山東省濟(jì)南市章丘第二中學(xué)2022年高三物理下學(xué)期期末試題含解析

山東省濟(jì)南市章丘第二中學(xué)2022年高三物理下學(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15分．每小題只有一個選項符合題意1.（單選）如圖所示，A、B分別為豎直放置的圓軌道的最低點和最高點，已知軌道半徑為0.5m，小球通過A點時速度大小為m/s，則該小球通過最高點B的速度值可能是A.2.1m/s

B.3.2m/s

C.6.2m/s

D.10m/s參考答案：【知識點】牛頓第二定律；向心力.C2D4【答案解析】B解析：設(shè)小球到達(dá)最高點B的速度為vB．根據(jù)機(jī)械能守恒定律得

mg?2R+=得到vB=

①小球要能到達(dá)最高點，則在最高點B時，≥mg，得到

vB≥

②

由①②聯(lián)立得

≥解得gR≤，代入得

gR≤

代入①得

vB≥m/s

又機(jī)械能守恒定律可知，vB＜vA=m/s

，所以m/s≤vB＜m/s

，故B正確【思路點撥】小球在光滑的圓軌道內(nèi)運動，只有重力做功，其機(jī)械能守恒，根據(jù)機(jī)械能守恒定律得到小球在最高點的速度表達(dá)式．小球要能到達(dá)最高點，向心力要大于重力，得到最高點速度的范圍，再進(jìn)行選擇．2.如圖所示，一根不可伸長的輕繩兩端各系一個小球a和b，跨在兩根固定在同一高度的光滑水平細(xì)桿C和D上，質(zhì)量為ma的a球置于地面上，質(zhì)量為mb的b球從水平位置靜止釋放。當(dāng)b球擺過的角度為90°時，a球?qū)Φ孛鎵毫偤脼榱?，下列結(jié)論正確的是(

)A.

B.C.若只將細(xì)桿D水平向左移動少許，則當(dāng)b球擺過的角度為小于90°的某值時，a球?qū)Φ孛娴膲毫偤脼榱鉊.若只將細(xì)桿D水平向左移動少許，則當(dāng)b球擺過的角度仍為90°時，a球?qū)Φ孛娴膲毫偤脼榱銋⒖即鸢福篈D3.如圖所示，用繩索將重球掛在墻上，不考慮墻的摩擦。如果把繩的長度減小一些，則球?qū)K的拉力F1和球?qū)Φ膲毫2的變化情況是：（

）A．F1和F2都增大

B．F1減小，F(xiàn)2增大

C．F1增大，F(xiàn)2減小

D．F1和F2都減小參考答案：A4.（單選題）如圖所示，質(zhì)量為m的木塊P在質(zhì)量為M的長木板ab上滑行，長木板放在水平地面上一直處于靜止?fàn)顟B(tài)．若長木板ab與地面間的動摩擦因數(shù)為μ1，木塊P與長木板ab間的動摩擦因數(shù)為μ2，則長木板ab受到地面的摩擦力大小為()A．μ1Mg

B．μ1(m＋M)gC．μ2mg

D．μ1Mg＋μ2mg參考答案：C5.如圖所示，水平固定的由兩段粗細(xì)不同的細(xì)玻璃管組成的封閉容器中，一段水銀柱將氣體分成A、B兩部分，水銀柱靜止，則下列判斷正確的是A．水銀柱兩側(cè)受到的氣體壓力大小相等B．A、B兩部分氣體的壓強(qiáng)相同C．若兩部分氣體溫度相同，同時升高10℃后水銀柱不動D．若兩部分氣體溫度相同，同時降低10℃后水銀柱向右移參考答案：BC二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計16分6.（4分）如圖所示，兩個的電阻串聯(lián)后接在的恒定電壓下，一個電壓表有和兩個量程檔。當(dāng)用檔測量圖中、間電壓時，電壓表示數(shù)為，那么這一檔電壓表的內(nèi)阻等于

，若換用檔測量、間的電壓，電壓表的示數(shù)是

。參考答案：

答案：

7.核動力航母利用可控核裂變釋放核能獲得動力．核反應(yīng)是若干核反應(yīng)的一種，其中X為待求粒子，y為X的個數(shù)，則X是

▲

（選填“質(zhì)子”、“中子”、“電子”），y＝

▲

.若反應(yīng)過程中釋放的核能為E，光在真空中的傳播速度為c，則核反應(yīng)的質(zhì)量虧損表達(dá)式為

▲

.參考答案：中子（1分）

3（1分）

E/c2(1分)；8.如圖所示，直角玻璃棱鏡中∠A=70°，入射光線垂直于AB面。已知玻璃的折射率為，光在AC面上反射后經(jīng)BC面反射從AC面第一次射出，則光線在BC面_______（填“發(fā)生”或“不發(fā)生”）全反射，光線從棱鏡AC邊第一次射入空氣時的折射角為_______。參考答案：發(fā)生；4509.一個質(zhì)量為m、直徑為d、電阻為R的金屬圓環(huán)，在范圍很大的磁場中沿豎直方向下落，磁場的分布情況如圖所示，已知磁感應(yīng)強(qiáng)度豎直方向的分量By的大小只隨高度變化，其隨高度y變化關(guān)系為By=B0(1+ky)（此處k為比例常數(shù)，且k＞0），其中沿圓環(huán)軸線的磁場方向始終豎直向上，在下落過程中金屬圓環(huán)所在的平面始終保持水平，速度越來越大，最終穩(wěn)定為某一數(shù)值，稱為收尾速度。俯視觀察，圓環(huán)中的感應(yīng)電流方向為________（選填“順時針”或“逆時針”）；圓環(huán)收尾速度的大小為________。參考答案：順時針；10.如圖(a)所示為一實驗小車自動測速示意圖。A為繞在條形磁鐵上的線圈，經(jīng)過放大器與顯示器連接，圖中虛線部分均固定在車身上。C為小車的車輪，B為與C同軸相連的齒輪，其中心部分使用鋁質(zhì)材料制成，邊緣的齒子用磁化性能很好的軟鐵制成，鐵齒經(jīng)過條形磁鐵時即有信號被記錄在顯示器上。已知齒輪B上共安裝30個鐵質(zhì)齒子，齒輪直徑為30cm，車輪直徑為60cm。改變小車速度，顯示器上分別呈現(xiàn)了如圖（b）和（c）的兩幅圖像。設(shè)（b）圖對應(yīng)的車速為vb，（c）圖對應(yīng)的車速為vc。（1）分析兩幅圖像，可以推知：vb_________vc（選填“>”、“<”、“=”）。（2）根據(jù)圖(c)標(biāo)出的數(shù)據(jù)，求得車速vc=__________________km/h。參考答案：⑴<；

⑵18π或56.5。11.如圖所示，兩個已知質(zhì)量分別為m1和m2的物塊A和B，分別系在一條跨過定滑輪的軟繩兩端(m1>m2)，1、2是兩個光電門．用此裝置驗證機(jī)械能守恒定律．(1)實驗中除了記錄物塊B通過兩光電門時的速度v1、v2外，還需要測量的物理量是________．(2)用已知量和測量量寫出驗證機(jī)械能守恒的表達(dá)式_____________．參考答案：(1)，兩光電門之間的距離h12.某學(xué)習(xí)小組做了如下實驗：先把空的燒瓶放入冰箱冷凍，取出燒瓶，并迅速把一個氣球緊套在燒瓶頸上，封閉了一部分氣體，然后將燒瓶放進(jìn)盛滿熱水的燒杯里，氣球逐漸膨脹起來，如圖。(1)(4分)在氣球膨脹過程中，下列說法正確的是

▲

．

A．該密閉氣體分子間的作用力增大

B．該密閉氣體組成的系統(tǒng)熵增加

C．該密閉氣體的壓強(qiáng)是由于氣體重力而產(chǎn)生的D．該密閉氣體的體積是所有氣體分子的體積之和

(2)(4分)若某時刻該密閉氣體的體積為V，密度為ρ，平均摩爾質(zhì)量為M，阿伏加德羅常數(shù)為NA，則該密閉氣體的分子個數(shù)為

▲

；(3)(4分)若將該密閉氣體視為理想氣體，氣球逐漸膨脹起來的過程中，氣體對外做了

0.6J的功，同時吸收了0.9J的熱量，則該氣體內(nèi)能變化了

▲

J；若氣球在膨脹過程中迅速脫離瓶頸，則該氣球內(nèi)氣體的溫度

▲

(填“升高”或“降低”)。參考答案：B0.3（2分）；降低13.用如圖甲所示的裝置測定彈簧的勁度系數(shù)，被測彈簧一端固定于A點，另一端B用細(xì)繩繞過定滑輪掛鉤碼，旁邊豎直固定一最小刻度為mm的刻度尺，當(dāng)掛兩個鉤碼時，繩上一定點P對應(yīng)刻度如圖乙中ab虛線所示，再增加一個鉤碼后，P點對應(yīng)刻度如圖乙中cd虛線所示，已知每個鉤碼質(zhì)量為50g，重力加速度g＝9.8m/s2，則被測彈簧的勁度系數(shù)為________N/m.掛三個鉤碼時彈簧的形變量為________cm.參考答案：70

2.10三、簡答題：本題共2小題，每小題11分，共計22分14.（9分）我國登月的“嫦娥計劃”已經(jīng)啟動，2007年10月24日，我國自行研制的探月衛(wèi)星“嫦娥一號”探測器成功發(fā)射。相比較美國宇航員已經(jīng)多次登陸月球。而言，中國航天還有很多艱難的路要走。若一位物理學(xué)家通過電視機(jī)觀看宇航員登月球的情況，他發(fā)現(xiàn)在發(fā)射到月球上的一個儀器艙旁邊懸掛著一個重物在那里擺動,懸掛重物的繩長跟宇航員的身高相仿,這位物理學(xué)家看了看自己的手表，測了一下時間，于是他估測出月球表面上的自由落體加速度。請?zhí)骄恳幌?他是怎樣估測的?參考答案：據(jù)宇航員的身高估測出擺長；測出時間，數(shù)出擺動次數(shù)，算得擺動周期；據(jù)公式,求得月球的重力加速度。解析：據(jù)單擺周期公式,只要測出單擺擺長和擺動周期,即可測出月球表面上的自由落體加速度．據(jù)宇航員的身高估測出擺長；測出時間，數(shù)出擺動次數(shù)，算得擺動周期；據(jù)公式求得月球的重力加速度。(9分)

15.（10分）如圖所示，氣缸放置在水平臺上，活塞質(zhì)量為5kg，面積為25cm2，厚度不計，氣缸全長25cm，大氣壓強(qiáng)為1×105pa，當(dāng)溫度為27℃時，活塞封閉的氣柱長10cm，若保持氣體溫度不變，將氣缸緩慢豎起倒置．g取10m/s2．

（1）氣缸倒置過程中，下列說法正確的是__________A．單位時間內(nèi)氣缸單位面積上氣體分子撞擊次數(shù)增多B．單位時間內(nèi)氣缸單位面積上氣體分子撞擊次數(shù)減少C．吸收熱量，對外做功D．外界氣體對缸內(nèi)氣體做功，放出熱量（2）求氣缸倒置后氣柱長度；（3）氣缸倒置后，溫度升至多高時，活塞剛好接觸平臺(活塞摩擦不計)?參考答案：(1)BC(2)15cm(3)227℃四、計算題：本題共3小題，共計47分16.（20分）2008年12月，天文學(xué)家們通過觀測的數(shù)據(jù)確認(rèn)了銀河系中央的黑洞“人馬座A*”的質(zhì)量與太陽質(zhì)量的倍數(shù)關(guān)系。研究發(fā)現(xiàn)，有一星體S2繞人馬座A*做橢圓運動，其軌道半長軸為9.50102天文單位（地球公轉(zhuǎn)軌道的半徑為一個天文單位），人馬座A*就處在該橢圓的一個焦點上。觀測得到S2星的運行周期為15.2年。(1)

若將S2星的運行軌道視為半徑r=9.50102天文單位的圓軌道，試估算人馬座A*的質(zhì)量MA是太陽質(zhì)量Ms的多少倍(結(jié)果保留一位有效數(shù)字)；(2)

黑洞的第二宇宙速度極大，處于黑洞表面的粒子即使以光速運動，其具有的動能也不足以克服黑洞對它的引力束縛。由于引力的作用，黑洞表面處質(zhì)量為m的粒子具有勢能為Ep=-G(設(shè)粒子在離黑洞無限遠(yuǎn)處的勢能為零)，式中M、R分別表示黑洞的質(zhì)量和半徑。已知引力常量G=6.710-11N·m2/kg2，光速c=3.0108m/s，太陽質(zhì)量Ms=2.01030kg，太陽半徑Rs=7.0108m，不考慮相對論效應(yīng)，利用上問結(jié)果，在經(jīng)典力學(xué)范圍內(nèi)求人馬座A*的半徑RA與太陽半徑之比應(yīng)小于多少（結(jié)果按四舍五入保留整數(shù)）。參考答案：（1），（2）解析：本題考查天體運動的知識。其中第2小題為信息題，如“黑洞”“引力勢能”等陌生的知識都在題目中給出，考查學(xué)生提取信息，處理信息的能力，體現(xiàn)了能力立意。（1）S2星繞人馬座A*做圓周運動的向心力由人馬座A*對S2星的萬有引力提供，設(shè)S2星的質(zhì)量為mS2，角速度為ω，周期為T，則

①

②設(shè)地球質(zhì)量為mE，公轉(zhuǎn)軌道半徑為rE，周期為TE，則

③綜合上述三式得

式中

TE=1年

④

rE=1天文單位

⑤

代入數(shù)據(jù)可得

⑥（2）引力對粒子作用不到的地方即為無限遠(yuǎn)，此時料子的勢能為零?！疤幱诤诙幢砻娴牧Ｗ蛹词挂怨馑龠\動，其具有的動能也不足以克服黑洞對它的引力束縛”，說明了黑洞表面處以光速運動的粒子在遠(yuǎn)離黑洞的過程中克服引力做功，粒子在到達(dá)無限遠(yuǎn)之前，其動能便減小為零，此時勢能仍為負(fù)值，則其能量總和小于零，則有

⑦依題意可知

，可得

⑧代入數(shù)據(jù)得

⑨

⑩17.如圖所示，在平面內(nèi)有一扇形金屬框，其半徑為，邊與軸重合，邊與軸重合，且為坐標(biāo)原點，邊與邊的電阻不計，圓弧上單位長度的電阻為。金屬桿MN長度為L，放在金屬框上，MN與邊緊鄰。磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場與框架平面垂直并充滿平面?，F(xiàn)對MN桿施加一個外力（圖中未畫出），使之以C點為軸順時針勻速轉(zhuǎn)動，角速度為。求：（1）在MN桿運動過程中，通過桿的電流I與轉(zhuǎn)過的角度間的關(guān)系；（2）整個電路消耗電功率的最小值是多少？參考答案：（1）電路中感應(yīng)電動勢

（2分）設(shè)金屬桿的電阻為R0

（2分。能與其他字母區(qū)分即可），則電路總電阻

（2分）桿中電流I與桿轉(zhuǎn)過的角度θ的關(guān)系為

（1分）（2）由于總電阻，圓弧總長度是定值，所以，當(dāng)

時，即時，總電阻R總有最大值。

（2分）此時，

（2分）此