北京魯迅中學2022年高三物理期末試題含解析

北京魯迅中學2022年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15分．每小題只有一個選項符合題意1.（多選）2014年8月23日，中國選手梁小靜以11秒65的成績在南京青奧會女子100米（直道）決賽中奪冠。己知賽前梁小靜胸前號碼布高為H，在終點處，有一站在跑道旁邊的攝影記者用照相機給她拍攝最后沖刺的身影，如圖5所示，攝影記者使用的照相機的光圈（控制進光量的多少）是16，快門（曝光時間）是l/60s，得到照片后測得照片中胸前號碼布高為h，還測得梁小靜沖刺時模糊部分的寬度為L，由以上信息可以知道梁小靜的(

)

A.l00m成績

B．最后沖刺速度

C.100m內(nèi)的平均速度

D.100m比賽過程加速度的大小參考答案：ABC2.(單選)關(guān)于伽利略對自由落體運動的研究，以下說法正確的是(

)A．伽利略認為在同一地點，重的物體和輕的物體下落快慢不同B．伽利略猜想運動速度與下落時間成正比，并直接用實驗進行了驗證C．伽利略通過數(shù)學推演并用小球在斜面上運動驗證了位移與時間的平方成正比D．伽利略用小球在斜面上運動驗證了運動速度與位移成正比參考答案：C3.如圖所示，使用不可伸長的細繩把物體B經(jīng)光滑的定滑輪與環(huán)A相連，環(huán)A套在豎直桿上，當環(huán)A從圖示位置沿豎直桿向上勻速運動時沒有超過虛線位置，此過程物體B還沒落地，則（

）A.物體B向下做加速運動B.物體B向下做減速運動C.連接物體B的細繩的彈力大于物體B的重力D.連接物體B的細繩的彈力小于物體B的重力參考答案：BC解：由題意可知，將A的實際運動分解成兩個分運動，如圖所示，根據(jù)平行四邊形定則，可有：vAsinα=v繩；因A以速度v0勻速上滑，又α在增大，所以繩子速度在減小，則B處于減速運動，故A錯誤，B正確；

根據(jù)受力分析，結(jié)合牛頓第二定律可知，B向下做減速運動的過程中處于超重狀態(tài)，則連接物體B的細繩的彈力大于物體B的重力，故C正確，D錯誤；故選BC。【點睛】本題考查運動的合成與分解，掌握如何將實際運動分解成兩個分運動是解題的關(guān)鍵，同時運用三角函數(shù)關(guān)系．4.質(zhì)量相同的小球A和B分別懸掛在長為L和2L的不伸長繩上。先將小球拉至同一水平位置如圖示從靜止釋放，當二繩豎直時，則：

（

）A、兩球速度一樣大

B、兩球的動能一樣大C、兩球的機械能一樣大

D、兩球所受的拉力一樣大參考答案：CD5.被壓癟但尚未破裂的乒乓球放在熱水里泡一會兒，就會重新鼓起來。這過程乒乓球內(nèi)的氣體_________。（填選項前的字母）

A．吸熱，對外做功，內(nèi)能不變

B．吸熱，對外做功，內(nèi)能增加

C．溫度升高，體積增大，壓強不變

D．壓強增大，單位體積分子數(shù)增大參考答案：B二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計16分6.如圖所示為熱水系統(tǒng)的恒溫器電路，R1是可變電阻，R2是熱敏電阻，當溫度低時，熱敏電阻的阻值很大，溫度高時，熱敏電阻的阻值很小。只有當熱水器中的水位達到一定高度（由水位計控制）且水的溫度低于某一溫度時，發(fā)熱器才會開啟并加熱，反之，便會關(guān)掉發(fā)熱器。圖中虛線框中應接入的是_______門邏輯電路；為將發(fā)熱器開啟的水溫調(diào)高一些，應使可變電阻的阻值_______。參考答案：

答案：與、

減小7.在真空的直角坐標系中，有兩條互相絕緣且垂直的長直導線分別與x、y軸重合，電流方向如圖所示．已知真空中距無限長通電直導線距離為r處的磁感應強度B=，k=2×10-7T·m/A．若I1=4.0A，I2=3.0A．則：在xOz平面內(nèi)距原點r=10.0cm的各點中，

處磁感應強度最小，最小值為

．

參考答案：

答案：(0，10cm)和(0，－10cm)，1.0×10-5T8.如圖所示，真空中有一頂角為75o，折射率為n=的三棱鏡．欲使光線從棱鏡的側(cè)面AB進入，再直接從側(cè)面AC射出，求入射角θ的取值范圍為

▲

。

參考答案：450＜θ＜9009.太空宇航員的航天服能保持與外界絕熱，為宇航員提供適宜的環(huán)境。若在地面上航天服內(nèi)氣體的壓強為p0，體積為2L，溫度為T0，到達太空后由于外部氣壓降低，航天服急劇膨脹，內(nèi)部氣體體積增大為4L。所研究氣體視為理想氣體,則宇航員由地面到太空的過程中，若不采取任何措施，航天服內(nèi)氣體內(nèi)能

（選填“增大”、“減小”或“不變”）。為使航天服內(nèi)氣體保持恒溫，應給內(nèi)部氣體

（選填“制冷”或“加熱”）。參考答案：減小

；

加熱10.打點計時器是一種使用_____（填“交”或“直”）流電源的計時儀器。如圖所示是打點計時器測定勻加速直線運動的加速度時得到的一條紙帶，測出AB=1.2cm，AC=3.6cm，AD=7.2cm，計數(shù)點A、B、C、D中，每相鄰的兩個計數(shù)點之間有四個小點未畫出，則運動物體的加速度a=__________m/s2，打B點時運動物體的速度vB=__________m/s。參考答案：11.氣球以10m/s的速度勻速豎直上升，從氣球上掉下一個物體，經(jīng)17s到達地面。求物體剛脫離氣球時氣球的高度是__________m。落地時速度是_______m/s（g=10m/s2）參考答案：1275；16012.如圖所示，在豎直向下磁感應強度為B的勻強磁場中，有兩根間距為L豎直放置的平行粗糙導軌CD、EF，質(zhì)量為m的金屬棒MN與導軌始終垂直且接觸良好，它們之間的動摩擦因數(shù)為μ．從t=0時刻起，給金屬棒通以圖示方向的電流且電流強度與時間成正比，即I=kt，（k為常量），則金屬棒由靜止下滑過程中加速度和速度的變化情況是_________________，金屬棒下落過程中動能最大的時刻t=________．五．實驗題（共24分）參考答案：先做加速度減小的加速運動，后做加速度增大的減速運動13.某實驗小組利用如圖甲所示的氣墊導軌實驗裝置來探究合力一定時，物體的加速度與質(zhì)量之間的關(guān)系。（1）做實驗時，將滑塊從圖甲所示位置由靜止釋放，由數(shù)字計時器（圖中未畫出）可讀出遮光條通過光電門1、2的時間分別為Δt1、Δt2；用刻度尺測得兩個光電門中心之間的距離x，用游標卡尺測得遮光條寬度d。則滑塊經(jīng)過光電門1時的速度表達式v1=

；經(jīng)過光電門2時的速度表達式v2=

，滑塊加速度的表達式a=

。（以上表達式均用已知字母表示）。如圖乙所示，若用20分度的游標卡尺測量遮光條的寬度，其讀數(shù)為

mm。(2)為了保持滑塊所受的合力不變，可改變滑塊質(zhì)量M和氣墊導軌右端高度h（見圖甲）。關(guān)于“改變滑塊質(zhì)量M和氣墊導軌右端的高度h”的正確操作方法是

A．M增大時，h增大，以保持二者乘積增大B．M增大時，h減小，以保持二者乘積減小C．M減小時，h增大，以保持二者乘積不變D．M減小時，h減小，以保持二者乘積減小參考答案：（1）、、、8.15（2）C三、簡答題：本題共2小題，每小題11分，共計22分14.內(nèi)表面只反射而不吸收光的圓筒內(nèi)有一半徑為R的黑球，距球心為2R處有一點光源S，球心O和光源S皆在圓筒軸線上，如圖所示．若使點光源向右半邊發(fā)出的光最后全被黑球吸收，則筒的內(nèi)半徑r最大為多少？參考答案：自S作球的切線S?，并畫出S經(jīng)管壁反射形成的虛像點，及由畫出球面的切線N，如圖1所示，由圖可看出，只要和之間有一夾角，則筒壁對從S向右的光線的反射光線就有一部分進入球的右方，不會完全落在球上被吸收．由圖可看出，如果r的大小恰能使與重合，如圖2，則r?就是題所要求的筒的內(nèi)半徑的最大值．這時SM與MN的交點到球心的距離MO就是所要求的筒的半徑r．由圖2可得??????????

（1）由幾何關(guān)系可知

（2）由（1）、（2）式得

（3）15.靜止在水平地面上的兩小物塊A、B，質(zhì)量分別為mA=l.0kg，mB=4.0kg；兩者之間有一被壓縮的微型彈簧，A與其右側(cè)的豎直墻壁距離l=1.0m，如圖所示。某時刻，將壓縮的微型彈簧釋放，使A、B瞬間分離，兩物塊獲得的動能之和為Ek=10.0J。釋放后，A沿著與墻壁垂直的方向向右運動。A、B與地面之間的動摩擦因數(shù)均為u=0.20。重力加速度取g=10m/s2。A、B運動過程中所涉及的碰撞均為彈性碰撞且碰撞時間極短。（1）求彈簧釋放后瞬間A、B速度的大??；（2）物塊A、B中的哪一個先停止？該物塊剛停止時A與B之間的距離是多少？（3）A和B都停止后，A與B之間的距離是多少？參考答案：（1）vA=4.0m/s，vB=1.0m/s；（2）A先停止；0.50m；（3）0.91m；分析】首先需要理解彈簧釋放后瞬間的過程內(nèi)A、B組成的系統(tǒng)動量守恒，再結(jié)合能量關(guān)系求解出A、B各自的速度大??；很容易判定A、B都會做勻減速直線運動，并且易知是B先停下，至于A是否已經(jīng)到達墻處，則需要根據(jù)計算確定，結(jié)合幾何關(guān)系可算出第二問結(jié)果；再判斷A向左運動停下來之前是否與B發(fā)生碰撞，也需要通過計算確定，結(jié)合空間關(guān)系，列式求解即可?！驹斀狻浚?）設(shè)彈簧釋放瞬間A和B的速度大小分別為vA、vB，以向右為正，由動量守恒定律和題給條件有0=mAvA-mBvB①②聯(lián)立①②式并代入題給數(shù)據(jù)得vA=4.0m/s，vB=1.0m/s（2）A、B兩物塊與地面間的動摩擦因數(shù)相等，因而兩者滑動時加速度大小相等，設(shè)為a。假設(shè)A和B發(fā)生碰撞前，已經(jīng)有一個物塊停止，此物塊應為彈簧釋放后速度較小的B。設(shè)從彈簧釋放到B停止所需時間為t，B向左運動的路程為sB。，則有④⑤⑥在時間t內(nèi)，A可能與墻發(fā)生彈性碰撞，碰撞后A將向左運動，碰撞并不改變A的速度大小，所以無論此碰撞是否發(fā)生，A在時間t內(nèi)的路程SA都可表示為sA=vAt–⑦聯(lián)立③④⑤⑥⑦式并代入題給數(shù)據(jù)得sA=1.75m，sB=0.25m⑧這表明在時間t內(nèi)A已與墻壁發(fā)生碰撞，但沒有與B發(fā)生碰撞，此時A位于出發(fā)點右邊0.25m處。B位于出發(fā)點左邊0.25m處，兩物塊之間的距離s為s=025m+0.25m=0.50m⑨（3）t時刻后A將繼續(xù)向左運動，假設(shè)它能與靜止的B碰撞，碰撞時速度的大小為vA′，由動能定理有⑩聯(lián)立③⑧⑩式并代入題給數(shù)據(jù)得

故A與B將發(fā)生碰撞。設(shè)碰撞后A、B的速度分別為vA′′以和vB′′，由動量守恒定律與機械能守恒定律有

聯(lián)立式并代入題給數(shù)據(jù)得

這表明碰撞后A將向右運動，B繼續(xù)向左運動。設(shè)碰撞后A向右運動距離為sA′時停止，B向左運動距離為sB′時停止，由運動學公式

由④式及題給數(shù)據(jù)得sA′小于碰撞處到墻壁的距離。由上式可得兩物塊停止后的距離四、計算題：本題共3小題，共計47分16.如圖所示，一細束光以的入射角射到一水平放置的平面鏡上，反射后在上方與平面鏡平行的光屏上留下一光點P，現(xiàn)將一上下兩面平行的透明體平放在平面鏡上，則進入透明體的光經(jīng)平面鏡反射后再從透明體的表面射出，打在光屏上的點，與原來相比向左平移了cm，已知透明體對光的折射率為，

求:①光在透明體中的傳播速度;②光在透明體里傳播的時間。參考答案：）①＝×108m/s

（3分）②放上透明介質(zhì)后的光路圖如圖所示，由幾何關(guān)系得：

∴

而光在透明介質(zhì)里的路程，

（2分）

由折射定律得：

（2分）所以光在透明體里運動的時間

（2分）

17.某天，小明在上學途中沿人行道以v1=lm/s速度向一公交車站走去，發(fā)現(xiàn)一輛公交車正以v2=15m/s速度從身旁的平直公路同向駛過，此時他們距車站s=50m．為了乘上該公交車，他加速向前跑去，最大加速度a1=2.5m/s2，能達到的最大速度vm=6m/s．假設(shè)公交車在行駛到距車站s0=25m處開始剎車，剛好到車站停下，停車時間t=10s，之后公交車啟動向前開去．（不計車長）求：

（1）若公交車剎車過程視為勻減速運動，其加速度a2大小是多少；

（2）若小明加速過程視為勻加速運動，通過計算分析他能否乘上該公交車．參考答案：

小明可以在汽車還停在車站時上車．18.如圖所示，用兩根金屬絲彎成一光滑半圓形軌道，豎直固定在地面上，其圓心為O、半徑為0.3m。軌道正上方離地0.4m處固定一水平長直光滑桿，桿與軌道在同一豎直平面內(nèi)，桿上P點處固定一定滑輪，P點位于O點正上方。A、B是質(zhì)量均為2kg的小環(huán)，A套在桿上，B套在軌道上，一條不可伸長的細繩繞過定滑輪連接兩環(huán)。兩環(huán)均可看作質(zhì)點，且不計滑輪大小與質(zhì)量?，F(xiàn)在A環(huán)上施加一個大小為55N的水平向右恒力F，使B環(huán)從地面由靜止沿軌道上升。（g取10m/s2），求：（1）在B環(huán)上升到最高點D的過程中恒力F做功為多少？（2）當被拉到最高點D時，B環(huán)的速度大小為多少？（3）當B、P間細繩恰與圓形軌道相切時，B環(huán)的速度大小為多少？（4）若恒力F作用足夠長的