2022年江西省吉安市碧洲中學高三物理期末試題含解析

2022年江西省吉安市碧洲中學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1.一節(jié)普通干電池安裝在接通的電路中作為電源使用，對電池上標有“1.5V”這一數(shù)據(jù)的正確理解是（A）電池正負兩極之間電壓1.5V（B）如果給1Ω的外電阻供電，流過電池的電流強度是1.5A（C）每經(jīng)過1C的電量，有1.5J的其他能量轉為電能（D）每經(jīng)過1C的電量，有1.5J的電能轉為其他能量參考答案：C2.（單選）MN是一點電荷產(chǎn)生的電場中的一條電場線，一個帶正電的粒子（不計重力）從a到b穿越這條電場線的軌跡，如圖中虛線所示，下列說法正確的是（）A．點電荷一定位于ab虛線的右側B．帶電粒子在a點加速度大于b點加速度C．帶電粒子在a點電勢能大于b點電勢能D．帶電粒子在a點的動能大于b點的動能參考答案：【考點】：電場線．【分析】：解答本題的突破口是根據(jù)粒子的運動軌跡確定其所受電場力方向，從而確定電場線MN的方向以及負點電荷的位置，然后根據(jù)負點電荷周圍電場分布情況，進一步解答．：解：A、由于該粒子只受電場力作用且做曲線運動，電場力指向軌跡內(nèi)側，電場力方向大致向左，電場線由N指向M，說明負電荷在直線MN左側，或正電荷在直線MN的右側；故A錯誤；B、若是負電荷在直線MN左側，則a點離點電荷較遠，a點的電場強度小于b點的電場強度，根據(jù)牛頓第二定律得知，帶電粒子在a點的加速度小于在b點的加速度；故B錯誤；C、正電荷受到的電場力的方向向左，從a到b電場力對帶電粒子做正功，電勢能減小，動能增大，則帶電粒子在a點的電勢能大于在b點的電勢能；在a點的動能小于b點的動能．故C正確，D錯誤．故選：C．【點評】：依據(jù)帶電粒子的運動軌跡確定其所受電場力方向是解決帶電粒子在電場中運動問題的突破口，然后可進一步根據(jù)電場線、電場力做功等情況確定電勢、電勢能的高低變化情況．3.清晨，草葉上的露珠是由空氣中的水汽凝結成小水珠，這一物理過程中，水分子間的A

引力消失，斥力增大

B

斥力消失，引力增大C

引力、斥力都減小

D

引力、斥力都增大參考答案：D水汽凝結成小水珠分子間距變小，所以分子間的引力、斥力都變小，故選D。4.一個帶負電的粒子射入一固定在O點的點電荷電場中，粒子運動軌跡如圖中虛線abc所示。圖中的實線是同心圓弧，表示電場的等勢面，不計粒子的重力，則可以斷定

A．b點的電勢低于a點的電勢

B．粒子在b點受到的電場力最大

C．從a到c整個過程，電場力做正功

D．粒子在b點的速度大于在a點的速度參考答案：AB5.如圖所示，bc為固定在小車上的水平橫桿，物塊M串在桿上，靠摩擦力保持相對桿靜止，M又通過輕細線懸吊著一個小鐵球m，此時小車正以大小為a的加速度向右做勻加速運動，而M、m均相對小車靜止，細線與豎直方向的夾角為θ．小車的加速度逐漸增大，M始終和小車保持相對靜止，當加速度增加到2a時(

)

A．橫桿對M的摩擦力增加到原來的2倍

B．橫桿對M的彈力增加到原來的2倍

C．細線與豎直方向的夾角增加到原來的2倍

D．細線的拉力增加到原來的2倍參考答案：A二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計16分6.如圖所示，太空宇航員的航天服內(nèi)充有氣體，與外界絕熱，為宇航員提供適宜的環(huán)境，若宇航員出艙前航天服與艙內(nèi)氣體的壓強相等，艙外接近真空，在打開艙門的過程中，艙內(nèi)氣壓逐漸降低，航天服內(nèi)氣體內(nèi)能減少（選填“增加”、“減少”或“不變”）．為使航天服內(nèi)氣體保持恒溫，應給內(nèi)部氣體加熱（選填“制冷”或“加熱”）參考答案：解：根據(jù)熱力學第一定律△U=W+Q，Q=0，氣體急劇膨脹，氣體對外界做功，W取負值，可知△U為負值，即內(nèi)能減?。疄槭购教旆?nèi)氣體保持恒溫，應給內(nèi)部氣體加熱．故答案為：減小，加熱7.波速相等的兩列簡諧波在x軸上相遇，一列波（虛線）沿x軸正向傳播，另一列波（實線）沿x軸負向傳播。某一時刻兩列波的波形如圖所示，兩列波引起的振動在x=8m處相互__________（填“加強”或“減弱”），在x=10m處相互__________（填“加強”或“減弱”）；在x=14m處質(zhì)點的振幅為________cm。參考答案：

(1).加強

(2).減弱

(3).2【詳解】兩列波在x=8m處引起的振動都是方向向下，可知此位置的振動是加強的；在x=10m處是峰谷相遇，可知此位置振動減弱；在x=14m處也是峰谷相遇，振動減弱，則質(zhì)點的振幅為。8.一個同學在研究小球自由落體運動時，用頻閃照相連續(xù)記錄下小球的位置如圖所示。已知閃光周期為s，測得x1=7．68cm，x3=12．00cm，用上述數(shù)據(jù)通過計算可得小球運動的加速度約為_______m/s2，圖中x2約為________cm。（結果保留3位有效數(shù)字）參考答案：9.72m/s2

9.84cm

9.（實驗）（2013?朝陽區(qū)一模）（2）某學校的學生為了測定物塊與桌面之間的動摩擦因數(shù)，想出了很多方法．①其中甲同學采用了如圖4所示的裝置進行實驗，他使物塊在重物的牽引下開始運動，當重物落地后，物塊再運動一段距離停在桌面上．實驗中甲同學用打點計時器記錄了物塊的運動，圖5為他截取的一段紙帶，記錄了物塊做勻減速運動過程的信息，1、2、3、4、5是他選取的計數(shù)點，相鄰兩個計數(shù)點之間還有四個點未畫出．已知打點計時器電源的頻率為50Hz．根據(jù)紙帶可求出物塊做減速運動過程中的加速度大小a=

m/s2（保留兩位有效數(shù)字）．若當?shù)氐闹亓铀俣却笮?.8m/s2，則物塊與桌面的動摩擦因數(shù)μ1=

（保留兩位有效數(shù)字），該測量結果比動摩擦因數(shù)的真實值

（填“偏大”或“偏小”）．②乙同學采用了如圖6所示的另一套裝置進行實驗，使物塊A位于水平桌面的O點時，重物B剛好接觸地面．將A拉到P點，待B穩(wěn)定后由靜止釋放，A最終滑到Q點．分別測量OP、OQ的長度h和s．改變h，重復以上的操作，分別測出以下幾組實驗數(shù)據(jù)．

123456h/cm10.020.030.040.050.060.0s/cm9.512.528.539.048.056.5

乙同學在圖7中已標出第1、2、3、5、6組數(shù)據(jù)對應的坐標點，請你在圖中標出第4組數(shù)據(jù)對應的坐標點，并畫出s﹣h關系圖線．實驗中測得A、B的質(zhì)量之比mA：mB=4：5，則根據(jù)s﹣h圖線計算出物塊A與桌面間的動摩擦因數(shù)μ2=

．參考答案：①2.0；0.2；偏大．②0.4探究影響摩擦力的大小的因素解：①、由打點計時器電源的頻率為50Hz，相鄰兩個計數(shù)點之間還有四個點未畫出，可知相鄰計數(shù)點間的時間為T=0.1s，進而由逐差法可得加速度為：物體受摩擦力作用而減速運動，可得：μMg=Ma解得：由于實際在減速階段產(chǎn)生的加速度的力是滑動摩擦力和紙帶受的阻力，所以計算結果比動摩擦因素的真實值偏大．②、如圖：B下落至臨落地時根據(jù)動能定理有：在B落地后，A運動到Q，有：解得：A、B的質(zhì)量之比mA：mB=4：5，在s﹣h圖象上任取一組數(shù)據(jù)h=10cm，s=9.5cm，代入可以得：．答：①2.0；0.2；偏大．②0.4．10.在右圖所示的光電管的實驗中，發(fā)現(xiàn)用一定頻率的單色光A照射光電管時，電流表指針會發(fā)生偏轉，而用另一頻率的單色光B照射時不發(fā)生光電效應，那么用A光照射光電管時流過電流表G的電流方向是________（選填“a流向b”或“b流向a”）；兩種單色光的波長大小關系是λA_______λB（選填“大于”、“等于”或“小于”）。參考答案：a流向b；小于11.右圖為小車做直線運動的s－t圖，則小車在BC段做______運動，圖中B點對應的運動狀態(tài)的瞬時速度大小是______m/s。參考答案：勻速，1.6~1.9

12.圖為一小球做平拋運動時閃光照片的一部分，圖中背景是邊長5cm的小方格。問閃光的頻率是

Hz；小球經(jīng)過B點時的速度大小是

m/s。（重力加速度g取10m/s2）參考答案：10

2.513.如圖1所示，有人對“利用頻閃照相研究平拋運動規(guī)律”裝置進行了改變，在裝置兩側都裝上完全相同的斜槽A、B，但位置有一定高度差，白色與黑色的兩個相同的小球都從斜槽某位置由靜止開始釋放．實驗后對照片做一定處理并建立直角坐標系，得到如圖所示的部分小球位置示意圖．（g取10m/s2）（1）觀察改進后的實驗裝置可以發(fā)現(xiàn)，斜槽末端都接有一小段水平槽，這樣做的目的是

．（2）根據(jù)部分小球位置示意圖（如圖2），下列說法正確的是

A．閃光間隔為0.1sB．A球拋出點坐標（0，0）C．B球拋出點坐標（0.95，0.50）D．兩小球作平拋運動的水平速度大小不等．參考答案：（1）保證小球拋出時的速度在水平方向；（2）AB．【考點】研究平拋物體的運動．【分析】（1）斜槽末端都接有一小段水平槽，是為了保證小球水平拋出，做平拋運動．（2）A、平拋運動在豎直方向上做自由落體運動，根據(jù)△y=gT2求出閃光的間隔．

BC、求出小球在某一位置豎直方向上的分速度，從而求出運動的時間，根據(jù)h=gt2，x=v0t求出拋出點的坐標．

D、根據(jù)平拋運動的初速度是否相等，從而即可求解．【解答】解：（1）觀察改進后的實驗裝置可以發(fā)現(xiàn)，斜槽末端都接有一小段水平槽，這樣做的目的是保證小球拋出時的速度在水平方向．（2）A、由圖可知，每格邊長為0.05m，對A球，根據(jù)△y=2L=gT2得閃光的周期為T=，故A正確．B、A球在第二位置的豎直分速度為，在拋出點到該位置運動的時間為t=，等于閃光的周期，可知A球的拋出點坐標為（0，0），故B正確．C、橫坐標為0.80m的小球在豎直方向上的分速度為vy==1.5m/s．則運行的時間為t==0.15s．水平分速度為v0=m/s=1.5m/s．則此時B球的水平位移為x=v0t=1.5×0.15m=0.225m，豎直位移為y=gt2=×10×0.152m=0.1125m．所以B球拋出點的坐標為：（1.025，0.4875）．故C錯誤．D、兩球在水平方向上相等時間間隔內(nèi)的位移相等，則初速度相等，故D錯誤．故答案為：（1）保證小球拋出時的速度在水平方向；（2）AB．三、簡答題：本題共2小題，每小題11分，共計22分14.如圖，一豎直放置的氣缸上端開口，氣缸壁內(nèi)有卡口a和b，a、b間距為h，a距缸底的高度為H；活塞只能在a、b間移動，其下方密封有一定質(zhì)量的理想氣體。已知活塞質(zhì)量為m，面積為S，厚度可忽略；活塞和汽缸壁均絕熱，不計他們之間的摩擦。開始時活塞處于靜止狀態(tài)，上、下方氣體壓強均為p0，溫度均為T0。現(xiàn)用電熱絲緩慢加熱氣缸中的氣體，直至活塞剛好到達b處。求此時氣缸內(nèi)氣體的溫度以及在此過程中氣體對外所做的功。重力加速度大小為g。參考答案：試題分析：由于活塞處于平衡狀態(tài)所以可以利用活塞處于平衡狀態(tài)，求封閉氣體的壓強，然后找到不同狀態(tài)下氣體參量，計算溫度或者體積。開始時活塞位于a處，加熱后，汽缸中的氣體先經(jīng)歷等容過程，直至活塞開始運動。設此時汽缸中氣體的溫度為T1，壓強為p1，根據(jù)查理定律有①根據(jù)力的平衡條件有②聯(lián)立①②式可得③此后，汽缸中的氣體經(jīng)歷等壓過程，直至活塞剛好到達b處，設此時汽缸中氣體的溫度為T2；活塞位于a處和b處時氣體的體積分別為V1和V2。根據(jù)蓋—呂薩克定律有④式中V1=SH⑤V2=S（H+h）⑥聯(lián)立③④⑤⑥式解得⑦從開始加熱到活塞到達b處的過程中，汽缸中的氣體對外做的功為⑧故本題答案是：點睛：本題的關鍵是找到不同狀態(tài)下的氣體參量，再利用氣態(tài)方程求解即可。15.（4分）圖為一簡諧波在t=0時，對的波形圖，介質(zhì)中的質(zhì)點P做簡諧運動的表達式為y=4sin5xl，求該波的速度，并指出t=0.3s時的波形圖(至少畫出一個波長)

參考答案：解析：由簡諧運動的表達式可知，t=0時刻指點P向上運動，故波沿x軸正方向傳播。由波形圖讀出波長，；由波速公式，聯(lián)立以上兩式代入數(shù)據(jù)可得。t=0.3s時的波形圖如圖所示。

四、計算題：本題共3小題，共計47分16.磁懸浮列車是一種高速運載工具。它具有兩個重要系統(tǒng)。一是懸浮系統(tǒng)，利用磁力（可由超導電磁鐵提供）使車體在導軌上懸浮起來與軌道脫離接觸。另一是驅動系統(tǒng)，在沿軌道上安裝的三相繞組（線圈）中，通上三相交流電，產(chǎn)生隨時間、空間作周期性變化的磁場，磁場與固連在車體下端的感應金屬板相互作用，使車體獲得牽引力。

為了有助于了解磁懸浮列車的牽引力的來由，我們求解下面的問題。

設有一與軌道平面垂直的磁場，磁感應強度B隨時間t和空間位置x變化規(guī)律為

式中、、均為已知常量，坐標軸x與軌道平行。在任一時刻t，軌道平面上磁場沿x方向的分布是不均勻的，如圖所示。圖中Oxy平面代表軌道平面，“×”表示磁場的方向垂直O(jiān)xy平面指向紙里，“·”表示磁場的方向垂直O(jiān)xy平面指向紙外。規(guī)定指向紙外時B取正值?！啊痢焙汀啊ぁ钡氖杳艹潭缺硎狙刂鴛軸B的大小分布。一與軌道平面平行的具有一定質(zhì)量的金屬矩形框MNPQ處在該磁場中，已知與軌道垂直的金屬框邊MN的長度為，與軌道平行的金屬框邊MQ的長度為d，金屬框的電阻為R，不計金屬框的電感。1．試求在時刻t，當金屬框的MN邊位于x處時磁場作用于金屬框的安培力，設此時刻金屬框沿x軸正方向移動的速度為。2.試討論安培力的大小與金屬框幾何尺寸的關系。參考答案：1．題給的磁場隨時間和空間的變化具有周期性，在某時刻，磁場的空間分布為

在時刻，磁場的空間分布為

比較上面兩式，不難看出，和這兩個時刻的磁場的空間分布規(guī)律是相同的，只是時刻原位于處的磁場，經(jīng)歷時間，在時刻，出現(xiàn)在處．即整個磁場的分布經(jīng)時間間隔沿x軸的正方向平移了一段距離

平移速度

（1）平移速度為恒量．由此可見，題給出的磁場可視為一在空間按余弦規(guī)律分布的非均勻磁場區(qū)域以速度沿x軸的正方向平移．如果金屬框移動的速度小于磁場區(qū)域平移的速度，那么通過金屬框的磁通將隨時間發(fā)生變化，從而在金屬框中產(chǎn)生感應電流，感應電流將受到磁場的安培力作用．由題已知，在時刻t，金屬框移動的速度為，金屬框MN邊位于坐標x處，PQ邊位于坐標處．設此時金屬框的磁通為（規(guī)定由紙內(nèi)到紙外為正）；經(jīng)過一很短的時間間隔，整個磁場分布區(qū)域向x方向移動了一段距離，金屬框向x方向移動了一段距離，其結果是：MN邊左側穿過面積為的磁通移進了金屬框，PQ邊左側穿過面積為的磁通移出了金屬框，故在時刻，通過金屬框的磁通為

在時間間隔內(nèi)，通過金屬框的磁通增量為

（2）規(guī)定框內(nèi)的感應電動勢沿順時針方向（沿回路MNPQM方向)為正，由電磁感應定律，可得t時刻的感應電動勢

（3）規(guī)定金屬框內(nèi)的感應電流沿順時針方向（沿回路MNPQM方向)為正，可得t時刻的感應電流為

(4)磁場對于上下兩邊NP和MQ的安培力的大小相等，方向相反，二者的合力為零．規(guī)定向右的力為正，則磁場作用于金屬框MN邊的安培力為；由于PQ邊和MN邊的電流方向相反，磁場作用于金屬框PQ邊的安培力為，故金屬框的安培力的合力

（5）由（1）、（2）、（3）、（4）、（5）式及題給定的磁場分布規(guī)律，得

（6）利用三角學公式，得

（7）

稱為安培力的幅度．從（7）式可以看出，安培力在的幅度內(nèi)隨時間變化，但其值不會小于零，表示磁場作用于金屬框的安培力始終向右．2．討論安培力的大小與線框幾何尺寸的關系就是討論與線框幾何尺寸的關系．與金屬框長度l的平方成正比，與金屬框的寬度d有關：當，即

（8）得

（9）當，即

（10）達最大值

（11）

當d取其它值時，介于0與最大值之間．17.如圖所示，勻強電場區(qū)域和勻強磁場區(qū)域是緊鄰的且寬度相等均為d，電場方向在紙面內(nèi)豎直向下，而磁場方向垂直紙面向里。一質(zhì)量為m,電量為q的正電粒子（重力不計）,從O點以速度ν0沿垂直電場方向進入電場，從A點射出電場進入磁場，離開電場時帶電粒子在電場方向的偏轉位移為電場寬度的一半，粒子從磁場右邊界上C點水平穿出，求：（1）粒子進入磁場時的速度ν為多少?（2）電場強度E和磁感應強度B的大小。參考答案：解：（1）粒子在電場偏轉垂直電場方向平行電場方向解得Vy=V0

到達A點的速度為進入磁場時速度