湖南省邵阳市金称市镇芙蓉中学2022年高三物理期末试卷含解析

湖南省邵阳市金称市镇芙蓉中学2022年高三物理期末试卷含解析一、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.甲、乙两位同学组成研究性学习小组来研究物体的超重和失重现象。他们在运动着的一升降机内做实验，站在磅秤上的甲同学发现了自已的体重增加了20%，于是乙同学对该过程中升降机的运动情况作出了如下判断，其中可能的是A．升降机以0.8g的加速度加速下降B．升降机以0.2g的加速度加速上升C．升降机以0.2g的加速度减速下降D．升降机以0.8g的加速度减速上升参考答案：2.某船在静水中划行的速率为3m/s，要渡过30m宽的河，河水的流速为5m/s，下列说法中不正确的是（）A．该船渡河的最小速率是4m/sB．该船渡河所用时间最少为10sC．该船不可能沿垂直河岸的航线抵达对岸D．该船渡过河的位移的大小至少为50m参考答案：A【考点】运动的合成和分解．【分析】水流速大于静水速，知合速度的方向不可能与河岸垂直，即不可能垂直到达对岸．当静水速与河岸垂直时，渡河时间最短．【解答】解：A、小船渡河时，3m/s和5m/s的合速度大于2m/s，小于8m/s，故A错误．B、当静水速与河岸垂直时，渡河的时间t==s=10s，故B正确．C、因为水流速大于静水速，所以合速度不可能垂直于河岸，则渡河的位移不可能为30m，故C正确．D、当静水速的方向与合速度垂直时，渡河的位移最短，设此时合速度于河岸方向的夹角为θ，sinθ==0.6，最小位移x==m=50m．故D正确．本题选择错误的，故选：A．3.图示，两根等长的轻绳将日光灯悬挂在天花板上，两绳与竖直方向的夹角为45°，日光灯保持水平，所受重力为G，左右两绳的拉力大小分别为（

）A.G和G

B.和B.和

D.和参考答案：B4.如图所示为阿特伍德设计的装置，不考虑绳与滑轮的质量，不计轴承摩擦、绳与滑轮间的摩擦。初始时两人均站在水平地面上；当位于左侧的甲用力向上攀爬时，位于右侧的乙始终用力抓住绳子，最终至少一人能到达滑轮。下列说法正确的是A．若甲的质量较大，则乙先到达滑轮B．若甲的质量较大，则甲、乙同时到达滑轮C．若甲、乙质量相同，则乙先到达滑轮D．若甲、乙质量相同，则甲先到达滑轮参考答案：A5.如图所示，a、b两条曲线分别为汽车A、B行驶在同一条平直公路上的v﹣t图象，两条曲线交点的连线与时间轴平行，且a、b曲线关于它们两交点的连线对称．已知在t2时刻两车相遇，下列说法正确的是（）A．在t1﹣t2这段时间内，两车位移相等B．t1时刻两车处于同一位置C．t1时刻B车在前，A车在后D．在t1﹣t2这段时间内的任一时刻，A车与B车加速度相同参考答案：C【考点】匀变速直线运动的图像；匀变速直线运动的速度与时间的关系．【分析】根据速度时间图线判断汽车的运动规律，通过图线与时间轴围成的面积表示位移判断哪个汽车在前．通过图线的斜率判断加速度的变化【解答】解：A、在t2时刻两车相遇，在t1﹣t2时间内，a图线与时间轴围成的面积大，则A的位移大，可知t1时刻，A车在后，B车在前，故AB错误，C正确．D、图线切线的斜率表示加速度，由于图象是对称的，由图象可知，在t1﹣t2这段时间内的相同时刻，A车与B车加速度大小相等，方向相反．故D错误．故选：C二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.一定质量的理想气体状态变化如图所示，其中AB段与t轴平行，已知在状态A时气体的体积为10L，那么变到状态B时气体的体积为__________L，变到状态C时气体的压强为____________Pa。参考答案：30，3.20×105Pa7.带正电1.0×10-3C的粒子，不计重力,在电场中先后经过A、B两点，飞经A点时动能为10J，飞经B点时动能为4J，则带电粒子从A点到B点过程中电势能增加了______，AB两点电势差为____．参考答案：8.在距水平地面45m高处以水平向右的速度5m/s抛出一质量为1kg的石子(不计空气阻力)。经时间s，此时石子的速度大小为

；重力对石子做功的瞬时功率P为

W。(g取10m/s2).

参考答案：答案：15m/s；100W或141.4W9.如图所示的传动机构中，截面为三角形的楔块A底角为θ，圆盘B的半径为r，与楔块A间无滑动，当楔块A以速度vA匀速向右前进时，圆盘的角速度为______________，滑块C向上的速度为_____________。参考答案：，10.如图所示，质量为50g的小球以12m/s的水平速度抛出，恰好与倾角为37o的斜面垂直碰撞，则此过程中重力的功为

J，重力的冲量为

N·s。参考答案：

6.4

J，0.8

N·s11.如图所示为“用DIS研究机械能守恒定律”的实验装置。该实验装置中传感器K的名称是____________传感器；由该实验得到的结论是：__________________________________________________________________________________。参考答案：光电门；在只有重力做功的情况下，物体的动能和重力势能相互转化，机械能总量保持不变。12.(选修模块3－5)（4分）氢原子的能级如图所示，当氢原子从n=4向n=2的能级跃迁时，辐射的光子照射在某金属上，刚好能发生光电效应，则该金属的逸出功为

eV。现有一群处于n=5的能级的氢原子向低能级跃迁，在辐射出的各种频率的光子中，能使该金属发生光电效应的频率共有

种。

参考答案：

答案：2.55（2分）6（2分）13.有两个大小相等的力F1和F2，当它们的夹角为90°时，合力为F，则当它们的夹角为120°时，合力的大小为_____________。参考答案：三、实验题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.利用如图1所示的装置探究加速度与力的关系．一端带有定滑轮的长木板固定在水平桌面上，另一端安装打点计时器，绕过定滑轮和动滑轮的细线将小车和弹簧秤连接，动滑轮下挂有质量可以改变的小重物，将纸带穿过打点计时器后连在小车后面，接通打点计时器，放开小车．不计滑轮的质量，忽略滑轮的摩擦．①实验中弹簧秤的示数F与小重物的重力mg的关系为．A．F=

B．F＞

C．F＜②保持小车的质量M不变，改变小重物的质量m，重复进行多次实验．记下每次弹簧秤的示数F，利用纸带测出每次实验中小车的加速度a．将得到的a、F数据绘制成a﹣F图象．以下可能的是③如果某次实验中已测得小车的质量M，弹簧秤的示数F，小车的加速度a．利用这三个数据你还能求出与本次实验相关的什么物理量，并利用这些符号表示出来

．（写出一个物理量及其表达式即可）参考答案：（1）C；（2）A；（3）f=F﹣Ma【考点】探究加速度与物体质量、物体受力的关系．【分析】（1）小重物做匀加速直线运动，根据牛顿第二定律即可判断；（2）本实验没有平衡摩擦力，所以当F≠0时，a=0，即在F轴上有截距，绳子的拉力减去摩擦力等于小车受到的合外力，即F﹣f=ma，求出a﹣F的表达式，从而选择图象；（3）根据牛顿第二定律求出小车与木板间的摩擦力．【解答】解：（1）小重物做匀加速直线运动，根据牛顿第二定律得：mg﹣2F=ma，解得：F=，故C正确．故选：C（2）根据实验装置可知，本实验没有平衡摩擦力，所以当F≠0时，a=0，即在F轴上有截距，绳子的拉力减去摩擦力等于小车受到的合外力，即F﹣f=ma，a=，是一条倾斜的直线，故A正确．故选：A（3）如图已测得小车的质量M，弹簧秤的示数F，小车的加速度a．利用这些数据可以求解摩擦力，根据F﹣f=Ma得：f=F﹣Ma故答案为：（1）C；（2）A；（3）f=F﹣Ma15.（1）用欧姆表测电阻时，两表笔短接时指针所指位置如图所示。如果不调零就去测电阻，那么被测电阻的测量值将比它的真实值偏

.（2）用伏安法测量电阻阻值R，并求出电阻率ρ。给定电压表（内阻约为50kΩ）、电流表（内阻约为40Ω）、滑动变阻器、电源、电键、待测电阻（约为250Ω）及导线若干。①如图（1）所示电路图中，电压表应接__________点（填a或b）。②图（2）中的6个点表示实验中测得的6组电流I、电压U的值，试作图像并求出电阻值R=__________________Ω。（保留3位有效数字）③待测电阻是一均匀材料制成的圆柱体，用游标为50分度的卡尺测量其长度与直径，结果分别如图（3）、图（4）所示。由图可知其长度为8.02mm，图（4）直径读数为________mm。④由以上数据可求出ρ=_______________Ω·m。（保留3位有效数字）参考答案：（1）小（2分）（2）①a

（2分）

②作图为过原点的直线，其中第2个点舍弃（2分）

244（242~246均可）（2分）

③1.92

（2分）

④0.0882

四、计算题：本题共3小题，共计47分16.（14分）如图（a）所示，在真空中，半径为b的虚线所围的圆形区域内存在匀强磁场，磁场方向与纸面垂直．在磁场右侧有一对平行金属板M和N，两板间距离也为b，板长为2b，两板的中心线O1O2与磁场区域的圆心O在同一直线上，两板左端与O1也在同一直线上．有一电荷量为＋q、质量为m的带电粒子，以速率v0从圆周上的P点沿垂直于半径OO1并指向圆心O的方向进入磁场，当从圆周上的O1点飞出磁场时，给M、N板加上如图（b）所示电压u．最后粒子刚好以平行于N板的速度，从N板的边缘飞出．不计平行金属板两端的边缘效应及粒子所受的重力．（1）求磁场的磁感应强度B；（2）求交变电压的周期T和电压U0的值；（3）若t=时，将该粒子从MN板右侧沿板的中心线O2O1，仍以速率v0射入M、N之间，求粒子从磁场中射出的点到P点的距离．参考答案：

解析：

（1）粒子自P点进入磁场，从O1点水平飞出磁场，运动的半径必为b，………（1分）

………………（1分）

解得

…………………（1分）

由左手定则可知，磁场方向垂直纸面向外………（1分）

（2）粒子自O1点进入电场，最后恰好从N板的边缘平行飞出，设运动时间为t，则

2b=v0t……………（1分）

…………（1分）

t=nT（n＝1，2，…）……………（1分）

解得

（n＝1，2，…）………………（1分）

（n＝1，2，…）…………………（1分）

（3）当t=粒子以速度v0沿O2O1射入电场时，则该粒子恰好从M板边缘以平行于极板的速度射入磁场，且进入磁场的速度仍为v0，运动的轨道半径仍为b．…（2分）

设进入磁场的点为Q，离开磁场的点为R，圆心为O3，如图所示，四边形OQO3R是菱形，故ORQO3．…………（2分）

所以P、O、R三点共线，即POR为圆的直径．即PR间的距离为2b．………（1分）17.如图所示，光滑的平行水平金属导轨MN、PQ相距L，在M点和P点间连接一个阻值为R的电阻，在两导轨间cdfe矩形区域内有垂直导轨平面竖直向上、宽为d的匀强磁场，磁感应强度为B。一质量为m、电阻为r、长度也刚好为L的导体棒ab垂直搁在导轨上，与磁场左边界相距d0。现用一个水平向右的力F拉棒ab，使它由静止开始运动，棒ab离开磁场前已做匀速直线运动，棒ab与导轨始终保持良好接触，导轨电阻不计，F随ab与初始位置的距离x变化的情况如图，F0已知。求：（1）棒ab离开磁场右边界时的速度。（2）棒ab通过磁场区域的过程中整个回路产生的焦耳热。（3）试证明：棒ab通过磁场区域的过程中，通过电阻R的电量与拉力F的大小无关。参考答案：（1）设离开右边界时棒ab速度为，则有

对棒有：

解得：

（2）在ab棒运动的整个过程中，根据动能定理：

由功能关系：

解得：

（3），

，

通过电阻R的电量与拉力F的大小无关

18.如图1所示，M、N为竖直放置的平行金属板，两板间所加电压为U0，S1、S2为板上正对的小孔。金属板P和Q水平放置在N板右侧，关于小孔S1、S2所在直线对称，两板的长度和两板间的距离均为l；距金属板P和Q右边缘l处有一荧光屏，荧光屏垂直于金属板P和Q；取屏上与S1、S2共线的O点为原点，向上为正方向建立x轴。M板左侧电子枪发射出的电子经小孔S1进入M、N两板间。电子的质量为m，电荷量为e，初速度可以忽略。不计电子重力和电子之间的相互作用。（1）求电子到达小孔S2时的速度大小v；（2）若板P、Q间只存在垂直于纸面向外的匀强磁场，电子刚好经过P板的右边缘后，打在荧光屏上。求磁场的磁感应强度大小B和电子打在荧光屏上的位置坐标x；（3）若金属板P和Q间只存在电场，P、Q两板间电压u随时间t的变化关系如图2所示，单位时间内从小孔S1进入的电子个数为N。电子打在荧光屏上形成一条亮线。忽略电场变化产生的磁场；可以认为每个电子在板P和Q间运动过程中，两板间的电压恒定。a.试分析在一个周期（即2t0时间）内单位长度亮线上的电子个数是否相同。b.若在一个周期内单位长度亮线上的电子个数相同，求2t0时间内打到单位长度亮线上的电子个数n；若不相同，试通过计算说明电子在荧光屏上的分布规律。参考答案：见解析（1）根据动能定理

【3分】

解得：

①

【3分】（2）电子在磁场中做匀速圆周运动，设圆运动半径为R，在磁场中运动轨迹如图，由几何关系

解得：

【2分】根据牛顿第二定律：

【1分】解得：

【1分】设圆弧所对圆心为α，满足：

由此可知：

电子离开磁场后做匀速运动，满足几何关系：

【1分】通过上式解得坐标

【1分】（3）a.设电子在偏转电场PQ中的运动时间为t1，PQ间的电压为u垂直电场方向：

②

平行电场方向：

③

此过程中电子的加速度大小

④