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(jì)15分．每小題只有一個(gè)選項(xiàng)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(zhǎng)的輕繩兩端固定在a、c繩長(zhǎng)為L(zhǎng)，一質(zhì)量為m的物體A通過(guò)輕質(zhì)光滑掛L掛在輕繩中間,靜止時(shí)輕繩兩端夾角為120°．若把輕繩換成自然長(zhǎng)度為L(zhǎng)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(shuō)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(xì)繩的總長(zhǎng)度為L(zhǎng)，靜止時(shí)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(gè)力之間的夾角都是120°．根據(jù)矢量的合成可知，三個(gè)力的大小是相等的．故輕繩的彈力大小為mg．選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤；若把輕繩換成自然長(zhǎng)度為L(zhǎng)的橡皮筋，橡皮筋受到拉力后長(zhǎng)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(gè)分力之間的夾角減小，而合力不變，所以兩個(gè)分力減小，即橡皮筋的拉力小于mg．選項(xiàng)C錯(cuò)誤、D正確。2.下列物理量的負(fù)號(hào)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(shì)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(wú)初速地下滑，b從斜面頂端以初速度υ0平拋，對(duì)二者的運(yùn)動(dòng)過(guò)程以下說(shuō)法正確的是都做勻變速運(yùn)動(dòng) 落地前的瞬間速率相同C．整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程重力對(duì)二者做功的平均功率相同D．整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程重力勢(shì)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(yùn)動(dòng)，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(yùn)動(dòng)，A對(duì)。對(duì)a運(yùn)用動(dòng)能定理，mgh=

mva2-0，對(duì)b運(yùn)用動(dòng)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(cuò)。對(duì)于a、b，整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程重力做的功相等，重力勢(shì)能的變化相同，但是a球做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，則運(yùn)動(dòng)的時(shí)間．b球做平拋運(yùn)動(dòng)，根據(jù)得，．知兩個(gè)時(shí)間不等，故C錯(cuò)D對(duì)。4.(多選)下列說(shuō)法正確的是

A．布朗運(yùn)動(dòng)的實(shí)質(zhì)就是分子的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)B．晶體在各個(gè)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(gè)分子從無(wú)窮遠(yuǎn)處無(wú)限靠近另一個(gè)分子，則這兩個(gè)分子間的分子力先增大后減小最后再增大E．絕對(duì)零度不可達(dá)到參考答案：CED5.（單選）一負(fù)電荷從電場(chǎng)中A點(diǎn)由靜止釋放，只受電場(chǎng)力作用，沿電場(chǎng)線運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)，它運(yùn)動(dòng)的v﹣t圖象如圖所示，則A、B兩點(diǎn)所在區(qū)域的電場(chǎng)線分布情況可能是（）A．B．C．D．參考答案：考點(diǎn)：電場(chǎng)線；牛頓第二定律；物體做曲線運(yùn)動(dòng)的條件．專題：電場(chǎng)力與電勢(shì)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(yùn)動(dòng)過(guò)程中v﹣t圖象可知電荷的加速度越來(lái)越大，則電場(chǎng)力越來(lái)越大，電場(chǎng)強(qiáng)度越來(lái)越大，根據(jù)電場(chǎng)線與電場(chǎng)強(qiáng)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(yùn)動(dòng)，因此該電荷所受電場(chǎng)力越來(lái)越大，電場(chǎng)強(qiáng)度越來(lái)越大，電場(chǎng)線密的地方電場(chǎng)強(qiáng)度大，且負(fù)電荷受力與電場(chǎng)方向相反，故ABD錯(cuò)誤，C正確．故選C．點(diǎn)評(píng)：本題結(jié)合v﹣t圖象，考查了電場(chǎng)強(qiáng)度與電場(chǎng)線以及電荷受電場(chǎng)力與電場(chǎng)方向之間的關(guān)系，考點(diǎn)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(jì)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(guò)程中，物體的動(dòng)能將

??

，物體的機(jī)械能將

??

。（選填增大、減小或不變）參考答案：答案：減小，增大7.測(cè)定木塊與長(zhǎng)木板之間的動(dòng)摩擦因數(shù)時(shí)，采用如圖1所示的裝置，圖中長(zhǎng)木板水平固定．（1）實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，電火花計(jì)時(shí)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(xì)線與長(zhǎng)木板平行．（2）已知重力加速度為g，測(cè)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(zhǎng)木板間動(dòng)摩擦因數(shù)μ=．（3）如圖2為木塊在水平木板上帶動(dòng)紙帶運(yùn)動(dòng)打出的一條紙帶的一部分，0、1、2、3、4、5為計(jì)數(shù)點(diǎn)，相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有4個(gè)打點(diǎn)未畫出．從紙帶上測(cè)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(jì)時(shí)器應(yīng)接在交流電源上．調(diào)整定滑輪高度，使細(xì)線與長(zhǎng)木板平行．（2）對(duì)木塊、砝碼盤和砝碼進(jìn)行受力分析，運(yùn)用牛頓第二定律得：對(duì)木塊：F﹣μMg=Ma對(duì)砝碼盤和砝碼：mg﹣F=ma由上式得：μ=（3）相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有4個(gè)打點(diǎn)未畫出，所以相鄰的計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的時(shí)間間隔為0.1s根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式得：△x=at2，a==1.12m/s2．故答案為：（1）交流；細(xì)線與長(zhǎng)木板平行（2）（3）1.128.(4分)某實(shí)驗(yàn)小組利用數(shù)字實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)探究彈簧振子的運(yùn)動(dòng)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(zhǎng)5cm后由靜止釋放，滑塊開(kāi)始振動(dòng)。他們分析位移—時(shí)間圖象后發(fā)現(xiàn)，滑塊的運(yùn)動(dòng)是簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，滑塊從最右端運(yùn)動(dòng)到最左端所用時(shí)間為1s，則彈簧振子的振動(dòng)頻率為

Hz；以釋放的瞬時(shí)為初始時(shí)刻、向右為正方向，則滑塊運(yùn)動(dòng)的表達(dá)式為x=

cm。

參考答案：0.5（1分）；5cosπt（3分）9.如圖甲所示，小車開(kāi)始在水平玻璃板上勻速運(yùn)動(dòng)，緊接著在水平薄布面上做勻減速運(yùn)動(dòng)（小車剛駛上粗糙的薄布面瞬間有一碰撞過(guò)程，動(dòng)能有所減少）．打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的紙帶及相鄰兩點(diǎn)間的距離（單位：cm）如圖乙所示，紙帶上相鄰兩點(diǎn)間對(duì)應(yīng)的時(shí)間間隔為0.02s．則小車在水平玻璃板上勻速運(yùn)動(dòng)的速度是m/s；小車在薄布面上做勻減速運(yùn)動(dòng)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(diǎn)：測(cè)定勻變速直線運(yùn)動(dòng)的加速度．.專題：實(shí)驗(yàn)題．分析：根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)中時(shí)間中點(diǎn)的速度等于該過(guò)程中的平均速度，可以求出打紙帶上某點(diǎn)時(shí)小車的瞬時(shí)速度大?。妹椟c(diǎn)法作出v﹣t圖象，根據(jù)圖象求出小車在玻璃板上的運(yùn)動(dòng)速度．解答：解：勻速運(yùn)動(dòng)的速度等于位移除以時(shí)間設(shè)對(duì)應(yīng)點(diǎn)1、2、3、4、5的瞬時(shí)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(biāo)，以時(shí)間為橫坐標(biāo)建立直角坐標(biāo)系．用描點(diǎn)法作出小車在薄布面上做減速運(yùn)動(dòng)時(shí)的v﹣t圖象．將圖象延長(zhǎng)，使其與縱軸相交，如圖所示．由圖象可知，小車做減速運(yùn)動(dòng)的加速度為5m/s2，初速度為0.85m/s．故答案為：0.9；5；0.85．點(diǎn)評(píng)：要提高應(yīng)用勻變速直線的規(guī)律以及推論解答實(shí)驗(yàn)問(wèn)題的能力，在平時(shí)練習(xí)中要加強(qiáng)基礎(chǔ)知識(shí)的理解與應(yīng)用．10.B.動(dòng)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(yùn)動(dòng)，其萬(wàn)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(dòng)能相等，所以質(zhì)量之比為：1:2?！究键c(diǎn)】勻速圓周運(yùn)動(dòng)的描述、萬(wàn)有引力定律的應(yīng)用

11.（15分）已知萬(wàn)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(yùn)動(dòng)，由牛頓運(yùn)動(dòng)定律有又因?yàn)榈厍蛏系奈矬w的重力約等于萬(wàn)有引力,有

由以上兩式得:

⑴請(qǐng)判斷上面的結(jié)果是否正確，并說(shuō)明理由。如不正確，請(qǐng)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(qǐng)估算兩個(gè)物理量,并寫出估算過(guò)程).參考答案：解析：（1）以上結(jié)果是不正確的。因?yàn)榈厍虺嗟辣砻娴奈矬w隨地球作圓周運(yùn)動(dòng)的向心力并不是物體所受的萬(wàn)有引力，而是萬(wàn)有引力與地面對(duì)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(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)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(wàn)有引力提供向心力……………(1分)

對(duì)地面上的物體有：……………(1分)，

所以得：……(2分)】12.用如圖1實(shí)驗(yàn)裝置驗(yàn)證m1、m2組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒，m2從高處由靜止開(kāi)始下落，m1上拖著的紙帶打出一系列的點(diǎn)，對(duì)紙帶上的點(diǎn)跡進(jìn)行測(cè)量，即可驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律，圖2給出的是實(shí)驗(yàn)中獲取的一條紙帶；0是打下的第一個(gè)點(diǎn)，每相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有4個(gè)點(diǎn)（圖2中未標(biāo)出）．計(jì)數(shù)點(diǎn)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(jì)數(shù)點(diǎn)5時(shí)的速度v=

m/s；（2）在打點(diǎn)0～5過(guò)程中系統(tǒng)動(dòng)能的增量△Ek=

J，系統(tǒng)勢(shì)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(jī)械能守恒．【考點(diǎn)】驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律．【分析】（1）勻變速直線運(yùn)動(dòng)中時(shí)間中點(diǎn)的瞬時(shí)速度等于該過(guò)程中的平均速度，由此可以求出打下計(jì)數(shù)點(diǎn)5時(shí)的速度．（2）根據(jù)物體的初末動(dòng)能大小可以求出動(dòng)能的增加量，根據(jù)物體重力做功和重力勢(shì)能之間的關(guān)系可以求出系統(tǒng)重力勢(shì)能的減小量，比較動(dòng)能增加量和重力勢(shì)能減小量之間的關(guān)系可以得出機(jī)械能是否守恒．【解答】解：（1）由于每相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有4個(gè)點(diǎn)沒(méi)有畫出，所以相鄰的計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔T=0.1s，根據(jù)某段時(shí)間內(nèi)的平均速度等于中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度求出點(diǎn)5的瞬時(shí)速度：v5=．（2）在0～5過(guò)程中系統(tǒng)動(dòng)能的增量：△EK=（m1+m2）v52=×0.2×2.42J≈0.58J．系統(tǒng)重力勢(shì)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(jī)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(jī)械能守恒．13.將一小球從高處水平拋出，最初2s內(nèi)小球動(dòng)能EK隨時(shí)間t變化的圖線如圖所示，不計(jì)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(duì)小球做功的平均功率為

▲

W。參考答案：0.125kg

m/s

12.5W

三、實(shí)驗(yàn)題：本題共2小題，每小題11分，共計(jì)22分14.為了測(cè)量右圖中果汁電池的電動(dòng)勢(shì)E和內(nèi)阻r，并探究電極間距對(duì)E和r的影響(實(shí)驗(yàn)器材如圖所示)。①將電壓表、電流表均視為理想電表，請(qǐng)?jiān)趫D中用筆畫線代替導(dǎo)線連接電路；②實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)中，隨電極間距的減小，電源電動(dòng)勢(shì)

(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(duì)應(yīng)的電源電動(dòng)勢(shì)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(shí)驗(yàn)裝置圖：（1）安裝好實(shí)驗(yàn)裝置后，兩位同學(xué)首先平衡摩擦力，若打點(diǎn)計(jì)時(shí)器第一次在紙帶上打出的計(jì)時(shí)點(diǎn)越來(lái)越稀疏（從打出的點(diǎn)的先后順序看），則第二次打點(diǎn)前應(yīng)將長(zhǎng)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(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上打出一系列等間距的計(jì)時(shí)點(diǎn)，便說(shuō)明平衡摩擦力合適．（2）接下來(lái)，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(jì)數(shù)點(diǎn)，每相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有4個(gè)計(jì)時(shí)點(diǎn)（圖中未標(biāo)出），實(shí)驗(yàn)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(guò)給小車中增加砝碼來(lái)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(shí)，圖線發(fā)生彎曲，造成圖線彎曲的原因是作圖時(shí)應(yīng)作出a﹣圖象（4）實(shí)驗(yàn)完成后，兩位同學(xué)又打算測(cè)出小車與長(zhǎng)木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)．于是兩位同學(xué)先取掉了長(zhǎng)木板右端墊的小木塊，使得長(zhǎng)木板平放在了實(shí)驗(yàn)桌上，并把長(zhǎng)木板固定在實(shí)驗(yàn)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(diǎn)計(jì)時(shí)器，接通電源后釋放小車，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器便在紙帶上打出了一系列的點(diǎn)，利用紙帶計(jì)算出了小車運(yùn)動(dòng)的加速度a，用天平測(cè)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(dòng)摩擦因數(shù)μ=（用被測(cè)物理量的字母表示，重力加速度為g）．參考答案：解：（1）若打點(diǎn)計(jì)時(shí)器第一次在紙帶上打出的計(jì)時(shí)點(diǎn)越來(lái)越稀疏，說(shuō)明小車做加速運(yùn)動(dòng)，即平衡摩擦力過(guò)度，所以第二次打點(diǎn)前應(yīng)將長(zhǎng)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(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上打出一系列間隔均勻的點(diǎn)；（2）相鄰的兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)之間還有4個(gè)點(diǎn)未標(biāo)出，則T=0.1s，根據(jù)作差法得：a==0.50m/s2；（3）通過(guò)給小車增加砝碼來(lái)改變小車的質(zhì)量M，故小車的質(zhì)量應(yīng)為M+m，作圖時(shí)應(yīng)作出a﹣圖象，所以當(dāng)較大時(shí)，圖線發(fā)生彎曲；（5）對(duì)小車和砝碼（連同砝碼盤）整體進(jìn)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(shí)應(yīng)作出a﹣圖象；（5）四、計(jì)算題：本題共3小題，共計(jì)47分16.一個(gè)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(shí)有：

mg-F=ma

···················（2分）設(shè)勻速下降時(shí)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(shí)系統(tǒng)總質(zhì)量為m2