吉林省长春市市第四十一中学2022年高三物理期末试题含解析

吉林省长春市市第四十一中学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，一物块（可视为质点）以一定的初速度从一足够长的光滑固定斜面的底端开始上滑，在上滑过程中的最初5s内和最后5s内经过的位移之比为11：5。忽略空气阻力，则此物块从底端开始上滑到返回斜面底端一共经历的时间是A.8sB.10sC.16sD.20s参考答案：C【详解】设物体运动的加速度为a，运动总时间为t，把物体上滑的运动看成反向的初速度为0的匀加速直线运动，则有：最后5s内位移为：s1＝a×52＝a；最初5s内位移为：，又因为s2：s1=11：5，解得t=8s；由于斜面光滑，上滑和下滑的时间相同，则物块从底端开始上滑到返回斜面底端一共经历的时间是16s，故选C.2.（多选题）如图所示是骨折病人的牵引装置示意图，绳子一端固定，绕过定滑轮和动滑轮后挂着一个重物，与动滑轮相连的帆布带拉着病人的脚，整个装置在同一个竖直平面内．为了使脚所受到的拉力增大，可采取的方法是（）A．只增加绳子的长度B．只增加重物的质量C．只将病人脚向左移动远离定滑轮D．只将两定滑轮的间距增大参考答案：BC【考点】共点力平衡的条件及其应用；物体的弹性和弹力．【分析】对与滑轮接触的一小段绳子受力分析，根据共点力平衡条件求出脚对绳子的拉力，根据表达式讨论即可．【解答】解：对与滑轮接触的一小段绳子受力分析，如图受到绳子的两个等大的拉力F1=F2=mg，2F1cosθ=F，解得：F=2mgcosθ，要减小拉力F，关键是要增大角θ或者减小m，故B正确；增加绳子长度不会改变角度θ，故不会改变里F，故A错误；将脚向左移动，会减小角θ，会增加拉力，故C正确；由几何关系可知，两个滑轮间距增大，会增加角θ，故拉力F会减小，故D错误；故选：BC3.如图所示，实线为空气和水的分界面，一束绿光从水中的A点沿AO1方向(O1点在分界面上，图中未画出)射向空气，折射后通过空气中的B点，图中O点为A、B连线与分界面的交点．下列说法正确的是A．O1点在O点的右侧B．绿光从水中射入空气中时波长不变C．若增大入射角，可能在空气中的任何位置都看不到此绿光D．若沿AO1方向射出的一束红光，则折射光线有可能通过B点正上方的C点参考答案：CD4.如图所示，质量为m的物块甲，放在容器底部，随同容器一起从某一高处由静止释放，下落过程中不计一切阻力．则物块甲（）A．加速度大于g B．加速度小于gC．对容器底部的压力等于0 D．对容器底部的压力等于mg参考答案：C【考点】自由落体运动．【分析】自由落体运动的物体加速度等于g，处于完全失重状态，物体对悬挂物的拉力或对支撑面的压力为零．【解答】解：A、物块和容器一起由静止释放，做自由落体运动，加速度等于g，故A、B错误．B、物块甲做自由落体运动，处于完全失重状态，对容器底部的压力为零，故C正确，D错误．故选：C．5.如图所示，在平面上，平面镜M两端的坐标分别为(—1，3)和(0，3)，人眼位于坐标(2，0)处，当一发光点S从坐标原点沿—x方向运动过程中经以下哪个区域，人眼可以从平面镜中观察到S的像

A．0到—1区域

B．—1到—2区域

C．0到—区域

D．—2到—4区域参考答案：D解析：如图所示：二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.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：

①按右图所示，安装好实验装置，其中小车质量M=0.20kg，钩码总质量m=0.05kg．②释放小车，然后接通打点计时器的电源（电源频率为50Hz），打出一条纸带．（1）他在多次重复实验得到的纸带中选出满意的一条，如图所示．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（图中未画出），用刻度尺测得各计数点到0点距离分别为d1=0.004m，d2=0.055m，d3=0.167m，d4=0.256m，d5=0.360m，d6=0.480m，……，他把钩码重力作为小车所受合力，取当地重力加速度g=9.8m/s2，算出从打0点到打“5”点这一过程中合力做功W=

J（结果保留三位有效数字），把打“5”点时小车动能作为小车动能的改变量，算得EK

=

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”，且偏差很大．通过反思，他认为产生原因如下，其中有可能的是

．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大太多；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．计算“5”点的瞬时速度时，两计数点间时间间隔误取0.08s．参考答案：（1）合力做的功=0.176J；打“5”点时小车的速度此时小车动能（2）由题意可知合力对物体做功的测量值大于动能增量的测量值，分析四个选项可知，只有A、B符合题意。7.如图所示，质量为m带电量为+q的小滑块以大小为v0的初速度从A点进入宽度为d的AB绝缘水平面。当滑块运动至中点C时，速度大小为，从此刻起在AB区域内加上一个水平向左的强度不变的有界匀强电场（区域外不存在电场）。若小滑块受到的电场力与滑动摩擦力大小相等，则滑块离开AB区域时的速度

，要使小滑块在AB区域内运动的时间达到最长，电场强度应为

。（设最大静摩擦力大小等于滑动摩擦力）参考答案：，8.如图所示，质量为m1的滑块置于光滑水平地面上，其上有一半径为R的光滑圆弧。现将质量为m2的物体从圆弧的最高点自由释放，在物体下滑过程中m1和m2的总机械能________（选填“守恒”或“不守恒”），二者分离时m1、m2的速度大小之比为___________。参考答案：守恒，9.某实验小组的同学在进行“研究滑动摩擦力的大小与哪些因素有关”的实验中准备的实验器材有木块、木板、毛巾和砝码，在实验中设计的实验表格和实验数据记录如下表所示。实验序数接触面的材料正压力（N）滑动摩擦力（N）1木块与木板20.42木块与木板40.83木块与木板61.24木块与木板81.65木块与毛巾82.5（1）根据上面设计的表格可以知道该实验用的实验方法为________________.（2）分析比较实验序数为1、2、3、4的实验数据，可得出的实验结论为_____________________________________________________________________________________________.（3）分析比较实验序数为_________的两组实验数据，可得出的实验结论是：压力相同时，接触面越粗糙，滑动摩擦力越大.参考答案：（1）控制变量法（2）接触面相同时，滑动摩擦力大小与正压力大小成正比（3）4、5解析：根据上面设计的表格可以知道实验序数为1、2、3是保持接触面材料相同，研究滑动摩擦力大小与正压力大小关系；实验序数为4、5是保持压力相同，研究滑动摩擦力与接触面材料之间的关系。该实验用的实验方法为控制变量法；分析比较实验序数为1、2、3、4的实验数据，可得出的实验结论为接触面相同时，滑动摩擦力大小与正压力大小成正比。分析比较实验序数为4、5的两组实验数据，可得出的实验结论是：压力相同时，接触面越粗糙，滑动摩擦力越大。10.（6分）核能是一种高效的能源。①在核电站中，为了防止放射性物质泄漏，核反应堆有三道防护屏障：燃料包壳，压力壳和安全壳（见图甲）。结合图乙可知，安全壳应当选用的材料是

。②图丙是用来监测工作人员受到辐射情况的胸章，通过照相底片被射线感光的区域，可以判断工作人员受到何种辐射。当胸章上1mm铝片和3mm铝片下的照相底片被感光，而铅片下的照相底片未被感光时，分析工作人员受到了

射线的辐射；当所有照相底片被感光时，工作人员受到了

射线的辐射。参考答案：混凝土、β、γ11.为了用弹簧测力计测定两木块A和B间的动摩擦因数μ，甲、乙两同学分别设计了如图所示的实验方案。（1）为了用某一弹簧测力计的示数表示A和B之间的滑动摩擦力大小，你认为方案

更易于操作，简述理由

。（2）若A和B的重力分别为100N和150N，当甲中A被拉动时，弹簧测力计a示数为60N，b示数为110N，则A、B间的动摩擦因数为

。参考答案：（1）甲；因为甲方案拉木块时不需要匀速拉动,（2）0.412.一水平放置的水管，距地面高h＝l.8m，管内横截面积S＝2cm2。有水从管口处以不变的速度v0＝2m/s源源不断地沿水平方向射出，则水流的水平射程为

???

m，水流稳定后在空中有

?

m3的水。（g取10m/s2）参考答案：13.一根轻绳一端系一小球，另一端固定在O点，制成单摆装置．在O点有一个能测量绳的拉力大小的力传感器．让小球绕O点在竖直平面内做简谐振动，由传感器测出拉力F随时间t的变化图像如图所示，则小球振动的周期为

▲

s，此单摆的摆长为

▲

m（重力加速度g取10m/s2，取π2≈10）．参考答案：4

4

三、简答题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.如图所示，在平面直角坐标系中有一个垂直纸面向里的圆形匀强磁场，其边界过原点O和y轴上的点A（0，L）．一质量为m、电荷量为e的电子从A点以初速度v0平行于x轴正方向射入磁场，并从x轴上的B点射出磁场，射出B点时的速度方向与x轴正方向的夹角为60°．求：（1）匀强磁场的磁感应强度B的大小；（2）电子在磁场中运动的时间t．参考答案：答：（1）匀强磁场的磁感应强度B的大小为；（2）电子在磁场中运动的时间t为考点： 带电粒子在匀强磁场中的运动；牛顿第二定律；向心力．专题： 带电粒子在磁场中的运动专题．分析： （1）电子在磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，由牛顿第二定律可以求出磁感应强度．（2）根据电子转过的圆心角与电子做圆周运动的周期可以求出电子的运动时间．解答： 解：（1）设电子在磁场中轨迹的半径为r，运动轨迹如图，可得电子在磁场中转动的圆心角为60°，由几何关系可得：r﹣L=rcos60°，解得，轨迹半径：r=2L，对于电子在磁场中运动，有：ev0B=m，解得，磁感应强度B的大小：B=；（2）电子在磁场中转动的周期：T==，电子转动的圆心角为60°，则电子在磁场中运动的时间t=T=；答：（1）匀强磁场的磁感应强度B的大小为；（2）电子在磁场中运动的时间t为．点评： 本题考查了电子在磁场中的运动，分析清楚电子运动过程，应用牛顿第二定律与周期公式即可正确解题．15.内表面只反射而不吸收光的圆筒内有一半径为R的黑球，距球心为2R处有一点光源S，球心O和光源S皆在圆筒轴线上，如图所示．若使点光源向右半边发出的光最后全被黑球吸收，则筒的内半径r最大为多少？参考答案：自S作球的切线S?，并画出S经管壁反射形成的虚像点，及由画出球面的切线N，如图1所示，由图可看出，只要和之间有一夹角，则筒壁对从S向右的光线的反射光线就有一部分进入球的右方，不会完全落在球上被吸收．由图可看出，如果r的大小恰能使与重合，如图2，则r?就是题所要求的筒的内半径的最大值．这时SM与MN的交点到球心的距离MO就是所要求的筒的半径r．由图2可得??????????

（1）由几何关系可知

（2）由（1）、（2）式得

（3）四、计算题：本题共3小题，共计47分16.半径为R的玻璃半圆柱体，横截面如图所示，圆心为O，两条平行单色红光沿截面射向圆柱面，方向与底面垂直，光线1的入射点A为圆柱面的顶点，光线2的入射点B，∠AOB=60°，已知该玻璃对红光的折射率n=，求：两条光线经柱面和底面折射后的交点与O点的距离d．参考答案：解：光线1通过玻璃砖后不偏折．作出光路图，如图所示．光线2在圆柱面上的入射角θ1=60°，由折射定律得：

n=，得到：sinθ2==，得：θ2=30°由几何知识得：θ1′=60°﹣θ2=30°又由折射定律得：n=代入解得：θ2′=60°由于△BOC是等腰三角形，则==R所以d=cotθ2′=R答：两条光线经柱面和底面折射后的交点与O点的距离d为R．17.如图所示，空间存在着电场强度为E=2.5×102N/C、方向竖直向上的匀强电场，一长为L=0.5m的绝缘细线，一端固定在O点，一端拴着质量m=0.5kg、电荷量q=4×10﹣2C的小球．现将细线拉直到水平位置，使小球由静止释放，则小球能运动到最高点．不计阻力．取g=10m/s2．求：（1）小球的电性．（2）细线在最高点受到的拉力．（3）若小球刚好运动到最高点时细线断裂，则细线断裂后小球继续运动到与O点水平方向距离为细线的长度L时，小球距O点的高度．参考答案：解析：（1）由小球运动到最高点可知，小球带正电 （2）设小球运动到最高点时速度为v，对该过程由动能定理有，

（qE﹣mg）L=mv2

①在最高点对小球由牛顿第二定律得，T+mg﹣qE=m

②由①②式解得，T=15N

（3）小球在细线断裂后，在竖直方向的加速度设为a，则a=③设小球在水平方向运动L的过程中，历时t，则L=vt

④设竖直方向上的位移为s，则s=at2 ⑤由①③④⑤解得，s=0.125m小球距O点高度为s+L=0.625m．答：（1）小球的电性为正电（2）细线能承受的最大拉力为15N（3）当小球继续运动后与O点水平方向距离为L时，小球距O点的高度0.625m．【考点】动能定理的应用；牛顿第二定律；电势能．【分析】（1）由带电小球在电场力作用下