2022年天津香河第一中学高三物理期末试卷含解析

2022年天津香河第一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.如图所示，质量相等物体A、B处于静止状态，此时物体B刚好与地面接触．现剪断绳子OA，下列说法正确的是（）A．剪断绳子的瞬间，物体A的加速度为g，物体B的加速度为0B．弹簧恢复原长时，物体A的速度最大C．从剪断绳子到弹簧压缩到最短，物体B对地面压力均匀增大D．剪断绳子后，弹簧、物体A、B和地球组成的系统机械能守恒参考答案：

考点：机械能守恒定律；牛顿第二定律．专题：机械能守恒定律应用专题．分析：求出悬绳剪断前弹簧的拉力，再根据牛顿第二定律求出悬绳剪断瞬间A的瞬时加速度．当A物块向下运动到重力和弹力相等时，速度最大．若系统只有重力或弹簧弹力做功，系统机械能守恒，当弹簧被压缩到最短时，弹性势能最大．解答：解：A、剪断悬绳前，对B受力分析，B受到重力和弹簧的弹力，知弹力F=mg．剪断瞬间，对A分析，A的合力为F合=mg+F=2mg，由牛顿第二定律得：2mg=ma，加速度：a=2g，故A错误；B、物体A在弹力和重力的作用下，向下做加速运动，当弹力的方向向上且与重力相等时，加速度为零，速度最大，此时弹簧不处于原长，故B错误；C、剪断绳子后到物体运动到最下端过程中，B对地面的压力先增大后减小，故C错误．D、剪断绳子后，弹簧、物体A、B和地球组成的系统只有弹力做功，系统机械能守恒，故D正确；故选：D．点评：解决本题关键知道剪断悬绳的瞬间，弹簧的拉力不变，当A的加速度为零时速度最大，当弹簧被压缩到最短时，弹性势能最大，难度适中．2.（单选题）如图（a）所示，A、B为钉在光滑水平面上的两根铁钉，小球C用细绳拴在铁钉B上（细绳能承受足够大的拉力），A、B、C在同一直线上。t=0时，给小球一个垂直于绳的速度，使小球绕着两根铁钉在水平面上做圆周运动。在0≤t≤10s时间内，细绳的拉力随时间变化的规律如图（b）所示，则下列说法中正确的有(

)A．小球在t=5s时的线速度大于t=8s时的线速度B．小球在t=10s时的角速度小于t=10.5s时的角速度C．细绳第三次碰钉子到第四次碰钉子的时间间隔为2sD．两钉子间的距离为绳长的1/6参考答案：D3.有一台交流发电机E，通过理想升压变压器T1和理想降压变压器T2向远处用户供电，输电线的总电阻为R。T1的输入电压和输入功率分别为U1和P1，它的输出电压和输出功率分别为U2和P2；T2的输入电压和输入功率分别为U3和P3，它的输出电压和输出功率分别为U4和P4。设T1的输入电压U1一定，当用户消耗的电功率变大时，有(

).A．U2变小，U3变小

B.U2减小，U4变大C．P1变小，P2变小

D．P2变大，P3变大参考答案：D因U1和两线圈的匝数不变,根据＝得U2不变,B.，,，因P变大，I变大，所以U损变大，所以降压变压器初级电压U3变小,故选项A错;用户消耗的电功率变大时,则P3变大,而I变大,线路消耗的电功率变大,4.一物体以的初速度沿光滑斜面上滑，然后返回，假设沿斜面向下的方向为正方向，则在整个运动过程中，能够反映物体在运动中的速度图象是(

)参考答案：D5.（多选）某月球探测器每天在月球表面上空绕月球圆周运动数周．若以T表示探测器在离月球表面高度h处的轨道上做匀速圆周运动的周期，以R表示月球的半径，则（）A．探测器运行时的向心加速度为B．月球表面的重力加速度为C．探测器运行时的向心加速度为D．月球表面的重力加速度为参考答案：解：A、向心加速度a=r（）2，其中r为匀速圆周运动的轨道半径．所以探测器运行时的向心加速度为，故A错误，C正确．B、根据万有引力提供向心力得=，r=R+h万有引力等于重力得：G=mg得：月球表面的重力加速度g=故B错误，D正确故选：CD．二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.如图所示，一定质量的理想气体由状态a沿abc变化到状态c，吸收了340J的热量，并对外做功120J。若该气体由状态a沿adc变化到状态c时，对外做功40J，则这一过程中气体

（填“吸收”或“放出”）热量

J。参考答案：吸收（2分）260J7.如右图所示，在高处以初速度水平抛出一个带刺飞镖，在离开抛出点水平距离l、2l处有A、B两个小气球以速度匀速上升，先后被飞标刺破（认为飞标质量很大，刺破气球不会改变其平抛运动的轨迹），已知。则飞标刺破A气球时，飞标的速度大小为

；A、B两个小气球未被刺破前的匀速上升过程中，高度差

。参考答案：．5；4

8.在两端封闭、粗细均匀的U形细玻璃管内有一股水银柱，水银柱的两端各封闭有一段空气。当U形管两端竖直朝上时，左、右两边空气柱的长度分别为l1=18.0cm和l2=12.0cm，左边气体的压强为12.0cmHg。现将U形管缓慢平放在水平桌面上，没有气体从管的一边通过水银逸入另一边。求U形管平放时两边空气柱的长度。在整个过程中，气体温度不变。参考答案：7.5cm试题分析

本题考查玻意耳定律、液柱模型、关联气体及其相关的知识点。解析设U形管两端竖直朝上时，左、右两边气体的压强分别为p1和p2。U形管水平放置时，两边气体压强相等，设为p，此时原左、右两边气体长度分别变为l1′和l2′。由力的平衡条件有①式中为水银密度，g为重力加速度大小。由玻意耳定律有p1l1=pl1′②p2l2=pl2′③l1′–l1=l2–l2′④由①②③④式和题给条件得l1′=22.5cm⑤l2′=7.5cm⑥9.某同学在研究性学习中，利用所学的知识解决了如下问题：一轻质弹簧竖直悬挂于某一深度为h＝30.0cm且开口向下的小筒中(没有外力作用时弹簧的下端位于筒内，用测力计可以同弹簧的下端接触)，如图甲所示，若本实验的长度测量工具只能测量露出筒外弹簧的长度l，现要测出弹簧的原长l0和弹簧的劲度系数，该同学通过改变l而测出对应的弹力F，作出F－l图象如图乙所示，则弹簧的劲度系数为k＝________N/m，弹簧的原长l0＝_________.参考答案：10.如图所示，是自行车传动结构的示意图，其中Ⅰ是半径为r1的大齿轮，Ⅱ是半径为r2的小齿轮，Ⅲ是半径为r3的后轮，假设脚踏板的转速为n，则大齿轮边缘的线速度为

，自行车前进的速度为

。参考答案：

，

11.甲乙两个同学共同做“验证牛顿第二定律”的实验，装置如图所示。①两位同学用砝码盘（连同砝码）的重力作为小车（对象）受到的合外力，需要平衡桌面的摩擦力对小车运动的影响。他们将长木板的一端适当垫高，在不挂砝码盘的情况下，小车能够自由地做_________

___运动。另外，还应满足砝码盘（连同砝码）的质量m

小车的质量M。（填“远小于”、“远大于”或“近似等于”）

接下来，甲同学研究：在保持小车的质量不变的条件下，其加速度与其受到的牵引力的关系；乙同学研究：在保持受到的牵引力不变的条件下，小车的加速度与其质量的关系。②甲同学通过对小车所牵引纸带的测量，就能得出小车的加速度a。图2是某次实验所打出的一条纸带，在纸带上标出了5个计数点，在相邻的两个计数点之间还有4个点未标出，图中数据的单位是cm。实验中使用的电源是频率f=50Hz的交变电流。根据以上数据，可以算出小车的加速度a=

m/s2。（结果保留三位有效数字）

③乙同学通过给小车增加砝码来改变小车的质量M，得到小车的加速度a与质量M的数据，画出a与1/M图线后，发现：当1/M较大时，图线发生弯曲。于是，该同学后来又对实验方案进行了进一步地修正，避免了图线的末端发生弯曲的现象。那么，该同学的修正方案可能是(

)A．改画a与的关系图线B．改画a与的关系图线C．改画a与的关系图线D．改画a与的关系图线参考答案：匀速直线

远小于

0.340

A

12.有一个电流表G，内阻Rg=10Ω，满偏电流Ig=3mA，要把它改装成量程0—3V的电压表，要与之___________（选填“串联”或“并联”）一个______Ω的电阻？改装后电压表的内阻是___________Ω参考答案：13.(1)小明用电源频率为50Hz的电磁打点计时器（含复写纸）做“探究质量一定时，加速度与合力的关系”实验。①在不挂配重，平衡摩擦力过程中，打点计时器打出的一条纸带如图（乙）所示，纸带A端与小车相连。要使小车做匀速直线运动，垫木应向____移动。②打点计时器打A、C两点过程中，小车通过的距离为____cm。③打B点时小车的速度是__________m/s④打AC两点过程中，小车的平均加速度大小为____m/s2。

（保留小数点后两位数字）参考答案：①垫木应向_____左_____移动。②小车通过的距离为16.18-16.21cm。③小车的速度是____3.9-4.1______m/s④小车的平均加速度大小为____0.49-0.51_____m/s2三、实验题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.如图所示是在“研究做匀变速直线运动”的实验中得到的—条纸带(实验中打点计时器所接低压交流电源的频率为50Hz)，从某点开始每隔4个点取一个计数点，依照打点的先后顺序依次编为0、1、2、3、4、5、6，测得S1=5．18cm，S2=4．40cm，S3=3．62cm，S4=2．78cm，S5=2．00cm，S6=1．22cm．(以下两问计算结果均保留两位小数)(1)物体加速度的大小a=

m/s2，方向

(填“A→B”或“B→A”)．(2)打点计时器打计数点3时，物体的速度大小v3=

m/s参考答案：15.)某同学用如图所示的电路测量一个约为200的电阻R0的阻值．实验室备有电源(电动势为6．0V)，电流表A(量程50mA)．

另有电压表V1(量程5V)和电压表V2(量程15V)，滑动变阻器R1(阻值0~10)和滑动变阻器R2(阻值0~1k)，供选择使用．(1)电压表应选择

☆

(填“V1”或“V2”)，滑动变阻器应选择

☆

(填“R1”或“R2”)．(2)闭合电键，电流表无示数，电压表有示数．经检查发现，有一个接线柱没接入电路中，则这个接线柱是

☆

．A．滑动变阻器左侧电阻丝接线柱

B．电流表正接线柱C．电压表正接线柱

D．电键右侧接线柱参考答案：四、计算题：本题共3小题，共计47分16.在如图的xOy坐标系中．A（﹣L，0）、C是x轴上的两点，P点的坐标为（0，L）．在第二象限内以D（﹣L，L）为圆心、L为半径的圆形区域内，分布着方向垂直xOy平面向外、磁感应强度大小为B的匀强磁场；在第一象限三角形OPC之外的区域，分布着沿y轴负方向的匀强电场．现有大量质量为m、电荷量为+q的相同粒子，从A点平行xOy平面以相同速率、沿不同方向射向磁场区域，其中沿AD方向射入的粒子恰好从P点进入电场，经电场后恰好通过C点．已知a=30°，不考虑粒子间的相互作用及其重力，求：（1）电场强度的大小；（2）x正半袖上有粒子穿越的区间．参考答案：解：（1）带电粒子在磁场中做匀速圆周运动，设半径为r，粒子初速度为v0，则，由几何关系得：r=L，沿AD方向的粒子由P点进入电场时，速度方向与y轴垂直，设在电场中运动的时间为t0，电场强度为E，则qE=ma，，L=解得：E=（2）若粒子的速度方向与x轴正方向的夹角为θ，粒子从F点射出磁场，由于r=L，故四边形ADFO′为菱形，O′F平行AD，vF⊥O′F，带电粒子离开磁场时，速度方向沿x轴正方向，则有：yF=L（1﹣cosθ），粒子从F′通过PC，则粒子在电场中运动的时间为t，从C′通过x轴离开电场，沿x轴方向的位移为x，x=v0t，，粒子到达x轴的坐标为xC′，xC′=xF′+x（0＜θ≤90°）当θ=90°时，xC′的最小值，当时，xC′的最大值所以x正半袖上有粒子穿越的区间为答：（1）电场强度的大小为；（2）x正半袖上有粒子穿越的区间为．17.如图，绝缘水平地面上有宽L=0.4m的匀强电场区域，场强E=6×105N/C、方向水平向左。不带电的物块B静止在电场边缘的O点，带电量、质量的物块A，在距O点s=2．25m处以vo=5m/s的水平初速度向右运动，并与B发生碰撞，假设碰撞前后A、B构成的系统没有动能损失，A的质量是B的K（K>1）倍，A、B与地面间的动摩擦因数都为μ=0.2，物块均可视为质点，且A的电荷量始终不变，取g=10m/S2。（1）求A到达O点与B碰撞前的速度大小；（2）求碰撞后瞬间A和B的速度大小；（3）讨论K在不同取值范围时电场力对A做的功。参考答案：解：（1）设碰撞前A的速度为v，由动能定理

①（2分）得

②（1分）（2）设碰撞后A、B的速度分别为vA、vB，且设向右方向为正方向，由于是弹性碰撞，所以有

③（2分）

④（2分）联立③④并将mA=kmB，v=4m/s带入得

⑤（1分）

⑥（1分）（3）讨论：(i)如果A能够从电场右边界离开，必须满足：

⑦（1分）联立⑤⑦代入数据，得：k>3