廣東省江門市開平第一中學(xué)2022年高三物理期末試卷含解析

廣東省江門市開平第一中學(xué)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.某物體做直線運動的v-t圖象如圖甲所示，據(jù)此判斷圖乙（F表示物體所受合力，x表示物體的位移）四個選項中正確的是參考答案：B2.（單選）取水平地面為重力勢能零點。一物塊從某一高度水平拋出，在拋出點其動能恰好是重力勢能的3倍。不計空氣阻力，該物塊落地時的速度方向與水平方向的夾角為（

）A.

B.

C.

D.參考答案：【知識點】平拋運動．D2【答案解析】A解析：設(shè)拋出時物體的初速度為v0，高度為h，物塊落地時的速度大小為v，方向與水平方向的夾角為α．根據(jù)機械能守恒定律得：+mgh=mv2，據(jù)題有：=3mgh，聯(lián)立解得：v=v0，則cosα=，得：α=．故選：A【思路點撥】根據(jù)機械能守恒定律，以及已知條件：拋出時動能與重力勢能恰好相等，分別列式即可求出落地時速度與水平速度的關(guān)系，從而求出物塊落地時的速度方向與水平方向的夾角．解決本題的關(guān)鍵會熟練運用機械能守恒定律處理平拋運動，并要掌握平拋運動的研究方法：運動的分解．3.把動力裝置分散安裝在每節(jié)車廂上，使其既具有牽引動力，又可以載客，這樣的客車車輛叫做動車。而幾節(jié)自帶動力的車輛（動車）加幾節(jié)不帶動力的車輛（也叫拖車）編成一組，就是動車組。假設(shè)動車組運行過程中受到的阻力與其所受重力成正比，每節(jié)動車與拖車的質(zhì)量都相等，每節(jié)動車的額定功率都相等。若1節(jié)動車加3節(jié)拖車編成的動車組的最大速度為120km/h；則由漢口開往北京西的D124次列車由8節(jié)動車加4節(jié)拖車編成的動車組的最大速度為A．120km/h

B．240km/h

C．320km/h

D．480km/h

參考答案：C湖北省武漢二中、龍泉中學(xué)10-11學(xué)年高一下學(xué)期期末聯(lián)考（物理）4.（單選）如圖所示，AB桿以恒定角速度ω繞A點在豎直平面內(nèi)轉(zhuǎn)動，并帶動套在固定水平桿OC上的小環(huán)M運動，AO間距離為h．運動開始時AB桿在豎直位置，則經(jīng)過時間t（小環(huán)仍套在AB和OC桿上）小環(huán)M的速度大小為（）A．B．C．ωhD．ωhtg（ωt）參考答案：解：經(jīng)過時間t，角OAB為ωt，則AM的長度為，則AB桿上M點繞A點的線速度v=．將小環(huán)M的速度沿AB桿方向和垂直于AB桿方向分解，垂直于AB桿上分速度等于M點繞A點的線速度v，則小環(huán)M的速度=．故A正確，B、C、D錯誤．故選A．5.下述力、加速度、速度三者的關(guān)系中，正確的是(

)A.合外力發(fā)生改變的一瞬間，物體的加速度立即發(fā)生改變.B.合外力一旦變小，物體的速度一定也立即變小.C.合外力逐漸變小，物體的速度可能變小，也可能變大.D.多個力作用在物體上，只改變其中一個力，則物體的加速度一定改變.參考答案：答案：ACD二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計16分6.如圖，兩光滑斜面在B處連接，小球由A處靜止釋放，經(jīng)過B、C兩點時速度大小分別為3m/s和4m/s,AB=BC。設(shè)球經(jīng)過B點前后速度大小不變，則球在AB、BC段的加速度大小之比為

，球由A運動到C的平均速率為

m/s。參考答案：9：7；2.1設(shè)AB=BC＝x，根據(jù)勻變速直線運動的規(guī)律，AB段有：；BC段有：，聯(lián)立得；根據(jù)平均速率公式可知兩段的平均速率分別為：所以全程的平均速度為。【考點】勻變速直線運動的規(guī)律、平均速率7.一質(zhì)量kg的物體在水平外力的作用下在水平面上運動，已知在t=0時物體處于直角坐標(biāo)系的坐標(biāo)原點且沿y方向的初速度為0，運動過程中物體的位置坐標(biāo)與時間的關(guān)系為，則物體在t=10s時速度大小為

m/s；t=10s時水平外力的大小為

N。參考答案：5；0.88.圖為一小球做平拋運動的閃光照片的一部分．圖中背景方格的邊長均為2.5厘米，如果取重力加速度g=10米/秒2，那么：（1）照片的閃光頻率為

Hz．．（2）小球做平拋運動的初速度的大小為

m/s．參考答案：0.75．【考點】研究平拋物體的運動．【分析】正確應(yīng)用平拋運動規(guī)律：水平方向勻速直線運動，豎直方向自由落體運動；解答本題的突破口是利用在豎直方向上連續(xù)相等時間內(nèi)的位移差等于常數(shù)解出閃光周期，然后進一步根據(jù)勻變速直線運動的規(guī)律、推論求解．【解答】解：（1）在豎直方向上有：△h=gT2，其中△h=10cm，代入求得：T=0.1s，因此閃光頻率為：故答案為：10．（2）小球水平方向做勻速直線運動，故有：x=v0t，其中x=3L=7.5cm所以v0=0.75m/s故答案為：0.75．9.1某同學(xué)為了探究桿轉(zhuǎn)動時的動能表達式，設(shè)計了如圖所示的實驗：質(zhì)量為m的均勻長直桿一端固定在光滑轉(zhuǎn)軸O處，桿由水平位置靜止釋放，用光電門測出另一端A經(jīng)過某位置時的瞬時速度vA，并記下該位置與轉(zhuǎn)軸O的高度差h。⑴設(shè)桿的寬度為L（L很小），A端通過光電門的時間為t，則A端通過光電門的瞬時速度vA的表達式為

▲

。組

次123456h/m0.050.100.150.200.250.30vA/（m·s-1）1.231.732.122.462.743.00vA-1/（s·m-1）0.810.580.470.410.360.33vA2/（m2·s-2）1.503.004.506.057.519.00

⑵調(diào)節(jié)h的大小并記錄對應(yīng)的速度vA，數(shù)據(jù)如上表。為了形象直觀地反映vA和h的關(guān)系，請選擇適當(dāng)?shù)目v坐標(biāo)并畫出圖象。⑶當(dāng)?shù)刂亓铀俣萭取10m/s2，結(jié)合圖象分析，桿轉(zhuǎn)動時的動能Ek=

▲

（請用質(zhì)量m、速度vA表示）。參考答案：⑴（3分）⑵如圖（縱坐標(biāo)1分，圖象2分）⑶（2分）10.某天體存在一顆繞其做勻速圓周運動的衛(wèi)星，已知天體半徑為R，衛(wèi)星離天體表面的高度為h，衛(wèi)星的線速度大小為v，則衛(wèi)星的周期為，天體的質(zhì)量為（萬有引力恒量為G）．參考答案：解：衛(wèi)星的周期T=．根據(jù)得，天體的質(zhì)量M=．故答案為：，．11.(4分)在一個小電燈和光屏之間，放一個帶圓孔的遮光板，在圓孔直徑從1cm左右逐漸減小直到閉合的整個過程中，在屏上依次可看到__________、_________、__________、__________幾種現(xiàn)象（選擇下列現(xiàn)象，將序號填入空中）①完全黑暗

②小孔成像

③衍射光環(huán)

④圓形亮斑參考答案：

④②③①12.在右圖所示的光電管的實驗中，發(fā)現(xiàn)用一定頻率的單色光A照射光電管時，電流表指針會發(fā)生偏轉(zhuǎn)，而用另一頻率的單色光B照射時不發(fā)生光電效應(yīng)，那么用A光照射光電管時流過電流表G的電流方向是________（選填“a流向b”或“b流向a”）；兩種單色光的波長大小關(guān)系是λA_______λB（選填“大于”、“等于”或“小于”）。參考答案：a流向b；小于13.平拋運動可看成是水平方向的

運動和豎直方向的

運動的合運動參考答案：勻速直線運動，自由落體運動三、實驗題：本題共2小題，每小題11分，共計22分14.如圖所示的實驗裝置驗證機械能守恒定律.實驗所用的電源為學(xué)生電源，輸出電壓為6V的交流電和直流電兩種.重錘從高處由靜止開始落下，重錘上拖著的紙帶通過打點計時器打出一系列的點，對紙帶上的點的痕跡進行測量，即可驗證機械能守恒定律.（1）下面列舉了該實驗的幾個操作步驟：A．按照圖示的裝置安裝器件；B．將打點計時器接到電源的直流輸出端上；C．用天平測量出重錘的質(zhì)量；D．釋放懸掛紙帶的夾子，同時接通電源開關(guān)打出一條紙帶；E．測量打出的紙帶上某些點之間的距離；F．根據(jù)測量的結(jié)果計算重錘下落過程中減少的重力勢能是否等于增加的動能指出其中沒有必要進行的或者操作不恰當(dāng)?shù)牟襟E，將其選項對應(yīng)的字母填在下面的空行內(nèi)，并說明其原因.答：__________________________________________________________________________________________________________________________________（2）利用這個裝置也可以測量重錘下落的加速度a的數(shù)值.如圖所示，根據(jù)打出的紙帶，選取紙帶上打出的連續(xù)五個點A、B、C、D、E，測出A點距起始點O的距離為S0，點A、C間的距離為s1，點C、E間的距離為s2，使用交流電的頻率為f，則根據(jù)這些條件計算重錘下落的加速度a的表達式為：a=__________。（3）在驗證機械能守恒定律的實驗中發(fā)現(xiàn)，重錘減小的重力勢能總能大于重錘動能的增加，其原因主要是因為在重錘下落過程中存在著阻力的作用，可以通過該實驗裝置測定該阻力的大小.若已知當(dāng)?shù)刂亓铀俣裙J的較準確的值為g，還需要測量的物理量是__________。試用這些物理量和紙帶上的測量數(shù)據(jù)表示出重錘的下落的過程中受到的平均阻力大小為F=__________。參考答案：（1）B：錯誤，應(yīng)接到交流輸出端上；C：沒有必要測量m；D：錯誤，應(yīng)先接通開關(guān)，讓第1點打清楚再放開重物。（2）（3）重錘的質(zhì)量m，15.為了探究物體質(zhì)量一定時加速度與力的關(guān)系，甲、乙同學(xué)設(shè)計了如圖1所示的實驗裝置．其中M為帶滑輪的小車的質(zhì)量，m為砂和砂桶的質(zhì)量，m0為滑輪的質(zhì)量．力傳感器可測出輕繩中的拉力大?。?）實驗時，一定要進行的操作是

．A．用天平測出砂和砂桶的質(zhì)量B．將帶滑輪的長木板右端墊高，以平衡摩擦力C．小車靠近打點計時器，先接通電源，再釋放小車，打出一條紙帶，同時記錄力傳感器的示數(shù)D．為減小誤差，實驗中一定要保證砂和砂桶的質(zhì)量m遠小于小車的質(zhì)量M．（2）甲同學(xué)在實驗中得到如圖2所示的一條紙帶（兩計數(shù)點間還有四個點沒有畫出），已知打點計時器采用的是頻率為50Hz的交流電，根據(jù)紙帶可求出小車的加速度為

m/s2（結(jié)果保留三位有效數(shù)字）．（3）甲同學(xué)以力傳感器的示數(shù)F為橫坐標(biāo)，加速度a為縱坐標(biāo)，畫出如圖3的a﹣F圖象是一條直線，圖線與橫坐標(biāo)的夾角為θ，求得圖線的斜率為k，則小車的質(zhì)量為

．A．B.﹣m0C．﹣m0D．（4）乙同學(xué)根據(jù)測量數(shù)據(jù)做出如圖4所示的a﹣F圖線，該同學(xué)做實驗時存在的問題是

．參考答案：（1）BC，（2）2.00，（3）C，（4）沒有平衡摩擦力或平衡摩擦力不夠．【考點】探究加速度與物體質(zhì)量、物體受力的關(guān)系．【分析】（1）根據(jù)實驗的原理和注意事項確定正確的操作步驟．（2）根據(jù)連續(xù)相等時間內(nèi)的位移之差是一恒量，運用逐差法求出小車的加速度．（3）小車質(zhì)量不變時，加速度與拉力成正比，對a﹣F圖來說，圖象的斜率表示小車質(zhì)量的倒數(shù)．（4）根據(jù)F不等于零，加速度a仍然為零，分析圖線不過原點的原因．【解答】解：（1）A、本題拉力可以由彈簧測力計測出，不需要用天平測出砂和砂桶的質(zhì)量，也就不需要使小桶（包括砂）的質(zhì)量遠小于車的總質(zhì)量，故A、D錯誤．B、實驗時需將長木板右端墊高，以平衡摩擦力，故B正確．C、實驗時，小車應(yīng)靠近打點計時器，先接通電源，再釋放小車，需記錄傳感器的示數(shù)，故C正確．故選：BC．（2）根據(jù)△x=aT2，運用逐差法得，a==m/s2=2.00m/s2．（3）由牛頓第二定律得：2F=ma，則a=，a﹣F圖象的斜率：k=，則小車的質(zhì)量m′=m﹣m0=﹣m0，故C正確．（4）當(dāng)F不等于零，加速度a仍然為零，可知實驗中沒有平衡摩擦力或平衡摩擦力不夠．故答案為：（1）BC，（2）2.00，（3）C，（4）沒有平衡摩擦力或平衡摩擦力不夠．【點評】解決實驗問題首先要掌握該實驗原理，了解實驗的操作步驟和數(shù)據(jù)處理以及注意事項，小車質(zhì)量不變時，加速度與拉力成正比，對a﹣F圖來說，圖象的斜率表示小車質(zhì)量的倒數(shù)．四、計算題：本題共3小題，共計47分16.19(10分）1932年，勞倫斯和利文斯設(shè)計出了回旋加速器．回旋加速器的工作原理如圖所示，置于高真空中的D形金屬盒半徑為R，兩盒間的狹縫很小，帶電粒子穿過的時間可以忽略不計．磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場與盒面垂直．A處粒子源產(chǎn)生的粒子，質(zhì)量為m、電荷量為+q，在加速器中被加速，加速電壓為U．加速過程中不考慮相對論效應(yīng)和重力作用．

（1）求粒子第2次和第1次經(jīng)過兩D形盒間狹縫后軌道半徑之比；

（2）求粒子從靜止開始加速到出口處所需的時間t；

（3）實際使用中，磁感應(yīng)強度和加速電場頻率都有最大值的限制．若某一加速器磁感應(yīng)強度和加速電場頻率的最大值分別為Bm、fm，試討論粒子能獲得的最大動能Ekm

參考答案：見解析17.如圖19所示，質(zhì)量為M的長方形木板靜止在光滑水平面上，木板的左側(cè)固定一勁度系數(shù)為k的輕質(zhì)彈簧，木板的右側(cè)用一根伸直的并且不可伸長的輕繩水平地連接在豎直墻上。

繩所能承受的最大拉力為T，一質(zhì)量為m的小滑塊以一定的速度在木板上無摩擦地向左運動，而后壓縮彈簧。彈簧被壓縮后所獲得的彈性勢能可用公式計算，k為勁度系數(shù)，x為彈簧的形變量。

(1)