黑龙江省哈尔滨市铁路职业中学2022年高三物理测试题含解析

黑龙江省哈尔滨市铁路职业中学2022年高三物理测试题含解析一、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.如图所示，车厢里悬挂着两个质量不同的小球，上面的球比下面的球质量大，当车厢向右作匀加速运动(空气阻力不计)时，下列各图中正确的是（

）参考答案：B2.一定质量的水，温度从30℃升高到50℃，下列说法中正确的是A．每个水分子热运动的速率都变大

B．水分子的平均动能变大C．水的分子势能不变

D．分子间相互作用的引力和斥力都增大参考答案：B3.（多选）如图所示，长方形abcd长ad=0.6m，宽ab=0.3m，e、f分别是ad、bc的中点，以ad为直径的半圆内有垂直纸面向里的匀强磁场（边界上无磁场），磁感应强度B=0.25T．一群不计重力、质量m=3×10-7kg、电荷量q=＋2×10－3C的带电粒子以速度υ0=5×l02m/s从左右两侧沿垂直ad和bc方向射入磁场区域，则A．从ae边射入的粒子，出射点分布在ab边和bf边B．从ed边射入的粒子，出射点全部分布在bf边C．从bf边射入的粒子，出射点全部分布在ae边D．从fc边射入的粒子，全部从d点射出参考答案：ABD4.（多选）如图所示，倾角为θ的粗糙斜面上静止放置着一个质量为m的闭合正方形线框abcd，它与斜面间动摩擦因数为μ．线框边长为l，电阻为R．ab边紧靠宽度也为l的匀强磁场的下边界，磁感应强度为B，方向垂直于斜面向上．将线框用细线通过光滑定滑轮与重物相连，重物的质量为M，如果将线框和重物由静止释放，线框刚要穿出磁场时恰好匀速运动．下列说法正确的是（）A．线框刚开始运动时的加速度a=B．线框匀速运动的速度v=C．线框通过磁场过程中，克服摩擦力和安培力做的功等于线框机械能的减少量D．线框通过磁场过程中，产生的焦耳热小于2（M﹣msinθ﹣μmcosθ）gl参考答案：【考点】：导体切割磁感线时的感应电动势；功能关系；焦耳定律．【专题】：电磁感应与电路结合．【分析】：根据牛顿第二定律求解线框进入磁场前的加速度．由线框刚进入磁场时做匀速运动，推导出安培力与速度的关系，由平衡条件求解速度．根据能量守恒定律求解热量．：解：A、线框进入磁场前，设绳子上的拉力为F，根据牛顿第二定律得线框的加速度为：重物的加速度：联立得：．故A错误；B、线框出磁场时做匀速运动时，由F安+mgsinθ+μmgcosθ=F=Mg，而F安=，解得：．故B正确．C、线框通过磁场过程中，线框与重物克服摩擦力和安培力做的功等于线框与重物机械能的和的减少量．故C错误．D、线框通过磁场过程中，线框与重物克服摩擦力和安培力做的功等于线框与重物机械能之和的减少量．即：得：．故D正确．故选：BD．【点评】：本题是电磁感应中力学问题，记住安培力的经验公式F安=，正确分析受力和功能关系是解答本题的关键，要注意线框切割磁感线的边长与通过的位移大小是不同的，不能搞错．5.（2015?湖北模拟）近几年我国在航空航天工业上取得了长足的进步，既实现了载人的航天飞行，又实现了航天员的出舱活动．如图所示，在某次航天飞行实验活动中，飞船先沿椭圆轨道1飞行，后在远地点343千米的P处点火加速，由椭圆轨道1变成高度为343千米的圆轨道2．下列判断正确的是（）A．飞船在椭圆轨道1上的机械能比圆轨道2上的机械能大B．飞船在圆轨道2上时航天员出舱前后都处于失重状态C．飞船在此圆轨道2上运动的角速度小于同步卫星运动的角速度D．飞船在椭圆轨道1上通过P的加速度小于沿圆轨道2运动的加速度参考答案：B：【考点】：人造卫星的加速度、周期和轨道的关系．【专题】：人造卫星问题．【分析】：同步卫星的周期T=24h，根据周期与角速度的关系可知角速度的大小关系．飞船在飞行过程中只受地球万有引力作用，飞船处于完全失重状态．飞船的加速度由万有引力产生，加速度是否相同就是看飞船受到的万有引力是否一样．

解：A、在远地点343千米处点火加速，机械能增加，故飞船在椭圆轨道1上的机械能比圆轨道2上的机械能小，故A错误．B、飞船在圆轨道上时，航天员出舱前后，航天员所受地球的万有引力提供航天员做圆周运动的向心力，航天员此时的加速度就是万有引力加速度，即航天员出舱前后均处于完全失重状态，但都受重力，故B正确．C、因为飞船在圆形轨道上的周期为90分钟小于同步卫星的周期，根据ω=可知角速度与周期成反比，所以飞船在此圆轨道上运动的角度速度大于同步卫星运动的角速度，故C错误．D、飞船变轨前后通过椭圆轨道远地点时的加速度均为万有引力加速度，据可知，轨道半径一样则加速度一样，故D错误．故选：B．二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.为“验证牛顿第二定律”，某同学设计了如下实验方案：A．实验装置如图甲所示，一端系在滑块上的轻质细绳通过转轴光滑的轻质滑轮，另一端挂一质量为m＝0.33kg的沙桶，用垫块将长木板的有定滑轮的一端垫起．调整长木板的倾角，直至轻推滑块后，滑块沿长木板向下做匀速直线运动；B．保持长木板的倾角不变，取下细绳和钩码，接好纸带，接通打点计时器的电源，然后让滑块沿长木板滑下，打点计时器打下的纸带如图乙所示．请回答下列问题：(1)图乙中纸带的哪端与滑块相连？

（填“左端”或“右端”）(2)图乙中相邻两个计数点之间还有4个打点未画出，打点计时器接频率为50Hz的交流电源，根据图乙求出滑块的加速度a＝________m/s2.（小数点后取两位数）(3)不计纸带与打点计时器间的阻力，滑块的质量M＝________kg.(g取10m/s2)参考答案：(1)取下细绳和钩码后，滑块加速下滑，随着速度的增加点间距离逐渐加大，故纸带的右端与滑块相连．(2)由Δx＝aT2，得a＝＝m/s2＝1.65m/s2.(3)匀速下滑时滑块所受合外力为零，撤去钩码滑块所受合外力等于mg，由mg＝Ma得M＝2kg.答案：(1)右端(2)1.65(3)27.如图所示，在光滑水平面上，一绝缘细杆长为，两端各固定着一个带电小球，处于水平方向、场强为E的匀强电场中，两小球带电量分别为＋q和－q，轻杆可绕中点O自由转动。在轻杆与电场线夹角为α时，忽略两电荷间的相互作用，两电荷受到的电场力对O点的力矩大小为___________，两电荷具有的电势能为___________。参考答案：8.如图所示，在河岸上利用定滑轮拉绳使小船靠岸，拉绳速度为v，当船头绳长方向与水平方向夹角为θ时，船的速度为

。

参考答案：9.（5分）

，称为核反应；与衰变过程一样，在核反应中，

守恒、

守恒。参考答案：原子核在其他粒子的轰击下产生新原子核的过程，称为核反应；质量数、电荷数10.质量为0.2kg的小球以10m/s速度竖直下落到水泥地面，然后向上弹起．若取竖直向上为正方向，小球与地面碰撞前后动量的变化量为3.6kgm/s，则小球与地面相碰前瞬间的动量为﹣2kgm/s，小球向上弹起的速度大小为8m/s．参考答案：解：取竖直向上方向为正方向，则小球与地面相碰前的动量P0=mv0=﹣0.2×10=﹣2kg?m/s；在碰撞过程中动量的变化为：△p=mv2﹣P0=3.6kg?m/s．解得：v2=8m/s；故答案为：﹣2

811.氢原子第n能级的能量为En=，其中E1为基态能量．当氢原子由第5能级跃迁到第3能级时，发出光子的频率为；若氢原子由第3能级跃迁到基态，发出光子的频率为，则=

。参考答案：12.光电计时器是一种研究物体运动情况的常见仪器，当有物体从光电门通过时，光电计时器就可以显示物体的挡光时间，现利用如图9所示装置探究物体的加速度与合外力，质量关系，其NQ是水平桌面，PQ是一端带有滑轮的长木板，1、2是固定在木板上的两个光电门（与之连接的两个光电计时器没有画出）．小车上固定着用于挡光的窄片K，测得其宽度为d，让小车从木板的顶端滑下，光电门各自连接的计时器显示窄片K的挡光时间分别为t1和t2。⑴该实验中，在改变小车的质量M或沙桶的总质量m时，保持M>>m，这样做的目的是

；⑵为了计算出小车的加速度，除了测量d、t1和t2之外，还需要测量

，若上述测量量用x表示，则用这些物理量计算加速度的表达式为a=

；参考答案：（1）小车所受合外力大小等于（或约等于）mg

（2）两光电门之间的距离（或小车由光电门1运动至光电门2所用的时间）

（或13.某物理兴趣小组采用如图所示的装置深入研究平抛运动。质量分别为mA和mB的A、B小球处于同一高度，M为A球中心初始时在水平地面上的垂直投影。用小锤打击弹性金属片，使A球沿水平方向飞出，同时松开B球，B球自由下落。A球落到地面N点处，B球落到地面P点处。测得mA=0.04kg，mB=0.05kg，B球距地面的高度是1.25m，M、N点间的距离为1.50m，则B球落到P点的时间是____s，A球落地时的动能是____J。（忽略空气阻力）参考答案：(1)0.5（２分）；

0.68三、简答题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.2004年1月25日，继“勇气”号之后，“机遇”号火星探测器再次成功登陆火星．人类为了探测距离地球大约3.0×105km的月球，也发射了一种类似四轮小车的月球探测器．它能够在自动导航系统的控制下行走，且每隔10s向地球发射一次信号，探测器上还装着两个相同的减速器(其中一只是备用的)，这种减速器可提供的最大加速度为5m/s2，某次探测器的自动导航系统出现故障，从而使探测器只能匀速前进而不再避开障碍物．此时地球上的科学家只能对探测器进行人工遥控操作．下表为控制中心的显示屏上的数据：

已知控制中心的信号发射和接收设备工作速度极快．科学家每次分析数据并输入命令至少需要3s.问：(1)经过数据分析，你认为减速器是否执行了命令？(2)假如你是控制中心的工作人员，采取怎样的措施？加速度满足什么条件？请计算说明．

参考答案：(1)未执行命令(2)立即输入命令，启动另一个备用减速器，加速度a>1m/s2，便可使探测器不与障碍物相碰．

15.螺线管通电后，小磁针静止时指向如图所示，请在图中标出通电螺线管的N、S极，并标出电源的正、负极。参考答案：N、S极1分电源+、-极四、计算题：本题共3小题，共计47分16.直角坐标系xoy界线OM两侧区域分别有如图所示电、磁场（第三象限除外），匀强磁场磁感应强度为B、方向垂直纸面向外，匀强电场场强、方向沿x轴负方向。一不计重力的带正电的粒子，从坐标原点O以速度为v、沿x轴负方向射入磁场，随后从界线上的P点垂直电场方向进入电场，并最终飞离电、磁场区域。已知粒子的电荷量为q，质量为m，求：

（1）粒子在磁场中运动的轨迹半径R及P点的位置坐标；

（2）粒子在磁场中运动的时间；（3）粒子最终飞离电、磁场区域的位置坐标。参考答案：解：（1）由洛仑兹力提供向心力，有：

（3分）

解得：（3分）

如图所示，由几何关系可知，粒子经过界线OM的位置P的坐标为（，）（2分）

（2）粒子在磁场中运动的周期

（2分）

粒子在磁场中运动的时间（2分）

（3）粒子从P点射入电场将做类平抛运动，如图所示，有：

①（1分）

②（1分）

其中：

③（1分）

联立①②③式解得（2分）

故粒子最终飞离电、磁场区域的位置坐标为（1分）17.飞机若仅依靠自身喷气式发动机推力起飞需要较长的跑道，某同学设计在航空母舰上安装电磁弹射器以缩短飞机起飞距离，他的设计思想如下：如图所示，航空母舰的水平跑道总长l=180m，其中电磁弹射器是一种长度为l1=120m的直线电机，这种直线电机从头至尾可以提供一个恒定的牵引力F牵．一架质量为m=2.0×104kg的飞机，其喷气式发动机可以提供恒定的推力F推=1.2×105N．考虑到飞机在起飞过程中受到的阻力与速度大小有关，假设在电磁弹射阶段的平均阻力为飞机重力的0.05倍，在后一阶段的平均阻力为飞机重力的0.2倍．飞机离舰起飞的速度v=100m/s，航母处于静止状态，飞机可视为质量恒定的质点．请你求出（计算结果均保留两位有效数字）（1）飞机在后一阶段的加速度大小；（2）电磁弹射器的牵引力F牵的大小．参考答案：（1）飞机在后一阶段的加速度大小为4m/s2．（2）电磁弹射器的牵引力F牵的大小为6.8×105N．：解：（1）令后一阶段的加