河南省商丘市包公庙乡第一中学2022年高三物理下学期期末试卷含解析

河南省商丘市包公庙乡第一中学2022年高三物理下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1.参考答案：ABD2.（多选题）下列叙述和热力学定律相关，其中正确的是（）A．第一类永动机不可能制成，是因为违背了能量守恒定律B．能量耗散过程中能量不守恒C．电冰箱的制冷系统能够不断地把冰箱内的热量传到外界，违背了热力学第二定律D．能量耗散是从能量转化的角度反映出自然界中的宏观过程具有方向性E．物体从单一热源吸收的热量可全部用于做功参考答案：ADE【考点】热力学第二定律；热力学第一定律．【分析】第一类永动机违背了能量守恒定律．第二类永动机不违反能量守恒定律，但违反了热力学第二定律，内能在转化为机械能的过程中要生热，所以要引起其它变化【解答】解；A、第一类永动机既不消耗能量又能源源不断对外做功，违背了能量守恒定律，所以不可能制成．故A正确．B、能量耗散过程中能量也守恒．故B错误．C、电冰箱的致冷系统能够不断地把冰箱内的热量传到外界，是由于压缩机做功，并不违背了热力学第二定律．故C错误．D、能量耗散是从能量转化的角度反映出自然界中的宏观过程具有方向性．故D正确．E、根据热力学第二定律可知：气体不可能从单一热源吸热，并全部用来对外做功，而不引起其它变化；若引起外界变化则可以，故E正确故选：ADE3.（单选）从同一地点同时开始沿同一直线运动的两个物体I、II的速度图象如图所示．在0～t2时间内，下列说法中正确的是（）A．I物体所受的合外力不断增大，II物体所受的合外力不断减小B．在第一次相遇之前，t1时刻两物体相距最远C．t2时刻两物体相遇D．I、II两个物体的平均速度大小都是参考答案：【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】：v﹣t图象中，倾斜的直线表示匀变速直线运动，斜率表示加速度；图象与坐标轴围成的面积表示位移，相遇要求在同一时刻到达同一位置；匀变速直线运动的平均速度为．：解：由图象可知I物体做加速度越来越小的加速运动，所受的合外力不断减小，II物体做匀减速直线运动所受的合外力不变，故A错误；

图象与坐标轴围成的面积表示位移，由图可知在t1时刻两物体面积差最大，相距最远，故B正确，C错误；

由图象可知I物体的平均速度大于，II物体的平均速度大小等于，故D错误．故选B．【点评】：该题考查了速度﹣时间图象相关知识点，要求同学们能根据图象判断物体的运动情况，从图中读取有用信息解题，难度不大．4.如图所示,倾斜索道与水平面夹角为37°,当载人车厢沿钢索匀加速向上运动时,车厢里的人对厢底的压力为其重量的1.25倍,那么车厢对人的摩擦力为其体重的（

）

A.倍

B.倍

C.倍

D.倍参考答案：B5.（多选）以下有关近代物理内容的若干叙述，正确的是(

)A．紫外线照射到金属锌板表面时能够发生光电效应，则当增大紫外线的照射强度时，从锌板表面逸出的光电子的最大初动能也随之增大B．质子和中子结合成新原子核一定有质量亏损，释放出能量C．有10个放射性元素的原子核，当有5个原子核发生衰变所需的时间就是该放射性元素的半衰期D．氢原子的核外电子由较高能级跃迁到较低能级时，要释放一定频率的光子，同时氢原子的电势能减小，电子的动能增大参考答案：BD二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.一种游标卡尺，它的游标尺上有50个小的等分刻度，总长度为49mm．用它测量某物体长度，卡尺示数如图所示，则该物体的长度是4.120cm．参考答案：考点：刻度尺、游标卡尺的使用．专题：实验题．分析：游标卡尺读数的方法是主尺读数加上游标读数，不需估读；解答：解：游标卡尺的固定刻度读数为41mm，游标尺上第6个刻度游标读数为0.02×10mm=0.20mm，所以最终读数为：41.20mm=4.120cm；故答案为：4.120点评：解决本题的关键掌握游标卡尺和螺旋测微器的读数方法，游标卡尺读数的方法是主尺读数加上游标读数，不需估读．7.（选修3—3含2—2）（6分）如图所示，在注射器中封有一定质量的气体，缓慢推动活塞使气体的体积减小，并保持气体温度不变，则管内气体的压强

(填“增大”、“减小”或“不变”)，按照气体分子热运动理论从微观上解释，这是因为：

参考答案：答案：增大；分子的平均动能不变，分子的密集程度增大．（每空2分）8.某探究学习小组的同学欲探究恒力做功与物体动能变化的关系，他们在实验室组装了一套如图所示的装置，另外他们还找到打点计时器以及学生电源、天平、刻度尺、导线、复写纸、纸带、小桶和沙子若干。并将小车连接上纸带，用细线通过滑轮挂上小沙桶。

（1）某同学的实验步骤如下：用天平称量小车的质量M和沙与桶的总质量m。让沙桶带动小车加速运动，用打点计时器记录其运动情况，在打点计时器打出的纸带上取两点，测出这两点的间距L，算出这两点的速度v1与v2。

①本实验装置图（准备放开小车时刻）中有什么缺点或错误？②要完成本实验，还缺哪些重要实验步骤？

③本实验认为小车所受合外力等于沙桶重力，则应控制的实验条件是什么？

。

（2）在实验操作正确的前提下，若挑选的一条点迹清晰的纸带如下图所示，已知相邻两个点间的时间间隔为T，从A点到B、C、D、E、F点的距离依次为s1、s2、s3、s4、s5（图中未标s3、s4、s5），则由此可求得纸带上由B点到E点所对应过程中，合外力对小车所做的功W=____；该小车动能改变量的表达式为△EK=

（结果用题中已知物理量的符号表示）；若满足

．则动能定理得证。参考答案：9.如图，在斜面顶端先后水平抛出同一小球，第一次小球落到斜面中点，第二次小球落到斜面底端。则两次小球运动时间之比t1∶t2=________；两次小球落到斜面上时动能之比EK1∶EK2=________。参考答案：

答案：，10.如图所示，竖直平面内有两个水平固定的等量同种正点电荷，AOB在两电荷连线的中垂线上，O为两电荷连线中点，AO＝OB＝L，一质量为m、电荷量为q的负点电荷若由静止从A点释放则向上最远运动至O点。现若以某一初速度向上通过A点，则向上最远运动至B点，重力加速度为g。该负电荷A点运动到B点的过程中电势能的变化情况是

；经过O点时速度大小为

。参考答案：先减小后增大；11.某同学研究小车在斜面上的运动，用打点计时器记录了小车做匀变速直线运动的位移，得到一段纸带如图所示。在纸带上选取几个相邻计数点A、B、C、D，相邻计数点间的时间间隔均为T，B、C和D各点到A的距离为s1、s2和s3。由此可算出小车运动的加速度大小

，打点计时器在打C点时，小车的速度大小vc＝

。（用已知的物理量符号表示）参考答案：a=(s2-2s1)/T2或a=(s3-2s2+s1)/T2或a=(s3-s2-s1)/2T2

vc=(s3-s1)/2T12.（3分）将质量为m的铅球以大小为v的速度沿与水平方向成θ角的方向抛入一个装有沙子的总质量为M，静止的沙车中，沙车与地面的摩擦力不计，则球与沙车最终的共同速度为

。参考答案：mvcosθ/(M+m)13.如图所示是某同学探究功与速度变化的关系的实验装置，他将光电门固定在长木板上的B点，用不同重物通过细线拉同一小车，每次小车都从同一位置A由静止释放．（1）若用游标卡尺测出遮光条的宽度d如图所示，d=

cm；（2）实验中可近似认为细线对小车的拉力与重物重力大小相等，则拉力对小车所做的功为重物重力与AB的距离的乘积；测出多组重物的质量m和对应遮光条通过光电门的时间?t，通过描点作出线性图象，研究功与速度变化的关系。处理数据时应作出_____图象。

A．?t－m

B．?t2－m

C．

D．参考答案：（1）1.140

（2）D

三、简答题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.声波在空气中的传播速度为340m/s，在钢铁中的传播速度为4900m/s。一平直桥由钢铁制成，某同学用锤子敲击一铁桥的一端而发出声音，分别经空气和桥传到另一端的时间之差为1.00s。桥的长度为_______m，若该波在空气中的波长为λ，则它在钢铁中波长为λ的_______倍。参考答案：

(1).365

(2).试题分析：可以假设桥的长度，分别算出运动时间，结合题中的1s求桥长，在不同介质中传播时波的频率不会变化。点睛：本题考查了波的传播的问题，知道不同介质中波的传播速度不同，当传播是的频率不会发生变化。15.如图甲所示，斜面倾角为θ=37°，一宽为d=0.65m的有界匀强磁场垂直于斜面向上，磁场边界与斜面底边平行。在斜面上由静止释放一矩形金属线框，线框沿斜面下滑，下边与磁场边界保持平行。取斜面底部为重力势能零势能面，从线框开始运动到恰好完全进入磁场的过程中，线框的机械能E和位移x之间的关系如图乙所示，图中①、②均为直线段。已知线框的质量为M=0.1kg，电阻为R=0.06Ω．（取g=l0m·s-2,sin37°=0.6,

cos37°=0.8)求：(1)线框与斜面间的动摩擦因数μ；(2)线框刚进入磁场到恰好完全进入磁场所用的时间t：(3)线框穿越磁场的过程中，线框中的最大电功率Pm。参考答案：0.5；1/6s；0.54W【详解】（1）由能量守恒定律，线框减小的机械能等于克服摩擦力做功，则其中x1=0.36m；解得μ=0.5（2）金属线框进入磁场的过程中，减小的机械能等于克服摩擦力和安培力做的功，机械能均匀减小，因此安培力也是恒力，线框做匀速运动，速度为v1v12=2ax1解得a=2m/s2v1=1.2m/s其中

x2为线框的侧边长，即线框进入磁场过程中运动的距离，可求出x2=0.2m，则（3）线框刚出磁场时速度最大，线框内电功率最大由可求得v2=1.8m/s根据线框匀速进入磁场时：可得FA=0.2N又因为可得将v2、B2L2带入可得：四、计算题：本题共3小题，共计47分16.如图所示,一个质量为m的小孩在平台上以加速度a做匀加速助跑,目的是抓住在平台右端的、上端固定的、长度为L的轻质悬绳,并在竖直面内做圆周运动.已知轻质绳的下端与小孩的重心在同一高度,小孩抓住绳的瞬间重心的高度不变,且无能量损失.若小孩能完成圆周运动,则:

(1)小孩抓住绳的瞬间对悬线的拉力至少为多大?

(2)小孩的最小助跑位移多大?

（3）设小孩在加速过程中，脚与地面不打滑，求地面对脚的摩擦力大小以及摩擦力对小孩所做的功。参考答案：(1)小孩能完成竖直面内的圆周运动，则在最高点最小的向心力等于小孩所受的重力。设小孩在竖直面内最高点运动的速度为v2.，依据牛顿第二定律小孩在最高点有:mg=m…………2分设小孩在最低点运动的速度为v1，小孩抓住悬线时悬线对小孩的拉力至少为F，依据牛顿第二定律小孩在最低点有：F—mg=m…………………2分小孩在竖直面内做圆周运动，依据机械能守恒定律可得，

mv22+2mgL=mv12………2分

联立以上三式解得：F=6mg，v12=5gL。………………2分依据牛顿第三定律可知,小孩对悬线的拉力至少为6mg。……………1分(2)小孩在水平面上做初速度为零的匀加速直线运动，根据题意，小孩运动的加速度为a，末速度为v1,，根据匀变速直线运动规律，v12=2ax……………2分解得：x==…………2分（3）由牛顿运动定律可知摩擦力大小f=ma………ks5u…2分由于地面对小孩的摩擦力位移为零，所以摩擦力对小孩做功为零。……17.（19分）如图所示，光滑的金属导轨间距为L，导轨平面与水平面成α角，导轨下端接有阻值为R的电阻，质量为m的金属细杆ab与绝缘轻质弹簧相连静止在导轨上，弹簧劲度系数为k，上端固定，弹簧与导轨平面平行，整个装置处在垂直于导轨平面斜向上的匀强磁场中，磁感应强度为B。现给杆一沿轨道向下的初速度v0，杆向下运动至速度为零后，再沿轨道平面向上运动达最大速度，大小为v1，然后减速为零，再沿轨道平面向下运动……一直往复运动到静止（导轨与金属杆的电阻忽略不计）．试求：(1)细杆获得初速度瞬间，通过R的电流大小；(2)当杆速度为v1时离最初静止时位置的距离L1；(3)杆由初速度v0开始运动直到最后静止，电阻R上产生的焦耳热Q。参考答案：（1）（3分）（1分），（1分）可得（1分）

（2）（12分）设杆最初静止不动时弹簧伸长x0，（3分）

当杆的速度为v1时弹簧伸长x1，（4分）

此时（1分）

（2分）

由得（2分）（3）（4分）杆最后静止时，弹簧的弹性势能与重力势能均不变，由能量守恒可得

18.（12分）如图所示，A、B为两块平行金属板，A板带正电、B板带负电。两板之间存在着匀强电场，两板间距为d、电势差为U，在B板上开有两个间距为L的小孔。C、D为两块同心半