山西省忻州市余庄乡东庄中学2022年高三物理测试题含解析

山西省忻州市余庄乡东庄中学2022年高三物理测试题含解析一、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.（单选题）如图，A、B两物体叠放在水平地面上，A物体质量m=20kg，B物体质量M=30kg。处于水平位置的轻弹簧一端固定于墙壁，另一端与A物体相连，弹簧处于自然状态，其劲度系数为250N／m，A与B之间、B与地面之间的动摩擦因数均为=0.5。现有一水平推力F作用于物体B上，使B缓慢地向墙壁移动，当B移动0.2m时，水平推力的大小为(g取10m／s2)（

）A．200N

B．250N

C．300N

D．350N参考答案：C若A物块与B间未发生相对滑动，则弹簧的压缩量为0.2m，则弹簧的弹力，假设成立；对B在竖直方向上平衡，在水平方向上受推力F、A对B的静摩擦力、地面的滑动摩擦力，根据平衡有：，故C正确。故选C。2.一斜劈静止于粗糙的水平地面上，在其斜面上放一滑块m，若给m一向下的初速度，则m正好保持匀速下滑。如图所示，现在m下滑的过程中再加一个作用力，则以下说法正确的是(

)

A．在上加一竖直向下的力，则将保持匀速运动，对地无摩擦力的作用B．在上加一个沿斜面向下的力，则将做加速运动，对地有水平向左的静摩擦力的作用C．在上加一个水平向右的力，则将做减速运动，在停止前对地有向右的静摩擦力的作用D．无论在上加什么方向的力，在停止前对地都无静摩擦力的作用参考答案：AD3.两圆环A、B置于同一水平面上，其中A为均匀带电绝缘环，B为导体环，当A以如图所示的方向绕中心转动的角速度发生变化时，B中产生如图所示方向的感应电流，则

(

)

A．A可能带正电且转速减小

B．A可能带正电且转速增大

C．A可能带负电且转速减小

D．A可能带负电且转速增大参考答案：答案：BC4.（多选）如图所示，两个等量同种点电荷分别固定于光滑绝缘水平面上A、B两点．一个带电粒子由静止释放，仅受电场力作用，沿着AB中垂线从C点运动到D点（C、D是关于AB对称的两点）．下列关于粒子运动的v-t图象中可能正确的是（

）参考答案：5.如图所示，质点在竖直面内绕O点沿顺时针方向做匀速圆周运动．S1、S2、S3、S4是圆周上的四个点，S1S3是过圆心的水平线，S2S4是过圆心的竖直线．现质点分别在S1、S2、S3、S4各点离开轨道后在空中运动一段时间落在水平地面上．若质点在空中运动时只受重力作用，则下列说法正确的是A．质点在S1离开轨道后在空中运动的时间一定最短B．质点在S2离开轨道后在空中运动的时间一定最短C．质点在S3离开轨道后落到地面上的速度一定最大D．质点在S4离开轨道后落到地面上的速度一定最大参考答案：D二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.如图所示是用光电门传感器测定小车瞬时速度的情境，轨道上ac间距离恰等于小车长度，b是ac中点．某同学采用不同的挡光片做了三次实验，并对测量精确度加以比较．挡光片安装在小车中点处，光电门安装在c点，它测量的是小车前端P抵达____点（选填a、b或c）时的瞬时速度；若每次小车从相同位置释放，记录数据如表所示，那么测得瞬时速度较精确的值为_____m/s．参考答案：（1）b

（2分）,

（2）1.90

7.在“测定直流电动机的效率”实验中，用左下图所示的电路测定一个额定电压为6V、额定功率为3W的直流电动机的机械效率。（1）根据电路图完成实物图的连线；（2）实验中保持电动机两端电压U恒为6V，重物每次匀速上升的高度h均为1.5m，所测物理量及测量结果如下表所示：实验次数12345电动机的电流I/A0.20.40.60.82.5所提重物的重力Mg/N0.82.04.06.06.5重物上升时间t/s1.41.652.12.7∞

计算电动机效率η的表达式为________（用符号表示），前4次实验中电动机工作效率的平均值为________。（3）在第5次实验中，电动机的输出功率是________；可估算出电动机线圈的电阻为________Ω。参考答案：（1）（2分）如右图

（2）（2分），（2分）74%（3）（2分）0，（2分）2.48.如图为“用DIS（位移传感器、数据采集器、计算机）研究加速度和力的关系”的实验装置。实验操作中，用钩码所受的重力作为小车所受外力，用DIS系统测定小车的加速度。在保持小车总质量不变的情况下，改变所挂钩码的数量，多次重复测量，将数据输入计算机，得到如图所示的a~F关系图线。（1）小车上安装的是位移传感器的__________部分。（2）分析发现图线在水平轴上有明显的截距（OA不为零），这是因为____________。（3）图线AB段基本是一条直线，而BC段明显偏离直线，造成此误差的主要原因是（单选）（A）小车与轨道之间存在摩擦（B）释放小车之前就启动记录数据的程序（C）实验的次数太多（D）钩码的总质量明显地大于小车的总质量在多次实验中，如果钩码的总质量不断地增大，BC曲线将不断地延伸，那么该曲线所逼近的渐近线的方程为__________。参考答案：（1）发射器（2分）（2）小车所受的摩擦力过大（2分）（3）D（2分），a=g（a=10m/s2）（2分）9.一只木箱在水平地面上受到水平推力F作用，在5s内F的变化和木箱速度的变化如图中（a）、（b）所示，则木箱的质量为_______________kg，木箱与地面间的动摩擦因数为_______________.（g=10m/s2）参考答案：25；0.210.如图所示，在匀强电场中有a、b、c三点，a、b相距4cm，b、c相距10cm，ab与电场线平行，bc与电场线成60°角．将一个带电荷量为+2×10-8C的电荷从a点移到b点时，电场力做功为4×10-6J．则a、b间电势差为________V，匀强电场的电场强度大小为________V/m，a、c间电势差为________V。参考答案：11.质量为m=0.01kg、带电量为+q=2.0×10﹣4C的小球由空中A点无初速度自由下落，在t=2s末加上竖直向上、范围足够大的匀强电场，再经过t=2s小球又回到A点．不计空气阻力，且小球从未落地，则电场强度的大小E为2×103N/C，回到A点时动能为8J．参考答案：考点：电场强度；动能定理的应用．分析：分析小球的运动情况：小球先做自由落体运动，加上匀强电场后小球先向下做匀减速运动，后向上做匀加速运动．由运动学公式求出t秒末速度大小，加上电场后小球运动，看成一种匀减速运动，自由落体运动的位移与这个匀减速运动的位移大小相等、方向相反，根据牛顿第二定律和运动学公式结合求电场强度，由W=qEd求得电场力做功，即可得到回到A点时动能．解答：解：小球先做自由落体运动，后做匀减速运动，两个过程的位移大小相等、方向相反．设电场强度大小为E，加电场后小球的加速度大小为a，取竖直向下方向为正方向，则有：gt2=﹣（vt﹣at2）又v=gt解得a=3g由牛顿第二定律得：a=，联立解得，E===2×103N/C则小球回到A点时的速度为：v′=v﹣at=﹣2gt=﹣20×10×2m/s=﹣400m/s动能为Ek==0.01×4002J=8J故答案为：2×103，8．点评：本题首先要分析小球的运动过程，采用整体法研究匀减速运动过程，抓住两个过程之间的联系：位移大小相等、方向相反，运用牛顿第二定律、运动学规律结合进行研究．12.如图（a）所示，阻值为R、匝数为n的圆形金属线圈与一个阻值为2R的电阻连接成闭合电路。线圈的半径为r1，在线圈中半径为r2的圆形区域存在垂直于线圈平面的匀强磁场（向里为正），磁感应强度B随时间t变化的关系如图（b）所示，图中B1、t1为已知量。导线电阻不计，则t1时刻经过电阻的电流方向为_________（选填“a→b”或“b→a”），电流的大小为___________。参考答案：b→a，

13.某人用多用电表按正确步骤测量一电阻的阻值，当选择欧姆挡“×10”挡测量时，指针指示位置在第11和第12刻度线的正中间（如图甲所示），则其电阻值

（填“大于”、“等于”或“小于”）115Ω．如果要用这只多用电表测量一个约2000Ω的电阻，为了使测量比较精确，选择开关应选的欧姆挡是

（填“×10”、“×100”或“×1k”）．用多用电表测量性能良好的晶体二极管的电阻（如图乙所示），交换两表笔前后两次测得的电阻差异明显，那么多用电表测得电阻较小的一次，其

（填“红”或“黑”）表笔相连的一端为二极管的A极．参考答案：小于；×100；

红【考点】用多用电表测电阻．【分析】欧姆表表盘刻度左密右疏，从而估算图中指针的示数；选择开关应选的欧姆挡应尽量使指针指在中央刻度附近读数误差较小；二极管的特点是：正向电阻很小，反向电阻很大【解答】解：欧姆表表盘刻度左密右疏，则115Ω应该在第11和第12刻度线的正中间偏左，则在指针指示位置在第11和第12刻度线的正中间其电阻值小于115Ω；尽量使指针指在中央刻度附近读数，测量一个约2000Ω的电阻则应使指针指在20的位置，选择开关选取×100档；多用电表测得电阻较小的一次应是电流从B（二极管正极）流入，而电流从多用电表黑表笔（接内部电源正极）流出，故黑表笔接的是B极，则红表笔接的是A极，故答案为：小于；×100；

红．三、实验题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.有一个纯电阻用电器，其电阻约为1kΩ，试设计一个能够精确地测量该用电器电阻的电路，实验要求用电器两端的电压从0开始逐渐变化。给有如下器材：电

源：电动势为3V，内电阻约为0.1Ω；

电流表：量程0.6A，内阻RA=0.50Ω；电压表：量程3V，内阻RV=10kΩ

滑动变阻器：最大电阻值为R=5.0Ω；开关一个、导线若干。（1）在下边的方框内画出实验电路图。（2）在下图中画出实验实物连接图。（3）若实验中在用电器正常工作的状态下电流表的示数为I，电压表的示数为U，考虑到电表内阻引起的系统误差，则用测量的电压、电流以及电表内阻计算用电器电阻真实值的表达式为_____________。参考答案：（3）

。（2分）15.1某实验小组利用如图甲所示的实验装置来验证钩码和滑块所组成的系统机械能守恒．（1）实验前需要调整气垫导轨底座使之水平，利用现有器材如何判断导轨是否水平？

．（2）如图乙所示，用游标卡尺测得遮光条的宽度d=

cm；实验时将滑块从图示位置由静止释放，由数字计时器读出遮光条通过光电门的时间Δt=2.0×10-3s，则滑块经过光电门时的瞬时速度为

m/s．（3）本实验除了上述器材外还需

，并比较

的大小，如在实验误差允许的范围内相等（用测量的物理量符号表示），就可验证系统的机械能守恒．参考答案：（1）开启气垫导轨让滑块能悬浮在导轨上静止（2）0.52

2.6（3）天平

和四、计算题：本题共3小题，共计47分16.质量为0.2kg的小球固定在长为0.9m的轻杆一端，杆可绕O点的水平轴在竖直平面内转动．（g=10m/s2）求：（1）当小球在最高点的速度多大时，球对杆的作用力为零？（2）当小球在最高点的速度分别为6m/s和1.5m/s时，球对杆的作用力．参考答案：解：（1）由题意，当小球在最高点球对杆的作用力为零时，由重力提供小球所需要的向心力，根据牛顿第二定律得：mg=m解得：v0==m/s=3m/s（2）当v1=6m/s，v1＞v0，则在最高点时，杆对球有向下的拉力，由重力与拉力的合力提供向心力，则由牛顿第二定律得：mg+F1=m由牛顿第三定律得球对杆的作用力大小：F1′=F1=m（﹣g）=0.2×（﹣10）N=6N，方向竖直向上，当v2=1.5m/s，v2＜v0时，则在最高点时，杆对球有向上的支持力，由重力与支持力的合力提供向心力，则由牛顿第二定律得：mg﹣F2=m由牛顿第三定律得球对杆的压力大小为：F2′=F2=m（g﹣）=0.2×（10﹣）N=1.5N，方向竖直向下．答：（1）当小球在最高点的速度为3m/s时，球对杆的作用力为零．（2）当小球在最高点的速度分别为6m/s和1.5m/s时，球对杆的作用力分别为6N和1.5N．【考点】向心力；牛顿第二定律．【分析】（1）当小球在最高点球对杆的作用力为零时，仅仅由重力提供小球所需要的向心力，根据牛顿第二定律求解速度；（2）杆子对小球的作用力可以是拉力，也可以是推力，在最高点，杆子的作用力是推力还是拉力，取决于在最高点的速度，对球在最高点进行受力分析，根据牛顿第二定律和向心力公式列式求解．17.（19分）如图所示，在无限长的水平边界AB和CD间有一匀强电场，同时在AEFC、BEFD区域分别存在水平向里和向外的匀强磁场，磁感应强度大小相同，EF为左右磁场的分界线。AB边界上的P点到边界EF的距离为。一带正电微粒从P点的正上方的O点由静止释放，从P点垂直AB边界进入电、磁场区域，且恰好不从AB边界飞出电、磁场。已知微粒在电、磁场中的运动轨迹为圆弧，重力加速度大小为g，电场强度大小E（E未知）和磁感应强度大小B（B未知）满足E/B=，不考虑空气阻力，求：（1）O点距离P点的高度h多大；（2）若微粒从O点以v0=水平向左平抛，且恰好垂直下边界CD射出电、磁场，则微粒在电、磁场中运动的时间t多长？参考答案：（1）（2）。（k=0，1，2，……）【知识点】带电粒子在匀强磁场中的运动；带电粒子在匀强电场中的运动．解析（1）微粒带电量为q、质量为m，轨迹为圆弧，有qE=mg。微粒在磁场中运动速率v1时恰好与AB相切，如图所示，O1、O2为微粒运动的圆心，O1O2与竖直方向夹角为θ，由几何知识知sinθ=。微粒半径r1，由几何关系有r1+r1sinθ=，得r1=2L。由洛伦兹力公式和牛顿第二定律有，由动能定理有，已知E/B=2，得h=L/2（2）微粒平抛到AB边界上的M点的时间为t1，水平距离x1，由运动学公式有，，代入v0=、h=L/2，得t1=、x1=。微粒在M点时