河南省商丘市河南柘城县起台镇第一中学2022年高三物理期末试题含解析

河南省商丘市河南柘城县起台镇第一中学2022年高三物理期末试题含解析一、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.（多选）一个闭合回路由两部分组成，如图所示，右侧是电阻为的圆形导线；置于方向竖直向上，大小均匀变化的磁场B1中，左侧是光滑的倾角为θ的平行导轨，宽度为d，其电阻不计．磁感应强度为B2的匀强磁场垂直导轨平面向上，且只分布在左侧，一个质量为m、电阻为R的导体棒此时恰好能静止在导轨上，分析下述判断正确的是A．圆形线圈中的磁场均匀增强B．导体棒ab受到的安培力大小为C．回路中的感应电流为D．圆形导线中的电热功率为(参考答案：AC根据左手定则判断可知，导体棒上的电流从b到a，根据楞次定律可知，选项A正确；根据共点力平衡条件，导体棒ab受到的安培力大小等于重力沿导轨向下的分力，即，解得，选项B错误，C正确；圆形导线的电热功率，选项D错误．2.一只质量为m的蚂蚁，在半径为R的半球形碗内爬行，爬到距碗底高的A点停下来，再也爬不上去，设碗内每处的动摩擦因数相同，那么碗内的动摩擦因数为（

）

A．

B．

C．

D．参考答案：D3.质量为m的探月航天器在接近月球表面的轨道上飞行，其运动视为匀速圆周运动．已知月球质量为M，月球半径为R，月球表面重力加速度为g，引力常量为G，不考虑月球自转的影响，则航天器的()A．线速度v＝

B．角速度ω＝C．运行周期T＝2π

D．向心加速度a＝参考答案：AC4.如图所示，虚线OL与y轴的夹角θ=450，在OL上侧有平行于OL向下的匀强电场，在OL下侧有垂直纸面向外的匀强磁场，一质量为m、电荷量为q（q＞0）的粒子以速率v0从y轴上的M（OM=d）点垂直于y轴射入匀强电场，该粒子恰好能够垂直于OL进入匀强磁场，不计粒子重力。（1）求此电场的场强大小E；（2）若粒子能在OL与x轴所围区间内返回到虚线OL上，求粒子从M点出发到第二次经过OL所需要的最长时间。参考答案：（1）；（2）．试题分析：根据粒子只受电场力作用，沿电场线方向和垂直电场线方向建立坐标系，利用类平抛运动；根据横向位移及纵向速度建立方程组，即可求解；由（1）求出在电场中运动的时间及离开电场时的位置；再根据粒子在磁场中做圆周运动，由圆周运动规律及几何关系得到最大半径，进而得到最长时间；（1）粒子在电场中运动，不计粒子重力，只受电场力作用，；沿垂直电场线方向X和电场线方向Y建立坐标系，则在X方向位移关系有：，所以；该粒子恰好能够垂直于OL进入匀强磁场，所以在Y方向上，速度关系有，所以，，则有．（2）根据（1）可知粒子在电场中运动的时间；粒子在磁场中只受洛伦兹力的作用，在洛伦兹力作用下做圆周运动，设圆周运动的周期为T

粒子能在OL与x轴所围区间内返回到虚线OL上，则粒子从M点出发到第二次经过OL在磁场中运动了半个圆周，所以，在磁场中运动时间为；粒子在磁场运动，洛伦兹力作为向心力，所以有，；根据（1）可知，粒子恰好能够垂直于OL进入匀强磁场，速度v就是初速度v0在X方向上的分量，即；粒子在电场中运动，在Y方向上的位移，所以，粒子进入磁场的位置在OL上距离O点；根据几何关系，

可得，即；所以；所以，粒子从M点出发到第二次经过OL所需要的最长时间．5.2008年北京奥运会火炬实现了成功登上珠峰的预定目标，如图所示是火炬手攀登珠峰的线路示意图，请根据此图判断下列说法中正确的是

A．由起点到终点火炬手所走线路的总长度等于位移B．线路总长度与火炬手所走时间的比值等于火炬手登山的平均速度C．在计算登山的速度时可以把火炬手当成质点D．运动员在登山过程中做的是匀减速直线运动参考答案：C二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.在图（a）所示的电路中，合上电键S，变阻器的滑动头C从A端滑至B端的过程中，电源的输出功率P与路端电压U、路端电压U与总电流I的关系曲线分别如图（b）、（c）所示。不计电表、导线对电路的影响。则电源电动势E=__________V，电源内阻r=________Ω。参考答案：12，37.质量M=500t的机车，以恒定的功率从静止出发，经过时间t=5min在水平路面上行驶了s=2.25km，速度达到了最大值vm=54km/h，则机车的功率为3.75×105W，机车运动中受到的平均阻力为2.5×104N．参考答案：考点：功率、平均功率和瞬时功率．专题：功率的计算专题．分析：汽车达到速度最大时做匀速直线运动，牵引力做功为W=Pt，运用动能定理求解机车的功率P．根据匀速直线运动时的速度和功率，由P=Fv求出此时牵引力，即可得到阻力．解答：解：机车的最大速度为vm=54km/h=15m/s．以机车为研究对象，机车从静止出发至达速度最大值过程，根据动能定理得

Pt﹣fx=当机车达到最大速度时P=Fvm=fvm由以上两式得P=3.75×105W机车匀速运动时，阻力为f=F==2.5×104N故答案为：3.75×105；2.5×104点评：本题关键要清楚汽车启动的运动过程和物理量的变化，能够运用动能定理和牛顿第二定律解决问题．8.质量为0.2kg的物体以24m/s的初速度竖直上抛，由于空气阻力，经2s到达最高点，设空气阻力大小恒定，则物体上升的最大高度是______m，它由最高点落回抛出点需_____s。参考答案：24

；9.（1）如图为一个小球做自由落体运动时的频闪照片，它是每隔1/30s的时间拍摄的。从某个稍大些的位置间隔开始测量，照片上边的数字表示的是这些相邻间隔的序号，下边的数值是用刻度尺测出的其中两个间隔的长度。根据所给的两个数据，则可以求出间隔3的长度约为

cm。（结果保留三位有效数字）（2）已知游标卡尺的主尺最小分度为1mm，游标尺上有10个小的等分刻度，它的总长等于9mm，用这个游标尺测得某物体长度为2.37cm。则这时是游标尺上的第

条刻度线与主尺上的第

条刻度线对齐。参考答案：10.某学习小组的同学欲探究“滑块与桌面的动摩擦因数”，他们在实验室组装了一套如图1所示的装置。该小组同学的实验步骤如下：用天平称量出滑块的质量为M=400g，将滑块放在水平桌面上并连接上纸带，用细线通过滑轮挂上两个钩码（每个钩码质量为100g），调整滑轮高度使拉滑块的细线与桌面平行，让钩码拉动滑块由静止开始加速运动，用打点计时器记录其运动情况。选取的实验纸带记录如图2所示，图中A、B、C、D、E均为计数点，相邻两个计数点的时间隔均为0.1s，则物体运动的加速度为

m/s2，细线对滑块的拉力大小为

N，滑块与桌面间的动摩擦因数=

。（重力加速度为，结果保留两位有效数字）。

参考答案：0．85；

1．8

0．3711.如图所示，A、B两物体通过一根跨过定滑轮的轻绳相连放在水平面上。现物体A以v1的速度向右运动，当绳被拉成如图与水平夹角分别为、时，物体B的速度ｖ2=参考答案：12.物理小组在一次探究活动中测量滑块与木板之间的动摩擦因数。实验装置如图甲所示，打点计时器固定在斜面上。滑块拖着穿过打点计时器的纸带从斜面上滑下。图乙是打出的纸带一段。（1）已知打点计时器使用的交流电频率为50Hz，选A、B、C……等7个点为计数点，且各计数点间均有一个没有画出，如图乙所示。滑块下滑的加速度a=

m/s2。（2）为测量动摩擦因数，下列物理量中还应测量的有

。（填入所选物理量前的字母）

A．木板的长度L

B．木板的末端被垫起的高度h

C．木板的质量m1

D．滑块的质量m2

E．滑块运动的时间t

（3）测量（2）中所选定的物理量需要的实验器材是

。

（4）滑块与木板间的动摩擦因数=

（用被测量物理量的字母表示，重力加速度为g）。与真实值相比，测量的动摩擦因数

（填“偏大”或“偏小”），写出支持你的看法的一个论据：

。参考答案：（1）3.00（2分）（2）AB（2分）（3）刻度尺（1分）（4）（2分）偏大（1分）没有考虑纸带与打点计时器间的摩擦和空气阻力等因素。13.如图，水平地面上有一坑，其竖直截面为半圆，abab为沿水平方向的直径．若在a点以初速度v0沿ab方向抛出一小球，小球会击中坑壁上的c点．已知c点与水平地面的距离为圆半径的一半，则圆的半径为

．参考答案：【考点】平抛运动．【分析】平抛运动可以分解为在水平方向上的匀速直线运动和竖直方向上的自由落体运动，竖直方向上的位移已经知道了，但是水平方向的位移要用三角形的知识来求，然后才能求圆的半径．【解答】解：如图所示h=R则Od==R小球做平抛运动的水平位移为：x=R+R竖直位移为：y=h=R根据平抛运动的规律得：y=gt2x=v0t联立解得：R=故答案为：．三、实验题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.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，平衡摩擦力时砝码和砝码盘的总质量m0，挡光板的宽度d，光电门1和2的中心距离s．（1）该实验是否需要满足砝码和砝码盘的总质量远小于小车（含力传感器和挡光板）的质量不需要（填“需要”或“不需要”）（2）实验需用游标卡尺测量挡光板的宽度d，如图2所示，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），已知重力加速度为g，则对该小车实验要验证的表达式是．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：（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：．故答案为：（1）不需要；（2）5.50；（3）【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15.在验证机械能守恒定律的实验中，质量m＝1kg的重锤自由下落，在纸带上打出了一系列的点，如图所示，O点为打点计时器所打的第一个点，相邻记数点时间间隔为0.02s，长度单位是cm，g取9.8m/s2．(结果均保留两位有效数字)求：①打点计时器打下记数点B时，物体的速度vB＝______；②从点O到打下记数点B的过程中，物体重力势能的减小量ΔEp＝________，动能的增加量ΔEk＝__________；③根据题中提供的条件，可求出重锤实际下落的加速度a＝________．④即使在实验操作规范，数据测量及数据处理很准确的前提下，该实验测得的ΔEp也一定略大于ΔEk，这是实验存在系统误差的必然结果，试分析该系统误差产生的主要原因___________________________________________________．参考答案：.0.97

0.48

0.47

9.8

纸带与打点计时器之间有摩擦力且有空气阻力四、计算题：本题共3小题，共计47分16.如图所示，电阻不计的两光滑平行金属导轨相距L，固定在水平绝缘桌面上，其中半径为R的圆弧部分处在竖直平面内，水平直导轨部分处在磁感应强度为B、方向竖直向下的匀强磁场中，末端与桌面边缘垂直平齐．两金属棒ab、cd垂直于两导轨且与导轨接触良好．棒ab质量为2m，电阻为r，棒cd的质量为m，电阻为r，重力加速度为g，开始时棒cd静止在水平直导轨上，棒ab从圆弧顶端无初速度释放，进入水平直导轨后与棒cd始终没有接触并一直向右运动，最后两棒都离开导轨落到地面上，棒ab与棒cd落地点到桌面边缘的水平距离之比为2：1．求：（1）棒ab和棒cd离开导轨时的速度大小；（2）棒cd在水平导轨上的最大加速度；（3）两棒在导轨上运动过程中产生的焦耳热．参考答案：解：（1）设ab棒进入水平导轨的速度为v，ab棒从圆弧导轨滑下机械能守恒：2mgR=×2mv2解得：v=两棒离开导轨时，设ab棒的速度为v1，cd棒的速度为v2．两棒离开导轨后做平抛运动的时间相等，由平抛运动水平位移x=v0t可知

v1：v2=x1：x2=2：1两棒均在水平导轨上运动时，系统的合外力为零，遵守动量守恒，取向右为正方向，由动量守恒定律得：2mv=2mv1+mv2联立解得v1=，v2=（2）ab棒刚进入水平导轨时，cd棒受到的安培力最大，此时它的加速度最大．ab棒刚进入水平导轨时，设此时回路的感应电动势为E，则E=BLv感应电流I=cd棒受到的安培力为：F=BIL根据牛顿第二定律，cd棒有最大加速度为a=联立解得：a=（3）根据能量守恒，两棒在轨道上运动过程产生的焦耳热为

Q=×2mv2﹣（×2mv12+mv22）联立解得，Q=mgR答：（1）棒ab和棒cd离开导轨时的速度大小分别为和；（2）棒cd在水平导轨上的最大加速度是；（3）两棒在导轨上运动过程中产生的焦耳热是mgR．【考点】动量守恒定律；平抛运动；动能定理的应用．【分析】（1）ab棒在圆弧上下滑的过程中机械能守恒，由此可求得ab棒刚进入磁场时的速度．棒ab和棒cd离开导轨做平抛运动，根据平抛运动的规律和水平位移之比列式，可求得棒ab和棒cd离开导轨时速度大小之比．两棒都在轨道上运动时系统的合外力为零，遵守动量守恒，由动量守恒定律列式，联立即可求解．（2）MN棒刚进入水平导轨时，MN棒受到的安培力最大，此时它的加速度最大．根据MN棒从圆弧导轨滑下机械能定恒求解进入磁场之前的速度大小，由E=BLv、I=、F=BIL结合求出安培力，即可由牛顿第二定律求解最大加速度．（3）两棒开导轨做平抛运动，根据平抛运动的规律和水平位移之比求解，根据根据动量定恒和能量定恒求解两棒在轨道上运动过程产生的焦耳热．17.发电机输出功率为100kW，输出电压为250V，用户需要220V的电压，输电线电阻为，若输电线损失的功率为输送功率的4%，试求：（1）输电线上的升压变压器和降压变压器原、副线圈的匝数比；（2）用户得到的电功率是多少？参考答案：（1）输电线损耗功率：P线……1分P线R线

…………………1分输电线电流

…………………1分原线圈通过的电流

…………ks5u……………1分

…………………1分

…………………1分

……………