广东省深圳市明德实验学校2022年高三物理上学期期末试题含解析

广东省深圳市明德实验学校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.（多选）如图所示，在固定倾斜光滑杆上套有一个质量为m的圆环，杆与水平方向的夹角α=30°，圆环与竖直放置的轻质弹簧上端相连，弹簧的另一端固定在地面上的A点，弹簧处于原长h．让圆环沿杆由静止滑下，滑到杆的底端时速度恰为零．则在圆环下滑过程中（）A．圆环和地球组成的系统机械能守恒B．当弹簧垂直于光滑杆时圆环的动能最大C．弹簧的最大弹性势能为mghD．弹簧转过60°角时，圆环的动能为参考答案：考点：机械能守恒定律．专题：机械能守恒定律应用专题．分析：分析圆环沿杆下滑的过程的受力和做功情况，只有重力弹簧的拉力做功，所以圆环机械能不守恒，但是系统的机械能守恒；沿杆方向合力为零的时刻，圆环的速度最大；当圆环的速度变为零时，弹簧的形变量最大，此时弹性势能最大；根据动能定理可以求出弹簧转过60°角时，圆环的动能的大小．解答：解：A、圆环沿杆滑下，滑到杆的底端的过程中有两个力对圆环做功，即环的重力和弹簧的拉力；所以圆环的机械能不守恒，如果把圆环和弹簧组成的系统作为研究对象，则系统的机械能守恒，故A选项错误；B、当圆环沿杆的加速度为零时，其速度最大，动能最大，此时弹簧处于伸长状态，给圆环一个斜向上的拉力，故B错误；C、根据功能关系可知，当圆环滑到最底端时其速度为零，重力势能全部转化为弹性势能，此时弹性势能最大，等于重力势能的减小量即为mgh，故C选项正确；D、弹簧转过60°角时，此时弹簧仍为原长，以圆环为研究对象，利用动能定理得：，故D正确．故选：CD．点评：对物理过程进行受力、运动、做功分析，是解决问题的根本方法．这是一道考查系统机械能守恒的基础好题．2.如图所示，一根轻杆两端有小球a、b，它们的质量分别是m和2m，杆可绕中心点O自由转动，使杆由水平位置无初速度释放，杆转至竖直位置的过程中A.b球的重力势能减少，动能增加，机械能守恒B.杆对a球做正功C.杆对b球做正功D.整个系统的机械能守恒参考答案：试题分析：杆由水平位置无初速度释放，杆转至竖直位置的过程中，a、b系统机械能守恒，D正确；a的机械能增加，则b的机械能减小，A错误；a的机械能增加，b的机械能减小，则杆对a球做正功，杆对b球做负功，B正确C错误。考点：机械能守恒定律。3.（单选）如图所示是“跑步机”示意图，质量为m的运动员踩在与水平面成a角的静止皮带上，运动员用力向后蹬皮带，皮带运动过程中

受到的阻力恒为f．在皮带以速度v匀速向后运动的过程中，下列说法中正确的是

A．人脚对皮带的摩擦力平行于皮带斜向上

B．人对皮带不做功

C．人对皮带做功的功率为fv

D．人对皮带做功的功率为mgv参考答案：C4.（单选）如图所示，a、b、c、d是某匀强电场中的四个点，它们正好是一个矩形的四个顶点，ab=cd=L，ad=bc=2L，电场线与矩形所在平面平行．已知点a电势为20V，b点电势为24V，d点电势为12V．一个质子从b点以v0的速度射入此电场，入射方向与bc成45°，一段时间后经过c点．不计质子的重力．下列判断正确的是（）A．c点电势高于a点电势B．强场的方向由b指向dC．质子从b运动到c所用的时间为D．质子从b运动到c，电场力做功为4eV参考答案：解：A、B连接bd，bd两点的电势差为24V﹣12V=12V；ad两点的电势差为20V﹣12V=8V；因，故将bd分成3份，每一份表示4V，如图所示，e点的电势一定为20V，连接ae即为等势线，f的电势为16V，连接fc，由几何知识得知，fc∥ae，则知c的电势是16V，故a点电势高于c点的电势，故A错误；C、由于，则根据几何知识得知，∠bed=45°，因为电场线与等势线ae垂直，所以场强的方向与ab的夹角为45°，质子从b运动到c时做类平抛运动，沿初速度v0方向做匀速直线运动，则运动时间为t==．故C正确；D、若质子由b到c，因bc间的电势差为24V﹣16V=8V，则电场力做功W=Ue=8ev；故D错误．故选C5.（单选）已知河水的流速为v1，小船在静水中的速度为v2，且v2>v1，图中用小箭头表示小船及船头的指向，则能正确反映小船在最短时间内渡河、最短位移渡河的情景图示依次是（）A．①②

B．①⑤

C．④⑤

D．②③参考答案：C最短时间过河船身应垂直岸，对地轨迹应斜向下游。④对；最短路程过河船身应斜向上游，而船相对岸的轨迹是垂直岸，⑤对，所以选C。二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.地球半径为R，卫星A、B均环绕地球做匀速圆周运动，其中卫星A以第一宇宙速度环绕地球运动，卫星B的环绕半径为4R，则卫星A与卫星B的速度大小之比为________；周期之比为________。参考答案：2∶1；1∶8 7.A．质量为M的物块静止在光滑水平桌面上，质量为m的子弹以水平速度v0射入物块后，以水平速度2v0/3射出。则物块的速度为＿＿＿＿，此过程中损失的机械能为＿＿＿＿。参考答案：

mv02-m2v02。由动量守恒定律，mv0=m·2v0/3+Mv，解得v=.由能量守恒定律，此过程中损失的机械能为△E=mv02-m·(2v0/3)2+Mv2=mv02-m2v02。8.如图所示，质量分别为mA、mB的两物块A、B，叠放在一起，共同沿倾角为的斜面匀速下滑，斜面体放在水平地面上，且处于静止状态。则B与斜面间动摩擦因数

，A所受滑动摩擦力大小为

参考答案：9.某同学做“探究加速度与力、质量关系”的实验。如图甲所示是该同学探究小车加速度与力的关系的实验装置，他将光电门固定在水平轨道上的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）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，则重物的质量m与小车的质量M间应满足的关系为

；（2）若用游标卡尺测出光电门遮光条的宽度d如图乙所示，则d=

cm；实验时将小车从图示位置由静止释放，由数字计时器读出遮光条通过光电门的时间?t，则小车经过光电门时的速度为

（用字母表示）；（3）测出多组重物的质量m和对应遮光条通过光电门的时间Δt，并算出相应小车经过光电门时的速度v，通过描点作出v2—m线性图象(如图丙所示)，从图线得到的结论是：在小车质量一定时，_________________________________。（4）某同学在作出的v2—m线性图象不通过坐标原点,开始实验前他应采取的做法是(

)A．将不带滑轮的木板一端适当垫高，使小车在钩码拉动下恰好做匀速运动B．将不带滑轮的木板一端适当垫高，使小车在钩码拉动下恰好做匀加速运动C．将不带滑轮的木板一端适当垫高，在不挂钩码的情况下使小车恰好做匀速运动D．将不带滑轮的木板一端适当垫高，在不挂钩码的情况下使小车恰好做匀加速运动参考答案：（1）m＜＜M（2）1.050

（3）加速度与合外力成正比（4）C

10.某实验小组在做验证力的平行四边形定则实验时，选用如下器材:钉有白纸的方木板、细绳及绳套、一根橡皮筋、直尺、两个弹簧测力计(1)下列实验要求中，不正确的是___________A.弹簧测力计使用前要校零B拉细线方向应与木板板面平行C.用一个力拉橡皮筋与用两个力拉橡皮筋时，只需将橡皮筋拉到同一长度(2)某同学将两个弹簧挂钩互挂对拉时，发现测力计示数不相同，在没有其他弹簧測力计可选的情況下，如果使用了其中一个示数偏大的测力计完成实验，对本实验是否有影响____(填“有”、“无”＂)。参考答案：

(1).C

(2).无【详解】（1）A.弹簧测力计实验前要教零，故A正确；B.在使用弹簧秤时要注意使弹簧秤与木板平面平行，故B正确；C.两次拉橡皮筋时，需将橡皮筋结点拉到同一位置O，这样做的目的是保证两次弹簧秤拉力的效果相同，故C错误；本题选不正确的，故选：C；（2）在两个力拉橡皮筋时，先测一个力，保持橡皮筋端点位置及两细绳方向不变，用测力计测另一个细绳的拉力即可，当测力计示数偏大，三个力F1、F2及F都成比例变大，对实验无影响；11.如图所示，在距水平地面高均为0.4m处的P、Q两处分别固定两光滑小定滑轮，细绳跨过滑轮，一端系一质量为mA=2.75kg的小物块A，另一端系一质量为mB=1kg的小球B．半径R=0.3m的光滑半圆形轨道竖直地固定在地面上，其圆心O在P点的正下方，且与两滑轮在同一竖直平面内，小球B套在轨道上，静止起释放该系统，则小球B被拉到离地0.225m高时滑块A与小球B的速度大小相等，小球B从地面运动到半圆形轨道最高点时的速度大小为4m/s．参考答案：：解：当绳与轨道相切时滑块与小球速度相等，（B速度只沿绳），由几何知识得R2=h?PO，所以有：h===0.225m．小球B从地面运动到半圆形轨道最高点时，A物的速度为零，即vA=0，对系统，由动能定理得：

mAg[﹣（PO﹣R）]=mBgR+代入数据解得：vB=4m/s故答案为：0.225m，412.质量为2kg的物体，放在动摩擦因数为μ=0.1的水平面上，在水平拉力F的作用下，用静止开始运动，拉力做的功W和物体发生的位移x之间的关系如图，g=10m/s2，则此物体在x=6m处，拉力的瞬时功率为4.1W，从开始运动到x=9m处共用时t=4.5s．参考答案：考点：功率、平均功率和瞬时功率．专题：功率的计算专题．分析：根据功的公式W=FL分析可知，在OA段和AB段物体受到恒力的作用，并且图象的斜率表示的是物体受到的力的大小，由此可以判断物体受到的拉力的大小，再由功率的公式可以判断功率的大小．解答：解：对物体受力分析，物体受到的摩擦力为Ff=μFN=μmg=0.1×2×10N=2N．由图象可知，斜率表示的是物体受到的力的大小，OA段的拉力为5N，AB段的拉力为1.5N，所以物体在OA段做匀加速运动，在AB段做匀减速直线运动；在OA段的拉力为5N，物体做加速运动，当速度最大时，拉力的功率最大，由V=at，V2=2aX，a==1.5m/s2代入数值解得，V=3m/s，t=2s在AB段，物体匀减速运动，最大速度的大小为3m/s，拉力的大小为1.5N，a′==﹣0.25m/s2V′2﹣V2=2a′×3解得V′=m/s，则此物体在x=6m处，拉力的瞬时功率为P=FV′=1.5×=4.1W，由位移公式：X=即知，从3m到9m用时t′=2.5s所以从开始运动到x=9m处共用时t总=2+2.5=4.5s故答案为：4.1，4.5点评：本题考查了对功的公式W=FL的理解，根据图象的分析，要能够从图象中得出有用的信息﹣﹣斜率表示物体受到的拉力的大小，本题很好的考查了学生读图和应用图象的能力．13.在2004年6月10日联合国大会第58次会议上，鼓掌通过一项决议。决议摘录如下：联合国大会，承认物理学为了解自然界提供了重要基础，注意到物理学及其应用是当今众多技术进步的基石，确信物理教育提供了建设人类发展所必需的科学基础设施的工具，意识到2005年是爱因斯坦科学发现一百周年，这些发现为现代物理学奠定了基础，．……；．……；．宣告2005年为

年．参考答案：国际物理（或世界物理）．

三、实验题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.小球作直线运动时的频闪照片如图所示。已知频闪周期T＝0.1s，小球相邻位置间距（由照片中的刻度尺量得）分别为OA=6.51cm，AB=5.59cm，BC=4.70cm，CD=3.80cm，DE=2.89cm，EF=2.00cm。

小球在位置A时速度大小vA=

m/s，小球运动的加速度a=

m/s2，参考答案：答案：0.6050.9解析：由平均速度的定义得：vA＝＝＝＝0.605m/s

由逐差法可得：a1＝，a2＝，a2＝，

a＝＝0.9m/s215.（4分）在“互成角度的两个力的合成”实验中，用两个弹簧秤分别钩住细绳套，互成角度地拉橡皮条，使它伸长到某一位置O点，为了确定分力的大小和方向，这一步操作中必须记录的是：

A．橡皮条固定端的位置．

B．描下O点位置和两条细绳套和方向．

C．橡皮条伸长后的总长度．

D．两个弹簧秤的读数．参考答案：

答案：BD四、计算题：本题共3小题，共计47分16.一个平板小车置于光滑水平面上，其右端恰好和一个光滑圆弧固定轨道AB的底端等高对接，如图所示．已知小车质量M＝3.0kg，长L＝2.06m，圆弧轨道半径R＝0.8m．现将一质量m＝1.0kg的小滑块，由轨道顶端A点无初速释放，滑块滑到B端后冲上小车．滑块与小车上表面间的动摩擦因数μ＝0.3

(取g＝10m/s2)试求：(1)滑块到达底端B时，对轨道的压力大小。(2)通过计算判断滑块是否能滑离小车？若能滑离，求滑离时小车的速度；若不能滑离，求最终滑块相对小车的滑行距离。参考答案：解：(1)滑块从A端下滑到B端，由机械能守恒得

(2分)在B点由牛顿第二定律得FN－mg＝m

(1分)解得轨道对滑块的支持力FN＝3mg＝30N

(1分)由牛顿第三定律可知，滑块对轨道的压力为30N

(1分)(2)滑块滑上小车后，假设滑块没有滑出小车二者同速，设速度为，由动量守恒：

(2分)由能的转化和守恒：

(2分)块在小车上滑行长度

(1分)

即滑块不能滑离小车

17.（10分）如图所示，导体杆ab的质量为m，电阻为R,放置在与水平面的夹角为θ的倾斜金属导轨上，导轨间距为d，电阻忽略不计。系统处在竖直向上的匀强磁场中，磁感强度为B.电源内阻不计，问:若导轨光滑，导体杆静止在导轨上，电源电动势E多大?参考答案：解析：将如图所示的三维立体图改画为如图所示的二维平面侧视图,并对导体杆进行受力分析如图.

由平衡条件得:F=