山东省济南市章丘第二中学2022年高三物理下学期期末试题含解析

山东省济南市章丘第二中学2022年高三物理下学期期末试题含解析一、选择题：本题共5小题，每小题3分，共计15分．每小题只有一个选项符合题意1.（单选）如图所示，A、B分别为竖直放置的圆轨道的最低点和最高点，已知轨道半径为0.5m，小球通过A点时速度大小为m/s，则该小球通过最高点B的速度值可能是A.2.1m/s

B.3.2m/s

C.6.2m/s

D.10m/s参考答案：【知识点】牛顿第二定律；向心力.C2D4【答案解析】B解析：设小球到达最高点B的速度为vB．根据机械能守恒定律得

mg?2R+=得到vB=

①小球要能到达最高点，则在最高点B时，≥mg，得到

vB≥

②

由①②联立得

≥解得gR≤，代入得

gR≤

代入①得

vB≥m/s

又机械能守恒定律可知，vB＜vA=m/s

，所以m/s≤vB＜m/s

，故B正确【思路点拨】小球在光滑的圆轨道内运动，只有重力做功，其机械能守恒，根据机械能守恒定律得到小球在最高点的速度表达式．小球要能到达最高点，向心力要大于重力，得到最高点速度的范围，再进行选择．2.如图所示，一根不可伸长的轻绳两端各系一个小球a和b，跨在两根固定在同一高度的光滑水平细杆C和D上，质量为ma的a球置于地面上，质量为mb的b球从水平位置静止释放。当b球摆过的角度为90°时，a球对地面压力刚好为零，下列结论正确的是(

)A.

B.C.若只将细杆D水平向左移动少许，则当b球摆过的角度为小于90°的某值时，a球对地面的压力刚好为零D.若只将细杆D水平向左移动少许，则当b球摆过的角度仍为90°时，a球对地面的压力刚好为零参考答案：AD3.如图所示，用绳索将重球挂在墙上，不考虑墙的摩擦。如果把绳的长度减小一些，则球对绳的拉力F1和球对墙的压力F2的变化情况是：（

）A．F1和F2都增大

B．F1减小，F2增大

C．F1增大，F2减小

D．F1和F2都减小参考答案：A4.（单选题）如图所示，质量为m的木块P在质量为M的长木板ab上滑行，长木板放在水平地面上一直处于静止状态．若长木板ab与地面间的动摩擦因数为μ1，木块P与长木板ab间的动摩擦因数为μ2，则长木板ab受到地面的摩擦力大小为()A．μ1Mg

B．μ1(m＋M)gC．μ2mg

D．μ1Mg＋μ2mg参考答案：C5.如图所示，水平固定的由两段粗细不同的细玻璃管组成的封闭容器中，一段水银柱将气体分成A、B两部分，水银柱静止，则下列判断正确的是A．水银柱两侧受到的气体压力大小相等B．A、B两部分气体的压强相同C．若两部分气体温度相同，同时升高10℃后水银柱不动D．若两部分气体温度相同，同时降低10℃后水银柱向右移参考答案：BC二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.（4分）如图所示，两个的电阻串联后接在的恒定电压下，一个电压表有和两个量程档。当用档测量图中、间电压时，电压表示数为，那么这一档电压表的内阻等于

，若换用档测量、间的电压，电压表的示数是

。参考答案：

答案：

7.核动力航母利用可控核裂变释放核能获得动力．核反应是若干核反应的一种，其中X为待求粒子，y为X的个数，则X是

▲

（选填“质子”、“中子”、“电子”），y＝

▲

.若反应过程中释放的核能为E，光在真空中的传播速度为c，则核反应的质量亏损表达式为

▲

.参考答案：中子（1分）

3（1分）

E/c2(1分)；8.如图所示，直角玻璃棱镜中∠A=70°，入射光线垂直于AB面。已知玻璃的折射率为，光在AC面上反射后经BC面反射从AC面第一次射出，则光线在BC面_______（填“发生”或“不发生”）全反射，光线从棱镜AC边第一次射入空气时的折射角为_______。参考答案：发生；4509.一个质量为m、直径为d、电阻为R的金属圆环，在范围很大的磁场中沿竖直方向下落，磁场的分布情况如图所示，已知磁感应强度竖直方向的分量By的大小只随高度变化，其随高度y变化关系为By=B0(1+ky)（此处k为比例常数，且k＞0），其中沿圆环轴线的磁场方向始终竖直向上，在下落过程中金属圆环所在的平面始终保持水平，速度越来越大，最终稳定为某一数值，称为收尾速度。俯视观察，圆环中的感应电流方向为________（选填“顺时针”或“逆时针”）；圆环收尾速度的大小为________。参考答案：顺时针；10.如图(a)所示为一实验小车自动测速示意图。A为绕在条形磁铁上的线圈，经过放大器与显示器连接，图中虚线部分均固定在车身上。C为小车的车轮，B为与C同轴相连的齿轮，其中心部分使用铝质材料制成，边缘的齿子用磁化性能很好的软铁制成，铁齿经过条形磁铁时即有信号被记录在显示器上。已知齿轮B上共安装30个铁质齿子，齿轮直径为30cm，车轮直径为60cm。改变小车速度，显示器上分别呈现了如图（b）和（c）的两幅图像。设（b）图对应的车速为vb，（c）图对应的车速为vc。（1）分析两幅图像，可以推知：vb_________vc（选填“>”、“<”、“=”）。（2）根据图(c)标出的数据，求得车速vc=__________________km/h。参考答案：⑴<；

⑵18π或56.5。11.如图所示，两个已知质量分别为m1和m2的物块A和B，分别系在一条跨过定滑轮的软绳两端(m1>m2)，1、2是两个光电门．用此装置验证机械能守恒定律．(1)实验中除了记录物块B通过两光电门时的速度v1、v2外，还需要测量的物理量是________．(2)用已知量和测量量写出验证机械能守恒的表达式_____________．参考答案：(1)，两光电门之间的距离h12.某学习小组做了如下实验：先把空的烧瓶放入冰箱冷冻，取出烧瓶，并迅速把一个气球紧套在烧瓶颈上，封闭了一部分气体，然后将烧瓶放进盛满热水的烧杯里，气球逐渐膨胀起来，如图。(1)(4分)在气球膨胀过程中，下列说法正确的是

▲

．

A．该密闭气体分子间的作用力增大

B．该密闭气体组成的系统熵增加

C．该密闭气体的压强是由于气体重力而产生的D．该密闭气体的体积是所有气体分子的体积之和

(2)(4分)若某时刻该密闭气体的体积为V，密度为ρ，平均摩尔质量为M，阿伏加德罗常数为NA，则该密闭气体的分子个数为

▲

；(3)(4分)若将该密闭气体视为理想气体，气球逐渐膨胀起来的过程中，气体对外做了

0.6J的功，同时吸收了0.9J的热量，则该气体内能变化了

▲

J；若气球在膨胀过程中迅速脱离瓶颈，则该气球内气体的温度

▲

(填“升高”或“降低”)。参考答案：B0.3（2分）；降低13.用如图甲所示的装置测定弹簧的劲度系数，被测弹簧一端固定于A点，另一端B用细绳绕过定滑轮挂钩码，旁边竖直固定一最小刻度为mm的刻度尺，当挂两个钩码时，绳上一定点P对应刻度如图乙中ab虚线所示，再增加一个钩码后，P点对应刻度如图乙中cd虚线所示，已知每个钩码质量为50g，重力加速度g＝9.8m/s2，则被测弹簧的劲度系数为________N/m.挂三个钩码时弹簧的形变量为________cm.参考答案：70

2.10三、简答题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.（9分）我国登月的“嫦娥计划”已经启动，2007年10月24日，我国自行研制的探月卫星“嫦娥一号”探测器成功发射。相比较美国宇航员已经多次登陆月球。而言，中国航天还有很多艰难的路要走。若一位物理学家通过电视机观看宇航员登月球的情况，他发现在发射到月球上的一个仪器舱旁边悬挂着一个重物在那里摆动,悬挂重物的绳长跟宇航员的身高相仿,这位物理学家看了看自己的手表，测了一下时间，于是他估测出月球表面上的自由落体加速度。请探究一下,他是怎样估测的?参考答案：据宇航员的身高估测出摆长；测出时间，数出摆动次数，算得摆动周期；据公式,求得月球的重力加速度。解析：据单摆周期公式,只要测出单摆摆长和摆动周期,即可测出月球表面上的自由落体加速度．据宇航员的身高估测出摆长；测出时间，数出摆动次数，算得摆动周期；据公式求得月球的重力加速度。(9分)

15.（10分）如图所示，气缸放置在水平台上，活塞质量为5kg，面积为25cm2，厚度不计，气缸全长25cm，大气压强为1×105pa，当温度为27℃时，活塞封闭的气柱长10cm，若保持气体温度不变，将气缸缓慢竖起倒置．g取10m/s2．

（1）气缸倒置过程中，下列说法正确的是__________A．单位时间内气缸单位面积上气体分子撞击次数增多B．单位时间内气缸单位面积上气体分子撞击次数减少C．吸收热量，对外做功D．外界气体对缸内气体做功，放出热量（2）求气缸倒置后气柱长度；（3）气缸倒置后，温度升至多高时，活塞刚好接触平台(活塞摩擦不计)?参考答案：(1)BC(2)15cm(3)227℃四、计算题：本题共3小题，共计47分16.（20分）2008年12月，天文学家们通过观测的数据确认了银河系中央的黑洞“人马座A*”的质量与太阳质量的倍数关系。研究发现，有一星体S2绕人马座A*做椭圆运动，其轨道半长轴为9.50102天文单位（地球公转轨道的半径为一个天文单位），人马座A*就处在该椭圆的一个焦点上。观测得到S2星的运行周期为15.2年。(1)

若将S2星的运行轨道视为半径r=9.50102天文单位的圆轨道，试估算人马座A*的质量MA是太阳质量Ms的多少倍(结果保留一位有效数字)；(2)

黑洞的第二宇宙速度极大，处于黑洞表面的粒子即使以光速运动，其具有的动能也不足以克服黑洞对它的引力束缚。由于引力的作用，黑洞表面处质量为m的粒子具有势能为Ep=-G(设粒子在离黑洞无限远处的势能为零)，式中M、R分别表示黑洞的质量和半径。已知引力常量G=6.710-11N·m2/kg2，光速c=3.0108m/s，太阳质量Ms=2.01030kg，太阳半径Rs=7.0108m，不考虑相对论效应，利用上问结果，在经典力学范围内求人马座A*的半径RA与太阳半径之比应小于多少（结果按四舍五入保留整数）。参考答案：（1），（2）解析：本题考查天体运动的知识。其中第2小题为信息题，如“黑洞”“引力势能”等陌生的知识都在题目中给出，考查学生提取信息，处理信息的能力，体现了能力立意。（1）S2星绕人马座A*做圆周运动的向心力由人马座A*对S2星的万有引力提供，设S2星的质量为mS2，角速度为ω，周期为T，则

①

②设地球质量为mE，公转轨道半径为rE，周期为TE，则

③综合上述三式得

式中

TE=1年

④

rE=1天文单位

⑤

代入数据可得

⑥（2）引力对粒子作用不到的地方即为无限远，此时料子的势能为零。“处于黑洞表面的粒子即使以光速运动，其具有的动能也不足以克服黑洞对它的引力束缚”，说明了黑洞表面处以光速运动的粒子在远离黑洞的过程中克服引力做功，粒子在到达无限远之前，其动能便减小为零，此时势能仍为负值，则其能量总和小于零，则有

⑦依题意可知

，可得

⑧代入数据得

⑨

⑩17.如图所示，在平面内有一扇形金属框，其半径为，边与轴重合，边与轴重合，且为坐标原点，边与边的电阻不计，圆弧上单位长度的电阻为。金属杆MN长度为L，放在金属框上，MN与边紧邻。磁感应强度为B的匀强磁场与框架平面垂直并充满平面。现对MN杆施加一个外力（图中未画出），使之以C点为轴顺时针匀速转动，角速度为。求：（1）在MN杆运动过程中，通过杆的电流I与转过的角度间的关系；（2）整个电路消耗电功率的最小值是多少？参考答案：（1）电路中感应电动势

（2分）设金属杆的电阻为R0

（2分。能与其他字母区分即可），则电路总电阻

（2分）杆中电流I与杆转过的角度θ的关系为

（1分）（2）由于总电阻，圆弧总长度是定值，所以，当

时，即时，总电阻R总有最大值。

（2分）此时，

（2分）此