四川省德阳市罗江县金山初级中学2022年高三物理期末试卷含解析

四川省德阳市罗江县金山初级中学2022年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，半径为R的金属环竖直放置，环上套有一质量为m的小球，小球开始时静止于最低点，现使小球以初速度v0=沿环上滑，小环运动到环的最高点时与环恰无作用力，则小球从最低点运动到最高点的过程中（）A．小球机械能守恒B．小球在最低点时对金属环的压力是6mgC．小球在最高点时，重力的功率是mgD．小球机械能不守恒，且克服摩擦力所做的功是0.5mgR参考答案：D【考点】功率、平均功率和瞬时功率；向心力；功的计算；机械能守恒定律．【分析】小球运动到环的最高点与环恰无作用力，由重力提供向心力，列式可求出小球经过最高点时的速度．小球从最低点运动到最高点的过程中，运用动能定理列式求出克服摩擦力所做的功．在最低点，根据向心力公式即可求解小球在最低点时对金属环的压力．【解答】解：A、小球在最高点与环作用力恰为0时，设速度为v，则mg=m解得：v=从最低点到最高点，由动能定理得：﹣mg2R﹣W克=解得：W克=，所以机械能不守恒，且克服摩擦力所做的功是0.5mgR，故A错误，D正确．B、在最低点，根据向心力公式得：解得：N=7mg，故B错误；C、小球小球在最高点时，重力方向与速度方向垂直，重力的功率为零，故C错误．故选：D2.（单选）被拉直的绳子一端固定在天花板上，另一端系着小球。小球从A点静止释放，运动到B点的过程中，不计空气阻力。则（

）A．小球受到的拉力先变小后变大B．小球的切向加速度一直变大C．小球的机械能守恒D．小球的动能先变大后变小参考答案：C3.关于物理学的研究方法，以下说法正确的是A．在用实验探究加速度、力和质量三者之间关系时，应用了控制变量法B．在利用速度时间图像推导匀变速直线运动位移公式时应用的是近似计算法C．在定义电场强度时应用了比值法，因而电场强度与电场力和试探电荷的电量无关D．在不需要考虑物体本身的大小和形状时，建立质点概念是应用等效替代法参考答案：AC4.一列简谐横波以1m/s的速度沿绳子由A向B传播。质点A、B间的水平距离，如图所示。若时质点A刚从平衡位置开始向上振动，其振动方程为。则B点的振动图象为下图中的

参考答案：B8×10-6，

d=D。5.一束由光子能量较大的a光和光子能量较小的b光复合在一起的光线，由空气射向一块平行平面玻璃砖，经折射后分成两束。在下列四个光路图中可能正确的是（

）参考答案：A二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.利用光电管产生光电流的电路如图所示。电源的正极应接在端

（填“a”或“b”）；若电流表读数为8μA，则每秒从光电管阴极发射的光电子至少是

个（已知电子电量为l.6×10-19C）。参考答案：答案：a，5×1013分析：要使电子加速，应在A极接高电势，故a端为电源正极。由I＝ne/t，得n=It/e＝5×1013。7.如图所示，物体A、B经无摩擦的定滑轮用细线连在一起，A物体受水平向右的拉力F的作用，此时B以速度v匀速下降，A水平向左运动，当细线与水平方向成300角时，A的速度大小为

．A向左运动的过程中，所受到的摩擦力

（填变大、变小、不变）．参考答案：

变小8.图示M、N是固定的半圆形轨道的两个端点，轨道半径为R，一个质量为m的小球从M点正上方高为H处自由落下，正好沿切线进入轨道，M、N两点等高，小球离开N点后能上升的最大高度为H/2，不计空气阻力，则小球在此过程中克服半圆轨道摩擦力做的功为____________；小球到最高点后又落回半圆轨道，当它过最低点上升时，其最大高度的位置在M点的_______（填“上方”、“下方”或“等高处”）．

参考答案：

答案：mgH/2

上方9.静电除尘器示意如右图所示，其由金属管A和悬在管中的金属丝B组成。A和B分别接到高压电源正极和负极，A、B之间有很强的电场，B附近的气体分子被电离成为电子和正离子，粉尘吸附电子后被吸附到_______（填A或B）上，最后在重力作用下落入下面的漏斗中，排出的烟就成为清洁的了。已知每千克煤粉会吸附nmol电子，每昼夜能除mkg煤粉，设电子电量为e，阿伏加德罗常数为NA，一昼夜时间为t，则高压电源的电流强度为_______。参考答案：A

2emnNA/t

10.在“测定金属的电阻率”的实验中：（1）用螺旋测微器测量金属丝的直径，示数如图1所示，读数为

mm．（2）某小组同学利用电流表（内阻约0.1Ω）、电压表（内阻约3kΩ）等器材从0开始的多组电流、电压数据并求出金属丝的电阻Rx=50Ω，他们采用的是如图中的

电路图，所测电阻Rx的真实值

（选填“大于”、“小于”、“等于”）50Ω．参考答案：（1）2.526（2.525﹣2.528）；（2）A；

小于．【考点】测定金属的电阻率．【分析】（1）的关键是读数时要分成整数部分和小数部分两部分之和来读；（2）的关键是明确当电流要求从零调时，变阻器应用分压式接法，当待测电阻远小于电压表内阻时，电流表应用外接法．【解答】解：（1）螺旋测微器的读数为d=2.5mm+20.7×0.01mm=2.527mm（2.525﹣2.528）；（2）由给出的数据表可知，电流和电压从零调，所以滑动变阻器应用分压式接法；因电流表（内阻约0.1Ω）、电压表（内阻约3kΩ），而待测金属丝的电阻Rx=50Ω，依据＞RARV，则有，所测电阻偏大，所以电流表应用内接法，故应采用A图；因采用电流表内接法，则导致电压表测量值偏大，因此所测电阻的测量值大于真实值，即所测电阻Rx的真实值小于50Ω．故答案为：（1）2.526（2.525﹣2.528）；（2）A；

小于．11.如图所示，质量为m、边长为L的等边三角形abc导线框悬挂于水平轻杆一端，离杆左端1/3处有固定转轴O，杆另一端通过细线连接地面．导线框处于磁感应强度为B的匀强磁场中，且与磁场垂直．当线圈中逆时针电流为I时，bc边所受安培力的大小及方向是___________________；接地细线对杆的拉力为____________．

参考答案：BIL向上；

mg/212.（4分）在物理学中，我们常用比值法来定义物理量，用此方法反映的是物质或运动的某一属性，与定义式中的各物理量无关，例如电阻R＝。请你根据已经学过的中学物理知识再写出两个用比值法定义的物理量：________、________。参考答案：E=；UAB=

13.在探究“加速度与力、质量的关系”的活动中：

(1)将实验器材组装如图所示。请你指出该装置中的错误或不妥之处：①

▲

②

▲

③

▲

(2)改正实验装置后，该同学顺利完成了实验。在实验中保持小车质量不变，改变沙桶的质量，测得小车所受绳子的拉力F和加速度a的数据如下表：F/N0.210.300.400.490.60a/(m/s-2)0.100.210.290.410.49①根据测得的数据，在右图中作出a～F图象；②由图象可知，小．车与长木板之间的最大静摩擦力大小为

▲

N。(3)打出的某一条纸带，A、B、C、D、E、F为相邻的6个计数点，如图，相邻计数点间还有四个点未标出．利用图中给出的数据可求出小车的加速度a=

▲

m/s2，A点的速度vA=

▲

m/s．参考答案：⑴①电源电压应为4～6V（2分）②没有平衡摩擦力（2分）③小车应靠近打点计时器（2分）⑵①如右图所示，无标度扣1分，无描点扣1分，图象不是直线扣3分，扣完为止（3分）②0.12±0.02（2分）⑶0.50（2分）0.095（2分）三、简答题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.（选修模块3－4）如图所示是一种折射率n=1.5的棱镜用于某种光学仪器中。现有一束光线沿MN的方向射到棱镜的AB界面上，入射角的大小。求光在棱镜中传播的速率及此束光线射出棱镜后的方向（不考虑返回到AB面上的光线）。

参考答案：解析：由得（1分）

由得，（1分）

由＜，可知C＜45°（1分）

而光线在BC面的入射角＞C，故光线在BC面上发生全反射后，垂直AC面射出棱镜。（2分）

15.如图所示，一定质量理想气体经历A→B的等压过程，B→C的绝热过程（气体与外界无热量交换），其中B→C过程中内能减少900J．求A→B→C过程中气体对外界做的总功．参考答案：W=1500J【详解】由题意可知，过程为等压膨胀，所以气体对外做功为：过程：由热力学第一定律得：

则气体对外界做的总功为：

代入数据解得：。四、计算题：本题共3小题，共计47分16.如图16所示，半圆形玻璃砖的半径R=10cm，折射率为，直径AB与屏幕MN垂直并接触于A点。激光a以入射角i=30°射入玻璃砖的圆心O，在屏幕MN上出现了两个光斑。求这两个光斑之间的距离L。参考答案：作出光路如答图3所示，据折射定律知所以：

解得r=60°（4分）由图知L1=Rtan30°，L2=Rtan60°所以L=L1+L2=R≈23（cm）（5分）17.（18分）如图所示，光滑的U型金属导轨PQMN水平地固定在竖直向上的匀强磁场中．磁感应强度为B，导轨的宽度为L，其长度足够长，QM之间接有一个阻值为R的电阻，其余部分电阻不计。一质量为m，电阻也为R的金属棒ab，恰能放在导轨之上并与导轨接触良好。当给棒施加一个水平向右的冲量，棒就沿轨道以初速度v0开始向右滑行。求：（1）开始运动时，棒中的瞬间电流i和棒两端的瞬间电压u分别为多大？（2）当棒的速度由v0减小到v0的过程中，棒中产生的焦耳热Q是多少？棒向右滑行的位移x有多大？参考答案：

解析：（1）（共９分）开始运动时，棒中的感应电动势：

e=Lv0B………………(３分)

棒中的瞬时电流:

i=e/2R=Lv0B/2R………………(３分)

棒两端的瞬时电压:u=

e=Lv0B………………(３分)

（2）（共９分）由能量转化与守恒定律知，全电路在此过程中产生的焦耳热：

Q总=mv02-m(v0)2=mv02………(２分)

∴棒中产生的焦耳热为：Q=Q总=mv02…………………(２分)

令：Δt表示棒在减速滑行时某个无限短的时间间隔，则在这一瞬时,结合安培力和瞬时加速度的极限思想，应用牛二律有：

iLB

=mΔv/Δt……………(１分)

结合电磁感应定律和瞬时速度的极限思想，应用全电路欧姆定律有：

i·2R=LBv=LBΔx/Δt………………(１分)

所以：mLBΔv=LB2RΔx,

即：Δx∝Δv

所以对于全过程，上述正比例关系仍成立

所以对于全过程（Δv=v0），得：

Δx=x=………..……….(３分)18.如图所示，质量为m的小物块放在长直水平面上，用水平细线紧绕在半径为R、质量为2m的薄壁圆筒上．t=0时刻，圆筒在电动机带动下由静止开始绕竖直中心轴转动，转动中角速度满足ω=β1t（β1为已知常数），物块和地面之间动摩擦因数为μ．求：（1）物块做何种运动？请说明理由．（2）物块运动中受到的拉力．（3）从开始运动至t=t1时刻，电动机做了多少功？（4）若当圆筒角速度达到ω0时，使其减速转动，并以此时刻为t=0，且角速度满足ω=ω0－β2t（式中ω0、β2均为已知），则减速多长时间后小物块停止运动？参考答案：（1）圆筒边缘线速度与物块前进速度大小相同根据v=ωR=Rβ1t，线速度与时间成正比物块做初速为零的匀加速直线运动

（2）由（1）问分析结论，物块加速度为a=Rβ1

根据物块受力，由牛顿第二定律得T－μmg=ma

则细线拉力为T=μmg+m