河南省焦作市沁北中学2022年高三物理期末试卷含解析

河南省焦作市沁北中学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.（多选）如图所示，空间存在足够大的相互匀强电场和匀强磁场。电场强度为E、方向竖直向下，磁感应强度为B、方向垂直的粒子（粒子受到的重力忽略不计），其运动轨迹如图中虚线所示。对于带电粒子在电、磁场中下落的最大高度H.。下面给出四种表达结果，用你已有的知识计算可能会有困难，但可以用你所学的知识对下列结果做出合理的推断，你认为不正确的是：A．

B．

C．

D．参考答案：BCD2.重量为mg的物体静止在水平地面上，物体与地面之间的最大静摩擦力为fm。从0时刻开始，物体受到恒定的水平拉力F的作用，F与时间t的关系如图a所示。为了定性地表达该物体的运动情况，在图b所示的图像中，纵轴y应为该物体的

A．位移大小s

B．加速度大小aC．动能大小Ek

D．动量大小p参考答案：D3.如图，一长为2L的轻杆中央有一光滑的小孔O，两端各固定质量分别为m和2m的两小球，光滑的铁钉穿过小孔垂直钉在竖直的墙壁上，将轻杆由水平位置静止释放，转到竖直位置，在转动的过程中，忽略空气的阻力。下列说法正确的是（

）A．在竖直位置两球的速度大小均为B．杆竖直位置时对m球的作用力向上，大小为C．杆竖直位置时铁钉对杆的作用力向上，大小为D．由于忽略一切摩擦阻力，根据机械能守恒，杆一定能绕铁钉做完整的圆周运动

参考答案：C4.2012年伦敦奥运会体操男子吊环比赛，中国选手陈一冰有一个高难度的动作，就是先双手撑住吊环（设开始时两绳与肩同宽），然后身体下移，双臂缓慢张开到如图所示位置。吊环悬绳的拉力大小均为T，它们的合力大小为F，则在陈一冰两手之间的距离增大过程中（

）A．T增大，F增大

B．T减小、，F增大C．T增大，F不变D．T减小，F减小参考答案：C5.太阳围绕银河系中心的运动可视为匀速圆周运动，其运动速度约为地球公转速度的7倍，轨道半径约为地球公转轨道半径的2×109倍。为了粗略估算银河系中恒星的数目，可认为银河系中所有恒星的质量都集中在银河系中心，且银河系中恒星的平均质量约等于太阳质量，则银河系中恒星数目约为A．1015 B．1013

C．1011

D．109 参考答案：C二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.一列简谐横波沿x轴正方向传播，图甲是波传播到x＝5m的M点时的波形图，图乙是质点N(x＝3m)从此时刻开始计时的振动图象，Q是位于x＝10m处的质点，则Q点开始振动时，振动方向沿y轴

方向（填“正”或“负”）；经过

s，Q点第一次到达波峰。参考答案：负，8

解析：图甲所示的波形为波刚传到M点的波形，由图甲可知，此时质点M的振动方向向下，故Q点开始振动的方向沿y轴负方向．由图甲可以看出波长λ=4m，由图乙可以看出周期T=4s．所以波速v＝＝1m/s．由图甲还可以看出，最前面的波峰距Q点的距离△x=8m，故最前面的波峰传播到Q点，也就是Q点第一次出现波峰的时间．则t=s＝8s7.下图为接在50Hz低压交流电源上的打点计时器，在纸带做匀加速直线运动时打出的一条纸带，图中所示的是每打5个点所取的记数点，但第3个记数点没有画出。由图数据可求得：（1）该物体的加速度为

m/s2，.com（2）第3个记数点与第2个记数点的距离约为

cm，（3）打第2个计数点时该物体的速度为

m/s。参考答案：(1)0.74(2)4.36(3)0.399（1）设1、2间的位移为x1，2、3间的位移为x2，3、4间的位移为x3，4、5间的位移为x4；因为周期为T=0.02s，且每打5个点取一个记数点，所以每两个点之间的时间间隔T=0.1s；由匀变速直线运动的推论xm-xn=(m-n)at2得：

x4-x1=3at2带入数据得：

（5.84-3.62）×10-2=a×0.12

解得：a=0.74m/s2．

（2）第3个记数点与第2个记数点的距离即为x2，由匀变速直线运动的推论：x2-x1=at2得：

x2=x1+at2带入数据得：

x2=3.62×10-2+0.74×0.12=0.0436m

即为：4.36cm．

（3）由中间时刻的瞬时速度等于这段时间的平均速度可知=0.399m/s.8.如图所示电路中，电源电动势E＝10V，内电阻r＝4Ω，定值电阻R1＝6Ω，R2=10Ω,R3是滑动变阻器且最大阻值为30Ω,在滑动变阻器的滑动头上下移动过程中。电压表的最大读数为_______V，电源的最大输出功率为

W。参考答案：9.在飞轮制造中有一个定重心的工序，该工序的目的是使飞轮的重心发生微小的位移，以使它准确定位于轮轴上．如图所示放置在竖直平面内的一个质量为M、半径为R的金属大飞轮．用力推动一下飞轮，让飞轮转动若干周后停止．多次试验，发现飞轮边缘上的标记A总是停在图示位置．根据以上情况，工人在轮缘边上的某点E处，焊上质量为m的少量金属（不计焊锡质量）后，再用力推动飞轮，当观察到

的现象时，说明飞轮的重心已调整到轴心上了．请在图上标出E的位置；为使飞轮的重心回到轴心上，还可以采用其他的方法，如可以在轮缘边上某处Q点，钻下质量为m/的少量金属．则钻下的质量m/=

，并在图上标出Q点的位置．参考答案：

答案：A最终可以停留在任何位置

m

10.同打点计时器一样，光电计时器也是一种研究物体运动情况的常用计时仪器，其结构如图甲所示。a、b分别是光电门的激光发射和接收装置，当有物体从a、b间通过时，光电计时器就可以显示物体的挡光时间。现利用图乙所示装置研究滑块的运动情况，图中MN是水平桌面，Q是木板与桌面的接触点，1和2是固定在木板上适当位置的两个光电门，与之连接的两个光电计时器没有画出，让滑块从木板的顶端滑下，光电门1、2各自连接的计时器显示的挡光时间分别为5.0×10－2s和2.0×10－2s。用游标卡尺测量小滑块的宽度d，卡尺示数如图丙所示。（1）读出滑块的宽度d＝________cm。（2）滑块通过光电门1的速度v1＝______m/s。(保留两位有效数字)（3）若提供一把米尺，测出两个光电门之间的距离1.00m，则滑块运动的加速度为_______m/s2。(保留两位有效数字)参考答案：11.（5分）如图所示在真空中XOY平面的X＞0区域内，磁感应强度B＝1.0×10-2T的匀强磁场，方向与XOY平面垂直，在X轴上P（10，0）点，有一放射源，在XOY平面内各个方向发射速度V＝1.0×105m/S的带正电的粒子粒子质量m＝1.0×10-26Kg粒子的带电量为q＝1.0×10-18C，则带电粒子打到y轴上的范围为＿＿＿＿＿（重力忽略）参考答案：

答案：-10cm~17.3cm

12.一同学在某次实验中利用打点计时器打出的一条纸带如下图所示。A、B、C、D、E、F是该同学在纸带上选取的六个计数点，其中计数点间还有若干个点未标出，设相邻两个计数点间的时间间隔为T。该同学用刻度尺测出AC间的距离为S1，BD间的距离为S2，则打B点时小车运动的速度＝

，小车运动的加速度a=

。参考答案：

13.沿x轴正方向传播的简谐横波在t＝0时的波形如图所示，P、Q两个质点的平衡位置分别位于和处。在时，质点P恰好此后第二次处于波峰位置；则t2＝

s时，质点Q此后第二次在平衡位置且向上运动；当t1＝0.9s时，质点P的位移为

cm。参考答案：答案：0.6，2解析：由波动图像可知，质点P现在向上振动。经过第一次处于波峰。在时质点P恰好此后第二次处于波峰位置，说明经过了，可求出周期。质点Q现在处于平衡位置具有向下的速度，至少要经过半个周期才能在平衡位置具有向下的速度。因为波传播时间超过一个周期，所以。当时，波传播了，所以质点P运动到了正的最大位移处，所以位移为。三、简答题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.如图所示，在平面直角坐标系中有一个垂直纸面向里的圆形匀强磁场，其边界过原点O和y轴上的点A（0，L）．一质量为m、电荷量为e的电子从A点以初速度v0平行于x轴正方向射入磁场，并从x轴上的B点射出磁场，射出B点时的速度方向与x轴正方向的夹角为60°．求：（1）匀强磁场的磁感应强度B的大小；（2）电子在磁场中运动的时间t．参考答案：答：（1）匀强磁场的磁感应强度B的大小为；（2）电子在磁场中运动的时间t为考点： 带电粒子在匀强磁场中的运动；牛顿第二定律；向心力．专题： 带电粒子在磁场中的运动专题．分析： （1）电子在磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，由牛顿第二定律可以求出磁感应强度．（2）根据电子转过的圆心角与电子做圆周运动的周期可以求出电子的运动时间．解答： 解：（1）设电子在磁场中轨迹的半径为r，运动轨迹如图，可得电子在磁场中转动的圆心角为60°，由几何关系可得：r﹣L=rcos60°，解得，轨迹半径：r=2L，对于电子在磁场中运动，有：ev0B=m，解得，磁感应强度B的大小：B=；（2）电子在磁场中转动的周期：T==，电子转动的圆心角为60°，则电子在磁场中运动的时间t=T=；答：（1）匀强磁场的磁感应强度B的大小为；（2）电子在磁场中运动的时间t为．点评： 本题考查了电子在磁场中的运动，分析清楚电子运动过程，应用牛顿第二定律与周期公式即可正确解题．15.（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.如图所示，物体从光滑斜面上的A点由静止开始下滑，经过B点后进入水平面（设经过B点前后速度大小不变），最后停在C点．每隔0.2秒钟通过速度传感器测量物体的瞬时速度，下表给出了部分测量数据，g=10m/s2．求：t（s）0.00.20.4…1.21.4…V（m/s）0.01.02.0…1.10.7…（1）斜面的倾角α；（2）物体与水平面之间的动摩擦因数μ；（3）t=0.6s时的瞬时速度v．参考答案：解：（1）由表格中前三列数据可知，物体在斜面上匀加速下滑时的加速度为=m/s2=5m/s2由牛顿第二定律得mgsinα=ma1，代入数据得：α=30°（2）由表格中第4、5两组数据可知，物体在水平面上匀减速运动的加速度大小为=由牛顿第二定律得μmg=ma2，代入数据得μ=0.2（3）研究物体由t=0到t=1.2s过程，设物体在斜面上运动的时间为t，则有vB=a1t，v1.2=vB﹣a2（1.2﹣t）代入得v1.2=a1t﹣a2（1.2﹣t）解得t=0.5s，vB=2.5m/s即物体在斜面上下滑的时间为t=0.5s，则t=0.6s时物体在水平面上运动，速度为

v=vB﹣a2（0.6﹣t）=2.5m/s﹣2×0.1m/s=2.3m/s答：（1）斜面的倾角α=30°；（2）物体与水平面之间的动摩擦因数μ=0.2；（3）t=0.6s时的瞬时速度v=2.3m/s．17.有一大炮竖直向上发射炮弹，炮弹的质量M=12.0kg（内含炸药的质量可以忽略不计），射出的初速度v=60m/s。当炮弹到达最高点时爆炸为沿水平方向运动的两片，其中一片质量为m=4.0kg。现要求这一片不能落到以发射点为圆心、以R=900m为半径的圆周范围内（g=10m/s2，忽略空气阻力），求

（1）炮弹爆炸时离开地面的高度

（2）刚爆炸完时两弹片的总动能至少多大？参考答案：解：（1）炮弹做竖直上抛运动，炮弹爆炸时离地面的高度：H==180m；

（2）爆炸过程系统动量守恒，以m的速度方向为正方向，

由动量守恒定律得：mv1-（M-m）v2=0，

解得：v1=2v2，

爆炸后弹片做平抛运动，

竖直方向：H=，

水平方向：R=v1t，

代入数据解得：v1=150m/s，v2=75m/s，

炮弹刚爆炸后，两弹片的最小总动能：

EK总===67500；

答：（1）炮弹爆炸时离开地面的高度为180m；

（2）刚爆炸完时两弹片的总动能至少为67500J。（1）炮弹做竖直上抛运动，由动学公式求出炮弹上升的最大高度；

（2）炮弹到达最高点时爆炸时，爆炸的内力远大于重力（外力），遵守动量守恒定律；

当炮弹到达最高点时爆炸为沿水平方向运动的两片，两片炸弹都做平抛运动。

根据平抛运动的知识求出一片质量m炸弹平抛的初速度，根据动量守恒定律得出另一块炸弹的初速度，从而得出刚爆炸完时两弹片的总动能。

本题涉及到竖直上抛运动、平抛运动，综合运用了动量守恒定律、能量守恒定律以及运动学公式，综合性强，关键理清运动过程，选择合适的规律求解。18.某同学在设计连锁机关游戏中，设计了如图所示的起始触发装置．AB段是长度连续可调的竖直伸缩杆，BCD段是半径为R的四分之三圆弧弯杆，DE段是长度为2R的水平杆，与AB杆稍稍错开．竖直杆外套有下端固定且劲度系数较大的轻质弹簧，在弹簧上端放置质量为m的套环．每次将弹簧的长度压缩至P点后锁定，设PB的高度差为h，解除锁定后弹簧可将套环弹出．在触发