山西省臨汾市蒲縣第二中學(xué)2022年高三物理期末試題含解析

山西省臨汾市蒲縣第二中學(xué)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，兩豎直木樁ab、cd固定，一不可伸長的輕繩兩端固定在a、c繩長為L，一質(zhì)量為m的物體A通過輕質(zhì)光滑掛L掛在輕繩中間,靜止時輕繩兩端夾角為120°．若把輕繩換成自然長度為L的橡皮筋，物體A后仍處于靜止?fàn)顟B(tài)，橡皮筋處于彈性限度內(nèi)，若重力加速度大小為g，上述兩種情況，下列說法正確的是（

）A.輕繩的彈力大mg

B．輕繩的彈力小于mgC．橡皮筋的彈力大于mg

D．橡皮筋的彈力小于mg參考答案：D設(shè)兩桿間的距離為S，細繩的總長度為L，靜止時輕繩兩端夾角為120°，由于重物的拉力的方向豎直向下，所以三個力之間的夾角都是120°．根據(jù)矢量的合成可知，三個力的大小是相等的．故輕繩的彈力大小為mg．選項A、B錯誤；若把輕繩換成自然長度為L的橡皮筋，橡皮筋受到拉力后長度增大，桿之間的距離不變，所以重物靜止后兩根繩子之間的夾角一定小于120°，兩個分力之間的夾角減小，而合力不變，所以兩個分力減小，即橡皮筋的拉力小于mg．選項C錯誤、D正確。2.下列物理量的負號表示方向的是[jf1]

（

）（A）氣體的溫度t＝－10℃

（B）物體的位移s＝－8m（C）物體的重力勢能Ep＝－50J

（D）阻力做功為W＝－10J參考答案：B3.如圖所示，a、b的質(zhì)量均為m，a從傾角為45°的光滑固定斜面頂端無初速地下滑，b從斜面頂端以初速度υ0平拋，對二者的運動過程以下說法正確的是都做勻變速運動 落地前的瞬間速率相同C．整個運動過程重力對二者做功的平均功率相同D．整個運動過程重力勢能的變化相同參考答案：AD物體a受重力和支持力，F(xiàn)合=mgsin45°，根據(jù)牛頓第二定律，a=

g．物體b做平拋運動，加速度為g,知兩物體的加速度不變，所以兩物體都做勻變速運動，A對。對a運用動能定理，mgh=

mva2-0，對b運用動能定理，有mgh=mvb2-mv02，知落地瞬間b球的速率大于a球的速率．故B錯。對于a、b，整個運動過程重力做的功相等，重力勢能的變化相同，但是a球做勻加速直線運動，則運動的時間．b球做平拋運動，根據(jù)得，．知兩個時間不等，故C錯D對。4.(多選)下列說法正確的是

A．布朗運動的實質(zhì)就是分子的無規(guī)則運動B．晶體在各個方向上的導(dǎo)熱性能相同，體現(xiàn)為各向同性C．熱量不能自發(fā)地從低溫物體傳給高溫物體D．將一個分子從無窮遠處無限靠近另一個分子，則這兩個分子間的分子力先增大后減小最后再增大E．絕對零度不可達到參考答案：CED5.（單選）一負電荷從電場中A點由靜止釋放，只受電場力作用，沿電場線運動到B點，它運動的v﹣t圖象如圖所示，則A、B兩點所在區(qū)域的電場線分布情況可能是（）A．B．C．D．參考答案：考點：電場線；牛頓第二定律；物體做曲線運動的條件．專題：電場力與電勢的性質(zhì)專題．分析：v﹣t圖象中的斜率表示物體的加速度，所以根據(jù)電荷運動過程中v﹣t圖象可知電荷的加速度越來越大，則電場力越來越大，電場強度越來越大，根據(jù)電場線與電場強度的關(guān)系可得出正確結(jié)果．解答：解：由v﹣t圖象可知，粒子做加速度逐漸增大的加速運動，因此該電荷所受電場力越來越大，電場強度越來越大，電場線密的地方電場強度大，且負電荷受力與電場方向相反，故ABD錯誤，C正確．故選C．點評：本題結(jié)合v﹣t圖象，考查了電場強度與電場線以及電荷受電場力與電場方向之間的關(guān)系，考點結(jié)合巧妙、新穎，有創(chuàng)新性．二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計16分6.物體在地面附近以2m/s2的加速度勻減速豎直上升，則在上升過程中，物體的動能將

??

，物體的機械能將

??

。（選填增大、減小或不變）參考答案：答案：減小，增大7.測定木塊與長木板之間的動摩擦因數(shù)時，采用如圖1所示的裝置，圖中長木板水平固定．（1）實驗過程中，電火花計時器應(yīng)接在交流（選填“直流”或“交流”）電源上．調(diào)整定滑輪高度，使細線與長木板平行．（2）已知重力加速度為g，測得木塊的質(zhì)量為M，砝碼盤和砝碼的總質(zhì)量為m，木塊的加速度為a，則木塊與長木板間動摩擦因數(shù)μ=．（3）如圖2為木塊在水平木板上帶動紙帶運動打出的一條紙帶的一部分，0、1、2、3、4、5為計數(shù)點，相鄰兩計數(shù)點間還有4個打點未畫出．從紙帶上測出x1=1.21cm，x2=2.32cm，x5=5.68cm，x6=6.81cm．則木塊加速度大小a=1.12m/s2（保留三位有效數(shù)字）．參考答案：解：（1）電火花計時器應(yīng)接在交流電源上．調(diào)整定滑輪高度，使細線與長木板平行．（2）對木塊、砝碼盤和砝碼進行受力分析，運用牛頓第二定律得：對木塊：F﹣μMg=Ma對砝碼盤和砝碼：mg﹣F=ma由上式得：μ=（3）相鄰兩計數(shù)點間還有4個打點未畫出，所以相鄰的計數(shù)點之間的時間間隔為0.1s根據(jù)運動學(xué)公式得：△x=at2，a==1.12m/s2．故答案為：（1）交流；細線與長木板平行（2）（3）1.128.(4分)某實驗小組利用數(shù)字實驗系統(tǒng)探究彈簧振子的運動規(guī)律，裝置如圖所示，水平光滑導(dǎo)軌上的滑塊與輕彈簧組成彈簧振子，滑塊上固定有傳感器的發(fā)射器。把彈簧拉長5cm后由靜止釋放，滑塊開始振動。他們分析位移—時間圖象后發(fā)現(xiàn)，滑塊的運動是簡諧運動，滑塊從最右端運動到最左端所用時間為1s，則彈簧振子的振動頻率為

Hz；以釋放的瞬時為初始時刻、向右為正方向，則滑塊運動的表達式為x=

cm。

參考答案：0.5（1分）；5cosπt（3分）9.如圖甲所示，小車開始在水平玻璃板上勻速運動，緊接著在水平薄布面上做勻減速運動（小車剛駛上粗糙的薄布面瞬間有一碰撞過程，動能有所減少）．打點計時器打出的紙帶及相鄰兩點間的距離（單位：cm）如圖乙所示，紙帶上相鄰兩點間對應(yīng)的時間間隔為0.02s．則小車在水平玻璃板上勻速運動的速度是m/s；小車在薄布面上做勻減速運動的加速度大小是m/s2，初速度是m/s．參考答案：0.9

5

0.85考點：測定勻變速直線運動的加速度．.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，可以求出打紙帶上某點時小車的瞬時速度大小．用描點法作出v﹣t圖象，根據(jù)圖象求出小車在玻璃板上的運動速度．解答：解：勻速運動的速度等于位移除以時間設(shè)對應(yīng)點1、2、3、4、5的瞬時速度分別為v1、v2、v3、v4、v5，則有v1=cm/s=75cm/s=0.75m/s，v2=cm/s=65cm/s=0.65m/s，v3=cm/s=55cm/s=0.55m/s，v4=cm/s=45cm/s=0.45m/s，v5=cm/s=35cm/s=0.35m/s；以速度為縱坐標，以時間為橫坐標建立直角坐標系．用描點法作出小車在薄布面上做減速運動時的v﹣t圖象．將圖象延長，使其與縱軸相交，如圖所示．由圖象可知，小車做減速運動的加速度為5m/s2，初速度為0.85m/s．故答案為：0.9；5；0.85．點評：要提高應(yīng)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(xí)中要加強基礎(chǔ)知識的理解與應(yīng)用．10.B.動能相等的兩人造地球衛(wèi)星A、B的軌道半徑之比RA:RB=1:2，它們的角速度之比=

，質(zhì)量之比mA:mB=

.參考答案：；1：2兩衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運動，其萬有引力充當(dāng)向心力，，所以兩者角速度之比為；線速度之比為，根據(jù)題意知兩者動能相等，所以質(zhì)量之比為：1:2。【考點】勻速圓周運動的描述、萬有引力定律的應(yīng)用

11.（15分）已知萬有引力常量為G，地球半徑為R，同步衛(wèi)星距地面的高度為h，地球的自轉(zhuǎn)周期T，地球表面的重力加速度g.某同學(xué)根據(jù)以上條件，提出一種估算地球赤道表面的物體隨地球自轉(zhuǎn)的線速度大小的方法：地球赤道表面的物體隨地球作圓周運動，由牛頓運動定律有又因為地球上的物體的重力約等于萬有引力,有

由以上兩式得:

⑴請判斷上面的結(jié)果是否正確，并說明理由。如不正確，請給出正確的解法和結(jié)果。

⑵由以上已知條件還可以估算出哪些物理量?(請估算兩個物理量,并寫出估算過程).參考答案：解析：（1）以上結(jié)果是不正確的。因為地球赤道表面的物體隨地球作圓周運動的向心力并不是物體所受的萬有引力，而是萬有引力與地面對物體支持力的合力。……………(3分)

正確解答如下：地球赤道表面的物體隨地球自轉(zhuǎn)的周期為T，軌道半徑為R，所以線速度大小為：……………(4分)

(2)①可估算地球的質(zhì)量M，設(shè)同步衛(wèi)星的質(zhì)量為m，軌道半徑為，周期等于地球自轉(zhuǎn)的周期為T，由牛頓第二定律有：……………(3分)

所以……………(1分)

②可估算同步衛(wèi)星運轉(zhuǎn)時線速度的大小，由①知地球同步衛(wèi)星的周期為T，軌道半徑為，所以……………(4分)【或：萬有引力提供向心力……………(1分)

對地面上的物體有：……………(1分)，

所以得：……(2分)】12.用如圖1實驗裝置驗證m1、m2組成的系統(tǒng)機械能守恒，m2從高處由靜止開始下落，m1上拖著的紙帶打出一系列的點，對紙帶上的點跡進行測量，即可驗證機械能守恒定律，圖2給出的是實驗中獲取的一條紙帶；0是打下的第一個點，每相鄰兩計數(shù)點間還有4個點（圖2中未標出）．計數(shù)點的距離如圖2所示，已知m1=50g、m2=150g，則（已知當(dāng)?shù)刂亓铀俣萭=9.8m/s2，結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）（1）在紙帶上打下計數(shù)點5時的速度v=

m/s；（2）在打點0～5過程中系統(tǒng)動能的增量△Ek=

J，系統(tǒng)勢能的減少量△Eφ=

J．由此得出的結(jié)論是

．參考答案：（1）2.4；（2）0.58；0.59，在誤差允許范圍內(nèi)，m1、m2組成系統(tǒng)機械能守恒．【考點】驗證機械能守恒定律．【分析】（1）勻變速直線運動中時間中點的瞬時速度等于該過程中的平均速度，由此可以求出打下計數(shù)點5時的速度．（2）根據(jù)物體的初末動能大小可以求出動能的增加量，根據(jù)物體重力做功和重力勢能之間的關(guān)系可以求出系統(tǒng)重力勢能的減小量，比較動能增加量和重力勢能減小量之間的關(guān)系可以得出機械能是否守恒．【解答】解：（1）由于每相鄰兩個計數(shù)點間還有4個點沒有畫出，所以相鄰的計數(shù)點間的時間間隔T=0.1s，根據(jù)某段時間內(nèi)的平均速度等于中間時刻的瞬時速度求出點5的瞬時速度：v5=．（2）在0～5過程中系統(tǒng)動能的增量：△EK=（m1+m2）v52=×0.2×2.42J≈0.58J．系統(tǒng)重力勢能的減小量為：△Ep=（m2﹣m1）gx=0.1×9.8×（0.384+0.216）J≈0.59J，由此可知在誤差允許范圍內(nèi)，m1、m2組成系統(tǒng)機械能守恒．故答案為：（1）2.4；（2）0.58；0.59，在誤差允許范圍內(nèi)，m1、m2組成系統(tǒng)機械能守恒．13.將一小球從高處水平拋出，最初2s內(nèi)小球動能EK隨時間t變化的圖線如圖所示，不計空氣阻力，重力加速度g=10m/s2。根據(jù)圖象信息可知，小球的質(zhì)量為

▲

kg，小球的初速度為

▲

m/s，最初2s內(nèi)重力對小球做功的平均功率為

▲

W。參考答案：0.125kg

m/s

12.5W

三、實驗題：本題共2小題，每小題11分，共計22分14.為了測量右圖中果汁電池的電動勢E和內(nèi)阻r，并探究電極間距對E和r的影響(實驗器材如圖所示)。①將電壓表、電流表均視為理想電表，請在圖中用筆畫線代替導(dǎo)線連接電路；②實驗中依次減小銅片與鋅片的間距，分別得到相應(yīng)果汁電池的U-I圖像如圖中a、b、c所示．由此可知：在該實驗中，隨電極間距的減小，電源電動勢

(填“增大”、“減小”或“不變”)，電源內(nèi)阻

(填“增大”、“減小”或“不變”)；③圖線a對應(yīng)的電源電動勢E=

V，短路電流I=

A。(均保留三位有效數(shù)字)參考答案：15.如圖1所示為兩位同學(xué)探究“物體的加速度與其質(zhì)量、所受合外力的關(guān)系”的實驗裝置圖：（1）安裝好實驗裝置后，兩位同學(xué)首先平衡摩擦力，若打點計時器第一次在紙帶上打出的計時點越來越稀疏（從打出的點的先后順序看），則第二次打點前應(yīng)將長木板底下的小木塊墊的比原先更加低（選填“高”或“低”）些；重復(fù)以上操作步驟，直到打點計時器在紙帶上打出一系列等間距的計時點，便說明平衡摩擦力合適．（2）接下來，這兩位同學(xué)先保持小車的質(zhì)量不變的條件下，研究小車的加速度與受到的合外力的關(guān)系；圖2為某次操作中打出的一條紙帶的一部分：0、1、2、3、4、5、6是計數(shù)點，每相鄰兩計數(shù)點間還有4個計時點（圖中未標出），實驗中使用的是頻率f=50Hz的交變電流．根據(jù)以上數(shù)據(jù)，可以算出小車的加速度a=0.50m/s2．（結(jié)果保留兩位位有效數(shù)字）（3）然后，兩位同學(xué)在保持小車受到的拉力不變的條件下，研究小車的加速度a與其質(zhì)量M的關(guān)系．他們通過給小車中增加砝碼來改變小車的質(zhì)量M，得到小車的加速度a與質(zhì)量M的數(shù)據(jù)，畫出a﹣圖線后，發(fā)現(xiàn)當(dāng)較大時，圖線發(fā)生彎曲，造成圖線彎曲的原因是作圖時應(yīng)作出a﹣圖象（4）實驗完成后，兩位同學(xué)又打算測出小車與長木板間的動摩擦因數(shù)．于是兩位同學(xué)先取掉了長木板右端墊的小木塊，使得長木板平放在了實驗桌上，并把長木板固定在實驗桌上，如圖3所示；在砝碼盤中放入適當(dāng)?shù)捻来a后，將小車靠近打點計時器，接通電源后釋放小車，打點計時器便在紙帶上打出了一系列的點，利用紙帶計算出了小車運動的加速度a，用天平測出小車的質(zhì)量為M、砝碼（連同砝碼盤）的質(zhì)量為m，則滑塊與木板間的動摩擦因數(shù)μ=（用被測物理量的字母表示，重力加速度為g）．參考答案：解：（1）若打點計時器第一次在紙帶上打出的計時點越來越稀疏，說明小車做加速運動，即平衡摩擦力過度，所以第二次打點前應(yīng)將長木板底下的小木塊墊的比原先更加低，重復(fù)以上操作步驟，直到打點計時器在紙帶上打出一系列間隔均勻的點；（2）相鄰的兩個計數(shù)點之間還有4個點未標出，則T=0.1s，根據(jù)作差法得：a==0.50m/s2；（3）通過給小車增加砝碼來改變小車的質(zhì)量M，故小車的質(zhì)量應(yīng)為M+m，作圖時應(yīng)作出a﹣圖象，所以當(dāng)較大時，圖線發(fā)生彎曲；（5）對小車和砝碼（連同砝碼盤）整體進行受力分析，砝碼（連同砝碼盤）的重力和摩擦力的合力提供加速度，根據(jù)牛頓第二定律得：解得：故答案為：（1）低；（2）0.50；（4）作圖時應(yīng)作出a﹣圖象；（5）四、計算題：本題共3小題，共計47分16.一個熱氣球與沙包的總質(zhì)量為60kg，在空氣中以加速度=5m/s2下降。求（1）為了使它勻速下降，應(yīng)拋掉沙的質(zhì)量是多少？（2）為了使它以同樣大小的加速度上升，應(yīng)拋掉沙的質(zhì)量是多少？（取g=10m/s2）參考答案：（1）設(shè)浮力為F，以加速度a=5m/s2下降時有：

mg-F=ma

···················（2分）設(shè)勻速下降時系統(tǒng)總質(zhì)量為m1，則有m1g-F=0

···················（3分）應(yīng)拋掉沙的質(zhì)量為：

Δm=m-m1

···················（2分）由以上三式代入數(shù)據(jù)得

Δm=30kg

···················（1分）（2）設(shè)以同樣大小的加速度上升時系統(tǒng)總質(zhì)量為m2