2022年北京张各庄中学高三物理上学期期末试卷含解析

2022年北京张各庄中学高三物理上学期期末试卷含解析一、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.在某高处A点，以大小为v0的速度同时竖直向上和向下抛出a、b两球，不计空气阻力，则下列说法中正确的是（）A．两球落地的时间差为B．两球落地的时间差为C．两球落地的时间差为D．两球落地的时间差与高度有关参考答案：

考点：竖直上抛运动．分析：球b竖直下抛，做匀加速直线运动；球a竖直上抛运动，将球a的运动分段考虑，分成竖直上抛到返回抛出点过程和之后的竖直向下的加速过程，其中竖直下抛过程与球b运动情况相同，故两球落地的时间差等于从抛出点到返回抛出点过程的时间；然后根据时间对称性和速度时间公式求时间差．解答：解：A、B、两球落地的时间差等于a球从抛出点到返回抛出点过程的时间；根据速度时间公式，上升时间为，竖直上抛运动具有对称性，上升时间等于下降时间，故下降时间为，故总时间为：t=t上+t下=，故AC错误，B正确；D、由于两球落地的时间差为：t=，与抛出点的高度无关，故D错误；故选：B．点评：本题关键是将竖直上抛运动分段考虑，即先从抛出点到抛出点的上抛运动，然后从抛出点向下的运动，从而得出两球落地的时间差表达式，最后进行分析讨论决定因数．2.（单选）在光滑的绝缘水平面上，有一个正三角形abc，顶点a、b处分别固定一个正点电荷，c处固定一个负点电荷，它们的电荷量都相等，如图所示，D点为正三角形外接圆的圆心，E、G、H分别为ab、ac、bc的中点，E、F两点关于c点对称．下列说法中正确的是（）A．D点的场强为零，电势也为零B．E、F两点的电场强度大小相等、方向相反C．G、H两点的场强相同D．将一带正电的试探电荷由E点移动到D点的过程中，该电荷的电势能减小参考答案：考点：电势能；电场的叠加；匀强电场中电势差和电场强度的关系．专题：电场力与电势的性质专题．分析：ab是两个等量同号正电荷，EDF是它们连线的垂直平分线．分析该题目时，先分析ab的合场强，然后再增加c，求出三个点电荷的合场强．D点到a、b、c三点的距离相等，故三个电荷在D点的场强大小相同，且夹角互为120°；电场强度是矢量，场强的合成满足平行四边形定则，故G、H点的场强大小相同，但方向不同；在直线DE上场强方向向右，故a、b始终对试探电荷有斥力作用，而c对试探电荷由吸引力，所以电荷将一直做加速运动．解答：解：A、D点到a、b、c三点的距离相等，故三个电荷在D点的场强大小相同，且夹角互为120°，故ab两个点电荷在D点的合场强方向向右，点电荷c在D点的场强方向也向右，所以点的场强大小不为0，合场强的方向向右；故A错误；B、ab在E点产生的和场强为0，在f点产生的合场强不为0；c在EF两点产生的场强大小相等，方向相反．所以三个点电荷在EF两点产生的合场强是不相等的．故B错误；C、电场强度是矢量，场强的合成满足平行四边形定则．通过对GH两点的矢量合成可得，G、H点的场强大小相同，但方向不同．故C错误；D、在直线DE上，a、b的合场强向右，故a、b始终对带正电的试探电荷有斥力作用，而c对试探电荷由吸引力，所以电荷将一直做加速运动，动能增大，电势能减小．故D正确．故选：D点评：场强是矢量，故场强的合成满足平行四边形定则．点电荷在真空中产生的电场的场强E=零点式的选取是任意的．3.（多选）在双缝干涉实验中，某同学用黄光作为入射光，为了增大干涉条纹间距，该同学可以采用方法有 A．改用红光作为入射光

B．改用蓝光作为入射光 C．增大双缝到屏的距离

D．增大双缝之间的距离

参考答案：AC4.（单选）如图为一列沿x轴负方向传播的简谐横波在t=0时的波形图，当Q点在t=0的振动状态传至P点时，（）A．Q处的质点此时正在波峰位置B．Q处的质点此时的加速度沿y轴的正方向C．Q处的质点此时的振动速度比P处的大D．1cm＜x＜3cm范围内的质点正在向y轴的负方向运动参考答案：考点：横波的图象；波长、频率和波速的关系．专题：振动图像与波动图像专题．分析：由题意利用平移法可知Q点的状态传到P点时波形图，由波形图可判断各点的振动情况．解答：解：A、当Q点在t=0时的振动状态传到P点时，Q点在t=0时的波沿也向左传到P点，波形图如图虚线；所以x=0cm处质元在波谷，Q处质元在波谷，故A错误；B、Q处质元在波谷，则此时的加速度沿y轴的正方向．故B正确；C、Q处的质点此时的振动速度是0，而P处质点处于平衡位置，速度为最大．故C错误；D、该波向左传播，由上下坡法可知1cm＜x＜2cm范围内的质点正在向y轴的负方向运动；2cm＜x＜3cm范围内的质点正在向y轴的正方向运动．故D错误．故选：B．点评：本题波形是关键，画出新的波形，然后结合上下坡法与质点的位置即可判断出各点的振动，属于基础题目．5.（08年合肥168中学联考）汽车在恒定牵引力作用下沿水平面由静止开始运动，其图象如图所示。由此可判断汽车所受的阻力(

)A．随速度的增加而增加B．随速度的增加而减小C．不随速度改变

D．可能没有阻力参考答案：

A二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分23、如图所示，长L的轻直杆两端分别固定小球A和B，A、B都可以看作质点，它们的质量分别为2m和m。A球靠在光滑的竖直墙面上，B球放置在光滑水平地面上，杆与竖直墙面的夹角为37o。现将AB球由静止释放，A、B滑至杆与竖直墙面的夹角为53o时，vA：vB＝____________，A球运动的速度大小为____________。参考答案：

4：3，（或0.559）7.如图所示，轻绳一端系在质量为m的物体A上，另一端与套在粗糙竖直杆MN上的轻圆环B相连接；现用水平力F拉住绳子上一点O，使物体A及圆环B静止在图中虚线所在的位置；现稍微增加力F使O点缓慢地移到实线所示的位置，这一过程中圆环B仍保持在原来位置不动；则此过程中，圆环对杆摩擦力F1___

_____(填增大、不变、减小)，圆环对杆的弹力F2___

_____(填增大、不变、减小)。参考答案：不变，

增大；设圆环B的质量为M；以整体为研究对象，分析受力，如图，根据平衡条件得F2=F①F1=（M+m）g②由②可知，杆对圆环的摩擦力F1大小保持不变，由牛顿第三定律分析圆环对杆摩擦力F1也保持不变；再以结点为研究对象，分析受力，如图2；根据平衡条件得到，F=mgtanθ，当O点由虚线位置缓慢地移到实线所示的位置时，θ增大，则F增大，而F2=F，则F2增大8.如图所示，是小球做平抛运动中的一段轨迹，已知小球质量m=0.2kg，取重力加速度g=10m/s2，则由轨迹对应的坐标值可求得其初速度v0＝_________m/s；若以抛出点为零势能参考平面，小球经P点时的重力势能Ep=________J．参考答案：vo=2m/s；

Ep=-0.4J9.发生衰变有多种可能性。其中的一种可能是，先衰变成，再经一次衰变变成（X代表某种元素），或再经一次衰变变成和最后都衰变成，衰变路径如图所示，则由图可知：①②③④四个过程中

是α衰变；

是β衰变。参考答案：②③，①④②③放出的粒子质量数减少4，是α衰变；①④放出的粒子质量数不变，是β衰变。10.一列沿x轴正方向传播的简谐横波，在t＝0时刻波刚好传播到x＝6m处的质点A，如图所示，已知波的传播速度为48m/s。请回答下列问题：①从图示时刻起再经过________s，质点B第一次处于波峰；②写出从图示时刻起质点A的振动方程为________cm。参考答案：①0.5②y＝－2sin12πt(cm)11.在光的单缝衍射实验中可观察到清晰的亮暗相间的图样，下列甲、乙两幅图中属于光的单缝衍射图样的是

(填“甲”或“乙”)；在电磁波发射技术中，使电磁波随各种信号而改变的技术叫调制，调制分调幅和调频两种，在丙、丁两幅图中表示调频波的是

(填“丙”或“丁”)。参考答案：乙丁12.超导磁悬浮列车（图甲）推进原理可以简化为图乙所示的模型：在水平面上相距为L的两根平行直导轨间有竖直方向等距离分布的匀强磁场B1和B2，且B1=B2=B，每个磁场的宽度都是l，相间排列。金属框abcd（悬浮在导轨上方）跨在两导轨间，其长和宽分别为L、l。当所有这些磁场都以速度v向右匀速运动时，金属框abcd在磁场力作用下将向________（填“左”或“右”）运动。若金属框电阻为R，运动中所受阻力恒为f，则金属框的最大速度为_________________参考答案：右，13.为了用弹簧测力计测定木块A和长木板B间的动摩擦因数μ，甲、乙两同学分别设计了如图所示的甲、乙两个试验方案。（1）为了用某一弹簧测力计的示数表示A和B之间的滑动摩擦力大小，你认为方案

更易于操作。简述理由

。（2）若A和B的重力分别为100N和150N，当甲中A被拉动时，弹簧测力计a示数为60N，b示数为110N，则A、B间的动摩擦因数为

。

参考答案：（1）甲；因为甲方案拉木块时不需要匀速拉动（2）0.4三、简答题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.（选修3－3（含2－2））（6分）一定质量的气体，从外界吸收了500J的热量，同时对外做了100J的功，问：①物体的内能是增加还是减少?变化了多少？(400J;400J)

②分子势能是增加还是减少？参考答案：解析：①气体从外界吸热：Q＝500J，气体对外界做功：W＝－100J

由热力学第一定律得△U=W+Q=400J

(3分)

△U为正，说明气体内能增加了400J

(1分)

②因为气体对外做功，所以气体的体积膨胀，分子间的距离增大，分子力做负功，气体分子势能增加。（2分）15.如图，一竖直放置的气缸上端开口，气缸壁内有卡口a和b，a、b间距为h，a距缸底的高度为H；活塞只能在a、b间移动，其下方密封有一定质量的理想气体。已知活塞质量为m，面积为S，厚度可忽略；活塞和汽缸壁均绝热，不计他们之间的摩擦。开始时活塞处于静止状态，上、下方气体压强均为p0，温度均为T0。现用电热丝缓慢加热气缸中的气体，直至活塞刚好到达b处。求此时气缸内气体的温度以及在此过程中气体对外所做的功。重力加速度大小为g。参考答案：试题分析：由于活塞处于平衡状态所以可以利用活塞处于平衡状态，求封闭气体的压强，然后找到不同状态下气体参量，计算温度或者体积。开始时活塞位于a处，加热后，汽缸中的气体先经历等容过程，直至活塞开始运动。设此时汽缸中气体的温度为T1，压强为p1，根据查理定律有①根据力的平衡条件有②联立①②式可得③此后，汽缸中的气体经历等压过程，直至活塞刚好到达b处，设此时汽缸中气体的温度为T2；活塞位于a处和b处时气体的体积分别为V1和V2。根据盖—吕萨克定律有④式中V1=SH⑤V2=S（H+h）⑥联立③④⑤⑥式解得⑦从开始加热到活塞到达b处的过程中，汽缸中的气体对外做的功为⑧故本题答案是：点睛：本题的关键是找到不同状态下的气体参量，再利用气态方程求解即可。四、计算题：本题共3小题，共计47分16.如图所示，绝缘传送带与水平地面成角，倾角也是的绝缘光滑斜面固定于水平地面上且与传送带良好对接，轻质绝缘弹簧下端固定在斜面底端。皮带传动装置两轮轴心相距L＝6m，B、C分别是传送带与两轮的切点，轮缘与传送带之间不打滑。现将质量m＝0.1kg、电荷量q=+2×10C的工件（视为质点，电荷量保持不变）放在弹簧上，用力将弹簧压缩至A点后由静止释放，工件滑到传送带端点B时速度=8m's。AB间的距离s=lm，AB间无电场，工件与传送带间的动摩擦因数=0.25。（g取10，)

(1)求弹簧的最大弹性势能；

(2)若皮带传动装置以速度v顺时针匀速转动，且v可取不同的值(安全运行的最大速度为10m/s)，在工件经过B点时，先加场强大小E=4×10N/C，方向垂直于传送带向上的均强电场，0.5s后场强大小变为E'=1.2×10N/C．方向变为垂直于传送带向下。工件要以最短时间到达C点，求v的取值范围；

(3)若用Q表示工件由B至C的过程中和传送带之间因摩擦而产生的热量．在满足(2)问的条件下，请推出Q与v的函数关系式。

参考答案：17.如图所示，与水平面成37°倾斜轨道AB，其沿直线在C点与半径R=1m的半圆轨道CD相切，全部轨道为绝缘材料制成且放在竖直面内．整个空间存在水平向左的匀强电场，MN的右侧存在垂直纸面向里的匀强磁场．一个质量为m＝0.4kg的带电小球从A点无初速开始沿斜面下滑，至B点时速度为，接着沿直线BC（此处无轨道）运动到达C处进入半圆轨道，进入时无动能损失，且刚好到达D点，从D点飞出时磁场立即消失，不计空气阻力，g＝10m/s2，cos37°＝0.8，求：（1）小球带何种电荷．（2）小球离开D点后的运动轨迹与直线AC的交点距C点的距离．（3）小球在半圆轨道部分克服摩擦力所做的功．参考答案：（1）正电荷；（2）2.26m；（3）27.6J【答案】

将代入上式并化简得：

小球离开D点后作类平抛运动，其加速度为：a＝F/m

由得：

（3）设CD段摩擦力做功为Wf,由动能定理可得：

克服摩擦力做功：

解得：＝27.6J

考点：带电粒子在复合场中的运动。18.如图所示，光滑的水平导轨MN右端N处与水平传送带理想连接，传送带水平长度L=0.8m，皮带以恒定定速率v逆时针匀速运动．传送带的右端平滑连接着一个固定在竖直平面内、半径为R=0.4m的光滑半圆轨道PQ；质量为m=0.2kg，且可视为质点的滑块A置于水平导轨MN上，开始时滑块A与墙壁之间有一压缩的轻弹簧，系统处于静止状态．现松开滑块A，弹簧伸展，滑块脱离弹簧后滑上传送带，从右端滑出并沿半圆轨道运动到最高点Q后水平飞出，又正好落回N点．已知滑块A与传送带之间的动摩擦因数，取g=10m/s2．求：（1）滑块A到达Q点时速度的大小；（2）滑块A在半圆轨道P处对轨道的压力；（3）压缩的轻弹簧的弹性势能EP．参考答案：考点：牛顿第二定律；匀变速直线运动的位移与时间的关系；力的合成与分