河南省焦作市沁北中學(xué)2022年高三物理期末試卷含解析

河南省焦作市沁北中學(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.（多選）如圖所示，空間存在足夠大的相互勻強電場和勻強磁場。電場強度為E、方向豎直向下，磁感應(yīng)強度為B、方向垂直的粒子（粒子受到的重力忽略不計），其運動軌跡如圖中虛線所示。對于帶電粒子在電、磁場中下落的最大高度H.。下面給出四種表達結(jié)果，用你已有的知識計算可能會有困難，但可以用你所學(xué)的知識對下列結(jié)果做出合理的推斷，你認(rèn)為不正確的是：A．

B．

C．

D．參考答案：BCD2.重量為mg的物體靜止在水平地面上，物體與地面之間的最大靜摩擦力為fm。從0時刻開始，物體受到恒定的水平拉力F的作用，F(xiàn)與時間t的關(guān)系如圖a所示。為了定性地表達該物體的運動情況，在圖b所示的圖像中，縱軸y應(yīng)為該物體的

A．位移大小s

B．加速度大小aC．動能大小Ek

D．動量大小p參考答案：D3.如圖，一長為2L的輕桿中央有一光滑的小孔O，兩端各固定質(zhì)量分別為m和2m的兩小球，光滑的鐵釘穿過小孔垂直釘在豎直的墻壁上，將輕桿由水平位置靜止釋放，轉(zhuǎn)到豎直位置，在轉(zhuǎn)動的過程中，忽略空氣的阻力。下列說法正確的是（

）A．在豎直位置兩球的速度大小均為B．桿豎直位置時對m球的作用力向上，大小為C．桿豎直位置時鐵釘對桿的作用力向上，大小為D．由于忽略一切摩擦阻力，根據(jù)機械能守恒，桿一定能繞鐵釘做完整的圓周運動

參考答案：C4.2012年倫敦奧運會體操男子吊環(huán)比賽，中國選手陳一冰有一個高難度的動作，就是先雙手撐住吊環(huán)（設(shè)開始時兩繩與肩同寬），然后身體下移，雙臂緩慢張開到如圖所示位置。吊環(huán)懸繩的拉力大小均為T，它們的合力大小為F，則在陳一冰兩手之間的距離增大過程中（

）A．T增大，F(xiàn)增大

B．T減小、，F(xiàn)增大C．T增大，F(xiàn)不變D．T減小，F(xiàn)減小參考答案：C5.太陽圍繞銀河系中心的運動可視為勻速圓周運動，其運動速度約為地球公轉(zhuǎn)速度的7倍，軌道半徑約為地球公轉(zhuǎn)軌道半徑的2×109倍。為了粗略估算銀河系中恒星的數(shù)目，可認(rèn)為銀河系中所有恒星的質(zhì)量都集中在銀河系中心，且銀河系中恒星的平均質(zhì)量約等于太陽質(zhì)量，則銀河系中恒星數(shù)目約為A．1015 B．1013

C．1011

D．109 參考答案：C二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計16分6.一列簡諧橫波沿x軸正方向傳播，圖甲是波傳播到x＝5m的M點時的波形圖，圖乙是質(zhì)點N(x＝3m)從此時刻開始計時的振動圖象，Q是位于x＝10m處的質(zhì)點，則Q點開始振動時，振動方向沿y軸

方向（填“正”或“負”）；經(jīng)過

s，Q點第一次到達波峰。參考答案：負，8

解析：圖甲所示的波形為波剛傳到M點的波形，由圖甲可知，此時質(zhì)點M的振動方向向下，故Q點開始振動的方向沿y軸負方向．由圖甲可以看出波長λ=4m，由圖乙可以看出周期T=4s．所以波速v＝＝1m/s．由圖甲還可以看出，最前面的波峰距Q點的距離△x=8m，故最前面的波峰傳播到Q點，也就是Q點第一次出現(xiàn)波峰的時間．則t=s＝8s7.下圖為接在50Hz低壓交流電源上的打點計時器，在紙帶做勻加速直線運動時打出的一條紙帶，圖中所示的是每打5個點所取的記數(shù)點，但第3個記數(shù)點沒有畫出。由圖數(shù)據(jù)可求得：（1）該物體的加速度為

m/s2，.com（2）第3個記數(shù)點與第2個記數(shù)點的距離約為

cm，（3）打第2個計數(shù)點時該物體的速度為

m/s。參考答案：(1)0.74(2)4.36(3)0.399（1）設(shè)1、2間的位移為x1，2、3間的位移為x2，3、4間的位移為x3，4、5間的位移為x4；因為周期為T=0.02s，且每打5個點取一個記數(shù)點，所以每兩個點之間的時間間隔T=0.1s；由勻變速直線運動的推論xm-xn=(m-n)at2得：

x4-x1=3at2帶入數(shù)據(jù)得：

（5.84-3.62）×10-2=a×0.12

解得：a=0.74m/s2．

（2）第3個記數(shù)點與第2個記數(shù)點的距離即為x2，由勻變速直線運動的推論：x2-x1=at2得：

x2=x1+at2帶入數(shù)據(jù)得：

x2=3.62×10-2+0.74×0.12=0.0436m

即為：4.36cm．

（3）由中間時刻的瞬時速度等于這段時間的平均速度可知=0.399m/s.8.如圖所示電路中，電源電動勢E＝10V，內(nèi)電阻r＝4Ω，定值電阻R1＝6Ω，R2=10Ω,R3是滑動變阻器且最大阻值為30Ω,在滑動變阻器的滑動頭上下移動過程中。電壓表的最大讀數(shù)為_______V，電源的最大輸出功率為

W。參考答案：9.在飛輪制造中有一個定重心的工序，該工序的目的是使飛輪的重心發(fā)生微小的位移，以使它準(zhǔn)確定位于輪軸上．如圖所示放置在豎直平面內(nèi)的一個質(zhì)量為M、半徑為R的金屬大飛輪．用力推動一下飛輪，讓飛輪轉(zhuǎn)動若干周后停止．多次試驗，發(fā)現(xiàn)飛輪邊緣上的標(biāo)記A總是停在圖示位置．根據(jù)以上情況，工人在輪緣邊上的某點E處，焊上質(zhì)量為m的少量金屬（不計焊錫質(zhì)量）后，再用力推動飛輪，當(dāng)觀察到

的現(xiàn)象時，說明飛輪的重心已調(diào)整到軸心上了．請在圖上標(biāo)出E的位置；為使飛輪的重心回到軸心上，還可以采用其他的方法，如可以在輪緣邊上某處Q點，鉆下質(zhì)量為m/的少量金屬．則鉆下的質(zhì)量m/=

，并在圖上標(biāo)出Q點的位置．參考答案：

答案：A最終可以停留在任何位置

m

10.同打點計時器一樣，光電計時器也是一種研究物體運動情況的常用計時儀器，其結(jié)構(gòu)如圖甲所示。a、b分別是光電門的激光發(fā)射和接收裝置，當(dāng)有物體從a、b間通過時，光電計時器就可以顯示物體的擋光時間?，F(xiàn)利用圖乙所示裝置研究滑塊的運動情況，圖中MN是水平桌面，Q是木板與桌面的接觸點，1和2是固定在木板上適當(dāng)位置的兩個光電門，與之連接的兩個光電計時器沒有畫出，讓滑塊從木板的頂端滑下，光電門1、2各自連接的計時器顯示的擋光時間分別為5.0×10－2s和2.0×10－2s。用游標(biāo)卡尺測量小滑塊的寬度d，卡尺示數(shù)如圖丙所示。（1）讀出滑塊的寬度d＝________cm。（2）滑塊通過光電門1的速度v1＝______m/s。(保留兩位有效數(shù)字)（3）若提供一把米尺，測出兩個光電門之間的距離1.00m，則滑塊運動的加速度為_______m/s2。(保留兩位有效數(shù)字)參考答案：11.（5分）如圖所示在真空中XOY平面的X＞0區(qū)域內(nèi)，磁感應(yīng)強度B＝1.0×10-2T的勻強磁場，方向與XOY平面垂直，在X軸上P（10，0）點，有一放射源，在XOY平面內(nèi)各個方向發(fā)射速度V＝1.0×105m/S的帶正電的粒子粒子質(zhì)量m＝1.0×10-26Kg粒子的帶電量為q＝1.0×10-18C，則帶電粒子打到y(tǒng)軸上的范圍為＿＿＿＿＿（重力忽略）參考答案：

答案：-10cm~17.3cm

12.一同學(xué)在某次實驗中利用打點計時器打出的一條紙帶如下圖所示。A、B、C、D、E、F是該同學(xué)在紙帶上選取的六個計數(shù)點，其中計數(shù)點間還有若干個點未標(biāo)出，設(shè)相鄰兩個計數(shù)點間的時間間隔為T。該同學(xué)用刻度尺測出AC間的距離為S1，BD間的距離為S2，則打B點時小車運動的速度＝

，小車運動的加速度a=

。參考答案：

13.沿x軸正方向傳播的簡諧橫波在t＝0時的波形如圖所示，P、Q兩個質(zhì)點的平衡位置分別位于和處。在時，質(zhì)點P恰好此后第二次處于波峰位置；則t2＝

s時，質(zhì)點Q此后第二次在平衡位置且向上運動；當(dāng)t1＝0.9s時，質(zhì)點P的位移為

cm。參考答案：答案：0.6，2解析：由波動圖像可知，質(zhì)點P現(xiàn)在向上振動。經(jīng)過第一次處于波峰。在時質(zhì)點P恰好此后第二次處于波峰位置，說明經(jīng)過了，可求出周期。質(zhì)點Q現(xiàn)在處于平衡位置具有向下的速度，至少要經(jīng)過半個周期才能在平衡位置具有向下的速度。因為波傳播時間超過一個周期，所以。當(dāng)時，波傳播了，所以質(zhì)點P運動到了正的最大位移處，所以位移為。三、簡答題：本題共2小題，每小題11分，共計22分14.如圖所示，在平面直角坐標(biāo)系中有一個垂直紙面向里的圓形勻強磁場，其邊界過原點O和y軸上的點A（0，L）．一質(zhì)量為m、電荷量為e的電子從A點以初速度v0平行于x軸正方向射入磁場，并從x軸上的B點射出磁場，射出B點時的速度方向與x軸正方向的夾角為60°．求：（1）勻強磁場的磁感應(yīng)強度B的大??；（2）電子在磁場中運動的時間t．參考答案：答：（1）勻強磁場的磁感應(yīng)強度B的大小為；（2）電子在磁場中運動的時間t為考點： 帶電粒子在勻強磁場中的運動；牛頓第二定律；向心力．專題： 帶電粒子在磁場中的運動專題．分析： （1）電子在磁場中做勻速圓周運動，洛倫茲力提供向心力，由牛頓第二定律可以求出磁感應(yīng)強度．（2）根據(jù)電子轉(zhuǎn)過的圓心角與電子做圓周運動的周期可以求出電子的運動時間．解答： 解：（1）設(shè)電子在磁場中軌跡的半徑為r，運動軌跡如圖，可得電子在磁場中轉(zhuǎn)動的圓心角為60°，由幾何關(guān)系可得：r﹣L=rcos60°，解得，軌跡半徑：r=2L，對于電子在磁場中運動，有：ev0B=m，解得，磁感應(yīng)強度B的大小：B=；（2）電子在磁場中轉(zhuǎn)動的周期：T==，電子轉(zhuǎn)動的圓心角為60°，則電子在磁場中運動的時間t=T=；答：（1）勻強磁場的磁感應(yīng)強度B的大小為；（2）電子在磁場中運動的時間t為．點評： 本題考查了電子在磁場中的運動，分析清楚電子運動過程，應(yīng)用牛頓第二定律與周期公式即可正確解題．15.（10分）如圖所示，氣缸放置在水平臺上，活塞質(zhì)量為5kg，面積為25cm2，厚度不計，氣缸全長25cm，大氣壓強為1×105pa，當(dāng)溫度為27℃時，活塞封閉的氣柱長10cm，若保持氣體溫度不變，將氣缸緩慢豎起倒置．g取10m/s2．

（1）氣缸倒置過程中，下列說法正確的是__________A．單位時間內(nèi)氣缸單位面積上氣體分子撞擊次數(shù)增多B．單位時間內(nèi)氣缸單位面積上氣體分子撞擊次數(shù)減少C．吸收熱量，對外做功D．外界氣體對缸內(nèi)氣體做功，放出熱量（2）求氣缸倒置后氣柱長度；（3）氣缸倒置后，溫度升至多高時，活塞剛好接觸平臺(活塞摩擦不計)?參考答案：(1)BC(2)15cm(3)227℃四、計算題：本題共3小題，共計47分16.如圖所示，物體從光滑斜面上的A點由靜止開始下滑，經(jīng)過B點后進入水平面（設(shè)經(jīng)過B點前后速度大小不變），最后停在C點．每隔0.2秒鐘通過速度傳感器測量物體的瞬時速度，下表給出了部分測量數(shù)據(jù)，g=10m/s2．求：t（s）0.00.20.4…1.21.4…V（m/s）0.01.02.0…1.10.7…（1）斜面的傾角α；（2）物體與水平面之間的動摩擦因數(shù)μ；（3）t=0.6s時的瞬時速度v．參考答案：解：（1）由表格中前三列數(shù)據(jù)可知，物體在斜面上勻加速下滑時的加速度為=m/s2=5m/s2由牛頓第二定律得mgsinα=ma1，代入數(shù)據(jù)得：α=30°（2）由表格中第4、5兩組數(shù)據(jù)可知，物體在水平面上勻減速運動的加速度大小為=由牛頓第二定律得μmg=ma2，代入數(shù)據(jù)得μ=0.2（3）研究物體由t=0到t=1.2s過程，設(shè)物體在斜面上運動的時間為t，則有vB=a1t，v1.2=vB﹣a2（1.2﹣t）代入得v1.2=a1t﹣a2（1.2﹣t）解得t=0.5s，vB=2.5m/s即物體在斜面上下滑的時間為t=0.5s，則t=0.6s時物體在水平面上運動，速度為

v=vB﹣a2（0.6﹣t）=2.5m/s﹣2×0.1m/s=2.3m/s答：（1）斜面的傾角α=30°；（2）物體與水平面之間的動摩擦因數(shù)μ=0.2；（3）t=0.6s時的瞬時速度v=2.3m/s．17.有一大炮豎直向上發(fā)射炮彈，炮彈的質(zhì)量M=12.0kg（內(nèi)含炸藥的質(zhì)量可以忽略不計），射出的初速度v=60m/s。當(dāng)炮彈到達最高點時爆炸為沿水平方向運動的兩片，其中一片質(zhì)量為m=4.0kg?，F(xiàn)要求這一片不能落到以發(fā)射點為圓心、以R=900m為半徑的圓周范圍內(nèi)（g=10m/s2，忽略空氣阻力），求

（1）炮彈爆炸時離開地面的高度

（2）剛爆炸完時兩彈片的總動能至少多大？參考答案：解：（1）炮彈做豎直上拋運動，炮彈爆炸時離地面的高度：H==180m；

（2）爆炸過程系統(tǒng)動量守恒，以m的速度方向為正方向，

由動量守恒定律得：mv1-（M-m）v2=0，

解得：v1=2v2，

爆炸后彈片做平拋運動，

豎直方向：H=，

水平方向：R=v1t，

代入數(shù)據(jù)解得：v1=150m/s，v2=75m/s，

炮彈剛爆炸后，兩彈片的最小總動能：

EK總===67500；

答：（1）炮彈爆炸時離開地面的高度為180m；

（2）剛爆炸完時兩彈片的總動能至少為67500J。（1）炮彈做豎直上拋運動，由動學(xué)公式求出炮彈上升的最大高度；

（2）炮彈到達最高點時爆炸時，爆炸的內(nèi)力遠大于重力（外力），遵守動量守恒定律；

當(dāng)炮彈到達最高點時爆炸為沿水平方向運動的兩片，兩片炸彈都做平拋運動。

根據(jù)平拋運動的知識求出一片質(zhì)量m炸彈平拋的初速度，根據(jù)動量守恒定律得出另一塊炸彈的初速度，從而得出剛爆炸完時兩彈片的總動能。

本題涉及到豎直上拋運動、平拋運動，綜合運用了動量守恒定律、能量守恒定律以及運動學(xué)公式，綜合性強，關(guān)鍵理清運動過程，選擇合適的規(guī)律求解。18.某同學(xué)在設(shè)計連鎖機關(guān)游戲中，設(shè)計了如圖所示的起始觸發(fā)裝置．AB段是長度連續(xù)可調(diào)的豎直伸縮桿，BCD段是半徑為R的四分之三圓弧彎桿，DE段是長度為2R的水平桿，與AB桿稍稍錯開．豎直桿外套有下端固定且勁度系數(shù)較大的輕質(zhì)彈簧，在彈簧上端放置質(zhì)量為m的套環(huán)．每次將彈簧的長度壓縮至P點后鎖定，設(shè)PB的高度差為h，解除鎖定后彈簧可將套環(huán)彈出．在觸發(fā)