2022年山西省运城市河东第一中学高三物理上学期期末试题含解析

2022年山西省运城市河东第一中学高三物理上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.用恒力F竖直向上拉一物体，使其由地面处开始加速上升到某一高度。若该过程空气阻力不能忽略，下列说法中正确的是

A．力F做的功和阻力做的功之和等于物体动能的增量B．重力所做的功等于物体重力势能的增量C．力F做的功和阻力做的功之和等于物体机械能的增量D．力F、重力、阻力三者的合力所做的功等于物体机械能的增量参考答案：C2.15．如图所示，三个相同的长方体物体1、2、3叠放在一起放在光滑固定斜面上，由静止开始下滑。在下滑过程中三者保持相对静止。则在下滑过程中，下列说法中正确为

A．1、2之间有摩擦力的作用

B．1、2之间无摩擦力的作用C．2、3之间有摩擦力的作用

D．2、3之间无摩擦力的作用参考答案：3.（多选）如图所示，滑竿NO和OM底端对接且θ＞α．小环自N点由静止自由滑下再滑上OM，已知小环在滑竿NO下滑的距离小于在滑竿OM上滑的距离。忽略小环经过O点时的机械能损失，轨道各处的摩擦系数相同，若用F、f、v和E分别表示小环所受的合力、摩擦力、速度和机械能，四个物理量的大小随环运动路程的变化关系。下列图象中能正确反映小环自N点到右侧最高点运动过程的是（

）参考答案：ABD4.（多选题）把火星和地球绕太阳运行的轨道视为圆周．由火星和地球绕太阳运动的周期之比可求得（）A．火星和地球的质量之比B．火星和太阳的质量之比C．火星和地球到太阳的距离之比D．火星和地球绕太阳运行速度大小之比参考答案：CD【考点】万有引力定律及其应用．【分析】研究火星和地球绕太阳做圆周运动，根据万有引力提供向心力，列出等式表示出周期．根据圆周运动知识表示出周期．【解答】解：A、我们研究火星和地球绕太阳做圆周运动，火星和地球作为环绕体，无法求得火星和地球的质量之比，故A错误；B、根据题目已知条件，不能求得火星和太阳的质量之比，故B错误；C、研究火星和地球绕太阳做圆周运动，根据万有引力提供向心力，列出等式：=mr，得T=2π，其中M为太阳的质量，r为轨道半径．火星和地球绕太阳运动的周期之比

=，所以能求得火星和地球到太阳的距离之比，故C正确；D、根据圆周运动知识得：v=，由于火星和地球绕太阳运动的周期之比和火星和地球到太阳的距离之比都知道，所以能求得火星和地球绕太阳运行速度大小之比，故D正确．故选CD．5.（选修3-3（含2-2）模块）(5分）下面列举五个热事实：a．水与酒精混合后体积变小；b．糖在热水中溶解得较快；c．粉笔在黑板写下了字；d．花粉微粒越大，其在液体上的运动越慢；e．放在封闭气体的瓶里的乙醚自燃。再列举产生这五个热事实的原因：f．分子间存在着引力；g．分子运动的剧烈程度与温度有关；h．分子间存在着空隙；i．分子对物体的碰撞几率与物体的体积有关；j．压缩气体时对气体做功，气体的内能增大，温度升高。你找出热事实所对应的热原因：a—；b—

；c—；d—

；e—。（填代号）参考答案：答案：h；g；f；i；j；（每空1分，共5分）二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.如图所示是一列沿x轴正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=0.5m处质点在0.5s时的位移为

cm，x=0m处的质点做简谐运动的表达式为

。参考答案：－5

；

x=5sin(2πt+π)cm7.在研究“电磁感应现象”的实验中，所需的实验器材如图所示．现已用导线连接了部分实验电路．（1）请把电路补充完整；（2）实验时，将线圈A插入线圈B中，合上开关瞬间，观察到检流计的指针发生偏转，这个现象揭示的规律是______________________；（3）（多选）某同学设想使线圈B中获得与线圈A中相反方向的电流，可行的实验操作是（

）A．抽出线圈A

B．插入软铁棒C．使变阻器滑片P左移

D．断开开关

参考答案：（1）（2）闭合电路中磁通量发生变化时，闭合电路中产生感应电流。（3）B、C

8.如图，在：半径为2.5m的光滑圆环上切下一小段圆弧，放置于竖直平面内，两端点距最低点高度差H为1cm。将小环置于圆弧端点并从静止释放，小环运动到最低点所需的最短时间为＿＿＿＿s，在最低点处的加速度为＿＿＿＿m/s2。(取g＝10m/s2)参考答案：0.785

0.08小环运动沿圆弧的运动可类比于单摆的简谐运动，小环运动到最低点所需的最短时间为t=T/4==0.785s。由机械能守恒定律，mgH=mv2，在最低点处的速度为v=。在最低点处的加速度为a===0.08m/s2。

9.（6分）改变内能的两种方式：_____________和________________。参考答案：做功；热传递10.放射性同位素被考古学家称为“碳钟”，它可以用来判定古生物体的年代。宇宙射线中高能量中子碰撞空气中的氮原子后，就会形成很不稳定的，它很容易发生β衰变，变成一个新核，其半衰期为5730年。该衰变的核反应方程式为

。的生成和衰变通常是平衡的，即生物机体中的含量是不变的。当生物体死亡后，机体内的含量将会不断减少。若测得一具古生物遗骸中含量只有活体中的25%，则这具遗骸距今约有

年。参考答案：；

11460

11.（9分）一台小型电动机在3V电压下工作，通过它的电流是0.2A，用此电动机提升物重4N的物体，在30秒内可以使该物体匀速提升3m，除电动机线圈生热之外不计其它的能量损失，则电动机的输入电功率为__________W,在提升重物的30秒内，电动机线圈所产生的热量______J,线圈的电阻__________Ω。参考答案：

0.6W，6J，5Ω12.参考答案：13.在地球是重力加速度g=9．8m/s2的地方，用一个竖直向上的大小为20N的拉力提质量为2000g的重物，此重物获得的加速度为

参考答案：三、实验题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.用如图1实验装置验证m1、m1组成的系统机械能守恒．m2从高处由静止开始下落，m1向上拖着的纸带打出一系列的点，对纸带上的点迹进行测量，即可验证机械能守恒定律．图2给出的是实验中获取的一条纸带：0是打下的第一个点，每相邻两计数点间还有4个点（图中未标出），计数点间的距离如图所示．已知m1=50g、m2=150g，打点计时器使用的交流电频率为50Hz，则（g取9.8m/s2，所有结果均保留三位有效数字）．（1）在纸带上打下计数点5时的速度v5=2.40m/s；（2）在打点0～5过程中系统动能的增量△Ek=0.576J，系统势能的减少量△Ep=0.588J；（3）若某同学作出﹣h图象如图3，则当地的重力加速度g=9.70m/s2．参考答案：解：（1）由于每相邻两个计数点间还有4个点没有画出，所以相邻的计数点间的时间间隔T=0.1s，根据在匀变速直线运动中时间中点的瞬时速度大小等于该过程中的平均速度，可知打第5个点时的速度为：v5==2.40/s，（2）物体的初速度为零，所以动能的增加量为：△EK=（m1+m2）v52=×0.2×2.42J=0.576J重力势能的减小量等于物体重力做功，故：△EP=W=mgh=0.588J；（3）本题中根据机械能守恒可知，（m1+m2）v2=（m2﹣m1）gh，即有：v2=gh，所以v2﹣h图象中图象的斜率k=g=，由图可知当地的实际重力加速度g=9.70m/s2．故答案为：①2.40②0.576、0.588③9.7015.如图1所示的装置，可用于探究恒力做功与速度变化的关系．水平轨道上安装两个光电门，小车上固定有力传感器和挡光板，细线一端与力传感器连接，另一端跨过定滑轮挂上砝码盘．实验首先保持轨道水平，通过调整砝码盘里砝码的质量让小车做匀速运动以实现平衡摩擦力，再进行后面的操作，并在实验中获得以下测量数据：小车、力传感器和挡光板的总质量M，平衡摩擦力砝码和砝码盘的总质量m0，挡光板的宽度d，光电门1和2的2中心距离s（1）该实验不需要（填“需要”或“不需要”）满足砝码和砝码盘的总质量远小于小车的质量？（2）实验用20分度的游标卡尺测量挡光板的宽度d，如图2所示，则d=5.50mm；（3）某次实验过程：力传感器的读数为F，小车通过光电门1和2的挡光时间分别为t1、t2（小车通过光电门2后，砝码盘才落地），砝码盘和砝码的质量为m，已知重力加速度为g，则对该小车，实验要验证的表达式是CA．mgs=M（）2﹣M（）2

B．（m﹣m0）gs=M（）2﹣M（）2C．（F﹣m0g）s=M（）2﹣M（）2

D．Fs=M（）2﹣M（）2．参考答案：考点：探究功与速度变化的关系．专题：实验题．分析：（1）该实验中由于已经用传感器测出绳子拉力大小，故不需要满足砝码和砝码盘的总质量远小于小车的质量．（2）游标卡尺读数的方法是主尺读数加上游标读数，不需估读．游标的零刻度线超过主尺上的刻度数为主尺读数，游标读数等于分度乘以对齐的根数．（3）光电门测速度的原理是用平均速度来代替瞬时速度，根据功能关系可以求出需要验证的关系式．解答：解：（1）该实验中由于已经用传感器测出绳子拉力大小，不是将砝码和砝码盘的重力作为小车的拉力，故不需要满足砝码和砝码盘的总质量远小于小车的质量．（2）游标卡尺的主尺读数为5mm，游标读数等于0.05×10mm=0.50mm，所以最终读数为：5mm+0.50mm=5.50mm．（3）由于光电门的宽度d很小，所以我们用很短时间内的平均速度代替瞬时速度．滑块通过光电门1速度为：，滑块通过光电门2速度为：根据功能关系需要验证的关系式为：（F﹣m0g）s=M（）2﹣M（）2．故C正确．故选：C故答案为：（1）不需要；

（2）5.50；

（3）C点评：了解光电门测量瞬时速度的原理，实验中我们要清楚研究对象和研究过程，对于系统我们要考虑全面，同时明确实验原理是解答实验问题的前提．四、计算题：本题共3小题，共计47分16.2013年12月14日，我国自行研制的“嫦娥三号”探测器成功实施月面软着陆，实现了我国航天器首次在地外天体的软着陆和巡视勘探．12月15日4时06分，“嫦娥三号”着陆器转移机构正常解锁，托举着巡视器轻轻展开、降落、接触月面，并在着陆器与月面之间搭起了一架斜梯．随后，“玉兔号”沿着斜梯款步而下．4时35分，“玉兔号”踏上月球，在月面印出一道长L的深深痕迹．已知地球表面重力加速度为g，地球半径为R，月球质量与地球质量之比为q，月球半径与地球半径之比为p．（1）求月球表面的重力加速度．（2）若“玉兔号”沿着斜梯下滑的运动可视作初速度为零、初速度为a的匀加速运动，“玉兔号”在水平月面上滑行时所受阻力约为其重力的k倍，不计“玉兔号”滑行至斜面底端的能量损失，求“玉兔号”滑到斜梯底端时的速度v．参考答案：考点：人造卫星的加速度、周期和轨道的关系；万有引力定律及其应用．专题：人造卫星问题．分析：设月球质量为M月，半径为R月，月球表面重力加速为g月；地球质量为M地，由万有引力定律及牛顿第二定律列式求解月球表面的重力加速度．根据牛顿第二定律计算出，“玉兔号”在水平面上滑行时加速度，再根据匀变速直线运动的规律计算末速度．解答：解：（1）设月球质量为M月，半径为R月，月球表面重力加速度为g月；地球质量为M地，则有：又由解得：（2）设“玉兔号”的质量为m，“玉兔号”在水平面上滑行时所受阻力f=kmg月由牛顿第二定律得：f=ma′得“玉兔号”在月球上滑行时的加速度大小a′=kg月由匀变速直线运动规律得：v2=2a′L解得：答：（1）求月球表面的重力加速度为．（2）“玉兔号”滑到斜梯底端时的速度v为．点评：本题注意万有引力定律应用的两个公式的选择，研究天体运动时选择万有引力等于向心力．17.质量为M＝2kg的小平板车C静止在光滑水平面上，车的一端静止着质量为mA＝2kg的物体A(可视为质点)，如图所示，一颗质量为mB＝20g的子弹以600m/s的水平速度射穿A后，速度变为100m/s，最后物体A静止在车上，求平板车最后的速度是多少？整个系统损失的机械能是多少？参考答案：解析：子弹射穿A时，以子弹与A组成的系统为研究对象．由动量守恒定律得mBvB＝mAvA′＋mBvB′A在小车上相对滑动，设最后速度为v″.以A与小车组成的系统为研究对象，由动量守恒定律得mAvA′＝(mA＋M)v″可得v″＝2.5m/s.整个系统损失的机械能是ΔE=18.如图所示，在倾角为37°的固定斜面上静止一个质量为5kg的物体，物体与斜面间的动摩擦因数为0.8，g取10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，求：(1)物体所受的摩擦力的大小和方向；(2)若用原长为10cm，劲度系数为3.1×103N/m的弹簧沿斜面向上拉物体，使之向上匀速运动，则弹簧的最终长度是多少？

参考答案：(1)(5分)物体静止在斜面上，受力分析如图甲，则物体