山东省潍坊市昌邑奎聚街办第二中学2022年高三物理上学期期末试题含解析

山东省潍坊市昌邑奎聚街办第二中学2022年高三物理上学期期末试题含解析一、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1.一个质点运动的速度时间图象如图甲所示，任意很短时间内质点的运动可以近似视为匀速运动，该时间内质点的位移即为条形阴影区域的面积，经过累积，图线与坐标轴围成的面积即为质点在相应时间内的位移。利用这种微元累积法我们可以研究许多物理问题，图乙是某物理量随时间变化的图象，此图线与坐标轴所围成的面积，下列说法中正确的是

A．如果y轴表示作用力，则面积大于该力在相应时间内的冲量B．如果y轴表示力做功的功率，则面积小于该力在相应时间内所做的功C．如果y轴表示流过用电器的电流，则面积等于在相应时间内流过该用电器的电量D．如果y轴表示变化磁场在金属线圈产生的电动势，则面积等于该磁场在相应时间内磁感应强度的变化量参考答案：C，如果y轴表示作用力，则面积等于该力在相应时间内的冲量；如果y轴表示力做功的功率，则面积等于该力在相应时间内所做的功；如果y轴表示流过用电器的电流，则面积等于在相应时间内流过该用电器的电量；由可知，如果y轴表示变化磁场在金属线圈中产生的电动势，且匝数n=1，则面积等于该磁场在相应时间内磁通量的变化量。本题应选C。2.如图所示，物块A、B叠放在水平桌面上，装砂的水桶C通过细线牵引A、B一直在水平桌面上向右加速运动，设A、B间的摩擦力为f1，B与桌面间的摩擦力为f2，若增大C桶内砂的质量，而A、B仍一起向右运动，则摩擦力f1和f2的大小关系是（

）A．f1变大，f2不变B．f1不变，f2变大C．f1和f2都变大D．f1和f2都不变参考答案：a3.如图所示，两平行的虚线间的区域内存在着有界匀强磁场，有一较小的三角形线框abc的ab边与磁场边界平行，现使此线框向右匀速穿过磁场区域，运动过程中始终保持速度方向与ab边垂直．则下列各图中哪一个可以定性地表示线框在进入磁场的过程中感应电流随时间变化的规律：(

)参考答案：D4.（单选）一电子在电场中由a点运动到b点的轨迹如图中实线所示,图中一组平行虚线是等势面,则下列说法正确的是A.a点的电势比b点低B.电子在a点的加速度方向向右C.电子从a点到b点动能增加D.电子从a点到b点电势能增加参考答案：D5.如图所示，一个自由下落的小球，从它接触弹簧开始到弹簧压缩</PGN0485.TXT/PGN>到最短的过程中，小球的速度和所受合外力的变化情况为（

）A、速度一直变小直到零B、速度先变大，然后变小直到为零C、合外力一直变小，方向向上D、合外力先变小后变大，方向先向下后向上参考答案：BD二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.16．测定木块与长木板之间的动摩擦因数时，采用如图12-a所示的装置，图中长木板水平固定．

（1）实验过程中，电火花计时器接在频率为50Hz的交流电源上．调整定滑轮高度，使

．

（2）已知重力加速度为g，测得木块的质量为M，砝码盘和砝码的总质量为m，木块的加速度为a，则木块与长木板间动摩擦因数μ=

．

（3）如图12-b所示为木块在水平木板上带动纸带运动时打出的一条纸带的一部分，0、1、2、3、4、5、6为计数点，相邻两计数点间还有4个打点未画出．从纸带上测出x1=3.20cm，x2=4.52cm，x5=8.42cm，x6=9.70cm．则木块加速度大小a=

m/s2（保留2位有效数字）．参考答案：（1）细线与长木板平行（2）μ=

（3）a=1.3m/s2（保留2位有效数字）7.（4分）我国科学家经过艰苦努力，率先建成了世界上第一个全超导托克马克试验装置并调试成功。这种装置被称为“人造太阳”，它能够承受上亿摄氏度高温且能够控制等离子态的核子发生聚变并稳定持续的输出能量，就像太阳一样为人类提供无限清洁能源。在该装置内发生的核反应方程是，其中粒子X的符号是

。已知的质量是m1，的质量是m2，的质量是m3，X的质量是m4，光速是c，则发生一次上述聚变反应所释放的核能表达式为

。参考答案：或者n或者中子（2分）（2分）8.（1）已知能使某金属产生光电效应的极限频率为υ0，当用频率为2υ0的单色光照射该金属时，所产生的光电子的最大初动能为

。当照射光的频率继续增大时，则逸出功

（填“增大”“减小”或“不变”）（2）如图所示，一个有界的匀强磁场，磁感应强度B=0.50T，磁场方向垂直于纸面向里，MN是磁场的左边界。在距磁场左边界MN的1.0m处有一个放射源A，内装放射物质（镭）,发生α衰变生成新核Rn（氡）。放在MN左侧的粒子接收器接收到垂直于边界MN方向射出的α粒子，此时接收器位置距直线OA的距离为1.0m。①试写出Ra的衰变方程；②求衰变后Rn（氡）的速率.（质子、中子的质量为1.6×10-27kg，电子电量e=1.6×10-19C）参考答案：（1）hv0

（2分）

不变

（2分）（2）①

②对α粒子

动量守恒得

9.一矿井深125m，在井口每隔一相同的时间落下一个小球，当第11个小球刚从井口开始下落时，第1个小球恰好到达井底，则：（1）相邻两个小球下落的时间间隔时

s；（2）这时第3个球与第5个小球相距

m。（g取）参考答案：10.如图所示，两端开口、粗细均匀的足够长玻璃管插在大水银槽中，管的顶部有一定长度的水银．两段空气柱被封闭在左右两侧的竖直管中．开启顶部连通左右水银的阀门，右侧空气柱长为L0，右侧空气柱底部水银面比槽中水银面高出h，右侧空气柱顶部水银面比左侧空气柱顶部水银面低h．（i）试根据上述条件推测左侧空气柱的长度为

，左侧空气柱底部水银面与槽中水银面的高度差为

：（ii）若初始状态温度为T0，大气压强为P0，关闭阀门A，则当温度升至

时，右侧气柱底部水银面与水银槽中的水银面相平？（不考虑水银柱下降对大水银槽中液面高度的影响，大气压强保持不变）．参考答案：（1）L0，2h；（2）【考点】理想气体的状态方程．【分析】（1）分别以两部分气体为研究对象，求出两部分气体压强，然后由几何关系求出右管内气柱的长度．（2）以左管内气体为研究对象，列出初末的状态，由理想气体状态方程可以求出空气柱的长度．【解答】解：（1）根据连通器的原理以及液体产生的压强可知，右侧的气体的压强：P1=P0﹣h则左侧气体的压强：P2=P1﹣h=P0﹣2h所以左侧空气柱底部水银面与槽中水银面的高度差为是2h．左侧空气柱的长度：L2=L0+h+h﹣2h=L0（2）关闭阀门A，温度升高的过程中，右侧的空气柱的压强增大，体积增大，由图可知，右侧气柱底部水银面与水银槽中的水银面相平时的空气柱的长度：L1=L0+h压强：P1′=P0设空气柱的横截面积是S，由理想气体的状态方程得：得：T1=故答案为：（1）L0，2h；（2）11.如图所示，PQ是固定的水平导轨，两端有定滑轮，物体A和B用细绳相连处于静止状态时，α=37°，β=53°。若B重5N，则A所受的摩擦力大小为_______N，方向为____________。参考答案：1，水平向左。解:对物体B受力分析,受到重力,两根细线的拉力和,如图所示,有:

再对A物体受力分析,受到重力和支持力,向左的拉力和向右的拉力,由于向右的拉力大于向左的拉力,根据平衡条件,有:,静摩擦力方向水平向左.故答案为:,水平向左.12.牛顿在发现万有引力定律时曾用月球的运动来检验，物理学史上称为著名的“月地检验”．已知地球半径，表面附近重力加速度为，月球中心到地球中心的距离是地球半径的倍，根据万有引力定律可求得月球的引力加速度为

．又根据月球绕地球运动周期，可求得其相向心加速度为

，如果两者结果相等，定律得到了检验。参考答案：B

，13.一个中子与某原子核发生核反应,生成一个氘核,其核反应方程式为_____________.该反应放出的能量为Q,则氘核的比结合能为_____________.参考答案：三、实验题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.图为某同学设计的验证机械能守恒定律的实验装置。刚性轻绳上端系于O点，下端连接小球A，B为光电门，C为量角器，圆心在O点，轻绳可绕O点在竖直面内做圆周运动。（1）关于该实验，下列说法正确的是（

）A．该实验中，应选质量大，体积小的小球B．该实验中，小球是否静止释放，不影响实验结果C．该实验中，只要细绳是绷紧的，小球无论从何位置静止释放，均可验证机械能守恒定律D．该实验中，轻绳偏离竖直方向摆角越大（），速度测量误差越小（2）若已知小球质量为m，轻绳长度为l，小球直径为d（小球直径远小于绳长），轻绳偏离竖直方向的摆角为，光电门记录小球通过的时间为t，试用上述物理量写出验证机械能守恒定律的表达式：______________。参考答案：

(1).AD

(2).【分析】根据实验的原理分析验证机械能守恒，小球应选择质量大一些，体积小一些，光电门只能测出小球通过最低点的时间，即只能算出小球在最低点的速度；抓住重力势能的减小量和动能的增加量相等，得出机械能守恒满足的表达式；【详解】解：(1)A、实验中，为尽量消除空气阻力影响，应选择质量大、体积小的小球，故A正确；B、光电门只能测出小球通过最低点的时间，即只能算出小球在最低点的速度，若小球初速度不为零，无法计算小球动能增量，也无法验证机械能守恒定律，故B错误；C、小球若从静止释放，将先做自由落体运动，绳绷紧瞬间，会有机械能损耗，无法验证机械能守恒定律，故C错误D、小球从静止释放，越大，小球在最低点速度越大，瞬时速度计算越精确，故D正确；故选AD。(2)小球运动过程中，重力势能减少量，在最低点速度，即动能增加量，若实验能验证，即，则验证了机械能守恒定律。15.小明同学利用图示器材探究电路规律：（1）断开电键S，旋转选择开关，使其尖端对准欧姆档，此时读数为20Ω，此时测得的是

的阻值；（2）将旋转开关指向直流电流档，闭合电键S，将滑动变阻器滑片从最左端缓慢移动到最右端，发现该过程中读数最大为320mA，则移动过程中读数变化情况是

（A）逐渐增大

（B）逐渐减小（C）先减小后增大

（D）先增大后减小（3）将旋转开关指向直流电压档，闭合电键S后移动滑动头，发现该过程中电表读数最大为1.2V，结合前两问条件可知，该电源电动势为

V．（结果保留两位小数）参考答案：（1）滑动变阻器总电阻．（2）A．（3）1.48V．【考点】闭合电路的欧姆定律．【分析】（1）欧姆档测量滑动变阻器总电阻．（2）根据电路中电阻的变化，分析电流的变化，再分析直流电流表读数的变化．（3）将旋转开关指向直流电流档，闭合电键S时，根据电流表的最大读数，由闭合电路欧姆定律列式．将旋转开关指向直流电压档，根据闭合电路欧姆定律列式．联立求电源的电动势．【解答】解：（1）断开电键S，旋转选择开关，使其尖端对准欧姆档，由图知，此时欧姆档测量滑动变阻器总电阻．（2）将旋转开关指向直流电流档，闭合电键S，将滑片从最左端缓慢移动到最右端的过程中，变阻器滑片两侧的电阻并联，总电阻先增大后减小，则总电流先减小后增大．滑片从最右端移至中点的过程中，变阻器并联电阻增大，并联电压增大，而滑片右侧电阻减小，所以直流电流档的读数增大．滑片从中点移至最右端的过程中，电路的总电流增大，通过变阻器左侧电阻的电流减小，所以直流电流档的读数增大，故A正确．故选：A．（3）将旋转开关指向直流电流档，闭合电键S时，读数最大时，由闭合电路欧姆定律得：

E=Imax（R1+r）=0.32（R1+r）①将旋转开关指向直流电压档，读数最大时，由闭合电路欧姆定律得：

E=（R+R1+r）=×（20+R1+r）=0.06（20+R1+r）②联立①②解得E≈1.48V故答案为：（1）滑动变阻器总电阻．（2）A．（3）1.48V．四、计算题：本题共3小题，共计47分16.一质量为1kg的物块置于水平地面上。现用一个水平恒力F拉物块，一段时间后撤去恒力F，已知从物体开始运动到停止，经历的时间为4s，运动的位移为m，物体与地面间的动摩擦因数为。（g=10m/s2）（1）求恒力F的大小（2）若力F的大小可调节，其与竖直方向的夹角为也可以调节，如图所示，其他条件不变，若在力F作用下物体匀速运动，求力F的最小值及此时的大小参考答案：）(1)由得（2分）匀减速阶段时间则匀加速阶段的时间）

则加速阶段

（2分）由得N（2分）(2)由匀速可知（2分）得

（2分）

（1分）当时，N（3分）17.（12分）如图所示，宇航员站在某质量分布均匀的星球表面的一斜坡上点，沿水平方向以初速度抛出一个小球，测得小球经时间落到斜坡上另一点Q，斜面的倾角为，已知该星球的半径为，万有引力常量为。求：该星球的密度。

参考答案：解析：设该星球表现的重力加速度为g，根据平抛运动规律：

由得

设该星球质量M，对该星球表现质量为m1的物体有由