湖北省隨州市廣水李店鄉(xiāng)中心中學2022年高三物理期末試題含解析

湖北省隨州市廣水李店鄉(xiāng)中心中學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.（單選）如圖所示，兩平行光滑金屬導軌CD、PQ間距為L，與電動勢為E、內阻為r的電源相連，質量為m、電阻為R的金屬棒ab垂直于導軌放置構成閉合回路，回路平面與水平面成θ角，回路其余電阻不計。在空間施加勻強磁場可以使ab棒靜止，則磁場的磁感強度的最小值及其方向分別為

A．，水平向右

B．，垂直于回路平面向下C．，豎直向下

D．，垂直于回路平面向下參考答案：B2.一條向東勻速行駛的船上，某人正相對船以0.6m/s的速度勻速向上升起一面旗幟，當他在15s內將旗升到桿頂?shù)倪^程中，船行駛了28.5m，則旗相對于岸的速度約為

(

)

A．0.6m/s

B．1.9m/s

C．2m/s

D．2.5m/s參考答案：B3.如圖所示，質量為m1和m2的兩物塊放在光滑的水平地面上。用輕質彈簧將兩物塊連接在一起。當用水平力F作用在m1上時，兩物塊均以加速度a做勻加速運動，此時，彈簧伸長量為x，若用水平力F’作用在m1上時，兩物塊均以加速度a’=2a做勻加速運動。此時彈簧伸長量為x’。則下列關系正確的是：A.F’=2F

B.x’=2x

C.F’>2F

D.x’<2x參考答案：AB4.（多選）如圖所示，傾角為θ的粗糙斜面上靜止放置著一個質量為m的閉合正方形線框abcd，它與斜面間動摩擦因數(shù)為μ．線框邊長為l，電阻為R．ab邊緊靠寬度也為l的勻強磁場的下邊界，磁感應強度為B，方向垂直于斜面向上．將線框用細線通過光滑定滑輪與重物相連，重物的質量為M，如果將線框和重物由靜止釋放，線框剛要穿出磁場時恰好勻速運動．下列說法正確的是（）A．線框剛開始運動時的加速度a=B．線框勻速運動的速度v=C．線框通過磁場過程中，克服摩擦力和安培力做的功等于線框機械能的減少量D．線框通過磁場過程中，產生的焦耳熱小于2（M﹣msinθ﹣μmcosθ）gl參考答案：【考點】：導體切割磁感線時的感應電動勢；功能關系；焦耳定律．【專題】：電磁感應與電路結合．【分析】：根據牛頓第二定律求解線框進入磁場前的加速度．由線框剛進入磁場時做勻速運動，推導出安培力與速度的關系，由平衡條件求解速度．根據能量守恒定律求解熱量．：解：A、線框進入磁場前，設繩子上的拉力為F，根據牛頓第二定律得線框的加速度為：重物的加速度：聯(lián)立得：．故A錯誤；B、線框出磁場時做勻速運動時，由F安+mgsinθ+μmgcosθ=F=Mg，而F安=，解得：．故B正確．C、線框通過磁場過程中，線框與重物克服摩擦力和安培力做的功等于線框與重物機械能的和的減少量．故C錯誤．D、線框通過磁場過程中，線框與重物克服摩擦力和安培力做的功等于線框與重物機械能之和的減少量．即：得：．故D正確．故選：BD．【點評】：本題是電磁感應中力學問題，記住安培力的經驗公式F安=，正確分析受力和功能關系是解答本題的關鍵，要注意線框切割磁感線的邊長與通過的位移大小是不同的，不能搞錯．5.2012年4月16日，天文愛好者又迎來了土星沖日的美麗天象，觀賞到了美麗的“指環(huán)王”．土星是夜空最美麗的星球之一，它是肉眼易見的大行星中離地球最遠的，在望遠鏡中，其外形像一頂草帽，被譽為“指環(huán)王”．土星沖日是指土星和太陽正好分處地球兩側，三者幾乎成一條直線(如圖所示)，此時土星與地球距離最近，亮度也最高，是觀測的最佳時機．沖日前后，太陽剛從西方落下，土星便由東方升起，直到天亮由西方落下，整夜可見，是一年中觀測土星最好的時機．該天象大約每378天發(fā)生一次，基本上是一年一次．已知土星和地球繞太陽公轉的方向相同，則A．土星公轉的速率比地球小B．土星公轉的向心加速度比地球大C．土星公轉的周期約為1.02×104天D．假如土星適度加速，有可能與地球實現(xiàn)對接參考答案：AC二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計16分6.（6分）利用掃描隧道顯微鏡(STM)可以得到物質表面原子排列的圖像，從而可以研究物質的構成規(guī)律。圖的照片是一些晶體材料表面的STM圖像，通過觀察、比較，可以看到這些材料都是由原子在空間排列而構成的，具有一定的結構特征。則構成這些材料的原子在物質表面排列的共同特點是：

a._________________________；b._________________________。參考答案：a.原子在確定方向上有規(guī)律地排列，在不同方向上原子的排列規(guī)律一般不同(3分)；b.原子排列具有一定對稱性。(3分)命題立意：本題是一條聯(lián)系高新科技實際的題目,考查考生收集、處理信息和獲取新知識的能力。解題關鍵：觀察原子排列是否有規(guī)律,是否對稱,然后確定原子排列的共同特點。錯解剖析：本題是一條新信息題,部分學生不知從何處下手,使解題受阻。避錯技巧：新信息題往往與高新科技綜合，有些知識是完全陌生的，但解決問題的方法可將中學常見的基本方法遷移過來。7.一物體置于水平粗糙地面上，施以水平向右大小為40N的力，物體沒有推動，則物體受到的摩擦力大小為40N，方向水平向左．參考答案：考點：摩擦力的判斷與計算．專題：摩擦力專題．分析：物體保持靜止，故受靜摩擦力；由二力平衡可求得摩擦力．解答：解：物體受到的靜摩擦力一定與推力大小相等，方向相反；故摩擦力大小為40N，方向水平向左；故答案為：40；水平向左．點評：對于摩擦力的分析，首先要明確物體受到的是靜摩擦力還是滑動摩擦力；然后才能根據不同的方法進行分析．8.在共點力合成的實驗中，根據實驗數(shù)據畫出力的 圖示，如圖所示．圖上標出了F1、F2、F、F′'四個力，其中

（填上述字母）不是由彈簧秤直接測得的．若F與F′ 的

_基本相等，

_基本相同，說明共點 力合成的平行四邊行定則得到了驗證．參考答案：

大小

方向本實驗是通過兩個彈簧秤的拉力作出的平行四邊形得出合力，只要合力與實際的拉力重合，則實驗成功；由圖可知F′是由平行四邊形定則得出的，故F′不是由彈簧秤直接測得的；F是通過一個彈簧秤測出的，故只要F與F′的大小和方向基本相同即可9.（2）.(6分)某課外活動小組利用力傳感器和位移傳感器進一步探究變力作用下的“動能定理”．如圖所示，他們用力傳感器通過定滑輪直接拉固定在小車上的細繩，測出拉力F；用位移傳感器測出小車的位移s和瞬時速度v.已知小車質量為200g.A．某次實驗得出拉力F隨位移s變化規(guī)律如圖甲所示，速度v隨位移s變化規(guī)律如圖乙所示，數(shù)據如表格．利用所得的F－s圖象，求出s＝0.30m到0.52m過程中變力F做功W＝________J，此過程動能的變化ΔEk＝________J(保留2位有效數(shù)字)．

B．指出下列情況可減小實驗誤差的操作是________．(填選項前的字母，可能不止一個選項)A．使拉力F要遠小于小車的重力B．實驗時要先平衡摩擦力C．要使細繩與滑板表面平行參考答案：W＝__0.18__J，ΔEk＝____0.17__J(保留2位有效數(shù)字)．___BC__10.在研究有固定轉動軸物體平衡條件的實驗中（1）實驗開始前需要檢查力矩盤重心是否在轉軸處，描述檢查的操作過程．在任意位置（轉過任意角度）能靜止/平衡（2）某同學采用50g的鉤碼，力矩盤平衡后如圖所示，彈簧秤讀數(shù)1.1N，盤面中3個同心圓半徑分別是2cm、4cm、6cm．填寫下表（g取9.8m/s2，答案精確到0.001N?m）：順時針力矩逆時針力矩0.059N?m0.064N?m參考答案：考點：力矩的平衡條件．專題：實驗題．分析：（1）動后，停下時事先的標記能夠處于任意位置，即轉盤能隨遇平衡，說明轉盤的重心在轉軸上；（2）簧秤讀數(shù)1.1N，一個鉤碼重50g，根據力矩等于力與力臂的乘積．解答：解：（1）心在轉軸上，力矩盤本身的重力才可以忽略不計，轉動后，停下時事先的標記能夠處于任意位置，即轉盤能隨遇平衡，說明轉盤的重心在轉軸上；（2）逆時針力矩為M=1.1×4×10﹣2+50×10﹣3×10×4×10﹣2=0.064N?m故答案為：（1）在任意位置（轉過任意角度）能靜止/平衡（2）0.064N?m點評：題是驗證力矩平衡的實驗，關鍵求出順時針力矩之和和逆時針力矩之后，然后判斷是否相等，實驗前要將支點調節(jié)到重心處．11.如圖所示，有一塊無限大的原來不帶電的金屬平板MN，現(xiàn)將一個帶電量為+Q的點電荷放置于板右側的A點，并使金屬板接地。已知A點離金屬板MN的距離為d，C點在A點和板MN之間，AC⊥MN，且AC長恰為。金屬平板與電量為+Q的點電荷之間的空間電場分布可類比______________（選填“等量同種電荷”、“等量異種電荷”）之間的電場分布；在C點處的電場強度EC=______________。參考答案：（1）等量異種電荷

(2)

12.(4分)用200N的拉力將地面上的一個質量為10kg的物體提升10m（重力加速度g取10m/s2，空氣阻力忽略不計），物體被提高后具有的勢能為

，物體被提高后具有的動能為

．參考答案：答案：103J，103J13.（1）接通打點計時器電源和讓紙帶開始運動，這兩個操作間的順序關系是

（填字母序號）A、先接通電源，后讓紙帶運動B、現(xiàn)讓紙帶運動，再接通電源C、讓紙帶運動的同時接通電源D、現(xiàn)讓紙帶運動或先接通電源都可以（2）在研究某物體運動規(guī)律時，打點計時器打下如圖所示的一條紙帶，已知打點計時器使用的交流電頻率為50HZ，相鄰兩計數(shù)點間還有四個打點未畫出，由紙帶上的數(shù)據可知，打B點時物體的速度v=

，物體運動的加速度a=

（結果保留兩位有效數(shù)字）參考答案：（1）A；（2）0.16m/s，0.30m/s2．【考點】探究小車速度隨時間變化的規(guī)律．【分析】理解實驗過程應當先接通電源，在釋放紙帶．如果先釋放紙帶后接通電源，有可能會出現(xiàn)小車已經拖動紙帶運動一段距離，電源才被接通，那么紙帶上只有很小的一段能打上點，大部分紙帶沒有打上點，紙帶的利用率太低；紙帶實驗中，若紙帶勻變速直線運動，測得紙帶上的點間距，利用勻變速直線運動的推論，可計算出打出某點時紙帶運動的瞬時速度和加速度．【解答】解：（1）如果先釋放紙帶后接通電源，有可能會出現(xiàn)小車已經拖動紙帶運動一段距離，電源才被接通，那么紙帶上只有很小的一段能打上點，大部分紙帶沒有打上點，紙帶的利用率太低；所以應當先接通電源，后讓紙帶運動，故選：A．（2）相鄰兩記數(shù)點間還有四個點未畫出，所以相鄰的計數(shù)點之間的時間間隔為0.1s打E點時物體的速度vB==≈0.16m/s采用逐差法求解加速度根據運動學公式得：△x=at2，a===0.30m/s2故答案為：（1）A；（2）0.16m/s，0.30m/s2．三、簡答題：本題共2小題，每小題11分，共計22分14.(3-5模塊)(5分)有兩個質量為m的均處于基態(tài)的氫原子A、B，A靜止，B以速度v0與之發(fā)生碰撞．己知：碰撞前后二者的速度均在一條直線上，碰撞過程中部分動能有可能被某一氫原子吸收。從而該原子由基態(tài)躍遷到激發(fā)態(tài)，然后，此原子向低能級態(tài)躍遷，并發(fā)出光子．如欲碰后發(fā)出一個光子，則速度v0至少需要多大？己知氫原子的基態(tài)能量為E1(E1<0)。參考答案：解析：，--------------(1分)

，--------------(1分)

，--------------(1分)

--------------(2分)15.（6分）一定質量的理想氣體，在絕熱膨脹過程中

①對外做功5J，則其內能（選填“增加”或“減少”）,

J.

②試從微觀角度分析其壓強變化情況。參考答案：答案：①減少，5；②氣體體積增大，則單位體積內的分子數(shù)減少；內能減少，則溫度降低，其分子運動的平均速率減小,則氣體的壓強減小。（4分要有四個要點各占1分；單位體積內的分子數(shù)減少；溫度降低；分子運動的平均速率減小；氣體的壓強減小。）四、計算題：本題共3小題，共計47分16.如圖所示，方向垂直紙面向里的勻強磁場的邊界，是一個半徑為r的圓，圓心O1在x軸上，OO1距離等于圓的半徑。虛線MN平行于x軸且與圓相切于P點，在MN的上方是正交的勻強電場和勻強磁場，電場強度的大小為E，方向沿x軸的負方向，磁感應強度為B，方向垂直紙面向外。有—群相同的正粒子，以相同的速率，在紙面內沿不同方向從原點O射入第I象限，粒子的速度方向在與x軸成角的范圍內，其中沿x軸正方向進入磁場的粒子經過P點射入MN后，恰好在正交的電磁場中做直線運動。粒子的質量為m．電荷量為q(不計粒子的重力)。求：

(1)粒子的初速率；

(2)圓形有界磁場的磁感應強度：(3)若只撤去虛線MN上面的磁場B，這些粒子經過y軸的坐標范圍。參考答案：見解析17.（12分）如圖所示，有兩本完全相同的書A、B，書重均為5N，將兩本書等分成若干份后，交叉地疊放在一起置于光滑桌面上，并將書A固定不動，用水平向右的力F把書B抽出，現(xiàn)測得一組數(shù)據如下：實驗次數(shù)1