2022年湖北省荆门市钟祥第四中学高三物理测试题含解析

2022年湖北省荆门市钟祥第四中学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.（单选）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a和b的位移﹣时间（x﹣t）图象，由图可知（）A．在时刻t1，a车与b车的速率相等B．在时刻t2，a和b两车的运动方向相同C．在t1到t2这段时间内，a和b两车的路程相等D．在t1到t2这段时间内，b车的速率先减小后增大参考答案：考点：匀变速直线运动的图像．专题：运动学中的图像专题．分析：位移时间关系图线反映位移随时间的变化规律，纵坐标的变化量△x表示位移，图线的斜率表示速度的大小．解答：解：A、由图知在时刻t1，a、b两车的位置坐标相同，到达同一位置，图线的斜率表示速度的大小，b的速率大于a的速率，所以时刻t1，a追上b．故A错误．B、t2图线的斜率表示速度，b的速度为正，a的速度为负，方向不一样，故B错误．C、在t1到t2这段时间内，a和b两车初末位置相同，位移相同，a一直沿负方向运动，而b先沿负方向运动后沿正方向运动，路程不等．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b车的速率先减小后增加．故D正确．故选：D．点评：解决本题的关键知道位移时间图线的物理意义，知道图线的斜率表示速度的大小，能够通过图线得出运动的方向．2.（单选）火星和木星沿各自的椭圆轨道绕太阳运行，根据开普勒行星运动定律可知（

）A．太阳位于木星运行轨道的中心B．火星和木星绕太阳运行速度的大小始终相等C．火星与木星公转周期之比的平方等于它们轨道半长轴之比的立方D．相同时间内，火星与太阳连线扫过的面积等于木星与太阳连线扫过的面积参考答案：C

由开普勒第一定律(轨道定律)可知，太阳位丁木星运行轨道的一个焦点上，A错误。火星和木堤绕太阳运行的轨道不同，运行速度的大小不可能始终相等，B错误。根据开普勒第三定律（周期定律）知所有行星轨道的半长轴的三次方与它的公转周期的平方的比值是一个常数，C正确。对于某一个行星来说，其与与太阳连线在相周的时间内扫过的面积相等，不同行星在相同的时间内扫过的面积不相等，D错误。3.爱因斯坦曾说过，“磁场”在物理学家看来“正如他坐在椅子上一样实在”。这句话形象地说明了A．磁场是为研究问题而假想的B．磁场是真实存在的一种物质C．椅子一定是磁体D．磁场是看得见、摸得着的参考答案：B4.一根质量为m、长为L的均匀链条一半放在光滑的水平桌面上，另一半挂在桌边，桌面足够高，如图（a）所示。若在链条两端各挂一个质量为m/2的小球，如图（b)所示。若在链条两端和中央各挂一个质量为m/2的小球，如图（c)所示。由静止释放，当链条刚离开桌面时，图（a）中链条的速度为va，图（b)中链条的速度为vb，图（c)中链条的速度为vc（设链条滑动过程中始终不离开桌面，挡板光滑）。下列判断中正确的是A．va＝vb＝vc

B．va＜vb＜vcC．va＞vb＞vc

D．va＞vc＞vb参考答案：C5.（单选）如图所示，质量m=0.5kg的小块放在倾角θ=30°的斜面上，受平行于斜面二个拉力F1和F2作用处于静止状态，其中F1=10N，F2=2N．若撤去F1，则术块沿斜面方向受到的合力大小为（）A．10NB．4.5NC．5.5ND．0参考答案：：解：对滑块受力分析，受重力、支持力、两个拉力和静摩擦力，如图根据共点力平衡条件，得到mgsinθ+F2﹣F1﹣f1=0解得f1=﹣5.5N负号表示静摩擦力与假定的方向相反，同时最大静摩擦力大于5.5N；撤去拉力F1后，再次对滑块受力分析，受重力、支持力、拉力和静摩擦力（设为沿斜面向上），根据共点力平衡条件，有mgsinθ+F2﹣f2=0解得f2=4.5N＞0假设成立，静摩擦力小于5.5N，故物体静止不动，合力为零；故选D．二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.如右图所示，有四块相同的坚固石块垒成弧形的石拱，其中第3、4块固定在地面上，每块石块的两个面间所夹的圆心角为37°。假定石块间的摩擦力可以忽略不计，则第1、2块石块间的作用力和第1、3块石块间的作用力的大小之比为：

参考答案：

7.做自由落体运动的小球，落到A点时的瞬时速度为20m/s，则小球经过A点上方12．8m处的瞬时速度大小为12m/s，经过A点下方25m处的瞬时速度大小为

．（取g=10m／s2）参考答案：8.刹车后的汽车做匀减速运动直到停止，则它在前一半时间与后一半时间的平均速度之比为 ；它在前一半位移与后一半位移的平均速度之比为

。参考答案：3：1，：19.某同学设计了如图所示的装置来探究加速度与力的关系．弹簧测力计固定在一合适的木板上，桌面的右边缘固定一支表面光滑的铅笔以代替定滑轮，细绳的两端分别与弹簧测力计的挂钩和矿泉水瓶连接．在桌面上画出两条平行线MN、PQ，并测出间距d.开始时将木板置于MN处，现缓慢向瓶中加水，直到木板刚刚开始运动为止，记下弹簧测力计的示数F0，以此表示滑动摩擦力的大小．再将木板放回原处并按住，继续向瓶中加水后，记下弹簧测力计的示数F1，然后释放木板，并用秒表记下木板运动到PQ处的时间t.

(1)木板的加速度可以用d、t表示为a＝____________；为了减小测量加速度的偶然误差可以采用的方法是(一种即可)__________．(2)改变瓶中水的质量重复实验，确定加速度a与弹簧测力计示数F1的关系．下列图象能表示该同学实验结果的是____________．

(3)用加水的方法改变拉力的大小与挂钩码的方法相比，它的优点是________．A．可以改变滑动摩擦力的大小B．可以更方便地获取多组实验数据C．可以比较精确地测出摩擦力的大小D．可以获得更大的加速度以提高实验精度参考答案：(1)由于木板做初速度为零的匀加速直线运动，由d＝at2，得加速度a＝，减小偶然误差的常用方法是多次测量，求平均值．(2)由牛顿第二定律可得F1－F0＝ma，解得a＝.此实验要求水的质量必须远小于木板的质量．当矿泉水瓶中水的质量逐渐增大到一定量后，图象将向下弯曲，所以能够表示该同学实验结果的图象是图C(3)由于水的质量可以几乎连续变化，所以可以比较精确地测出摩擦力的大小，可以方便地获取多组实验数据，所以选项B、C正确．10.一物体在水平面上运动，以它运动的起点作为坐标原点，表中记录了物体在x轴、y轴方向的速度变化的情况。物体的质量为m＝4kg，由表格中提供的数据可知物体所受合外力的大小为__________N，该物体所做运动的性质为__________。参考答案：

答案：4（14.4)

匀加速曲线11.（5分）重力势能实际上是万有引力势能在地面附近的近似表达式，其更精确的表达式为，式中G为万有引力恒量，M为地球质量，m为物体质量，r为物体到地心的距离，并以无穷远处引力势能为零。现有一质量为m的地球卫星，在离地面高度为H处绕地球做匀速圆周运动，已知地球半径为R，地球表面处的重力加速度为g，地球质量未知，则卫星做匀速圆周运动的线速度为

，卫星运动的机械能为

。参考答案：；12.甲车以加速度3m/s2由静止开始作匀加速直线运动，乙车落后2s在同一地点由静止出发，以加速度4m/s2作匀加速直线运动，两车运动方向致，在乙车追上甲车之前，两车距离的最大值是

。参考答案：（24m）13.光滑水平面上两物体b、b用不可伸长的松弛细绳相连，A质量为2kg，B质量为1kg；现使两物体同时沿直线背向而行(=4m/s，

=2m/s)，直至绳被拉紧，然后两物体一起运动，它们的总动量大小为

kg·m/s，两物体共同运动的速度大小为

m/s．参考答案：6

2三、简答题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.（选修3-5模块）（4分）2008年北京奥运会场馆周围80％～90％的路灯将利用太阳能发电技术来供电，奥运会90％的洗浴热水将采用全玻真空太阳能集热技术．科学研究发现太阳发光是由于其内部不断发生从氢核到氦核的核聚变反应，即在太阳内部4个氢核（H）转化成一个氦核（He）和两个正电子（e）并放出能量.已知质子质量mP=1.0073u，α粒子的质量mα=4.0015u，电子的质量me=0.0005u．1u的质量相当于931.MeV的能量．①写出该热核反应方程；②一次这样的热核反应过程中释放出多少MeV的能量?（结果保留四位有效数字）参考答案：

答案：①4H→He+2e（2分）②Δm=4mP－mα－2me=4×1.0073u－4.0015u－2×0.0005u=0.0267u（2分）ΔE=Δmc2

=0.0267u×931.5MeV/u＝24.86MeV

（2分）15.（选修3—3（含2—2））（7分）如图所示是一定质量的气体从状态A经状态B到状态C的p－T图象，已知气体在状态B时的体积是8L，求气体在状态A和状态C的体积分别是多大？并判断气体从状态B到状态C过程是吸热还是放热？参考答案：解析：由图可知：从A到B是一个等温过程，根据玻意耳定律可得：……(2分)

代入数据解得：……………(1分)

从B到C是一个等容过程，

……………(1分)

【或由，代入数据解得：】

由图可知气体从B到C过程为等容变化、温度升高，……(1分)故气体内能增大，……(1分)由热力学第一定律可得该过程气体吸热。……………(1分)四、计算题：本题共3小题，共计47分16.如图所示，光滑圆弧面BC与水平面和传送带分别相切于B、C两处，OC垂直于CD。圆弧所对的圆心角θ=370，BC圆弧半径R=7m足够长的传送带以恒定速率v=4m/s顺时针转动，传送带CD与水平面的夹角θ=37°。一质量m=1kg的小滑块从A点以v=1Om/s的初速度向B点运动，A、B间的距离s=3.6m。小滑块与水平面、传送带之间的动摩擦因数均为=0.5。重力加速度g=10m/s2，sin37°=0.6,cos37"=0.8。求：(1)小滑块第一次滑到C点时的速度τ(2)小滑块到达的最高点离C点的距离；(3)小滑块最终停止运动时距离B点的距离；参考答案：17.如下图（a）所示，间距为L、电阻不计的光滑导轨固定在倾角为θ的斜面上。在区域I内有方向垂直于斜面的匀强磁场，磁感应强度为B，在区域Ⅱ内有垂直于斜面向下的匀强磁场，其磁感应强度Bt的大小随时间t变化的规律如下图（b）所示。t=0时刻在轨道上端的金属细棒ab从如图位置由静止开始沿导轨下滑，同时下端的另一金属细棒cd在位于区域I内的导轨上由静止释放。在ab棒运动到区域Ⅱ的下边界EF处之前，cd棒始终静止不动，两棒均与导轨接触良好。已知ab棒和cd棒的质量均为m、电阻均为R，区域Ⅱ沿斜面的长度为2L，在t=tx时刻（tx未知）ab棒恰进入区域Ⅱ，重力加速度为g。求：（1）通过cd棒电流的方向和区域I内磁场的方向（2）当ab棒在区域Ⅱ内运动时cd棒消耗的电功率和热量（3）ab棒开始下滑至EF的过程中流过导体棒cd的的电量参考答案：（1）通过cd棒的电流方向:

d→c

…………（1分）区域I内磁场方向:为垂直于斜面向上

…………（1分）（2）对cd棒，F安=BIL=mgsinθ，所以通过cd棒的电流大小

…………（2分）当ab棒在区域II内运动时cd棒消耗的电功率:P=I2R=

…………（2分）由能量守恒，

…………（4分）（3）ab棒在到达区域II前做匀加速直线运动，a==gsinθcd棒始终静止不动，ab棒在到达区域II前、后，回路中产生的感应电动势不变，则ab棒在区域II中一定做匀速直线运动，可得;

所以

……（2分）ab棒在区域II中做匀速直线运动的速度ab棒在区域