山西省長治市長子縣壁村中學2022年高三物理期末試卷含解析

山西省長治市長子縣壁村中學2022年高三物理期末試卷含解析一、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）在一次體育活動中，兩位同學一前一后在同一水平直線上的兩個位置沿水平方向分別拋出兩個小球A和B，兩個小球的運動軌跡如圖所示，不計空氣阻力，要使兩小球在空中發(fā)生碰撞，則必須：A、先拋出A球B、同時拋出兩球C、A球拋出的速度等于B球拋出的速度D、使兩球質量相等參考答案：B2.在水平桌面上，一個面積為S的圓形金屬框置于勻強磁場中，線框平面與磁場垂直，磁感應強度B隨時間t的變化關系如圖（甲）所示，0﹣1s內磁場方向垂直線框平面向下．圓形金屬框與兩根水平的平行金屬導軌相連接，導軌上放置一根導體棒，導體棒的長為L、電阻為R，且與導軌接觸良好，導體棒處于另一勻強磁場中，如圖（乙）所示．若導體棒始終保持靜止，則其所受的靜摩擦力f隨時間變化的圖象是圖中的（設向右的方向為靜摩擦力的正方向）（）A． B． C． D．參考答案：B【考點】法拉第電磁感應定律；閉合電路的歐姆定律；電磁感應中的能量轉化．【分析】通過線圈的磁場1隨著時間的變化，由法拉第電磁感應定律可算出產生感應電動勢大小，線圈中出現感應電流，導致導體棒處于磁場2中受到安培力的作用，由于棒始終處于靜止，則可確定靜摩擦力的方向及大?。窘獯稹拷猓河桑祝﹫D可知在0﹣1s內磁感應強度均勻增大，產生穩(wěn)恒感應電流，根據楞次定律可判斷感應電流的方向為逆時針，導體棒受到的安培力的方向是水平向左，棒靜止不動，摩擦力方向水平向右，為正方向．同理，分析以后幾秒內摩擦力的方向，從而得出f﹣t圖象為B圖．故B正確，ACD錯誤；故選：B3.已知兩個共點力的合力為50N，分力F1的方向與合力F的方向成30°角，分力F2的大小為30N。則（

）A

F1的大小是唯一的

B

F2的力向是唯一的C

F2有兩個可能的方向

D

F2可取任意方向參考答案：C4.圖甲是矩形線框在勻強磁場中繞垂直于磁場的軸勻速轉動時所產生的正弦交流電的圖

象，把該交流電壓加在圖乙中理想變壓器的A.B兩端。已知變壓器原線圈和副線圈的匝數比為5:1，交流電流表和交流電壓表均為理想電表，電阻R=l，其他各處電阻不計，以下說法正確的是A.在t=0.1s、0.5s時，穿過線框

的磁通量變化率最大B．線框轉動的角速度為1rad/s

C．電壓表的示數為V

D．電流表的示數為0.40A參考答案：AD5.（多選）如圖所示，水平面上的輕彈簧一端與物體相連，另一端固定在墻上的P點，已知物體的質量為m，物體與水平面間的動摩擦因數為μ，彈簧的勁度系數k?，F用力拉物體，使彈簧從處于自然狀態(tài)的O點由靜止開始緩慢向左移動一段距離，這時彈簧具有彈性勢能Ep。撤去外力后，物體在O點兩側往復運動的過程中（

）A．在整個運動過程中，物體第一次回到O點時速度不是最大B．在整個運動過程中，物體第一次回到O點時速度最大C．物體最終停止時，運動的總路程為D．在物體第一次向右運動的過程中，速度相等的位置有2個參考答案：AD在第一次向右運動過程中，當摩擦力與彈簧彈力大小相等、方向相反時，物體的速度最大，此時物體的位置應該在O點左側，第一次回到O點時速度不是最大，所以在第一次向右運動的過程中，速度先由0變?yōu)樽畲蠛笥勺畲鬁p小為0，速度相等的位置有2個；由于摩擦力的影響，最終靜止時彈簧的彈性勢能不可能全部用來做功轉化成熱，運動的總路程為應該小于，故選項AD正確。二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計16分6.如圖所示是用光照射某種金屬時逸出的光電子的最大初動能隨入射光頻率的變化圖線，（直線與橫軸的交點坐標4.27，與縱軸交點坐標0.5）。由圖可知普朗克常量為___________Js，金屬的極限頻率為

Hz（均保留兩位有效數字）參考答案：7.如圖所示，兩條平行金屬導軌ab、cd置于磁感應強度B=0.5T的勻強磁場中，兩導軌間的距離l=0.6m，導軌間連有電阻R。金屬桿MN垂直置于導軌上，且與軌道接觸良好，現使金屬桿MN沿兩條導軌向右勻速運動，產生的感應電動勢為3V。由此可知，金屬桿MN滑動的速度大小為 m/s；通過電阻R的電流方向為

（填“aRc”或“cRa”）。參考答案：8.在接近收費口的道路上安裝了若干條突起于路面且與行駛方向垂直的減速帶，減速帶間距為10m，當車輛經過減速帶時會產生振動。若某汽車的固有頻率為1.25Hz，則當該車以

m/s的速度行駛在此減速區(qū)時顛簸得最厲害，我們把這種現象稱為

。參考答案：答案：12.5，共振解析：汽車每經過一個減速帶時，減速帶都給汽車一個向上的力，這個力使汽車上下顛簸，當這個力的頻率等于汽車的固有頻率時，汽車發(fā)生共振，振動最厲害。所以有，。9.如圖12所示，質量為ｍ的物體放在傾角為θ的斜面上，在水平恒定的推力F的作用下，物體沿斜面勻速向上運動，則物體與斜面之間的動摩擦因數為。參考答案：10.如圖，光滑絕緣細管與水平面成30°角，在管的上方P點固定一個點電荷+Q，P點與細管在同一豎直平面內，管的頂端A與P點連線水平，PB⊥AC，AB=BC=15cm，B是AC的中點．電荷量為+q的小球（小球直徑略小于細管內徑）從管中A處以速度v=1m/s開始沿管向下運動，在A處時小球的加速度為a=4m/s2．則小球運動到C處速度大小為2m/s，加速度大小為6m/s2．參考答案：考點：電勢差與電場強度的關系；牛頓第二定律．專題：電場力與電勢的性質專題．分析：（1）從A到C的過程中，因AC兩點處于同一等勢面上，故電場力做功為零，只有重力做功，根據動能定理即可求的速度；（2）根據受力分析，利用牛頓第二定律即可求的加速度解答：解：（1）根據動能定理可得mg代入數據解得vC=2m/s（2）在A處時小球的加速度為a，對A點受力分析，電場力、重力與支持力，由力的合成法則可知，合外力由重力與電場力沿著細管方向的分力之和提供的；當在C處時，小球仍受到重力、電場力與支持力，合外力是由重力與電場力沿著細管方向的分力之差提供的，即為a′=g﹣a=10﹣4m/s2=6m/s2．故答案為：2；6點評：考查點電荷的電場強度公式，掌握矢量的合成法則，利用動能定理求解，理解牛頓第二定律與力的平行四邊形定則的綜合應用11.如圖所示，豎直放置的粗細均勻的U形管，右端封閉有一段空氣柱，兩管內水銀面高度差為h=19cm，封閉端空氣柱長度為=40cm。為了使左、右兩管中的水銀面相平，

（設外界大氣壓強=76cmHg，空氣柱溫度保持不變）試問：

①需從左管的開口端再緩慢注入高度多少的水銀柱？此時封閉端空氣柱的長度是多少？②注入水銀過程中，外界對封閉空氣做_____（填“正功”或“負

功”或“不做功”）氣體將______（填“吸熱”或“放熱”）。參考答案：①對空氣柱

得L2=30cm

（2分）需要再注入39cm的水銀柱。（1分）②正功（1分）

放熱

（1分）12.(選修模塊3-4)一列沿著x軸正方向傳播的橫波，在t=O時刻的波形如圖甲所示。圖甲中某質點的振動圖象如圖乙所示。質點N的振幅是

m，振動周期為

s，圖乙表示質點

(從質點K、L、M、N中選填)的振動圖象。該波的波速為

m／s。參考答案：答案：0.8；4；L；0.5解析：

從甲、乙圖可看出波長λ=2.0m，周期T=4s，振幅A=0.8m；乙圖中顯示t=0時刻該質點處于平衡位置向上振動，甲圖波形圖中，波向x軸正方向傳播，則L質點正在平衡位置向上振動，波速v=λ/T=0.5m/s。13.小楊同學用如圖所示的實驗裝置“探究小車動能變化與合外力做功的關系”，圖中A為小車，連接在小車后面的紙帶穿過電火花打點計時器B的限位孔，它們均置于水平放置的一端帶有定滑輪的足夠長的木板上，C為彈簧測力計，假設繩與滑輪之間的摩擦以及紙帶穿過計時器時受到的摩擦均不計，實驗時，先接通電源再松開小車，計時器在紙帶上留下一系列點。計數點s/cmΔv2/m2s-2O//A1.600.04B3.600.09C6.000.15D7.000.19E9.200.23

（1）該同學在一條比較理想的紙帶上，依次選取O、A、B、C、D、E共6個計數點，分別測量后5個計數點與計數點O之間的距離，并計算了它們與O點之間的速度平方差（注：），填入下表：

請以縱坐標，以s為橫坐標作出圖像；若測出小車質量為0.2kg，結合圖像可求得小車所受合外力的大小為

N。（結果保留兩位有效數字）（2）該同學通過計算發(fā)現小車所受合外力小于測力計讀數，明顯超出實驗誤差的正常范圍，你認為主要原因是

。參考答案：（1）如右圖，0.25

（2）長木板對小車存在摩擦力三、簡答題：本題共2小題，每小題11分，共計22分14.（選修3-5模塊）（4分）2008年北京奧運會場館周圍80％～90％的路燈將利用太陽能發(fā)電技術來供電，奧運會90％的洗浴熱水將采用全玻真空太陽能集熱技術．科學研究發(fā)現太陽發(fā)光是由于其內部不斷發(fā)生從氫核到氦核的核聚變反應，即在太陽內部4個氫核（H）轉化成一個氦核（He）和兩個正電子（e）并放出能量.已知質子質量mP=1.0073u，α粒子的質量mα=4.0015u，電子的質量me=0.0005u．1u的質量相當于931.MeV的能量．①寫出該熱核反應方程；②一次這樣的熱核反應過程中釋放出多少MeV的能量?（結果保留四位有效數字）參考答案：

答案：①4H→He+2e（2分）②Δm=4mP－mα－2me=4×1.0073u－4.0015u－2×0.0005u=0.0267u（2分）ΔE=Δmc2

=0.0267u×931.5MeV/u＝24.86MeV

（2分）15.（11分）簡述光的全反射現象及臨界角的定義，并導出折射率為的玻璃對真空的臨界角公式。參考答案：解析：光線從光密介質射向光疏介質時，折射角大于入射角，若入射角增大到某一角度C，使折射角達到，折射光就消失。入射角大于C時只有反射光，這種現象稱為全反射，相應的入射角C叫做臨界角。

光線由折射率為的玻璃到真空，折射定律為：

①

其中分別為入射角和折射角。當入射角等于臨界角C時，折射角等于，代入①式得

②四、計算題：本題共3小題，共計47分16.一長=0.80m的輕繩一端固定在點，另一端連接一質量=0.10kg的小球，懸點距離水平地面的高度H=1.00m。開始時小球處于點，此時輕繩拉直處于水平方向上，如圖所示。讓小球從靜止釋放，當小球運動到點時，輕繩碰到懸點正下方一個固定的釘子P時立刻斷裂。不計輕繩斷裂的能量損失，取重力加速度g=10m/s2。求：（1）當小球運動到點時的速度大小；（2）繩斷裂后球從點拋出并落在水平地面的C點，求C點與點之間的水平距離；（3）若OP=0.6m，輕繩碰到釘子P時繩中拉力達到所能承受的最大拉力斷裂，求輕繩能承受的最大拉力。參考答案：解：（1）設小球運動到點時的速度大小，由機械能守恒定律得

①（2分）解得小球運動到點時的速度大小

=4.0m/s

②（2分）（2）小球從點做平拋運動，由運動學規(guī)律得

③（2分）

④（2分）

解得C點與點之間的水平距離

=0.80m

⑤（2分）（3）若輕繩碰到釘子時，輕繩拉力恰好達到最大值Fm，由牛頓定律得

⑥（2分）

⑦（2分）由以上各式解得N

（1分）17.據統(tǒng)計，40%的交通事故是由疲勞駕駛引起的，疲勞駕駛的危害絲毫不亞于酒駕、醉駕．研究表明，一般人的剎車反應（從發(fā)現情況到汽車開始減速）時間t0=0.4s，疲勞駕駛時人的反應時間會變長．在某次試驗中，志愿者在連續(xù)駕駛4h后，駕車以v0=72km/h的速度在試驗場平直的路面上勻速行駛，從發(fā)現情況到汽車停止，行駛距離L=45m．設汽車剎車后開始滑動，已知汽車與地面間的動摩擦因數μ=0.8，取g=10m/s2，求：（1）減速過程中汽車位移的大?。唬?）志愿者在連續(xù)駕駛4h后的反應時間比一般人增加了多少？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．專題：牛頓運動定律綜合專題．分析：根據勻變速直線運動的速度時間公式求出剎車時汽車的加速度大?。鶕俣任灰乒角蟪鰟x車后的位移．設志愿者反應時間為t′，反應時間為△t，根據位移和時間關系列式即可求解．解答：解：（1）設減速過程中，汽車加速度大小為a，位移為s，所用時間為t，則μmg=ma，，解得：s=25m（2）設志愿者反應時間為t′，反應時間為△t，L=v0t′+s，△t=t′﹣t0解得：△t=0.6s答：（1）減速過程中汽車位移的大小為25m；（2）志愿者在連續(xù)駕駛4h后的