河北省承德市卉原中學2022年高三物理期末試卷含解析

河北省承德市卉原中學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.（多選題）如圖所示，初始時A、B兩木塊在水平方向的外力作用下擠壓在豎直墻面上處于靜止狀態(tài)，A與B、B與墻面之間的動摩擦因數(shù)都為μ=0.1，且最大靜摩擦力等于滑動摩擦力．兩木塊質量相等，都為1kg，當外力F變?yōu)橄铝胁煌禃r，關于A、B之間的摩擦力f1，B與墻壁之間的摩擦力f2的大小，下列說法中正確的是（g=10m/s2）（）A．當F=0時，f1=f2=0 B．當F=50N時，f1=0，f2=5NC．當F=100N時，f1=5N，f2=10N D．當F=300N時，f1=10N，f2=20N參考答案：ACD【考點】靜摩擦力和最大靜摩擦力．【分析】通過題意明確物體受到的最大靜摩擦力，然后判斷物體是否發(fā)生運動；最后再根據(jù)摩擦力的計算方法進行運算．【解答】解：A、當F=0時，AB間及B與地面間均沒有相互的擠壓，故沒有摩擦力；故A正確；B、當F=50N時，B與地面間的最大靜摩擦力為：μF=0.1×50=5N；小于兩物體的重力，故整體下滑；摩擦力為滑動摩擦力，f1=5N；AB相對靜止，整體下滑的加速度a==7.5m/s2；則AB間的摩擦力為：mg﹣ma=2.5N；故f2=2.5N；故B錯誤；C、當F=100N時，B與墻面間及AB間最大靜摩擦力fm=μF=10N，故AB整體下滑，摩擦力f2=μF=10N；A的重力等于AB間的最大靜摩擦力；故AB不會發(fā)生相對運動，故AB間為靜摩擦力；由牛頓第二定律可知，整體下滑的加速度為：a=m/s2=5m/s2；則對A分析可知：mg﹣f=ma；解得：f1=mg﹣ma=10﹣5=5N；故C正確；D、當F=300N時，最大靜摩擦力為0.1×300=30N；故兩物體的重力小于最大靜摩擦力；同理A受到的最大靜摩擦力也為30N，A也處于靜止，故兩物體均保持靜止，摩擦力均等于重力，故f1=10N，f2=20N；故D正確；故選：ACD．2.（單選）如圖所示，理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)之比為4：1，原線圈兩端接u=220sin100πt（V）的交流電源，副線圈兩端接R=55Ω的負載電阻，電表均為理想交流電表．則下列說法中正確的是（）A．副線圈中輸出交流電的頻率為12.5HzB．副線圈中電壓表的示數(shù)為55VC．變壓器的輸入功率為110WD．原線圈中的電流表A的示數(shù)為0.25A參考答案：【考點】：變壓器的構造和原理．【專題】：交流電專題．【分析】：根據(jù)瞬時值的表達式可以求得輸出電壓的有效值、周期和頻率等，再根據(jù)電壓與匝數(shù)成正比即可求得結論：解：A、變壓器不會改變電流的頻率，則副線圈輸出電流的f==50Hz，故A錯誤；B、由瞬時值的表達式可知原線圈的電壓的有效值為U=220V，理想變壓器原副線圈匝數(shù)比為4：1，根據(jù)電壓與匝數(shù)成正比可知，副線圈的電壓的有效值為55V，即為電壓表的讀數(shù)，故B錯誤；C、變壓器的輸入功率和輸出功率相等，副線圈的功率為P==55W，所以原線圈中的輸入功率也為55W，故C錯誤；D、副線圈的電流為I2==1A，根據(jù)電流與匝數(shù)成反比可得，原線圈的電流大小為I1=0.25I2=0.25A，故D正確；故選：D．【點評】：掌握住理想變壓器的電壓、電流之間的關系，即電壓與匝數(shù)成正比，電流與匝數(shù)成反比．知道正弦交變電流最大值和有效值之間的關系即可解決本題3.（單選題）如圖所示，甲、乙兩運動員從水速恒定的河兩岸A、B處同時下水游泳，A在B的下游位置，甲游得比乙快，為了在河中盡快相遇，兩人游泳的方向應為（

）A．甲、乙都沿A、B連線方向B．甲、乙都沿A、B連線偏向下游方向C．甲、乙都沿A、B連線偏向上游方向D．甲沿A、B連線偏向上游方向，乙沿A、B連線偏向下游方向參考答案：A甲乙兩運動員都參與了靜水的運動和水流的運動，最終的運動是兩運動的合運動，因為兩人的水流速相等，以甲為參考系，在水流速方面，乙相對于甲是靜止的，可知，要兩人盡快地在河中相遇，則都沿虛線方向朝對方游，此時時間最短，故A正確。故選A。4.氫原子從n=3的能級躍遷到n=2的能級輻射出a光，從n=4的能級躍遷到n=2的能級輻射出b光。下列關于這兩種光的說法正確的是

A．a光的光子能量比b光的光子能量大B．在同種介質中a光的傳播速度比b光的傳播速度小C．若a光不能使某金屬發(fā)生光電效應，則b光一定不能使該金屬發(fā)生光電效應D．在同一雙縫干涉裝置上進行實驗，所得到的相鄰干涉條紋的間距，a光的比b光的大一些參考答案：D5.氣球以10m/s的速度勻速上升，某時刻在氣球正下方距氣球5m處有石子以20m/s的速度豎直上拋，不計阻力，g＝10m/s2（）

A．石子恰能擊中氣球

B．石子一定不能擊中氣球

C．若氣球速度增大，石子一定能擊中氣球

D．若氣球速度減小，石子可能不能擊中氣球參考答案：A二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計16分6.物體因繞軸轉動而具有的動能叫轉動動能，轉動動能的大小與物體轉動的角速度有關．為了研究某一砂輪的轉動動能EK與角速度ω的關系，可采用下述方法：先讓砂輪由動力帶動勻速轉動，測得其角速度ω，然后讓砂輪脫離動力，由于輪與軸之間存在摩擦，砂輪最后停下，測出脫離動力到停止轉動砂輪轉過的圈數(shù)n．測得幾組不同的ω和n如下表所示ω（rad/s）

0.5

1

2

3

4n5

20

80

180

320Ek（J）

另外已測得砂輪轉軸的直徑為1cm，轉軸間的摩擦力為10/πN．（1）試計算出每次脫離動力時砂輪的轉動動能，并填入上表中；（2）試由上述數(shù)據(jù)推導出該砂輪轉動動能Ek與角速度ω的關系式Ek=2ω2；（3）若脫離動力后砂輪的角速度為2.5rad/s，則它轉過45圈后角速度ω=2rad/s．參考答案：考點：線速度、角速度和周期、轉速．專題：勻速圓周運動專題．分析：（1）砂輪克服轉軸間摩擦力做功公式W=f?n?πD，f是轉軸間的摩擦力大小，n是砂輪脫離動力到停止轉動的圈數(shù)，D是砂輪轉軸的直徑．根據(jù)動能定理得知，砂輪克服轉軸間摩擦力做功等于砂輪動能的減小，求解砂輪每次脫離動力的轉動動能．（2）采用數(shù)學歸納法研究砂輪的轉動動能Ek與角速度ω的關系式：當砂輪的角速度增大為原來2倍時，砂輪的轉動動能Ek是原來的4倍；當砂輪的角速度增大為原來4倍時，砂輪的轉動動能Ek是原來的16倍，得到Ek與ω2成正比，則有關系式Ek=kω2．將任一組數(shù)據(jù)代入求出比例系數(shù)k，得到砂輪的轉動動能Ek與角速度ω的關系式．（3）根據(jù)動能與角速度的關系式，用砂輪的角速度表示動能，根據(jù)動能定理求出轉過45圈后的角速度．解答：解：（1）根據(jù)動能定理得：Ek=f?n?πD，代入計算得到數(shù)據(jù)如下表所示．ω/rad?s﹣10.51234n5.02080180320Ek/J0.5281832（2）由表格中數(shù)據(jù)分析可知，當砂輪的角速度增大為原來2倍時，砂輪的轉動動能Ek是原來的4倍，得到關系Ek=kω2．當砂輪的角速度增大為原來4倍時，砂輪的轉動動能Ek是原來的16倍，得到Ek與ω2成正比，則有關系式Ek=kω2．k是比例系數(shù)．將任一組數(shù)據(jù)比如：ω=1rad/s，Ek=2J，代入得到k=2J?s/rad，所以砂輪的轉動動能Ek與角速度ω的關系式是Ek=2ω2（3）根據(jù)動能定理得﹣f?n?πD=2ω22﹣2ω12代入解得ω2=2rad/s故答案為：（1）如表格所示；（2）2ω2；（3）2．點評：本題考查應用動能定理解決實際問題的能力和應用數(shù)學知識處理物理問題的能力；注意摩擦力做功與路程有關．7.如圖所示，傾角θ的固定光滑斜面上放置質量m的小物塊A。某時刻用豎直向下的恒力壓物體A使其靜止起加速下滑，同時B物體從同高度自由落體。兩者同時到地面，則恒力的大小為

；若B物體質量也為m，則兩者落地瞬間，A物體重力的功率PA

B物體重力的功率PB（選填“大于”，“小于”或“等于”）。參考答案：mg/tan2θ；等于8.一定質量的理想氣體由狀態(tài)A依次變化到狀態(tài)B、C、D、A、E、C，整個變化過程如圖所示。已知在狀態(tài)A時氣體溫度為320K，則狀態(tài)B時溫度為

K，整個過程中最高溫度為

K。參考答案：

答案：80

5009.（6分）為研究靜電除塵，有人設計了一個盒狀容器，容器側面是絕緣的透明有機玻璃，它的上下底面是面積A=0.04m2的金屬板，間距L=0.05m，當連接到U=2500V的高壓電源正負兩極時，能在兩金屬板間產生一個勻強電場，如圖所示。現(xiàn)把一定量均勻分布的煙塵顆粒密閉在容器內，每立方米有煙塵顆粒1013個，假設這些顆粒都處于靜止狀態(tài)，每個顆粒帶電量為q=+1.0×10-17C，質量為m=2.0×10-15kg，不考慮煙塵顆粒之間的相互作用和空氣阻力，并忽略煙塵顆粒所受重力。求合上電鍵后：⑴經過

秒煙塵顆?？梢员蝗课剑竣瞥龎m過程中電場對煙塵顆粒共做了

焦耳功？參考答案：⑴當最靠近上表面的煙塵顆粒被吸附到下板時，煙塵就被全部吸附。煙塵顆粒受到的電場力F=qU/L，L=at2/2=qUt2/2mL，故t=0.02s⑵W=NALqU/2=2.5×10-4J10.單擺做簡諧振動時回復力是由擺球__________的分力提供。用單擺測重力加速度實驗中，盡量做到擺線要細，彈性要小，質量要輕，其質量要_________擺球質量。參考答案：

(1).重力沿圓弧切線；

(2).遠小于【詳解】單擺做簡諧振動時回復力是由擺球重力沿圓弧切線的分力提供。用單擺測重力加速度實驗中，盡量做到擺線要細，彈性要小，質量要輕，其質量要遠小于擺球質量。11.光纖通信中，光導纖維遞光信號的物理原理是利用光的

現(xiàn)象，要發(fā)生這種現(xiàn)象，必須滿足的條件是：光從光密介質射向，且入射角等于或大于。參考答案：答案：全反射

光疏介質

臨界角解析：“光纖通信”就是利用了全反射的原理。這里的光纖就是光導纖維的簡稱。發(fā)生全反射現(xiàn)象的條件是：光從光密介質射入光疏介質，且入射角等于或大于臨界角。12.半徑為R的水平圓盤繞過圓心O的豎直軸勻速轉動，A為圓盤邊緣上一點，在O的正上方有一個可視為質點的小球以初速度v水平拋出時，半徑OA方向恰好與v的方向相同，如圖所示，若小球與圓盤只碰一次，且落在A點，重力加速度為g，則小球拋出時距O的高度h=，圓盤轉動的角速度大小ω=（n=1、2、3…）．參考答案：考點：勻速圓周運動；平拋運動．專題：勻速圓周運動專題．分析：小球做平拋運動，小球在水平方向上做勻速直線運動，在豎直方向做自由落體運動，根據(jù)水平位移求出運動的時間，根據(jù)豎直方向求出高度．圓盤轉動的時間和小球平拋運動的時間相等，在這段時間內，圓盤轉動n圈．解答：解：小球做平拋運動，小球在水平方向上做勻速直線運動，則運動的時間t=，豎直方向做自由落體運動，則h=根據(jù)ωt=2nπ得：（n=1、2、3…）故答案為：；（n=1、2、3…）．點評：解決本題的關鍵知道平拋運動在水平方向上做勻速直線運動，在豎直方向上做自由落體運動，以及知道圓盤轉動的周期性．13.氫原子從能級A躍遷到能級B吸收波長為λ1的光子，從能級A躍遷到能級C吸收波長為λ2的光子，若λ2>λ1，則當它從能級B躍遷到能級C時，將____（選填“吸收”或“放出”）波長為

的光子．參考答案：三、簡答題：本題共2小題，每小題11分，共計22分14.（16分）如圖所示，物塊A和B通過一根輕質不可伸長的細繩連接，跨放在質量不計的光滑定滑輪兩側，質量分別為mA=2kg、mB=1kg。初始時A靜止與水平地面上，B懸于空中。先將B豎直向上再舉高h=1.8m（未觸及滑輪）然后由靜止釋放。一段時間后細繩繃直，A、B以大小相等的速度一起運動，之后B恰好可以和地面接觸。取g=10m/s2。（1）B從釋放到細繩繃直時的運動時間t；（2）A的最大速度v的大小；（3）初始時B離地面的高度H。參考答案：（1）；（2）；（3）。試題分析：（1）B從釋放到細繩剛繃直前做自由落體運動，有：解得：（2）設細繩繃直前瞬間B速度大小為vB，有細繩繃直瞬間，細繩張力遠大于A、B的重力，A、B相互作用，總動量守恒：繩子繃直瞬間，A、B系統(tǒng)獲得的速度：之后A做勻減速運動，所以細繩繃直瞬間的速度v即為最大速度，A的最大速度為2m/s。15.（2014?宿遷三模）學?？萍脊?jié)上，同學發(fā)明了一個用彈簧槍擊打目標的裝置，原理如圖甲，AC段是水平放置的同一木板；CD段是豎直放置的光滑半圓弧軌道，圓心為O，半徑R=0.2m；MN是與O點處在同一水平面的平臺；彈簧的左端固定，右端放一可視為質點、質量m=0.05kg的彈珠P，它緊貼在彈簧的原長處B點；對彈珠P施加一水平外力F，緩慢壓縮彈簧，在這一過程中，所用外力F與彈簧壓縮量x的關系如圖乙所示．已知BC段長L=1.2m，EO間的距離s=0.8m．計算時g取10m/s2，滑動摩擦力等于最大靜摩擦力．壓縮彈簧釋放彈珠P后，求：（1）彈珠P通過D點時的最小速度vD；（2）彈珠P能準確擊中平臺MN上的目標E點，它通過C點時的速度vc；（3）當緩慢壓縮彈簧到壓縮量為x0時所用的外力為8.3N，釋放后彈珠P能準確擊中平臺MN上的目標E點，求壓縮量x0．參考答案：（1）彈珠P通過D點時的最小速度為；（2）通過C點時的速度為m/s；（3）壓縮量為0.18m．考點： 動能定理的應用；機械能守恒定律．專題： 動能定理的應用專題．分析： （1）根據(jù)D點所受彈力為零，通過牛頓第二定律求出D點的最小速度；（2）根據(jù)平拋運動的規(guī)律求出D點的速度，通過機械能守恒定律求出通過C點的速度．（3）當外力為0.1N時，壓縮量為零，知摩擦力大小為0.1N，對B的壓縮位置到C點的過程運用動能定理求出彈簧的壓縮量．解答： 解：（1）當彈珠做圓周運動到D點且只受重力時速度最小，根據(jù)牛頓第二定律有：mg=解得．v==m/s（2）彈珠從D點到E點做平拋運動，設此時它通過D點的速度為v，則s=vtR=gt從C點到D點，彈珠機械能守恒，有：聯(lián)立解得v=代入數(shù)據(jù)得，V=2m/s（3）由圖乙知彈珠受到的摩擦力f=0.1N，根據(jù)動能定理得，且F1=0.1N，F(xiàn)2=8.3N．得x=代入數(shù)據(jù)解得x0=0.18m．答：（1）彈珠P通過D點時的最小速度為；（2）通過C點時的速度為m/s；（3）壓縮量為0.18m．點評： 本題考查了動能定理、機械能守恒定律、牛頓第二定律的綜合，涉及到圓周運動和平拋運動，知道圓周運動向心力的來源，以及平拋運動在豎直方向和水平方向上的運動規(guī)律是解決本題的關鍵．四、計算題：本題共3小題，共計47分16.如圖所示，一直立的汽缸用一質量為m的活塞封閉一定量的理想氣體，活塞橫截面積為S，汽缸內壁光滑且缸壁是導熱的，開始活塞被固定，打開固定螺栓K，活塞下落，經過足夠長時間后，活塞停在B點，已知AB=h，大氣壓強為P0，重力加速度為g.①求活塞停在B點時缸內封閉氣體的壓強；②設周圍環(huán)境溫度保持不變，求整個過程中通過缸壁傳遞的熱量Q.(一定量理想氣體的內能僅由溫度決定）參考答案：17.春節(jié)期間，好萊塢費姆卡飛車特技表演隊在位于長沙的湖南省森林植物園內上演了一場飛車特技表演：如圖帶著頭盔的表演者站在簡易支架上，汽車飛馳而過，撞散簡易支架，表演者自由下落到車后的地面．已知簡易支架高1.8m，車高1.0m，車身長4.5m，表演者雙腳觸地前一直處于直立狀態(tài)，簡易支架被撞飛時對表演者和汽車的影響可忽略不計．（g=10m/s2）（1）若汽車勻速駛過，要使表演者不落到車上，汽車至少要以多大的速度駛過？（2）若汽車從車頭距簡易支架8.0m處從靜止開始勻加速沖向支架，要使表演者不落到車上，汽車的加速度至少要多大？（3）若表演者的質量為60kg，雙腳觸地后下蹲緩沖過程用了0.2s，則在緩沖過程中雙腳所承受的平均作用力為多大？參考答案：18.如圖所示，有3塊水平放置的長薄金屬板a、b和c，a、b之間相距為L。緊貼b板下表面豎直放置半徑為R的半圓形塑料細管，兩管口正好位于小孔M、N處。板a與b、b與c之間接有電壓可調的直流電源，板b與c間還存在方向垂直紙面向外的勻強磁場。當體積為V0、密度為r、電荷量為q的帶負電油滴，等間隔地以速率v0從a板上的小孔豎直向下射入，調節(jié)板間電壓Uba和Ubc，當Uba=U1、Ubc=U2時，油滴穿過b板M孔進入細管，恰能與細管無接觸地從N孔射出。忽略小孔和細管對電場的影響，不計空氣阻力。求：（1）油滴進入M孔時的速度v1；（2）b、c兩板間的電場強度E和磁感應強度B的值；（3）當油滴從細管的N孔射出瞬間，將Uba和B立即調整到和B′，使油滴恰好不碰到a板，且沿原路與細管無接觸地返回并穿過M孔，請