河南省驻马店市汝南县留盆镇第二中学2022年高三物理期末试题含解析

河南省驻马店市汝南县留盆镇第二中学2022年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.(单选)如图所示电路中，电源电动势为E，线圈L的电阻不计．以下判断正确的是 A．闭合S瞬间，灯泡不发光 B． 闭合S带电路稳定后，灯泡发光 C．断开S瞬间，灯泡发光 D． 断开S瞬间，电阻R上无电流通过参考答案：C2.某时刻，两车从同一地点、沿同一方向做直线运动，下列关于两车的位移、速度随时间t变化的图象，能反应t1时刻两车相遇的是参考答案：BD3.如图所示，斜面体置于粗糙水平面上，斜面光滑．小球被轻质细线系住放在斜面上．细线另一端跨过定滑轮，用力拉细线使小球沿斜面缓慢移动一段距离，斜面体始终静止．移动过程中（）A．细线对小球的拉力变大 B．斜面对小球的支持力变大C．斜面对地面的压力变大 D．地面对斜面的摩擦力变大参考答案：A【考点】共点力平衡的条件及其应用；力的合成与分解的运用．【分析】取小球为研究对象，根据平衡条件得到拉力、支持力与绳子和斜面夹角的关系式，即可分析其变化；对斜面研究，由平衡条件分析地面对斜面的支持力和摩擦力，即可分析斜面对地面的压力变化．【解答】解：A、B设物体和斜面的质量分别为m和M，绳子与斜面的夹角为θ．取球研究：小球受到重力mg、斜面的支持力N和绳子的拉力T，则由平衡条件得

斜面方向：mgsinα=Tcosθ

①

垂直斜面方向：N+Tsinθ=mgcosα

②使小球沿斜面缓慢移动时，θ增大，其他量不变，由①式知，T增大．由②知，N变小，故A正确，B错误．C、D对斜面和小球整体分析受力：重力（M+m）g、地面的支持力N′和摩擦力f、绳子拉力T，由平衡条件得

f=Nsinα，N变小，则f变小，

N′=（M+m）g+Ncosα，N变小，则N′变小，由牛顿第三定律得知，斜面对地面的压力也变小．故CD错误．故选A4.关于下列力的说法中，正确的是(

)A．合力必大于分力

B．运动物体所受摩擦力的方向一定和它运动方向相反C．物体受摩擦力时一定受弹力，而且这两个力的方向一定相互垂直D．处于完全失重状态下的物体不受重力作用参考答案：C5.用电动势为E、内电阻为r的电池组直接向线圈电阻为R的电动机供电，电动机正常工作后，测得通过的电流为l、电动机两端的电压为U，则A.电路中电流B.在时间t内，电池组消耗的化学能为C.在时间内，电动机输出的机械能是D.以上说法都不对参考答案：B当电动机正常工作时，其电路是非纯电阻电路，，故A错误．由电源定义知在时间t内，电池组消耗的化学能为IEt，B对；电动机的输出功率是机械功率，根据能量守恒定律得，P出=P电-P热=UI-I2R，在时间t内，电动机输出的机械能是IUt-I2Rt，故C、D错。二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.如图所示，同一平面内有两根互相平行的长直导线1和2，通有大小相等、方向相反的电流，a、b两点与两导线共面，a点在两导线的中间与两导线的距离均为r，b点在导线2右侧，与导线2的距离也为r。现测得a点磁感应强度的大小为B，则去掉导线1后，b点的磁感应强度大小为

，方向

。参考答案：答案：，垂直两导线所在平面向外解析：根据安培定则可知，1、2两导线在a点的磁感应强度大小相等，方向相同，都为。而2导线在a、b两处的磁感应强度等大反向，故去掉导线1后，b点的磁感应强度大小为，方向垂直两导线所在平面向外。7.气球以10m/s的速度匀速竖直上升，从气球上掉下一个物体，经17s到达地面。求物体刚脱离气球时气球的高度是__________m。落地时速度是_______m/s（g=10m/s2）参考答案：1275；1608.为了“验证牛顿运动定律”，现提供如图所示的器材：A为小车，B为电火花计时器，C为装有砝码的小桶，D为一端带有定滑轮的长方形木板，实验中认为细绳对小车拉力F等于砝码和小桶的总重量．请思考探究思路并回答下列问题：(1)为了消除小车与水平木板之间摩擦力的影响应采取什么做法？_______________________________.(2)在“探究加速度与质量的关系”时，保持砝码和小桶质量不变，改变小车质量m，分别得到小车加速度a与质量m的数据如下表：次数12345小车加速度a/m·s－20.780.380.250.200.16小车质量m/kg0.200.400.600.801.00根据上述实验数据，用计算机绘制出a—m图象如图所示：通过对图象(图甲)的观察，可猜想在拉力F一定的情况下a与m的关系可能是：a∝m－1、a∝m－2、a∝m－3、…，为了验证猜想，请在图乙中作出最能直观反映a与m之间关系的图象．(3)在“探究加速度与力的关系”时，保持小车的质量不变，改变小桶中砝码的质量，该同学根据实验数据作出了加速度a与力F图线如图所示，该图线不通过坐标原点，试分析图线不通过坐标原点的原因是________________________________________________________．参考答案：(1)把木板的右端(或安装打点计时器的那端)适当垫高，以平衡摩擦力(2)如图所示

(3)实验前未平衡摩擦力或平衡摩擦力不充分9.某集装箱吊车的交流电动机输入电压为380V，则该交流电电压的最大值为

V。当吊车以0.1m/s的速度匀速吊起总质量为5.7×103kg的集装箱时，测得电动机的电流为20A，电动机的工作效率为 。（g取10m/s2）参考答案：答案：380，75%解析：输入电压380V为有效值，则最大值为380V；电动机对集装箱做功的功率P=mgv=5.7×103×10×0.1W=5.7×103W，电动机消耗电功率P总=380×20W=7.6×103W，故电动机的工作效率为η==75%。10.某同学在研究性学习中，利用所学的知识解决了如下问题：一轻质弹簧竖直悬挂于某一深度为h＝30.0cm且开口向下的小筒中(没有外力作用时弹簧的下端位于筒内，测力计的挂钩可以同弹簧的下端接触)，如图甲所示，若本实验的长度测量工具只能测量露出筒外弹簧的长度l，现要测出弹簧的原长l0和弹簧的劲度系数，该同学通过改变l而测出对应的弹力F，作出F－l图象如图乙所示，则弹簧的劲度系数为k＝________N/m，弹簧的原长l0＝_________cm参考答案：(1)(2分)

200

N/m，(2分)

20

cm11.如图所示为氢原子的能级图，n为量子数。在氢原子核外电子由量子数为2的轨道跃迁到量子数为3的轨道的过程中，将

（填“吸收”或“放出”）光子。若该光子恰能使某金属产生光电效应，则一群处于量子数为4的激发态的氢原子在向基态跃迁过程中，有

种频率的光子能使该金属产生光电效应。参考答案：吸收

512.在匀强电场中建立空间坐标系O﹣xyz，电场线与xOy平面平行，与xOz平面夹角37°，在xOz平面内有A、B、C三点，三点连线构成等边三角形，其中一边与Ox轴重合．已知点电荷q=﹣1.0×10﹣8C在A点所受电场力大小为1.25×10﹣5N；将其从A点移到B点过程中克服电场力做功2.0×10﹣6J，从B点移到C点其电势能减少4.0×10﹣6J，则A、B、C三点中电势最高的点是

点，等边三角形的边长为

m．（cos37°=0.8，sin37°=0.6）参考答案：C；0.4．【考点】电势差与电场强度的关系；匀强电场中电势差和电场强度的关系．【分析】根据电场力做功正负分析电势能的变化，结合推论：负电荷在电势高处电势能小，在电势低处电势能大，分析电势的高低．由电场力做功公式求等边三角形的边长．【解答】解：将负点电荷从A点移到B点过程中克服电场力做功2.0×10﹣6J，电势能增大2.0×10﹣6J，从B点移到C点其电势能减少4.0×10﹣6J，所以C点的电势能最小，由推论：负电荷在电势高处电势能小，在电势低处电势能大，则C点的电势最高．由于点电荷从B移动到C电势能变化量最大，由等边三角形的对称性可知，BC边应与x轴重合，设等边三角形的边长为L．从B点移到C点电场力做功W=4.0×10﹣6J已知点电荷q=﹣1.0×10﹣8C在A点所受电场力大小为F=1.25×10﹣5N，由W=FLcos37°得L===0.4m故答案为：C；0.4．13.首先发现电流周围存在磁场的是丹麦物理学家________，他把一根水平放置的导线沿南北方向放在小磁针的上方，当给导线通以由南向北的电流时，发现小磁针的N极将向______方向偏转。发现电磁感应现象的科学家是

。参考答案：奥斯特，西，法拉第三、简答题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.（09年大连24中质检）（选修3—5）（5分）如图在光滑的水平桌面上放一个长木板A，其上放有一个滑块B，已知木板和滑块的质量均为m=0.8kg，滑块与木板间的动摩擦因数μ=0.4，开始时A静止，滑块B以V=4m／s向右的初速度滑上A板，如图所示，B恰滑到A板的右端，求：①说明B恰滑到A板的右端的理由?②A板至少多长?

参考答案：解析：①因为B做匀减速运动，A做匀加速运动，A，B达到共同速度V1时，B恰滑到A板的右端（2分）

②根据动量守恒

mv=2mv1（1分）

v1=2m/s

……

设A板长为L，根据能量守恒定律

（1分）

L=1m15.（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.我国通信卫星的研制始于70年代331卫星通信工程的实施，到1984年4月，我国第一颗同步通信卫星发射成功并投入使用，标志着我国通信卫星从研制转入实用阶段．现正在逐步建立同步卫星与“伽利略计划”等中低轨道卫星等构成的卫星通信系统．（1）若已知地球的平均半径为R0，自转周期为T0，地表的重力加速度为g，试求同步卫星的轨道半径R；（2）有一颗与上述同步卫星在同一轨道平面的低轨道卫星，自西向东绕地球运行，其运行半径为同步轨道半径R的四分之一，试求该卫星的周期T是多少？该卫星至少每隔多长时间才在同一城市的正上方出现一次．（计算结果只能用题中已知物理量的字母表示）参考答案：考点：人造卫星的加速度、周期和轨道的关系；万有引力定律及其应用．专题：人造卫星问题．分析：（1）同步卫星的周期与地球的自转周期相等，根据万有引力提供向心力，结合万有引力等于重力求出同步卫星的轨道半径．（2）通过万有引力提供向心力求出周期与轨道半径的关系，从而求出低轨道卫星的周期．抓住转过的圆心角关系求出在同一城市的正上方出现的最小时间．解答：解：（1）设地球的质量为M，同步卫星的质量为m，运动周期为T，因为卫星做圆周运动的向心力由万有引力提供，故①同步卫星T=T0②而在地表面③由①②③式解得：．（2）由①式可知T2∝R3，设低轨道卫星运行的周期为T′，则因而设卫星至少每隔t时间才在同一地点的正上方出现一次，根据圆周运动角速度与所转过的圆心角的关系θ=ωt得：解得：，即卫星至少每隔时间才在同一地点的正上方出现一次．答：（1）同步卫星的轨道半径．（2）该卫星的周期T为，卫星至少每隔时间才在同一地点的正上方出现一次．点评：解决本题的关键掌握万有引力提供向心力和万有引力等于重力这两大理论，知道同步卫星的周期与地球自转的周期相等．17.如图所示，虚线FG、MN、CD为在同一平面内的水平直线边界，在MN、CD间有垂直边界的匀强电场，场强的大小E=1.5×105N/C，方向如图，在FG、MN间有垂直于纸面向外的匀强磁场，磁感应强度大小B=0.2T，已知电场和磁场沿边界方向的长度均足够长，电场在垂直边界方向的宽度d1=0.20m，在CD边界上某点O处有一放射源，沿纸面向电场中各个方向均匀地辐射出速率均为v0=1.0×106m/s的某种带正电粒子，粒子质量m=6.4×10﹣27kg，电荷量q=3.2×10﹣19C，粒子可以无阻碍地通过边界MN进入磁场，不计粒子的重力及相互作用．（1）求粒子在磁场中做圆周运动的半径；（2）要使所有粒子不从FG边界射出，求磁场垂直边界MN方向上的最小宽度d；（3）若磁场垂直边界MN方向上的宽度为0.2m，求边界FG上有粒子射出的长度范围及粒子首次在磁场中运动的最长时间．参考答案：解：（1）带电粒子从电场进入磁场，由动能定理有：

进入磁场后，洛仑兹力提供向心力：

联立两式得：v=2×106m/s，r=0.2m

（2）在O点水平向左或向右方向射出的粒子做类平抛运动，其偏向角与水平方向

夹角为θ，则：

=，

所以θ=60°

当从最左边射出的粒子进入磁场后是一个优弧，当该优弧与磁场上边界相切时，

由几何关系有磁场宽度为d=Lmin=r+rcos60°=0.2m+02．×0.5m=0.3m（3）水平向左射出的粒子打在A点，水平位移：

x=v0t=v0===0.23m

从A点与水平方向成60°射出的粒子做匀速圆周运动打在上边边界的P点，由对称

性，可知P点偏离O点的左边x=0.23m．Ⅲ

显然从O点竖直向上射出的粒子划过四分之一圆弧打在Q点，该点是粒子打击的

最右端．由几何关系可知Q点偏离O点的右边r=0.2m

所以能够从FG边缘穿出的长度范围为x+r=0.43m

显然竖直向上射出的粒子恰恰在磁场中转过半周，转180再回到MN，此种情况粒子在磁场中运动时间最长．

=3.14×10﹣7s答：（1）粒子在磁场中做圆周运动的半径为0.2m．（2）要使所有粒子不从FG边界射出，磁场垂直边界MN方向上的最小宽度d为0.3m．（3）若磁场垂直边界MN方向上的宽度为0.2m，边界FG上有粒子射出的长度范围为0.43m、粒子首次在磁场中运动的最长时间为3.14×10﹣7s．【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）只要进入磁场的粒子电场力做功是一定的，由动能定理可以求出进入磁场的速率，由洛仑兹力提供向心力就能求出粒子在磁场做匀速圆周运动的半径．（2）先由左手定则判断出粒子做顺时针匀速圆周运动，当从边界线最左边射入磁场的轨迹与上边界相切时，此种情况下磁场区域最宽，由此画出轨迹，由几何关系就能求出磁场区域的最小宽度．（3）由于磁场的宽度与粒子的半径相等，所以在想象中拿一个定圆在宽度一定的磁场区域移动，这样可以找到打在磁场上边缘最左端的位置﹣﹣即从最左端进入磁场的粒子打在最左端，最右的位置显然是竖直向上射出的粒子恰好与上边缘相切，由几何关系求出两点的距离即为所求；至于最长时间，显然偏转角最大的﹣﹣即打在最左端