湖南省常德市燕子山中学2022年高三物理期末试题含解析

湖南省常德市燕子山中学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.（单选）如右图所示空间有垂直纸面向外的匀强磁场，一质量为m=1kg的带正电的绝缘小滑块，沿斜面先向上运动，当滑到最高点后又沿斜面下滑。关于滑块在斜面上的整个运动中所受的洛伦兹力方向，下列说法正确的是A.一直垂直斜面向上B.一直垂直斜面向下C.先垂直斜面向上后垂直斜面向下D.先垂直斜面向下后垂直斜面向上参考答案：D2.下列说法正确的是_______（填写选项前的字母代号）（选对一个给3分，选对两个给4分，选对3个给6分。每选错一个扣3分，最低得分为0分）

A．物体吸收热量，其温度不一定升高

B．热量只能从高温物体向低温物体传递C．做功和热传递是改变物体内能的两种方式

D．布朗运动是悬浮在液体中固体颗粒的分子无规则运动的反映

E．第二类永动机是不能制造出来的，尽管它不违反热力学第一定律，但它违反热力学第二定律参考答案：3.右图是沿x轴正向传播的简谐横波在某时刻的波形图，波速为2.0m/s，下列说法正确的是

A．该波的振动周期为4.0s

B．此时刻质点P的振动方向沿y轴正方向 C．经过△t=3.0s，质点P将沿x轴正向移动6.0m D．经过△t=4.0s，质点Q通过的路程是0.40m参考答案：D周期T==2.0s，选项A错误；“峰前升，峰后降”，质点P此时在峰后，故沿y轴负向运动，选项B错误；质点P只在其平衡位置附近上下振动，不随波逐流，选项C错误；经过△t=4.0s=2T，质点Q通过的路程是振幅的8倍，即0.40m，选项D正确。4.图甲是某燃气炉点火装置的原理图。转换器将直流电压转换为图乙所示的正弦交变电压，并加在一理想变压器的原线圈上，变压器原、副线圈的匝数分别为、。为交流电压表。当变压器副线圈电压的瞬时值大于2500V时，就会在钢针和金属板间引发电火花进而点燃气体。以下判断正确的是(

)A．电压表的示数等于5VB．电压表的示数等于C．实现点火的条件是D．实现点火的条件是参考答案：BD5.1831年，法拉第经过十年的研究和努力，终于发现了电磁感应定律。如图所示为法拉第发明的人类历史上第一台感应发电机的原理图：一金属圆盘在垂直纸面向里的匀强磁场中以中点b为圆心逆时针旋转。在圆盘的边缘和中心取一直线上的三个位置，记为a、b、c，则关于三点的电势的判断正确的是A．

B．C．

D．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.（1）在“长度的测量”实验中，调整游标卡尺两测量爪间距离，主尺和游标尺的位置如图甲所示，此时卡尺两测量爪间狭缝宽度

mm。在数控实验室，工人师傅测量某金属丝直径时的情景如图乙所示，螺旋测微器测出的金属丝的直径是

mm。（2）某同学设计了一个“探究加速度与物体所受合力F及质量m的关系”实验。如图a为实验装置简图，A为小车，B为电火花打点计时器（打点频率为50Hz），C为装有砝码的小桶，D为一端带有定滑轮的长方形木板，实验中认为细绳对小车的拉力F等于C的总重量，小车运动的加速度a可用纸带上的点求得。①图b为某次实验得到的纸带，其中每两个计数点之间有四个点没有画出，根据纸带可求出小车的加速度大小为

m/s2。（保留两位有效数字）②下列说法正确的是

。A每次改变小车质量时，应重新平衡摩擦力B．实验时应先释放小车后接通电源C．本实验中小车A的质量应远大于C的质量D．为了更直观方便地探究加速度与质量的关系，应作a—M图象（M为小车质量）③实验时，某同学由于疏忽，遗漏了平衡摩擦力这一步骤，他测量得到的a—F图象可能是图c中的图线

。（填“甲”、“乙”或“丙”）参考答案：（1）

0.65

mm；

1.500

mm（2）①

0.49m/s2或0.50m/s2；②

C

；③

丙7.氢原子第n能级的能量为En=，其中E1为基态能量．当氢原子由第5能级跃迁到第3能级时，发出光子的频率为；若氢原子由第3能级跃迁到基态，发出光子的频率为，则=

。参考答案：8.（2）如图所示，在平静的水面上有A、B两艘小船，A船的左侧是岸，在B船上站着一个人，人与B船的总质量是A船的10倍。两船开始时都处于静止状态，当人把A船以相对于地面的速度v向左推出，A船到达岸边时岸上的人马上以原速率将A船推回，B船上的人接到A船后，再次把它以原速率反向推出……，直到B船上的人不能再接到A船，试求B船上的人推船的次数。参考答案：（1）AC（全部答对得4分，选不全但没有错误得2分），

1．8eV（2分）

（2）取向右为正，B船上的人第一次推出A船时，由动量守恒定律得mBv1－mAv=0

（2分）即：v1=

（1分）当A船向右返回后，B船上的人第二次将A推出，有mAv＋mBv1=－mAv＋mBv2

（1分）即：v2=

（1分）9.右图为小车做直线运动的s－t图，则小车在BC段做______运动，图中B点对应的运动状态的瞬时速度大小是______m/s。参考答案：匀速

1.6-2.1

10.质量为100kg的小船静止在水面上，船两端有质量40kg的甲和质量60kg的乙，当甲、乙同时以3m/s的速率向左、向右跳入水中后，小船的速度大小为0.6m/s，方向是向左．参考答案：考点：运动的合成和分解．专题：运动的合成和分解专题．分析：根据动量守恒定律分析，甲乙船三者组成的系统动量守恒．解答：解：甲乙船三者组成的系统动量守恒．规定向左为正方向．设小船的速度大小为v，由动量守恒定律有：0=m甲v甲+m乙v乙+mv

0=40×3﹣60×3+100v解得：v=0.6m/s．速度v为正值，说明方向向左．故答案为：0.6，向左．点评：解决本题的关键熟练运用动量守恒定律，注意动量的失量性，与速度的正负是解题的关键．11.如图所示，光滑斜面长为a，宽为b，倾角为θ，一物块沿斜面从左上方顶点P水平射入，而从右下方顶点Q离开斜面，此物体在斜面上运动的加速度大小为

；入射初速度v的大小为

．参考答案：a=gsinθ,v0=a 12.一列沿着x轴正方向传播的横波，在t=0时刻的波形如图甲所示．图甲中某质点的振动图象如图乙所示．质点N的振幅是

m，振动周期为

s，图乙表示质点

(从质点K、L、M、N中选填)的振动图象．该波的波速为

m／s．参考答案：0.8

4

L

0.5由甲图知，质点N的振幅是A=0.8m．由甲图得到波长为2m，由乙图得到周期为4s，故波速；由乙图判断可知t=0时刻质点处于平衡位置且向上振动，在甲图上，由于波沿x轴正方向传播，运用波形平移法可知L点处于平衡位置且向上振动，所以乙图是L的振动图象。13.（2分）在α衰变时产生的也具有放射性，它能放出一个

粒子而变为。参考答案：β三、简答题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.（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）15.2004年1月25日，继“勇气”号之后，“机遇”号火星探测器再次成功登陆火星．人类为了探测距离地球大约3.0×105km的月球，也发射了一种类似四轮小车的月球探测器．它能够在自动导航系统的控制下行走，且每隔10s向地球发射一次信号，探测器上还装着两个相同的减速器(其中一只是备用的)，这种减速器可提供的最大加速度为5m/s2，某次探测器的自动导航系统出现故障，从而使探测器只能匀速前进而不再避开障碍物．此时地球上的科学家只能对探测器进行人工遥控操作．下表为控制中心的显示屏上的数据：

已知控制中心的信号发射和接收设备工作速度极快．科学家每次分析数据并输入命令至少需要3s.问：(1)经过数据分析，你认为减速器是否执行了命令？(2)假如你是控制中心的工作人员，采取怎样的措施？加速度满足什么条件？请计算说明．

参考答案：(1)未执行命令(2)立即输入命令，启动另一个备用减速器，加速度a>1m/s2，便可使探测器不与障碍物相碰．

四、计算题：本题共3小题，共计47分16.如图所示，底端切线水平且竖直放置的光滑圆弧轨道的半径为L，圆心在O点，其轨道底端P距地面的高度及与右侧竖直墙的距离均为L，Q为圆弧轨道上的一点，连线OQ与竖直方向的夹角为60°．现将一质量为m，可视为质点的小球从Q点由静止释放，不计空气阻力，重力加速度为g，求：（1）小球在P点时受到的支持力大小；（2）小球第一次与墙壁碰撞时的速度大小．参考答案：解：（1）小球从Q到P过程，由机械能守恒定律得：mgL（1﹣cos60°）=mvP2．得：vP=小球在P点时，由牛顿第二定律：FN﹣mg=m联立解得：FN=2mg

（2）小球离开P点后做平抛运动，水平位移为L时所用时间为t，则有：L=vPt小球下落的高度为：h=从Q到第一次撞墙的过程，由机械能守恒定律得：mgL[（1﹣cos60°）+h]=联立可以得到：小球第一次与墙壁碰撞时的速度大小为：v=．答：（1）小球在P点时受到的支持力大小是2mg；（2）小球第一次与墙壁碰撞时的速度大小是．【考点】动能定理的应用；向心力．【分析】（1）小球从Q到P过程中只有重力做功，机械能守恒，由机械能守恒定律求出小球在P点时的速度，再由向心力公式求出支持力；（2）小球离开P点后做平抛运动，由平抛运动的知识求得小球第一次与墙壁碰撞时下降的高度，再由机械能守恒求得速度的大小．17.如图所示，三块木板A、B、C的质量均为，长度均为L。A、B置于水平地面上，它们的间距s=2m。C置于B板的上端并对齐。A、B、C之间及A、B与地面之间的动摩擦因数均为μ=0.2，最大静摩擦力可以认为等于滑动摩擦力。开始时，三个物体处于静止状态。现给A施加一个水平向右，大小为3mg/5的恒力F，假定木板A、B碰撞时间极短且碰撞后粘连在一起，最终C没有脱离A板，g取l0m／s2。求：（1）碰撞后的瞬间A、B、C的速度各是多少?（2）最终A、B、C的速度又是多少?（3）要使C完全离开B并不脱离木板A，每块木板的长度应满足什么条件?参考答案：（1）一开始A与水平面之间的滑动摩擦力，A在F作用下向右加速运动。

由动能定理的：

①

（2分）

A、B两木块碰撞瞬间，内力远大于摩擦力，由动量守恒定律得

②

（2分）

解得

所以，A、B、C的速度分别为2m/s，2m/s，0

（3分）

（2）碰撞结束后到三个物体达到共同速度的相互作用过程中，设AB整体、C向前移动的位移分别为s1、s2，受滑动摩擦力分别为，，选三个物体构成的整体为研究对象，外力之和为零，则

③

（2分）

代入数据解得

④

（2分）所以，最终A、B、C的速度是（3）对AB整体：

⑤

（1分）

对C：

⑥

（1分）C相对于AB的位移为s3，由几何关系得

⑦

（2分）由⑤⑥⑦解得

⑧

（1分）要使C能够完全离开B，C相对于AB的位移s3满足

⑨

（1分）要使C不脱离木板A，则：

（1分）解得：

⑩

（1分）要使C完全离开B并不脱离木板A，每块木板的长度应满足：

（1分）18.（18分）如图所示，质量为3.0kg的小车以1.0m/s的速度在光滑的水平面上向左运动，车上AD部分是表面粗糙的水平轨道，DC部分是1/4光滑圆弧，整个轨道都是由绝缘材料制成的，小车所在空间内有竖直向上的匀强电场和垂直纸面向里的匀强磁场，电场强度E为40N/C，磁感应强度B为2.0T。现有一质量为1.0kg、带负电且电荷量为的滑块以8m/s的水平速度向右冲上小车，当它通过D点时速度为5.0m/s（滑块可视为质点，g取10m/s2），求：（计算结果保留两位有效数字）

（1）滑块从A到D的过程中，小车、滑块组成的系统损失的机械能；

（2）如果圆弧轨道半径为1.0m，求滑块刚过D点时对轨道的压力；

（3）若滑块通过D点时，立即撤去磁场，要使滑块不冲出圆弧轨道，此圆弧的最小半径。参考答案：解析：（1）（6分）设滑块运动到D点时的速度为，小车在此时的速度为

滑块从A运动到D的过程中系统动量守恒

…………2分

小车的速度为

小车与滑块组成的系统损失的机械能为△E

…………2分