2022年北京北大附属中学香山分校高三物理期末试卷含解析

2022年北京北大附属中学香山分校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.物体A、B的s-t图像如图所示，由图可知

(

)A.从第3s起，两物体运动方向相同，且vA>vBB.两物体由同一位置开始运动，但物体A比B迟3s才开始运动C.在5s内物体的位移相同，5s末A、B相遇D.5s内A、B的平均速度相等参考答案：A2.（单选）如图所示，A、B两木块放在水平面上，它们之间用细线相连，两次连接情况中细线倾斜方向不同但倾角一样，两木块与水平面间的动摩擦因数相同。先后用水平力F1和F2拉着A、B一起匀速运动，则

()A.F1≠F2

B.F1＝F2

C.FT1＞FT2

D.FT1＝FT2参考答案：B3.下列说法中正确的是

A．可以利用高科技手段，将流散到环境中的内能重新收集起来加以利用而不引起其他变化B．理想气体状态变化时，温度升高，气体分子的平均动能增大，气体的压强可能减小C．铁丝很难被拉长，这一事实说明铁分子间存在引力D．布朗运动表明了分子越小，分子运动越剧烈E．液晶既有液体的流动性，又有光学性质的各向异性参考答案：BCE4.（单选）分子动理论较好地解释了物质的宏观热力学性质。据此可判断下列说法中错误的是A．显微镜下观察到墨水中的小炭粒在不停地做无规则运动，这反映了液体分子运动的无规则性B．在等温条件下压缩一定质量的气体，该气体的压强增大，这反映了气体分子间的斥力增大C．分子势能随着分子间距离的增大，可能先减小后增大D．在真空、高温条件下，可以利用分子扩散向半导体材料掺入其他元素参考答案：B5.“嫦娥二号”探月卫星于2010年10月1日成功发射，目前正在月球上方100km的圆形轨道上运行。已知“嫦娥二号”卫星的运行周期、月球半径、月球表面重力加速度、万有引力恒量G。根据以上信息可求出A．卫星所在处的加速度

B．月球的平均密度C．卫星线速度大小

D．卫星所需向心力参考答案：ABC二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6..图1为验证牛顿第二定律的实验装置示意图。图中打点计时器的电源为50Hz的交流电源，打点的时间间隔用Δt表示。在小车质量未知的情况下，某同学设计了一种方法用来研究“在外力一定的条件下，物体的加速度与其质量间的关系”。（1）完成下列实验步骤中的填空：①平衡小车所受的阻力：小吊盘中不放物块，调整木板右端的高度，用手轻拨小车，直到打点计时器打出一系列________的点。②按住小车，在小吊盘中放入适当质量的物块，在小车中放入砝码。③打开打点计时器电源，释放小车，获得带有点列的纸袋，在纸袋上标出小车中砝码的质量m。④按住小车，改变小车中砝码的质量，重复步骤③。⑤在每条纸带上清晰的部分，没5个间隔标注一个计数点。测量相邻计数点的间距s1，s2，…。求出与不同m相对应的加速度a。⑥以砝码的质量m为横坐标为纵坐标，在坐标纸上做出—m关系图线。若加速度与小车和砝码的总质量成反比，则与m处应成_________关系（填“线性”或“非线性”）。（2）完成下列填空：（ⅰ）本实验中，为了保证在改变小车中砝码的质量时，小车所受的拉力近似不变，小吊盘和盘中物块的质量之和应满足的条件是_______________________。（ⅱ）设纸带上三个相邻计数点的间距为s1、s2、s3。a可用s1、s3和Δt表示为a=__________。图2为用米尺测量某一纸带上的s1、s3的情况，由图可读出s1=__________cm，s3=__________cm。由此求得加速度的大小a=__________m/s2。（ⅲ）图3为所得实验图线的示意图。设图中直线的斜率为k，在纵轴上的截距为b，若牛顿定律成立，则小车受到的拉力为___________，小车的质量为___________。

参考答案：.(1）间距相等的点。（2）线性（2）（i）远小于m

(ii)

.(iii)设小车的质量为，则有，变形得,所以图象的斜率为，所以作用力，图象的截距为，所以。7.甲乙两个同学共同做“验证牛顿第二定律”的实验，装置如图所示。①两位同学用砝码盘（连同砝码）的重力作为小车（对象）受到的合外力，需要平衡桌面的摩擦力对小车运动的影响。他们将长木板的一端适当垫高，在不挂砝码盘的情况下，小车能够自由地做_________

___运动。另外，还应满足砝码盘（连同砝码）的质量m

小车的质量M。（填“远小于”、“远大于”或“近似等于”）

接下来，甲同学研究：在保持小车的质量不变的条件下，其加速度与其受到的牵引力的关系；乙同学研究：在保持受到的牵引力不变的条件下，小车的加速度与其质量的关系。②甲同学通过对小车所牵引纸带的测量，就能得出小车的加速度a。图2是某次实验所打出的一条纸带，在纸带上标出了5个计数点，在相邻的两个计数点之间还有4个点未标出，图中数据的单位是cm。实验中使用的电源是频率f=50Hz的交变电流。根据以上数据，可以算出小车的加速度a=

m/s2。（结果保留三位有效数字）

③乙同学通过给小车增加砝码来改变小车的质量M，得到小车的加速度a与质量M的数据，画出a与1/M图线后，发现：当1/M较大时，图线发生弯曲。于是，该同学后来又对实验方案进行了进一步地修正，避免了图线的末端发生弯曲的现象。那么，该同学的修正方案可能是(

)A．改画a与的关系图线B．改画a与的关系图线C．改画a与的关系图线D．改画a与的关系图线参考答案：匀速直线

远小于

0.340

A

8.一位小学生在玩游戏，他将一颗小鹅卵石子从离地面高处用手以的初速度竖直向上抛出，取，请你尽快地估算出：小石子从抛出到落至离地面的过程中的平均速度，其大小是

，方向

.参考答案：0.50

向下9.已知双缝到光屏之间的距离L=500mm，双缝之间的距离d=0.50mm，单缝到双缝之间的距离s=100mm，测量单色光的波长实验中，照射得8条亮条纹的中心之间的距离为4.48mm，则相邻条纹间距△x=

mm；入射光的波长λ=

m（结果保留有效数字）．参考答案：0.64，6.4×10﹣7【考点】双缝干涉的条纹间距与波长的关系．【分析】根据8条亮条纹，有7个亮条纹间距，从而求得相邻条纹间距；再由双缝干涉条纹间距公式△x=λ求解波长的即可．【解答】解：8条亮条纹的中心之间有7个亮条纹，所以干涉条纹的宽度：△x==0.64mm根据公式：△x=λ代入数据得：λ==mm=0.00064mm=6.4×10﹣7m故答案为：0.64，6.4×10﹣710.为探究橡皮条被拉伸到一定长度的过程中，弹力做的功和橡皮条在一定长度时具有的弹性势能的关系（其中橡皮条的弹性势能表达式为，k是劲度系数），某同学在准备好橡皮条、弹簧测力计、坐标纸、铅笔、直尺等器材后，进行了以下操作：a．将橡皮条的一端固定，另一端拴一绳扣，用直尺从橡皮条的固定端开始测量橡皮条的原长l0，记录在表格中；b．将弹簧测力计挂在绳扣上，测出在不同拉力F1、F2、F3…的情况下橡皮条的长度l1、l2、l3…；c．以橡皮条的伸长量△l为横坐标，以对应的拉力F为纵坐标，在坐标纸上建立坐标系，描点、并用平滑的曲线作出F-△l图象；d．计算出在不同拉力时橡皮条的伸长量△l1、△l2、△l3…；e．根据图线求出外力克服橡皮条的弹力做的功．f.根据弹性势能表达式求出橡皮条具有的弹性势能.（1）以上操作合理的顺序是______________；（2）实验中，该同学作出的F-△l图象如图所示，从图象可求出△l=9cm过程中外力克服橡皮条的弹力做的功约为_____J，计算出△l=9cm时橡皮条具有的弹性势能约为_____J.（保留二位有效数字）（3）由实验可得出的结论是______________________________________________参考答案：（1）abdcef

（2）0.11

，0.11

（3）在误差允许范围内克服弹力做的功等于橡皮条弹性势能的增量11.为了探究加速度与力的关系，使用如图所示的气垫导轨装置进行实验．其中G1、G2为两个光电门，它们与数字计时器相连，当滑行器通过G1、G2光电门时，光束被遮挡的时间Δt1、Δt2都可以被测量并记录，滑行器连同上面固定的一条形挡光片的总质量为M，挡光片宽度为D，光电门间距离为x，牵引砝码的质量为m.回答下列问题：

(1)实验开始应先调节气垫导轨下面的螺钉，使气垫导轨水平，在不增加其他仪器的情况下，如何判定调节是否到位？答：_______________________________________________________________________(2)若取M＝0.4kg，改变m的值，进行多次实验，以下m的取值不合适的一个是（

）A．m1＝5g

B．m2＝15gC．m3＝40g

D．m4＝400g(3)在此实验中，需要测得每一个牵引力对应的加速度，其中求得的加速度的表达式为：__________________________________________(用Δt1、Δt2、D、x表示)．参考答案：12.在研究平抛物体运动实验中,用一张印有小方格的纸记录轨迹,小方格的边长L=1.25cm.若小球在平抛运动途中的几个位置如图中的a、b、c、d所示,则小球平抛的初速度的计算式为V0＝______________(用L、g表示),其值是____________.(取g=9.8米/秒2)参考答案：20.70m/s13.一水平放置的圆盘绕过其圆心的竖直轴匀速转动。盘边缘上固定一竖直的挡光片。盘转动时挡光片从一光电数字计时器的光电门的狭缝中经过，如图1所示。图2为光电数字计时器的示意图。光源A中射出的光可照到B中的接收器上。若A、B间的光路被遮断，显示器C上可显示出光线被遮住的时间。5挡光片的宽度用螺旋测微器测得，结果如图3所示。圆盘直径用游标卡尺测得，结果如图4所示。由图可知，（1）挡光片的宽度为d_____________mm。（2）圆盘的直径为D_______________cm。（3）若光电数字计时器所显示的时间为50.0ms，则圆盘转动的角速度为ω_______弧度/秒（保留3位有效数字）。参考答案：三、简答题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.（选修3-4模块）（4分）如图所示是一列沿x轴正方向传播的简谐横波在t=0时刻的波形图，已知波的传播速度v=2m/s．试回答下列问题：①写出x=1.0m处质点的振动函数表达式；②求出x=2.5m处质点在0～4.5s内通过的路程及t=4.5s时的位移．参考答案：

解析：①波长λ=2.0m，周期T=λ/v=1.0s，振幅A=5cm，则y=5sin(2πt)

cm（2分）

②n=t/T=4.5，则4.5s内路程s=4nA=90cm；x=2.5m质点在t=0时位移为y=5cm，则经过4个周期后与初始时刻相同，经4.5个周期后该质点位移y=

—5cm．（2分）15.（09年大连24中质检）（选修3—5）（5分）如图在光滑的水平桌面上放一个长木板A，其上放有一个滑块B，已知木板和滑块的质量均为m=0.8kg，滑块与木板间的动摩擦因数μ=0.4，开始时A静止，滑块B以V=4m／s向右的初速度滑上A板，如图所示，B恰滑到A板的右端，求：①说明B恰滑到A板的右端的理由?②A板至少多长?

参考答案：解析：①因为B做匀减速运动，A做匀加速运动，A，B达到共同速度V1时，B恰滑到A板的右端（2分）

②根据动量守恒

mv=2mv1（1分）

v1=2m/s

……

设A板长为L，根据能量守恒定律

（1分）

L=1m四、计算题：本题共3小题，共计47分16.（15分）如图所示，在光滑绝缘的水平面上，用长为2L的绝缘轻杆连接两个质量均为m的带电小球A和B，A球的电荷量为＋2q，B球的电荷量为－3q，组成一静止的带电系统。虚线NQ与MP平行且相距3L，开始时MP恰为杆的中垂线。视小球为质点，不计轻杆的质量，现在在虚线MP、NQ间加上水平向右的匀强电场E，求：（1）B球刚进入电场时带电系统的速度大小；（2）B球向右运动的最大位移以及从开始到最大位移处时B球电势能的变化量；（3）带电系统运动的周期。

参考答案：解析：（1）对带电系统由动能定理得：2qEL＝′2m′