山西省临汾市霍州师庄斤安中心校2022年高三物理期末试题含解析

山西省临汾市霍州师庄斤安中心校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）静电场方向平行于x轴，其电势φ随x的分布可简化为如图所示的折线，图中φ0和d为已知量，一个质量为m、电荷量为q带负电的粒子恰好在电场中以x=0为中心、沿x轴方向做周期性运动。忽略粒子的重力，则A．在－d＜x＜d区间内的场强大小都是，方向均沿＋xB．在－d＜x＜d区间内粒子做简谐运动C．要使粒子能运动到－d处，粒子在O点的动能至少为D．粒子从运动到的过程中，电势能先增大后减小参考答案：C2.高空匀速水平飞行的轰炸机，每隔2s放下一颗炸弹.若不计空气阻力，则下列说法中正确的是：

(A)这些炸弹落地前的排列形成一条抛物线．

(B)空中两相邻炸弹间距离保持不变．

(C)这些炸弹落地时的速度相同．

(D)这些炸弹都落在水平地面上的同一点．参考答案：C3.如图所示，在一个质量为M的斜面上固定一物块，斜面倾角为，物块质量为m，当斜面按照以下方式运动时，下列判断正确的是A．若斜面向左匀速移动距离x，斜面对物块的作用力做功（M-m）gxB．若斜面向上匀速移动距离x,斜面对物块的作用力做功mgxC．若斜面向左以加速度口移动距离x，斜面对物块的作用力做功maxD．若斜面向下以加速度口移动距离x，物块的机械能减少m(g-a)x参考答案：BCD4.某学生设计了一个验证法拉第电磁感应定律的实验，实验装置如图甲所示。在大线圈Ⅰ中放置一个小线圈Ⅱ，大线圈Ⅰ与多功能电源连接。多功能电源输入到大线圈Ⅰ的电流i1的周期为T，且按图乙所示的规律变化，电流i1将在大线圈Ⅰ的内部产生变化的磁场，该磁场磁感应强度B与线圈中电流i的关系为B=ki1（其中k为常数）。小线圈Ⅱ与电流传感器连接，并可通过计算机处理数据后绘制出小线圈Ⅱ中感应电流i2随时间t变化的图象。若仅将多功能电源输出电流变化的频率适当增大，则图丙所示各图象中可能正确反映i2-t图象变化的是（图丙中分别以实线和虚线表示调整前、后的i2-t图象）

(

)参考答案：D5.（单选）如图所示，上表面光滑的半圆柱体放在水平面上，小物块从靠近半圆柱体顶点O的A点，在外力F作用下沿圆弧缓慢下滑到B点，此过程中F始终沿圆弧的切线方向且半圆柱体保持静止状态．下列说法中正确的是（

）

A．半圆柱体对小物块的支持力变大 B．外力F先变小后变大 C．地面对半圆柱体的摩擦力先变大后变小 D．地面对半圆柱体的支持力变大参考答案：CA、B、对小滑块受力分析，受到重力、支持力和拉力，如图，根据共点力平衡条件，有由于θ越来越大，故支持力N变小，拉力F变大，故AB错误；C、D、对半圆柱体受力分析，受到压力N，地面支持力N′，重力Mg，地面的静摩擦力f，如图，根据共点力平衡条件，有解得由于θ越来越大，故静摩擦力f先变大后变小，支持力先变小后变大，故C正确，D错误。二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.核电池又叫“放射性同位素电池”，一个硬币大小的核电池，就可以让手机不充电使用5000年.燃料中钚（）是一种人造同位素，可通过下列反应合成：①用氘核（）轰击铀（）生成镎（NP238）和两个相同的粒子X，核反应方程是；②镎（NP238）放出一个粒子Y后转变成钚（），核反应方程是+．则X粒子的符号为

▲

；Y粒子的符号为

▲

．参考答案：，（2分）；（2分）

7.从地面A处竖直上抛一质量为m的小球，小球上升到B点时的动能与小球上升到最高点后返回至C点时的动能相等，B点离地高度为，C点离地高度为．空气阻力f=0.1mg，大小不变，则小球上升的最大高度为_________；小球下落过程中从B点到C点动能的增量为___________．

参考答案：4h；

0.6mgh8.如图所示，在平面直角中，有方向平行于坐标平面的匀强电场，已测得坐标原点处的电势为0V，点处的电势为6V,点处的电势为3V,那么电场强度的大小为E=

V/m，方向与X轴正方向的夹角为

。参考答案：200V/m

12009.如图所示，由导热材料制成的气缸和活塞将一定质量的理想气体封闭在气缸内，活塞与气缸壁之间无摩擦，活塞上方存有少量液体，将一细管插入液体，利用虹吸现象，使活塞上方液体缓慢流出，在此过程中，大气压强与外界的温度均保持不变，下列各个描述理想气体状态变化的图象中与上述过程相符合的是

图，该过程为

过程。（选填“吸热”、“放热”或“绝热”）参考答案：D

吸热气体做等温变化，随着压强减小，气体体积增大。A、B图中温度都是变化的；等温情况下，PV＝C，P－1/V图象是一条过原点的直线，所以图D正确。该过程中，体积增大，气体对外界做功，W＜0，等温变化，所以Q＞0，气体要吸收热量。10.为了测量玩具遥控汽车的额定功率，某同学用天平测出其质量为0.6kg，小车的最大速度由打点计时器打出的纸带来测量，如图所示，主要实验步骤有：A．给小车尾部系一条长纸带，纸带通过打点计时器；B．接通打点计时器（电源频率为50Hz），使小车以额定功率沿水平地面加速到最大速度，继续运行一段时间后关闭小车发动机，使其由地面向前滑行直至停下；C．处理纸带上打下的点迹。（1）由纸带知遥控汽车的最大速度为

；汽车滑行时的加速度为

。（2）汽车滑行的阻力为

；动摩擦因数为

，额定功率为

。（g取10m/s2，计算结果保留三位有效数字）第22题图

参考答案：（1）1.00

-1.73

（2）1.04

0.173

1.0411.下表是按照密立根的方法进行实验时得到的某金属的UC和v的的几组数据。(UC是遏制电压)UC/V0.5410.6370.7140.8090.878v/l014Hz5.6445.8886.0986.3036.501请根据上表的数据在答题纸对应的坐标中作出UC-v图象；从图象中可知这种金属的截止频率为

；已知e=1.6010-19C，用给出的数据结合图象算出普朗克常量为

。参考答案：12.如图是用打点计时器（频率为50Hz）测

定匀变速直线运动的加速度时得到的纸带，从O点开始每隔4个点取一个计数点，则相邻的两个计数点的时间间隔为___________s，测得OA=6.80cm，CD=3.20cm，DE=2.00cm，则物体运动加速度大小为_________m/s2，D点的速度大小为__________m/s。参考答案：13.如图甲所示为测量电动机匀速转动角速度的实验装置，半径不大的圆形卡纸固定在电动机转轴上，在电动机的带动下匀速转动．在圆形卡纸的旁边垂直安装了一个改装了的电火花计时器．(1)请将下列实验步骤按先后排序：________A．使电火花计时器与圆形卡纸保持良好接触B．接通电火花计时器的电源，使它工作起来C．启动电动机，使圆形卡纸转动起来D．关闭电动机，拆除电火花计时器；研究卡纸上留下的一段痕迹(如图乙所示)，写出角速度ω的表达式，代入数据，得出ω的测量值。(2)要得到ω的测量值，还缺少一种必要的测量工具，它是________．A．秒表

B．毫米刻度尺

C．圆规

D．量角器(3)写出角速度ω的表达式，并指出表达式中各个物理量的意义。参考答案：(1)ACBD

(2)D

(3)θ为n个点对应的圆心角，T为时间间隔三、简答题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.（选修模块3－4）如图所示是一种折射率n=1.5的棱镜用于某种光学仪器中。现有一束光线沿MN的方向射到棱镜的AB界面上，入射角的大小。求光在棱镜中传播的速率及此束光线射出棱镜后的方向（不考虑返回到AB面上的光线）。

参考答案：解析：由得（1分）

由得，（1分）

由＜，可知C＜45°（1分）

而光线在BC面的入射角＞C，故光线在BC面上发生全反射后，垂直AC面射出棱镜。（2分）

15.静止在水平地面上的两小物块A、B，质量分别为mA=l.0kg，mB=4.0kg；两者之间有一被压缩的微型弹簧，A与其右侧的竖直墙壁距离l=1.0m，如图所示。某时刻，将压缩的微型弹簧释放，使A、B瞬间分离，两物块获得的动能之和为Ek=10.0J。释放后，A沿着与墙壁垂直的方向向右运动。A、B与地面之间的动摩擦因数均为u=0.20。重力加速度取g=10m/s2。A、B运动过程中所涉及的碰撞均为弹性碰撞且碰撞时间极短。（1）求弹簧释放后瞬间A、B速度的大小；（2）物块A、B中的哪一个先停止？该物块刚停止时A与B之间的距离是多少？（3）A和B都停止后，A与B之间的距离是多少？参考答案：（1）vA=4.0m/s，vB=1.0m/s；（2）A先停止；0.50m；（3）0.91m；分析】首先需要理解弹簧释放后瞬间的过程内A、B组成的系统动量守恒，再结合能量关系求解出A、B各自的速度大小；很容易判定A、B都会做匀减速直线运动，并且易知是B先停下，至于A是否已经到达墙处，则需要根据计算确定，结合几何关系可算出第二问结果；再判断A向左运动停下来之前是否与B发生碰撞，也需要通过计算确定，结合空间关系，列式求解即可。【详解】（1）设弹簧释放瞬间A和B的速度大小分别为vA、vB，以向右为正，由动量守恒定律和题给条件有0=mAvA-mBvB①②联立①②式并代入题给数据得vA=4.0m/s，vB=1.0m/s（2）A、B两物块与地面间的动摩擦因数相等，因而两者滑动时加速度大小相等，设为a。假设A和B发生碰撞前，已经有一个物块停止，此物块应为弹簧释放后速度较小的B。设从弹簧释放到B停止所需时间为t，B向左运动的路程为sB。，则有④⑤⑥在时间t内，A可能与墙发生弹性碰撞，碰撞后A将向左运动，碰撞并不改变A的速度大小，所以无论此碰撞是否发生，A在时间t内的路程SA都可表示为sA=vAt–⑦联立③④⑤⑥⑦式并代入题给数据得sA=1.75m，sB=0.25m⑧这表明在时间t内A已与墙壁发生碰撞，但没有与B发生碰撞，此时A位于出发点右边0.25m处。B位于出发点左边0.25m处，两物块之间的距离s为s=025m+0.25m=0.50m⑨（3）t时刻后A将继续向左运动，假设它能与静止的B碰撞，碰撞时速度的大小为vA′，由动能定理有⑩联立③⑧⑩式并代入题给数据得

故A与B将发生碰撞。设碰撞后A、B的速度分别为vA′′以和vB′′，由动量守恒定律与机械能守恒定律有

联立式并代入题给数据得

这表明碰撞后A将向右运动，B继续向左运动。设碰撞后A向右运动距离为sA′时停止，B向左运动距离为sB′时停止，由运动学公式

由④式及题给数据得sA′小于碰撞处到墙壁的距离。由上式可得两物块停止后的距离四、计算题：本题共3小题，共计47分16.如图所示，一个质量为m=15kg的小号粮食麻袋，从离地面高h1=6m的天花板自由下落，一辆运粮平板车正沿着下落点正下方所在的平直路面以v0=6m/s的速度匀速前进．已知麻袋开始自由下落时，平板车前端恰好运动到距离下落点正下方s=3m处，该平板车总长L=7m，平板车板面离地面高h2=1m，麻袋可看做质点，不计空气阻力．假定麻袋落到板面后不弹起，在麻袋落到板面的瞬间，平板车开始以大小为a=4m/s2的加速度做匀减速直线运动，直至停止，g取10m/s2，麻袋与平板车板面间的动摩擦因数μ=0.2．求：（1）麻袋将落在平板车上距车左端多远处；（2）通过计算说明，麻袋是否会滑到平板车的最左端；（3）麻袋在平板车上相对滑动的过程中产生的总热量Q为多少．参考答案：解：（1）设麻袋经时间t1下落到平板车上，由运动学公式得：

h1﹣h2=gt2①平板车在t1时间内前进的距离为x1，则：x1=v0t1②所以麻袋在平板车上的落点距车左端距离：s′=L+s﹣x1=4m③（2）设麻袋落在车上后做匀加速运动的加速度为a1，经过时间t2麻袋和板车的速度相同为v，则：板车的速度为：v=v0﹣at2④麻袋的速度为：v=a1t2⑤对麻袋应用牛顿第二定律得：μmg=ma1⑥平板车的位移为：x2=v0t2﹣at22；⑦在这段时间内麻袋的位移为：x3=a1t22⑧联立④⑤⑥⑦⑧可得：在这段时间内麻袋相对平板车向后的位移为：△x1=x2﹣x3=3m⑨因△x1＜4m故不会滑至平板车的左端⑩（3）速度相同后麻袋和平板车各自做匀减速运动直到静止，平板车的位移为：x4=?麻袋的位移为：x5=?麻袋相对车向前的位移为：△x2=x5﹣x4?麻袋在平板车上来回摩擦产生的总热量：Q=μmg（△x1+△x2）=105J?答：（1）麻袋将落在平板车上距车左端4m．（2）麻袋不会滑到最左端．（3）麻袋在平板车上相对滑动的过程中产生的总热量Q为105J．【考点】功能关系；匀变速直线运动规律的综合运用；牛顿第二定律．【分析】（1）麻袋做自由落体运动，根据下落高度求得时间，再位移公式求出此时间内平板车前进的距离，从而得到麻袋在车上的落点距车尾端距离；（2）先由速度公式求出平板车和模型达到具有相同速度所用的时间，然后求出在这段时间内模型相对车向后的位移；（3）麻袋在平板上来回摩擦产生的总热量：Q=μmg△x，△x是麻袋相对车向前的位移，由位移时间公式求解△x．17.如图所示，两根足够长的平行金属导轨MN、PQ与水平面的夹角为α=30°，导轨光滑且电阻不计，导轨处在垂直导轨平面向上的有界匀强磁场中.两根电阻都为R=2Ω、质量都为m=0.2kg的完全相同的细金属棒ab和cd垂直导轨并排靠紧的放置在导轨上，与磁场上边界距离为x=1.6m，有界匀强磁场宽度为3x=4.8