山東省棗莊市滕州市至善中學2022年高三物理期末試題含解析

山東省棗莊市滕州市至善中學2022年高三物理期末試題含解析一、選擇題：本題共5小題，每小題3分，共計15分．每小題只有一個選項符合題意1.如圖所示，平行金屬導軌與水平面成α角，導軌與固定電阻R1和R2相連，勻強磁場垂直穿過導軌平面。有一質量為m的導體棒ab，其電阻與R1和R2的阻值均相等，與導軌之間的動摩擦因數(shù)均為μ，導體棒ab沿導軌向上運動，當其速度為v時，受到的安培力大小為F。此時A．電阻R1消耗的熱功率為Fv/6B．電阻R2消耗的熱功率為Fv/3C．整個裝置因摩擦而消耗的熱功率為（F+μmgcosα）vD．整個裝置消耗機械能的功率為（F+μmgcosα）v參考答案：AD2.(單選題)如圖所示，如果把水星和金星繞太陽的運動視為勻速圓周運動，從水星與金星在一條直線上開始計時，若天文學家測得在相同時間內(nèi)水星轉過的角度為θ1，金星轉過的角度為θ2(θ1、θ2均為銳角)，則由此條件不可求得（）A．水星和金星繞太陽運動的周期之比B．水星和金星的密度之比C．水星和金星到太陽中心的距離之比D．水星和金星繞太陽運動的向心加速度大小之比參考答案：B3.（單選）在物理學的重大發(fā)現(xiàn)中，科學家們創(chuàng)造出了許多物理學研究方法，如：理想實驗法、極限思想法、類比法、建立物理模型法等等．以下關于所用物理學研究方法的敘述不正確的是（）A．牛頓在伽利略、笛卡兒、開普勒等人研究的基礎上，采用歸納與演繹、綜合與分析的方法，總結出牛頓運動定律和萬有引力定律，建立了完整的經(jīng)典力學體系B．在建立合力、分力、質點和點電荷等概念時都用的是等效替代法C．電場強度、電勢、電容的定義均采用了比值定義法D．根據(jù)速度定義式v=，當△t非常小時，就可以表示物體在t時刻的瞬間速度，該定義應用了極限思想法參考答案：解：A、牛頓在伽利略、笛卡兒、開普勒等人研究的基礎上，采用歸納與演繹、綜合與分析的方法，總結出牛頓運動定律和萬有引力定律，建立了完整的經(jīng)典力學體系，故A正確；B、在建立合力、分力等概念時都用到了等效替代法；而建立質點和點電荷等概念時都用到了理想模型法；故B錯誤；C、電場強度、電勢、電容的定義均采用了比值定義法，故C正確；D、根據(jù)速度定義式v=，當△t非常小時，就可以表示物體在t時刻的瞬間速度，該定義應用了極限思想法，故D正確；本題選不正確的，故選：B．4.．如圖所示，小球在豎直放置的光滑圓形管道內(nèi)做圓周運動，內(nèi)側管壁半徑為R，小球半徑為r，則下列說法正確的是(

)A．小球通過最高點時的最小速度vmin＝B．小球通過最高點時的最小速度vmin＝0C．小球在水平線ab以下的管道中運動時，內(nèi)側管壁對小球一定無作用力D．小球在水平線ab以上的管道中運動時，外側管壁對小球一定有作用力

參考答案：BC5.一列振幅為4cm，頻率為2.5Hz的繩波，在t＝0時刻的波形圖如圖所示，繩上的質點P位于最大位移，質點Q位于平衡位置，質點M振動方向沿y軸正向，則（）A．波沿x軸正向傳播B．t＝0時，質點N的振動方向沿y軸正向C．t＝0.1s時，質點Q的加速度達到最大，方向沿y軸正向D．從t＝0.1s到t＝0.2s時間內(nèi)，波傳播的距離為0.1m參考答案：BCD二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計16分6.質量為m的物體(可看成質點)以某一速度沖上傾角為300的固定斜面，其運動的加速度為，此物體在斜面上上升的最大高度為h，則在這個過程中物體重力勢能增加了______________，機械能損失了_________________。參考答案：，

7.

真空中波長為３×１０-7米的紫外線的頻率是

_赫。這種紫外線的光子打到金屬鈉的表面時

（填“能”或“不能”）發(fā)生光電效應（已知鈉的極限頻率是6.0×1014赫，真空中光速為３×１０8米/秒）。參考答案：答案：1.0×1015、能8.隨著人們生活水平的提高，高爾夫球將逐漸成為普通人的休閑娛樂。如圖所示，某人從高h的坡上水平擊出一個質量為m的高爾夫球。由于恒定的水平風力的作用，高爾夫球飛到A處時恰豎直落入距擊球點水平距離為L的洞內(nèi)。已知洞深為h/3，直徑略大于球。則水平風力的大小為______________；以地面為零勢能面，小球觸到洞底前瞬間的機械能為______________。參考答案：mgL/h，mgh9.某同學為估測摩托車在水泥路面上行駛時所受的牽引力，設計了下述實驗：將輸液用的500ml玻璃瓶裝適量水后，連同輸液管一起綁在摩托車上，調(diào)節(jié)輸液管的滴水速度，剛好每隔1.0s滴一滴，該同學騎摩托車，先使之加速到某一速度，然后熄火，讓摩托車沿直線滑行，如圖是某次實驗中水泥路面上的部分水滴（左側是起點）。設該同學質量為50kg，摩托車的質量為75kg，根據(jù)該同學的實驗結果可估算（）（下圖長度單位：ｍ）（1）騎摩托車行駛至D點時的速度大小為_________；（2）騎摩托車加速時的加速度大小為________；（3）騎摩托車加速時的牽引力大小為__________N。參考答案：（1）__14.5________;

（2）___4.0_______;（3）

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;10.參考答案：（1）小車與滑輪之間的細線與小車平面平行（或與軌道平行）(2分)（2）遠小于(3分)（3）根據(jù)知，與成正比(3分)11.右圖為一道路限速標志牌?！兜缆方煌ò踩ā访鞔_規(guī)定，機動車上道路行駛，不得超過限速標志牌標明的最高時速。質量為1200kg的某汽車在公路上行駛，輪胎與路面間的最大靜摩擦力為16000N。若該汽車經(jīng)過半徑為30m的水平彎路時，汽車行駛的速度不得高于

m/s；若該汽車駛上圓弧半徑為40m的拱形橋橋頂時，汽車行駛的速度不得高于

m/s。(取g=10m/s2)參考答案：20，2012.如圖所示，一物體m在沿斜面向上的恒力F作用下，由靜止從底端沿光滑的斜面向上做勻加速直線運動，經(jīng)時間t力F做功為60J，此后撤去力F，物體又經(jīng)過時間t回到出發(fā)點，若以地面為零勢能面，物體回到出發(fā)點的動能為

▲

；撤去力F時物體的重力勢能為

▲

。]參考答案：60J

45J

試題分析：物體沿光滑斜面向上運動一直到回到出發(fā)點的過程，只有恒力F做功，根據(jù)動能定理，回到出發(fā)點的動能。設力F撤去時速度大小為，返回地面后速度大小為，力F撤去前為勻變速直線運動，撤去后仍是勻變速直線運動，則有位移，整理得，即力F撤去時物體動能為，根據(jù)動能定理，在力F撤去前，，所以撤去力F時物體的重力勢能為。

考點：動能定理

勻變速直線運動13.質點在x軸上運動，其位置坐標x隨時間t的變化關系為x=2t2+2t﹣4，則其加速度a=4m/s2．當t=0時，速度為2m/s（x的單位是m，t的單位是s）．參考答案：考點：勻變速直線運動的位移與時間的關系．專題：直線運動規(guī)律專題．分析：根據(jù)勻變速直線運動的公式x=去分析加速度和初速度．解答：解：根據(jù)x=，以及x=2t2+2t﹣4，知a=4m/s2．當t=0時，速度為2m/s．故本題答案為：4，2點評：解決本題的關鍵掌握勻變速直線運動的位移時間公式x=．三、實驗題：本題共2小題，每小題11分，共計22分14.利用打點計時器測定勻加速直線運動的小車的加速度的實驗中，如圖所示，給出了該次實驗中，從O點開始，每隔一個計時點取一個計數(shù)點的紙帶．其中0、1、2、3、4、5、6都為計數(shù)點，測得x1=1.40cm，x2=1.90cm，x3=2.38cm，x4=2.88cm，x5=3.39cm，x6=3.87cm．打點計時器的周期T=0.02s．（1）在計時器打出點l、2、3、4、5時，小車的速度分別為：v1=41.3cm/s，v2=53.5cm/s，v3=65.8cm/s，v4=78.4cm/s，v3=90.8cm/s．（計算結果保留一位小數(shù)）（2）請根據(jù)題干中所給的數(shù)據(jù)，用較為科學的方法盡可能的準確得到小車的加速度a=3.1_m/s2．（計算結果保留一位小數(shù)）參考答案：考點：測定勻變速直線運動的加速度．版權所有專題：實驗題．分析：根據(jù)勻變速直線運動中時間中點的速度等于該過程中的平均速度，可以求出打紙帶上4點時小車的瞬時速度大小，根據(jù)勻變速直線運動的推論公式△x=aT2可以求出加速度的大小．解答：解：（1）每隔一個計時點取一個計數(shù)點，所以相鄰計數(shù)點間的時間間隔T=0.04s，根據(jù)勻變速直線運動中時間中點的速度等于該過程中的平均速度得：，（2）根據(jù)勻變速直線運動的推論公式△x=aT2可以求出加速度的大小，得：x4﹣x1=3a1T2x5﹣x2=3a2T2x6﹣x3=3a3T2為了更加準確的求解加速度，我們對三個加速度取平均值得：a=（a1+a2+a3）==3.1m/s2故答案為：（1）65.8；78.4；（2）3.1點評：要提高應用勻變速直線的規(guī)律以及推論解答實驗問題的能力，在平時練習中要加強基礎知識的理解與應用．15.某實驗小組設計了如圖(a)所示的實驗裝置研究加速度和力的關系。（1）在該實驗中必須采用控制變量法，應保持______________不變，用鉤碼重力作為小車所受的拉力。（2）如圖(b)是某次實驗打出的紙帶的一部分，0、1、2、3、4、5、6為計數(shù)點，相鄰兩計數(shù)點間還有4個打點未畫出，電源的頻率為50Hz。從紙帶上測出x1

=3.20cm，x2

=4.56cm，x5

=8.42cm，x6=9.70cm。則木塊加速度大小=__________m/s2（保留2位有效數(shù)字）。（3）通過改變鉤碼的數(shù)量，多次重復測量，可得小車運動的加速度a與所受拉力F的關系圖象。在軌道水平和傾斜的兩種情況下分別做了實驗，得到了兩條圖線，如圖(c)所示。圖線_____

_(選填“①”或“②”)是在軌道水平的情況下得到的。（4）隨著鉤碼的數(shù)量增大到一定程度，圖(c)中的圖線明顯偏離直線，造成此誤差的主要原因是___________。A．小車與軌道之間存在摩擦

B．導軌保持了水平狀態(tài)C．所掛鉤碼的總質量太大

D．所用小車的質量太大參考答案：（1）小車質量

（2）1.3

（3）②

（4）C四、計算題：本題共3小題，共計47分16.某球形天體的密度為ρ0，萬有引力常量為G．（1）證明：對環(huán)繞在密度相同的球形天體表面運行的衛(wèi)星，運動周期與天體的大小無關．（球的體積公式為V=πR3，其中R為球半徑）（2）若球形天體的半徑為R，自轉的角速度為ω0=，表面周圍空間充滿厚度d=（小于同步衛(wèi)星距天體表面的高度）、密度ρ=的均勻介質，試求同步衛(wèi)星距天體表面的高度．參考答案：考點：萬有引力定律及其應用；向心力．專題：萬有引力定律的應用專題．分析：（1）由萬有引力充當向心力及天體的密度公式聯(lián)立可求得周期的表達式，可分析與天體半徑的關系；（2）由萬有引力充當向心力及同步衛(wèi)星的規(guī)律可解得同步衛(wèi)星距天體表面的高度．解答：解：（1）設環(huán)繞球形天體表面運行的衛(wèi)星的質量為m，運動周期為T，球形天體半徑為R，質量為M，由牛頓第二定律有G=mR

①而M=ρ0?πR3②由①②式解得T=，可見T與R無關，為一常量．

（2）設該天體的同步衛(wèi)星距天體中心的距離為r，同步衛(wèi)星的質量為m0，則有③又M′=ρ?π[（R+d）3﹣R3]④由②③④式解得r=2R

則該同步衛(wèi)星距天體表面的高度h=r﹣R=R．答：（1）證明如上；（2）該同步衛(wèi)星距天體表面的高度為R．點評：本題考查天體的運行規(guī)律及同步衛(wèi)星的規(guī)律，要注意明確同步衛(wèi)星的周期與天體自轉周期相同．17.艦載機起降是世界性技術難題，也被比作“刀尖上的舞蹈”，著艦跑道長度只有陸地機場跑道的1/10，盡管航母甲板總長有300多米，但能夠提供艦載機起飛、著艦使用的距離只有百米左右，艦載機要在浮動的航母甲板上鉤住阻攔索，難度非常大。中國艦載戰(zhàn)機“殲-15”成功在“遼寧艦”航空母艦上完成起降著艦，為航母戰(zhàn)斗力的組建邁出重要一步。某同學為了研究“殲-15”艦載機的起飛過程，把其運動過程簡化如下：其軌道由長為L=1.5m的水平軌道AB和圓弧軌道BC相接，圓弧軌道半徑R=2m，圓心在B點正上方O處，弧BC所對的圓心角為=370，具有動力裝置的玩具小車質量為m=1kg，從A點開始以恒定功率P=10W由靜止開始啟動，運動至B點時撤去動力，小車沿圓弧軌道繼續(xù)運動至C點時對軌道的壓力為FN=26N，整個過程所受阻力恒為f=0.1mg（取g=10m/s2，sin370=0.6,cos370=0.8）.求：

（1）動力小車運動至C點時的速度V的大小

（2）求小車加速運動的時間t參考答案：.解析：（1）對小車在C點時受力分析如圖所示，則其向心力由支持力和重力的分力提供，由牛頓第二定律可得：----------------（4分）解得：V=6m/s

---------------（2分）（2）選小車為研究對象，在小車從A運動到C的過程中，由動能定理可得：--------------（4分）其中s為圓弧BC的長度，根據(jù)幾何關系可得：------------（2分）聯(lián)立可得：t=2.48s

18.（14分）如圖所示，兩根不計電阻的傾斜平行導軌與水平