河南省南阳市职业中学2022年高三物理期末试卷含解析

河南省南阳市职业中学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.（单选）如图所示，理想变压器原线圈输入电压u=Umsinωt，副线圈电路中R0为定值电阻，R是滑动变阻器．V1和V2是理想交流电压表，示数分别用U1和U2表示；A1和A2是理想交流电流表，示数分别用I1和I2表示．下列说法正确的是（）A．I1、I2表示电流的有效值，U1、U2表示电压的瞬时值B．变压器的输入功率I1U1与输出功率I2U2相等C．滑动触头P向下滑动，U2变小、I2变小D．滑动触头P向下滑动过程中，U1变大、I1变大参考答案：：解：A、在交流电中电表显示的都是有效值，故A错误B、变压器不改变功率，故B正确；C、滑片P向下端滑动过程中，电阻减小，电压不变即U2不变，则I2变大，故C错误；D、由C分析知U2不变，U1不变，I2变大、则功率变大，故I1变大，故D错误；故选：B2.(单选题)青藏铁路刷新了一系列世界铁路的历史纪录，青藏铁路火车上多种传感器运用了电磁感应原理，有一种电磁装置可以向控制中心传输信号以确定火车位置和运动状态，原理是将能产生匀强磁场的磁铁，安装在火车首节车厢下面，俯视如图甲所示，当它经过安放在两铁轨间的线圈时，便产生一个电信号，被控制中心接收到，当火车通过线圈时，若控制中心接收到的线圈两端的电压信号为图乙所示，则说明火车在做

A．匀速直线运动

B．匀加速直线运动

C．匀减速直线运动

D．加速度逐渐加大的变加速直线运动参考答案：B3.如图所示，直线a和曲线b分别是在平直公路上行驶的汽车甲、乙的x﹣t图象，由图可知（）A．在时刻t2，甲车追上乙车B．在时刻t2，甲、乙两车运动方向相反C．在t1到t2这段时间内，两车的平均速率相等D．在t1到t2这段时间内，当乙车速率为零时两车相距最远参考答案：B【考点】匀变速直线运动的图像；匀变速直线运动的位移与时间的关系．【分析】位移时间关系图线反映物体的位移随时间的变化规律，图线的斜率表示速度的大小．纵坐标的变化量表示位移．根据这些知识进行分析两物体的运动情况．【解答】解：AB、在时刻t2，a图线切线斜率为正值，说明a的速度沿正向，而b的斜率为负值，速度沿负向，所以两车运动方向相反．不能说甲车追上乙车；故A错误，B正确；．C、在t1到t2这段时间内，两力的运动的路程不相同，故两车的平均速率不相等，故C错误；D、速度图线切线的斜率表示速度，在t1到t2这段时间内，b车图线斜率先减小后增大，则乙车的速率先减小后增加，且乙车的速度先大于甲车的速度后小于甲车的速度，两者距离先增大后减小，在两车的速度相等时相距最远．故D错误．故选：B．4.（单选）如图所示，质量为M，倾角为的斜劈在水平面上以一定的初速度向右滑动的过程中，质量为m的光滑小球在斜面上恰好保持与斜劈相对静止，已知斜劈与地面的动摩擦因数是，则下列说法正确的是A.小球与斜面间的压力是mgcosB.小球与斜面的加速度大小是gtanC.地面对斜劈的支持力一定大于（M+m）gD.地面与斜劈间的动摩擦因数是g（1+sincos）参考答案：B解析：光滑小球恰好保持与斜面相对静止,则有重力与斜面弹力的合力水平向左，根据力的合成与分解，得小球，易得加速度大小是选项B正确；弹力，选项A错误；由于在竖直方向上没有加速度，所以整体在竖直方向上合力为零，有，选项C错误；整体是由于摩擦力导致的减速，，D错误。5.（单选）低碳、环保是未来汽车的发展方向．某汽车研发机构在汽车的车轮上安装了小型发电机，将减速时的部分动能转化并储存在蓄电池中，以达到节能的目的．某次测试中，汽车以额定功率在水平路面上行驶一段距离后关闭发动机，测出了汽车动能Ek与位移x的关系图象如图，其中①是关闭储能装置时的关系图线，②是开启储能装置时的关系图线．设汽车运动过程中所受地面阻力恒定，空气阻力不计．仅仅根据图象所给的信息可以求出的物理量是（）A．汽车开启储能装置后向蓄电池提供的电能EB．汽车的额定功率PC．汽车加速运动的时间tD．汽车行驶过程中的最大速度V参考答案：考点：功率、平均功率和瞬时功率；匀变速直线运动的图像．.专题：功率的计算专题．分析：关闭储能装置时，根据动能定理求解汽车所受地面的阻力．在5﹣7m过程中汽车做匀速直线运动，牵引力等于阻力，求解汽车的额定功率．根据动能定理求解加速运动的时间，其中牵引力的功为Pt．由能量关系分析汽车开启储能装置后向蓄电池提供的电能解答：解：A、对于图线①，根据动能定理得：﹣fx=0﹣Ek，求的f根据功能关系得到：汽车开启储能装置后向蓄电池提供的电能为E=Ek﹣fS=8×105J﹣2×103×1.5×102J=5×105J，故A正确；B、设汽车匀速运动的速度为v，则有Ek=得，汽车的额定功率为P=Fv，因不知道质量，故无法求的P．故B错误．C、对于加速运动过程，根据动能定理得：Pt﹣fS=Ek2﹣Ek1，无法取得P，故不可求得t，故C错误；D、因不知道m，故无法求的最大速度，故D错误；故选：A点评：本题是汽车的起动问题，根据动能定理求解阻力和加速运动的时间．汽车匀速运动时，牵引力与阻力平衡．二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.（6分）两颗人造地球卫星分别绕地球作匀速圆周运动，卫星质量，轨道半径，则它们的角速度之比∶，周期之比T1∶T2=

，线速度之比

。参考答案：

8:1

8:1

2:17.小明同学设计了一个实验来探究自行车的初速度与其克服阻力作功的关系。实验的主要步骤是：①找一段平直的路面，并在路面上画一道起点线；②骑上自行车用较快速度驶过起点线，并从车把手处自由释放一团很容易辨别的橡皮泥；③车驶过起点线后就不再蹬自行车脚蹬，让车依靠惯性沿直线继续前进；④待车停下，记录自行车停下时的位置；⑥用卷尺量出起点线到橡皮泥落地点间的距离s、起点线到终点的距离L及车把手处离地高度h。若自行车在行驶中所受的阻力为f并保持恒定。（1）自行车经过起点线时的速度v=；（用己知的物理量和所测量得到的物理量表示）（2）自行车经过起点线后克服阻力做功W=；（用己知的物理量和所测量得到的物理量表示）（3）多次改变自行车经过起点时的初速度，重复上述实验步骤②~④，则每次只需测量上述物理量中的和，就能通过数据分析达到实验目的。参考答案：（1），（2）fL，（3）s

L解析：橡皮泥做平抛运动，由s=vt，h=gt2/2联立解得，v=；自行车经过起点线后克服阻力做功W=fL。多次改变自行车经过起点时的初速度，重复上述实验步骤②~④，则每次只需测量上述物理量中的s和L，就能通过数据分析达到实验目的。8.一物体在光滑水平面上的A点以一定初速度开始运动，同时受到一个与初速度方向相反的恒力作用，经时间t0力的大小不变，方向相反，使物体回到A点时速度恰为零。则这一过程所需时间为

。参考答案：

答案：9.宇宙中存在一些离其它恒星较远的、由质量相等的三颗星组成的三星系统（假设三颗星的质量均为m，引力常量为G），通常可忽略其它星体对它们的引力作用。已观测到稳定的三星系统存在两种基本的构成形式：第一种形式是三颗星位于同一直线上，两颗星围绕中央星在同一半径为R的圆轨道上运行，则两颗运动星体的运动周期为

；第二种形式是三颗星位于等边三角形的三个顶点上，并沿外接于等边三角形的圆形轨道运行，周期与第一种形式相同，则三颗星之间的距离为

。参考答案：10.放射性物质碘131的衰变方程为．可知Y粒子为

。若的质量为m1，的质量为m2，Y粒子的质量为m3。真空中的光速为c，则此核反应释放出的核能为

。参考答案：β粒子（或电子）

（m1－m2－m3）c2

11.

设地球绕太阳做匀速圆周运动，半径为R，速度为，则太阳的质量可用、R和引力常量G表示为__________。太阳围绕银河系中心的运动可视为匀速圆周运动，其运动速度约为地球公转速度的7倍，轨道半径约为地球公转轨道半径的2×109倍。为了粗略估算银河系中恒星的数目，可认为银河系中所有恒星的质量都集中在银河系中心，且银河系中恒星的平均质量约等于太阳质量，则银河系中恒星数目约为__________。参考答案：答案：；解析：地球绕太阳做圆周运动的向心力由太阳对地球的万有引力充当。根据万有引力定律和牛顿第二定律有，整理得

太阳绕银河系运动也是由万有引力充当向心力。

同理可得。12.如图所示，测定气体分子速率的部分装置放在高真空容器中，A、B是两个圆盘，绕一根共同轴以相同的转速n＝25r/s匀速转动．两盘相距L＝20cm，盘上各开一很窄的细缝，两盘细缝之间成6°的夹角，圆盘转一周的时间为_________s；如果某气体分子恰能垂直通过两个圆盘的细缝，则气体分子的最大速率为________m/s．参考答案：0.04；

30013.做平抛运动的物体可以分解成水平方向上的

运动和竖直方向上的

运动．物体在水平方向上的速度为

，竖直方向上的速度为

．参考答案：匀速直线，自由落体，v0，gt．【考点】平抛运动．【分析】根据平抛运动水平方向和竖直方向上的受力情况判断物体的运动规律，再由分速度公式求解．【解答】解：平抛运动在水平方向上不受力，有初速度，根据牛顿第一定律知，物体在水平方向上做匀速直线运动．竖直方向上，物体仅受重力，初速度为零，所以竖直方向上做自由落体运动．物体在水平方向上的速度为vx=v0，竖直方向上的速度为vy=gt故答案为：匀速直线，自由落体，v0，gt．三、实验题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.如图实－3－12所示的实验装置可以探究加速度与物体质量、物体受力的关系．小车上固定一个盒子，盒子内盛有沙子．沙桶的总质量(包括桶以及桶内沙子质量)记为m，小车的总质量(包括车、盒子及盒内沙子质量)记为M.图实－3－12(1)验证在质量不变的情况下，加速度与合外力成正比：从盒子中取出一些沙子，装入沙桶中，称量并记录沙桶的总重力mg，将该力视为合外力F，对应的加速度a则从打下的纸带中计算得出．多次改变合外力F的大小，每次都会得到一个相应的加速度．本次实验中，桶内的沙子取自小车中，故系统的总质量不变．以合外力F为横轴，以加速度a为纵轴，画出a－F图象，图象是一条过原点的直线．①a－F图象斜率的物理意义是________________________________________．②你认为把沙桶的总重力mg当作合外力F是否合理？答：________.(填“合理”或“不合理”)③本次实验中，是否应该满足M?m这样的条件？答：________(填“是”或“否”)；(2)验证在合外力不变的情况下，加速度与质量成反比：保持桶内沙子质量m不变，在盒子内添加或去掉一些沙子，验证加速度与质量的关系．本次实验中，桶内的沙子总质量不变，故系统所受的合外力不变．用图象法处理数据时，以加速度a为纵横，应该以______倒数为横轴．参考答案：15.下图是某同学验证《机械能守恒定律》的实验及打出的一条纸带的一部分：（1）打出的纸带如图所示，实验时纸带的______端应和重物相连接。（选填“左”或“右”）（2）在实验中，该同学发现重锤减少的势能总是大于重锤增加的动能，造成这种现象的原因是＿＿＿＿＿＿A．选用的重锤质量过大

B．选用的重锤质量过小C．空气对重锤的阻力和打点计时器对纸带的阻力D．实验时操作不够细，实验数据测量不准确（3）已知打点计时器的周期为0.02s，当地的重力加速度为g=9.8m/s2,图中数字为各点距起点O的距离，设重锤为m=0.1kg，当打点到B时，重锤的重力势能减少了0.191Ｊ，动能增加了0.190Ｊ，据此可以得出的结论是：______________________参考答案：四、计算题：本题共3小题，共计47分16.如图甲所示，在直角坐标系0≤x≤L区域内有沿y轴正方向的匀强电场，右侧有一个以点（3L，0）为圆心、半径为L的圆形区域，圆形区域与x轴的交点分别为M、N．现有一质量为m、带电量为e的电子，从y轴上的A点以速度v0沿x轴正方向射入电场，飞出电场后从M点进入圆形区域，此时速度方向与x轴正方向的夹角为30°．不考虑电子所受的重力．（1）求电子进入圆形区域时的速度大小和匀强电场场强E的大小；（2）若在圆形区域内加一个垂直纸面向里的匀强磁场，使电子穿出圆形区域时速度方向垂直于x轴．求所加磁场磁感应强度B的大小和电子刚穿出圆形区域时的位置坐标；（3）若在电子刚进入圆形区域时，在圆形区域内加上图乙所示变化的磁场（以垂直于纸面向外为磁场正方向），最后电子从N点处飞出，速度方向与进入磁场时的速度方向相同．请写出磁感应强度B0的大小、磁场变化周期T各应满足的关系表达式．参考答案：解：（1）电子在电场中作类平抛运动，射出电场时，速度分解图如图1中所示．

由速度关系可得：=cosθ

解得：v=

由速度关系得：vy=v0tanθ=

在竖直方向：vy=at=

而水平方向上t=

解得：E=（2）根据题意作图如图1所示，电子做匀速圆周运动的半径R=L

根据牛顿第二定律：qvB=

解得：B=

根据几何关系得电子穿出圆形区域时位置坐标为（，）（3）电子在在磁场中最简单的情景如图2所示．

在磁场变化的前三分之一个周期内，电子的偏转角为60°，设电子运动的轨道半径为r，运动的T0，粒子在x轴方向上的位移恰好等于r1；

在磁场变化的后三分之二个周期内，因磁感应强度减半，电子运动周期T′=2T0，故粒子的偏转角度仍为60°，电子运动的轨道半径变为2r，粒子在x轴

方向上的位移恰好等于2r．

综合上述分析，则电子能到达N点且速度符合要求的空间条件是：

3rn=2L（n=1，2，3…）而：r=解得：B0=

（n=1，2，3…）应满足的时间条件为：T=T而：T0=解得T=

（n=1，2，3…）答：（1）电子进入圆形区域时的速度大小为，匀强电场场强E的大小．（2）若在圆形区域内加一个垂直纸面向里的匀强磁场，使电子穿出圆形区域时速度方向垂直于x轴．则所加磁场磁感应强度B的大小为，电子刚穿出圆形区域时的位置坐标为（，）．（3）磁感应强度B0的大小、磁场变化周期T应为

（其中n=1，2，3…）．【考点】带电粒子在匀强磁场中的运动；带电粒子在匀强电场中的运动．【分析】（1）带电粒子先在电场中做类平抛运动，离开电场后做匀速直线运动从M点射入磁场，由于知道速度的方向以及进入电场的速度，则由速度的合成就能求得离开电场的速度，即进入磁场的速度．由类平抛运动规律求出加速度，从而求出电场强度大小．（2）由题意知，当与水平x轴成30°进入磁场时又竖直向上穿出磁场时，粒子恰好偏转60°，由几何关系知道带电粒子做匀速圆周运动的半径恰好等于磁场区域的半径，由洛仑兹力提供向心力可以求得磁感应强度．（3）若在电子刚进入圆形区域时，在圆形区域内加上图乙所示变化的磁场（以垂直于纸面向外为磁场正方向），最后电子从N点处飞出，速度方向与进入磁场时的速度方向相同，根据题目要求大致找出带电粒子在正负磁场里做匀速圆周运动的半径和周期关系，从而画出最简单的轨迹图，再从一般情况去考虑多解情况，从而可以求得磁感应强度及周期的表示式．17.质量分别为m1和m2的两个小物块用轻绳连接，绳跨过位于倾角α＝30°的光滑斜面顶端的轻滑轮，滑轮与转轴之间的摩擦不计，斜面固定在水平桌