2022年江蘇省徐州市科技中學(xué)高三物理期末試題含解析

2022年江蘇省徐州市科技中學(xué)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.如圖所示，固定位置在同一水平面內(nèi)的兩根平行長直金屬導(dǎo)軌的間距為d，其右端接有阻值為R的電阻，整個(gè)裝置處在豎直向上磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中。一質(zhì)量為m（質(zhì)量分布均勻）的導(dǎo)體桿ab垂直于導(dǎo)軌放置，且與兩導(dǎo)軌保持良好接觸，桿與導(dǎo)軌之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ。現(xiàn)桿在水平向左、垂直于桿的恒力F作用下從靜止開始沿導(dǎo)軌運(yùn)動(dòng)距離L時(shí)，速度恰好達(dá)到最大（運(yùn)動(dòng)過程中桿始終與導(dǎo)軌保持垂直）。設(shè)桿接入電路的電阻為r，導(dǎo)軌電阻不計(jì)，重力加速度大小為g。則此過程中A.桿的速度最大值為B.流過電阻R的電量為C.恒力F做的功與摩擦力做的功之和等于桿動(dòng)能的變化量D.恒力F做的功與安倍力做的功之和大于桿動(dòng)能的變化量參考答案：BD2.勻速圓周運(yùn)動(dòng)不變的物理量是（

）A．線速度

B

向心加速度

C

向心力

D角速度參考答案：D3.（多選）如圖，固定于小車上的支架上用細(xì)線懸掛一小球．線長為L．小車以速度v0做勻速直線運(yùn)動(dòng)，當(dāng)小車突然碰到障障礙物而停止運(yùn)動(dòng)時(shí)．小球上升的高度的可能值是（

）

A.等于

B.小于

C.大于

D等于2L參考答案：ABD4.(單選).如圖所示，傾角為θ的斜面體C置于水平面上，B置于斜面上，通過細(xì)繩跨過光滑的定滑輪與A相連接，連接B的一段細(xì)繩與斜面平行，A、B、C都處于靜止?fàn)顟B(tài)。則下列說法正確的是:

A．B受到C的摩擦力一定不為零

B．C受到水平面的摩擦力方向一定向左

C．水平面對(duì)C的支持力與B、C的總重力大小相等

D．B受到C的摩擦力一定沿斜面向下參考答案：B5.（多選題）兩顆互不影響的行星P1、P2，其周圍空間某位置的引力加速度a與該位置到行星中心距離r平方的倒數(shù)的關(guān)系圖象如圖所示．現(xiàn)P1、P2各有一顆近地衛(wèi)星S1、S2繞其做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，衛(wèi)星S1、S2的引力加速度大小均為a0（忽略行星的自轉(zhuǎn)）．則下列說法正確的是（）A．S1的質(zhì)量比S2的大 B．P1的質(zhì)量比P2的大C．P1的第一宇宙速度比P2的大 D．P1的平均密度比P2的大參考答案：BC【考點(diǎn)】人造衛(wèi)星的加速度、周期和軌道的關(guān)系；萬有引力定律及其應(yīng)用．【分析】根據(jù)牛頓第二定律得出行星對(duì)周圍空間各處物體的引力產(chǎn)生的加速度a與r的表達(dá)式，結(jié)合a﹣的正比關(guān)系函數(shù)圖象得出P1、P2的質(zhì)量關(guān)系，根據(jù)密度和第一宇宙速度的表達(dá)式分析求解．【解答】解：AB、根據(jù)牛頓第二定律得：G=ma則得行星對(duì)周圍空間各處物體的引力產(chǎn)生的加速度為：a=，由此不能判斷近地衛(wèi)星S1、S2的質(zhì)量大小．由數(shù)學(xué)知識(shí)知，a﹣圖象的斜率等于GM，斜率越大，GM越大，M越大，所以P1的質(zhì)量比P2的大，故A錯(cuò)誤．B正確．C、設(shè)第一宇宙速度為v．則a0=，得v=．由圖看出，P1的半徑比P2的半徑大，a0相等，可知P1的第一宇宙速度比P2的大，故C正確．D、行星的平均密度ρ===，P1的半徑比P2的半徑大，a0相等，則P1的平均密度比P2的小，故D錯(cuò)誤．故選：BC二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計(jì)16分6.某物理興趣小組準(zhǔn)備自制一只歐姆表，現(xiàn)有以下實(shí)驗(yàn)器材：①Ig=l00μA的微安表一個(gè)；②電動(dòng)勢(shì)E=1．5V，電阻可忽略不計(jì)的電源一個(gè)；③最大電阻為9999Ω的電阻箱R一個(gè)；④紅、黑測(cè)試表筆和導(dǎo)線若干。某同學(xué)用以上器材接成如圖甲所示的電路，并將電阻箱的阻值調(diào)至14kΩ，就成功地改裝了一個(gè)簡(jiǎn)易的“R×1k”的歐姆表，改裝成的歐姆表表盤刻線如圖乙所示，其中“15”刻線是微安表的電流半偏刻線處。

（1）紅表筆一定是____（填“A”或“B”）。

（2）原微安表的內(nèi)阻Rg=____Ω。

（3）理論和實(shí)驗(yàn)研究均發(fā)現(xiàn)，在圖甲電路的基礎(chǔ)上（不改換微安表．電源和電阻箱的阻值）．圖乙的刻度及標(biāo)度也不改變，僅增加一個(gè)電阻R′，就能改裝成“R×l”的歐姆表，如圖丙所示，則電阻R′_____Ω（保留兩位有效數(shù)字）。參考答案：7.地球繞太陽公轉(zhuǎn)的周期為T1，軌道半徑為R1，月球繞地球公轉(zhuǎn)的周期為T2，軌道半徑為R2，則太陽的質(zhì)量是地球質(zhì)量的____倍。參考答案：由萬有引力提供向心力可知，，聯(lián)立以上兩式可得。8.如圖所示，在豎直平面內(nèi)有一半徑為R的圓弧軌道，半徑OA水平、OB豎直，一個(gè)質(zhì)量為m的小球自A的正上方P點(diǎn)由靜止開始自由下落，小球沿軌道到達(dá)最高點(diǎn)B時(shí)恰好對(duì)軌道沒有壓力．已知AP＝3R，重力加速度為g，則小球從P到B的運(yùn)動(dòng)過程中，合外力做功___________,摩擦力做功為________.參考答案：mgR/2,-3mgR/29.在探究彈簧振子（如圖在一根輕質(zhì)彈簧下懸掛質(zhì)量為m的重物，讓其在豎直方向上振動(dòng)）振動(dòng)周期T與物體質(zhì)量m間的關(guān)系的實(shí)驗(yàn)中：(1)如圖，某同學(xué)嘗試用DIS測(cè)量周期，把彈簧振子掛在力傳感器的掛鉤上，圖中力傳感器的引出端A應(yīng)接到__________．使重物做豎直方向小幅度振動(dòng)，當(dāng)力的測(cè)量值最大時(shí)重物位于__________．若測(cè)得連續(xù)N個(gè)力最大值之間的時(shí)間間隔為t，則重物的周期為__________．(2)為了探究周期T與質(zhì)量m間的關(guān)系，某同學(xué)改變重物質(zhì)量，多次測(cè)量，得到了下表中所示的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。為了得到T與m的明確關(guān)系，該同學(xué)建立了右下圖的坐標(biāo)系，并將橫軸用來表示質(zhì)量m，請(qǐng)?jiān)趫D中標(biāo)出縱軸表示的物理量，然后在坐標(biāo)系中畫出圖線。(3)周期T與質(zhì)量m間的關(guān)系是

參考答案：（1）數(shù)據(jù)采集器（1分），最低點(diǎn)（1分），（2分）（2）如右圖（2分）（3）振動(dòng)周期T的平方與重物的質(zhì)量m成正比。（或者：T2∝m，T2=0.20m，T2=km）（2分）10.（1）．如圖所示為某同學(xué)所安裝的“驗(yàn)證牛頓第二定律”的實(shí)驗(yàn)裝置，在圖示狀態(tài)下，開始做實(shí)驗(yàn)，該同學(xué)有裝置和操作中的主要錯(cuò)誤是:_________________________________________________________________________________________________________________________（2）在“驗(yàn)證牛頓第二定律”的實(shí)驗(yàn)中，為了使小車受到合外力等于小沙桶和沙的總重量，通常采用如下兩個(gè)措施：（A）平衡摩擦力：將長木板無滑輪的一端下面墊一小木塊，反復(fù)移動(dòng)木塊的位置，直到小車在小桶的拉動(dòng)下帶動(dòng)紙帶與小車一起做勻速直線運(yùn)動(dòng)；（B）調(diào)整沙的多少，使沙和小沙桶的總質(zhì)量m遠(yuǎn)小于小車和砝碼的總質(zhì)量M．請(qǐng)問：①（2分）以上哪一個(gè)措施中有何重大錯(cuò)誤?答：______________________________________________________________________②（2分）在改正了上述錯(cuò)誤之后,保持小車及砝碼質(zhì)量M不變．反復(fù)改變沙的質(zhì)量，并測(cè)得一系列數(shù)據(jù)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)小車受到的合外力（小桶及砂重量）與加速度的比值略大于小車及砝碼質(zhì)量M，經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)滑輪非常光滑，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器工作正常，且事先基本上平衡了摩擦力，那么出現(xiàn)這種情況的主要原因是什么?

答：_________________________________________________________________________參考答案：（1）主要錯(cuò)誤是：A長木板右端未墊高以平穩(wěn)衡摩擦力；B電源應(yīng)改用6V的交流電源；C牽引小車的細(xì)線沒有與木板平行；D開始實(shí)驗(yàn)時(shí)，小車離打點(diǎn)計(jì)時(shí)器太遠(yuǎn)。點(diǎn)（2）①（A）中平衡摩擦力時(shí)，不應(yīng)用小桶拉動(dòng)小車做勻速運(yùn)動(dòng)，應(yīng)讓小車拖著紙帶下滑來平衡摩擦力。

②由于拉小車的合外力F<mg,而處理數(shù)據(jù)時(shí)又將F=mg處理，因此有：11.地球的半徑約為R=6400km，A、B兩顆人造地球衛(wèi)星沿圓軌道繞地球運(yùn)行，它們離地球表面的高度分別為hA=3600km，hB=1700km，那末A、B兩顆衛(wèi)星的運(yùn)行速率之比vA:vB=

，運(yùn)行周期之比TA：TB=

。參考答案：12.(3-4模塊)(3分)一列向右傳播的簡(jiǎn)諧橫波在某時(shí)刻的波形圖如圖所示。波速大小為0.6m/s，P質(zhì)點(diǎn)的橫坐標(biāo)x=0.96m。波源O點(diǎn)剛開始振動(dòng)時(shí)的振動(dòng)方向__▲___(填“y軸正方向”或“y軸負(fù)方向”)，波的周期為___▲___s。從圖中狀態(tài)為開始時(shí)刻，質(zhì)點(diǎn)P經(jīng)過__▲__s時(shí)間第二次達(dá)到波峰。參考答案：答案：y的負(fù)方向(1分)、0.4(1分)、1.9(1分)13.一臺(tái)激光器發(fā)光功率為P0，發(fā)出的激光在真空中波長為，真空中的光速為，普朗克常量為，則每一個(gè)光子的能量為

；該激光器在時(shí)間內(nèi)輻射的光子數(shù)為

。參考答案：

hC/λ

；

P0tλ/hc

三、實(shí)驗(yàn)題：本題共2小題，每小題11分，共計(jì)22分14.幾位同學(xué)用如圖甲所示的“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”實(shí)驗(yàn)裝置來測(cè)定重力加速度g。他們按正確的步驟操作，得到一條點(diǎn)跡比較清晰的紙帶。為了使測(cè)量結(jié)果較為準(zhǔn)確，他們提出如下三種處理紙帶（打點(diǎn)時(shí)間間隔均為T）數(shù)據(jù)求重力加速度g的方案。方案一：在紙帶上，舍去開始密集的點(diǎn)跡，從便于測(cè)量的點(diǎn)開始，每個(gè)打點(diǎn)間隔取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，如圖乙中的0、1、2、…6點(diǎn)所示，測(cè)出各相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離s1、s2、…s6。則重力加速度g=

；方案二：按方案一所編列的計(jì)數(shù)點(diǎn)，如圖丙所示測(cè)出1、2、…6各點(diǎn)到0計(jì)數(shù)點(diǎn)的距離，分別記作h1、h2、…h(huán)6，并求出打下1、2、…5各計(jì)數(shù)點(diǎn)時(shí)重錘的速度υ1、υ2、…υ5，以υ2為縱坐標(biāo)，h為橫坐標(biāo)，作出υ2–h圖線，求得該圖線的斜率為k1。則重力加速度g=

；方案三：由方案二所測(cè)量的h1、h2…h(huán)6，分別計(jì)算h1、h2…h(huán)6與對(duì)應(yīng)的運(yùn)動(dòng)時(shí)間t（從0計(jì)數(shù)點(diǎn)算起的時(shí)間）的比值、、…，并以為縱坐標(biāo)，t為橫坐標(biāo)，作出--t圖線，求得該圖線斜率為k2。則重力加速度g= 。

參考答案：15.在探究物體的加速度a與物體所受外力F、物體質(zhì)量M間的關(guān)系時(shí)，采用如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置．小車及車中的砝碼質(zhì)量用M表示，盤及盤中的砝碼質(zhì)量用m表示．①當(dāng)M與m的大小關(guān)系滿足________時(shí)，才可以認(rèn)為繩子對(duì)小車的拉力大小等于盤和砝碼的重力．②某一組同學(xué)先保持盤及盤中的砝碼質(zhì)量m一定來做實(shí)驗(yàn)，其具體操作步驟如下，以下做法正確的是________．A．平衡摩擦力時(shí)，應(yīng)將盤及盤中的砝碼用細(xì)繩通過定滑輪系在小車上B．每次改變小車的質(zhì)量時(shí)，不需要重新平衡摩擦力C．實(shí)驗(yàn)時(shí)，先放開小車，再接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源D．用天平測(cè)出m以及小車質(zhì)量M，小車運(yùn)動(dòng)的加速度可直接用公式a＝求出③另兩組同學(xué)保持小車及車中的砝碼質(zhì)量M一定，探究加速度a與所受外力F的關(guān)系，由于他們操作不當(dāng)，這兩組同學(xué)得到的a－F關(guān)系圖象分別如圖1和圖2所示，其原因分別是：

圖1

圖2圖1：____________________________________________________；圖2：_____________________________________________________.參考答案：①m?M

（2分）②B

（2分）③圖1：m過大(或M過小)，造成m不是遠(yuǎn)小于M（2分）圖2：沒有平衡摩擦力或木板的傾角過?。?分）四、計(jì)算題：本題共3小題，共計(jì)47分16.如圖所示，直線形擋板p1p2p3與半徑為r的圓弧形擋板p3p4p5平滑連接并安裝在水平臺(tái)面b1b2b3b4上，擋板與臺(tái)面均固定不動(dòng)。線圈c1c2c3的匝數(shù)為n,其端點(diǎn)c1、c3通過導(dǎo)線分別與電阻R1和平行板電容器相連，電容器兩極板間的距離為d,電阻R1的阻值是線圈c1c2c3阻值的2倍，其余電阻不計(jì)，線圈c1c2c3內(nèi)有一面積為S、方向垂直于線圈平面向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間均勻增大。質(zhì)量為m的小滑塊帶正電，電荷量始終保持為q,在水平臺(tái)面上以初速度v0從p1位置出發(fā)，沿?fù)醢暹\(yùn)動(dòng)并通過p5位置。若電容器兩板間的電場(chǎng)為勻強(qiáng)電場(chǎng)，p1、p2在電場(chǎng)外，間距為L,其間小滑塊與臺(tái)面的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，其余部分的摩擦不計(jì)，重力加速度為g.求：（1）小滑塊通過p2位置時(shí)的速度大小。（2）電容器兩極板間電場(chǎng)強(qiáng)度的取值范圍。（3）經(jīng)過時(shí)間t,磁感應(yīng)強(qiáng)度變化量的取值范圍。

參考答案：（1）小滑塊運(yùn)動(dòng)到位置p2時(shí)速度為v1，由動(dòng)能定理有：

－umgL＝

v1＝

②（2）由題意可知，電場(chǎng)方向如圖，若小滑塊能通過位置p，則小滑塊可沿?fù)醢暹\(yùn)動(dòng)且通過位置p5，設(shè)小滑塊在位置p的速度為v，受到的擋板的彈力為N，勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度為E，由動(dòng)能定理有：－umgL－2rEqs＝

③當(dāng)滑塊在位置p時(shí)，由牛頓第二定律有：N+Eq＝m

④由題意有：N≥0

⑤由以上三式可得：E≤

⑥E的取值范圍：0＜E≤

⑦（3）設(shè)線圈產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)為E1，其電阻為R，平行板電容器兩端的電壓為U，t時(shí)間內(nèi)磁感應(yīng)強(qiáng)度的變化量為B，得：

⑧U＝Ed由法拉第電磁感應(yīng)定律得E1＝n⑨由全電路的歐姆定律得E1＝I（R+2R）⑩

U＝2RI經(jīng)過時(shí)間t，磁感應(yīng)強(qiáng)度變化量的取值范圍：0＜≤。17.（本題8分）.如圖所示，為一傳送裝置，其中AB段粗糙，AB段長為L＝0.2m，動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝0.6，BC、DEN段均可視為光滑，且BC的始、末端均水平，具有h＝0.1m的高