上海市長(zhǎng)寧第二中學(xué)2022年高三物理上學(xué)期期末試題含解析

上海市長(zhǎng)寧第二中學(xué)2022年高三物理上學(xué)期期末試題含解析一、選擇題：本題共5小題，每小題3分，共計(jì)15分．每小題只有一個(gè)選項(xiàng)符合題意1.將一個(gè)半徑為r，電阻為R，圓心角為30°的扇形金屬線框OCD置于如圖所示的兩個(gè)勻強(qiáng)磁場(chǎng)I和II中，MN為分界線，在磁場(chǎng)I中，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，在磁場(chǎng)II中，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為2B，方向均垂直于紙面向里。T=0時(shí)刻，扇形金屬線框從圖示的位置開始繞著O點(diǎn)在紙面內(nèi)以角速度沿順時(shí)針方向勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，規(guī)定O→C→D→O的方向?yàn)樯刃谓饘倬€框中產(chǎn)生感應(yīng)電流的正方向。在其轉(zhuǎn)動(dòng)一周的過(guò)程中，金屬線框內(nèi)產(chǎn)生的感應(yīng)電流隨時(shí)間變化的圖像正確的是A.B.C.D.參考答案：A【詳解】當(dāng)線圈轉(zhuǎn)過(guò)0~30°角，即時(shí)間從0~的過(guò)程中，根據(jù)可知，線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為，感應(yīng)電流為，由右手定則可知，感應(yīng)電流方向?yàn)镺→C→D→O的方向，即為正方向；當(dāng)線圈從30°~180°，即時(shí)間從~的過(guò)程中，線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為，感應(yīng)電流為，由右手定則可知，感應(yīng)電流方向?yàn)镺→D→C→O的方向，即為負(fù)方向；在以后重復(fù)上述情況；A.A圖與結(jié)論相符，選項(xiàng)A正確；B.B圖與不結(jié)論相符，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；C.C圖與結(jié)論不相符，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；D.D圖與結(jié)論不相符，選項(xiàng)D錯(cuò)誤；2.（單選）如圖所示，可視為質(zhì)點(diǎn)的小球位于半圓體左端點(diǎn)A的正上方某處，以初速度v0水平拋出，其運(yùn)動(dòng)軌跡恰好能與半圓柱體相切于B點(diǎn)．過(guò)B點(diǎn)的半圓柱體半徑與水平方向的夾角為60°，則半圓柱體的半徑為（不計(jì)空氣阻力，重力加速度為g）（）A．B．C．D．參考答案：考點(diǎn)：平拋運(yùn)動(dòng)．專題：平拋運(yùn)動(dòng)專題．分析：根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)速度與水平方向夾角的正切值等于位移與水平方向夾角正切值的2倍，求出豎直方向上的位移，從而求出豎直方向上的分速度，根據(jù)速度方向求出平拋運(yùn)動(dòng)的初速度．解答：解：飛行過(guò)程中恰好與半圓軌道相切于B點(diǎn)，知速度與水平方向的夾角為30°，設(shè)位移與水平方向的夾角為θ，則有：tanθ==．因?yàn)閠anθ==．則豎直位移為：y=，=所以，tanθ=．聯(lián)立以上各式解得：R=，故ACD錯(cuò)誤，B正確．故選：B．點(diǎn)評(píng)：解決本題的關(guān)鍵掌握平拋運(yùn)動(dòng)在水平方向和豎直方向上的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，抓住速度方向，結(jié)合位移關(guān)系、速度關(guān)系進(jìn)行求解．3.一雜技演員,用一只手拋球.他每隔0.40s拋出一球,接到球便立即把球拋出,已知除拋、接球的時(shí)刻外，空中總有四個(gè)球，將球的運(yùn)動(dòng)看作是豎直方向的運(yùn)動(dòng)，球到達(dá)的最大高度是（高度從拋球點(diǎn)算起，取）

A．1.6m

B．2.4m

C．3.2m

D．4.0m參考答案：C4.如圖所示，垂直紙面放置的兩根平行長(zhǎng)直導(dǎo)線分別通有方向相反的電流I1和I2，且I1＞I2，紙面內(nèi)的一點(diǎn)H到兩根導(dǎo)線的距離相等，則該點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向可能為圖中的（）A．B1 B．B2 C．B3 D．B4參考答案：C【考點(diǎn)】通電直導(dǎo)線和通電線圈周圍磁場(chǎng)的方向；磁感應(yīng)強(qiáng)度．【分析】根據(jù)右手螺旋定則判斷出兩電流在H點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向，根據(jù)平行四邊形定則得出合場(chǎng)強(qiáng)的方向【解答】解：根據(jù)右手螺旋定則得出兩電流在H點(diǎn)的磁場(chǎng)方向，如圖，根據(jù)平行四邊形定則知H點(diǎn)的合場(chǎng)強(qiáng)可能為方向．故C正確，A、B、D錯(cuò)誤．故選：C5.（單選）關(guān)于慣性的認(rèn)識(shí)，以下說(shuō)法正確的是

A．物體受到力的作用后，運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生改變，慣性也隨之改變

B．置于光滑水平面上的物體即使質(zhì)量很大也能被拉動(dòng)，說(shuō)明慣性與物體的質(zhì)量無(wú)關(guān)

C．讓物體的速度發(fā)生改變，無(wú)論多快，都需要一定時(shí)間，這是因?yàn)槲矬w具有慣性

D．同一物體沿同一水平面滑動(dòng)，速度較大時(shí)停下來(lái)的時(shí)間較長(zhǎng)，說(shuō)明慣性與速度有關(guān)參考答案：C二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計(jì)16分6.雨滴落到地面的速度通常僅為幾米每秒，這與雨滴下落過(guò)程中受到空氣阻力有關(guān)。雨滴間無(wú)相互作用且雨滴質(zhì)量不變，重力加速度為g。（1）質(zhì)量為m的雨滴由靜止開始，下落高度h時(shí)速度為u，求這一過(guò)程中克服空氣阻力所做的功W。____（2）將雨滴看作半徑為r的球體，設(shè)其豎直落向地面的過(guò)程中所受空氣阻力f=kr2v2，其中v是雨滴的速度，k是比例系數(shù)。a．設(shè)雨滴的密度為ρ，推導(dǎo)雨滴下落趨近的最大速度vm與半徑r的關(guān)系式；____b．示意圖中畫出了半徑為r1、r2（r1>r2）的雨滴在空氣中無(wú)初速下落的v–t圖線，其中_________對(duì)應(yīng)半徑為r1的雨滴（選填①、②）；若不計(jì)空氣阻力，請(qǐng)?jiān)趫D中畫出雨滴無(wú)初速下落的v–t圖線。（

）（3）由于大量氣體分子在各方向運(yùn)動(dòng)的幾率相等，其對(duì)靜止雨滴的作用力為零。將雨滴簡(jiǎn)化為垂直于運(yùn)動(dòng)方向面積為S的圓盤，證明：圓盤以速度v下落時(shí)受到的空氣阻力f∝v2（提示：設(shè)單位體積內(nèi)空氣分子數(shù)為n，空氣分子質(zhì)量為m0）。________參考答案：

(1).

(2).

(3).①

(4).

(5).詳見解析【分析】(1)對(duì)雨滴由動(dòng)能定理解得：雨滴下落h的過(guò)程中克服阻做的功；(2)雨滴的加速度為0時(shí)速度最大解答；(3)由動(dòng)量定理證明【詳解】(1)對(duì)雨滴由動(dòng)能定理得：解得：；(2)a.半徑為r的雨滴體積為：，其質(zhì)量為當(dāng)雨滴的重力與阻力相等時(shí)速度最大，設(shè)最大速度為，則有：其中聯(lián)立以上各式解得：由可知，雨滴半徑越大，最大速度越大，所以①對(duì)應(yīng)半徑為的雨滴，不計(jì)空氣阻力，雨滴做自由落體運(yùn)動(dòng)，圖線如圖：；(3)設(shè)在極短時(shí)間內(nèi)，空氣分子與雨滴碰撞，設(shè)空氣分子的速率為U，在內(nèi)，空氣分子個(gè)數(shù)為：，其質(zhì)量為設(shè)向下為正方向，對(duì)圓盤下方空氣分子由動(dòng)量定理有：對(duì)圓盤上方空氣分子由動(dòng)量定理有：圓盤受到的空氣阻力為：聯(lián)立解得：。7.（1）在一次探究活動(dòng)中，某同學(xué)用如圖（a）所示的裝置測(cè)量鐵塊A與放在光滑水平桌面上的金屬板B之間的動(dòng)摩擦因數(shù)，已知鐵塊A的質(zhì)量mA=1.5㎏，用水平恒力F向左拉金屬板B，使其向左運(yùn)動(dòng)，彈簧秤示數(shù)的放大情況如圖所示，g取10m/s2，則A、B間的動(dòng)摩擦因數(shù)=

（2）該同學(xué)還設(shè)計(jì)性地將紙帶連接在金屬板B的后面，通過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器連續(xù)打下一些計(jì)時(shí)點(diǎn)，取時(shí)間間隔為0.1s的幾個(gè)點(diǎn)，如圖（b）所示，各相鄰點(diǎn)間距離在圖中標(biāo)出.則在打C點(diǎn)時(shí)金屬板被拉動(dòng)的速度v=

m/s.（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）參考答案：（1）0.29～0.30（3分）

（2）0.80（3分）：（1）彈簧秤示數(shù)為F=4.4N，由于鐵塊A處于平衡狀態(tài)，所以鐵塊A的滑動(dòng)摩擦力等于彈簧的拉力．所以μ==0.3.（2）利用勻變速直線運(yùn)動(dòng)的推論得：vC==0.80m/s.8.如圖，半徑為和的圓柱體靠摩擦傳動(dòng)，已知，分別在小圓柱與大圓柱的邊緣上，是圓柱體上的一點(diǎn)，，如圖所示，若兩圓柱之間沒有打滑現(xiàn)象，則∶∶=

；ωA∶ωB∶ωc=

。參考答案：9.（4分）某種油的密度為，摩爾質(zhì)量為M，則這種油的摩爾體積V=

。若已知阿伏伽德羅常數(shù)為NA，把油分子看成球形，則油分子的直徑可以表示為

。參考答案：（2分）（2分）10.一矩形線圈圍繞著垂直于勻強(qiáng)磁場(chǎng)的中心軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，從線圈平面通過(guò)中性面開始，將它轉(zhuǎn)過(guò)1/4轉(zhuǎn)用的時(shí)間分成三等分，則在這連續(xù)三段時(shí)間內(nèi)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的平均值的比值是：

。參考答案：答案：11.（6分）有一種測(cè)定導(dǎo)電液體深度的傳感器，它的主要部分是包著一層電介質(zhì)的金屬棒與導(dǎo)電液體形成的電容器（如圖所示）。如果電容增大，則說(shuō)明液體的深度h

（填“增大”、“減小”或“不變”）；將金屬棒和導(dǎo)電液體分別接電源兩極后再斷開，當(dāng)液體深度h減小時(shí)，導(dǎo)電液與金屬棒間的電壓將

（填“增大”、“減小”或“不變”）。參考答案：

答案：增大（3分）

增大（3分）12.如圖所示，水平設(shè)置的三條光滑平行金屬導(dǎo)軌a、b、c位于同一水平面上，a與b、b與c相距均為d=1m，導(dǎo)軌ac間橫跨一質(zhì)量為m=1kg的金屬棒MN，棒與三條導(dǎo)軌垂直，且始終接觸良好。棒的電阻r=2Ω，導(dǎo)軌的電阻忽略不計(jì)。在導(dǎo)軌bc間接一電阻為R=2Ω的燈泡，導(dǎo)軌ac間接一理想電壓表。整個(gè)裝置放在磁感應(yīng)強(qiáng)度B=2T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)方向垂直導(dǎo)軌平面向下?，F(xiàn)對(duì)棒MN施加一水平向右的拉力F，使棒從靜止開始運(yùn)動(dòng)。若施加的水平外力功率恒定，且棒達(dá)到穩(wěn)定時(shí)的速度為1.5m/s，則水平外力的功率為

W，此時(shí)電壓表讀數(shù)為

V。參考答案：13.(1)如圖11所示是日光燈的電路圖，它主要是由燈管、鎮(zhèn)流器和起動(dòng)器組成的，鎮(zhèn)流器是一個(gè)帶鐵芯的線圈，起動(dòng)器的構(gòu)造如圖8．為了便于起動(dòng)，常在起動(dòng)器兩極并上一紙質(zhì)電容器C.某班教室的一盞日光燈出現(xiàn)燈管兩端亮而中間不亮的故障，經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)燈管是好的，電壓正常，鎮(zhèn)流器無(wú)故障，其原因可能是

，你能用什么簡(jiǎn)易方法使日光燈正常發(fā)光？

。

（2）如圖12是測(cè)定自感系數(shù)很大的線圈直流電阻的電路，兩端并聯(lián)一只電壓表（電壓表的內(nèi)阻RV很大），用來(lái)測(cè)電感線圈的直流電壓，在測(cè)量完畢后將電路解體時(shí).若先斷開S1時(shí)，則

(填電壓表或電流表)將可能損壞。參考答案：(1)電容器C擊穿而短路或起動(dòng)器被短路。將電容器C撤除或更換起動(dòng)器等。

（2）電壓表三、簡(jiǎn)答題：本題共2小題，每小題11分，共計(jì)22分14.如圖，一豎直放置的氣缸上端開口，氣缸壁內(nèi)有卡口a和b，a、b間距為h，a距缸底的高度為H；活塞只能在a、b間移動(dòng)，其下方密封有一定質(zhì)量的理想氣體。已知活塞質(zhì)量為m，面積為S，厚度可忽略；活塞和汽缸壁均絕熱，不計(jì)他們之間的摩擦。開始時(shí)活塞處于靜止?fàn)顟B(tài)，上、下方氣體壓強(qiáng)均為p0，溫度均為T0?，F(xiàn)用電熱絲緩慢加熱氣缸中的氣體，直至活塞剛好到達(dá)b處。求此時(shí)氣缸內(nèi)氣體的溫度以及在此過(guò)程中氣體對(duì)外所做的功。重力加速度大小為g。參考答案：試題分析：由于活塞處于平衡狀態(tài)所以可以利用活塞處于平衡狀態(tài)，求封閉氣體的壓強(qiáng)，然后找到不同狀態(tài)下氣體參量，計(jì)算溫度或者體積。開始時(shí)活塞位于a處，加熱后，汽缸中的氣體先經(jīng)歷等容過(guò)程，直至活塞開始運(yùn)動(dòng)。設(shè)此時(shí)汽缸中氣體的溫度為T1，壓強(qiáng)為p1，根據(jù)查理定律有①根據(jù)力的平衡條件有②聯(lián)立①②式可得③此后，汽缸中的氣體經(jīng)歷等壓過(guò)程，直至活塞剛好到達(dá)b處，設(shè)此時(shí)汽缸中氣體的溫度為T2；活塞位于a處和b處時(shí)氣體的體積分別為V1和V2。根據(jù)蓋—呂薩克定律有④式中V1=SH⑤V2=S（H+h）⑥聯(lián)立③④⑤⑥式解得⑦從開始加熱到活塞到達(dá)b處的過(guò)程中，汽缸中的氣體對(duì)外做的功為⑧故本題答案是：點(diǎn)睛：本題的關(guān)鍵是找到不同狀態(tài)下的氣體參量，再利用氣態(tài)方程求解即可。15.如圖所示,甲為某一列簡(jiǎn)諧波t=t0時(shí)刻的圖象,乙是這列波上P點(diǎn)從這一時(shí)刻起的振動(dòng)圖象,試討論:①波的傳播方向和傳播速度.②求0~2.3s內(nèi)P質(zhì)點(diǎn)通過(guò)的路程.參考答案：①x軸正方向傳播，5.0m/s②2.3m解：(1)根據(jù)振動(dòng)圖象可知判斷P點(diǎn)在t=t0時(shí)刻在平衡位置且向負(fù)的最大位移運(yùn)動(dòng)，則波沿x軸正方向傳播，由甲圖可知，波長(zhǎng)λ=2m，由乙圖可知，周期T=0.4s，則波速(2)由于T=0.4s，則,則路程【點(diǎn)睛】本題中根據(jù)質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向判斷波的傳播方向，可采用波形的平移法和質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)法等等方法，知道波速、波長(zhǎng)、周期的關(guān)系.四、計(jì)算題：本題共3小題，共計(jì)47分16.一定質(zhì)量的理想氣體被活塞封閉在可導(dǎo)熱的氣缸內(nèi)，活塞相對(duì)于底部的高度為h，可沿氣缸無(wú)摩擦地滑動(dòng)。取一小盒沙子緩慢地倒在活塞的上表面上。沙子倒完時(shí)，活塞下降了h/4。再取相同質(zhì)量的一小盒沙子緩慢地倒在活塞的上表面上。外界大氣的壓強(qiáng)和溫度始終保持不變，求此次沙子倒完時(shí)活塞距氣缸底部的高度。參考答案：解析設(shè)大氣和活塞對(duì)氣體的總壓強(qiáng)為p0，加一小盒沙子對(duì)氣體產(chǎn)生的壓強(qiáng)為p，由玻馬定律得

①由①式得

②再加一小盒沙子后，氣體的壓強(qiáng)變?yōu)閜0+2p。設(shè)第二次加沙子后，活塞的高度為h′′

③

聯(lián)立②③式解得h′=

17.（12分）如圖所示，質(zhì)量為m帶電量為-q的小球穿在半徑為R的光滑圓環(huán)上，整個(gè)裝置處在豎直向下的場(chǎng)強(qiáng)為E的勻強(qiáng)電場(chǎng)中時(shí)，小球在豎直面內(nèi)作勻速圓周運(yùn)動(dòng)，在最高點(diǎn)小球?qū)Νh(huán)的作用力大小為mg/2。求：（1）小球在豎直面內(nèi)作勻速圓周運(yùn)動(dòng)的速度大??；（2）若小球運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)時(shí)，突然將勻強(qiáng)電場(chǎng)方向變?yōu)榇怪庇谪Q直環(huán)面向內(nèi)，求小球運(yùn)動(dòng)到環(huán)最低點(diǎn)時(shí)受到環(huán)的作用力大小。參考答案：解析：（1）小球作勻速圓周運(yùn)動(dòng)有mg＝qE………（2分）

小球在最高點(diǎn)有…………（2分）

解得…………（1分）

（2）電場(chǎng)方向變?yōu)榇怪庇谪Q直環(huán)面向內(nèi)后小球從最高點(diǎn)到最低點(diǎn)有

…………（2分）

在最低點(diǎn)沿豎直方向有…………（2分）

沿水平方向有…………（1分）

環(huán)對(duì)小球的作