2022年湖南省娄底市栗山乡栗山中学高三物理期末试卷含解析

2022年湖南省娄底市栗山乡栗山中学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.（单选）半径为r的带缺口刚性金属圆环在纸面上固定放置，并处在变化的磁场中，在圆环的缺口两端引出两根导线，分别与两块垂直于纸面固定放置的平行金属板连接，两板间距为d，如甲图所示．磁场的方向垂直于纸面，规定垂直纸面向里为正，变化规律如乙图所示．则以下说法正确的是（）A．第2秒内上极板为正极B．第3秒内上极板为负极C．第2秒末两极板之间的电场强度大小为零D．第4秒末两极板之间的电场强度大小为参考答案：考点：法拉第电磁感应定律；电容；闭合电路的欧姆定律．分析：由图可知磁感应强度的变化，则由楞次定则可得出平行板上的带电情况；对带电粒子受力分析可知带电粒子的受力情况，由牛顿第二定律可知粒子的运动情况；根据粒子受力的变化可知粒子加速度的变化，通过分析可得出粒子的运动过程．解答：解：A、第2s内情况：由楞次定律可知，金属板上极板带正电，金属板下极板带负电；故A正确；B、第3s内情况：由楞次定律可知，金属板上极板带正电，金属板下极板带负电；故B错误；C、根据法拉第电磁感应定律可知，第2秒末感应电动势不变，则两极板之间的电场强度大小不为零，故C错误；D、由题意可知，第4秒末两极板间的电场强度大小E===，故D错误；故选：A．点评：本题属于综合性题目，注意将产生感应电流的部分看作电源，则可知电容器两端的电压等于线圈两端的电压，这样即可还原为我们常见题型．2.（2014秋?市中区校级月考）如图所示，为A、B、C三个物体从同一地点，同时出发沿同一方向做直线运动的s﹣t图象，则在0﹣t0时间内，下列说法正确的是（）A． A物体平均速度最大，B物体平均速度最小B． 三个物体的平均速率相等C． 三个物体始终沿着同一方向运动D． t0时C物体的速度比B物体的速度大参考答案：D解：A、由图可知，t0时刻三个物体的位移相同，故由平均速度定义式可知，三物体的平均速度相同，故A错误；B、由图象知A通过的路程最大，B路程最小，故平均速率不同，故B错误；C、由图象可知BC沿同一方向运动，A先沿同一方向，后反向运动，故C错误；D、在s﹣t图象中，斜率代表速度，故t0时C物体的速度比B物体的速度大，故D正确；故选：D3.甲、乙两质点沿同一方向做直线运动，某时刻经过同一地点。若以该时刻作为计时起点，得到两质点的x－t图象如图所示。图象中的OC与AB平行，CB与OA平行。则下列说法中正确的是A．t1~t2时间内甲和乙的距离越来越远B．0~t2时间内甲的速度和乙的速度始终不相等C．0~t3时间内甲和乙的位移相等D．0~t3时间内甲的平均速度大于乙的平均速度参考答案：C【知识点】匀变速直线运动及其公式、图像【试题解析】由位移时间关系图像，可以看出t1~t2时间内甲和乙的距离越来越近，A错误；t1~t2时间内甲的速度和乙的速度相等，B错误；0~t3时间内甲和乙的初位置和末位置相同，所以两者在这段时间内位移相等，平均速度相等，C正确，D错误。4.卢瑟福α粒子散射实验的结果证明了A．质子的存在B．原子核是由质子和中子组成的C．电子只能在某些轨道上运动D．原子的全部正电荷和几乎全部的质量都集中在一个很小的核上参考答案：D5.据新华社报道，2011年6月21日零时13分，我国在西昌卫星发射中心用“长征三号乙”运载火箭，成功将“中星10号”卫星送入地球同步转移轨道。下列关于地球同步卫星的说法中正确的是A．同步卫星定点在地球上空某处，各个同步卫星的角速度相同，但线速度大小可以不同B．不同国家发射同步卫星的地点不同，这些卫星的轨道不一定在同一平面内C．同步卫星只能运行在赤道上空某一恒定高度上D．同步卫星运行的线速度一定介于第一宇宙速度和第二宇宙速度之间参考答案：C湖北省武汉二中、龙泉中学10-11学年高一下学期期末联考（物理）二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.在静电场中，一个带电量q=2.0×10-9C的负电荷从A点移动到B点，在这过程中，电场力做功8.0×10-5J，则A、B两点间的电势差UAB=

V参考答案：UAB=-4×104V7.(选修模块3—3)设想将1g水均匀分布在地球表面上，估算1cm2的表面上有多少个水分子?(已知1mol水的质量为18g，地球的表面积约为5×1014m2，结果保留一位有效数字)参考答案：答案：7×103（6×103～7×103都算对）解析：

1g水的分子数N=NA，1cm2的分子数n=N≈7×103（6×103～7×103都算对）。8.某放射性元素经过6天后，只剩下1/8没有衰变，它的半衰期是

天。为估算某水库的库容，可取一瓶无毒的该放射性元素的水溶液，测得瓶内溶液每分钟衰变8×107次。现将这瓶溶液倒入水库，8天后在水库中取水样1.0m3（可认为溶液己均匀分布），测得水样每分钟衰变20次。由此可知水库中水的体积约为

m3。参考答案：2

2.5×1059.相对论论认为时间和空间与物质的速度有关；在高速前进中的列车的中点处，某乘客突然按下手电筒，使其发出一道闪光，该乘客认为闪光向前、向后传播的速度相等，都为c，站在铁轨旁边地面上的观察者认为闪光向前、向后传播的速度_______（填“相等”、“不等”）。并且，车上的乘客认为，电筒的闪光同时到达列车的前、后壁，地面上的观察者认为电筒的闪光先到达列车的______（填“前”、“后”）壁。参考答案：相等10.如图所示，竖直墙上挂着一面时钟地面上静止的观察者A观测到钟的面积为S，另一观察者B以0.8倍光速平行y轴正方向运动，观察到钟的面积为S′则S

S′。（填“大于”、“等于”或“小于”）

参考答案：大于11.如图，光滑轻杆AB、BC通过A、B、C三点的铰接连接，与水平地面形成一个在竖直平面内三角形，AB杆长为．BC杆与水平面成角，AB杆与水平面成角。一个质量为m的小球穿在BC杆上，并静止在底端C处。现对小球施加一个水平向左mg的恒力，当小球运动到CB杆的中点时，它的速度大小为

，小球沿CB杆向上运动过程中AB杆对B处铰链的作用力随时间t的变化关系式为．参考答案：,12.如图所示为水平放置的两个弹簧振子A和B的振动图像，已知两个振子质量之比为mA:mB=2:3，弹簧的劲度系数之比为kA:kB=3:2，则它们的周期之比TA：TB＝

；它们的最大加速度之比为aA:aB＝

。

参考答案：2：3；9：2略13.某同学在探究摩擦力的实验中采用了如图所示的操作，将一个长方体木块放在水平桌面上，然后用一个力传感器对木块施加一个水平拉力F，并用另外一个传感器对木块的运动状态进行监测，表中是她记录的实验数据．木块的重力为10.00N，重力加速度g＝9.80m/s2，根据表格中的数据回答下列问题(答案保留3位有效数字)：实验次数运动状态水平拉力F/N1静止3.622静止4.003匀速4.014匀加速5.015匀加速5.49(1)木块与桌面间的最大静摩擦力Ffm>________N；(2)木块与桌面间的动摩擦因数μ＝________；(3)木块匀加速运动时受到的摩擦力Ff＝________N.参考答案：(1)4.01(2)0.401(3)4.01三、简答题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.“水立方”国家游泳中心是北京为2008年夏季奥运会修建的主游泳馆．水立方游泳馆共有8条泳道的国际标准比赛用游泳池，游泳池长50m、宽25m、水深3m．设水的摩尔质量为M＝1.8×10-2kg／mol，试估算该游泳池中水分子数．参考答案：1.3×1032个解：游泳池中水的质量为m，阿伏加德罗常数为，游泳池中水的总体积为。则游泳池中水的物质的量为；所含的水分子数为个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16.十三陵抽水蓄能电站的工作原理是，在用电低谷时，电站利用电网多余电能把水抽到高出蓄水池中，到用电高峰时，再利用蓄水池中的水发电。电站利用十三陵水库为下游水库，在蟒山后上寺沟头修建上游水库。电站的年发电量约为10亿kW·h，年抽水用电量约为14亿kW·h。如图所示，上游水库近似视为长方体，可用于发电的库容量为V，蓄水后上游水库的平均水深为d，蓄水后水位高出下游水面高度为H。已知下游水库的库容量远大于上游水库的库容量。（1）求十三陵抽水蓄能电站的总效率η；（2）求能用于发电的水的最大重力势能EP；（3）若把抽水蓄能电站产生的电能输送到北京城区。已知输电功率为P，输电线路的总阻值为R。要使输电线路上损耗的功率小于ΔP，a．求输电电压的最小值U；b．在输电功率P一定的情况下，请提出两种能够降低输电过程中功率损耗的方法，并加以评述。参考答案：见解析（1）总效率

4分（2）能用于发电的水的总质量：；

能用于发电的水的平均下落高度：所以，能用于发电的水的最大重力势能：

6分说明：上式中ρ取1000kg/m3，g取9.8m/s2或10m/s2均可。（3）a．当输电电压为U时，输电电流：

1分所以，损失功率：

2分所以，输电电压的最小值：

2分b．提高输电电压U（最经济）

2分增大输电导线的横截面积（或采用电阻率小的输电导线材料）（不经济）

1分；17.（12分）如图（a）所示，ABCD是一个T型支架，已知整个支架的质量为m1＝5kg，重心在BD上、离B点0.2m的O点处，BD＝0.6m，D点通过铰链连接在水平地面上，ABC部分成为一斜面，与水平地面间的夹角为37°，且AB＝BC，AC^BD。现有一质量为m2＝10kg的钢块以v0＝4m/s的初速度滑上ABC斜面，钢块与斜面间的动摩擦因数为μ＝0.25。问：T型支架会不会绕D点转动？

某同学的解题思路如下：可以先算出钢块静止在ABC上恰好使支架转动的位置，如图（b）所示。根据支架受力情况写出此时力矩平衡的式子：MN＝Mf＋MG，可根据该式子求出该位置到C点的距离s1；（MN、Mf、MG分别是钢块对斜面的压力的力矩、摩擦力的力矩以及T型支架自身重力的力矩，其中N＝m2gcos37°，f＝m2gsin37°。）然后算出钢块以4m/s的速度在斜面上最多能滑行的距离s2；比较这两个距离：若s1≥s2，则T型支架不会绕D点转动；若s1＜s2，则会转动。请判断该同学的解题思路是否正确，若正确，请按照该思路，写出详细的解题过程，求出结果；若不正确，请给出你认为的正确解法。参考答案：解析：该同学的思路中有错误。

（2分）钢块在斜面上运动时，对斜面产生的摩擦力是滑动摩擦力，方向沿斜面向上，恰好转动时的力矩平衡的表达式应该是：MN＋Mf＝MGm2gcos37°×（s1－0.8）＋μm2gcos37°×0.6＝m1g×0.4sin37°

（4分）

可解出s1＝0.8m，

（1分）

另外，钢块沿斜面向上滑动的加速度a＝gsin37°＋μgcos37°＝8m/s2,（2分）

若斜面固定钢块最多能滑行的距离s2＝v2/2a＝1.0m， （2分）

则s1<s2，所以T型支架会绕D点转动。

（1分）18.（12分）如图，倾角为θ的斜面固定。有n个质量都为m的相同的小木块（可视为质点）放置在斜面上。相邻两小木块间距离都为，最下端的木块距底端也是，小木块与斜面间的动摩擦因数都为μ。在开始时刻，第一个小木块从斜面顶端以初速度v0沿斜面下滑，其余所有木块都静止，由于第一个木块的下滑将依次引起一系列的碰撞。设每次碰撞的时间极短，在每次碰撞后，发生碰撞的木块都粘在一起运动，直到最后第n个木块到达底端时，速度刚好为零。已知重力加速度为g．求：（1）第一次碰撞后小木块1的速度大小v；（2）从第一个小木块开始运动到第一次碰撞后系统损失的机械能；（3）发生一系列碰撞后，直到最后第n个木块到达底端，在整个过程中，由于碰撞所损失的总机械能总。参考答案：解析：（1）设小木块1碰前的速度为v1，从开始运动到碰前，根据动能定理