2022年山西省临汾市侯马路西学校高三物理期末试题含解析

2022年山西省临汾市侯马路西学校高三物理期末试题含解析一、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.（多选题）如图甲所示，在升降机的顶部安装了一个能够显示拉力大小的传感器，传感器下方挂上一轻质弹簧，弹簧下端挂一质量为m的小球，若升降机在匀速运行过程中突然停止，并以此时为零时刻，在后面一段时间内传感器显示弹簧弹力F随时间t变化的图象如图乙所示，g为重力加速度，则（）A．升降机停止前在向上运动B．0﹣tl时间内小球处于失重状态，t1﹣t2时间内小球处于超重状态C．tl﹣t3时间内小球向下运动，速度先增大后减小D．t3﹣t4时间内小球向下运动，速度一直增大参考答案：AC【考点】牛顿运动定律的应用﹣超重和失重．【分析】根据弹力的变化，结合惯性的知识判断升降机停止前向哪个方向运动，对小球受力，通过加速度的方向确定超重还是失重；根据加速度的方向与速度方向的关系确定小球的速度变化，从而得出小球动能的变化．【解答】解：A、从0时刻开始，弹簧弹力减小，知小球向上运动，可知升降机停止前向上运动．故A正确．B、O﹣tl时间内，重力大于弹力，加速度向下，处于失重状态，t1﹣t2时间内，重力大于弹力，加速度向下，也处于失重状态．故B错误．C、O﹣tl时间内，小球向上运动，t1﹣t3时间内，小球向下运动，加速度先向下后向上，则速度先增大后减小，所以动能先增大后减小．故C正确．D、t3时刻处于最低点，t3﹣t4时间内，小球向上运动，动能增加内弹簧弹性势能变化量大于小球动能变化量．故D错误．故选：AC2.（多选）如图，电源内阻为r，两个定值电阻阻值均为R，闭合电键，将滑动变阻器滑片向下滑动，理想电压表V3示数变化量的绝对值为△U3，理想电流表A1、A2示数变化量的绝对值分别为△I1、△I2，则（）A．A2示数增大B．V2示数与A1示数的比值减小C．△U3与△I1的比值小于2RD．△I1小于△I2参考答案：考点：闭合电路的欧姆定律．专题：恒定电流专题．分析：理想电压表内阻无穷大，相当于断路．理想电流表内阻为零，相当短路．分析电路的连接关系，根据欧姆定律分析．解答：解：A、据题理想电压表内阻无穷大，相当于断路．理想电流表内阻为零，相当短路，所以R与变阻器并联后再与R串联，电压表V1、V2、V3分别测量R、路端电压和变阻器两端的电压．当滑动变阻器滑片向下滑动时，接入电路的电阻减小，电路中电流增大，则A1的示数增大，电路中电流增大，电源的内电压增大，则路端电压减小，R的电压增大，所以并联部分电压减小，则通过并联部分R的电流减小，所以通过滑动变阻器的电流增大，即A2示数增大，故A正确；B、V2示数与A1示数的比值等于外电路电阻，则减小，故B正确；C、根据闭合电路欧姆定律得：U3=E﹣I1（R+r），则得：=R+r，不一定小于2R，故C错误；D、A1的示数增大量等于A2示数增大和通过与滑动变阻器并联的R的电流减小量之和，所以△I1小于△I2，故D正确；故选：ABD点评：本题是电路的动态分析问题，关键要搞清电路的结构，明确电表各测量哪部分电路的电压或电流，根据闭合电路欧姆定律进行分析．3.（单选）质点在三个恒力F1、F2、F3的共同作用下保持平衡状态，若突然撤去F1，则质点（

）A、一定做匀变速运动

B、一定做直线运动C、一定做匀速圆周运动

D、一定做曲线运动参考答案：A4.如图1所示，一物体在粗糙水平地面上受斜向上的恒定拉力F作用而做匀速直线运动，则下列说法正确的是

A．物体可能只受两个力作用

B．物体可能受三个力作用

C．物体可能不受摩擦力作用

D．物体一定受四个力参考答案：D5.（单选）如图所示，A、B两物体相距s=7m，物体A以vA=4m/s的速度向右匀速运动，而物体B此时的速度vB=10m/s，只在摩擦力作用下向右做匀减速运动，加速度a=﹣2m/s2，那么物体A追上物体B所用的时间为（）A．7sB．8sC．9sD．10s参考答案：考点：匀变速直线运动的位移与时间的关系；匀变速直线运动的速度与时间的关系．专题：追及、相遇问题．分析：假设经过时间t，物块A追上物体B，根据位移时间公式结合几何关系列式求解即可．解答：解：物体A做匀速直线运动，位移为：xA=vAt=4t物体B做匀减速直线运动减速过程的位移为：xB=vBt+at2=10t﹣t2设物体B速度减为零的时间为t1，有t1==5s在t1=5s的时间内，物体B的位移为xB1=25m，物体A的位移为xA1=20m，由于xA1+S＜xB1，故物体A未追上物体B；5s后，物体B静止不动，故物体A追上物体B的总时间为：t总===8s故选B．点评：本题是追击问题，特别要注意物体B做匀减速运动，要分清是减速过程追上还是静止后被追上；第二种情况下的位移用位移时间公式求解时要注意时间是减速的时间，而不是总时间．二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.光滑的水平面上固定着一个螺旋形光滑水平轨道，俯视如图所示。一个小球以一定速度沿轨道切线方向进入轨道，则轨道对小球做_______（填“正功”、“负功”或“不做功”），小球的线速度_______（填“增大”、“减小”或“不变”）。参考答案：7.如图所示，竖直墙上挂着一面时钟地面上静止的观察者A观测到钟的面积为S，另一观察者B以0.8倍光速平行y轴正方向运动，观察到钟的面积为S′则S

S′。（填“大于”、“等于”或“小于”）

参考答案：大于8.在如图所示的光电效应现象中，光电管阴极K的极限频率为v0，则阴极材料的逸出功等于__________；现用频率大于v0的光照射在阴极上，当在A、K之间加一数值为U的反向电压时，光电流恰好为零，则光电子的最大初动能为_________；若入射光频率为v(v>v0)，则光电子的最大初动能为_________.参考答案：hv0，（2分）

eU，（2分）

（9.（6分）图中为示波器面板，屏上显示的是一亮度很低、线条较粗且模糊不清的波形。

（1）若要增大显示波形的亮度，应调节_______旋钮。（2）若要屏上波形线条变细且边缘清晰，应调节______旋钮。（3）若要将波形曲线调至屏中央，应调节____与______旋钮。参考答案：

答案：⑴辉度（或写为）⑵聚焦（或写为○）⑶垂直位移（或写为↓↑）水平位移（或写为）10.如图是街头变压器通过降压给用户供电的示意图。变压器的输入电压是市区电网的电压，负载变化时输入电压不会有大的波动。输出电压通过输电线输送给用户，两条输电线的总电阻用表示，变阻器R代表用户用电器的总电阻，当用电器增加时，相当于R的值减小。如果变压器上的能量损失可以忽略，那么当用户的用电器增加时，图中的电压表读数__________（选填“增大”、“减小”或“不变”），电流表读数__________（选填“增大”、“减小”或“不变”）。参考答案：不变

增大试题分析：因为变压器的输入电压不变，根据可知次级电压不变，即电压表读数不变；当用户的用电器增加时，R的值减小，次级电阻减小，所以次级电流增大，根据则初级电流增大，即电流表读数增大。考点：变压器的初次级电压电流与初次级匝数的关系

；电路的综合分析。11.两点电荷间距离为r时，相互作用力为F，当距离变为r/2时，它们之间相互作用力为______________F，为使作用力仍为F，则两点电荷的电量可同时为原来的_________________倍.参考答案：4

，

12.如图，是一小球做平抛运动的频闪照片的一部分，图中每个方格实际边长均为9.8cm,则拍摄照片时，所用闪光的频率是

Hz。可求得小球平抛的初速度是

m/s。参考答案：10

1.96

13.如图是小球做平抛运动的一段运动轨迹，P点在轨迹上．已知P点的坐标为（20cm，15cm），小球质量为0.2kg，取重力加速度g=10m/s2，则小球做平抛运动的初速度为2m/s；若取抛出点为零势能参考平面，小球经P点时的重力势能为﹣0.4J．参考答案：【考点】：研究平抛物体的运动．【专题】：实验题；平抛运动专题．【分析】：平抛运动在竖直方向上做自由落体运动，根据△y=gT2求出相等的时间间隔，再根据v0=求出平抛运动的初速度．求出横坐标为20cm点的竖直方向的分速度，从而根据vy=gt求出运动的时间，得出此时水平位移和竖直位移，从而得出抛出点的坐标，进而确定重力势能的大小．：解：在竖直方向上有：△y=gT2，则T==s=0.2s．则v0==m/s=2m/s．横坐标为20cm点的竖直方向的分速度vy=m/s=2m/s，经历的时间t==0.2s．在这段时间内水平位移x=v0t=0.2m，竖直位移y=gt2=0.2m，所以抛出点的横坐标为0.1﹣0.2=﹣0.1m=﹣10cm．纵坐标为0.15﹣0.20m=﹣0.05m=﹣5cm，即抛出点的坐标为（﹣10cm，﹣5cm）．那么小球经P点时的重力势能Ep=﹣mgh=﹣0.2×10×（0.15+0.05）=﹣0.4J．故答案为：2；﹣0.4．【点评】：解决本题的关键掌握“研究平抛运动”实验的注意事项，以及知道平抛运动在水平方向和竖直方向上的运动规律，灵活运用运动学公式求解．三、实验题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.某同学测量一个圆柱体的电阻率，需要测量圆柱体的尺寸和电阻。①分别使用游标卡尺和螺旋测微器测量圆柱体的长度和直径，某次测量的示数如图15（a）和图15（b）所示，长度为_____cm，直径为_____mm。②按图15（c）连接电路后，实验操作如下：（a）将滑动变阻器R1的阻值置于最_____处（填“大”或“小”）；将S2拨向接点1，闭合S1，调节R1，使电流表示数为I0；（b）将电阻箱R2的阻值调至最______（填“大”或“小”）；将S2拨向接点2；保持R1不变，调节R2，使电流表示数仍为I0，此时R2阻值为1280Ω；

③由此可知，圆柱体的电阻为_____Ω。参考答案：①

5.01

、

5.315

。②（a）

大

、（b）

大

。③

1280

。根据闭合电路的欧姆定律可知圆柱体的电阻等于R2=1280Ω。15.某同学为探究“合力做功与物体动能改变的关系”，设计了如下实验，他的操作步骤是：a．按图甲摆好实验装置，其中小车的质量M=0．50kg，钩码的总质量m=0.10kg；

b.释放小车，然后接通打点计时器的电源(电源的频率)，打出一条纸带。①他在多次重复实验得到的纸带中取出最满意的一条，如图乙所示．把打下的第一点记作0，然后依次取若干个计数点，相邻计数点间还有4个点未画出，用厘米刻度尺测得各相邻计数点间的距离分别为……他把钩码重力(当地重力加速度)作为小车所受合力算出从打下0点到打下第5点时合力所做的功W=__________J(结果保留三位有效数字)，把打下第5点时小车的动能作为小车动能的改变量，算得___________J。(结果保留三位有效数字)②此次实验探究的结果，他没能得到“合力对物体做的功等于物体动能的增量”，且误差很大。通过反思，他认为产生误差的原因如下，其中正确的是___________。A.钩码质量太大，使得合力对物体做功的测量值比真实值偏小太多B.没有平衡摩擦力，使得合力对物体做功的测量值比真实值偏大太多C.释放小车和接通电源的次序有误，使得动能增量的测量值比真实值偏小D．根本原因是没有使用最小刻度为毫米的刻度尺测距离参考答案：①根据题意物体所受合外力为：F=mg=0.10×9.8=0.98N，根据功的定义可知：W=Fs=mgh=0.197J；根据匀变速直线运动中时间中点的瞬时速度等于该过程中的平均速度可以求出第5个点的速度大小为：v=（其中T=0.10s），动能公式为：Ek=mv2=0.160J。②设绳子上拉力为F，对小车根据牛顿第二定律有：对小车：F=Ma

①；对钩码有：mg-F=ma

②。F=，由此可知当M＞＞m时，钩码的重力等于绳子的拉力，因此当钩码质量太大时，合力对物体做功的测量值比真实值偏大太多，故A错误；实验中要进行平衡摩擦力操作，若没有平衡摩擦力直接将钩码重力做的功当做小车合外力做的功，会造成较大误差，故B正确；释放小车和接通电源的顺序有误，影响打点多少，不一定会使动能的测量偏小，故C错误；距离的测量产生的误差不是该实验产生的主要误差，故D错误．故选B．四、计算题：本题共3小题，共计47分16.如图所示，一圆柱形绝热气缸竖直放置，通过绝热活塞封闭着一定质量的理想气体。活塞的质量为m，横截面积为S，与容器底部相距h，此时封闭气体的温度为T1。现通过电热丝缓慢加热气体，当气体吸收热量Q时，气体温度上升到T2。已知大气压强为p0，重力加速度为g，不计活塞与气缸的摩擦，求：①活塞上升的高度；②加热过程中气体的内能增加量。参考答案：①气体发生等压变化，有

（2分）解得

（2分）②加热过程中气体对外做功为

（2分）由热力学第一定律知内能的增加量为

17.光滑的圆弧轨道固定在竖直平面内，与水平轨道CE连接。水平轨道的CD段光滑、DE段粗糙。一根轻质弹簧一端固定在C处的竖直面上，另一端与质量为2m的物块b刚好在D点接触（不连接），弹簧处于自然长度。将质量为m的物块a从顶端F点静止释放后，沿圆弧轨道下滑。物块a与物块b第一次碰撞后一起向左压缩弹簧。已知圆弧轨道半径为r，=l，物块a、b与DE段水平轨道的动摩擦因数分别为μ1=0.2和μ2=0.4，C,D段水平面光滑，重力加速度为g。物块a、b均可视为质点。求：（1）物块a第一次经过E点时的速度是多少？（2）弹簧形变过程中，所能获得的最大弹性势能是多少？（3）试讨论l取何值时，a、b能且只能发生一次碰撞？参考答案：（1）物块a由F到E过程中，由机械能守恒有：

解得第一次经过E点时的速度

………

（2）物块a从E滑至D过程中，由动能定理有：

………………（

解得物块a在D点时的速度

…物块a、b在D点碰撞，根据动量守恒有：

…………

解得两物块在D点向左运动的速度

……………

此时系统a,b的动能转换为弹簧的弹性势能，有：

………解得：

………（3）a、b一起压缩弹簧后又返回D点时速度大小由于物块b的加速度大于物块a的加速度，所以经过D后，a、b两物块分离，同时也与弹簧分离。

讨论：①假设a在D点时的速度0，即l=5r………）

要使a、b能够发生碰撞，则l<5r……

②假设物块a滑上圆弧轨道又返回，最终停在水平轨道上P点，物块b在水平轨道上匀减速滑至P点也恰好停止，设，则，根据能量守恒，

对a物块

………ks5u……………

对b物块

……

由以上两式解得

………

将代入

解得

………

要使a、b只发生一次碰撞，则…………ks5u………

综上所述，当时，a、b两物块能且只能发生一次碰撞…18.如图所示，电阻不计的足够长光滑平行金属导轨与水平面夹角为，导轨间距为l，轨道所在平面的正方形区域如耐内存在着有界匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向垂直于导轨平面向上．电阻相同、质量均为m的两根相同金属杆甲和乙放置在导轨上，甲金属杆恰好处在磁场的上边界处，甲、乙相距也为l．在静止释放两金属杆的同时，对甲施加一沿导轨平面且垂直甲金属杆的外力，使甲在沿导轨向下的运动过程中始终以加速度a=gsin做匀加速直线运动，金属杆乙剐进入磁场时即做匀速运动．(1)求金属杆的电阻R；(2)若从释放金属杆时开始计时，试写出甲金属杆在磁场中所受