2022年江西省吉安市碧洲中学高三物理期末试题含解析

2022年江西省吉安市碧洲中学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1.一节普通干电池安装在接通的电路中作为电源使用，对电池上标有“1.5V”这一数据的正确理解是（A）电池正负两极之间电压1.5V（B）如果给1Ω的外电阻供电，流过电池的电流强度是1.5A（C）每经过1C的电量，有1.5J的其他能量转为电能（D）每经过1C的电量，有1.5J的电能转为其他能量参考答案：C2.（单选）MN是一点电荷产生的电场中的一条电场线，一个带正电的粒子（不计重力）从a到b穿越这条电场线的轨迹，如图中虚线所示，下列说法正确的是（）A．点电荷一定位于ab虚线的右侧B．带电粒子在a点加速度大于b点加速度C．带电粒子在a点电势能大于b点电势能D．带电粒子在a点的动能大于b点的动能参考答案：【考点】：电场线．【分析】：解答本题的突破口是根据粒子的运动轨迹确定其所受电场力方向，从而确定电场线MN的方向以及负点电荷的位置，然后根据负点电荷周围电场分布情况，进一步解答．：解：A、由于该粒子只受电场力作用且做曲线运动，电场力指向轨迹内侧，电场力方向大致向左，电场线由N指向M，说明负电荷在直线MN左侧，或正电荷在直线MN的右侧；故A错误；B、若是负电荷在直线MN左侧，则a点离点电荷较远，a点的电场强度小于b点的电场强度，根据牛顿第二定律得知，带电粒子在a点的加速度小于在b点的加速度；故B错误；C、正电荷受到的电场力的方向向左，从a到b电场力对带电粒子做正功，电势能减小，动能增大，则带电粒子在a点的电势能大于在b点的电势能；在a点的动能小于b点的动能．故C正确，D错误．故选：C．【点评】：依据带电粒子的运动轨迹确定其所受电场力方向是解决带电粒子在电场中运动问题的突破口，然后可进一步根据电场线、电场力做功等情况确定电势、电势能的高低变化情况．3.清晨，草叶上的露珠是由空气中的水汽凝结成小水珠，这一物理过程中，水分子间的A

引力消失，斥力增大

B

斥力消失，引力增大C

引力、斥力都减小

D

引力、斥力都增大参考答案：D水汽凝结成小水珠分子间距变小，所以分子间的引力、斥力都变小，故选D。4.一个带负电的粒子射入一固定在O点的点电荷电场中，粒子运动轨迹如图中虚线abc所示。图中的实线是同心圆弧，表示电场的等势面，不计粒子的重力，则可以断定

A．b点的电势低于a点的电势

B．粒子在b点受到的电场力最大

C．从a到c整个过程，电场力做正功

D．粒子在b点的速度大于在a点的速度参考答案：AB5.如图所示，bc为固定在小车上的水平横杆，物块M串在杆上，靠摩擦力保持相对杆静止，M又通过轻细线悬吊着一个小铁球m，此时小车正以大小为a的加速度向右做匀加速运动，而M、m均相对小车静止，细线与竖直方向的夹角为θ．小车的加速度逐渐增大，M始终和小车保持相对静止，当加速度增加到2a时(

)

A．横杆对M的摩擦力增加到原来的2倍

B．横杆对M的弹力增加到原来的2倍

C．细线与竖直方向的夹角增加到原来的2倍

D．细线的拉力增加到原来的2倍参考答案：A二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.如图所示，太空宇航员的航天服内充有气体，与外界绝热，为宇航员提供适宜的环境，若宇航员出舱前航天服与舱内气体的压强相等，舱外接近真空，在打开舱门的过程中，舱内气压逐渐降低，航天服内气体内能减少（选填“增加”、“减少”或“不变”）．为使航天服内气体保持恒温，应给内部气体加热（选填“制冷”或“加热”）参考答案：解：根据热力学第一定律△U=W+Q，Q=0，气体急剧膨胀，气体对外界做功，W取负值，可知△U为负值，即内能减小．为使航天服内气体保持恒温，应给内部气体加热．故答案为：减小，加热7.波速相等的两列简谐波在x轴上相遇，一列波（虚线）沿x轴正向传播，另一列波（实线）沿x轴负向传播。某一时刻两列波的波形如图所示，两列波引起的振动在x=8m处相互__________（填“加强”或“减弱”），在x=10m处相互__________（填“加强”或“减弱”）；在x=14m处质点的振幅为________cm。参考答案：

(1).加强

(2).减弱

(3).2【详解】两列波在x=8m处引起的振动都是方向向下，可知此位置的振动是加强的；在x=10m处是峰谷相遇，可知此位置振动减弱；在x=14m处也是峰谷相遇，振动减弱，则质点的振幅为。8.一个同学在研究小球自由落体运动时，用频闪照相连续记录下小球的位置如图所示。已知闪光周期为s，测得x1=7．68cm，x3=12．00cm，用上述数据通过计算可得小球运动的加速度约为_______m/s2，图中x2约为________cm。（结果保留3位有效数字）参考答案：9.72m/s2

9.84cm

9.（实验）（2013?朝阳区一模）（2）某学校的学生为了测定物块与桌面之间的动摩擦因数，想出了很多方法．①其中甲同学采用了如图4所示的装置进行实验，他使物块在重物的牵引下开始运动，当重物落地后，物块再运动一段距离停在桌面上．实验中甲同学用打点计时器记录了物块的运动，图5为他截取的一段纸带，记录了物块做匀减速运动过程的信息，1、2、3、4、5是他选取的计数点，相邻两个计数点之间还有四个点未画出．已知打点计时器电源的频率为50Hz．根据纸带可求出物块做减速运动过程中的加速度大小a=

m/s2（保留两位有效数字）．若当地的重力加速度大小为9.8m/s2，则物块与桌面的动摩擦因数μ1=

（保留两位有效数字），该测量结果比动摩擦因数的真实值

（填“偏大”或“偏小”）．②乙同学采用了如图6所示的另一套装置进行实验，使物块A位于水平桌面的O点时，重物B刚好接触地面．将A拉到P点，待B稳定后由静止释放，A最终滑到Q点．分别测量OP、OQ的长度h和s．改变h，重复以上的操作，分别测出以下几组实验数据．

123456h/cm10.020.030.040.050.060.0s/cm9.512.528.539.048.056.5

乙同学在图7中已标出第1、2、3、5、6组数据对应的坐标点，请你在图中标出第4组数据对应的坐标点，并画出s﹣h关系图线．实验中测得A、B的质量之比mA：mB=4：5，则根据s﹣h图线计算出物块A与桌面间的动摩擦因数μ2=

．参考答案：①2.0；0.2；偏大．②0.4探究影响摩擦力的大小的因素解：①、由打点计时器电源的频率为50Hz，相邻两个计数点之间还有四个点未画出，可知相邻计数点间的时间为T=0.1s，进而由逐差法可得加速度为：物体受摩擦力作用而减速运动，可得：μMg=Ma解得：由于实际在减速阶段产生的加速度的力是滑动摩擦力和纸带受的阻力，所以计算结果比动摩擦因素的真实值偏大．②、如图：B下落至临落地时根据动能定理有：在B落地后，A运动到Q，有：解得：A、B的质量之比mA：mB=4：5，在s﹣h图象上任取一组数据h=10cm，s=9.5cm，代入可以得：．答：①2.0；0.2；偏大．②0.4．10.在右图所示的光电管的实验中，发现用一定频率的单色光A照射光电管时，电流表指针会发生偏转，而用另一频率的单色光B照射时不发生光电效应，那么用A光照射光电管时流过电流表G的电流方向是________（选填“a流向b”或“b流向a”）；两种单色光的波长大小关系是λA_______λB（选填“大于”、“等于”或“小于”）。参考答案：a流向b；小于11.右图为小车做直线运动的s－t图，则小车在BC段做______运动，图中B点对应的运动状态的瞬时速度大小是______m/s。参考答案：匀速，1.6~1.9

12.图为一小球做平抛运动时闪光照片的一部分，图中背景是边长5cm的小方格。问闪光的频率是

Hz；小球经过B点时的速度大小是

m/s。（重力加速度g取10m/s2）参考答案：10

2.513.如图1所示，有人对“利用频闪照相研究平抛运动规律”装置进行了改变，在装置两侧都装上完全相同的斜槽A、B，但位置有一定高度差，白色与黑色的两个相同的小球都从斜槽某位置由静止开始释放．实验后对照片做一定处理并建立直角坐标系，得到如图所示的部分小球位置示意图．（g取10m/s2）（1）观察改进后的实验装置可以发现，斜槽末端都接有一小段水平槽，这样做的目的是

．（2）根据部分小球位置示意图（如图2），下列说法正确的是

A．闪光间隔为0.1sB．A球抛出点坐标（0，0）C．B球抛出点坐标（0.95，0.50）D．两小球作平抛运动的水平速度大小不等．参考答案：（1）保证小球抛出时的速度在水平方向；（2）AB．【考点】研究平抛物体的运动．【分析】（1）斜槽末端都接有一小段水平槽，是为了保证小球水平抛出，做平抛运动．（2）A、平抛运动在竖直方向上做自由落体运动，根据△y=gT2求出闪光的间隔．

BC、求出小球在某一位置竖直方向上的分速度，从而求出运动的时间，根据h=gt2，x=v0t求出抛出点的坐标．

D、根据平抛运动的初速度是否相等，从而即可求解．【解答】解：（1）观察改进后的实验装置可以发现，斜槽末端都接有一小段水平槽，这样做的目的是保证小球抛出时的速度在水平方向．（2）A、由图可知，每格边长为0.05m，对A球，根据△y=2L=gT2得闪光的周期为T=，故A正确．B、A球在第二位置的竖直分速度为，在抛出点到该位置运动的时间为t=，等于闪光的周期，可知A球的抛出点坐标为（0，0），故B正确．C、横坐标为0.80m的小球在竖直方向上的分速度为vy==1.5m/s．则运行的时间为t==0.15s．水平分速度为v0=m/s=1.5m/s．则此时B球的水平位移为x=v0t=1.5×0.15m=0.225m，竖直位移为y=gt2=×10×0.152m=0.1125m．所以B球抛出点的坐标为：（1.025，0.4875）．故C错误．D、两球在水平方向上相等时间间隔内的位移相等，则初速度相等，故D错误．故答案为：（1）保证小球抛出时的速度在水平方向；（2）AB．三、简答题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.如图，一竖直放置的气缸上端开口，气缸壁内有卡口a和b，a、b间距为h，a距缸底的高度为H；活塞只能在a、b间移动，其下方密封有一定质量的理想气体。已知活塞质量为m，面积为S，厚度可忽略；活塞和汽缸壁均绝热，不计他们之间的摩擦。开始时活塞处于静止状态，上、下方气体压强均为p0，温度均为T0。现用电热丝缓慢加热气缸中的气体，直至活塞刚好到达b处。求此时气缸内气体的温度以及在此过程中气体对外所做的功。重力加速度大小为g。参考答案：试题分析：由于活塞处于平衡状态所以可以利用活塞处于平衡状态，求封闭气体的压强，然后找到不同状态下气体参量，计算温度或者体积。开始时活塞位于a处，加热后，汽缸中的气体先经历等容过程，直至活塞开始运动。设此时汽缸中气体的温度为T1，压强为p1，根据查理定律有①根据力的平衡条件有②联立①②式可得③此后，汽缸中的气体经历等压过程，直至活塞刚好到达b处，设此时汽缸中气体的温度为T2；活塞位于a处和b处时气体的体积分别为V1和V2。根据盖—吕萨克定律有④式中V1=SH⑤V2=S（H+h）⑥联立③④⑤⑥式解得⑦从开始加热到活塞到达b处的过程中，汽缸中的气体对外做的功为⑧故本题答案是：点睛：本题的关键是找到不同状态下的气体参量，再利用气态方程求解即可。15.（4分）图为一简谐波在t=0时，对的波形图，介质中的质点P做简谐运动的表达式为y=4sin5xl，求该波的速度，并指出t=0.3s时的波形图(至少画出一个波长)

参考答案：解析：由简谐运动的表达式可知，t=0时刻指点P向上运动，故波沿x轴正方向传播。由波形图读出波长，；由波速公式，联立以上两式代入数据可得。t=0.3s时的波形图如图所示。

四、计算题：本题共3小题，共计47分16.磁悬浮列车是一种高速运载工具。它具有两个重要系统。一是悬浮系统，利用磁力（可由超导电磁铁提供）使车体在导轨上悬浮起来与轨道脱离接触。另一是驱动系统，在沿轨道上安装的三相绕组（线圈）中，通上三相交流电，产生随时间、空间作周期性变化的磁场，磁场与固连在车体下端的感应金属板相互作用，使车体获得牵引力。

为了有助于了解磁悬浮列车的牵引力的来由，我们求解下面的问题。

设有一与轨道平面垂直的磁场，磁感应强度B随时间t和空间位置x变化规律为

式中、、均为已知常量，坐标轴x与轨道平行。在任一时刻t，轨道平面上磁场沿x方向的分布是不均匀的，如图所示。图中Oxy平面代表轨道平面，“×”表示磁场的方向垂直Oxy平面指向纸里，“·”表示磁场的方向垂直Oxy平面指向纸外。规定指向纸外时B取正值。“×”和“·”的疏密程度表示沿着x轴B的大小分布。一与轨道平面平行的具有一定质量的金属矩形框MNPQ处在该磁场中，已知与轨道垂直的金属框边MN的长度为，与轨道平行的金属框边MQ的长度为d，金属框的电阻为R，不计金属框的电感。1．试求在时刻t，当金属框的MN边位于x处时磁场作用于金属框的安培力，设此时刻金属框沿x轴正方向移动的速度为。2.试讨论安培力的大小与金属框几何尺寸的关系。参考答案：1．题给的磁场随时间和空间的变化具有周期性，在某时刻，磁场的空间分布为

在时刻，磁场的空间分布为

比较上面两式，不难看出，和这两个时刻的磁场的空间分布规律是相同的，只是时刻原位于处的磁场，经历时间，在时刻，出现在处．即整个磁场的分布经时间间隔沿x轴的正方向平移了一段距离

平移速度

（1）平移速度为恒量．由此可见，题给出的磁场可视为一在空间按余弦规律分布的非均匀磁场区域以速度沿x轴的正方向平移．如果金属框移动的速度小于磁场区域平移的速度，那么通过金属框的磁通将随时间发生变化，从而在金属框中产生感应电流，感应电流将受到磁场的安培力作用．由题已知，在时刻t，金属框移动的速度为，金属框MN边位于坐标x处，PQ边位于坐标处．设此时金属框的磁通为（规定由纸内到纸外为正）；经过一很短的时间间隔，整个磁场分布区域向x方向移动了一段距离，金属框向x方向移动了一段距离，其结果是：MN边左侧穿过面积为的磁通移进了金属框，PQ边左侧穿过面积为的磁通移出了金属框，故在时刻，通过金属框的磁通为

在时间间隔内，通过金属框的磁通增量为

（2）规定框内的感应电动势沿顺时针方向（沿回路MNPQM方向)为正，由电磁感应定律，可得t时刻的感应电动势

（3）规定金属框内的感应电流沿顺时针方向（沿回路MNPQM方向)为正，可得t时刻的感应电流为

(4)磁场对于上下两边NP和MQ的安培力的大小相等，方向相反，二者的合力为零．规定向右的力为正，则磁场作用于金属框MN边的安培力为；由于PQ边和MN边的电流方向相反，磁场作用于金属框PQ边的安培力为，故金属框的安培力的合力

（5）由（1）、（2）、（3）、（4）、（5）式及题给定的磁场分布规律，得

（6）利用三角学公式，得

（7）

称为安培力的幅度．从（7）式可以看出，安培力在的幅度内随时间变化，但其值不会小于零，表示磁场作用于金属框的安培力始终向右．2．讨论安培力的大小与线框几何尺寸的关系就是讨论与线框几何尺寸的关系．与金属框长度l的平方成正比，与金属框的宽度d有关：当，即

（8）得

（9）当，即

（10）达最大值

（11）

当d取其它值时，介于0与最大值之间．17.如图所示，匀强电场区域和匀强磁场区域是紧邻的且宽度相等均为d，电场方向在纸面内竖直向下，而磁场方向垂直纸面向里。一质量为m,电量为q的正电粒子（重力不计）,从O点以速度ν0沿垂直电场方向进入电场，从A点射出电场进入磁场，离开电场时带电粒子在电场方向的偏转位移为电场宽度的一半，粒子从磁场右边界上C点水平穿出，求：（1）粒子进入磁场时的速度ν为多少?（2）电场强度E和磁感应强度B的大小。参考答案：解：（1）粒子在电场偏转垂直电场方向平行电场方向解得Vy=V0

到达A点的速度为进入磁场时速度