2022年湖南省郴州市亞星學校高三物理上學期期末試卷含解析

2022年湖南省郴州市亞星學校高三物理上學期期末試卷含解析一、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.(單選題)（2012?徐州一模）如圖所示，在真空中有兩個帶正電的點電荷，分別置于P、Q兩點，P處正點電荷的電荷量大于Q處點電荷的電荷量，A、B為P、Q連線的中垂線上的兩點，現(xiàn)將一負電荷q由A點沿中垂線移動到B點，在此過程中，下列說法正確的是（）A．q的電勢能逐漸減小B．q的電勢能逐漸增大C．q的電勢能先增大后減小D．以上均不正確參考答案：B解：由題分析可知，A的電勢高于B點的電勢，將負點電荷q由A點沿中垂線移動到B點的過程中，電場力一直做負功，電荷的電勢能逐漸增大．故選B2.（多選）如圖是某電源的伏安特性曲線和接在此電源上的電阻的U-I圖像，則下列結論正確的是(

)

A．電源的電動勢為6.0V．B．電源的內(nèi)阻為12Ω．C．電路的輸出功率為1.4wD．電路的效率為93.3﹪參考答案：ACD3.隨著世界航空事業(yè)的發(fā)展，深太空探測已逐漸成為各國關注的熱點．假設深太空中有一顆外星球，質量是地球質量的4倍，半徑是地球半徑的．則下列判斷正確的是（

）

A．該外星球的同步衛(wèi)星周期一定小于地球同步衛(wèi)星周期B．某物體在該外星球表面上所受重力是在地球表面上所受重力的16倍C．該外星球上第一宇宙速度是地球上第一宇宙速度的2倍D．繞該外星球的人造衛(wèi)星和以相同軌道半徑繞地球的人造衛(wèi)星運行速度相同參考答案：BC4.兩個固定的等量異號點電荷所產(chǎn)生電場的等勢面如圖中虛線所示，一帶負電的粒子以某一速度從圖中A點沿圖示方向進入電場在紙面內(nèi)飛行，最后離開電場，粒子只受靜電力作用，則粒子在電場中()A．做直線運動，電勢能先變小后變大B．做直線運動，電勢能先變大后變小C．做曲線運動，電勢能先變小后變大D．做曲線運動，電勢能先變大后變小參考答案：C5.如圖所示，空間存在水平向左的勻強電場和垂直紙面向里的勻強磁場。在該區(qū)域中，有一個豎直放置的光滑絕緣圓環(huán)，環(huán)上套有一個帶正電的小球。O點為圓環(huán)的圓心，a、b、c、d為圓環(huán)上的四個點，a點為最高點，c點為最低點，b、O、d三點在同一水平線上。已知小球所受電場力與重力大小相等?，F(xiàn)將小球從環(huán)的頂端a點由靜止釋放，下列判斷正確的是A．小球能越過d點并繼續(xù)沿環(huán)向上運動B．當小球運動到c點時，所受洛倫茲力最大C．小球從d點運動到b點的過程中，重力勢能減小，電勢能增大D．小球從b點運動到c點的過程中，電勢能增大，動能先增大后減小參考答案：D二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計16分6.用圖甲所示的裝置利用打點計時器進行探究動能定理的實驗，實驗時測得小車的質量為，木板的傾角為。實驗過程中，選出一條比較清晰的紙帶，用直尺測得各點與A點間的距離如圖乙所示：AB=；AC=；AD=；AE=。已知打點計時器打點的周期為T，重力加速度為g，小車與斜面間摩擦可忽略不計。那么打D點時小車的瞬時速度為

；取紙帶上的BD段進行研究，合外力做的功為

，小車動能的改變量為

。參考答案：7.如圖所示是探究氣體的壓強與溫度關系的DIS實驗裝置圖。（1）在圖中①為____________傳感器；②為__________傳感器。（2）（單選題）與初狀態(tài)相比，試管內(nèi)氣體的壓強變化量Δp與溫度變化量Δt之間的關系是圖（

）參考答案：（1）（1分）

壓強

（1分）

溫度

（2）（3分）（

B

）8.如圖甲所示是用主尺最小分度為1mm，游標上有20個小的等分刻度的游標卡尺測量一工件的內(nèi)徑的實物圖，圖乙是游標部分放大后的示意圖．則該工件的內(nèi)徑為

cm．用螺旋測微器測一金屬桿的直徑，結果如圖丙所示，則桿的直徑是

mm．參考答案：2.280；2.697；【考點】刻度尺、游標卡尺的使用；螺旋測微器的使用．【分析】解決本題的關鍵掌握游標卡尺讀數(shù)的方法，主尺讀數(shù)加上游標讀數(shù)，不需估讀．螺旋測微器的讀數(shù)方法是固定刻度讀數(shù)加上可動刻度讀數(shù)，在讀可動刻度讀數(shù)時需估讀．【解答】解：20分度的游標卡尺，精確度是0.05mm，游標卡尺的主尺讀數(shù)為22mm，游標尺上第16個刻度和主尺上某一刻度對齊，所以游標讀數(shù)為16×0.05mm=0.80mm，所以最終讀數(shù)為：22mm+0.80mm=22.80mm=2.280cm．螺旋測微器的固定刻度為2.5mm，可動刻度為19.7×0.01mm=0.197mm，所以最終讀數(shù)為2.5mm+0.197mm=2.697mm．故答案為：2.280；2.697；9.某星球密度與地球相同，其半徑是地球半徑的2倍，則其表面重力加速度為地球表面重力加速度的

倍；若在該星球表面上發(fā)射一顆衛(wèi)星，所需的最小速度是地球第一宇宙速度的

倍。參考答案：2，210.如圖所示，虛線框內(nèi)存在一沿水平方向、且與紙面垂直的勻強磁場。現(xiàn)通過圖示裝置來測量該磁場的磁感應強度大小、并判定其方向。所用器材已在圖中給出，其中D為位于紙面內(nèi)的U形金屬框，其底邊水平，長度為L，兩側邊豎直且等長；直流電源電動勢為E，內(nèi)阻為r；R為電阻箱；S為開關。此外還有細沙、天平和若干輕質導線。已知重力加速度為g。先將開關S斷開，在托盤內(nèi)加放適量細沙，使D處于平衡狀態(tài)，然后用天平稱出細沙質量m1。閉合開關S，將電阻箱阻值調(diào)節(jié)至R1=r，在托盤內(nèi)重新加入細沙，使D重新處于平衡狀態(tài)，用天平稱出此時細沙的質量為m2且m2＞m1。（1）磁感應強度B大小為___________，方向垂直紙面____________（選填“向里”或“向外”）；

（2）將電阻箱阻值調(diào)節(jié)至R2=2r，則U形金屬框D_________（選填“向下”或“向上”）加速，加速度大小為___________。六．計算題（共50分）參考答案：（1），向外；（2）向上，11.自行車轉彎可近似成自行車繞某個定點O（圖中未畫出）做圓周運動，如圖所示為自行車轉彎的俯視圖，自行車前后輪接觸地面的位置A、B相距L，虛線表示兩點轉彎的軌跡，OB距離。則前輪與車身夾角θ=

；B點速度大小v1=2m/s。則A點的速度v2=______m/s。參考答案：30o；2.3112.若將一個電量為3.0×10－10C的正電荷，從零電勢點移到電場中M點要克服電場力做功9.0×10－9J，則M點的電勢是

V；若再將該電荷從M點移到電場中的N點，電場力做功1.8×10－8J，則M、N兩點間的電勢差UMN＝

V。參考答案：13.從地面豎直上拋的小球，空氣阻力不計，在拋出后的時刻t1和時刻t2的位移相同，則它拋出時的初速度大小為，在時刻t1時離地面的高度為．參考答案：解：根據(jù)豎直上拋運動的對稱性，時刻到最高點的時間從拋出點到最高點的時間拋出時的初速度時刻離地面的高度=故答案為：三、簡答題：本題共2小題，每小題11分，共計22分14.2004年1月25日，繼“勇氣”號之后，“機遇”號火星探測器再次成功登陸火星．人類為了探測距離地球大約3.0×105km的月球，也發(fā)射了一種類似四輪小車的月球探測器．它能夠在自動導航系統(tǒng)的控制下行走，且每隔10s向地球發(fā)射一次信號，探測器上還裝著兩個相同的減速器(其中一只是備用的)，這種減速器可提供的最大加速度為5m/s2，某次探測器的自動導航系統(tǒng)出現(xiàn)故障，從而使探測器只能勻速前進而不再避開障礙物．此時地球上的科學家只能對探測器進行人工遙控操作．下表為控制中心的顯示屏上的數(shù)據(jù)：

已知控制中心的信號發(fā)射和接收設備工作速度極快．科學家每次分析數(shù)據(jù)并輸入命令至少需要3s.問：(1)經(jīng)過數(shù)據(jù)分析，你認為減速器是否執(zhí)行了命令？(2)假如你是控制中心的工作人員，采取怎樣的措施？加速度滿足什么條件？請計算說明．

參考答案：(1)未執(zhí)行命令(2)立即輸入命令，啟動另一個備用減速器，加速度a>1m/s2，便可使探測器不與障礙物相碰．

15.（4分）如圖所示，光滑水平面軌道上有三個木塊，A、B、C，質量分別為mB=mc=2m,mA=m，A、B用細繩連接，中間有一壓縮的彈簧(彈簧與滑塊不栓接)。開始時A、B以共同速度v0運動，C靜止。某時刻細繩突然斷開，A、B被彈開，然后B又與C發(fā)生碰撞并粘在一起，最終三滑塊速度恰好相同。求B與C碰撞前B的速度。參考答案：解析：設共同速度為v，球A和B分開后，B的速度為,由動量守恒定律有,,聯(lián)立這兩式得B和C碰撞前B的速度為?？键c：動量守恒定律四、計算題：本題共3小題，共計47分16.（16分）如甲圖所示，兩個幾何形狀完全相同的平行板電容器PQ和MN，水平置于水平方向的勻強磁場中（磁場區(qū)域足夠大），兩電容器極板的左端和右端分別在同一豎直線上，已知P、Q之間和M、N之間的距離都是d，極板本身的厚度不計，板間電壓都是U，兩電容器的極板長相等。今有一電子從極板PQ中軸線左邊緣的O點，以速度v0沿其中軸線進入電容器，并做勻速直線運動，此后經(jīng)過磁場偏轉又沿水平方向進入到電容器MN之間，且沿MN的中軸線做勻速直線運動，再經(jīng)過磁場偏轉又通過O點沿水平方向進入電容器PQ之間，如此循環(huán)往復。已知電子質量為m，電荷量為e。不計電容之外的電場對電子運動的影響。（1）試分析極板P、Q、M、N各帶什么電荷？（2）求Q板和M板間的距離x；（3）若只保留電容器右側區(qū)域的磁場，如圖乙所示。電子仍從PQ極板中軸線左邊緣的O點，以速度v0沿原方向進入電容器，已知電容器極板長均為。則電子進入電容器MN時距MN中心線的距離？要讓電子通過電容器MN后又能回到O點，還需在電容器左側區(qū)域加一個怎樣的勻強磁場？參考答案：解析：（1）電子受磁場力向下，則受電場力向上，所以P板帶正電，Q板帶負電（2分）同理可知，M板帶負電，N板帶正電

（2分）（2）電子在電容器中由平衡條件有：

（2分）電子在磁場中做圓周運動的半徑為R，則：

（1分）Q板和M板間的距離，應滿足：

（1分）（3）電子離開電容器P、Q時的側移量為：

（2分），，

（2分）

電子進入電容器M、N之間的位置在中軸線以上y處。

電子進入電容器M、N后，在電場力作用下作類拋體運動，根據(jù)對稱性可知，電子在豎直方向上的位移為y,離開電容器M、N的位置在中軸線以上2y處，速度大小為，方向與中軸線平行

（2分）

，

（1分）方向垂直于紙面向里（水平）

（1分）17.如圖所示，長L=1.5m，高h=0.45m，質量M=10kg的長方體木箱，在水平面上向右做直線運動．當木箱的速度v0=3.6m/s時，對木箱施加一個方向水平向左的恒力F=50N，并同時將一個質量m=1kg的小球輕放在距木箱右端的P點（小球可視為質點，放在P點時相對于地面的速度為零），經(jīng)過一段時間，小球脫離木箱落到地面．木箱與地面的動摩擦因數(shù)為0.2，其他摩擦均不計．取，求：（1）小球從離開木箱開始至落到地面所用的時間；（2）小球放上P點后，木箱向右運動的最大位移；（3）小球離開木箱時木箱的速度．參考答案：考點：牛頓第二定律；勻變速直線運動的位移與時間的關系；勻變速直線運動的速度與位移的關系；自由落體運動．專題：壓軸題；牛頓運動定律綜合專題．分析：（1）小球離開木箱后做自由落體運動，根據(jù)位移時間關系可以求得時間；（2）對木箱受力分析，求出加速度，可以根據(jù)速度時間關系公式和位移時間關系公式分別求出位移和時間；（3）先對木箱受力分析，根據(jù)牛頓第二定律求得加速度，然后可以先根據(jù)位移時間關系公式求得時間，再根據(jù)速度時間公式求末速度，也可以直接根據(jù)速度位移關系公式求末速度．解答：解：（1）木箱上表面的摩擦不計，因此小球在離開木箱前相對地面處于靜止狀態(tài)，離開木箱后將作自由落體運動．由，得小球從離開木箱開始至落到地面所用的時間為0.3s．（2）小球放到木箱后，木箱的加速度為：木箱向右運動的最大位移為：小球放上P點后，木箱向右運動的最大位移為0.9m．（3）x1小于1m，所以小球不會從木箱的左端掉下木箱向左運動的加速度為設木箱向左運動的距離為x2時，小球脫離木箱，則：設木箱向左運動的時間為t2，則：由得：所以，小球離開木箱的瞬間，木箱的速度方向向左，大小為：v2=a2t2=2.8×1=2.8m/s．點評：本題關鍵對分向右減速和向左加速兩過程對木箱受力分析后求得加速度，然后根據(jù)運動學公式求解待求量．18.如圖所示，在傾角為θ的沒滑斜面上，有一長為l的細線，細線的一端固定在O點，另一端拴一質量為m的小球現(xiàn)使小球恰好能在斜面上做完整的圓周運動，已知0點到斜面底邊的距離為L，求：（1）小球通過最高點A時的速度VA；（2）在最高點A和最低點B時細線上拉力之差（3）小球運動到A點或B點時細線斷裂，小球滑落到斜面底邊時到C點的距離若相等，則l和L應滿足什么關系？參考答案：解：（1）小球恰好在斜面上做完整的圓周運動，則得

mgsinθ=m解得：vA=（2）在A點：在B點：由機械能守恒得

聯(lián)立解得TB﹣TA=6mgsinθ（3）由（2）可求得A點斷裂，有：，SA=VAtAB點斷裂，有：S，B