广东省梅州市兴宁国本中学2022年高三物理下学期期末试卷含解析

广东省梅州市兴宁国本中学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1.一列波在长绳上传播，P、Q是绳上的两个质点，波由P向Q传播。在某一时刻P、Q两质点均处于平衡位置，P、Q间距为L，已知P、Q之间仅有一个波峰，且Q点此时恰好向上运动，若再经过时间t，质点Q恰好第一次到达波峰位置，则该波的传播速度可能是A．

B．

C．

D．参考答案：答案：AC2.如图所示，电源电动势为E，内电阻为r．当滑动变阻器的触片P从右端滑到左端时，发现电压表V1、V2示数变化的绝对值分别为ΔU1和ΔU2，下列说法中正确的是（

）A.小灯泡L1、L3变暗，L2变亮B.小灯泡L3变暗，L1、L2变亮C.ΔU1<ΔU2

D.ΔU1>ΔU2参考答案：BD3.(单选)一轻质直杆BO，其O端用光滑铰链绕于固定竖直杆AO上，B端挂一重物，且系一细绳，细绳跨过杆顶A处的光滑小滑轮，用力F拉住，如下图所示。现将细绳缓慢往左拉，使杆BO与杆AO间的夹角θ逐渐减小，重物则缓慢上升。在此过程中，拉力F及杆BO所受压力FN的大小变化情况，下列判断正确的是（

）

A．FN先减小，后增大

B．FN始终增大

C．F先减小，后增大

D．F逐渐减小参考答案：D4.如图所示，一轻弹簧左端固定，右端连结一物体A，物体处于光滑水平面上，弹簧处于原长，现用一向左恒力F推物体，则在物体向左运动至弹簧最短的过程中A．物体的加速度先减小后增大B．物体的动能先增大后减小C．弹簧的势能先增大后减小D．物体和弹簧组成系统的机械能一直增大参考答案：ABD对物体A进行受力分析：竖直方向物体受力平衡，水平方向受向左的推力F和向右的弹簧的弹力，由于物体向左运动，所以弹力由零逐渐增大，所以物体的合力是变化的，合力先减小和增大，加速度先减小后增大，选项A正确；合力方向先向左，后向右，速度方向一直向左，所以速度先增大后减小，物体的动能先增大后减小，故选项B正确;弹簧由原长被压缩至最短，弹性势能一直增大，选项C错误；整个过程外力F始终做正功，物体和弹簧组成系统的机械能一直增大，选项D正确。5.（单选）已知两个质点相距为r时，它们之间的万有引力大小为F。若只将它们之间的距离变为2r，则它们之间的万有引力大小为A．4F

B．2F

C．F

D．F

参考答案：C二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.一质点由静止开始作匀加速直线运动，加速度为0.5m/s2，经过相隔125m的AB两点用了10s．质点到达A点时的速度是____________m/s；质点从出发到达B点所经历的时间为_________s．

参考答案：

答案：10

307.质量为m=60kg的人站在质量为M=100kg的小车上，一起以v=3m/s的速度在光滑水平地面上做匀速直线运动．若人相对车以u=4m/s的速率水平向后跳出，则车的速率变为4.5m/s．参考答案：考点：动量守恒定律．专题：动量定理应用专题．分析：首先要明确参考系，一般选地面为参考系．其次选择研究的对象，以小车和车上的人组成的系统为研究对象．接着选择正方向，以小车前进的方向为正方向．最关键的是明确系统中各物体的速度大小及方向，跳前系统对地的速度为v0，设跳离时车对地的速度为v，人对地的速度为﹣u+v．最后根据动量守恒定律列方程求解．解答：解：选地面为参考系，以小车和车上的人为系统，以小车前进的方向为正方向，跳前系统对地的速度为v0，设跳离时车对地的速度为v，人对地的速度为﹣u+v，根据动量守恒定律：（M+m）v0=Mv+m（﹣u+v′），解得：v′=v+u，代入数据解得：v′=4.5m/s；故答案为：4.5．点评：运动动量守恒定律时，一定要注意所有的速度都是相对于同一个参考系，因此该题的难点是人对地的速度为多大．8.欧洲天文学家发现了一颗可能适合人类居住的行星。若该行星质量为M，半径为R，万有引力恒量为G，则绕该行星运动的卫星的第一宇宙速度是______________。设其质量是地球的5倍，直径是地球的1.5倍，在该行星表面附近沿圆轨道运行的人造卫星的动能为Ek1，在地球表面附近沿圆轨道运行的相同质量的人造卫星的动能为Ek2，则为______________。参考答案：，10/39.如图所示，由导热材料制成的气缸和活塞将一定质量的理想气体封闭在气缸内，活塞与气缸壁之间无摩擦，活塞上方存有少量液体，将一细管插入液体，利用虹吸现象，使活塞上方液体缓慢流出，在此过程中，大气压强与外界的温度均保持不变，下列各个描述理想气体状态变化的图象中与上述过程相符合的是________图，该过程为________过程(选填“吸热”、“放热”或“绝热”)参考答案：10.在平直的公路上，自行车与同方向行驶的汽车同时经过A点。自行车做匀速运动，速度为6m/s．汽车做初速度为10m/s(此即为汽车过A点的速度)、加速度大小为0.5m/s2的匀减速运动．则自行车追上汽车所需时间为

s，自行车追上汽车时，汽车的速度大小为

m/s，自行车追上汽车前，它们的最大距离是

m。参考答案：16；2；1611.（3分）一电子具100eV的动能、从A点垂直电场线方向飞入匀强电场，当从B点飞出时与场强方向恰成150°，如图所示，则A、B两点间的电势差为______V。参考答案：

30012.在做《研究匀变速直线运动》的实验时，某同学得到一条纸带，如图所示，每隔四个计时点取一个计数点，已知每两个计数点间的距离为x，且x1＝0.96cm，x2＝2.88cm，x3＝4.80cm，x4＝6.72cm，x5＝8.64cm，x6＝10.56cm，电磁打点计时器的电源频率为50Hz．计算此纸带的加速度大小a＝___________m/s2，打第四个计数点时纸带的速度大小v＝___________m/s．参考答案：1.92

0.57613.如图所示，木板质量为M，长度为L，小木块质量为m，水平地面光滑，一根不计质量的轻绳通过定滑轮分别与M和m连接，小木块与木板间的动摩擦因数为?．开始时木块静止在木板左端，现用水平向右的力将m拉至右端，拉力至少做功为．

参考答案：μmgL

三、简答题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.(8分)如图所示，有四列简谐波同时沿x轴正方向传播，波速分别是v、2v、3v和4v，a、b是x轴上所给定的两点，且ab＝l。在t时刻a、b两点间四列波的波形分别如图所示，则由该时刻起a点出现波峰的先后顺序依次是图

；频率由高到低的先后顺序依次是图

。参考答案：

BDCA

DBCA15.（10分）如图所示，气缸放置在水平台上，活塞质量为5kg，面积为25cm2，厚度不计，气缸全长25cm，大气压强为1×105pa，当温度为27℃时，活塞封闭的气柱长10cm，若保持气体温度不变，将气缸缓慢竖起倒置．g取10m/s2．

（1）气缸倒置过程中，下列说法正确的是__________A．单位时间内气缸单位面积上气体分子撞击次数增多B．单位时间内气缸单位面积上气体分子撞击次数减少C．吸收热量，对外做功D．外界气体对缸内气体做功，放出热量（2）求气缸倒置后气柱长度；（3）气缸倒置后，温度升至多高时，活塞刚好接触平台(活塞摩擦不计)?参考答案：(1)BC(2)15cm(3)227℃四、计算题：本题共3小题，共计47分16.（15分）神奇的黑洞是近代引力理论所预言的一种特殊天体，探寻黑洞的方案之一是观测双星系统的运动规律。天文学家观测河外星系麦哲伦云时，发现了LMCX-3双星系统，它由可见星A和不可见的暗星B构成，两星视为质点，不考虑其它天体的影响，A、B围绕两者连线上的O点做匀速圆周运动，它们之间的距离保持不变，如图所示。引力常量为G，由观测能够得到可见星A的速率v和运行周期。（1）可见得A所受暗星B的引力FA可等效为位于O点处质量为m/的星体（视为质点）对它的引力，设A和B的质量分别为m1、m2。试求m/的（用m1、m2表示）；（2）求暗星B的质量m2与可见星A的速率v、运行周期T和质量m1之间的关系式；（3）恒星演化到末期，如果其质量大于太阳质量ms的两倍，它将有可能成为黑洞。若可见星A的速率v＝2.7m/s，运行周期T＝4.7π×104s，质量m1＝6ms，试通过估算来判断暗星B有可能是黑洞吗？（G＝6.67×10N·m/kg2，ms＝2.0×1030kg）参考答案：解析：（1）设A、B的圆轨道半径分别为r1、r2，由题意知，A、B做匀速圆周运动的角速相同，其为ω。由牛顿运动定律，有FA＝m1ω2r1FB＝m2ω2r2FA＝FB设A、B之间的距离为r，又r＝r1＋r2，由上述各式得r＝

①由万有引力定律，有FA＝G将①代入得FA＝G令FA＝G

比较可得

②（2）由牛顿第二定律，有、

③又可见星A的轨道半径r1＝

④由②③④式可得（3）将m1＝6mI代入⑤式，得⑤代入数据得⑥设m2＝nms，（n＞0），将其代入⑥式，得⑦可见，的值随n的增大而增大，试令n=2，得⑧若使⑦式成立，则n必须大于2，即暗星B的质量m2必须大于2ms，由此得出结论：暗星B有可能是黑洞。17.如图所示，顶角=60°的光滑金属导轨MON固定在水平面内，导轨处在方向竖直向下、大小为B的匀强磁场中。以O为坐标原点、金属导轨的角分线为x轴，在水平面内建立如图所示的直角坐标系。一根初始位置与y轴重合的导体棒在垂直于导体棒的水平外力作用下以速度v沿x轴做匀速直线运动，导体棒的质量为m，导轨与导体棒单位长度的电阻为r。导体棒在滑动过程中始终保持与导轨良好接触。以导体棒位于O处作为计时零点。试求（1）t时刻流过导体棒的电流强度I和电流方向（回答沿磁场方向看顺时针或逆时针）（2）t时刻作用于导体棒的水平外力的大小F（3）0～t时间内导体棒上产生的焦耳热Q。参考答案：（1），逆时针方向；（2）;（3）【详解】（1）设导体棒的有效切割长度为则回路中的总电阻为则有所以电流大小为根据右手定则可以判断电流方向为逆时针方向（2）设导体棒运动走过的位移为x，则，则导体棒的有效切割长度为导体棒匀速运动，外力等于安培力，即解得：（3）通过导体棒的电流为定值，导体棒的电阻导体棒的热功率为解得：P与t成正比，所以在0-t时间内，导体棒上产生的焦耳热即为图像所包围的面积，整理得故本题答案是：（1），逆时针方向；（2）;（3）【点睛】利用法拉第电磁感应定律求出电动势，再根据闭合回路欧姆定律求出电流，然后求解即可。18.如图所示，竖直放置的光滑平行金属导轨MN、PQ相距L，在M点和P点间接有一个阻值为R的电阻，在两导轨间的矩形区域OO1O1′O′内有垂直导轨平面向里、宽为d的匀强磁场，磁感应强度为B．一质量为m、电阻为r的导体棒ab垂直地搁在导轨上，与磁场的上边界相距d0．现使ab棒由静止开始释放，棒ab在离开磁场前已经做匀速直线运动(棒ab与导轨始终保持良好接触且下落过程中始终保持水平，导轨的电阻不计)．(1)求棒ab离开磁场的下边界时的速度大小．(2)求棒ab在通过磁场区的过程中产生的焦耳热．(3)试分析讨论棒ab在磁场中可能出现的运动情况．参考答案：(1)设棒ab离开磁场的边界前做匀速运动的速度为v，产生的感应电动势为：E＝BLv

电路中的电流I＝

对棒ab，由平衡条件得：mg－BIL＝0

解得：v＝

(2)设