貴州省貴陽市水電九局子弟學(xué)校2022年高三物理期末試題含解析

貴州省貴陽市水電九局子弟學(xué)校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(jì)15分．每小題只有一個(gè)選項(xiàng)符合題意1.(單選)以下是力學(xué)中的三個(gè)實(shí)驗(yàn)裝置，由圖可知這三個(gè)實(shí)驗(yàn)共同的物理思想方法是： （

）

A．極限的思想方法

B．放大的思想方法

C．控制變量的方法

D．猜想的思想方法參考答案：b2.（單選）如圖所示，一光滑半圓形碗固定在水平面上，質(zhì)量為m1的小球用輕繩跨過碗口并連接質(zhì)量分別為m2和m3的物體，平衡時(shí)碗內(nèi)小球恰好與碗之間沒有彈力，兩繩與水平方向夾角分別為53°、37°，則m1：m2：m3的比值為（已知sin53°=0.8，cos53°=0.6）（）A．5：4：3B．4：3：5C．3：4：5D．5：3：4參考答案：解：對碗內(nèi)的小球m1受力分析，受重力、兩個(gè)細(xì)線的兩個(gè)拉力，由于碗邊緣光滑，故相當(dāng)于動(dòng)滑輪，故細(xì)線對物體m2的拉力等于m2g，細(xì)線對物體m1的拉力等于m1g，如圖：根據(jù)共點(diǎn)力平衡條件，兩個(gè)拉力的合力與重力等值、反向、共線，有G2=G1cos37°G3=G1sin37°故m1：m2：m3=5：4：3故選：A3.（多選）取空間中兩等量點(diǎn)電荷間的連線為x軸，已知線上各點(diǎn)電勢φ-x如圖所示，x軸上B、C兩點(diǎn)的電場強(qiáng)度分別是EBx、ECx，下列說法中正確的是

(

)A.該靜電場由兩個(gè)等量同種點(diǎn)電荷產(chǎn)生

B.該靜電場由兩個(gè)等量異種點(diǎn)電荷產(chǎn)生C.EBx的大小大于ECx的大小D.負(fù)電荷沿軸從B移到C的過程中，電勢能先減小后增大參考答案：ACD4.（多選題）如圖所示理想變壓器輸入端接在電動(dòng)勢隨時(shí)間變化，內(nèi)阻為r的交流電源上，輸出端接理想電流表及阻值為R的負(fù)載，如果要求負(fù)載上消耗的電功率最大，則下列說法正確的是（）A．該交流電源的電動(dòng)勢的瞬時(shí)值表達(dá)式為e=EmsinB．變壓器原副線圈匝數(shù)的比值為C．電流表的讀數(shù)為D．負(fù)載上消耗的熱功率參考答案：BC【考點(diǎn)】變壓器的構(gòu)造和原理；電功、電功率；正弦式電流的圖象和三角函數(shù)表達(dá)式．【分析】由圖可讀出最大值，周期，求得?，得出表達(dá)式，將變壓器和電阻等效為外電阻，則可根據(jù)電源輸出功率最大值的條件可明確輸出電壓及最大功率；再由功率公式可明確變壓器副線圈輸出的電壓；從而求出線圈匝數(shù)；【解答】解：A、周期，角速度，所以該交流電源的電動(dòng)勢的瞬時(shí)值表達(dá)式為，故A錯(cuò)誤；B、設(shè)原副線圈中的匝數(shù)分別為和，電流分別為和，電壓分別為和，則，電阻R消耗的功率，即可見時(shí)，P有最大值，，此時(shí)，則，所以，故B正確；C、電流表的讀數(shù)為有副線圈電流的有效值：原線圈電流有效值為I1=，則：，故C正確；D、負(fù)載上消耗的功率，故D錯(cuò)誤；故選：BC5.如圖所示，平行于y軸的導(dǎo)體棒以速度v向右勻速直線運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過半徑為R、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的圓形勻強(qiáng)磁場區(qū)域，導(dǎo)體棒中的感應(yīng)電動(dòng)勢ε與導(dǎo)體棒位置x關(guān)系的圖像是

參考答案：答案：A解析：在x=R左側(cè)，設(shè)導(dǎo)體棒與圓的交點(diǎn)和圓心的連線與x軸正方向成θ角，則導(dǎo)體棒切割有效長度L=2Rsinθ，電動(dòng)勢與有效長度成正比，故在x=R左側(cè)，電動(dòng)勢與x的關(guān)系為正弦圖像關(guān)系，由對稱性可知在x=R右側(cè)與左側(cè)的圖像對稱。二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計(jì)16分6.(選修模塊3－5)（4分）一炮彈質(zhì)量為m，以一定的傾角斜向上發(fā)射，到達(dá)最高點(diǎn)時(shí)速度為v，炮彈在最高點(diǎn)爆炸成兩塊，其中一塊恰好做自由落體運(yùn)動(dòng)，質(zhì)量為．則另一塊爆炸后瞬時(shí)的速度大小________。參考答案：

答案：（4分）7.如圖為懸掛街燈的支架示意圖，橫梁BE質(zhì)量為6kg，重心在其中點(diǎn)。直角桿ADC重力不計(jì)，兩端用鉸鏈連接。已知BE＝3m，BC＝2m，∠ACB＝30°，橫梁E處懸掛燈的質(zhì)量為2kg，則直角桿對橫梁的力矩為

N·m，直角桿對橫梁的作用力大小為_______N。參考答案：150，150

8.（2）一束細(xì)光束由真空沿著徑向射入一塊半圓柱形透明體，如圖（a）所示，對其射出后的折射光線的強(qiáng)度進(jìn)行記錄，發(fā)現(xiàn)折射O

光線的強(qiáng)度隨著θ的變化而變化，如圖（b）的圖線所示.此透明體的臨界角為

▲，折射率為

▲

.參考答案：60°（2分），9.如圖所示,有一水平方向的勻強(qiáng)電場,場強(qiáng)大小為900N/C,在電場內(nèi)一水平面上作半徑為10cm的圓,圓上取A、B兩點(diǎn),AO沿E方向,BO⊥OA,另在圓心處放一電荷量為10-9C的正點(diǎn)電荷,則A處場強(qiáng)大小EA=________N/C,B處的場強(qiáng)大小EB=________N/C.參考答案：

(1).0;

(2).;試題分析：根據(jù)公式E=k求出點(diǎn)電荷在A、B點(diǎn)處產(chǎn)生的場強(qiáng)大小，再由正點(diǎn)電荷場強(qiáng)和勻強(qiáng)電場場強(qiáng)的合成，根據(jù)平行四邊形定則求解A、B兩點(diǎn)處的場強(qiáng)大小及方向．解：點(diǎn)電荷在A點(diǎn)處產(chǎn)生的場強(qiáng)大小為：E=k=9×109×N/C=900N/C，方向從O→A，則A處場強(qiáng)大小EA=0；同理，點(diǎn)電荷在B點(diǎn)處產(chǎn)生的場強(qiáng)大小也為E=900N/C，方向從O→B；根據(jù)平行四邊形定則得，則兩點(diǎn)的場強(qiáng)是由正點(diǎn)電荷和勻強(qiáng)電場場強(qiáng)的合成，B點(diǎn)的場強(qiáng)大小為：EB=E=×900N/C≈1.27×103N/C；故答案為：0，1.27×103【點(diǎn)評】本題電場的疊加問題，一要掌握點(diǎn)電荷的場強(qiáng)公式E=k；二要能根據(jù)據(jù)平行四邊形定則進(jìn)行合成．10.(4分)如圖所示，在y軸上關(guān)于O點(diǎn)對稱的A、B兩點(diǎn)有等量同種點(diǎn)電荷+Q，在x軸上C點(diǎn)有點(diǎn)電荷-Q，且CO=OD，∠ADO=60°。則D點(diǎn)電場強(qiáng)度大小為

；若將點(diǎn)電荷-q從O移向C，其電勢能

。(選填：“增大”、“減小”或“不變”)參考答案：

答案：零；增大11.固定在水平地面上的光滑半球形曲面，半徑為R，已知重力加速度為g。一小滑塊從頂端靜止開始沿曲面滑下，滑塊脫離球面時(shí)的向心加速度大小為＿＿＿＿，角速度大小為＿＿＿＿＿。參考答案：，12.（選修3—4模塊）（7分）如圖所示，一簡諧橫波的波源在坐標(biāo)原點(diǎn)，x軸正方向?yàn)椴ǖ膫鞑シ较?，y軸為振動(dòng)方向．當(dāng)波源開始振動(dòng)0.5s時(shí)形成了如圖所示的波形（波剛好傳到圖中P點(diǎn)）．可以判斷該波的振幅為 ；從圖示位置再經(jīng)

s波將傳到Q點(diǎn)；Q點(diǎn)開始振動(dòng)的方向是

．

參考答案：答案：10cm（2分）；2.5s（3分）；沿y軸的負(fù)方向（2分）13.圖24甲所示為列簡諧橫波在t=1s時(shí)的波形圖，圖乙是這列波中x=50cm的質(zhì)點(diǎn)A的振動(dòng)圖象，那么該波的傳播速度為

。波的傳播方向沿x軸

（填“正”或“負(fù)”）方向。t=1.3S時(shí)，質(zhì)點(diǎn)A的振動(dòng)方向沿y軸

（填“正”或“負(fù)”）方向。參考答案：三、簡答題：本題共2小題，每小題11分，共計(jì)22分14.如圖所示,甲為某一列簡諧波t=t0時(shí)刻的圖象,乙是這列波上P點(diǎn)從這一時(shí)刻起的振動(dòng)圖象,試討論:①波的傳播方向和傳播速度.②求0~2.3s內(nèi)P質(zhì)點(diǎn)通過的路程.參考答案：①x軸正方向傳播，5.0m/s②2.3m解：(1)根據(jù)振動(dòng)圖象可知判斷P點(diǎn)在t=t0時(shí)刻在平衡位置且向負(fù)的最大位移運(yùn)動(dòng)，則波沿x軸正方向傳播，由甲圖可知，波長λ=2m，由乙圖可知，周期T=0.4s，則波速(2)由于T=0.4s，則,則路程【點(diǎn)睛】本題中根據(jù)質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向判斷波的傳播方向，可采用波形的平移法和質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)法等等方法，知道波速、波長、周期的關(guān)系.15.（選修3-4）（6分）如圖所示，己知平行玻璃磚的折射率，厚度為。入射光線以入射角60°射到玻璃磚的上表面，經(jīng)玻璃磚折射從下表面射出，出射光線與入射光線平行，求兩平行光線間距離。（結(jié)果可用根式表示）參考答案：解析：∵n=

∴r=300

（2分）

光路圖如圖所示

∴L1=d/cosr=

（2分）

∴L2=L1sin300=

（2分）四、計(jì)算題：本題共3小題，共計(jì)47分16.已知物體從地球上的逃逸速度（第二宇宙速度）v2=，其中G、ME、RE分別是引力常量、地球的質(zhì)量和半徑.已知G=6.67×10-11N·m2/kg2,c=2.9979×108m/s.求下列問題：(1)逃逸速度大于真空中光速的天體叫做黑洞，設(shè)某黑洞的質(zhì)量等于太陽的質(zhì)量M=1.98×1030kg，求它的可能最大半徑（這個(gè)半徑叫Schwarzchild半徑）（2）在目前天文觀測范圍內(nèi)，物質(zhì)的平均密度為10-27kg/m3,如果認(rèn)為我們的宇宙是這樣一個(gè)均勻大球體，其密度使得它的逃逸速度大于光在真空中的速度c,因此任何物體都不能脫離宇宙，問宇宙的半徑至少多大？參考答案：（1）由題目所提供的信息可知，任何天體均存在其所對應(yīng)的逃逸速度v2=，其中M、R為天體的質(zhì)量和半徑.對于黑洞模型來說，其逃逸速度大于真空中的光速，即v2＞c,所以R＜m=2.94×103m。故最大半徑為2.94×103m.。（2）M=ρ·πR3，其中R為宇宙的半徑，ρ為宇宙的密度，則宇宙所對應(yīng)的逃逸速度為v2=，由于宇宙密度使得其逃逸速度大于光速c，即v2＞c，則R＞=4.01×1026m，合4.24×1010光年。即宇宙的半徑至少為4.24×1010光年。17.（13分）在xOy平面內(nèi)，有許多電子從坐標(biāo)原點(diǎn)O不斷以大小為v0的速度沿不同的方向射入第一象限，如圖所示．現(xiàn)加上一個(gè)垂直于xOy平面向里的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場，要求進(jìn)入該磁場的電子穿過該磁場后都能平行于y軸向y軸負(fù)方向運(yùn)動(dòng)．已知電子的質(zhì)量為m、電荷量為e．（不考慮電子間的相互作用力和重力，且電子離開Ｏ點(diǎn)即進(jìn)入磁場．）（1）求電子做作圓周運(yùn)動(dòng)的軌道半徑R；（2）在圖中畫出符合條件的磁場最小面積范圍（用陰影線表示）；（3）求該磁場的最小面積．

參考答案：解析：(1)所有電子在所求的勻強(qiáng)磁場中均做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，由，得半徑為：（3分）(2)分析：當(dāng)電子以α=90°入射時(shí)，電子的運(yùn)動(dòng)軌跡構(gòu)成磁場的“最小面積”對應(yīng)的上邊界a，其表達(dá)式為：

①

(其中，）當(dāng)電子與x軸成α角入射的電子從坐標(biāo)為（x，y）的P點(diǎn)射出磁場，則所有出射點(diǎn)方程有：

②上式即為磁場的右下邊界b．當(dāng)電子以α=0°入射時(shí)，電子的運(yùn)動(dòng)軌跡構(gòu)成磁場左下邊界c，其表達(dá)式為：

③由①②③式所包圍的面積就是磁場的最小范圍，如圖所示（5分）

說明：圖上正確畫出a、c范圍各給1分；如用文字進(jìn)行正確說明而未畫圖，比照給分．(3)最小面積為：（3分）（2分）18.如圖所示，傾角為θ的粗糙斜面的底端有一凹形小滑塊，在底端豎直線上離底端高度為H處有一個(gè)小球，小球以一定的水平速度v0