2022年山东省泰安市宁阳县东疏中学高三物理期末试卷含解析

2022年山东省泰安市宁阳县东疏中学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.如图，导体轨道OPQS固定，其中PQS是半圆弧，Q为半圆弧的中心，O为圆心。轨道的电阻忽略不计。OM是有一定电阻。可绕O转动的金属杆。M端位于PQS上，OM与轨道接触良好。空间存在半圆所在平面垂直的匀强磁场，磁感应强度的大小为B，现使OQ位置以恒定的角速度逆时针转到OS位置并固定（过程Ⅰ）；再使磁感应强度的大小以一定的变化率从B增加到B'（过程Ⅱ）。在过程Ⅰ、Ⅱ中，流过OM的电荷量相等，则等于（

）A.B.C.D.2参考答案：B本题考查电磁感应及其相关的知识点。过程I回路中磁通量变化△Φ1=BπR2，设OM的电阻为R，流过OM的电荷量Q1=△Φ1/R。过程II回路中磁通量变化△Φ2=（B’-B）πR2，流过OM的电荷量Q2=△Φ2/R。Q2=Q1，联立解得：B’/B=3/2，选项B正确。【点睛】此题将导体转动切割磁感线产生感应电动势和磁场变化产生感应电动势有机融合，经典中创新。2.（单选）一根内壁光滑无限长绝缘直管与两等量电荷连线的中垂线重合，管与电荷位于绝缘水平面上，如图所示．管上有AOB三点，其中O点为等量电荷连线中点，且AO=OB，现将一带正电的小球，从管中A点由静止释放，若带电小球能在A、B之间做往复运动，则下列说法正确的是（）A．两电荷带的是等量异种电荷B．两电荷带的是等量负电荷C．小球的加速度先变大再变小D．小球在O点的电势能为0参考答案：解：AB、若为等量正电荷，其中垂线上场强的特点：从中点向两侧场强先增大后减小，其方向指向外侧．小球释放时受到的电场力向外，所以不可能做往复运动，故一定是等量的负电荷，故A错误，B正确；C、两等量负电荷周围部分电场线分布特点，其中连线的中垂线ab上，从无穷远到O过程中电场强度先增大后减小，且方向始终指o点，所以静止释放带正电的粒子受的电场力是指向O，且电场力先增大后减小，过来O点后电场力反向依然指向O，电场力大小先增大后减小，所以带电粒子先加速后减速，故加速度先增大后减小再增大后再减小，其速度先增大后减小，故C错误；D、小球在O点时，电场力为0，但电势不为零，所以电势能不为零，故D错误．故选：B．3.如图所示，弹簧秤一端固定在墙壁上，另一端与小木块A相连，当用力加速抽出长木板B的过程中，观察到弹簧秤的示数为4.0N，若匀速抽出木板B，弹簧秤的示数大小（

）A．一定大于4.0N

B．一定等于4.0NC．一定小于4.0N

D．一定为零参考答案：B当用力加速抽出木板B时，A物体保持静止，故可知A受B的摩擦力f=F=4.0N；因A对B物体的压力不变，故A、B间的摩擦力不会发生变化，故匀速拉动时摩擦力也为4.0N；物体A在弹簧秤的作用下仍保持静止，故弹簧秤对A的拉力仍为4.0N，即弹簧秤的示数大小仍等于4.0N。4.（多选）给平行板电容器充电，断开电源后A极板带正电，B极板带负电。板间一带电小球C用绝缘细线悬挂，如图所示，小球静止时与竖直方向的夹角为θ，则()

A．若将B极板向右平移稍许，电容器的电容将减小

B．若将B极板向下平移稍许，A、B两级板间电势差将增大

C．若将B极板向小平移稍许，夹角θ将变大

D．轻轻将细线剪断，小球将做斜抛运动参考答案：ABC5.如右图所示，a是静止在地球赤道地面上的一个物体，b是与赤道共面的地球卫星，c是地球同步卫星，对于a物体和b、c两颗卫星的运动情况，下列说法中正确的是

（

）

A．a物体运动的周期小于b卫星运动的周期

B．b卫星运动受到的万有引力一定大于c卫星受到的万有引力

C．a物体运动的线速度小于c卫星运动的线速度

D．b卫星减速后可进入c卫星轨道参考答案：C二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.（4分）我国陆地面9.6×1012m2，若地面大气压

，地面附近重力加速度g=10m/s2，空气平均摩尔质量为，阿伏伽德罗常数

，我国陆地上空空气的总质量M=

；我国陆地上空空气的分子总数N=

。(结果保留两位有效数字)参考答案：9.6×1016Kg，1.9×1042个

解析：①大气压可看作是由空气重量产生的，

代入数据解出

②分子总数7.一辆赛车在半径为50m的水平圆形赛道参加比赛，已知该赛车匀速率跑完最后一圈所用时间为15s。则该赛车完成这一圈的角速度大小为________rad/s，向心加速度大小为________m/s2（结果均保留2位小数）。参考答案：0.42rad/s；8.77m/s2。【（8.76~8.82）m/s2】8.某实验小组在“验证机械能守恒定律”实验中：①选出一条纸带如图甲所示，其中O点为打点计时器打下的第一个点，A、B、C为三个计数点，在计数点A和B、B和C之间还各有一个点，测得h1=12.01cm，h2=19.15cm，h3=27.86cm．已知重锤质量为0.5kg，打点计时器的工作电流频率为50Hz，当地的重力加速度g=9.8m/s2．由以上数据算出，当打点计时器打到B点时重力势能比开始下落时减少了

J，此时重锤的动能比开始下落时增加了

J．由计算结果可知，该实验小组在做实验时出现问题的可能原因是

．（计算结果保留两位有效数字）②在图甲所示的纸带上，某同学又选取多个计数点，测出各计数点到第一个点O的距离h，算出各计数点对应的速度v，并以h为横轴，以为纵轴画出的图线应是图乙中的，图线的斜率表示

．参考答案：①0.94；0.98；实验时先释放纸带，然后再接通打点计时器的电源．②D；重力加速度g．

【考点】验证机械能守恒定律．【分析】①根据下降的高度求出重力势能的减小量，根据某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度求出B点的速度，从而得出动能的增加量．②根据机械能守恒定律得出的表达式，结合表达式得出正确的图线，从而得出图线斜率表示的含义．【解答】解：①当打点计时器打到B点时重力势能比开始下落时减少了△Ep=mgh2=0.5×9.8×0.1915=0.94J．B点的速度m/s=1.98m/s，则动能的增加量=0.98J．动能增加量大于重力势能的减小量，做实验时出现问题的可能原因是实验时先释放纸带，然后再接通打点计时器的电源．②根据机械能守恒得，mgh=，解得，由于打出的第一个点已经具有了一定的速度，所以h为0时，v已经不为0，则正确的图线是D．图线的斜率表示重力加速度g．故答案为：①0.94；0.98；实验时先释放纸带，然后再接通打点计时器的电源．②D；重力加速度g．9.平抛运动可看成是水平方向的

运动和竖直方向的

运动的合运动参考答案：匀速直线运动，自由落体运动10.（选修3-4）（3分）图甲是一列简谐波某时刻的波动图像，图乙为该波源的振动图像。根据图示信息可知该波的波速是

m/s。

参考答案：

答案：20m/s（3分）11.2014年5月10日南京发生放射源铱-192丢失事件，铱-192化学符号是Ir，原子序数77，半衰期为74天．铱-192通过β衰变放出γ射线，γ射线可以穿透10-100mm厚钢板．设衰变产生的新核用X表示，写出铱-192的衰变方程

▲

；若现有1g铱-192，经过148天有

▲

g铱-192发生衰变．参考答案：

（2分）；0.7512.（4分）一束质量为m、电量为q的带电粒子以平行于两极板的速度v0进入匀强电场，如图所示，如果两极板间电压为U，两极板间的距离为d，板长为L，设粒子束不会击中极板，则粒子从进入电场到飞出极板时电势能的变化量为

（粒子的重力忽略不计）。参考答案：答案：13.质量为m＝100kg的小船静止在水面上，水的阻力不计，船上左、右两端各站着质量分别为m甲＝40kg，m乙＝60kg的游泳者，当甲朝左，乙朝右，同时以相对河岸3m/s的速率跃入水中时，小船运动方向为

（填“向左”或“向右”）；运动速率为

m/s。参考答案：向左；0.6三、实验题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.一圆盘厚度用螺旋测微器测得，结果如图3所示。圆盘直径用游标卡尺测得，结果如图4所示。由图可知，圆盘厚度为

mm。圆盘的直径为

cm。参考答案：15.“探究求合力的方法”的说法中正确的是_____________A.在测量同一组数据和合力F的过程中，橡皮条结点O的位置不能变化B.弹簧测力计拉细线时，拉力方向必须竖直向下C.和合力F的大小都不能超过弹簧测力计的量程D.为减小测量误差，方向间夹角应为90°（2）弹簧测力计的指针如图乙所示，由图可知拉力的大小为

参考答案：

【知识点】验证力的平行四边形定则．B6【答案解析】(1)AC(2)4.00N解析：（1）A、在同一组数据中，只有当橡皮条节点O的位置不发生变化时，两个力的作用效果和一个力的作用效果才相同，才可以验证平行四边形定则，故A正确；B、弹簧测力计拉细线时，方向不一定向下，只有把O点拉到同一位置即可，故B错误；C、根据弹簧测力计的使用原则可知，在测力时不能超过弹簧测力计的量程，故C正确；D、F1、F2方向间夹角为90°并不能减小误差，故D错误．故选AC．

（2）由图乙弹簧秤的指针指示可知，拉力F的大小为：4.00N．故答案为：4.00．【思路点拨】（1）该实验采用了“等效法”，只要明确了实验原理即可，判断选项中的各个说法是否正确，从而正确的解答本题；（2）根据弹簧秤指针的指示可读出拉力的大小．本题考查了“等效法”的应用和平行四边形定则等基础知识，对于这些基础知识在平时练习中要不断加强训练，以提高解题能力；同时注意弹簧秤的读数方法．四、计算题：本题共3小题，共计47分16.如图甲所示，圆形导线框中磁场B1的大小随时间周期性变化，使平行金属板M、N间获得如图乙的周期性变化的电压。M、N中心的小孔P、Q的连线与金属板垂直，N板右侧匀强磁场（磁感应强度为B2）的区域足够大。绝缘档板C垂直N板放置，距小孔Q点的距离为h。现使置于P处的粒子源持续不断地沿PQ方向释放出质量为m、电量为q的带正电粒子（其重力、初速度、相互间作用力忽略不计）。（1）在0～时间内，B1大小按的规律增大，此时M板电势比N板高，请判断此时B1的方向。试求，圆形导线框的面积S多大才能使M、N间电压大小为U？（2）若其中某一带电粒子从Q孔射入磁场B2后打到C板上，测得其落点距N板距离为2h，则该粒子从Q孔射入磁场B2时的速度多大？（3）若M、N两板间距d满足以下关系式：，则在什么时刻由P处释放的粒子恰能到达Q孔但不会从Q孔射入磁场？结果用周期T的函数表示。参考答案：（1）由楞次定律可知，B1垂直纸面向里。

（“楞次定律”1分，“B1垂直纸面向里”1分，共2分）∵

（或）

∴

故（结果写成或的不给此分）（2）设粒子从Q点射入磁场时速度为v，粒子做圆周运动的半径为R，则

（或）（写成不给此分）

解得

（结果中磁感应强度不是的不给此分）

（3）解法一：设此粒子加速的时间为t0，则由运动的对称性得

或（写成的不给此分）

解得

即此粒子释放的时刻

此后粒子反向加速的时间（此式不写能正确作出下式判断的，此式的1分累积到下式中，即此时，下式计3分）。

由于，则粒子反向运动时一定会从P点射出电场

因而此粒子释放的时刻为

（，1，2…）

解法二：设此粒子加速的时间为t0，则由运动的对称性得

解得

即此粒子释放的时刻

此后粒子反向加速的时间

该时间内粒子运动的位移为

解得

故粒子此后粒子反向从P点射出电场。因而此粒子释放的时刻为（，1，2…）

解法三：若粒子从时刻由P点释放，则在～时间内的位移为

解得

∵而，∴从时刻由P点释放的粒子会在～时间内从Q点射出电场。故在～内的某一时刻释放的粒子，会经过一个加速与减速的过程，恰好到达Q点时速度为零，此后将折返，并将从P点射出电场。

设此粒子加速的时间为t0，则由运动的对称性得

解得

即此粒子释放的时刻