山西省吕梁市方山中学2022年高三物理期末试卷含解析

山西省吕梁市方山中学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.如图所示是物体在某段直线运动过程中的v-t图象，则物体由tl到t2运动的过程中(

)A．合外力不断增大

B．加速度不断减小C．位移不断减小

D．平均速度参考答案：B2.如图所示，把球夹在竖直墙AC和木板BC之间，不计摩擦，球对墙的压力为F1，对木板的压力为F2。在将板BC逐渐放至水平的过程中，下列说法中，正确的是（

）A．F1和F2都增大

B．F1和F2都减小C．F1增大，F2减小

D．F1减小，F2增大参考答案：B3.随着我国人民生活水平的不断提高，家庭中使用的电器越来越多。下列电器中主要利用电流的热效应工作的是(

)Ks5uA．电风扇

B．电熨斗

C．洗衣机

D．电饭煲参考答案：BD4.2014年10月24日，“嫦娥五号”在西昌卫星发射中心发射升空，并在8天后以“跳跃式再入”方式成功返回地面。“跳跃式再入”指航天器在关闭发动机后进入大气层，依靠大气升力再次冲出大气层，降低速度后再进入大气层，如图所示，虚线为大气层的边界。已知地球半径R，地心到d点距离r，地球表面重力加速度为g。下列说法正确的是A．“嫦娥五号”在b点处于完全失重状态B．“嫦娥五号”在d点的加速度小于gR2/r2C．“嫦娥五号”在a点速率大于在c点的速率D．“嫦娥五号”在c点速率大于在e点的速率参考答案：C【知识点】人造卫星的加速度、周期和轨道的关系．解析：A、“嫦娥五号”在b点处于失重状态，由于受到阻力作用，不是完全失重状态，故A错误．B、在d点，“嫦娥五号”的加速度a=，又GM=gR2，所以a=．故B错误．C、“嫦娥五号”从a点到c，万有引力不做功，由于阻力做功，则a点速率大于c点速率．故C正确．D、从c点到e点，没有空气阻力，机械能守恒，则c点速率和e点速率相等，故D错误．故选：C．【思路点拨】根据加速度的方向确定“嫦娥五号”处于超重还是失重，根据牛顿第二定律，结合GM=gR2求出d点的加速度．嫦娥五号从a点到c点，万有引力不做功，阻力做负功，根据动能定理比较a、c两点的速率大小．从c点到e点，机械能守恒，速率大小相等．解决本题的关键知道卫星在大气层中受到空气阻力作用，在大气层以外不受空气阻力，结合动能定理、机械能守恒进行求解．5.（单选）如图所示，将质量为m的滑块放在倾角为的固定斜面上。滑块与斜面之间的动摩擦因数为。若滑块与斜面之间的最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等，重力加速度为g，则:A．将滑块由静止释放，如果＞tan，滑块将下滑B．给滑块沿斜面向下的初速度，如果＜tan，滑块将减速下滑C．用平行于斜面向上的力拉滑块向上匀速滑动，如果=tan，拉力大小应是2mgsinD．用平行于斜面向下的力拉滑块向下匀速滑动，如果=tan，拉力大小应是mgsin参考答案：C

解析：A、若μ＞tanθ，则mgsinθ-μmgcosθ＜0．所以滑块不会下滑．故A错误．B、若μ＜tanθ，mgsinθ-μmgcosθ＞0，则合力大于0，所以滑块会受到向下的力，将加速下滑，故B错误；C、如果μ=tanθ，则合力等于0．当滑块向上运动的时候，摩擦力方向与运动相反，即向下，所以向上的拉力大小F=mgsinθ+μmgcosθ，因为μ=tanθ，所以mgsinθ=μmgcosθ，所以F=2mgsinθ，故C正确．D、如果μ=tanθ．mgsinθ-μmgcosθ=0，则合力等于零．则无需拉力拉动，滑块只需要有给他一个速度即可以匀速向下滑动了，故D错误；故选：C．二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.一平行板电容器充电后与电源断开，正极板接地，在两极板间有一负电荷（电量很小，不影响电场分布）固定在P点，如图所示，U表示电容器的电压，EP表示负电荷在P点的电势能，若保持正极板不动，将负极板移到图中虚线所示的位置，则U________（填变大、变小或者不变），EP________（填变大、变小或者不变）.参考答案：变小

不变7.

（选修3－4模块）（5分）机械波和电磁波都能传递能量，其中电磁波的能量随波的频率的增大而

。波的传播及其速度与介质有一定的关系，在真空中，机械波是

传播的，电磁波是

传播的。（填能、不能、不确定），在从空气进入水的过程中，机械波的传播速度将

，电磁波的传播速度将

（填增大、减小、不变）。参考答案：答案：增大

不能

能

增大

减小8.在质量为M的电动机飞轮上，固定着一个质量为m的重物，重物到轴的距离为R，如图所示，为了使电动机不从地面上跳起，电动机飞轮转动的最大角速度不能超过__________。参考答案：

9.一只标有“18V，10W”的灯泡，正常工作时的电阻为Ω；若用多用电表的欧姆档来测量这只灯泡的电阻，则测出的阻值应（填“大于”、“等于”或“小于”）正常工作时的电阻。参考答案：32.4Ω，小于10.公交车在平直公路上匀速行驶，前方黄灯亮起后，司机立即采取制动措施，使汽车开始做匀减速运动直到汽车停下。已知开始制动后的第1s内和第2s内汽车的位移大小依次为8m和4m。则汽车的加速度大小为_______m/s2；开始制动时汽车的速度大小为_______m/s；开始制动后的3s内，汽车的位移大小为________m。参考答案：4，10，12.5（提示：汽车匀减速运动只经历了2.5s。）11.如图所示，平行板电容器充电后，b板与静电计金属球连接，a板、静电计外壳均接地，静电计的指针偏转开一定角度．若减小两极板a、b间的距离，同时在两极板间插入电介质，则静电计指针的偏转角度会

（填变大、变小或不变）参考答案：变小12.一打点计时器固定在斜面上某处，一小车拖着穿过打点计时器的纸带从斜面上滑下，下图是打出纸带的一段。①已知打点计时器使用的交流电频率为50Hz，利用下图给出的数据可求出小车下滑的加速度a=____________。②为了求出小车在下滑过程中所受的阻力，还需测量的物理量有_____________。用测得的量及加速度a表示阻力的计算式是为f=_______________。参考答案：（1）①4.00m/s2 （2分，3.90～4.10m/s2之间都正确） ②小车质量m；斜面上任意两点间距离l及这两点的高度差h。（2分）13.如图甲所示，垂直纸面向里的有界匀强磁场磁感应强度B=1.0T，质量为m=0.04kg、高h=0.05m、总电阻R=5Ω、n=100匝的矩形线圈竖直固定在质量为M=0.08kg的小车上，小车与线圈的水平长度l相同．当线圈和小车一起沿光滑水平面运动，并以初速度v1=10m/s进入磁场，线圈平面和磁场方向始终垂直。若小车运动的速度v随车的位移x变化的v－x图象如图乙所示，则根据以上信息可知

（

）

A．小车的水平长度l=15cm

B．磁场的宽度d=35cm

C．小车的位移x=10cm时线圈中的电流I=7A

D．线圈通过磁场的过程中线圈产生的热量Q=1.92J参考答案：C三、实验题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.某兴趣小组为测定一遥控电动小车的额定功率，进行如下实验：①用天平测出电动小车的质量为1.0Kg；②将电动小车、纸带和打点计时器按如下图所示安装；

③接通打点计时器（其打点周期为0.02s）；④使电动小车以额定功率加速运动，达到最大速度一段时间后关闭小车电源，待小车静止时再关闭打点计时器（设在整个过程中小车所受的阻力恒定）。在上述过程中，打点计时器在纸带上所打的部分点迹如下图乙所示。

请你分析纸带数据，回答下面两个问题：(Ⅰ)电动小车的最大速度为

m/s，(Ⅱ)该电动小车的额定功率为

W。

参考答案：(Ⅰ)

1.50

(Ⅱ)

3.00

15.（1）某位同学在做验证牛顿第二定律实验时，实验前必须进行的操作步骤是平衡摩擦力．（2）正确操作后通过测量，作出a﹣F图线，如图1中的实线所示．试分析：图线上部弯曲的原因是没有满足小车质量M远大于砂和砂桶的质量m；（3）打点计时器使用的交流电频率f=50Hz，如图2是某同学在正确操作下获得的一条纸带，其中A、B、C、D、E每两点之间还有4个点没有标出，写出用s1、s2、s3、s4以及f来表示小车加速度的计算式：a=（用英文字母表示）；根据纸带所提供的数据，算得小车的加速度大小为0.60m/s2（结果保留两位有效数字）．参考答案：解：（1）小车质量M一定时，其加速度a与合力F成正比，而小车与木板之间存在摩擦力，这样就不能用绳子的拉力代替合力，所以在做实验正确必须要先平衡摩擦力；（2）随着外力F的增大，砂和砂筒的质量越来越大，最后出现了不满满足远小于小车质量的情况，因此图线出现了上部弯曲的现象；（3）由题意可知两计数点只觉得时间间隔为：△T==0.1s，根据匀变速直线运动推论有：S4﹣S2=2a1T2

①S3﹣S1=2a2T2

②a=

③联立①②③得：带入数据解得：a=0.60m/s2故答案为：平衡摩擦力；（2）没有满足小车质量M远大于砂和砂桶的质量m（3）；0.60四、计算题：本题共3小题，共计47分16.如图所示,粗糙水平桌面PO长为L=1m,桌面距地面高度H=O.2m,在左端P正上方细绳悬挂质量为m的小球A,A在距桌面高度h=0.8m处自由释放,与静止在桌面左端质量为m的小物块B发生对心碰撞,碰后瞬间小球A的速率为碰前瞬间的1/4,

方向仍向右,已知小物块B与水平桌面PO间动摩擦因数μ=0.4,取重力加速度g：=10m/s2。(1)求碰前瞬间小球A的速率和碰后瞬间小物块B的速率分别为多大；(2)求小物块B落地点与O点的水平距离。参考答案：解：（1）设碰前瞬间小球A的速度大小为，碰后瞬间小物块B速度大小为

对小球A，由机能守恒定律

…（3分）

…（1分）对系统，由动量守恒定律

…（3分）

…（1分）（2）设小物块B由桌面右端O水平抛出速度大小为，由动能定理：

…（3分）

…（1分）小物块B由O水平抛出，竖直方向，

…（2分）

t=0.2s

…（1分）水平方向，

…（2分）

x=0.2m

…（1分）17.如图所示，两块平行金属板MN水平放置，板长L=1m，间距，两金属板间电压UMN=1×104V；在平行金属板右侧依次存在ABC和FGH两个全等正三角形区域，正三角形ABC内存在垂直纸面向里的匀强磁场B1，三角形的上顶点A与上金属板M平齐，BC边与金属板平行，AB边的中点P恰好在下金属板N的右端点；正三角形FGH内存在垂直纸面向外的匀强磁场B2，已知A、F、G处于同一直线上，B、C、H也处于同一直线上，AF两点距离为。现从平行金属板MN左端沿中心轴线方向入射一个质量m1=3×10-10kg，带电量q1=+1×10-4C，初速度v0=1×105m/s的带电粒子。在AC边中点静止着一个质量m2=m1的不带电粒子。两粒子均可看作质点且重力均忽略不计，它们碰撞后黏合在一起运动。结果可用根式表式。⑴求带电粒子从电场中射出时的速度v的大小和方向；⑵若带电粒子进入三角形区域ABC后垂直于AC边与不带电的粒子碰撞，求该区域的磁感应强度B1；⑶在满足第⑵问条件的情况下，若B2=B1，求碰撞后的黏合体由FH边界进入FGH区域，其从该区域的出射点到G点的距离；⑷在满足第⑵问条件的情况下，若要使碰撞后的黏合体由FH边界进入FGH区域并能再次回到FH界面，求B2应满足的条件。参考答案：解：⑴带电粒子在偏转电场中做类平抛运动，由平抛运动规律在水平方向，有

（1分）在竖直方向，有

，（1分）偏转角

（1分）由牛顿第二定律有

由以上四式解得

，，（1分）⑵带电粒子在磁场区域ABC中做匀速圆周运动的圆心在A点，轨迹如图所示，由几何关系知其半径为

解得

（1分）由牛顿第二定律，有

（1分）解得

（1分）⑶两粒子碰撞过程，动量守恒（1分）在磁场区域FGH中，由牛顿第二定律有

（1分）解得

由几何关系有

（1分）其运动情况如图所示，在斜三角形O1KH中，由余弦定理有（3分）解得

所以

（1分）⑷临界情况下的运动轨迹如图所示，由几何关系有（3分）解得

要使粒子从FH边界穿出，应满足（1分）由牛顿第二定律有（1分）解得

（1分）18.（18分）如图所示，光滑的U型金属导轨PQMN水平地固定在竖直向上的匀强磁场中．磁感应强度为B，导轨的宽度为L，其长度足够长，QM之间接有一个阻值为R的电阻，其余部分电阻不计。一质量为m，电阻也为R的金属棒ab，恰能放在导轨之上并与导轨接触良好。当给棒施加一个水平向右的冲量，棒就沿轨道以初速度v0开始向右滑行。求：（1）开始运动时，棒中的瞬间电流i和棒两端的瞬间电压u分别为