2022年湖南省郴州市亞星學(xué)校高三物理上學(xué)期期末試卷含解析

2022年湖南省郴州市亞星學(xué)校高三物理上學(xué)期期末試卷含解析一、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.(單選題)（2012?徐州一模）如圖所示，在真空中有兩個(gè)帶正電的點(diǎn)電荷，分別置于P、Q兩點(diǎn)，P處正點(diǎn)電荷的電荷量大于Q處點(diǎn)電荷的電荷量，A、B為P、Q連線的中垂線上的兩點(diǎn)，現(xiàn)將一負(fù)電荷q由A點(diǎn)沿中垂線移動(dòng)到B點(diǎn)，在此過(guò)程中，下列說(shuō)法正確的是（）A．q的電勢(shì)能逐漸減小B．q的電勢(shì)能逐漸增大C．q的電勢(shì)能先增大后減小D．以上均不正確參考答案：B解：由題分析可知，A的電勢(shì)高于B點(diǎn)的電勢(shì)，將負(fù)點(diǎn)電荷q由A點(diǎn)沿中垂線移動(dòng)到B點(diǎn)的過(guò)程中，電場(chǎng)力一直做負(fù)功，電荷的電勢(shì)能逐漸增大．故選B2.（多選）如圖是某電源的伏安特性曲線和接在此電源上的電阻的U-I圖像，則下列結(jié)論正確的是(

)

A．電源的電動(dòng)勢(shì)為6.0V．B．電源的內(nèi)阻為12Ω．C．電路的輸出功率為1.4wD．電路的效率為93.3﹪參考答案：ACD3.隨著世界航空事業(yè)的發(fā)展，深太空探測(cè)已逐漸成為各國(guó)關(guān)注的熱點(diǎn)．假設(shè)深太空中有一顆外星球，質(zhì)量是地球質(zhì)量的4倍，半徑是地球半徑的．則下列判斷正確的是（

）

A．該外星球的同步衛(wèi)星周期一定小于地球同步衛(wèi)星周期B．某物體在該外星球表面上所受重力是在地球表面上所受重力的16倍C．該外星球上第一宇宙速度是地球上第一宇宙速度的2倍D．繞該外星球的人造衛(wèi)星和以相同軌道半徑繞地球的人造衛(wèi)星運(yùn)行速度相同參考答案：BC4.兩個(gè)固定的等量異號(hào)點(diǎn)電荷所產(chǎn)生電場(chǎng)的等勢(shì)面如圖中虛線所示，一帶負(fù)電的粒子以某一速度從圖中A點(diǎn)沿圖示方向進(jìn)入電場(chǎng)在紙面內(nèi)飛行，最后離開(kāi)電場(chǎng)，粒子只受靜電力作用，則粒子在電場(chǎng)中()A．做直線運(yùn)動(dòng)，電勢(shì)能先變小后變大B．做直線運(yùn)動(dòng)，電勢(shì)能先變大后變小C．做曲線運(yùn)動(dòng)，電勢(shì)能先變小后變大D．做曲線運(yùn)動(dòng)，電勢(shì)能先變大后變小參考答案：C5.如圖所示，空間存在水平向左的勻強(qiáng)電場(chǎng)和垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。在該區(qū)域中，有一個(gè)豎直放置的光滑絕緣圓環(huán)，環(huán)上套有一個(gè)帶正電的小球。O點(diǎn)為圓環(huán)的圓心，a、b、c、d為圓環(huán)上的四個(gè)點(diǎn)，a點(diǎn)為最高點(diǎn)，c點(diǎn)為最低點(diǎn)，b、O、d三點(diǎn)在同一水平線上。已知小球所受電場(chǎng)力與重力大小相等?，F(xiàn)將小球從環(huán)的頂端a點(diǎn)由靜止釋放，下列判斷正確的是A．小球能越過(guò)d點(diǎn)并繼續(xù)沿環(huán)向上運(yùn)動(dòng)B．當(dāng)小球運(yùn)動(dòng)到c點(diǎn)時(shí)，所受洛倫茲力最大C．小球從d點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到b點(diǎn)的過(guò)程中，重力勢(shì)能減小，電勢(shì)能增大D．小球從b點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到c點(diǎn)的過(guò)程中，電勢(shì)能增大，動(dòng)能先增大后減小參考答案：D二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計(jì)16分6.用圖甲所示的裝置利用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器進(jìn)行探究動(dòng)能定理的實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)時(shí)測(cè)得小車(chē)的質(zhì)量為，木板的傾角為。實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，選出一條比較清晰的紙帶，用直尺測(cè)得各點(diǎn)與A點(diǎn)間的距離如圖乙所示：AB=；AC=；AD=；AE=。已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打點(diǎn)的周期為T(mén)，重力加速度為g，小車(chē)與斜面間摩擦可忽略不計(jì)。那么打D點(diǎn)時(shí)小車(chē)的瞬時(shí)速度為

；取紙帶上的BD段進(jìn)行研究，合外力做的功為

，小車(chē)動(dòng)能的改變量為

。參考答案：7.如圖所示是探究氣體的壓強(qiáng)與溫度關(guān)系的DIS實(shí)驗(yàn)裝置圖。（1）在圖中①為_(kāi)___________傳感器；②為_(kāi)_________傳感器。（2）（單選題）與初狀態(tài)相比，試管內(nèi)氣體的壓強(qiáng)變化量Δp與溫度變化量Δt之間的關(guān)系是圖（

）參考答案：（1）（1分）

壓強(qiáng)

（1分）

溫度

（2）（3分）（

B

）8.如圖甲所示是用主尺最小分度為1mm，游標(biāo)上有20個(gè)小的等分刻度的游標(biāo)卡尺測(cè)量一工件的內(nèi)徑的實(shí)物圖，圖乙是游標(biāo)部分放大后的示意圖．則該工件的內(nèi)徑為

cm．用螺旋測(cè)微器測(cè)一金屬桿的直徑，結(jié)果如圖丙所示，則桿的直徑是

mm．參考答案：2.280；2.697；【考點(diǎn)】刻度尺、游標(biāo)卡尺的使用；螺旋測(cè)微器的使用．【分析】解決本題的關(guān)鍵掌握游標(biāo)卡尺讀數(shù)的方法，主尺讀數(shù)加上游標(biāo)讀數(shù)，不需估讀．螺旋測(cè)微器的讀數(shù)方法是固定刻度讀數(shù)加上可動(dòng)刻度讀數(shù)，在讀可動(dòng)刻度讀數(shù)時(shí)需估讀．【解答】解：20分度的游標(biāo)卡尺，精確度是0.05mm，游標(biāo)卡尺的主尺讀數(shù)為22mm，游標(biāo)尺上第16個(gè)刻度和主尺上某一刻度對(duì)齊，所以游標(biāo)讀數(shù)為16×0.05mm=0.80mm，所以最終讀數(shù)為：22mm+0.80mm=22.80mm=2.280cm．螺旋測(cè)微器的固定刻度為2.5mm，可動(dòng)刻度為19.7×0.01mm=0.197mm，所以最終讀數(shù)為2.5mm+0.197mm=2.697mm．故答案為：2.280；2.697；9.某星球密度與地球相同，其半徑是地球半徑的2倍，則其表面重力加速度為地球表面重力加速度的

倍；若在該星球表面上發(fā)射一顆衛(wèi)星，所需的最小速度是地球第一宇宙速度的

倍。參考答案：2，210.如圖所示，虛線框內(nèi)存在一沿水平方向、且與紙面垂直的勻強(qiáng)磁場(chǎng)?，F(xiàn)通過(guò)圖示裝置來(lái)測(cè)量該磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小、并判定其方向。所用器材已在圖中給出，其中D為位于紙面內(nèi)的U形金屬框，其底邊水平，長(zhǎng)度為L(zhǎng)，兩側(cè)邊豎直且等長(zhǎng)；直流電源電動(dòng)勢(shì)為E，內(nèi)阻為r；R為電阻箱；S為開(kāi)關(guān)。此外還有細(xì)沙、天平和若干輕質(zhì)導(dǎo)線。已知重力加速度為g。先將開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)，在托盤(pán)內(nèi)加放適量細(xì)沙，使D處于平衡狀態(tài)，然后用天平稱(chēng)出細(xì)沙質(zhì)量m1。閉合開(kāi)關(guān)S，將電阻箱阻值調(diào)節(jié)至R1=r，在托盤(pán)內(nèi)重新加入細(xì)沙，使D重新處于平衡狀態(tài)，用天平稱(chēng)出此時(shí)細(xì)沙的質(zhì)量為m2且m2＞m1。（1）磁感應(yīng)強(qiáng)度B大小為_(kāi)__________，方向垂直紙面____________（選填“向里”或“向外”）；

（2）將電阻箱阻值調(diào)節(jié)至R2=2r，則U形金屬框D_________（選填“向下”或“向上”）加速，加速度大小為_(kāi)__________。六．計(jì)算題（共50分）參考答案：（1），向外；（2）向上，11.自行車(chē)轉(zhuǎn)彎可近似成自行車(chē)?yán)@某個(gè)定點(diǎn)O（圖中未畫(huà)出）做圓周運(yùn)動(dòng)，如圖所示為自行車(chē)轉(zhuǎn)彎的俯視圖，自行車(chē)前后輪接觸地面的位置A、B相距L，虛線表示兩點(diǎn)轉(zhuǎn)彎的軌跡，OB距離。則前輪與車(chē)身夾角θ=

；B點(diǎn)速度大小v1=2m/s。則A點(diǎn)的速度v2=______m/s。參考答案：30o；2.3112.若將一個(gè)電量為3.0×10－10C的正電荷，從零電勢(shì)點(diǎn)移到電場(chǎng)中M點(diǎn)要克服電場(chǎng)力做功9.0×10－9J，則M點(diǎn)的電勢(shì)是

V；若再將該電荷從M點(diǎn)移到電場(chǎng)中的N點(diǎn)，電場(chǎng)力做功1.8×10－8J，則M、N兩點(diǎn)間的電勢(shì)差UMN＝

V。參考答案：13.從地面豎直上拋的小球，空氣阻力不計(jì)，在拋出后的時(shí)刻t1和時(shí)刻t2的位移相同，則它拋出時(shí)的初速度大小為，在時(shí)刻t1時(shí)離地面的高度為．參考答案：解：根據(jù)豎直上拋運(yùn)動(dòng)的對(duì)稱(chēng)性，時(shí)刻到最高點(diǎn)的時(shí)間從拋出點(diǎn)到最高點(diǎn)的時(shí)間拋出時(shí)的初速度時(shí)刻離地面的高度=故答案為：三、簡(jiǎn)答題：本題共2小題，每小題11分，共計(jì)22分14.2004年1月25日，繼“勇氣”號(hào)之后，“機(jī)遇”號(hào)火星探測(cè)器再次成功登陸火星．人類(lèi)為了探測(cè)距離地球大約3.0×105km的月球，也發(fā)射了一種類(lèi)似四輪小車(chē)的月球探測(cè)器．它能夠在自動(dòng)導(dǎo)航系統(tǒng)的控制下行走，且每隔10s向地球發(fā)射一次信號(hào)，探測(cè)器上還裝著兩個(gè)相同的減速器(其中一只是備用的)，這種減速器可提供的最大加速度為5m/s2，某次探測(cè)器的自動(dòng)導(dǎo)航系統(tǒng)出現(xiàn)故障，從而使探測(cè)器只能勻速前進(jìn)而不再避開(kāi)障礙物．此時(shí)地球上的科學(xué)家只能對(duì)探測(cè)器進(jìn)行人工遙控操作．下表為控制中心的顯示屏上的數(shù)據(jù)：

已知控制中心的信號(hào)發(fā)射和接收設(shè)備工作速度極快．科學(xué)家每次分析數(shù)據(jù)并輸入命令至少需要3s.問(wèn)：(1)經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)分析，你認(rèn)為減速器是否執(zhí)行了命令？(2)假如你是控制中心的工作人員，采取怎樣的措施？加速度滿足什么條件？請(qǐng)計(jì)算說(shuō)明．

參考答案：(1)未執(zhí)行命令(2)立即輸入命令，啟動(dòng)另一個(gè)備用減速器，加速度a>1m/s2，便可使探測(cè)器不與障礙物相碰．

15.（4分）如圖所示，光滑水平面軌道上有三個(gè)木塊，A、B、C，質(zhì)量分別為mB=mc=2m,mA=m，A、B用細(xì)繩連接，中間有一壓縮的彈簧(彈簧與滑塊不栓接)。開(kāi)始時(shí)A、B以共同速度v0運(yùn)動(dòng)，C靜止。某時(shí)刻細(xì)繩突然斷開(kāi)，A、B被彈開(kāi)，然后B又與C發(fā)生碰撞并粘在一起，最終三滑塊速度恰好相同。求B與C碰撞前B的速度。參考答案：解析：設(shè)共同速度為v，球A和B分開(kāi)后，B的速度為,由動(dòng)量守恒定律有,,聯(lián)立這兩式得B和C碰撞前B的速度為?？键c(diǎn)：動(dòng)量守恒定律四、計(jì)算題：本題共3小題，共計(jì)47分16.（16分）如甲圖所示，兩個(gè)幾何形狀完全相同的平行板電容器PQ和MN，水平置于水平方向的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中（磁場(chǎng)區(qū)域足夠大），兩電容器極板的左端和右端分別在同一豎直線上，已知P、Q之間和M、N之間的距離都是d，極板本身的厚度不計(jì)，板間電壓都是U，兩電容器的極板長(zhǎng)相等。今有一電子從極板PQ中軸線左邊緣的O點(diǎn)，以速度v0沿其中軸線進(jìn)入電容器，并做勻速直線運(yùn)動(dòng)，此后經(jīng)過(guò)磁場(chǎng)偏轉(zhuǎn)又沿水平方向進(jìn)入到電容器MN之間，且沿MN的中軸線做勻速直線運(yùn)動(dòng)，再經(jīng)過(guò)磁場(chǎng)偏轉(zhuǎn)又通過(guò)O點(diǎn)沿水平方向進(jìn)入電容器PQ之間，如此循環(huán)往復(fù)。已知電子質(zhì)量為m，電荷量為e。不計(jì)電容之外的電場(chǎng)對(duì)電子運(yùn)動(dòng)的影響。（1）試分析極板P、Q、M、N各帶什么電荷？（2）求Q板和M板間的距離x；（3）若只保留電容器右側(cè)區(qū)域的磁場(chǎng)，如圖乙所示。電子仍從PQ極板中軸線左邊緣的O點(diǎn)，以速度v0沿原方向進(jìn)入電容器，已知電容器極板長(zhǎng)均為。則電子進(jìn)入電容器MN時(shí)距MN中心線的距離？要讓電子通過(guò)電容器MN后又能回到O點(diǎn)，還需在電容器左側(cè)區(qū)域加一個(gè)怎樣的勻強(qiáng)磁場(chǎng)？參考答案：解析：（1）電子受磁場(chǎng)力向下，則受電場(chǎng)力向上，所以P板帶正電，Q板帶負(fù)電（2分）同理可知，M板帶負(fù)電，N板帶正電

（2分）（2）電子在電容器中由平衡條件有：

（2分）電子在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為R，則：

（1分）Q板和M板間的距離，應(yīng)滿足：

（1分）（3）電子離開(kāi)電容器P、Q時(shí)的側(cè)移量為：

（2分），，

（2分）

電子進(jìn)入電容器M、N之間的位置在中軸線以上y處。

電子進(jìn)入電容器M、N后，在電場(chǎng)力作用下作類(lèi)拋體運(yùn)動(dòng)，根據(jù)對(duì)稱(chēng)性可知，電子在豎直方向上的位移為y,離開(kāi)電容器M、N的位置在中軸線以上2y處，速度大小為，方向與中軸線平行

（2分）

，

（1分）方向垂直于紙面向里（水平）

（1分）17.如圖所示，長(zhǎng)L=1.5m，高h(yuǎn)=0.45m，質(zhì)量M=10kg的長(zhǎng)方體木箱，在水平面上向右做直線運(yùn)動(dòng)．當(dāng)木箱的速度v0=3.6m/s時(shí)，對(duì)木箱施加一個(gè)方向水平向左的恒力F=50N，并同時(shí)將一個(gè)質(zhì)量m=1kg的小球輕放在距木箱右端的P點(diǎn)（小球可視為質(zhì)點(diǎn)，放在P點(diǎn)時(shí)相對(duì)于地面的速度為零），經(jīng)過(guò)一段時(shí)間，小球脫離木箱落到地面．木箱與地面的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.2，其他摩擦均不計(jì)．取，求：（1）小球從離開(kāi)木箱開(kāi)始至落到地面所用的時(shí)間；（2）小球放上P點(diǎn)后，木箱向右運(yùn)動(dòng)的最大位移；（3）小球離開(kāi)木箱時(shí)木箱的速度．參考答案：考點(diǎn)：牛頓第二定律；勻變速直線運(yùn)動(dòng)的位移與時(shí)間的關(guān)系；勻變速直線運(yùn)動(dòng)的速度與位移的關(guān)系；自由落體運(yùn)動(dòng)．專(zhuān)題：壓軸題；牛頓運(yùn)動(dòng)定律綜合專(zhuān)題．分析：（1）小球離開(kāi)木箱后做自由落體運(yùn)動(dòng)，根據(jù)位移時(shí)間關(guān)系可以求得時(shí)間；（2）對(duì)木箱受力分析，求出加速度，可以根據(jù)速度時(shí)間關(guān)系公式和位移時(shí)間關(guān)系公式分別求出位移和時(shí)間；（3）先對(duì)木箱受力分析，根據(jù)牛頓第二定律求得加速度，然后可以先根據(jù)位移時(shí)間關(guān)系公式求得時(shí)間，再根據(jù)速度時(shí)間公式求末速度，也可以直接根據(jù)速度位移關(guān)系公式求末速度．解答：解：（1）木箱上表面的摩擦不計(jì)，因此小球在離開(kāi)木箱前相對(duì)地面處于靜止?fàn)顟B(tài)，離開(kāi)木箱后將作自由落體運(yùn)動(dòng)．由，得小球從離開(kāi)木箱開(kāi)始至落到地面所用的時(shí)間為0.3s．（2）小球放到木箱后，木箱的加速度為：木箱向右運(yùn)動(dòng)的最大位移為：小球放上P點(diǎn)后，木箱向右運(yùn)動(dòng)的最大位移為0.9m．（3）x1小于1m，所以小球不會(huì)從木箱的左端掉下木箱向左運(yùn)動(dòng)的加速度為設(shè)木箱向左運(yùn)動(dòng)的距離為x2時(shí)，小球脫離木箱，則：設(shè)木箱向左運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為t2，則：由得：所以，小球離開(kāi)木箱的瞬間，木箱的速度方向向左，大小為：v2=a2t2=2.8×1=2.8m/s．點(diǎn)評(píng)：本題關(guān)鍵對(duì)分向右減速和向左加速兩過(guò)程對(duì)木箱受力分析后求得加速度，然后根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式求解待求量．18.如圖所示，在傾角為θ的沒(méi)滑斜面上，有一長(zhǎng)為l的細(xì)線，細(xì)線的一端固定在O點(diǎn)，另一端拴一質(zhì)量為m的小球現(xiàn)使小球恰好能在斜面上做完整的圓周運(yùn)動(dòng)，已知0點(diǎn)到斜面底邊的距離為L(zhǎng)，求：（1）小球通過(guò)最高點(diǎn)A時(shí)的速度VA；（2）在最高點(diǎn)A和最低點(diǎn)B時(shí)細(xì)線上拉力之差（3）小球運(yùn)動(dòng)到A點(diǎn)或B點(diǎn)時(shí)細(xì)線斷裂，小球滑落到斜面底邊時(shí)到C點(diǎn)的距離若相等，則l和L應(yīng)滿足什么關(guān)系？參考答案：解：（1）小球恰好在斜面上做完整的圓周運(yùn)動(dòng)，則得

mgsinθ=m解得：vA=（2）在A點(diǎn)：在B點(diǎn)：由機(jī)械能守恒得

聯(lián)立解得TB﹣TA=6mgsinθ（3）由（2）可求得A點(diǎn)斷裂，有：，SA=VAtAB點(diǎn)斷裂，有：S，B