河南省驻马店市蔡沟乡联合中学2022年高三物理下学期期末试卷含解析

河南省驻马店市蔡沟乡联合中学2022年高三物理下学期期末试卷含解析一、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.（单选题）均匀带电的导体球内部各点电势相等。如图，在半球面AB上均匀分布正电荷，总电荷量为q，球面半径为R，CD为通过半球顶点与球心O的轴线，在轴线上有M、N两点，OM=ON=0.5R．已知M点的电势为，O点的电势大小为，则N点电势大小为A.

B.

C.

D.参考答案：B设想一个均匀带电、带电量为q的右半球，与题目中所给的左半球组成一个完整的均匀带电球面，由对称性可知，右半球在M点的电势φM′等于左半球在N点的电势，即：故：而正是两个半球同时存在时P点的电势．因为均匀带电球壳内部各处电势都相等，其值为，k为静电力常量，故：解得：故选B。2.（单选）如图所示，内壁及碗口光滑的半球形碗固定在水平面上，碗口保持水平。A球、C球与B球分别用两根轻质细线连接，当系统保持静止时，B球对碗壁刚好无压力，图中θ=30o，则A球、C球的质量之比为（

）

Ａ．1:2

Ｂ．2:1

Ｃ．1:

Ｄ．:1参考答案：C解：设A球、C球的质量分别mA、mC．由几何知识得知，两细线相互垂直．

对A、C两球平衡得T1=mAg，T2=mCg．

以B球为研究对象，分析受力情况：重力G、两细线的拉力T1、T2．由平衡条件得

T1=T2tanθ

得则得

故选C3.在探究物体的超重和失重规律时，体重为G的同学站在一压力传感器上完成一次下蹲动作。传感器和计算机相连，经计算机处理后得到压力F随时间t变化的图象，则下列图象中可能正确的是

A.

B.

C.

D.参考答案：D4.如图电路，在平行金属板M、N内部左侧中央P有一质量为m的带电粒子（重力不计）以水平速度v0射入电场并打在N板的O点.改变R1或R2的阻值，粒子仍以v0射入电场，则A．该粒子带正电B．减少R2，粒子还能打在O点C．减少R1，粒子将打在O点左侧D．增大R1，粒子在板间运动时间不变参考答案：BC5.如果在地球赤道上的物体随地球自转的速率v1，近地卫星的向心加速度为a1，地球半径为R，同步卫星离地心距离为r，运行速率为v2，加速度a2；那么下列比值正确的为A.

B.

C.

D.参考答案：B对于地球同步卫星和近地卫星，由万有引力提供做匀速圆周运动所需向心力得到：=，=得：，故A错误B正确．因为地球同步卫星的角速度和地球赤道上的物体随地球自转的角速度相同，由a1=ω2R，a2=ω2r可得，，故C、D错误。二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.（3分）将质量为m的铅球以大小为v的速度沿与水平方向成θ角的方向抛入一个装有沙子的总质量为M，静止的沙车中，沙车与地面的摩擦力不计，则球与沙车最终的共同速度为

。参考答案：mvcosθ/(M+m)7.（4分）从某高度处水平抛出一物体，着地瞬间的速度方向与水平方向成角，则抛出时物体的动能与重力势能(以地面为参考平面)之比为

。参考答案：

答案：

8.某同学做《共点的两个力的合成》实验作出如图所示的图，其中A为固定橡皮条的固定点，O为橡皮条与细绳的结合点，图中________是F1、F2合力的理论值，

是合力的实验值，通过本实验可以得出结论：在误差允许的范围内，

是正确的。参考答案：F

F′

力的平行四边形定则9.在测定匀变速直线运动加速度的实验中，选定一条纸带如图所示，每相邻两个记数点之间有四个点未打出，其中0、1、2、3、4、5、6都为记数点，电源频率为50HZ．测得：x1=1.40cm，x2=1.90cm，x3=2.38cm，x4=2.88cm，x5=3.39cm，x6=3.87cm．（1）在计时器打出点4时，小车的速度为：v4=0.314m/s．（2）该匀变速直线运动的加速度的大小a=0.496m/s2．（结果均保留三位有效数字）参考答案：考点：测定匀变速直线运动的加速度．版权所有专题：实验题；直线运动规律专题．分析：根据匀变速直线运动的推论公式△x=aT2可以求出加速度的大小，根据匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度，可以求出打纸带上4点时小车的瞬时速度大小．解答：解：电源频率为50Hz，打点时间间隔是0.02s，由于两相邻计数点间有四个点未画出，相邻计数点间的时间间隔t=0.02×5=0.1s，匀变速直线运动某段时间内的平均速度等于该段时间中间时刻的瞬时速度，在计时器打出点4时，小车的速度为：v4==≈0.314m/s；由匀变速直线运动的推论公式：△x=at2可知，加速度的大小：a===≈0.496m/s2，故答案为：0.314；0.496．10.如图所示，一个半径为R的透明球体放置在水平面上，一束光从A点沿水平方向射入球体后经B点射出，最后射到水平面上的C点。已知，该球体对光的折射率为，则它从球面射出时的出射角＝

；在透明体中的速度大小为

（结果保留两位有效数字）（已知光在的速度c＝3×108m／s）参考答案：11.小球自由下落时，记录小球每隔相同时间的位置有以下两种方式：一种是图(a)所示的频闪照相记录，另一种是图(b)所示的利用打点计时器记录。两种记录方式都能用来验证机械能守恒定律，但两种方式相比，图(a)比图(b)的__________误差更小（选填“偶然”或“系统”）；图(a)中所标数据为小球自A点释放后频闪仪每隔T＝0.04s闪光一次，各时刻的位置到A的距离，单位为厘米，验证图(a)中小球自A到E过程中的机械能守恒，还需要知道小球到达E处的速度，此速度有两种计算方式：第一种是根据自由落体速度公式v=gt求得(g为当地重力加速度)，第二种是利用求得，应选第_________种，参考答案：12.一个小灯泡在3伏的电压下，通过0.25A电流，灯泡所发出的光经聚光后形成很细的光束，沿某个方向直线射出。设灯泡发出的光波长为6000埃，则每秒钟发出的光子个数为______个，沿光的传播方向上2m长的光束内的光子为________个2.26×1018，1.51×10102012学年普陀模拟22。参考答案：2.26×1018，1.51×1010 13.质量分别为60kg和70kg的甲、乙两人，分别同时从原来静止于光滑水平面上的小车两端，以3m/s的水平初速度沿相反方向跳到地面上。若小车的质量为20kg，则当两人跳离小车后，小车的运动速度为_____________m/s，方向与（选填“甲、乙”）_____________相反。参考答案：1.5m/s，乙

三、简答题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.（选修3-3模块）（4分）如图所示，绝热隔板S把绝热的气缸分隔成体积相等的两部分，S与气缸壁的接触是光滑的．两部分中分别盛有相同质量、相同温度的同种气体a和b．气体分子之间相互作用可忽略不计．现通过电热丝对气体a缓慢加热一段时间后，a、b各自达到新的平衡状态．试分析a、b两部分气体与初状态相比，体积、压强、温度、内能各如何变化？参考答案：

答案:

气缸和隔板绝热，电热丝对气体a加热，a温度升高，体积增大，压强增大，内能增大；（2分）

a对b做功，b的体积减小，温度升高，压强增大，内能增大。（2分）15.（7分）一定质量的理想气体，在保持温度不变的的情况下，如果增大气体体积，气体压强将如何变化？请你从分子动理论的观点加以解释．如果在此过程中气体对外界做了900J的功，则此过程中气体是放出热量还是吸收热量？放出或吸收多少热量？（简要说明理由）参考答案：气体压强减小（1分）一定质量的气体，温度不变时，分子的平均动能一定，气体体积增大，分子的密集程度减小，所以气体压强减小．（3分）一定质量的理想气体，温度不变时，内能不变，根据热力学第一定律可知，当气体对外做功时，气体一定吸收热量，吸收的热量等于气体对外做的功量即900J．（3分）四、计算题：本题共3小题，共计47分16.在水平长直的轨道上，有一长度为L的平板车在外力控制下始终保持速度v0做匀速直线运动．某时刻将一质量为m的小滑块轻放到车面的中点，滑块与车面间的动摩擦因数为μ．（1）证明：若滑块最终停在小车上，滑块和车摩擦产生的内能与动摩擦因数μ无关，是一个定值．（2）已知滑块与车面间动摩擦因数μ=0.4，滑块质量m=1kg，车长L=2m，车速v0=4m/s，取g=10m/s2，当滑块放到车面中点的同时对该滑块施加一个与车运动方向相同的恒力F，要保证滑块不能从车的左端掉下，恒力F大小应该满足什么条件？参考答案：（1）根据牛顿第二定律，对滑块

(1分）相对滑动的时间

(1分相对滑动的距离

(1分）

滑块与车摩擦产生的内能

(1分）

由上述各式解得

(1分）（与动摩擦因数μ无关的定值）

（2）设恒力F取最小值为F1，滑块加速度为a1，此时滑块恰好到达车的左端，则滑块运动到车左端的时间

(1分）

①

由几何关系有

(1分） ②

由牛顿定律有

(1分）③

由①②③式代入数据解得

F1=4.0N

(1分）则恒力F大小应该满足条件是

F

≥4.0N

(1分）

17.如图所示，倾斜轨道AB的倾角为37°，CD、EF轨道水平，AB与CD通过光滑圆弧管道BC连接，CD右端与竖直光滑圆周轨道相连．小球可以从D进入该轨道，沿轨道内侧运动，从E滑出该轨道进入EF水平轨道．小球由静止从A点释放，已知AB长为5R，CD长为R，重力加速度为g，小球与斜轨AB及水平轨道CD、EF的动摩擦因数均为0.5，sin37°=0.6，cos37°=0.8，圆弧管道BC入口B与出口C的高度差为1.8R．求：（在运算中，根号中的数值无需算出）（1）小球滑到斜面底端C时速度的大小．（2）小球刚到C时对轨道的作用力．（3）要使小球在运动过程中不脱离轨道，竖直圆周轨道的半径R′应该满足什么条件？参考答案：【考点】：动能定理的应用；牛顿第二定律；向心力．【专题】：动能定理的应用专题．【分析】：（1）对球从A运动至C过程运用动能定理列式求解即可；（2）在C点，重力和支持力的合力提供向心力；根据牛顿第二定律列式求解支持力；然后再结合牛顿第三定律求解压力；（3）要使小球不脱离轨道，有两种情况：情况一：小球能滑过圆周轨道最高点，进入EF轨道．情况二：小球上滑至四分之一圆轨道的点（设为Q）时，速度减为零，然后滑回D．由动能定理列出等式求解．：解：（1）设小球到达C点时速度为v，小球从A运动至C过程，由动能定理有：mg（5Rsin37°+1.8R）﹣μmgcos37°?5R=可得：vC=（2）小球沿BC轨道做圆周运动，设在C点时轨道对球的作用力为FN，由牛顿第二定律，有：FN﹣mg=m其中r满足：r+r?sin53°=1.8R联立上式可得：FN=6.6mg由牛顿第三定律可得，球对轨道的作用力为6.6mg，方向竖直向下．（3）要使小球不脱离轨道，有两种情况：情况一：小球能滑过圆周轨道最高点，进入EF轨道．则小球在最高点应满足：m≥mg小球从C直到此最高点过程，由动能定理，有：﹣μmgR﹣mg?2R′=mvP2﹣mvC2可得：R′≤R=0.92R情况二：小球上滑至四分之一圆轨道的最高点时，速度减为零，然后滑回D．则由动能定理有：﹣μmgR﹣mg?R′=0﹣mvC2解得：R′≥2.3R所以要使小球不脱离轨道，竖直圆周轨道的半径R′应该满足R′≤0.92R或R′≥2.3R．答：（1）小球滑到斜面底端C时速度的大小是．（2）小球刚到C时对轨道的作用力是6.6mg，方向竖直向下．（3）要使小球在运动过程中不脱离轨道，竖直圆周轨道的半径R′应该满足R′≤0.92R或R′≥2.3R．【点评】：此题要求熟练掌握动能定理、