山西省晋城市第二中学2022年高三物理上学期期末试卷含解析

山西省晋城市第二中学2022年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.关于力和运动的关系，下列说法中正确的是()A．力是维持物体运动的条件，同一物体所受到的力越大，它的速度越大B．作用在运动物体上的某力消失后，物体运动的速度可能不断增加C．作圆周运动的物体，合外力方向一定和速度方向垂直D．只要物体受到力的作用，它的运动状态一定改变参考答案：B2.（单选）以下有关物理学概念或物理学史说法正确的有（）A．行星绕恒星运动轨道为圆形，则它运动的周期平方与轨道半径的三次方之比=k为常数，此常数的大小与恒星的质量和行星的速度有关B．匀速圆周运动是速度大小不变的匀变速曲线运动，速度方向始终为运动轨迹该点的切线方向C．牛顿发现的万有引力定律，卡文迪许用实验方法测出万有引力恒量的数值，从而使万有引力定律有了真正的实用价值D．奥斯特发现了电与磁间的关系，即电流的周围存在着磁场；同时他通过实验发现了磁也能产生电，即电磁感应现象参考答案：C3.下列说法正确的是A．物体沿光滑斜面下滑时受到重力、斜面的支持力和下滑力的作用B．做匀速圆周运动的物体，受到的合力可能为恒力

C．在粗糙平面上滑动的物体一定受到滑动摩擦力作用

D．汽车转弯时一定受到力的作用参考答案：D4.组成星球的物质是靠引力吸引在一起的，这样的星球有一个最大的自转速率。如果超过了该速率，星球的万有引力将不足以维持其赤道附近的物体做圆周运动。由此能得到半径为R、密度为ρ、质量为M且均匀分布的星球的最小自转周期T。下列表达式中正确的是（A）T＝2π

（B）T＝2π

（C）T＝

（D）T＝参考答案：答案：AD5.电动自行车具有低噪声、无废气、无油污的环保性，而且它的能源利用率很高．下表列出了某品牌电动自行车及所用电动机的主要技术参数，不计其自身机械损耗．若该车在额定状态下以最大运行速度行驶，则 （

）自重40kg额定电压48V载重75kg额定电流12A最大运行速度20km/h额定输出功率350W

A．电动机的输入功率为576W

B．电动机的内阻为4Ω

C．该车获得的牵引力为104N

D．该车受到阻力为63N参考答案：AD二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.如图所示，质量为m的小球A以速率v0向右运动时跟静止的小球B发生碰撞，碰后A球以的速率反向弹回，而B球以的速率向右运动，则B的质量mB=_______；碰撞过程中，B对A做功为

。参考答案：4.5m

；

3mv02/8

7.为了研究电阻RX的伏安特性，某同学设计了甲、乙两个电路，如图所示。图中对应的同种仪器的规格都相同，滑动变阻器R的最大阻值为20Ω，电池的电动势E=6V，忽略内阻。接通电路，调节变阻器R的滑片P，电阻RX的电压变化范围为0~6V的是

图；当两电路中变阻器的滑片P都滑到最右端时，发现甲、乙两电路消耗的电功率之比为3∶1，则此时RX的阻值为

Ω。

参考答案：

答案：甲、

408.如图所示，自耦变压器输入端A、B接交流稳压电源，其电压有效值UAB＝100V，R0＝40W，当滑动片处于线圈中点位置时，C、D两端电压的有效值UCD为

V，通过电阻R0的电流有效值为

A。参考答案：答案：200，5解析：自耦变压器的原副线圈在一起，由题可知，原线圈的匝数为副线圈匝数的一半。理想变压器的变压比为，所以。根据部分电路欧姆定律有。9.设地球半径为R，地球表面的重力加速度为g，若某质量为m的地球同步通讯卫星，离开地面的高度为H，则它绕地球运行时所受的向心力大小为________，运行时的线速度大小为________。参考答案：

10.如图为悬挂街灯的支架示意图，横梁BE质量为6kg，重心在其中点。直角杆ADC重力不计，两端用铰链连接。已知BE＝3m，BC＝2m，∠ACB＝30°，横梁E处悬挂灯的质量为2kg，则直角杆对横梁的力矩为

N·m，直角杆对横梁的作用力大小为_______N。参考答案：150，150

11.一正方形线圈边长为40cm，总电阻为3Ω，在与匀强磁场垂直的平面中以v=6m/s的恒定速度通过有理想边界的宽为30cm的匀强磁场区，已知磁感应强度为0.5T，线圈在通过磁场区域的全过程中，有电磁感应时产生的感应电流I=___________A，所产生的热量Q=___________J。22A、22B选做一题

参考答案：0.4，

0.04812.如图所示，一个重力G＝4N的物体放在倾角为30°的光滑斜面上，斜面放在台秤上，当烧断细线后，物块正在下滑的过程中与静止时比较，台秤示数减小

N。参考答案：1N

13.如图所示，是一列沿x轴负方向传播的简谐横波在t=0时刻的波形图，若波的传播速度v=8m/s,则x=4m处的质点P的振动方程y=______cm,x=1m处的质点O在5s内通过的路程为______cm.参考答案：三、简答题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.（选修3-5）（6分）a、b两个小球在一直线上发生碰撞，它们在碰撞前后的s～t图象如图所示，若a球的质量ma=1kg，则b球的质量mb等于多少?参考答案：解析：由图知=4m/s、=—1m/s、=2m/s

（2分）

根据动量守恒定律有：ma=ma

+

mb

（2分）

∴mb=2.5kg （2分）15.（4分）如图所示，光滑水平面轨道上有三个木块，A、B、C，质量分别为mB=mc=2m,mA=m，A、B用细绳连接，中间有一压缩的弹簧(弹簧与滑块不栓接)。开始时A、B以共同速度v0运动，C静止。某时刻细绳突然断开，A、B被弹开，然后B又与C发生碰撞并粘在一起，最终三滑块速度恰好相同。求B与C碰撞前B的速度。参考答案：解析：设共同速度为v，球A和B分开后，B的速度为,由动量守恒定律有,,联立这两式得B和C碰撞前B的速度为。考点：动量守恒定律四、计算题：本题共3小题，共计47分16.如图所示，轻弹簧的两端与质量均为2m的B、C两物块固定连接，静止在光滑水平面上，物块C紧靠挡板但不粘连．另一质量为m的小物块A以速度vo从右向左与B发生弹性正碰，碰撞时间极短可忽略不计．（所有过程都在弹簧弹性限度范围内）求：（1）A、B碰后瞬间各自的速度；（2）弹簧第一次压缩最短与第一次伸长最长时弹性势能之比．参考答案：解：（1）A、B发生弹性正碰，碰撞过程中，A、B组成的系统动量守恒、机械能守恒，以A、B组成的系统为研究对象，以A的初速度方向为正方向，由动量守恒定律得：mvo=mvA+2mvB，在碰撞过程中机械能守恒，由机械能守恒定律得：mv02=mvA2+?2mvB2，联立解得：vA=﹣v0，vB=v0；（2）弹簧第一次压缩到最短时，B的速度为零，该过程机械能守恒，由机械能守恒定律得，弹簧的弹性势能：EP=?2m?vB2=mv02，从弹簧压缩最短到弹簧恢复原长时，B、C与弹簧组成的系统机械能守恒，弹簧恢复原长时，B的速度vB=v0，速度方向向右，C的速度为零，从弹簧恢复原长到弹簧第一次伸长最长时，B、C与弹簧组成的系统动量守恒、机械能守恒，弹簧伸长最长时，B、C速度相等，以向右为正方向，由动量守恒定律得：2mvB=（2m+2m）v′，由机械能守恒定律得：?2m?vB2=?（2m+2m）?v′2+EP′，解得：EP′=mv02，弹簧第一次压缩最短与第一次伸长最长时弹性势能之比：EP：EP′=2：1；答：（1）A、B碰后瞬间，A的速度为v0，方向向右，B的速度为v0，方向向左；（2）弹簧第一次压缩最短与第一次伸长最长时弹性势能之比为2：1．【考点】动量守恒定律；机械能守恒定律．【分析】（1）A、B发生弹性碰撞，碰撞过程动量守恒、机械能守恒，由动量守恒定律与机械能守恒定律可以求出碰后两物体的速度．（2）在B压缩弹簧过程中，系统机械能守恒，由机械能守恒定律可以求出弹簧的弹性势能；当弹簧第一次伸长最长时，B、C两物体组成的系统动量守恒、机械能守恒，由动量守恒定律与机械能守恒定律可以求出弹簧的弹性势能，然后求出弹簧的弹性势能之比．17.（16分）同学们参照伽利略时期演示平抛运动的方法制作了如题8图所示的实验装置。图中水平放置的底板上竖直地固定有M板和N板。M板上部有一半径为的圆弧形的粗糙轨道，P为最高点，Q为最低点，Q点处的切线水平，距底板高为.N板上固定有三个圆环.将质量为的小球从P处静止释放，小球运动至Q飞出后无阻碍地通过各圆环中心，落到底板上距Q水平距离为处。不考虑空气阻力，重力加速度为.求：（1）距Q水平距离为的圆环中心到底板的高度；（2）小球运动到Q点时速度的大小以及对轨道压力的大小和方向；（3）摩擦力对小球做的功.参考答案：（1）到底版的高度；（2）速度的大小为，压力的大小，方向竖直向下；（3）摩擦力对小球作功试题分析：（1）由平抛运动规律可知，同理：，考点：本题考查平抛运动的规律、动能定理、牛顿第二定律、牛顿第三定律。18.如图所示，半径为L1=2m的金属圆环内上、下半圆各有垂直圆环平面的有界匀强磁场，磁感应强度大小均为B1=T．长度也为L1、电阻为R的金属杆ab，一端处于圆环中心，另一端恰好搭接在金属环上，绕着a端沿逆时针方向匀速转动，角速度为ω=rad/s．通过导线将金属杆的a端和金属环连接到图示的电路中（连接a端的导线与圆环不接触，图中的定值电阻R1=R，滑片P位于R2的正中央，R2的总阻值为4R），图中的平行板长度为L2=2m，宽度为d=2m．图示位置为计时起点，在平行板左边缘中央处刚好有一带电粒子以初速度v0=0.5m/s向右运动，并恰好能从平行板的右边缘飞出，之后进入到有界匀强磁场中，其磁感应强度大小为B2，左边界为图中的虚线位置，右侧及上下范围均足够大．（忽略金属杆与圆环的接触电阻、圆环电阻及导线电阻，忽略电容器的充放电时间，忽略带电粒子在磁场中运动时的电磁辐射的影响，不计平行金属板两端的边缘效应及带电粒子的重力和空气阻力）求：（1）在0～4s内，平行板间的电势差UMN；（2）带电粒子飞出电场时的速度；（3）在上述前提下若粒子离开磁场后不会第二次进入电场，则磁感应强度B2应满足的条件．参考答案：【考点】带电粒子在匀强磁场中的运动；带电粒子在匀强电场中的运动．【分析】（1）导体切割磁感线产生电动势，结合串并联电路特点即可求解．（2）带电粒子在电场中做类平抛运动，有运动学知识求解即可．（3）带电粒子在磁场中做匀速圆周运动，根据牛顿第二定律求解粒子运动半径，结合几何关系求解磁场强度大小．解：（1）金属杆产生的感应电动势恒为E=B1Lω=2V由串并联电路的连接特点知：E=I?4R，U0=I?2R==1VT1==20s由右手定则知：在0～4s时间内，金属杆ab中的电流方向为b→a，则φa＞φb，则在0～4s时间内，φM＜φN，UMN=﹣1V（2）粒子在平行板电容器内做类平抛运动，在0～时间内水平方向L2=v0?t1t1==4s＜竖直