2022年湖南省岳阳市沙田中学高三物理上学期期末试卷含解析

2022年湖南省岳阳市沙田中学高三物理上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.（单选）某一质点运动的位移—时间图象如图所示，则下列说法正确的是A.质点一定做直线运动B.质点可能做曲线运动C.t=20s时刻质点离开出发点最远D.在t=10s时刻质点速度最大参考答案：A解析：A、B位移图象只能反映位移正负两个方向，所以只能描述直线运动；故A正确，B错误．C、根据位移等于坐标的变化量分析可知，在10s时质点离出发点最远为5m，而在20s时离出发点的距离只有1m；故C错误．D、图象的斜率表示速度大小，在t=10s速度为零．故D错误．故选A2.来自中国航天科技集团公司的消息称，中国自主研发的北斗二号卫星系统今年起进入组网高峰期，预计在2015年形成覆盖全球的卫星导航定位系统。此系统由中轨道、高轨道和同步轨道卫星等组成。现在正在服役的北斗一号卫星定位系统的三颗卫星都定位在距地面36000km的地球同步轨道上．目前我国的各种导航定位设备都要靠美国的GPS系统提供服务，而美国的全球卫星定位系统GPS由24颗卫星组成，这些卫星距地面的高度均为20000km．则下列说法中正确的是（

）

A．北斗一号系统中的三颗卫星的动能必须相等

B．所有GPS的卫星比北斗一号的卫星线速度小

C．北斗二号中的每颗卫星一定比北斗一号中的每颗卫星高

D．北斗二号中的中轨道卫星的加速度一定大于高轨道卫星的加速度参考答案：D

根据题意，选项C说法错误；由G=m得υ=，故卫星的轨道半径越小其线速度越大，且同一轨道上的卫星线速度大小一定相等，由于卫星质量不一定相等，则其动能不一定相等，所以选项A、B错误；由G=ma得a=，选项D正确。3.“辽宁号”航空母舰，由中国在前苏联废弃航母“瓦良格”号的基础上改造而来的。“辽宁号”航空母舰飞行甲板长为300m，若该航母上所配的苏—3型舰载战斗机在飞行甲板上所能达到的最大加速度为1.5m/s2,该战斗机安全起飞的最小速度为50m/s，为保证该战斗机安全起飞，应使航母匀速运动，则航母匀速运动的速度最小值为（

）A.10m/s

B.20m/s

C.30m/s

D.40m/s参考答案：B4.如图所示，一列向右传播简谐横波在t=0时刻恰好传到A点，波速大小v=0.6m/s，P质点的横坐标为x=1.26m，则下列说法正确的是（）A．该列波的振幅是20cm，波长是0.24mB．该列波的频率是2.5HzC．质点A的振动方程为y=﹣10sin5πt（cm）D．再过一个周期，质点A向右传播的路程为40cmE．质点P第一次到达波峰的时间是2s参考答案：BCE【考点】波长、频率和波速的关系；横波的图象．【分析】由图读出振幅和波长，由波速公式v=λf求波的频率．简谐波在传播过程中，质点不向前移动．简谐横波向右传播，介质中各质点的起振方向与图示时刻波最前头的质点A的振动方向相同．读出振幅，结合A点的起振方向写出其振动方程．当图示时刻x=0.06m处的波峰到达P点时，质点P第一次到达波峰，根据距离求出时间．【解答】解：A、由图知，振幅A=10cm，波长λ=0.24m，故A错误．B、由v=λf得f===2.5Hz，故B正确．C、t=0时刻质点A正通过平衡位置向下起振，则质点A的振动方程为y=﹣Asin2πft=﹣10sin5πt（cm），故C正确．D、简谐横波向右传播时，质点A只上下振动，并不向右移动，故D错误．E、当图示时刻x=0.06m处的波峰传到P点时，质点P第一次到达波峰，用时t==s=2s．故E正确．故选：BCE5.下面哪组中的单位全部都不是国际单位制中力学的基本单位A．kg、s

B．N、m

C．km、N

D．N、s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.如图所示为氢原子的能级图。用光子能量为13.06eV的光照射一群处于基态的氢原子，可能观测到氢原子发射的不同波长的光有

种，其中最短波长为m（已知普朗克常量h=6.63×10－34J·s）。参考答案：10

9.5×10-87.如图为一列在均匀介质中沿x轴正方向传播的简谐横波在某时刻的波形图，波速为4m/s，则质点P此时刻的振动方向沿y轴(正，负)方向，经过s，质点Q通过的路程是m．参考答案：负,

0.6

8.1825年，科拉顿做了这样一个实验，他将一个磁铁插入连有灵敏电流计的闭合线圈，观察在线圈中是否有电流产生．在实验时，科拉顿为了排除磁铁移动时对灵敏电流计的影响，他通过很长的导线把接在闭合线圈上的灵敏电流计放到隔壁房间．科拉顿在两个房间之间来回跑，始终没看到电流计指针动一下．科拉顿没能看到电流计指针发生偏转的原因是他认为电流是稳定的．若要使科拉顿能看到电流计指针发生偏转，请你提出一种改进的方法将电表等器材置于同一房间．参考答案：考点：感应电流的产生条件．分析：当穿过闭合电路的磁通量发生变化时，电路中产生感应电流；当穿过闭合电路的磁通量不发生变化时，电路中不会产生感应电流．解答：解：科拉顿用条形磁铁在线圈中进行插进和抽出的实验时，线圈中的磁通量发生了变化，电流表的回路中有感应电流产生；当他跑到另一个房间时，由于磁铁在线圈在不动，此时没有感应电流，所以他无法观察到．若要使科拉顿能看到电流计指针发生偏转，将电表等器材置于同一房间即可在线圈中进行插进和抽出的实验时，观察到电流表的回路中有感应电流产生．故答案为：他认为电流是稳定的；将电表等器材置于同一房间点评：本题考查了感应电流产生的条件的应用，掌握感应电流条件是正确解题的关键；本题难度不大，是一道基础题．9.某兴趣小组通过物块在斜面上运动的实验，探究“合外力做功和物体速度v变化的关系”。实验开始前，他们提出了以下几种猜想：①W∞②W∞v③W∞v2。他们的实验装置如图甲所示，PQ为一块倾斜放置的木板，在Q处固定一个速度传感

器，每次实验物体都从不同位置处由静止释放。

(1)实验中是否需要测出木板与水平面的夹角?

。

(2)同学们设计了以下表格来记录实验数据。其中L1、L2、L3、L4……，代表物体分别从不同高度处无初速释放时初始位置到速度传感器的距离，v1、v2、v3、v4……，表示物体每次通过Q点的速度。实验次数1234……LL1L2L3L4……vv1v2v3v4……

他们根据实验数据绘制了如图乙所示的L-v图象，由图象形状得出结论W∞v2。

他们的做法是否合适，并说明理由?

。

(3)在此实验中，木板与物体间摩擦力大小

(选填“会”或“不会”)影响得出的探究结果。参考答案：（1）（2分）不需要。（2）（2分）不合适。由曲线不能直接确定函数关系，应进一步绘制L－v2图象。（3）（2分）不会。10.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

11.如图所示，AB为半圆的一条直径，P点为圆周上的一点，在P点作用了三个共点力F1、F2、F3，它们的合力为。参考答案：答案：3F212.重为500N的物体放在水平地面上，与地面的滑动摩擦因数为μ=0.2，在大小为F=500N，方向与水平面成α=37°斜向上的拉力作用下前进l=10m．在此过程中力F做功为

J，摩擦力做功为 J．参考答案：13.如图，重为G的物体，用绳子挂在支架的滑轮B上，绳子的另一端接在绞车D上．转动绞车，物体便能升起．设滑轮的大小及轴承的摩擦略去不计，杆AB和BC的质量不计，A、B、C三处均用铰链连接．当物体处于平衡状态时，杆AB所受力的大小为2.73G，杆BC所受力的大小为3.73G．参考答案：考点：力矩的平衡条件；共点力平衡的条件及其应用．分析：画出各个力，分别作出各个力的力臂，然后又力矩的平衡即可解答．解答：解：以A为支点，AB受到BC的支持力和两个绳子的拉力，它们的力臂如图1，设AB杆的长度为L，则：竖直向下的拉力的力臂；L1=LBD的拉力的力臂：BC杆的作用力的力臂：由力矩平衡得：GL1+GL2=FBC?L3代入数据得：FBC=3.73G同理，以B为支点，BC受到AB的拉力和两个绳子的拉力，它们的力臂如图2，则：竖直向下的拉力的力臂：；BD的拉力的力臂：BC杆的作用力的力臂：由力矩平衡得：GL4+GL5=FAB?L6代入数据得：FAB=2.73G故答案为：2.73G；3.73G点评：本题的解题突破口是抓住AB杆和BC杆是二力杆，分别画出AB和BC的作用力方向，再根据力矩平衡条件求解．三、实验题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.(11分)某同学设计了一个探究加速度与物体所受合外力F及质量M的关系实验。图12为实验装置简图，A为小车，B为打点计时器，C为装有砂的砂桶（总质量为m），D为一端带有定滑轮的长木板。①若保持砂和砂桶质量m不变，改变小车质量M，分别得到小车加速度a与质量M及对应的数据如表1所示。

表1次数12345小车加速度a/(m?s-2)1.981.481.000.670.50小车质量M/kg0.250.330.500.751.00质量倒数/kg-14.003.002.001.331.00

根据表1数据，为直观反映F不变时a与M的关系，请在图13所示的方格坐标纸中选择恰当的物理量建立坐标系，并作出图线。从图线中得到F不变时，小车加速度a与质量M之间存在的关系是

。②某同学在探究a与F的关系时，把砂和砂桶的总重力当作小车的合外力F，作出a－F图线如图14所示，试分析图线不过原点的原因是

，图线上部弯曲的原因是

。

③在这个实验中，为了探究两个物理量之间的关系，要保持第三个物理量不变，这种探究方法叫做

法。参考答案：答案：①图线如答图所示（正确作出图线的得3分，其中正确建立坐标系的得1分，图线正确的得2分，作图线的不得分）；(或：a与M成反比)（2分）②平衡摩擦力时木板倾角太大（2分）；没有满足砂和砂桶的总质量远小于小车质量M。（2分）③控制变量（2分）15.下图所示是某同学为了利用平抛运动测动摩擦因数的实验装置，其中滑块的质量为m（可视为质点）。第一次实验时，将滑槽固定于水平桌面的右端。滑槽的末端与桌面的右端对齐并与桌面相切，滑块从滑槽的最高点由静止释放滑下，滑块打在正前面的竖直挡板上，留下印迹。然后将竖直挡板水平面右等间距移动，同时又垂直于纸面向里等间距移动，如此操作记下若干个点。如图甲所示；第二次实验时，将滑槽沿桌面向左移动一段距离并固定，让滑块再次从滑槽的最高点静止释放滑下，重复上面的操作，记下若干个点。如图乙所示（已知重力加速度为g）。①在某次实验中不慎将画有轨迹图线的坐标纸丢失了一部分，剩余部分如图丙所示，图中每个小方格的国这长为a，P1、P2和P3是轨迹图线上的3个点。小球抛出后的水平速度为

。②为了测量摩擦因数，需要测量的物理量是：

；则滑块与桌面间的动摩擦因数μ=

。（用测量的物理量表示）参考答案：四、计算题：本题共3小题，共计47分16.一辆轿车违章行驶，以108km/h的速度驶入左侧逆行车道，猛然发现正前方80m处有一辆卡车正以72km/h的速度迎面驶来，卡车司机同时发现了轿车。若两车紧急刹车的加速度大小都是10m/s2，两司机的反应时间（即司机从发现险情到实施刹车所经历的时间）都是△t，试求△t最大为多大时，才能保证两车不相撞？参考答案：0.3s

提示：甲车刹车至停车所需的时间t1==3s，乙车刹车至停车所需的时间t2==2s，根据两车从发现险情到刹车至停止所经过的位移和为80m列出等式v1△t+t1+v2△t+t2=80m，解得△t=0.3s。17.如图甲所示，一个n=100匝，面积为S=0.6m2的圆形金属线圈，其总电阻r=2.0Ω,与R=10Ω的电阻连接成闭合电路。线圈内存在方向垂直纸面向里，磁感应强度Bt=2t+3(T)规律变化的磁场。电阻R两端并联一对平行金属板M、N，N板右侧为坐标系的第一象限（坐标原点O在N板的下端），虚线OA与x轴成45°角。yOA区域有垂直于纸面向外的匀强磁场B,xOA区域加如图乙所示周期性变化的电场E(规定沿x轴正方向的电场为正）。在靠近M板的P点由静止释放一个质量为m=2×10-3kg,带电量q=0.1C的粒子(重力不计)，粒子经过N板的小孔Q(0,2m)点垂直于y轴进入第一象限。t=0(从粒