河南省焦作市宏昌学校2022年高三物理期末试题含解析

河南省焦作市宏昌学校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）物体沿不光滑的斜面下滑时，它受到的作用力有：

A．重力、斜面的支持力

B．重力、摩擦力和F滑力C．斜面的支持力、下滑力和摩擦力

D．重力、斜面的支持力和摩擦力参考答案：D2.在水面下同一深处的两个点光源P、Q发出不同颜色的光，在水面上P光照亮的区域大于Q光照亮的区域，下列说法正确的是A．P光的频率大于Q光B．P光在水中的传播速度小于Q光C．若P光照射某金属能发生光电效应，则Q光照射该金属也一定能发生光电效应D．让P光和Q光通过同一双缝干涉装置，P光的条纹间距小于Q光参考答案：C由题意可知：P光照亮的水面区域大于Q光，则P光的临界角大于Q光，所以P光的折射率小于Q光，那么P光在水中的速度大于Q光，P光的波长比Q长，P光的频率小于Q光，P光的能量小于Q光．故A、B错误；P光的波长比Q长，所以让P光和Q光通过同一双缝干涉装置，P光的条纹间距大于Q光，故D错误。P光的频率小于Q光，P光的能量小于Q光，故C正确。3.（单选）如图所示，滑轮本身的质量可忽略不计，滑轮轴O安在一根轻木杆B上，一根轻绳AC绕过滑轮，A端固定在墙上，保持水平，C端挂一重物，BO与竖直方向夹角θ=45°，系统保持平衡．若保持滑轮位置不变，改变θ的大小，则滑轮受到木杆作用力大小变化情况是（）A．只有角θ变小，作用力才变大B．只有角θ变大，作用力才变大C．不论角θ变大或变小，作用力都是变大D．不论角θ变大或变小，作用力都不变参考答案：考点：共点力平衡的条件及其应用；物体的弹性和弹力．专题：共点力作用下物体平衡专题．分析：对滑轮受力分析，受两个绳子的拉力和杆的弹力，根据平衡条件进行分析即可．解答：解：对滑轮受力分析，受连个绳子的拉力和杆的弹力；滑轮一直保持静止，合力为零，故杆的弹力与两个绳子的拉力的合力等值、反向、共线；由于两个绳子的拉力大小等于重物的重力，大小不变，方向也不变，故两个拉力的合力为mg，与水平方向成45°斜向右下方；故选：D．点评：本题要注意杆的弹力可以沿着杆的方向也可以不沿着杆方向，结合平衡条件分析是关键．4.如图所示，质量m的球与弹簧Ⅰ和水平细线Ⅱ相连，Ⅰ、Ⅱ的另一端分别固定于P、Q。球静止时，Ⅰ中拉力大小T1，Ⅱ中拉力大小T2，当仅剪断Ⅰ、Ⅱ中的一根的瞬间，球的加速a应是

A．若断Ⅰ，则a=g，竖直向下B．若断Ⅱ，则a=，方向水平向左C．若断Ⅰ，则a=，方向沿Ⅰ的延长线D．若断Ⅱ，则a=g，竖直向上参考答案：AB5.如图所示，倾斜放置的圆盘绕着中轴匀速转动，圆盘的倾角为37°，在距转动中心r=0.1m处放一小木块，小木块跟随圆盘一起转动，小木块与圆盘的动摩擦因数为μ=0.8，木块与圆盘的最大静摩擦力与相同条件下的滑动摩擦力相同．若要保持小木块不相对圆盘滑动，圆盘转动的角速度最大值为A．8rad/s

B．2rad/sC．rad/s

D．rad/s参考答案：B二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.如图所示，在河岸上利用定滑轮拉绳使小船靠岸，拉绳速度为v，当船头绳长方向与水平方向夹角为θ时，船的速度为

。

参考答案：7.如图(a)所示为一实验小车自动测速示意图。A为绕在条形磁铁上的线圈，经过放大器与显示器连接，图中虚线部分均固定在车身上。C为小车的车轮，B为与C同轴相连的齿轮，其中心部分使用铝质材料制成，边缘的齿子用磁化性能很好的软铁制成，铁齿经过条形磁铁时即有信号被记录在显示器上。已知齿轮B上共安装30个铁质齿子，齿轮直径为30cm，车轮直径为60cm。改变小车速度，显示器上分别呈现了如图（b）和（c）的两幅图像。设（b）图对应的车速为vb，（c）图对应的车速为vc。（1）分析两幅图像，可以推知：vb_________vc（选填“>”、“<”、“=”）。（2）根据图(c)标出的数据，求得车速vc=__________________km/h。参考答案：⑴<；

⑵18π或56.5。8.为了测量某一弹簧的劲度系数,将该弹簧竖直悬挂起来,在自由端挂上不同质量的砝码.实验测出了砝码的质量m与弹簧长度l的相应数据,七对应点已在图上标出.(g=9.8m/s2)(1)作出m-l的关系图线;(2)弹簧的原长为______cm；(2)弹簧的劲度系数为_____N/m.参考答案：(1)如图所示（2分）(2)8.6~8.8（3分）(3)0.248~0.262（3分）9.某容器中的空气被光滑活塞封住，容器和活塞绝热性能良好，空气可视为理想气体。初始时容器中空气的温度与外界相同，压强大于外界。现使活塞缓慢移动，直至容器中的空气压强与外界相同。此时，容器中空气的温度__________（填“高于”“低于”或“等于”）外界温度，容器中空气的密度__________（填“大于”“小于”或“等于”）外界空气的密度。参考答案：

(1).低于

(2).大于【详解】由题意可知，容器与活塞绝热性能良好，容器内气体与外界不发生热交换，故，但活塞移动的过程中，容器内气体压强减小，则容器内气体正在膨胀，体积增大，气体对外界做功，即，根据热力学第一定律可知：，故容器内气体内能减小，温度降低，低于外界温度。最终容器内气体压强和外界气体压强相同，根据理想气体状态方程：又，m为容器内气体质量联立得：取容器外界质量也为m的一部分气体，由于容器内温度T低于外界温度，故容器内气体密度大于外界。故本题答案为：低于；大于。10.如图，用细绳一端系着质量为M=0.6kg的物体A，物体A静止在水平转盘上。细绳的另一端通过圆盘中心的光滑小孔O吊着系着质量为m=0.3kg的小球B。物体A到O点的距离为0.2m.物体A与转盘间的最大静摩擦力为2N，为使物体A与圆盘之间保持相对静止，圆盘转动的角速度范围为

。（g=10m/s2）参考答案：11.在研究小车速度随时间变化规律的实验中，将木板倾斜，可使小车牵引纸带沿斜面下滑．小车拖动纸带，用打点计时器打出的纸带如下图所示．已知打点周期为0.02s.(1)根据纸带提供的数据，按要求计算后填写表格．实验数据分段第1段第2段第3段第4段第5段第6段时间t(s)0～0.10.1～0.20.2～0.30.3～0.40.4～0.50.5～0.6各段位移x(×10－2/m)1.452.453.554.555.606.65平均速度(m/s)

(2)作出v－t图象并求出平均加速度．参考答案：(1)0.145、0.245、0.355、0.455、0.560、0.665

(2)v-t图象如图所示,加速度a=1.04m/s2.

12.利用光电管产生光电流的电路如图所示。电源的正极应接在端

（填“a”或“b”）；若电流表读数为8μA，则每秒从光电管阴极发射的光电子至少是

个（已知电子电量为l.6×10-19C）。参考答案：答案：a，5×1013分析：要使电子加速，应在A极接高电势，故a端为电源正极。由I＝ne/t，得n=It/e＝5×1013。13.质量为m=0.01kg、带电量为+q=2.0×10﹣4C的小球由空中A点无初速度自由下落，在t=2s末加上竖直向上、范围足够大的匀强电场，再经过t=2s小球又回到A点．不计空气阻力，且小球从未落地，则电场强度的大小E为2×103N/C，回到A点时动能为8J．参考答案：考点：电场强度；动能定理的应用．分析：分析小球的运动情况：小球先做自由落体运动，加上匀强电场后小球先向下做匀减速运动，后向上做匀加速运动．由运动学公式求出t秒末速度大小，加上电场后小球运动，看成一种匀减速运动，自由落体运动的位移与这个匀减速运动的位移大小相等、方向相反，根据牛顿第二定律和运动学公式结合求电场强度，由W=qEd求得电场力做功，即可得到回到A点时动能．解答：解：小球先做自由落体运动，后做匀减速运动，两个过程的位移大小相等、方向相反．设电场强度大小为E，加电场后小球的加速度大小为a，取竖直向下方向为正方向，则有：gt2=﹣（vt﹣at2）又v=gt解得a=3g由牛顿第二定律得：a=，联立解得，E===2×103N/C则小球回到A点时的速度为：v′=v﹣at=﹣2gt=﹣20×10×2m/s=﹣400m/s动能为Ek==0.01×4002J=8J故答案为：2×103，8．点评：本题首先要分析小球的运动过程，采用整体法研究匀减速运动过程，抓住两个过程之间的联系：位移大小相等、方向相反，运用牛顿第二定律、运动学规律结合进行研究．三、实验题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.（实验）（2010秋?北辰区校级期末）小明在探究加速度与力的关系时，有如下测量数据滑块质量（Kg）滑块受的合外力（N）滑块的加速度（m/s2）

1.00

0.100

0.06

0.300

0.22

0.500

0.42

0.700

0.59（1）在图中，作出a﹣F图象（画答题纸上）；（2）图象斜率的物理意义是滑块质量的倒数．参考答案：（1）见上图（2）滑块质量的倒数解（1）描点连线如图，因为是线性关系，让尽量多的点落在直线上：（2）由牛顿第二定律：F=Ma，所以：a与F的关系为：，线性关系，即：斜率k=，k即为：滑块质量的倒数．故答案为：（1）见上图（2）滑块质量的倒数15.某学习小组为探究导电溶液的电阻在体积相同时，电阻值与长度的关系。选取一根乳胶管，里面灌满了盐水，两端用粗铜丝塞住管口，形成一段封闭的盐水柱。进行了如下实验：（1）该小组将盐水柱作为纯电阻，粗测其电阻约为几千欧。现采用伏安法测盐水柱的电阻，有如下实验器材供供选择：A．直流电源：电动势12V，内阻很小，额定电流1A；B．电流表A1：量程0～10mA，内阻约；C．电流表A2：量程0～600mA，内阻约；D．电压表V：量程0～15V，内阻约；E．滑动变阻器R1：最大阻值；F．滑动变阻器R2：最大阻值；G．开关．导线等在可供选择的器材中，应选用的电流表是_______（填“A-1”或“A2”），应该选用的滑动变阻器是________（填“R1”或“R2”）；（2）根据所选的器材画出实验的电路图（3）握住乳胶管两端把它均匀拉长，多次实验测得盐水柱长度L．电阻R的数据如下表：实验次数123456长度L（cm）20.025.030.035.040.045.0电阻R（）1.32.13.04.15.36.7为了研究电阻R与长度L的关系，该小组用纵坐标表示电阻R，作出了如图所示的图线，你认为横坐标表示的物理量是____________。参考答案：（1）A1R2；（2）限流式，内接法；（3）L2四、计算题：本题共3小题，共计47分16.如图，光滑斜面的倾角α=30°，在斜面上放置一矩形线框abcd，ab边的边长l1=1m，bc边的边长l2=0.6m，线框的质量m=1kg，电阻R=0.1Ω，线框通过细线与重物相连，重物质量M=2kg，斜面上ef线（ef∥gh）的右方有垂直斜面向上的匀强磁场，磁感应强度B=0.5T，如果线框从静止开始运动，进入磁场最初一段时间是匀速的，ef线和gh的距离s=11.4m，（取g=10.4m/s2），求：（1）线框进入磁场前重物M的加速度；（2）线框进入磁场时匀速运动的速度v；（3）ab边由静止开始到运动到gh线处所用的时间t；（4）ab边运动到gh线处的速度大小和在线框由静止开始到运动到gh线的整个过程中产生的焦耳热．参考答案：解：（1）线框进入磁场前，线框仅受到细线的拉力FT，斜面的支持力和线框重力，重物M受到重力和拉力FT．对线框，由牛顿第二定律得FT﹣mgsinα=ma．联立解得线框进入磁场前重物M的加速度=5m/s2（2）因为线框进入磁场的最初一段时间做匀速运动所以重物受力平衡Mg=FT′，线框abcd受力平衡，则FT′=mgsinα+FAab边进入磁场切割磁感线，产生的电动势E=Bl1v形成的感应电流受到的安培力FA=BIl1联立上述各式得，Mg=mgsinα+代入数据解得v=6m/s（3）线框abcd进入磁场前时，做匀加速直线运动；进磁场的过程中，做匀速直线运动；进入磁场后到运动到gh线，仍做匀加速直线运动．进磁场前线框的加速度大小与重物的加速度相同，为a=5m/s2该阶段运动时间为进磁场过程中匀速运动时间线框完全进入磁场后线框受力情况同进入磁场前，所以该阶段的加速度仍为a=5m/s2由解得：t3=1.2s因此ab边由静止开始运动到gh线所用的时间为t=t1+t2+t3=2.5s（4）线框ab边运动到gh处的速度v′=v+at3=6m/s+5×1.2m/s=12m/s整个运动过程产生的焦耳热Q=FAl2=（Mg﹣mgsinθ）l2=9J答：（1）线框进入磁场前重物M的加速度是5m/s2；（2）线框进入磁场时匀速运动的速度v是6m/s；（3）ab边由静止开始到运动到gh线处所用的时间是2.5s；（4）ab边运动到gh线处的速度大小和在线框由静止开始到运动到gh线的整个过程中产生的焦耳热是9J．【考点】导体切割磁感线时的感应电动势；焦耳定律．【分析】（1）线框进入磁场前，对线框和重物整体，根据牛顿第二定律求解加速度．（2）线框进入磁场的过程做匀速运动，根据法拉第电磁感应定律、欧姆定律推导出安培力表达式，再根据平衡条件列式，即可求出匀速运动的速度v；（3）线框abcd进入磁场前时，做匀加速直线运动；进磁场的过程中，做匀速直线运动；进入磁场后到运动到gh线，仍做匀加速直线运动．根据运动学公式可确定运动的时间；（4）由运动学公式求出ab边运动到gh线处的速度．M的重力势能减小转化为m的重力势能和线框中的内能，根据能量守恒定律求解焦耳热．17.如图(a)所示,木板与水平面间的夹角θ可以在0到π/2内随意改变,可视为质点的小物块从木板的底端以大小恒定的初速率v0沿木板向上运动，所能上升的最大距离记为x，今改变θ而使x随之改变,根据所测量的若干组数据可以描绘出x-θ曲线如图(b)所示,若木板足够长,重力加速度g取10m/s2，试根据x-θ曲线和相关的物理规律,求:（1）小木块的初速率v0（2）小木块与木板间的动摩擦系数μ（3）对应于x-θ曲线上x取最小值的P点的坐标值(θ0,xmin)参考答案：（1）由图像可知，当时，x1=5m，此时小物块做竖直上抛运动，ks5u可得

m/s （2分）（2）由图像可知，当时，x2=10m，当木板水平时，由动能定理得ks5u

解得 （2分）（3）当木板与水平方向夹角为时，木块沿木板上滑的距离为x，由动能定理得

得

（2分）令

令

则所以

当时，y存在最大值

（2分）即，

（2分）对应x的最小值为m （2分）

P点坐标为（2分）18.（22分）一传送带装置示意图，其中传送带经过AB区域时是水平的，经过BC区域时变为圆弧形（圆弧由光滑模板形成，未画出），经过CD区域时是倾斜的，AB和CD都与BC相切。现将大量的质量均为m的小货箱一个一个在A处放到传送带上，放置时初速度为零，经传送带运送到D处，D和A的高度差为h。稳定工作时传送带速度不变，CD段上各箱等距排列，相邻两箱的距离为L。每个箱子在A处投放后，在到达B之前已经相对于传送带静止，且以后也不再滑动（忽略经BC段的微小滑动）。已知在一段相当长的时间T内，共运送小货箱的数目N个。这装置由电动机带动，传送带与轮子间无相对滑动，不计轮轴处的摩擦。求电动机的平均功率。参考答案：解析：以地面为参考系（下同），设传送带的运动速度为v0，在水平段运输的过程中，小货箱先在滑动摩擦力作用下做匀加速直线运动，设这段路程为s，所用的时间为t，加速度为a，则对小货箱有

s=at2

①

v0=at

②在这段时间内，传送带运动的路程为s0=v0t

③由以上各式得s0=2s

④用f表示小箱与传送带之间的滑动摩擦力，则传送带对小箱做功为

A=fs=m