湖南省娄底市鹅塘乡鹅塘中学2022年高三物理期末试题含解析

湖南省娄底市鹅塘乡鹅塘中学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.A、B两物体放在同一水平面上，受到大小相同的水平力F的作用，各自从静止开始运动．经过时间t0，撤去作用在A物体上的外力F；经过时间4t0，撤去作用在B物体上的外力F．两物体运动的v﹣t图象如图所示，则A、B两物体（）A．A、B两物体的质量之比为3：5B．A、B两物体与水平面间的滑动摩擦因数之比为2：1C．在0～2t0时间间隔内，合外力对A、B两物体做功之比为5：3D．在0～4t0时间间隔内，水平力F对A、B两物体做功之比为2：1参考答案：C【考点】动能定理的应用；功的计算．【分析】根据两物块做匀加速运动和匀减速运动的过程，求出各自运动的加速度之比，根据牛顿运动定律的从而求出摩擦力之比；再对没有拉力过程由动能定理可求得质量之比，再由滑动摩擦力公式可求得动摩擦因数之比；由图明确2t0时的速度，再由动能定理可求得合外力做功之比；速度时间图线与时间轴所围成的面积表示位移，根据加速阶段和整个过程的面积比得出位移比，由功的公式可求得水平力做功之比；【解答】解：A、由图象可得，A加速运动的加速度为a=，减速运动的加速度为a′=，根据牛顿第二定律知=①=②由①②得f1=FB加速运动的加速度为，减速运动的加速度为，根据牛顿第二定律知=③=④由③④得f2=F所以与水平面的摩擦力大小之比为：=5：12

⑤，联立①②⑤可得，=⑥；由f=μmg可知：=1；故AB错误；C、合外力做功减速阶段两图象的斜率相等，故加速度相等，而此时a=μg，故摩擦系数相同，由牛顿第二定律知，质量之比等于摩擦力之比为5：12，在匀加速运动阶段，合外力做功之比为等于末动能之比，为m1v12：m2v22=5×22：12×12=5：3，故C正确；D、根据功的公式可知：W=FL，则力F做功之比：W1：W2=F：F=1：2；故D错误；故选：C．2.2007年4月24日，欧洲科学家宣布在太阳之外发现了一颗可能适合人类居住的类地行星Gliese581c。这颗围绕红矮星Gliese581运行的星球有类似地球的温度，表面可能有液态水存在，距离地球约为20光年，直径约为地球的1.5倍，质量约为地球的5倍，绕红矮星Gliese581运行的周期约为13天。假设有一艘宇宙飞船飞临该星球表面附近轨道，下列说法正确是：（

）A.飞船在Gliese581c表面附近运行的周期约为13天B.飞船在Gliese581c表面附近运行时的速度大于7.9km/sC.Gliese581c的平均密度比地球平均密度小D.人在Gliese581c上所受重力比在地球上所受重力小参考答案：B解：飞船绕行星运动时由万有引力提供向心力。则有：得：，所以在Gliese581c表面附近运行的周期与地球表面运行的周期之比为：；由于地球表面运行的周期小于1天，所以飞船在Gliese581c表面附近运行的周期小于13天。故A错误。由万有引力提供向心力得：

，所以飞船在行星表面做圆周运动时的速度大于

7.9km/s，故B正确。行星的密度，故C错误。在Gliese581c表面，物体受到的万有引力等于重力。所以有G=mg′；忽略地球自转，物体受到的万有引力等于重力。所以有整理得，所以在Gliese581c上的重力大于在地球上所受的重力。故D错误。故选B。【点睛】求一个物理量之比，我们应该把这个物理量先用已知的物理量表示出来，再根据表达式进行比较．向心力的公式选取要根据题目提供的已知物理量或所求解的物理量选取应用．3.雨滴在下降过程中，由于水汽的凝聚，雨滴质量将逐渐增大，同时由于速度逐渐增大，空气阻力也将越来越大，最后雨滴将以某一收尾速度匀速下降，在此过程中（）A．雨滴所受到的重力逐渐增大，重力产生的加速度也逐渐增大B．由于雨滴质量逐渐增大，下落的加速度逐渐减小C．由于空气阻力增大，雨滴下落的加速度逐渐减小D．雨滴所受到的重力逐渐增大，但重力产生的加速度不变参考答案：

考点：牛顿第二定律．.专题：牛顿运动定律综合专题．分析：雨滴下落过程中重力加速度不变．根据雨滴的运动情况分析雨滴下落过程加速度如何变化．雨滴所受到的重力逐渐增大，但重力产生的加速度不变．解答：解：A、D雨滴所受到的重力逐渐增大，但重力产生的加速度g保持不变，与雨滴的质量无关．故A错误，D正确．B、C根据雨滴的运动情况：先做加速运动，后以某一速度做匀速运动，可知，由于空气阻力增大，雨滴下落的加速度逐渐减小．故B错误，C正确．故选CD点评：本题根据雨滴的运动情况分析加速度变化，运用力的独立作用原理分析知道重力产生的加速度不变．4.(单选)伽俐略对运动的研究，不仅确立了许多用于描述运动的基本概念，而且创造了一套对近代科学的发展极为有益的科学方法，或者说给出了科学研究过程的基本要素．关于这些要素的排列顺序应该是A.提出假设?对现象的观察?运用逻辑得出推论?用实验检验推论?对假说进行修正和推广B.对现象的观察?提出假设?运用逻辑得出推论?用实验检验推论?对假说进行修正和推广C.提出假设?对现象的观察?对假说进行修正和推广?运用逻辑得出推论?用实验检验推论D.对现象的观察?提出假设?运用逻辑得出推论?对假说进行修正和推广?用实验检验推论参考答案：B5.在科学发展史上，符合历史事实的是（

）

A．伽利略对自由落体的研究，开创了研究自然规律的科学方法

B．牛顿做了著名的斜面实验，得出轻重物体自由下落一样快的结论

C．卡文迪许利用扭秤装置测定了引力常量的数值D．开普勒通过对行星运动规律的研究总结出了万有引力定律参考答案：AC二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.如图所示，质量为m的小球，以初速度v0从斜面上A点水平抛出，落在斜面上B点时动能为初动能的5倍，则在此过程中重力冲量为__________，所用的时间为__________。参考答案：2mv0

2v0/g7.由某门电路构成的一简单控制电路如图，其中为光敏电阻，光照时电阻很小，R为变阻器，L为小灯泡。其工作情况是：当光敏电阻受到光照时，小灯L不亮，不受光照时，小灯L亮。该门电路是________；符号是________。参考答案：

答案：非门；

8.（4分）一个1.2kg的物体具有的重力势能为72J，那么该物体离开地面的高度为_____m。一个质量是5kg的铜球，以从离地面15m高处自由下落1s末，它的重力势能变为_____J。(g取10m/s2)(以地面为零重力势能平面)参考答案：

6m

500J9.氢原子的能级图如图所示，已知可见光光子的能量范围约为1.61eV-3.11eV，大量处于n=4能级的氢原子向低能级跃迁时，可能发出_________种不同频率的光子，其中处于红光之外非可见光范围的有___________种，处于紫光之外非可见光范围的有________种。参考答案：6

1

3根据知，大量处于n=4的氢原子向低能级跃迁时，可能发出6种不同频率的可见光；根据能级的跃迁满足得跃迁产生的光子能量分别是12.75eV，12.09eV，10.2eV，2.55eV，1.89eV，0.66eV，可见光的光子能量范围约为1.62eV～3.11eV所以处于红光之外非可见光范围的光子能量有0.66eV，即1种，处于紫光之外非可见光范围的光子能量有12.75eV，12.09eV，10.2eV，即3种10.一列简谐横波在t=0时的波形图如图所示。介质中x=3m处的质点P沿y轴方向做简谐运动的表达式为cm。则此波沿x轴

▲

(选填“正”或“负”)方向传播，传播速度为▲

m/s。参考答案：

负（2分）

10m/s

(2分)11.平行光a垂直射向一半径为R的玻璃半球的平面，其截面如图所示，发现只有P、Q之间所对圆心角为60°的球面上有光射出，则玻璃球对a光的折射率为

▲

，若仅将a平行光换成b平行光，测得有光射出的范围增大，设a、b两种色光在玻璃球中的速度分别为va和vb，则va

▲

vb（选填“>”、“<”或“=”）．参考答案：12.

（5分）某测量员是这样利用回声测距离的：他站在两平行峭壁间某一位置鸣枪，经过1.00秒钟第一次听到回声，又经过0.50秒钟再次听到回声。已知声速为340m/s，则两峭壁间的距离为

m。参考答案：答案：425解析：测量员先后听到两次回声分别是前（离他较近的墙）后两墙对声波的反射所造成的。设测量员离较近的前墙壁的距离为x，则他到后墙壁的距离为。所以有解得两墙壁间的距离s＝425m。13.在右图所示的光电管的实验中，发现用一定频率的单色光A照射光电管时，电流表指针会发生偏转，而用另一频率的单色光B照射时不发生光电效应，那么用A光照射光电管时流过电流表G的电流方向是________（选填“a流向b”或“b流向a”）；两种单色光的波长大小关系是λA_______λB（选填“大于”、“等于”或“小于”）。参考答案：a流向b；小于三、简答题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.质量为m=4kg的小物块静止于水平地面上的A点，现用F=10N的水平恒力拉动物块一段时间后撤去，物块继续滑动一段位移停在B点，A、B两点相距x=45m，物块与地面间的动摩擦因数μ=0.2．g取10m/s2．求：（1）撤去力F后物块继续滑动的时间t；（2）物块在力F作用过程发生的位移x1的大小．参考答案：（1）撤去力F后物块继续滑动的时间为3s；（2）物块在力F作用过程发生的位移x1的大小36m解：设F作用时间为t1，之后滑动时间为t，前段加速度大小为a1，后段加速度大小为a2（1）由牛顿第二定律可得：F﹣μmg=ma1μmg=ma2且：a1t1=a2t可得：a1=0.5m/s2，a2=2m/s2，t1=4t（a1t12+a2t2）=x解得：t=3s（2）由（1）可知，力F作用时间t1=4t=12x1=a1t12==36m答：（1）撤去力F后物块继续滑动的时间为3s；（2）物块在力F作用过程发生的位移x1的大小36m15.如图所示，质量为m带电量为+q的小球静止于光滑绝缘水平面上，在恒力F作用下，由静止开始从A点出发到B点，然后撤去F，小球冲上放置在竖直平面内半径为R的光滑绝缘圆形轨道，圆形轨道的最低点B与水平面相切，小球恰能沿圆形轨道运动到轨道末端D，并从D点抛出落回到原出发点A处．整个装置处于电场强度为E=的水平向左的匀强电场中，小球落地后不反弹，运动过程中没有空气阻力．求：AB之间的距离和力F的大小．参考答案：AB之间的距离为R，力F的大小为mg．考点： 带电粒子在匀强电场中的运动；牛顿第二定律；平抛运动；动能定理的应用．专题： 带电粒子在电场中的运动专题．分析： 小球在D点，重力与电场力的合力提供向心力，由牛顿第二定律即可求出D点的速度，小球离开D时，速度的方向与重力、电场力的合力的方向垂直，小球做类平抛运动，将运动分解即可；对小球从A运动到等效最高点D过程，由动能定理可求得小球受到的拉力．解答： 解：电场力F电=Eq=mg

电场力与重力的合力F合=mg，方向与水平方向成45°向左下方，小球恰能到D点，有：F合=解得：VD=从D点抛出后，只受重力与电场力，所以合为恒力，小球初速度与合力垂直，小球做类平抛运动，以D为原点沿DO方向和与DO垂直的方向建立坐标系（如图所示）．小球沿X轴方向做匀速运动，x=VDt

沿Y轴方向做匀加速运动，y=at2a==所形成的轨迹方程为y=直线BA的方程为：y=﹣x+（+1）R解得轨迹与BA交点坐标为（R，R）AB之间的距离LAB=R从A点D点电场力做功：W1=（1﹣）R?Eq

重力做功W2=﹣（1+）R?mg；F所做的功W3=F?R有W1+W2+W3=mVD2，有F=mg答：AB之间的距离为R，力F的大小为mg．点评： 本题是动能定理和向心力知识的综合应用，分析向心力的来源是解题的关键．四、计算题：本题共3小题，共计47分16.如图（甲）的轮轴，它可以绕垂直于纸面的光滑固定水平轴0转动．轮上绕有轻质柔软细线，线的一端系一重物，另一端系一质量为m的金属杆．在竖直平面内有间距为L的足够长的平行金属导轨PO、HF，在QF之间连接有阻值为R的电阻，其余电阻不计，磁感应强度为B的匀强磁场与导轨平面垂直．开始时金属杆置于导轨下端，将质量为M的重物由静止释放，重物最终能匀速下降．运动过程中金属杆始终与导轨垂直且接触良好，忽略所有摩擦．（1）重物匀速下降的速度V的大小是多少？（2）对一定的磁感应强度B，重物的质量M取不同的值，测出相应的重物做匀速运动时的速度，可得出v﹣M实验图线．图（乙）中画出了磁感应强度分别为B1和B2时的两条实验图线，试根据实验结果计算B1和B2的比值．（3）若M从静止到匀速的过程中一目下降的高度为h，求这一过程中R上产生的焦耳热．参考答案：见解析解：（1）金属杆达到匀速运动时，受绳子拉力F、金属杆的重力mg、向下的安培力FA．则：F=FA+mg

①其中F=Mg

②又对金属杆有：安培力FA=BIL，感应电流I=，感应电动势E=BLv则得FA=

③所以由①②③得

v=

④（2）由④式可得v﹣M的函数关系式为

v=﹣结合图线可知，斜率

k=所以k1=?s﹣1/kg=1.6m?s﹣1/kg

k2==m?s﹣1/kg=0.9m?s﹣1/kg故：==（3）由能量关系，可得R上产生的焦耳热为

Q=（M﹣m）gh﹣（M+m）v2将v代入可得：Q=（M﹣m）g[h﹣]答：（1）重物匀速下降的速度v的大小是．

（2）B1和B2的比值为3：4．（3）这一过程中R上产生的焦耳热为（M﹣m）g[h﹣]．17.（18分）如图所示，空间某平面内有一条折线是磁场的分界线，在折线的两侧分布着方向相反、与平面垂直的匀强磁场，磁感应强度大小都为B．折线的顶角∠A＝90°，P、Q是折线上的两点，AP=AQ=L．现有一质量为m、电荷量为q的带负电微粒从P点沿PQ方向射出，不计微粒的重力．（1）若P、Q间外加一与磁场方向垂直的匀强电场，能使速度为v0射出的微粒沿PQ直线运动到Q点，则场强为多大？（2）撤去电场，为使微粒从P点射出后，途经折线的顶点A而到达Q点，求初速度v应满足什么条件