河南省平顶山市叶县育英高级中学2022年高三物理期末试卷含解析

河南省平顶山市叶县育英高级中学2022年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.如图所示，两物体A、B用轻质弹簧相连静止在光滑水平面上，现同时对A、B两物体施加等大反向的水平恒力F1、F2，使A、B同时由静止开始运动，在运动过程中，对A、B两物体及弹簧组成的系统，正确的说法是（弹簧不超过其弹性限度）

A．动量始终守恒B．机械能不断增加C．当弹簧伸长到最长时，系统的机械能最大D．当弹簧弹力的大小与F1、F2的大小相等时，A、B两物体速度为零参考答案：AC2.（多选）关于打点计时器的使用说法正确的是（）

A．电磁打点计时器使用的是10V以下的直流电源

B．在测量物体速度时，先让物体运动，后接通打点计时器的电源

C．使用的电源频率越高，打点的时间间隔就越短

D．纸带上打的点越密，说明物体运动得越慢参考答案：考点：电火花计时器、电磁打点计时器．专题：常规题型．分析：了解打点计时器的工作原理，就能够熟练使用打点计时器便能正确解答．解答：解：A、电磁打点计时器使用的是6V以下的交流电源，故A错误．B、实验过程应先接通电源，后释放纸带，否则在纸带上留下的点很少，不利于数据的处理和减小误差，故B错误．C、打点的时间间隔取决于交流电压的频率，电源频率越高，打点的时间间隔就越小，故C正确．D、纸带上打的点越密，说明相等的时间间隔位移越小，即物体运动的越慢，故D正确．故选：CD．3.如图所示，一载流长直导线和一矩形导线框固定在同一平面内，线框在长直导线右侧，且其长边与长直导线平行。已知在t=0到t=t1的时间间隔内，长直导线中电流i随时间变化，使线框中感应电流总是沿顺时针方向；线框受到的安培力的合力先水平向左、后水平向右。图中箭头表示电流i的正方向，则i随时间t变化的图线可能是

（

）参考答案：A4.（00年吉、苏、浙）氢原子的基态能量为E1，下列四个能级圈，正确代表氢原子能级的是参考答案：答案：C5.在探索自然规律的进程中人们总结出了许多科学方法，如等效替代法、控制变量法、理想实验法等．在下列研究中，运用理想实验方法的是

A．卡文迪许测定引力常量

B．牛顿发现万有引力定律

C．密立根测得电荷量e的数值

D．伽利略得出力不是维持物体运动原因的结论参考答案：D二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.（4分）在下面括号内列举的科学家中，对发现和完善万有引力定律有贡献的是

。（安培、牛顿、焦耳、第谷、卡文迪许、麦克斯韦、开普勒、法拉第）参考答案：第谷、开普勒、牛顿、卡文迪许解析：第谷搜集记录天文观测资料、开普勒发现开普勒三定律、牛顿发现万有引力定律、卡文迪许测定万有引力常数7.光传感器可用来测量光屏上的光强分布．如图（a）所示为某同学利用单缝做的一个光学实验，图（b）为该同学使用光传感器对该实验所采集到的光屏上光强分布图象．则该同学所做的实验是光的衍射（选填“干涉”或“衍射”）实验；根据图（b）可以看出，光屏上中央亮条纹的光强分布特点是中间强两边弱．参考答案：解：图b可知，条纹中间亮、两边窄，知是衍射条纹；根据光的衍射原理，则光屏上中央亮条纹的光强分布特点是中间强两边弱．故答案为：衍射，中间强两边弱．8.如图，ABCD是一个正方形的匀强磁场区域，经相等加速电压加速后的甲、乙两种带电粒子分别从A、D射入磁场，均从C点射出，则它们的速率

▲

，它们通过该磁场所用时间

▲

。参考答案：9.如图所示为火警报警装置的部分电路，其中ε为电源，r为电源内阻，R2是半导体热敏电阻传感器，它的电阻阻值随温度升高而减小，R1、R3是定值电阻．a、b两端接报警器．当传感器R2所在处出现火险险情时，与险情出现前相比，a、b两端电压U变小，电流表中的电流I变大（选填“变大”、“变小”或“不变”）．参考答案：考点：闭合电路的欧姆定律；常见传感器的工作原理．专题：恒定电流专题．分析：由题知，当传感器R2所在处出现火情时，R2减小，分析外电路总电阻如何变化，根据欧姆定律分析干路电流的变化情况和路端电压U的变化情况，根据R2、R3并联电压的变化情况，分析通过R3电流的变化情况，即可知电流表示数变化情况．解答：解：由题知，当传感器R2所在处出现火情时，R2减小，R2、R3并联电阻减小，外电路总电阻减小，根据闭合电路欧姆定律得知，干路电流I增大，路端电压减小，即a、b两端电压U变小；R2、R3并联电压U并=E﹣I（R1+r），I增大，E、R1、r均不变，则U并减小，通过R3电流减小，由于干路电流增大，则知电流表示数I变大．故答案为：变小，变大点评：本题是信息题，首先要抓住传感器R2电阻与温度的关系，其次按“部分→整体→部分”的顺序进行分析．10.两列简谐横波的振幅都是20cm，传播速度大小相同。实线波的频率为2Hz，沿x轴正方向传播；虚线波沿x轴负方向传播。某时刻两列波在如图所示区域相遇。则该时刻在x=0～12m范围内，速度最大的是平衡位置为x=

m的质点；从图示时刻起再经过1.5s，平衡位置为x=3m处的质点的位移y=

cm。参考答案：

6

－20

11.如图所示，三段不可伸长的细绳OA、OB、OC,能承受的最大拉力相同，它们共同悬挂一重物，其中OB是水平的，A端、B端固定.若逐渐增加C端所挂物体的质量，则最先断的绳________.参考答案：OA12.（4分）如图所示，A为放在水平光滑桌面上的木板，质量为1kg。木块B、C质量分别为3kg和1kg。接触面间动摩擦因素为0.1，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。在拉力F作用下，物体A加速度为2m/s2。拉力F大小等于

N。参考答案：14N（4分）13.（填空）（2013?杭州模拟）为完成“练习使用打点计时器”实验，在如图所示的四种器材中，找出这两种打点计时器，并完成以下填空：

图为电磁打点计时器，工作电压为交流

；

图为电火花打点计时器，工作电压为交流

V．参考答案：丙，4～6V，乙，220．解：电磁打点计时器是利用交变电流使铁芯产生磁性，吸引带打点针的铁条通过复写纸在纸带上打出点，丙图为电磁打点计时器，工作电压为交流4～6V；电火花打点记时器是利用家用电打出的火花吸引铅盘而打出点，乙图为电火花打点计时器，工作电压为交流220V．故答案为：丙，4～6V，乙，220．三、实验题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.（1）在“探究力的平行四边形定则”实验中，下列实验要求正确的是

A．弹簧测力计的拉力方向必须与木板平行B．两弹簧测力计的拉力方向必须相互垂直C．读数时，视线应正对弹簧测力计的刻度D．使用弹簧测力计时，不能超过其量程（2）如图为某研究性学习小组设计的“验证机械能守恒定律”的实验装置．小圆柱由一根不可伸长的轻绳拴住，轻绳另一端固定．将轻绳拉至水平后由静止释放，在最低点附近放置一组光电门，如图．测出小圆柱运动到最低点时通过光电门的时间t，再用游标卡尺测出小圆柱的直径d，重力加速度为g．

①某同学测出了悬点到圆柱重心的距离为l，若等式gl=

成立，则可验证小圆柱下摆过程机械能守恒；②若小圆柱下摆过程中在误差允许范围内机械能守恒，用天平测出小圆柱的质量为m，则小圆柱下摆到最低点时绳子上拉力的理论值为

；③若在悬点O处安装一个拉力传感器，且在最低点时拉力传感器测出绳子上拉力比理论值偏大些，请分析可能的原因．（写出1条即可）

．

参考答案：（1）ACD（2）①（）2，②3mg

③开始释放时初速度不为零

或悬点到圆柱重心的距离l测得偏小

或用天平测得小圆柱的质量比实际值小

或小圆柱释放时在水平线的上方．解：（1）A、本实验是在水平面作力的图示，为了减小误差弹簧测力计必须保持与木板平行，故A正确B、两弹簧测力计的拉力方向不一定相互垂直，故B错误C、读数时视线要正对弹簧测力计的刻度．故C正确．D、使用弹簧测力计时，不能超过其量程，故D正确故选ACD．（2）①利用小球通过光电门的平均速度来代替瞬时速度，故：v=，根据机械能守恒的表达式有：mgh=mv2，若等式gl=（）2成立，则可验证小圆柱下摆过程机械能守恒；②根据机械能守恒得：mgl=mv2，v=小圆柱下摆到最低点，根据牛顿第二定律得F﹣mg=解得F=3mg③开始释放时初速度不为零

或悬点到圆柱重心的距离l测得偏小

或用天平测得小圆柱的质量比实际值小

或小圆柱释放时在水平线的上方

15.某同学用如图甲所示的实验装置做“用双缝干涉测光的波长”的实验，他用带有游标尺的测量头（如图乙所示）测量相邻两条亮条纹间的距离，转动测量头的手轮，使分划板的中心刻线对齐某一条亮条纹（将这一条纹确定为第一亮条纹）的中心，此时游标尺上的示数情况如图丙所示；转动测量头的手轮，使分划板的中心刻线对齐第6亮条纹的中心，此时游标尺上的示数情况如图丁所示。则图丙的读数______mm；图丁的读数______mm。实验中所用的双缝间的距离mm，双缝到屏的距离cm，则实验中计算波长的表达式____________（用已知量和直接测量量的符号表示）。根据以上数据，可得实验中测出的光的波长__________m。参考答案：（1）1.15，8.95，，四、计算题：本题共3小题，共计47分16.如图所示，在竖直平面建立直角坐标系xoy，y轴左侧存在一个竖直向下的宽度为d的匀强电场，右侧存在一个宽度也为,d的垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为B，现有一个质量为m，带电荷量为+q的微粒(不计重力)，从电场左边界PQ以某一速度垂直进入电场，经电场偏转后恰好从坐标原点以与x轴正方向成θ=30°夹角进入磁场：（1）假设微粒经磁场偏转后以垂直MN边界射出磁场，求：电场强度E为多少？（2）假设微粒经磁场偏转后恰好不会从MN边界射出磁场，且当粒子重新回到电场中时，此时整个x<0的区域充满了大小没有改变但方向逆时针旋转了30°角的匀强电场。求微粒从坐标原点射入磁场到从电场射出再次将射入磁场的时间？参考答案：17.如图（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cd棒的质量为m、电阻为R，ab棒的质量、阻值均未知，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；（3）ab棒开始下滑的位置离EF的距离；（4）ab棒开始下滑至EF的过程中回路中产生的热量。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I=（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）（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；=Blvt

=Blgsinθtx

所以tx=（2分）ab棒在区域II中做匀速直线运动的速度vt=则ab棒开始下滑的位置离EF的距离h=atx2+2l=3l（2分）（4）ab棒在区域II中运动的时间t2==（1分）ab棒从开始下滑至EF的总时间t=tx+t2=2

ε=Blvt=Bl（2分）ab棒从开始下滑至EF的过程中闭合回路中产生的热量：Q=εIt=4mglsinθ（2分）18.如图所示，空间有场强的竖直向下的匀强电场，长的不可伸长的轻绳一端固定于点，另一端系一质量的不带电小球，拉起小球至绳水平后，无初速释放。另一电荷量、质量与相同的小球，以速度水平抛出，经时间与小球与点下方一足够大的平板相遇。不计空气阻力，小球均可视为质点，取。（1）求碰撞前瞬间小球的速度。（2）若小球经过路到达平板，此时速度恰好为O，求所加的恒力。（3）若施加恒力后，保持平板垂直于纸面且与水平面的夹角不变，在点下方面任意改变平板位置，小球均能与平板正碰，求出所有满足条件的恒力。参考答案：（1）设P的加速度为a0、到D点的竖直速度为vy，合速度大小为v1,与水平方向的夹角为β，有

①

②

③

④

联立①②③④方程，代入数据解得