广东省广州市市白云区雅瑶中学2022年高三物理测试题含解析

广东省广州市市白云区雅瑶中学2022年高三物理测试题含解析一、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）小球从高处下落到竖直放置的轻弹簧上（如图甲），在刚接触轻弹簧的瞬间（如图乙），速度是5m/s，将弹簧压缩到最短（如图丙）的整个过程中，小球的速度v和弹簧缩短的长度△x之间的关系如图丁所示，其中A为曲线的最高点．已知该小球重为2N，弹簧在受到撞击至压缩到最短的过程中始终发生弹性形变，弹簧的弹力大小与形变成正比．下列说法正确的是（）A．在撞击轻弹簧到轻弹簧压缩至最短的过程中，小球的动能先变大后变小B．从撞击轻弹簧到它被压缩至最短的过程中，小球的机械能先增大后减小C．小球在速度最大时受到的弹力为2ND．此过程中，弹簧被压缩时产生的最大弹力为12.2N参考答案：考点：功能关系；弹性势能．分析：小球的速度先增加后减小，故其动能先增大后减小，在整个过程中只有重力和弹簧弹力对小球做功，故小球与弹簧组成的系统机械能守恒，在压缩弹簧的过程中弹簧的弹性势能增加故小球的机械能减小，小球速度最大时弹力大小与小球的重力平衡，根据胡克定律求弹簧压缩时产生的最大弹力．解答：解：A、由图可知，小球的速度先增加后减小，故小球的动能先增大后减小，故A正确；B、在小球下落过程中至弹簧压缩最短时，只有重力和弹簧弹力做功，故小球与弹簧组成的系统机械能守恒，在压缩弹簧的过程中弹簧的弹性势能增加，故小球的机械能减小，所以B错误；C、小球下落时，当重力与弹簧弹力平衡时小球的速度最大，据此有：小球受到的弹力大小与小球的重力大小平衡，故此时小球受到的弹力为2N，故C正确；D、小球速度最大时，小球的弹力为2N，此时小球的形变量为0.1m，故可得弹簧的劲度系数k=20N/m，故弹簧弹力最大时形变量最大，根据胡克定律知，小球受到的最大弹力为Fmax=kxmax=20×0.61N=12.2N，故D正确．故选：ACD．点评：本题考查学生对图象的认识，知道小球落在弹簧上后先做加速运动达到最大速度后再做减速运动，这是解决问题的根本，能根据速度最大的条件求得弹簧的劲度系数是关键．2.如图（a）所示足一个欧姆表的外部构造示意图，其正、负插孔内分别插有红、黑表笔，则虚线内的电路图应是（b）图中的图

（

）参考答案：A

3.（多选）绝缘水平面上固定一正点电荷Q，另一质量为m、电荷量为﹣q的滑块（可看作点电荷）从a点以初速度v0沿水平面向Q运动，到达b点时速度为零．已知a、b间距离为s，滑块与水平面间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g．以下判断正确的是（）A．滑块在运动过程中所受Q的库化力有可能大于滑动摩擦力B．滑块在运动过程的中间时刻，瞬时速度的大小小于C．此过程中产生的内能为D．Q产生的电场中，a、b两点间的电势差为参考答案：解：A、由题意可知，滑块水平方向受库仑力、滑动摩擦力，摩擦力与运动方向相反，而库仑力与运动方相同，因滑块在b点静止，故一定有段时间，库仑力小于滑动摩擦力，当在滑动过程中，随着间距减小，库仑力增大，但仍小于滑动摩擦力，到达b点时速度减为零．故A错误；B、水平方向受大小不变的摩擦力及变大的库仑力，当在滑动过程中，随着间距减小，库仑力增大，但仍小于滑动摩擦力，所以导致加速度慢慢减小，加速度是变化的，故中间时刻的速度小于故B正确；C、由动能定理可得：Uq﹣μmgs=0﹣mv02，产生的内能Q=μmgs=Uq+mv02，因此在此过程中产生的内能大于动能的减少．故C错误；D、由动能定理可得：Uq﹣μmgs=0﹣mv02，解得两点间的电势差U=，故D正确；故选：BD4.图中虚线a、b、c、d、f代表匀强电场内间距相等的一组等势面，已知平面b上的电势为2V。一电子经过a时的动能为10eV，从a到d的过程中克服电场力所做的功为6eV。下列说法正确的是（

）A.平面c上的电势为零B.该电子可能到达不了平面fC.该电子经过平面d时，其电势能为4eVD.该电子经过平面b时的速率是经过d时的2倍参考答案：AB本题考查等势面及其相关的知识点。根据题述，匀强电场中等势面间距相等，相邻等势面之间的电势差相等。设相邻等势面之间的电势差为U，根据电子从a到d的过程中克服电场力所做功为Wab=6eV，电场方向水平向右。由Wab=3eV，联立解得：U=2V。已知b的电势为2V，则平面c上的电势为零，选项A正确；由于af之间的电势差为4U=8V，一电子经过a时的动能为10eV，由于题述没有指出电子速度方向，若该电子速度方向指向左或指向上或下，则该电子就到达不了平面f，选项B正确；由于题述没有指出电子速度方向，选项CD错误。【点睛】此题以等势面切入，考查电场力做功及其相关知识点。5.北斗卫星导航系统是我国自行研制开发的区域性三维卫星定位与通信系统(CNSS),建

成后的北斗卫星导航系统包括5颗同步卫星和30颗一般轨道卫星。对于其中的5颗同

步卫星，下列说法中正确的是

A、它们运行的线速度一定不小于7.9km/s

B.地球对它们的吸引力一定相同[]

C．一定位于空间同一轨道上

D.它们运行的加速度大小一定相同参考答案：CD二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.已知地球和月球的质量分别为M和m，半径分别为R和r。在地球上和月球上周期相等的单摆摆长之比为________，摆长相等的单摆在地球上和月球上周期之比为________。参考答案：根据可知，所以;根据，解得,所以；。7.（4分）按照有关规定，工作场所受到的电磁辐射强度（单位时间内垂直通过单位面积的电磁辐射能量）不得超过0.50瓦／米2。若某一小型无线通讯装置的电磁辐射功率是1瓦，那么在距离该通讯装置

米以外是符合规定的安全区域（已知球面面积为S＝4πR2）。参考答案：答案：0.408.若一定质量的理想气体分别按下图所示的三种不同过程变化，其中表示等压变化的是

(填“A”、“B”或“C”)，该过程中气体的内能

(填“增加”、“减少”或“不变”)．参考答案：C

增加

9.（选修3-4）（6分）根据麦克斯韦电磁场理论，如果在空间某区域有周期性变化的电场，这个变化的电场就会在周围产生

．不同波段的电磁波具有不同的特性，如红外线具有明显的

效应，紫外线具有较强的

效应．参考答案：答案：周期性变化的磁场（2分）

热（2分）

荧光（2分）10.两名日本学者和一名美籍日本科学家10月７日分享了2008年诺贝尔物理学奖。３名物理学家分别通过数学模型“预言”了量子世界自发性对称破缺现象的存在机制和根源。这一模型融合了所有物质最微小的组成部分，使４种基本相互作用中的３种在同一理论中得到解释。这里所述的4种基本相互作用是指万有引力、

▲、强相互作用、

▲。参考答案：电磁相互作用，

弱相互作用

11.（5分）一辆电动自行车铭牌上的技术参数如表中所示：质量为M＝70kg的人骑此电动车沿平直公路行驶，所受阻力为车和人总重的0.03倍，不计自行车自身的机械损耗。（1）仅在电动机提供动力的情况下，此车行驶的最大速度为________m/s；（2）仅在电动机提供动力的情况下，以额定输出功率行驶，速度为3m/s时，加速度大小为_____m/s2。参考答案：6m/s，0.3m/s212.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：

13.如图所示，小车的顶棚上用绳线吊一小球，质量为m，车厢底板上放一个质量为M的木块，当小车沿水平面匀加速向右运动时，小球悬线偏离竖直方向30°，木块和车厢保持相对静止，则小车运动的加速度为------____________，小球对悬线的拉力为_____________，木块受到的摩擦力为______________。参考答案：答案：，，三、简答题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.（2014?宿迁三模）学校科技节上，同学发明了一个用弹簧枪击打目标的装置，原理如图甲，AC段是水平放置的同一木板；CD段是竖直放置的光滑半圆弧轨道，圆心为O，半径R=0.2m；MN是与O点处在同一水平面的平台；弹簧的左端固定，右端放一可视为质点、质量m=0.05kg的弹珠P，它紧贴在弹簧的原长处B点；对弹珠P施加一水平外力F，缓慢压缩弹簧，在这一过程中，所用外力F与弹簧压缩量x的关系如图乙所示．已知BC段长L=1.2m，EO间的距离s=0.8m．计算时g取10m/s2，滑动摩擦力等于最大静摩擦力．压缩弹簧释放弹珠P后，求：（1）弹珠P通过D点时的最小速度vD；（2）弹珠P能准确击中平台MN上的目标E点，它通过C点时的速度vc；（3）当缓慢压缩弹簧到压缩量为x0时所用的外力为8.3N，释放后弹珠P能准确击中平台MN上的目标E点，求压缩量x0．参考答案：（1）弹珠P通过D点时的最小速度为；（2）通过C点时的速度为m/s；（3）压缩量为0.18m．考点： 动能定理的应用；机械能守恒定律．专题： 动能定理的应用专题．分析： （1）根据D点所受弹力为零，通过牛顿第二定律求出D点的最小速度；（2）根据平抛运动的规律求出D点的速度，通过机械能守恒定律求出通过C点的速度．（3）当外力为0.1N时，压缩量为零，知摩擦力大小为0.1N，对B的压缩位置到C点的过程运用动能定理求出弹簧的压缩量．解答： 解：（1）当弹珠做圆周运动到D点且只受重力时速度最小，根据牛顿第二定律有：mg=解得．v==m/s（2）弹珠从D点到E点做平抛运动，设此时它通过D点的速度为v，则s=vtR=gt从C点到D点，弹珠机械能守恒，有：联立解得v=代入数据得，V=2m/s（3）由图乙知弹珠受到的摩擦力f=0.1N，根据动能定理得，且F1=0.1N，F2=8.3N．得x=代入数据解得x0=0.18m．答：（1）弹珠P通过D点时的最小速度为；（2）通过C点时的速度为m/s；（3）压缩量为0.18m．点评： 本题考查了动能定理、机械能守恒定律、牛顿第二定律的综合，涉及到圆周运动和平抛运动，知道圆周运动向心力的来源，以及平抛运动在竖直方向和水平方向上的运动规律是解决本题的关键．15.如图为一块直角三棱镜，顶角A为30°．一束激光沿平行于BC边的方向射向直角边AB，并从AC边射出，出射光线与AC边夹角也为30°．则该激光在棱镜中的传播速度为多少？(结果保留两位有效数字)参考答案：1.7×108m/s解：光路图如图：

由几何关系得：α=∠A=30°，β=90°-30°=60°

折射率

激光在棱镜中传播速【点睛】几何光学要正确作出光路图，由几何知识找出入射角和折射角是关键．知道光速和折射率的关系.四、计算题：本题共3小题，共计47分16.如图所示，一足够长的矩形区域abcd内充满方向垂直纸面向里的、磁感应强度为B的匀强磁场，在ad边中点O，方向垂直磁场向里射入一速度方向跟ad边夹角θ=30°、大小为v0的带正电粒子，已知粒子质量为m，电量为q，ad边长为L，ab边足够长，粒子重力不计，求：（1）粒子能从ab边上射出磁场的v0大小范围．（2）如果带电粒子不受上述v0大小范围的限制，求粒子在磁场中运动的最长时间．参考答案：考点：带电粒子在匀强磁场中的运动．专题：带电粒子在磁场中的运动专题．分析：（1）粒子在磁场中做匀速圆周运动，当其轨迹恰好与ab边相切时，轨迹半径最小，对应的速度最小．当其轨迹恰好与cd边相切时，轨迹半径最大，对应的速度最大，由几何知识求出，再牛顿定律求出速度的范围．（2）粒子轨迹所对圆心最大时，在磁场中运动的最长时间．当其轨迹恰好与ab边相切或轨迹更小时，时间最长，求出圆心角，再求时间．解答：解：（1）若粒子速度为v0，则qv0B=，所以有R=

设圆心在O1处对应圆弧与ab边相切，相应速度为v01，则R1+R1sinθ=

将R1=代入上式可得，v01=

同理，设圆心在O2处对应圆弧与cd边相切，相应速度为v02，则R2﹣R2sinθ=

将R2=代入上式可得，v02=

所以粒子能从ab边上射出磁场的v0应满足．（2）由t=及T=可知，粒子在磁场中经过的弧所对的圆心角α越长，在磁场中运动的时间也越长．在磁场中运动的半径r≤R1时，

运动时间最长，弧所对圆心角为α=（2π﹣2θ）=，所以最长时间为t=T==．答：（1）粒子能从ab边上射出磁场的v0大小范围为．

（2）如果带电粒子不受上述v0大小范围的限制，求粒子在磁场中运动的最长时间为．点评：带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动解题一般程序是

1、画轨迹：确定圆心，几何方法求半径并画出轨迹．

2、找联系：轨迹半径与磁感应强度、速度联系；偏转角度与运动时间相联系，时间与周期联系．

3、用规律：牛顿第二定律和圆周运动的规律．17.如图所示，在xOy平面内，以O1（0，R）为圆心、R为半径的圆形区域内有垂直平面向里的匀强磁场B1，x轴下方有一直线ab，ab与x轴相距为d，x轴与直线ab间区域有平行于y轴的匀强电场E，在ab的下方有一平行于x轴的感光板MN，ab与MN间区域有垂直于纸平面向外的匀强磁场B2．在0≤y≤2R的区域内，质量为m、电荷量为e的电子从任何位置从圆形区域的左侧沿x轴正方向以速度v0射入圆形区域，经过磁场B1偏转后都经过O点，然后进入x轴下方．已知x轴与直线ab间匀强电场场强大小E=，ab与MN间磁场磁感应强度B2=．不计电子重力．（1）求圆形区域内磁场磁感应强度B1的大小？（2）若要求从所有不同位置出发的电子都不能打在感光板MN上，MN与ab板间的最小距离h1是多大？（3）若要求从所有不同位置出发的电子都能打在感光板MN上，MN与ab板间的最大距离h2是多大？当MN与ab板间的距离最大时，电子从O点到MN板，运动时间最长是多少？参考答案：解：（1）所有电子射入圆形区域后做圆周运动轨道半径大小相等，设为r，当电子从位置y=R处射入的电子经过O点进入x轴下方，则r=R

，解得

（2）设电子经电场加速后到达ab时速度大小为v，电子在ab与MN间磁场做匀速圆周运动轨道半径为r1，沿x轴负方向射入电场的电子离开电场进入磁场时速度方向与水平方向成θ角，则，cosθ=如果电子在O点以速度v0沿x轴负方向射入电场，经电场偏转和磁场偏转后，不能打在感光板上，则所有电子都不能打在感光板上．恰好不能打在感光板上的电子在磁场中的圆轨道圆心为O2如图，则感光板与ab间的最小距离h1=r1+r1cosθ，解得v=2v0，r1=2d，θ=60°h1=3d．（3）如果电子在O点沿x轴正方向射入电场，经电场偏转和磁场偏转后，能打在感光板上，则所有电子都能打在感光板上．恰好能打在感光板上的电子在磁场中的圆轨道圆心为O3，如图，感光板与ab间的最大距离h2=r1﹣r1cosθ，解得h2=d

当感光板与ab间的距离最大为h2=d时，所有从O点到MN板的电子中，沿x轴正方向射入电场的电子，运动时间最长．设该电子在匀强电场中运动的加速度为a，运动时间为t1，在磁场B2中运动周期为T，时间为t2，则，d=，T=，，运动最长时间tm=t1+t2，解得，，t2=．则tm=．答：（1）