貴州省貴陽市水電九局子弟學校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15分．每小題只有一個選項符合題意1.(單選)以下是力學中的三個實驗裝置，由圖可知這三個實驗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，質量為m1的小球用輕繩跨過碗口并連接質量分別為m2和m3的物體，平衡時碗內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：對碗內的小球m1受力分析，受重力、兩個細線的兩個拉力，由于碗邊緣光滑，故相當于動滑輪，故細線對物體m2的拉力等于m2g，細線對物體m1的拉力等于m1g，如圖：根據共點力平衡條件，兩個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）取空間中兩等量點電荷間的連線為x軸，已知線上各點電勢φ-x如圖所示，x軸上B、C兩點的電場強度分別是EBx、ECx，下列說法中正確的是

(

)A.該靜電場由兩個等量同種點電荷產生

B.該靜電場由兩個等量異種點電荷產生C.EBx的大小大于ECx的大小D.負電荷沿軸從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勢隨時間變化，內阻為r的交流電源上，輸出端接理想電流表及阻值為R的負載，如果要求負載上消耗的電功率最大，則下列說法正確的是（）A．該交流電源的電動勢的瞬時值表達式為e=EmsinB．變壓器原副線圈匝數的比值為C．電流表的讀數為D．負載上消耗的熱功率參考答案：BC【考點】變壓器的構造和原理；電功、電功率；正弦式電流的圖象和三角函數表達式．【分析】由圖可讀出最大值，周期，求得?，得出表達式，將變壓器和電阻等效為外電阻，則可根據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；【解答】解：A、周期，角速度，所以該交流電源的電動勢的瞬時值表達式為，故A錯誤；B、設原副線圈中的匝數分別為和，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，P有最大值，，此時，則，所以，故B正確；C、電流表的讀數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、負載上消耗的功率，故D錯誤；故選：BC5.如圖所示，平行于y軸的導體棒以速度v向右勻速直線運動，經過半徑為R、磁感應強度為B的圓形勻強磁場區(qū)域，導體棒中的感應電動勢ε與導體棒位置x關系的圖像是

參考答案：答案：A解析：在x=R左側，設導體棒與圓的交點和圓心的連線與x軸正方向成θ角，則導體棒切割有效長度L=2Rsinθ，電動勢與有效長度成正比，故在x=R左側，電動勢與x的關系為正弦圖像關系，由對稱性可知在x=R右側與左側的圖像對稱。二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計16分6.(選修模塊3－5)（4分）一炮彈質量為m，以一定的傾角斜向上發(fā)射，到達最高點時速度為v，炮彈在最高點爆炸成兩塊，其中一塊恰好做自由落體運動，質量為．則另一塊爆炸后瞬時的速度大小________。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質量為6kg，重心在其中點。直角桿ADC重力不計，兩端用鉸鏈連接。已知BE＝3m，BC＝2m，∠ACB＝30°，橫梁E處懸掛燈的質量為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度進行記錄，發(fā)現(xiàn)折射O

光線的強度隨著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電場,場強大小為900N/C,在電場內一水平面上作半徑為10cm的圓,圓上取A、B兩點,AO沿E方向,BO⊥OA,另在圓心處放一電荷量為10-9C的正點電荷,則A處場強大小EA=________N/C,B處的場強大小EB=________N/C.參考答案：

(1).0;

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

；若將點電荷-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原點，x軸正方向為波的傳播方向，y軸為振動方向．當波源開始振動0.5s時形成了如圖所示的波形（波剛好傳到圖中P點）．可以判斷該波的振幅為 ；從圖示位置再經

s波將傳到Q點；Q點開始振動的方向是

．

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

。波的傳播方向沿x軸

（填“正”或“負”）方向。t=1.3S時，質點A的振動方向沿y軸

（填“正”或“負”）方向。參考答案：三、簡答題：本題共2小題，每小題11分，共計22分14.如圖所示,甲為某一列簡諧波t=t0時刻的圖象,乙是這列波上P點從這一時刻起的振動圖象,試討論:①波的傳播方向和傳播速度.②求0~2.3s內P質點通過的路程.參考答案：①x軸正方向傳播，5.0m/s②2.3m解：(1)根據振動圖象可知判斷P點在t=t0時刻在平衡位置且向負的最大位移運動，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【點睛】本題中根據質點的振動方向判斷波的傳播方向，可采用波形的平移法和質點的振動法等等方法，知道波速、波長、周期的關系.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、計算題：本題共3小題，共計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，設某黑洞的質量等于太陽的質量M=1.98×1030kg，求它的可能最大半徑（這個半徑叫Schwarzchild半徑）（2）在目前天文觀測范圍內，物質的平均密度為10-27kg/m3,如果認為我們的宇宙是這樣一個均勻大球體，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的逃逸速度v2=，其中M、R為天體的質量和半徑.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，有許多電子從坐標原點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)加上一個垂直于xOy平面向里的磁感應強度為B的勻強磁場，要求進入該磁場的電子穿過該磁場后都能平行于y軸向y軸負方向運動．已知電子的質量為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點即進入磁場．）（1）求電子做作圓周運動的軌道半徑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磁場中均做勻速圓周運動，由，得半徑為：（3分）(2)分析：當電子以α=90°入射時，電子的運動軌跡構成磁場的“最小面積”對應的上邊界a，其表達式為：

①

(其中，）當電子與x軸成α角入射的電子從坐標為（x，y）的P點射出磁場，則所有出射點方程有：

②上式即為磁場的右下邊界b．當電子以α=0°入射時，電子的運動軌跡構成磁場左下邊界c，其表達式為：

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處有一個小球，小球以一定的水平速度v0