2022年山东省青岛市中心中学高三物理下学期期末试卷含解析

2022年山东省青岛市中心中学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.如图所示，竖直平面内，一根足够长的固定粗糙绝缘杆与该平面内水平向左的匀强电场E成60°角，空间中还存在垂直于纸面向里的匀强磁场B。一个质量m、电量q的带负电的小圆环套在其上，已知匀强电场的电场强度大小，小圆环与绝缘杆间的动摩擦因数。现给小圆环一沿绝缘杆向下的初速度v0，下列说法正确的是A.若小圆环的初速度，则小圆环先做加速度减小的减速运动，最终做匀速直线运动B.若小圆环的初速度，则小圆环做匀速直线运动C.若小圆环的初速度，则小圆环先做加速度增大的加速运动，再做加速度减小的加速运动，最终做匀速直线运动D.若小圆环的初速度，则小圆环先做加速度增大的加速运动，再做加速度减小的加速运动，最终做匀速直线运动参考答案：AD【详解】对小球受力分析如图；因，可知，则电场力和重力的合力为F合=2mg，方向与水平方向成30°斜向右下方；A.若小圆环的初速度，则，此时，则，则圆环将做减速运动，随速度的减小，洛伦兹力减小，圆环对杆的正压力减小，摩擦力减小，加速度减小，当加速度减为零时，最终做匀速直线运动，选项A正确；B.若小圆环做匀速直线运动，则摩擦力等于F合沿斜面向下的分量，即，解得，选项B错误；若小圆环的初速度，则小圆环做匀速直线运动C.若小圆环的初速度，则，此时N=0，则f=0则小圆环做加速运动，随速度的增加，洛伦兹力变大，则N逐渐变大，摩擦力变大，加速度减小，直到加速度为零时，最终做匀速直线运动，选项C错误；D.若小圆环的初速度，则，此时，（此时N的方向垂直杆斜向下），此时，则小圆环将做加速运动，速度速度增加，洛伦兹力变大，则N减小，摩擦力减小，则加速度变大；当N减到零时，加速度达到最大，速度继续增加时，N反向，且随速度的增加N逐渐增加，摩擦力f逐渐增加，加速度减小，当加速度减为零时，最终做匀速直线运动，选项D正确.2.北京奥运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图，请根据此图判断下列说法正确的是：(

)A．在计算登山运动的速度时可以把火炬手当成质点B．由起点到终点火炬手所走线路的总长度是火炬的位移C．线路总长度与火炬手所走时间的比等于登山的平均速度D．顶峰的重力加速度要比拉萨的重力加速度小参考答案：3.一物体由静止开始沿直线运动，其加速度随时间变化的规律如图1所示。取物体开始运动的方向为正方向，则下列关于物体运动的v－t图象正确的是

（

）参考答案：C4.用长度为l的细绳悬挂一个质量为m的小球，将小球移至和悬点等高的位置使绳自然伸直。放手后小球在竖直平面内做圆周运动，小球在最低点的势能取做零，则小球运动过程中第一次动能和势能相等时重力的瞬时功率为（

）

A．

B．

C．

D．参考答案：C5.质量为m的物体在空中由静止下落，由于空气阻力的影响，运动的加速度是9g/10，物体下落高度为h，重力加速度为g，以下说法正确的是()A．重力势能减少了9mgh/10

B．动能增加了mghC．机械能损失了mgh/10

D．克服阻力做功为9mgh/10

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.（6分）(选修3-4)如图所示，一列简谐横波沿+x方向传播．已知在t=0时，波传播到x轴上的B质点，在它左边的A质点位于负最大位移处；在t=0.6s时，质点A第二次出现在正的最大位移处．

①这列简谐波的周期是s，波速是m/s．

②t=0.6s时，质点D已运动的路程是m．参考答案：答案：0.4，5，0.17.一家用电热水器的铭牌如图所示．该电热水器额定电压的最大值为

V，正常工作1h电热丝产生的电热为

J．参考答案：311_

7.2×1068.(5分)竖直放置的两块平行金属板A、B，分别跟电源的正负极连接，将电源正极接地，如图所示。在A、B中间固定一个带正电的电荷q，现保持A板不动，使B板向右平移一小段距离后，电荷q所在位置的电势U将

，电荷q的电势能将

。（填：变大、变小或不变。）

参考答案：

答案：变大、变大9.如图所示，一个有界的匀强磁场区域，方向垂直纸面向里，一个矩形闭合导线框abcd沿纸面由位置Ⅰ运动到位置Ⅱ，在dc边刚进入磁场时，受到的安培力方向为______，在ab边即将离开磁场时，线框中感应电流方向为________（选填“顺时针”或“逆时针”）。

参考答案：

答案：向左、顺时针10.某同学利用竖直上抛小球的频闪照片验证机械能守恒定律．频闪仪每隔0.05s闪光一次，如图中所标数据为实际距离，该同学通过计算得到不同时刻的速度如下表（当地重力加速度取10m/s2，小球质量m=0.2kg，结果保留三位有效数字）：时刻t2t3t4t5速度（m/s）5.595.084.58

（1）由频闪照片上的数据计算t5时刻小球的速度v5=

m/s．（2）从t2到t5时间内，重力势能增量△Ep=

J，动能减少量△Ek=

J．（3）在误差允许的范围内，若△Ep与△Ek近似相等，从而验证了机械能守恒定律．由上述计算得△Ep

△Ek（选填“＞”“＜”或“=”），造成这种结果的主要原因是

．参考答案：解：（1）在匀变速直线运动中，中间时刻的瞬时速度等于该过程中的平均速度，所以有：v5==4.08m/s（2）根据重力做功和重力势能的关系有：△Ep=mg（h2+h3+h4）=0.2×10×（26.68+24.16+21.66）×10﹣2J=1.45J在匀变速直线运动中，中间时刻的瞬时速度等于该过程中的平均速度，所以有：v2==5.59m/s△Ek=m（v22﹣v52）=×0.2×[（5.59）2﹣（4.08）2]J=1.46J．（3）由上述计算得△Ep＜△Ek，由于纸带和打点计时器的摩擦以及空气阻力的存在，导致动能减小量没有全部转化为重力势能．故答案为：（1）4.08．（2）1.45，1.46（3）＜，由于纸带和打点计时器的摩擦以及空气阻力的存在．11.如图所示，平行板电容器竖直放置，两板间存在水平方向的匀强电场，质量相等的两个带电液滴1和2从O点自由释放后，分别抵达B、C两点，若AB=BC，则它们带电荷量之比q1：q2等于

参考答案：2:112.假设某实验室恰好位于震源的正上方，该实验室中悬挂着一个静止的弹簧振子和一个静止的单摆，弹簧振子的弹簧和小球（球中间有孔）都套在固定的光滑竖直杆上。某次有感地震中同一震源产生的地震纵波和横波的波长分别为5.0km和2.5km，频率为2.0Hz。则可观察到_________先开始振动（或摆动），若它开始振动（或摆动）3.0s后，另一装置才开始振动（或摆动），则震源离实验室的距离为________。参考答案：

(1).弹簧振子

(2).30km【详解】根据可知，纵波的传播速度较横波大，可知纵波先传到实验室，即弹簧振子先振动；纵波的速度；横波的速度：；则，解得x=30km.13.核电池又叫“放射性同位素电池”，一个硬币大小的核电池，就可以让手机不充电使用5000年.燃料中钚（）是一种人造同位素，可通过下列反应合成：2

氘核（）轰击铀（）生成镎（NP238）和两个相同的粒子X，核反应方程是；②镎（NP238）放出一个粒子Y后转变成钚（），核反应方程是+．则X粒子的符号为

；Y粒子的符号为

．参考答案：；三、实验题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.（1）某同学利用图示装置做“验证机械能守恒定律”的实验时，需要测量物体由静止开始自由下落到某点时的下落距离和瞬时速度，为此，他利用该装置打出几条纸带，并选择其中一条如图所示，在纸带上选取了五个连续A、B、C、 D、E。 （1）验证时，该同学的测量方案如下：

a．根据计算出物体下落的距离；b．根据计算出物体下落的瞬时速度；该测量方案是否正确？若不正确请予以改正：a．

;

b．

； （2）利用该纸带也可以测出重锤下落的加速度a的数值，若测出A点距起始点O的距离为x，点A、C间的距离为，点C、E间的距离为，使用交流电的频率为，根据以上测 量数据计算重锤下落的加速度表达式为a=

。参考答案：（1）a.用毫米刻度尺直接测出O、C两点间的距离;b.算出B、D两点间的平均速度.（用A、E两点计算亦可）（每空2分）（2）（4分）（1）该实验是验证机械能守恒定律的实验．因为我们知道自由落体运动只受重力，机械能守恒．如果把重物看成自由落体运动，再运用自由落体的规律求解速度，那么就不需要验证了，本题目ab两项都是运用了自由落体的运动规律求解的，均不正确。a.用毫米刻度尺直接测出O、C两点间的距离;b.算出B、D两点间的平均速度.（用A、E两点计算亦可）（2）由匀变速直线运动规律可得，,将代入可得a=.15.为测量滑块与木板之间的动摩擦因数．某同学设计实验装置如图，一端带有定滑轮，表面粗糙的木板固定在水平桌面上，一滑块一端与电磁打点计时器的纸带相连，另一端通过跨过定滑轮的细线与托盘连接．打点计时器使用的交流电源的频率为50Hz．开始实验时，在托盘中放入适量砝码，接通打点计时器电源，释放滑块，在纸带上打出一系列的点．(1)下图给出的是实验中获取的一条纸带的一部分：1、2、3、4、5、6、7是计数点，连续5个点为一个计数点，x1=3.19cm,x2=5.70cm,x3=8.21cm,x4=10.72cm,x5=13.20cm,x6=15.70cm．根据图中数据计算的加速度a=______m/s2，计数点6的瞬时速度v6=____m/s．（结果均保留三位有效数字）．(2)为测量动摩擦因数，下列说法正确的是（______）

A.砝码和托盘的总质量应远小于滑块的质量

B.需要测出滑块的质量MC.需要测出托盘和砝码的总质量m

D.需要测出木板的长度L(3)滑块与木板间的动摩擦因数μ=_______（用(1)(2)中被测物理量的字母表示，重力加速度为g）．参考答案：

(1).2.5m/s2；

(2).1.45m/s；

(3).BC；

(4).解：（1）由△x=aT2即可算出加速度：；计数点6的瞬时速度（2）根据牛顿第二定律mg-μMg=(M+m)a，解得可知，还需测出滑块的质量M以及托盘和砝码的总质量m，所以选BC.

（3）滑块与木板间的动摩擦因数.【点睛】解决实验问题首先要掌握该实验原理，了解实验的操作步骤和数据处理以及注意事项；此题中必须要先根据牛顿第二定律求得动摩擦因数的表达式，然后通过表达式确定要测量的物理量．四、计算题：本题共3小题，共计47分16.如图是计算机模拟出的一种宇宙空间的情境，在此宇宙空间存在这样一个远离其他空间的区域，以MN为界，上部分匀强磁场的磁感强度为B1，下部分的匀强磁场的磁感强度为B2，B1=2B2=2B0，方向相同，且磁场区域足够大．在距离界线为h的P点有一宇航员处于静止状态，宇航员以平行于界线的速度抛出一质量为m、带电量﹣q的小球，发现球在界线处速度方向与界线成60°角，进入下部分磁场．然后当宇航员沿与界线平行的直线匀速到达目标Q点时，刚好又接住球而静止，求（1）PQ间距离是多大？（2）宇航员质量是多少？

参考答案：（1）PQ间的距离为2h；（2）宇航员的质量为．【考点】动量守恒定律；牛顿第二定律；向心力；带电粒子在匀强磁场中的运动．【分析】（1）小球在两个磁场均做匀速圆周运动，由洛仑兹力充当向心力及圆周运动的性质，可求得粒子运动的关径及周期；由粒子运动的对称性可求得PQ间的距离；（2）由粒子的运动过程可求得宇航员运动的速度；由动量守恒可求得宇航员的质量．【解答】解：（1）画出小球在磁场B1中运动的轨迹如图所示，可知R1﹣h=R1cos60°，R1=2h由和B1=2B2可知R2=2R1=4h由得根据运动的对称性，PQ的距离为l=2（R2sin60°﹣R1sin60°）=2h；（2）粒子由P运动到Q的时间宇航员匀速运动的速度大小为由动量守恒定律得MV﹣mv=0可求得宇航员的质量答：（1）PQ间的距离为2h；（2）宇航员的质量为．

17.如图所示，倾角为θ的斜面上只有AB段粗糙，其余部分都光滑，AB段长为3L。有一个质量分布均匀、长为L条状滑块，下端距A为2L，将它由静止释放，当滑块下端运动到A下面距A为L/2时滑块运动的速度达到最大。(1)求滑块与粗糙斜面的动摩擦因数；(2)求滑块停止时的位置；(3)要使滑块能完全通过B点，由静止释放时滑块下端距A点的距离应满足什么条