的初末动能大小可以求出动能的增加量，根据物体重力做功和重力势能之间的关系可以求出系统重力势能的减小量，比较动能增加量和重力势能减小量之间的关系可以得出机械能是否守恒．【解答】解：（1）由于每相邻两个计数点间还有4个点没有画出，所以相邻的计数点间的时间间隔T=0.1s，根据某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度求出点5的瞬时速度：v5=．（2）在0～5过程中系统动能的增量：△EK=（m1+m2）v52=×0.2×2.42J≈0.58J．系统重力势能的减小量为：△Ep=（m2﹣m1）gx=0.1×9.8×（0.384+0.216）J≈0.59J，由此可知在误差允许范围内，m1、m2组成系统机械能守恒．故答案为：（1）2.4；（2）0.58；0.59，在误差允许范围内，m1、m2组成系统机械能守恒．13.将一小球从高处水平抛出，最初2s内小球动能EK随时间t变化的图线如图所示，不计空气阻力，重力加速度g=10m/s2。根据图象信息可知，小球的质量为

▲

kg，小球的初速度为

▲

m/s，最初2s内重力对小球做功的平均功率为

▲

W。参考答案：0.125kg

m/s

12.5W

三、实验题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.为了测量右图中果汁电池的电动势E和内阻r，并探究电极间距对E和r的影响(实验器材如图所示)。①将电压表、电流表均视为理想电表，请在图中用笔画线代替导线连接电路；②实验中依次减小铜片与锌片的间距，分别得到相应果汁电池的U-I图像如图中a、b、c所示．由此可知：在该实验中，随电极间距的减小，电源电动势

(填“增大”、“减小”或“不变”)，电源内阻

(填“增大”、“减小”或“不变”)；③图线a对应的电源电动势E=

V，短路电流I=

A。(均保留三位有效数字)参考答案：15.如图1所示为两位同学探究“物体的加速度与其质量、所受合外力的关系”的实验装置图：（1）安装好实验装置后，两位同学首先平衡摩擦力，若打点计时器第一次在纸带上打出的计时点越来越稀疏（从打出的点的先后顺序看），则第二次打点前应将长木板底下的小木块垫的比原先更加低（选填“高”或“低”）些；重复以上操作步骤，直到打点计时器在纸带上打出一系列等间距的计时点，便说明平衡摩擦力合适．（2）接下来，这两位同学先保持小车的质量不变的条件下，研究小车的加速度与受到的合外力的关系；图2为某次操作中打出的一条纸带的一部分：0、1、2、3、4、5、6是计数点，每相邻两计数点间还有4个计时点（图中未标出），实验中使用的是频率f=50Hz的交变电流．根据以上数据，可以算出小车的加速度a=0.50m/s2．（结果保留两位位有效数字）（3）然后，两位同学在保持小车受到的拉力不变的条件下，研究小车的加速度a与其质量M的关系．他们通过给小车中增加砝码来改变小车的质量M，得到小车的加速度a与质量M的数据，画出a﹣图线后，发现当较大时，图线发生弯曲，造成图线弯曲的原因是作图时应作出a﹣图象（4）实验完成后，两位同学又打算测出小车与长木板间的动摩擦因数．于是两位同学先取掉了长木板右端垫的小木块，使得长木板平放在了实验桌上，并把长木板固定在实验桌上，如图3所示；在砝码盘中放入适当的砝码后，将小车靠近打点计时器，接通电源后释放小车，打点计时器便在纸带上打出了一系列的点，利用纸带计算出了小车运动的加速度a，用天平测出小车的质量为M、砝码（连同砝码盘）的质量为m，则滑块与木板间的动摩擦因数μ=（用被测物理量的字母表示，重力加速度为g）．参考答案：解：（1）若打点计时器第一次在纸带上打出的计时点越来越稀疏，说明小车做加速运动，即平衡摩擦力过度，所以第二次打点前应将长木板底下的小木块垫的比原先更加低，重复以上操作步骤，直到打点计时器在纸带上打出一系列间隔均匀的点；（2）相邻的两个计数点之间还有4个点未标出，则T=0.1s，根据作差法得：a==0.50m/s2；（3）通过给小车增加砝码来改变小车的质量M，故小车的质量应为M+m，作图时应作出a﹣图象，所以当较大时，图线发生弯曲；（5）对小车和砝码（连同砝码盘）整体进行受力分析，砝码（连同砝码盘）的重力和摩擦力的合力提供加速度，根据牛顿第二定律得：解得：故答案为：（1）低；（2）0.50；（4）作图时应作出a﹣图象；（5）四、计算题：本题共3小题，共计47分16.一个热气球与沙包的总质量为60kg，在空气中以加速度=5m/s2下降。求（1）为了使它匀速下降，应抛掉沙的质量是多少？（2）为了使它以同样大小的加速度上升，应抛掉沙的质量是多少？（取g=10m/s2）参考答案：（1）设浮力为F，以加速度a=5m/s2下降时有：

mg-F=ma

···················（2分）设匀速下降时系统总质量为m1，则有m1g-F=0

···················（3分）应抛掉沙的质量为：

Δm=m-m1

···················（2分）由以上三式代入数据得

Δm=30kg

···················（1分）（2）设以同样大小的加速度上升时系统总质量为m2