2022年广西壮族自治区北海市合浦县沙岗中学高三物理上学期期末试卷含解析

2022年广西壮族自治区北海市合浦县沙岗中学高三物理上学期期末试卷含解析一、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.下列说法中正确的是（

）A．由水的摩尔体积和每个水分子的体积可估算出阿伏伽德罗常数B．和外界没有热交换的封闭室内，电风扇使人感到凉快，却使室内温度上升，说明能量可以不守恒。

C．热量能自发地从低温物体传到高温物体

D．温度越高布朗运动就越激烈，所以布朗运动也叫做热运动参考答案：

答案：A2.用多用电表测量了一个10Ω的电阻后，需要继续测量一个阻值大约是20Ω的电阻，请从以下选项中选出必要步骤

。（填选项前的字母）A．用螺丝刀调节表盘下中间部位的调零螺丝，使表针指零B．把选择开关旋转到“×10Ω”位置C．将红表笔和黑表笔短接，调节欧姆调零旋钮使表针指着欧姆零点D．将两表笔的金属部分分别与被测电阻的两根引线相接E．把表笔从测试笔插孔中拔出后，选择开关应置于“OFF”挡或交流电压最高挡F．整理好器材，把多用表放回桌上原处，实验完毕。参考答案：ADB3.在如图所示倾角为θ的光滑斜面上，存在着两个磁感应强度大小均为B的匀强磁场，区域I的磁场方向垂直斜面向上，区域Ⅱ的磁场方向垂直斜面向下，磁场的宽度均为L．一质量为m、电阻为R、边长为的正方形导线框，在沿平行斜面向下的拉力F作用下由静止开始沿斜面下滑，当ab边刚越过GH进入磁场I时，恰好做匀速直线运动，下列说法中正确的有（重力加速度为g）

A．从线圈的ab边刚进入磁场I到线圈的dc边刚要离开磁场II的过程中，线圈ab边中产生的感应电流先沿b→a方向再沿a→b方向

B．线圈进入磁场I过程和离开磁场II过程所受安培力方向都平行斜面向上

C．线圈ab边刚进入磁场I时的速度大小为

D．线圈进入磁场I做匀速运动的过程中，拉力F所做的功等于线圈克服安培力所做的功参考答案：BC由右手定则可知线圈的ab边刚进入磁场I和线圈的dc边刚要离开磁场II时，线圈中的感应电流方向均为b→a方向，线圈经过JP时感应电流的方向为a→b方向，A错误。由楞次定律可判断出感应电流的磁场阻碍线圈的切割磁感线运动，B正确。线圈受到的安培力，由共点力的平衡知识可知，联立可得线圈ab边刚进入磁场I时的速度大小为，C正确。线圈进入磁场I做匀速运动的过程中，合外力做的功为0，即拉力F和重力沿斜面方向的分力所做的功等于线圈克服安培力所做的功，D错误。4.（单选）如图所示，小朋友在玩一种运动中投掷的游戏，目的是在运动中将手中的球投进离地面高3m的吊环，他在车上和车一起以2m/s的速度向吊环运动，小朋友抛球时手离地面1.2m，当他在离吊环的水平距离为2m时将球相对于自己竖直上抛，球刚好进入吊环，他将球竖直向上抛出时的速度是（g取10m/s2）（）A．1.8m/sB．3.2m/sC．6.8m/sD．3.6m/s参考答案：考点：竖直上抛运动．版权所有分析：小球被抛出后做斜上抛运动，水平方向做速度为2m/s的匀速直线运动，水平位移为2m，竖直上升的高度为3m﹣1.2m=1.8m，则小球恰好进入吊环，根据竖直方向上做匀减速运动列式求解．解答：解：由题，小球的水平速度为2m/s，而小球水平方向做匀速直线运动，水平位移为2m，所以小球应在1s内进入吊环，则竖直方向的位移大小为y=3m﹣1.2m=1.8m由y=v0t﹣，得v0=+gt=+=6.8m/s故选C点评：本题要能正确运用运动的分解法研究斜抛运动，可根据小球只受重力分析．5.一小船在静水的速度为3m/s，它在一条河宽150m，水流速度为4m/s的河流中渡河，则该小船（）A.能到达正对岸B.最短渡河的时间为50sC.以最短时间渡河时，它沿水流方向的位移大小为200mD.以最短位移渡河时，位移大小为150m参考答案：BC【详解】因为船在静水中的速度小于河水的流速，由平行四边形法则求合速度不可能垂直河岸，小船不可能垂直河岸正达对岸。故A错误。当船的静水中的速度垂直河岸时渡河时间最短：，故B正确。船以最短时间50s渡河时沿河岸的位移：x=v水tmin=4×50m=200m，即到对岸时被冲下200m，故C正确。因为船在静水中的速度小于河水的流速，由平行四边形法则求合速度不可能垂直河岸，小船不可能垂直河岸正达对岸。所以最短位移大于河的宽度即大于150m。故D错误。故选BC。二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.某同学将力传感器固定在小车上，然后把绳的一端固定在传感器控钩上，用来测量绳对小车的拉力，探究在小车及传感器总质量不变时加速度跟它们所受拉力的关系，根据所测数据在坐标系中作出了如图所示的a—F图象；

(1)图线不过坐标原点的原因是

；

（2)本实验中是否仍需要细沙和桶的总质量远小于小车和传感器的总质量

(填“是”或“否”)；

(3)由图象求出小车和传感器的总质量为

kg。参考答案：7.在“探究加速度与物体受力的关系”活动中，某小组设计了如图所示的实验。图中上下两层水平轨道表面光滑，两完全相同的小车前端系上细线，细线跨过滑轮并分别挂上装有不同质量砝码的盘，两小车尾部细线水平连到控制装置上，实验时通过控制细线使两小车同时开始运动，然后同时停止。实验中：（1）应使砝码和盘的总质量远小于小车的质量，这时可认为小车受到的合力的大小等于

。（2）若测得小车1、2的位移分别为x1和x2，则小车1、2的加速度之比

。（3）要达到实验目的，还需测量的物理量是

。参考答案：(1)砝码和盘的总重

(2分)(2)x1/x2

(2分)

(3)两组砝码和盘的总重量（质量）（或盘的质量、两砝码和盘的总重量的比值）8.如图所示是小英“探究影响滑动摩擦力大小的因素”的实验，铜块和木块的大小、形状完全相同，实验时弹簧测力计拉着物体沿水平方向做匀速直线运动。

（1）比较甲、乙两图，可得到的结论是

；（2）若物体不是做匀速运动，而是做加速直线运动，弹簧测力计读数

摩擦力（填“等于”或“不等于”）；（3）实际操作时，手拉着弹簧测力计做匀速直线运动是比较困难的，因而测力计的读数不一定等于摩擦力的大小。请你提出一个改进的方法，确保测力计的读数等于摩擦力的大小。你的做法（画图或文字说明）

。参考答案：9.某同学利用图甲所示的实验装置，探究物块在水平桌面上的运动规律．物块在重物的牵引下开始运动，重物落地后，物块再运动一段距离停在桌面上(尚未到达滑轮处)．从纸带上便于测量的点开始，每5个点取1个计数点，相邻计数点间的距离如图乙所示．打点计时器电源的频率为50Hz.图乙①通过分析纸带数据，可判断物块在两相邻计数点_______和______之间某时刻开始减速．②计数点5对应的速度大小为________m/s，计数点6对应的速度大小为________m/s.(保留三位有效数字)③物块减速运动过程中加速度的大小为a＝________m/s2，若用来计算物块与桌面间的动摩擦因数(g为重力加速度)，则计算结果比动摩擦因数的真实值______(填“偏大”或“偏小”)．参考答案：10.（5分）质量分布均匀的摆球质量为m，半径为r，带正电荷，用长为L的细线将摆球悬挂在悬点O作简谐振动，则这个单摆的振动周期T＝_____________；若在悬点O处固定另一个正电荷，如图所示，则该单摆的振动周期将_________。（填“变大”、“变小”或“不变”）参考答案：、不变11.如图所示是某原子的能级图,a、b、c为原子跃迁所发出的三种波长的光.在下列该原子光谱的各选项中,谱线从左向右的波长依次增大,则正确的是_____________.参考答案：C12.小杨同学用如图所示的实验装置“探究小车动能变化与合外力做功的关系”，图中A为小车，连接在小车后面的纸带穿过电火花打点计时器B的限位孔，它们均置于水平放置的一端带有定滑轮的足够长的木板上，C为弹簧测力计，假设绳与滑轮之间的摩擦以及纸带穿过计时器时受到的摩擦均不计，实验时，先接通电源再松开小车，计时器在纸带上留下一系列点。计数点s/cmΔv2/m2s-2O//A1.600.04B3.600.09C6.000.15D7.000.19E9.200.23

（1）该同学在一条比较理想的纸带上，依次选取O、A、B、C、D、E共6个计数点，分别测量后5个计数点与计数点O之间的距离，并计算了它们与O点之间的速度平方差（注：），填入下表：

请以纵坐标，以s为横坐标作出图像；若测出小车质量为0.2kg，结合图像可求得小车所受合外力的大小为

N。（结果保留两位有效数字）（2）该同学通过计算发现小车所受合外力小于测力计读数，明显超出实验误差的正常范围，你认为主要原因是

。参考答案：（1）如右图，0.25

（2）长木板对小车存在摩擦力13.如图所示是一列沿x轴负方向传播的简谐横波在t=0时刻的波形图，已知波的传播速度v=2m/s，则x=1.5m处质点的振动函数表达式y=

▲

cm，x=2.0m处质点在0-1.5s内通过的路程为

▲

cm。参考答案：、30三、实验题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.（6分）某研究性学习小组在学习了摩擦力之后，通过观察沙堆的形成，测出了沙粒之间的动摩擦因数。研究的过程如下：研究小组通过观察沙堆的形成过程可以发现，由漏斗落下的细沙总是在地面上形成一个小圆锥体，继续下落时，细沙沿圆锥体表面下滑，当圆锥体的母线与底面夹角达到一定角度时，细沙不再下滑，如此周而复始，使圆锥体状的沙堆不断增大，如上右图，由此研究小组得出结论，沙堆的形成与沙粒之间的动摩擦因数有关。该小组只用一把皮卷尺就测定了沙粒之间的动摩擦因数（假定最大静摩擦力等于滑动摩擦力）

①该小组必须测定的物理量是沙堆底面的周长S和

；②动摩擦因数与这些物理量之间的关系是

。参考答案：①沙堆的高度h；②15.某实验小组利用如图1所示的电路做“测量电池的电动势和内电阻”的实验。（1）请你根据电路图，在图2所示的实物图上连线。（2）该小组利用测量出来的几组电压和电流值画出了U—I图线如图3。根据图线求出电源的电动势E=__________，电源的内电阻r=___________。（3）另一实验小组也做了“测量电池的电动势和内电阻”的实验，他们在实验室里找到了以下器材：A．一节待测的干电池B．电流表A1（满偏电流3mA，内阻RA1=10Ω）C．电流表A2（0～0.6A，内阻RA2=0.1Ω）D．滑动变阻器R1（0～20Ω，10A）E．定值电阻R0（1190Ω）F．开关和导线若干某同学发现上述器材中虽然没有电压表，但提供了两块电流表，于是他设计了如图4所示的电路，并进行实验。该同学测出几组电流表A1、A2的数据I1、I2，利用测出的数据画出I1－I2图像，则由图像可得被测干电池的电动势E=________V，内电阻r=________Ω。参考答案：（1）

（2分）（2）U0

（3）1.5

0.6

四、计算题：本题共3小题，共计47分16.某课外小组设计了一种测定风速的装置，其原理如图所示，一个劲度系数k＝1300N／m，自然长度L0＝0.5m弹簧一端固定在墙上的M点，另一端N与导电的迎风板相连，弹簧穿在光滑水平放置的电阻率较大的金属杆上，弹簧是不导电的材料制成的。迎风板面积S＝0.5m2，工作时总是正对着风吹来的方向。电路的一端与迎风板相连，另一端在M点与金属杆相连。迎风板可在金属杆上滑动，且与金属杆接触良好。定值电阻R＝1.0Ω，电源的电动势E＝12V，内阻r＝0.5Ω。闭合开关，没有风吹时，弹簧处于原长，电压表的示数U1＝3.0V，某时刻由于风吹迎风板，电压表的示数变为U2＝2.0V。（电压表可看作理想表）求：（1）金属杆单位长度的电阻；（2）此时作用在迎风板上的风力；（3）假设风（运动的空气）与迎风板作用后的速度变为零，空气的密度为1.3kg/m3，求风速多大。参考答案：（1）无风时金属杆接入电路的电阻为R1有得

所以金属杆单位长度的电阻

（6分）（2）有风时金属杆接入电路的电阻为R2有得

（3分）此时，弹簧的长度

m

弹簧的压缩量m

（3分）根据平衡条件，此时的风力N

（2分）（3）设风速为v。在Δt时间内接触到吹风板的空气质量为ΔmΔm=ρSvΔt

（2分）根据动量定理可得

（2分）

（2分）17.（20分）图为一种质谱仪工作原理示意图。在以O为圆心，OH为对称轴，夹角为2α的扇形区域内分布着方向垂直于纸面的匀强磁场，对称于OH轴的C和D分别是离子发射点和收集点。CM垂直磁场左边界于M，且OM=d。现有一正离子束以小发散角（纸面内）从C射出，这些离子在CM方向上的分速度均为v0。若该离子束中比荷为的离子都能汇聚到D，试求：（1）磁感应强度的大小和方向（提示：可考虑沿CM方向运动的离子为研究对象）；（2）离子沿与CM成θ角的直线CN进入磁场，其轨道半径和在磁场中的运动时间；（3）线段CM的长度。参考答案：解析：（1）设沿CM方向运动的离子在磁场中做圆周运动的轨道半径为R由

R=d

得B＝磁场方向垂直纸面向外

（2）设沿CN运动的离子速度大小为v，在磁场中的轨道半径为R′，运动时间为t

由vcosθ=v0

得v＝

R′==

方法一：设弧长为st=

s=2(θ+α)×R′

t=

方法二：离子在磁场中做匀速圆周运动的周期T＝t=Ｔ×=

（3）方法一：

CM=MNcotθ

=

Ｒ′=

以上3式联立求解得

CM=dcotα

方法二：设圆心为A，过A做AB垂直NO，

可以证明NM＝BO

∵NM=CMtanθ

又∵BO=ABcotα=R′sinθcotα

=

∴CM=dcotα18.（12分）如图中A和B表示在真空中相距为d