江西省九江市湖口第二中学2022年高三物理期末试卷含解析

江西省九江市湖口第二中学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.将硬导线中间一段折成半圆形，使其半径为R，让它在磁感应强度为B,方向如图所示的匀强磁场中绕轴MN匀速转动。导线在a、b两处通过电刷与外电路连接，外电路接有额定功率为P、电阻为r的小灯泡并正常发光。电路中除灯泡外，其余部分的电阻不计，则半圆形硬导线的转速及从该位置旋转180°的过程中通过小灯泡的电荷量分别为（

）A．，0

B．，

C．， D．，0参考答案：B2.如图是某质点的运动图象，由图象可以得出的正确结论是（

）A.0-4s内的位移大小是3m

B.0-1s内加速度是2m/s2C.0-4s内平均速度是2m/s

D.0-1s内的速度方向与2-4s内速度方向相反参考答案：B3.（单选）随着世界航空事业的发展，深太空探测已逐渐成为各国关注的热点．假设深太空中有一颗外星球，质量是地球质量的2倍，半径是地球半径的．则下列判断正确的是（）A．该外星球的同步卫星周期一定小于地球同步卫星周期B．某物体在该外星球表面上所受重力是在地球表面上所受重力的4倍C．该外星球上第一宇宙速度是地球上第一宇宙速度的2倍D．绕该外星球的人造卫星和以相同轨道半径绕地球的人造卫星运行速度相同参考答案：【考点】：人造卫星的加速度、周期和轨道的关系；万有引力定律及其应用．【专题】：人造卫星问题．【分析】：根据万有引力提供向心力公式列及同步卫星的相关知识即可分析．：解：A、根据解得：T=而不知道同步卫星轨道半径的关系，所以无法比较该外星球的同步卫星周期与地球同步卫星周期关系，故A错误；B、根据解得：a=所以，故B错误；C、根据解得：v=，所以，故C正确；D、根据C分析可知：v=，轨道半径r相同，但质量不同，所以速度也不一样，故D错误．故选C【点评】：了解第一宇宙速度是近地卫星的环绕速度，也是最大的圆周运动的环绕速度．要比较一个物理量大小，我们可以把这个物理量先表示出来，在进行比较．4.（多选）甲、乙两车某时刻由同一地点，沿同一方向开始做直线运动，若以该时刻作为计时起点，得到两车的位移﹣时间图象，即x﹣t图象如图所示，甲图象过O点的切线与AB平行，过C点的切线与OA平行，则下列说法中正确的是（）A．在两车相遇前，t1时刻两车相距最远B．t3时刻甲车在乙车的前方C．0﹣t2时间内甲车的瞬时速度始终大于乙车的瞬时速度D．甲车的初速度等于乙车在t3时刻的速度参考答案：解：A、图象的纵坐标表示物体所在的位置；由图可知t1时刻CA相距最大，即两车的距离最大，故A正确；B、t3时刻两车的位置相同，两车处在同一位置，故B错误；C、图象斜率表示速度，由图可知，0﹣t1时间C的斜率大于A，之后C的斜率小于A，故C错误；D、图象的斜率表示物体的速度，由图可知，甲车的初速度等于乙车在t3时刻的速度，故D正确；故选：AD．5.（单选）下列说法中正确的是()A．气体的温度升高时，分子的热运动变得剧烈，分子的平均动能增大，撞击器壁时对器壁的作用力增大，从而气体的压强一定增大B．气体体积变小时，单位体积的分子数增多，单位时间内打到器壁单位面积上的分子数增多，从而气体的压强一定增大C．压缩一定量的气体，气体的内能一定增加D．分子a只在b作用下从远处趋近固定不动的分子b，当a到达受b的作用力为零处时，a的动能一定最大参考答案：D二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.光电效应和

都证明光具有粒子性，

提出实物粒子也具有波动性。参考答案：康普顿效应，德布罗意7.据报道：1978年澳大利亚科学家利用5m长的电磁轨道炮，将质量为3.3g的弹丸以5.9km/s的高速发射获得成功。假设弹丸在轨道炮内做匀加速直线运动，弹丸所受的合力为_________N。如果每分钟能发射6颗弹丸，该电磁轨道炮的输出功率约为＿＿＿＿＿Ｗ。参考答案：1.15×104

N；

5.74×103

W。8.(12分)某同学设计了一个探究加速度与物体所受合力F及质量m的关系实验。如图(a)为实验装置简图，A为小车，B为打点计时器，C为装有砂的砂桶，D为一端带有定滑轮的长方形木板，实验中认为细绳对小车拉力F等于砂和砂桶总重量，小车运动加速度a可用纸带上点求得：

(1)图(b)为某次实验得到的纸带(交流电的频率为50Hz)，试由图中数据求出小车加速度值；

(2)保持砂和砂桶质量不变，改变小车质量m，分别得到小车加速度a与质量m及对应的数据如下表：

根据上表数据，为直观反映：F不变时，a与m的关系，请在方格坐标纸中选择恰当物理量，建立坐标系，并作出图线.从图线中得到：F不变时，小车加速度a与质量之间定量关系式是_____________.

(3)保持小车质量不变，改变砂和砂桶重量，该同学根据实验数据作出了加速度a与合力F图线，如图(d)所示，该图线不通过原点，明显超出偶然误差范围，其主要原因是_______________________________________________.参考答案：答案：(1)，T=0.04s，a=3.0m/s2(4分)

(2)如图所示，(作图2分，结论3分)(3)实验前未平衡摩擦力(3分)

9.真空室内，有质量分别为m和2m的甲、乙两原子核，某时刻使它们分别同时获得和的瞬时速率，并开始相向运动。由于它们间的库仑斥力作用，二者始终没有接触，当两原子核相距最近时，甲核的速度大小为__________。(填选项前的字母)A.B.C.D.参考答案：B当二者共速时距离最近，由动量守恒定律可得4mv-3mv=3m解得，故选项B正确。10.置于铅盒中的放射源发射的、和三种射线，由铅盒的小孔射出。在小孔外放一张铝箔，铝箔后的空间有一匀强电场。射线进入电场后，变为a、b两束，射线a沿原来方向行进，射线b发生了偏转，如图所示，则图中的射线a为

射线，射线b为

射线。参考答案：

11.物质是由大量分子组成的，分子直径的数量级一般是________m．能说明分子都在永不停息地做无规则运动的实验事实有________(举一例即可)．在两分子间的距离由v0(此时分子间的引力和斥力相互平衡，分子作用力为零)逐渐增大的过程中，分子力的变化情况是________(填“逐渐增大”“逐渐减小”“先增大后减小”或“先减小后增大”)．参考答案：(1)10－10布朗运动(或扩散现象)先增大后减小12.如图所示，为一列沿x轴正方向传播的简谐横波在t=0时刻的波的图象．经△t=0.1s，质点M第一次回到平衡位置，则这列波的波速为v=1m/s，周期T=1.2s．参考答案：解：波沿x轴正方向传播，当x=0处的状态传到M点时，M第一次回到平衡位置，此过程中波传播的距离为△x=0.1m则波速为v==m/s=1m/s根据数学知识得：y=Asinωx=Asinx，由题知：10=20sin×0.1则波长为λ=1.2m则周期T==s=1.2s故答案为：1，1.213.在磁感强度为B的匀强磁场中，一个面积为S的矩形线圈匀速转动时所产生的交流电电压随时间变化的波形如图所示，则该交流电的电压有效值为________V，图中t=1.0×10-2s时，穿过线圈平面的磁通量为________。参考答案：答案：V；BS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.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.有一个1000匝的矩形线圈，两端通过导线与平行金属板AB相连（如图所示），线圈中有垂直纸面向外的匀强磁场；已知AB板长为2d，板间距离为d．当穿过线圈的磁通量增大且变化率为0.2Wb/s时，有一比荷为的带正电粒子以初速度v0从上板的边缘射入板间，并恰好从下板的边缘射出；之后沿直线MN运动，又从N点射入另一垂直纸面向外磁感应强度为B=0.1T的圆形匀强磁场区（图中未画出），离开圆形磁场时速度方向偏转了60°．不计带电粒子的重力．试求（1）AB板间的电压UAB（2）v0的大小（3）圆形磁场区域的最小半径．参考答案：解：（1）由法拉第电磁咸应定律：①得矩形线圈产生的感应电动势E=200V②因为AB板间的电压等于线圈产生的电动势，故

UAB=200V③（2）带电粒子在AB板间做类平抛运动，设从下板边缘离开时竖直方向的速度为vy，则：④水平方向：L=v0t⑤竖直方向：⑥由④⑤⑥并代入数据得：⑦（3）粒子进入磁场瞬间：vy=at=2.0×104m/s⑧带电粒子在圆形磁场区中做匀速圆周运动，

洛伦兹力作向心力：⑨⑩由⑧⑨⑩并代入数据得：如图，由几何关系得弦NQ的长为在过NQ两点的圆中，以弦NQ为直径的圆最小圆形磁场区域的最小半径为：答：（1）AB板间的电压200V；（2）v0的大小2.0×104m/s；（3）圆形磁场区域的最小半径0.14m．17.拔火罐”是一种中医疗法，为了探究“火罐”的“吸力”，某人设计了如图实验．圆柱状气缸（横截面积为S）被固定在铁架台上，轻质活塞通过细线与重物m相连，将一团燃烧的轻质酒精棉球从缸底的开关K处扔到气缸内，酒精棉球熄灭时（设此时缸内温度为t℃）密闭开关K，此时活塞下的细线刚好拉直且拉力为零，而这时活塞距缸底为L．由于气缸传热良好，重物被吸起，最后重物稳定在距地面处．已知环境温度为27℃不变，与大气压强相当，气缸内的气体可看做理想气体，求t值．参考答案：解：酒精棉球熄灭时，封闭气体向下得压力，大气压向上的支持力，由平衡得：P1S=P0S解得：P1=P0此时体积为：V1=LS，温度为：T1=273+t重物被吸起稳定后，活塞受绳子得拉力，封闭气体向下得压力和大气压向上得支持力，由平衡得：P2S+mg=P0S解得：此时体积为：，温度为T2=273+27K=300K有理想气体状态方程得：解得：t=127℃答：此种情况下的温度为127℃【考点】理想气体的状态方程．【分析】酒精棉球熄灭后，以活塞为研究对象可求出封闭气体初末状态压强，利用理想气体状态方程列式即可求解．18.如甲图所示，间距为L、电阻不计的光滑导轨固定在倾角为θ的斜面上．在MNPQ矩形区域内有方向垂直于斜面的匀强磁场，磁感应强度为B；在CDEF矩形区域内有方向垂直于斜面向下的磁场，磁感应强度Bt随时间t变化的规律如乙图所示，其中Bt的最大值为2B．现将一根质量为M、电阻为R、长为L的金属细棒cd跨放在MNPQ区域间的两导轨上并把它按住，使其静止．在t=0时刻，让另一根长也为L的金属细棒ab从CD上方的导轨上由静止开始下滑，同时释放cd棒．已知CF长度为2L，两根细棒均与导轨良好接触，在ab从图中位置运动到EF处的过程中，cd棒始终静止不动，重力加速度为g；tx是未知量．求：（1）通过cd棒的电流，并确定MNPQ区域内磁场的方向；（2）当ab棒进入CDEF区域后，求cd棒消耗的电功率；（3）求ab棒刚下滑时离CD的距离．参考答案：【考点】：导体切割磁感线时的感应电动势；力的合成与分解的运用；共点力平衡的条件及其应用；点电荷的场强；法拉第电磁感应定律；楞次定律；电磁感应中的能量转化．【专题】：压轴题；电磁感应——功能问题．【分析】：导体棒在重力作用下切割磁感线，由法拉第电磁感应定律求出产生感应电动势大小，由右手定则来判定闭合电路出现感应电流方向，由左手定则来根据cd导体棒受到安培力来确定所处的磁场方向．当ab棒进入CDEF区域后，磁场不变，则电路中电流恒定，由电流与电阻可求出cd