湖北省荆门市体育中学2022年高三物理期末试题含解析

湖北省荆门市体育中学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.如图所示，物体A、B通过细绳及轻质弹簧连接在轻滑轮两侧，物体A、B的质量分别为m、3m，开始时细绳伸直．用手托着物体A使弹簧处于原长且A与地面的距离为h，物体B静止在地面上。放手后物体A下落，与地面即将接触时速度为v．此时物体B对地面恰好无压力，则下列说法中正确的是

A．此时物体B处于平衡状态．弹簧的弹力大小为3mg

B．此时弹簧的弹性势能等于

C．物体A下落过程中的任意时刻，加速度不会为零

D．此过程中物体A的机械能变化量为参考答案：A物体B对地压力恰好为零，故细线的拉力为3mg，故弹簧的弹力大小也为3mg，故A正确；物体A与弹簧系统机械能守恒，故mgh=Ep弹+mv2，故Ep弹=mgh-mv2，故B错误；物体A下落过程中，当弹簧弹力大小为mg时，物体A的加速度为零，故C错误；设地面为零势能面，则开始时A的机械能为mgh,末态时机械能为mv2，此过程中物体A的机械能变化量为，选项D错误；故选A．2.（多选）在光滑绝缘的水平桌面上有四个小球构成菱形，其带电量如图所示。图中－q与－q的连线跟－q与＋Q的连线之间夹角为α，若该系统处于平衡状态，则正确的关系式为（

）

A． B．

C．

D．参考答案：AC解析：由题意可知，对左边Q受力分析，如图所示，两负q对Q的库仑力的合力与右边Q对Q的库仑力等值反向，设菱形的边长为a，则有：2ksinα=k，解得：8qsin3α=Q；即为sin3α=，故AC正确，BD错误；故选：AC．3.如图所示，将小球从地面以初速度v0竖直上抛的同时，将另一小球从距地面处由静止释放，a的质量小于b的质量，两球恰在处相遇（不计空气阻力）。则(

)（A）两球同时落地（B）相遇时两球速度大小相等（C）从开始运动到相遇，球动能的减少量等于球动能的增加量（D）相遇后的任意时刻，重力对球a做功功率小于重力对球b做功功率参考答案：D4.关于波动，下列说法正确的是（）A．各种波均会发生偏振现象B．用白光做单缝衍射与双缝干涉实验，均可看到彩色条纹C．声波传播过程中，介质中质点的运动速度等于声波的传播速度D．电磁波按波长由长到短的顺序是：红外线、无线电波、y射线、紫外线参考答案：B解：A、只有横波才能发生偏振现象，故A错误；B、用白光做单缝衍射与双缝衍射，都可以观察到彩色条纹，故B正确；C、声波在传播过程中，介质中质点的速度并不等于声波的传播速度，故C错误；D、无电磁波按波长由长到短的顺序是：无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线和γ射线，故D错误．故选B．5.如图所示，A、B两物体叠放在一起，先用手托住B使其静止在固定斜面上，然后将其释放，它们同时沿斜面滑下，斜面与两物体之间的动摩擦因数相同，mA＞mB，则A．释放前，物体B受到物体A对它的压力B．下滑过程中，物体B受到物体A对它的压力C．下滑过程中，物体B与物体A之间无相互作用力D．下滑过程中，物体A、B均处于失重状态参考答案：ACD二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.（选修3—3含2—2）（6分）如图所示，在注射器中封有一定质量的气体，缓慢推动活塞使气体的体积减小，并保持气体温度不变，则管内气体的压强

(填“增大”、“减小”或“不变”)，按照气体分子热运动理论从微观上解释，这是因为：

参考答案：答案：增大；分子的平均动能不变，分子的密集程度增大．（每空2分）7.如图，AB为竖直固定的金属棒，B为转轴，金属杆BC重为G、长为L，并可在竖直平面内绕B轴无摩擦转动，AC为轻质金属丝，。。从时刻开始加上一个有界的均匀变化的匀强磁场，其磁感线垂直穿过的一部分，初始时刻磁感应强度，变化率为K，整个闭合回路的总电阻为R，则回路中感应电流为

经过

时间后金属丝所受的拉力为零参考答案：

8.如图所示，质量为m，横截面为直角三角形的物块ABC，∠ABC=α，AB边靠在竖直墙面上，F是垂直于斜边BC的推力，现物块静止不动，则摩擦力的大小为_______________。

参考答案：9.如图，竖直放置的轻弹簧，下端固定，上端与质量为kg的物块B相连接．另一个质量为kg的物块A放在B上．先向下压A，然后释放，A、B共同向上运动一段后将分离，分离后A又上升了m到达最高点，此时B的速度方向向下，且弹簧恰好为原长．则从A、B分离到A上升到最高点的过程中，弹簧弹力对B做的功为J，弹簧回到原长时B的速度大小为

m/s.（m/s2）参考答案： 0, 210.如图所示电路中，L为带铁芯电感线圈，和为完全相同的小灯泡，当开关S断开的瞬间，流过灯的电流方向为_______，观察到灯______________（填“立即熄灭”，“逐渐熄灭”，“闪亮一下再逐渐熄灭”）参考答案：11.如图，一列简谐横波沿x轴传播，实线为tl=0时刻的波形图，虚线为t2=0.05s时的波形图。(1)若波沿x轴正方向传播且2T<t2-t1<3T(T为波的周期)，求波速.(2)若波速v=260m·s－1，则从tl=0时刻起x=2m处的质点第三次运动到波谷所需的时间。参考答案：（1）220m/s；（2）【详解】（1）波沿x轴正向传播，由图像可知：λ=4m；在?t时间内：因为2T<t2-t1<3T，则n=2，此时，解得，（2）若波速v=260m/s，则在?t=0.05s内传播的距离为则波沿x轴负向传播，此时周期为，则从tl=0时刻起x=2m处的质点第三次运动到波谷所需的时间

12.（4分）质量分别是2m和m的A、B两点电荷，在不计重力的情况下，由静止开始运动，开始时两点电荷间的距离是L，A的加速度是a，经过一段时间后，B的加速度也是a，且速率是v，那么这两个点电荷此时的距离是________，点电荷A的速率是_______。参考答案：

L

V/213.如图，由a、b、c三个粗细不同的部分连接而成的圆筒固定在水平面上，截面积分别为2S、S和S．已知大气压强为p0，温度为T0．两活塞A和B用一根长为4L的不可伸长的轻线相连，把温度为T0的空气密封在两活塞之间，此时两活塞的位置静止在图中位置．则此时轻线的拉力为0．现对被密封的气体加热，使其温度缓慢上升到T时两活塞之间气体的压强可能为p0或（忽略活塞与圆筒壁之间的摩擦）．参考答案：考点：理想气体的状态方程；封闭气体压强．专题：理想气体状态方程专题．分析：加热前，AB活塞处于平衡状态，由平衡方程可得内部气体压强和轻绳的张力．加热后由于没有摩擦，两活塞一起向左缓慢移动，气体体积增大，压强保持p1不变，若持续加热，此过程会一直持续到活塞向左移动的距离等于l为止，此时B被挡住，活塞不能继续移动；根据盖?吕萨克定律可得此时被封闭气体的温度，以此温度为分界，做讨论可得结果．解答：解：设加热前，被密封气体的压强为p1，轻线的张力为f，根据平衡条件可得：对活塞A：2p0S﹣2p1S+f=0，对活塞B：p1S﹣p0S﹣f=0，解得：p1=p0，f=0；即被密封气体的压强与大气压强相等，轻线处在拉直的松弛状态，这时气体的体积为：V1=2Sl+Sl+Sl=4Sl，对气体加热时，被密封气体温度缓慢升高，两活塞一起向左缓慢移动，气体体积增大，压强保持p1不变，若持续加热，此过程会一直持续到活塞向左移动的距离等于l为止，这时气体的体积为：V2=4Sl+Sl=5Sl，由盖?吕萨克定律得：=，解得：T2=T0，由此可知，当T≤T2=T0，时，气体的压强为：p2=p0当T＞T2时，活塞已无法移动，被密封气体的体积保持V2不变，由查理定律得：=，解得：p=，即当T＞T2=T0时，气体的压强为：p=；故答案为：0；p0或．点评：本题重点在于对被封闭气体状态变化的讨论，依据给定的情形，气体会做两种变化：1、等压变化．2、等容变化．能讨论出来这两点是本题的关键．三、简答题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.如图甲所示，斜面倾角为θ=37°，一宽为d=0.65m的有界匀强磁场垂直于斜面向上，磁场边界与斜面底边平行。在斜面上由静止释放一矩形金属线框，线框沿斜面下滑，下边与磁场边界保持平行。取斜面底部为重力势能零势能面，从线框开始运动到恰好完全进入磁场的过程中，线框的机械能E和位移x之间的关系如图乙所示，图中①、②均为直线段。已知线框的质量为M=0.1kg，电阻为R=0.06Ω．（取g=l0m·s-2,sin37°=0.6,

cos37°=0.8)求：(1)线框与斜面间的动摩擦因数μ；(2)线框刚进入磁场到恰好完全进入磁场所用的时间t：(3)线框穿越磁场的过程中，线框中的最大电功率Pm。参考答案：0.5；1/6s；0.54W【详解】（1）由能量守恒定律，线框减小的机械能等于克服摩擦力做功，则其中x1=0.36m；解得μ=0.5（2）金属线框进入磁场的过程中，减小的机械能等于克服摩擦力和安培力做的功，机械能均匀减小，因此安培力也是恒力，线框做匀速运动，速度为v1v12=2ax1解得a=2m/s2v1=1.2m/s其中

x2为线框的侧边长，即线框进入磁场过程中运动的距离，可求出x2=0.2m，则（3）线框刚出磁场时速度最大，线框内电功率最大由可求得v2=1.8m/s根据线框匀速进入磁场时：可得FA=0.2N又因为可得将v2、B2L2带入可得：15.（4分）试通过分析比较，具有相同动能的中子和电子的物质波波长的大小。参考答案：粒子的动量，物质波的波长由，知，则。解析：物质波的的波长为，要比较波长需要将中子和电子的动量用动能表示出来即，因为，所以，故。四、计算题：本题共3小题，共计47分16.如图所示，玻璃棱镜ABCD可以看成是由ADE、ABE、BCD三个直角三棱镜组成。一束频率为5．3×1014Hz的单色细光束从AD面入射，在棱镜中的折射光线如图中ab所示，ab与AD面的夹角=60°。已知光在真空中的速度c=3×108m／s，玻璃的折射率n=1．5，求：①这束入射光线的入射角多大?②光在棱镜中的波长是多大?参考答案：）①设光在AD面的入射角、折射角分别为θ1、θ2，θ2＝30°根据n＝（1分）得sinθ1＝nsinθ2＝1.5×sin30°＝0.75，θ1＝arcsin0.75（1分）②根据n＝，得v＝＝m/s＝2×108m/s（2分）根据v＝λf，得λ＝＝m≈3.77×10-7m（1分）17.如图所示，质量为M的直角三棱柱A放在水平地面上，三棱柱的斜面是光滑的，且斜面倾角为θ.质量为m的光滑球放在三棱柱和光滑竖直墙壁之间，A和B都处于静止状态，求地面对三棱柱的支持力和摩擦力各为多少？参考答案：支持力（4分）

摩擦力18.如图所示，在平面直角坐标系的第一、二象限内有沿y轴负方向的匀