广东省揭阳市古溪中学2022年高三物理期末试卷含解析

广东省揭阳市古溪中学2022年高三物理期末试卷含解析一、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，人站在自动扶梯的水平踏板上，随扶梯斜向上匀速运动，以下说法正确的是A．人受到的合外力方向与速度方向相同B．人受到重力和支持力的作用C．人受到的静摩擦力为零D．人处于超重状态参考答案：BC2.如图所示，两小球a、b从直角三角形斜面的顶端以相同大小的水平速率v0向左、向右水平抛出，分别落在两个斜面上，三角形的两底角分别为30°和60°，则两小球a、b运动时间之比为()A．1∶

B．1∶3

C.∶1

D．3∶1参考答案：B3.（单选）如图所示，有一质量不计的杆AO，长为R，可绕A自由转动．用绳在O点悬挂一个重为G的物体，另一根绳一端系在O点，另一端系在以O点为圆心的圆弧形墙壁上的C点．当点C由图示位置逐渐向上沿圆弧CB移动过程中(保持OA与地面夹角θ不变)，OC绳所受拉力的大小变化情况是 (

)A．逐渐减小

B．逐渐增大 C．先减小后增大

D．先增大后减小参考答案：C4.下列关于超重、失重现象的描述中，正确的是（

）

A．列车在水平轨道上加速行驶，车上的人处于超重状态

B．当秋千摆到最低位置时，荡秋千的人处于超重状态

C．蹦床运动员在空中上升时处于失重状态，下落时处于超重状态

D．神州五号飞船进入轨道做圆周运动时，宇航员杨利伟处于失重状态参考答案：

BD5.在研究电磁感应现象的实验中：

（1）为了能明显地观察到实验现象，请在如图所示的实验器材中，选择必要的器材，并在图中用实线连接成实物电路图。（2）（多选）关于原、副线圈，以下说法正确的是（

）A.原线圈用的线较粗，匝数较少

B.原线圈用的线较细，匝数较少C.副线圈用的线较细，匝数较多

D.副线圈用的线较粗，匝数较多（3）（单选）在实验课快结束时，老师做了一个奇妙的“跳环实验”。如图所示，她把一个带铁芯的线圈L、开关S和电源用导线连接起来后，将一金属套环置于线圈L上，且使铁芯穿过套环。闭合开关S的瞬间，套环立刻跳起。某同学另找来器材再重复试验，线圈上的套环均未动。对比老师演示的实验，导致套环未动的原因可能是

（

）A.线圈接在了直流电源上B.电源电压过高C.所选线圈的匝数过多D.所用套环的材料与老师的不同参考答案：（1）实物电路图

（2分）

（2）AC

（2分）

（3）D二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.（4分）已知在t1时刻简谐横波的波形如图中实线所示；在时刻t2该波的波形如图中虚线所示。t2－t1=0.02s。若波的周期T满足0.01s＜T＜0.02s，且从t1时刻起，图中Q质点比R质点先回到平衡位置，则波速是___________m/s。参考答案：

答案：400m/s7.如图所示，为一平抛小球运动的示意图，对图中小球所处位置进行测量得：位置点1与位置点4竖直距离为15cm，位置点4与位置点7的竖直距离为25cm，各位置点之间的水平距离均为5cm。则（1）小球抛出时的速度大小为

m/s。（2）小球抛出点

（填“在”或“不在”）位置点1处。（3）小球在位置点4时的竖直速度是

m/s。（空气阻力不计，g=10m/s2，保留二位有效数字）参考答案：（1）1.5

（2）不在

0.678.在“探究加速度与物体所受合外力和质量间的关系”时，采用如图所示的实验装置，小车及车中砝码的质量用M表示，盘及盘中砝码的质量用m表示，小车的加速度可由小车后拖动的纸带由打点计数器打上的点计算出．(1)当M与m的大小关系满足_________时，才可以认为绳子对小车的拉力大小等于盘和砝码的重力．

(2)一组同学在先保持盘及盘中砝码的质量一定，探究加速度与质量的关系，以下做法错误的是________．A．平衡摩擦力时，不应将盘及盘中的砝码用细绳通过定滑轮系在小车上B．每次改变小车的质量时，不需要重新平衡摩擦力C．实验时，先放开小车，再接通打点计时器的电源D．小车运动的加速度可用天平测出m以及小车的质量M，直接用公式a＝求出．

(3)在保持小车及车中砝码的质量M一定，探究加速度与所受合外力的关系时，由于平衡摩擦力时操作不当，某同学得到的a－F关系如图所示(a是小车的加速度，F是细线作用于小车的拉力)．其原因

；参考答案：(1)m《M

(2)CD

(3)平衡摩擦力时，长木板的倾角过大了9.某兴趣小组通过物块在斜面上运动的实验，探究“合外力做功和物体速度v变化的关系”。实验开始前，他们提出了以下几种猜想：①W∞②W∞v③W∞v2。他们的实验装置如图甲所示，PQ为一块倾斜放置的木板，在Q处固定一个速度传感

器，每次实验物体都从不同位置处由静止释放。

(1)实验中是否需要测出木板与水平面的夹角?

。

(2)同学们设计了以下表格来记录实验数据。其中L1、L2、L3、L4……，代表物体分别从不同高度处无初速释放时初始位置到速度传感器的距离，v1、v2、v3、v4……，表示物体每次通过Q点的速度。实验次数1234……LL1L2L3L4……vv1v2v3v4……

他们根据实验数据绘制了如图乙所示的L-v图象，由图象形状得出结论W∞v2。

他们的做法是否合适，并说明理由?

。

(3)在此实验中，木板与物体间摩擦力大小

(选填“会”或“不会”)影响得出的探究结果。参考答案：（1）（2分）不需要。（2）（2分）不合适。由曲线不能直接确定函数关系，应进一步绘制L－v2图象。（3）（2分）不会。10.如图所示，质量为M的小车静止在光滑的水平地面上，车上装有半径为R的半圆形光滑轨道。现将质量为m的小球放于半圆形轨道的边缘上，并由静止开始释放，当小球滑至半圆形轨道的最低点位置时，小车移动的距离为______________，小球的速度为_________参考答案：11.如图所示,MN表示两个等势面,一个负电荷在M面上的D点具有电势能为+2.4×10-3J,在N等势面上的F点具有的电势能为+0.8×10-3J,如果将这个负电荷从C点移到E点电场力做功是_________J。______等势面电势高;电场线AB的方向是_______指向__________参考答案：

(1).

(2).N

(3).B

(4).A由C移到E时，电场力做功W=-△EP=2.4×10-3-0.8×10-3=1.6×10-3J；

由M到N电场力做正功，由于移动的为负电荷，故说明M的电势低；N的电势高；

电场线高电势指向低电势，故由B指向A；【点睛】本题考查电场力做功与电势能的关系，要注意明确电场力做功一定等于电势能的改变量．负电荷在高电势处电势能要小；电场线总是由高电势指向低电势．12.如图所示，N为金属板，M为金属网，它们分别与电池的两极相连，各电池的电动势和极性如图所示，已知金属板的逸出共为4.8eV．线分别用不同能量的电子照射金属板（各光子的能量已在图上标出），那么各图中没有光电子到达金属网的是AC（填正确答案标号），能够到达金属网的光电子的最大动能是0.5eV．参考答案：解：因为金属钨的逸出功为4.8eV．所以能发生光电效应的是B、C、D，B选项所加的电压为正向电压，则电子一定能到达金属网；C选项光电子的最大初动能为1.0eV．小于反向电压，根据动能定理，知电子不能到达金属网；D选项光电子的最大初动能为2.0eV，大于反向电压，根据动能定理，有光电子能够到达金属网．故没有光电子达到金属网的是A、C．故选：ACD项中逸出的光电子最大初动能为：Ekm=E光﹣W溢=6.8eV﹣4.8eV=2.0eV，到达金属网时最大动能为Ek=2.0﹣1.5=0.5eV．故答案为：AC，0.5．13.（6分）围绕正在发声的音叉运动一周，就会发现声音忽强忽弱，这是声波的

现象，产生这一现象的两个波源是 ，它们符合

波源的条件。参考答案：干涉、音叉的两个叉股、相干三、简答题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.质量分别为m和3m的A、B两个小球以相同的速率v沿同一直线相向运动，碰后B球停止不动，试求A球碰后的速度，并判断它们之间发生的是弹性碰撞还是非弹性碰撞（说明理由）．参考答案：弹性碰撞取B球碰前的速度方向为正方向，设A球碰后的速度为v′，由动量守恒定律有解得，方向与B球碰前的速度方向相同由于，故碰撞前后的总动能相等，则此碰撞是弹性碰撞15.如图所示，将一个斜面放在小车上面固定，斜面倾角θ=37°，紧靠斜面有一质量为5kg的光滑球，取重力加速度g＝10m/s2，sin37=0.6，cos37=0.8，则：试求在下列状态下：(1)小车向右匀速运动时，斜面和小车对小球的弹力大小分别是多少？(2)小车向右以加速度3m/s2做匀加速直线运动，斜面和小车对小球的弹力大小分别是多少？(3)小车至少以多大的加速度运动才能使小球相对于斜面向上运动。参考答案：(1)0，50N(2)25N，30N

(3)7.5m/s2【详解】(1)小车匀速运动时，小球随之一起匀速运动，合力为零，斜面对小球的弹力大小为0，竖直方向上小车对小球的弹力等于小球重力，即：否则小球的合力不为零，不能做匀速运动.(2)小车向右以加速度a1=3m/s2做匀加速直线运动时受力分析如图所示，有：代入数据解得：N1=25N，N2=30N(3)要使小球相对于斜面向上运动，则小车对小球弹力为0，球只受重力和斜面的弹力，受力分析如图，有：代入数据解得：答：(1)小车向右匀速运动时，斜面对小球的弹力为0和小车对小球的弹力为50N(2)小车向右以加速度3m/s2做匀加速直线运动，斜面和小车对小球的弹力大小分别是N1=25N，N2=30N.(3)小车至少以加速度向右运动才能使小球相对于斜面向上运动。四、计算题：本题共3小题，共计47分16.2008年12月，天文学家们通过观测的数据确认了银河系中央的黑洞“人马座A”的质量与太阳质量的倍数关系．研究发现，有一星体S2绕“人马座A”做椭圆运动，其轨道半长轴为9.50×102天文单位（地球公转轨道的半径为一个天文单位），“人马座A”就处在该椭圆的一个焦点上．观测得到S2星的运行周期为15.2年．

（1）若将S2星的运行轨道视为半径r=9.50×102天文单位的圆轨道，试估算“人马座A”的质量MA是太阳质量Ms的多少倍（结果保留一位有效数字）；

（2）黑洞的第二宇宙速度极大，处于黑洞表面的粒子即使以光速运动，其具有的动能也不足以克服黑洞对它的引力束缚．由于引力的作用，黑洞表面处质量为m的粒子具有势能为（设粒子在离黑洞无限远处的势能为零），式中M、R分别表示黑洞的质量和半径．已知引力常量G=6.7×10-11N?m2/kg2，光速c=3.0×108m/s，太阳质量Ms=2.0×1030kg，太阳半径Rs=7.0×108m，不考虑相对论效应，利用上问结果，在经典力学范围内求“人马座A”的半径RA与太阳半径Rg之比应小于多少（结果按四舍五入保留整数）．参考答案：（1）S2星绕人马座A做圆周运动的向心力由人马座A对S2星的万有引力提供，设S2星的质量为mS2，角速度为ω，周期为T，则①ω=②设地球质量为mE，公转轨道半径为rE，周期为TE，研究地球绕太阳做圆周运动，根据万有引力提供向心力则=mEω2rE③

综合上述三式得=式中

TE=1年，rE=1天文单位，代入数据可得=4×106（2）引力对粒子作用不到的地方即为无限远，此时粒子的势能为零．“处于黑洞表面的粒子即使以光速运动，其具有的动能也不足以克服黑洞对它的引力束缚”，说明了黑洞表面处以光速运动的粒子在远离黑洞的过程中克服引力做功，粒子在到达无限远之前，其动能便减小为零，此时势能仍为负值，则其能量总和小于零，则有mc2﹣＜0

④依题意可知R=RA，M=MA

可得RA＜

⑤代入数据得RA＜1.2×1010m

所以：＜1717.（18分）如图所示，足够长的轨道宽为L=0.5m，电阻不计，其所在平面与水平面成θ=37°角，末端与阻值为R=3Ω的电阻连接。磁感应强度为B=1.6T的匀强磁场方向垂直于轨道平面，一根质量为m=0.4kg，电阻r=1Ω的导体棒ab垂直跨放在导轨上，该导体与导轨的动摩擦因数μ=0.5。导体棒沿轨道从静止开始下滑，到开始匀速运动时，测得通过导体棒截面的电荷量q=2C。（g=10m/s2）求：

（1）导体棒做匀速直线运动的速度；

（2）导体棒从开始滑行到刚开始做匀速运动的过程中，在R上消耗的电功。参考答案：

解析：

分析ab棒的受力知：匀速运动时合力为零，即：

（1）

又因为

由动能定