2022年湖南省常德市汉寿县军山铺联校高三物理上学期期末试题含解析

2022年湖南省常德市汉寿县军山铺联校高三物理上学期期末试题含解析一、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）正负电子对撞机的最后部分的简化示意图如图所示（俯视图），位于水平面内的粗实线所示的圆环形真空管道是正、负电子做圆运动的“容器”，经过加速器加速后，质量均为m的正、负电子被分别引入该管道时，具有相等的速率v，他们沿着管道向相反的方向运动。在管道控制它们转变的是一系列圆形电磁铁，即图甲中的A1、A2、A3…An共有n个，均匀分布在整个圆环上，每组电磁铁内的磁场都是磁感应强度相同的匀强磁场，并且方向竖直向下，磁场区域的直径为d（如图乙），改变电磁铁内电流的大小，就可改变磁场的磁感应强度从而改变电子偏转的角度。经过精确的调整，首先实现电子在环形管道中沿图甲中虚线所示的轨迹运动，这时电子经过每个电磁场区域时射入点和射出点都是电磁场区域的同一直径的两端，如图乙所示。若电子的重力可不计，则下列相关说法正确的是（

）A．负电子在管道内沿顺时针方向运动

B．电子经过每个电磁铁，偏转的角度是C．碰撞点为过入射点所对直径的另一端

D．电子在电磁铁内做圆周运动的半径为参考答案：ACD2.如图甲所示，理想变压器的原线圈电路中装有0.5A的保险丝L，原线圈匝数n1=600匝，副线圈匝数n2=120匝。当原线圈接在如图乙所示的交流电源上，要使整个电路和用电器正常工作，则副线圈两端可以接

（

）

A．阻值为12Ω的电阻

B．并联两盏的“36V40W”灯泡C．工作频率为10Hz的用电设备

D．耐压值为36V的电容器参考答案：B3.如图所示，在点电荷Q产生的电场中，将两个带正电的试探电荷q1、q2分别置于A、B两点，实线为等势线。取无穷远处为零电势点，若将q1、q2移动到无穷远的过程中外力克服电场力做的功相等，则下列说法正确的是A．A点电势大于B点电势B．A、B两点的电场强度相等C．q1在A点的电势能小于q2在B点的电势能D．q1的电荷量小于q2的电荷量参考答案：D4.已知物体的速度方向和它所受恒力的方向，如图所示，可能的运动轨迹是参考答案：C5.(单选)如图所示，平行板电容器的一个极板与滑动变阻器的滑动端C相连接.电子以速度v0垂直于电场线方向射入并穿过平行板间的电场.在保证电子还能穿出平行板间电场的情况下，若使滑动变阻器的滑动端C上移，则关于电容器极板上所带电荷量Q和电子穿越平行板所需的时间t的说法中，正确的是A.电荷量Q增大，时间t也增大

B.电荷量Q不变，时间t增大C.电荷量Q增大，时间t不变

D.电荷量Q不变，时间t也不变参考答案：C二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.在如图（甲）所示的电路中，电阻R1和R2都是纯电阻，它们的伏安特性曲线分别如图（乙）中Oa、Ob所示。电源的电动势=7.0V，内阻忽略不计。（1）调节滑动变阻器R3，使电阻R1和R2消耗的电功率恰好相等，则此时电阻R1和R2的阻值为

Ω，R3接入电路的阻值为

Ω。（2）调节滑动变阻器R3，使R3＝0，这时电阻R1的电功率P1＝

W，R2的电功率P2＝

W。参考答案：（1）1000，800；（2）1.05×10－2，1.4×10－2

7.人造卫星绕地球做匀速圆周运动时处于完全失重状态，物体对支持面没有压力，所以在这种环境中已无法用天平称量物体的质量。针对这种环境，某兴趣小组通过查资料获知，：弹簧振子做简谐运动的周期为（其中m时振子的质量，k时弹簧的劲度系数）。他们设计了一种装置来间接测量物体的质量，如图所示，A时带夹子的金属块，金属块和夹子的总质量为m0，B时待测质量的物体（可以被A上的夹子固定），弹簧的劲度系数k未知，当他们有一块秒表。

（1）请你简要地写出测量待测物体质量的方法，测量的物理量用字母表示①______________________________；

②______________________________。（2）用所测物理量和已知物理量求待测物体质量的计算式为m＝____（3）由于在太空中受到条件限制，只能把该装置放在如图所示的粗糙的水平桌上进行操作，则该操作对该实验结果________（填“有”或“无”）影响，因为___________________参考答案：(1)

①不放B时用秒表测出弹簧振子完成30次全振动的时间t1②将B固定在A上，用秒表测出弹簧振子完成30次全振动的时间t2（此两步共4分，明确写出只测一次全振动时间的最多给2分）(2)

（2分）(3)

无（1分）

物体与支持面之间没有摩擦力，弹簧振子的周期不变。（3分）8.如图所示，倾角θ的固定光滑斜面上放置质量m的小物块A。某时刻用竖直向下的恒力压物体A使其静止起加速下滑，同时B物体从同高度自由落体。两者同时到地面，则恒力的大小为

；若B物体质量也为m，则两者落地瞬间，A物体重力的功率PA

B物体重力的功率PB（选填“大于”，“小于”或“等于”）。参考答案：mg/tan2θ；等于9.如图所示，质点甲以8ms的速度从O点沿Ox轴正方向运动，质点乙从点Q（0m，60m）处开始做匀速直线运动，要使甲、乙在开始运动后10s在x轴上的P点相遇，质点乙运动的位移是

，乙的速度是

．参考答案：100m

10㎝/s10.

（1）用图甲所示的装置做“验证牛顿第二定律”的实验。

①为了消除长木板与小车间摩擦力对实验的影响，必须在长木板远离滑轮的一端下面垫一块薄木板，反复移动薄木板的位置，直至不挂砂桶时小车能在长木板上做____运动。②挂上砂桶后，某同学只改变小车的质量进行测量。他根据实验得到的几组数据作出图乙的a-m图象，请根据图乙在答题卡上的图丙中作出图象。

③根据图丙，可判断本次实验中小车受到的合外力大小为

N。参考答案：11.（1）接通打点计时器电源和让纸带开始运动，这两个操作间的顺序关系是

（填字母序号）A、先接通电源，后让纸带运动B、现让纸带运动，再接通电源C、让纸带运动的同时接通电源D、现让纸带运动或先接通电源都可以（2）在研究某物体运动规律时，打点计时器打下如图所示的一条纸带，已知打点计时器使用的交流电频率为50HZ，相邻两计数点间还有四个打点未画出，由纸带上的数据可知，打B点时物体的速度v=

，物体运动的加速度a=

（结果保留两位有效数字）参考答案：（1）A；（2）0.16m/s，0.30m/s2．【考点】探究小车速度随时间变化的规律．【分析】理解实验过程应当先接通电源，在释放纸带．如果先释放纸带后接通电源，有可能会出现小车已经拖动纸带运动一段距离，电源才被接通，那么纸带上只有很小的一段能打上点，大部分纸带没有打上点，纸带的利用率太低；纸带实验中，若纸带匀变速直线运动，测得纸带上的点间距，利用匀变速直线运动的推论，可计算出打出某点时纸带运动的瞬时速度和加速度．【解答】解：（1）如果先释放纸带后接通电源，有可能会出现小车已经拖动纸带运动一段距离，电源才被接通，那么纸带上只有很小的一段能打上点，大部分纸带没有打上点，纸带的利用率太低；所以应当先接通电源，后让纸带运动，故选：A．（2）相邻两记数点间还有四个点未画出，所以相邻的计数点之间的时间间隔为0.1s打E点时物体的速度vB==≈0.16m/s采用逐差法求解加速度根据运动学公式得：△x=at2，a===0.30m/s2故答案为：（1）A；（2）0.16m/s，0.30m/s2．12.(6分)如图所示，一储油圆桶，底面直径与高均为d，当桶内无油时，从某点A恰好能看到桶底边缘上得点B，当桶内油的深度等于桶高的一半时，在A点沿A、B方向看去，看到桶底上的C点，C、B相距，由此可得油的折射率__________，光在油中的传播速度=_________m/s。参考答案：

13.一辆汽车在一条平直公路上行驶，第1s内通过的位移是8m，第2s内通过的位移是20m，第3s内通过的位移是30m，第4s内通过的位移是10m，则汽车在最初2s内的平均速度是__________m/s，中间2s内的平均速度是__________m/s，全部时间内的平均速度是__________m/s.参考答案：142517三、实验题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.有一条小渠，其底部是半径很大的圆弧，小明同学运用所学的物理知识设计出一种测量该小渠底部的圆弧半径的方法，如图甲所示。可提供的器材有小车、光滑长木板、刻度尺、打点计时器、低压交流电源、导线、纸带、细绳、复写纸片和米尺等。(设小车在长木板和小渠底部运动所受的阻力很小可忽略不计，已知重力加速度为g)首先用小条点迹比较清晰的纸袋，舍去开始密集的点迹，从便于测量的点开始，每两个打点间隔取一个计数点，如图丙中0、1、2……6点所示；c.测量1、2、3……6计数点到0计数点的距离，分别记作：s1、s2、s3……s6；d.通过测量和计算，该同学判断出小车沿平板做匀加速直线运动；e.分别计算出s1、s2、s3……s6与对应时间的比值、……；f.以为纵坐标、t为横坐标，标出与对应时间t的坐标点，画出图线。综合上述实验步骤，请你完成下列任务：（1）该同学根据实验数据画出图为一直线，并求得直线的斜率为，则小车沿长木板运动的加速度大小为___________;(2)若用米尺测量出长木板的长度为L，则求出底部的圆弧半径R=____________。参考答案：(1)（3分）(2)（3分）

解析：（1）小车做匀加速直线运动，所以，故图像的斜率,所以a=2k(2)设小车到底部所用时间为t,木板与水平方向夹角a，，。带入，解得R=15.现有一摄像机电池，无法从标签上看清其电动势等数据．现进行如下实验操作：（1）选取多用电表的直流电压10V挡，将两表笔直接接到电池的正、负两极，指针偏转情况如图1，由此可知其电动势约为

V．是否可以利用多用电表的欧姆挡直接粗测其内阻，答：

（选填“可以”或“不可以”）（2）现要更加准确测量其电动势和内电阻，实验室备有下列器材：A．电流表（量程0.6A，内阻为3Ω）B．电压表（量程3V，内阻为3kΩ）C．电压表（量程30V，内阻为30kΩ）D．定值电阻R1=500ΩE．定值电阻R2=5000ΩF．滑动变阻器（阻值范围0～30Ω）G．开关及导线①该实验中电压表应选

，定值电阻应选

（均选填选项前的字母序号）．②在图2方框中画出实验电路图，并将图3实物连线图补充完整．③若将滑动变阻器滑到某一位置，读出此时电压表读数为U，电流表读数为I，则电源电动势和内阻间的关系式为

．参考答案：解：（1）电压表量程为10V，则最小分度为0.2V，故读数为7.2V；因多用电表内部有电源，外部电动势将影响电路中的电流；故不能用欧姆表直接测量多用电表的内阻；（2））①因电源的电压约为7.20V，电压表量程只有3V，故应串联阻值较大的定值电阻扩大量程，故定值电阻应选择R2；改装前电压表表盘的满偏电流I==1×10﹣3A，改装后量程变为U=I（RV+R2）=1×10﹣3×V=8V即变为改装前的，若改装后某次测量电压（表盘未换）示数为1.50V，则实际待测电压为1.5V×=4.00V；②根据使用改装后的电压表测量电压，得出对应的原理图如图所示；根据原理图可得出对应的实物图如图所示；③设电压表示数为U，此时路端电压U=，通过电源的电流I总=，则由闭合电路欧姆定律得：E=；故答案为：（1）7.2；不可以（2）①B；E；②如图所示；③【考点】测定电源的电动势和内阻．【分析】（1）由电表的量程可明确最小分度，则可得出对应的读数；根据多用电表的原理可明确能否测出电阻值；（2）①根据电压表量程可明确能否满足实验要求，再根据改装原理选择电阻，计算出改装后的量程，算出示数为1.50V，实际待测电压的值；②根据实验原理可明确电路图，根据原理图可明确实物图；③根据闭合电路欧姆定律可得出对应的表达式．四、计算题：本题共3小题，共计47分16.如图所示，光滑水平地面上停着一辆平板车，其质量为M（且M=3m），长为L，车右端（A点）有一块静止的质量为m的小金属块。金属块与车间有摩擦，以中点C为界，AC段与CB段摩擦因数不同。现给车施加一个向右的水平恒力，使车向右运动，同时金属块在车上开始滑动，当金属块滑到中点C时，立即撤去这个力。已知撤去力的瞬间，金属块的速度为v0，车的速度为2v0，最后金属块恰停在车的左端（B点）。如果金属块与车的AC段间的动摩擦因数为，与CB段间的动摩擦因数为。（1）若，m=1kg，求水平恒力F的大小；（2）求与的比值。参考答案：解．（1）由题意，物块在段滑动过程中．对

①………………1分对

②………………1分又

③………………1分

④………………1分

联立得

代入数据

………………1分（2）设长木板的长度为2，物块在段滑动过程中，物块与木板加速度分别为和，经历的时间为，则

在段：对

………………1分 对

………………1分

又由运动学公式：

………………1分 求得

在段：

………………1分

在段：

………………1分

联立以上得

………………1分17.如图所示，半径为R内径很小的光滑半圆管竖直放置，和水平面相切与B处，两个质量均为m的小球a、b以不同的速度进入管内，a通过最高点A时对管壁恰好没有作用力，b通过最高点A时，对管壁下部的压力为0.75mg，求：（1）a、b两球落地点间的距离（2）a球在刚好进入管道B处时对管壁的压力大小

参考答案：(1)以a球为对象，设其到达最高点时的速度为va，根据向心力公式有：

2分所以：

1分以b球为对象，设其到达最高点时的速度为vb，根据向心力公式有：

2分即

所以：

1分

a、b两球脱离轨道的最高点后均做一平抛运动，所以a、b两球的水平位移分别为：故a、b两球落地点间的距离

2分

(2)对a球从B到A的过程中有

1分

1分

18.如图甲所示，在光滑绝缘的水平桌面上建立一xoy坐标系，平面处在周期性变化的电场和磁场中，电场和磁场的变化规律如图乙所示（规定沿＋y方向为电场强度的正方向，竖直向下为磁感应强度的正方向）．在t=0时刻，一质量为10g、电荷量