2022年北京第五十七中学高三物理期末试卷含解析

2022年北京第五十七中学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.（多选）如图所示，轻质弹簧下端固定在倾角为θ的粗糙斜面底端的挡板C上，另一端自然伸长到A点．质量为m的物块从斜面上B点由静止开始滑下，与弹簧发生相互作用，并最终停在斜面上某点．下列说法正确的是（）A．物块最终停在斜面上某点时，弹簧处于压缩状态B．物块第一次滑到A点时速度最大C．在物块的整个运动过程中，克服弹簧弹力做的功等于重力与摩擦力做功之和D．在物块的整个运动过程中，物块减少的重力势能全部转化为弹簧的弹性势能参考答案：考点：功能关系；功的计算．分析：根据弹簧的做正功，导致弹簧的弹性势能减小；重力做正功，导致重力势能减小；而摩擦力做负功却导致系统的机械能减小．同时由对物体的受力分析来确定物体处于什么样的运动状态．解答：解：A、物块在斜面上运动过程中要克服摩擦力做功，机械能减少，最终滑块要静止，滑块静止时受到为零，处于平衡状态，弹簧被压缩，故A正确；B、物块下滑过程中，当所受合力为零时，速度最大，物块第一次下滑合力为零的位置在A点下方，速度最大的位置在A点下方，故B错误；C、滑块在运动过程中克服摩擦力做功转化为内能，最终弹簧是被压缩的，弹簧具有弹性势能，在物块的整个运动过程中，克服弹簧弹力做的功等于重力和摩擦力做功之和，故C正确；D、在物块滑到最低点的过程中，物块减少的重力势能转化为弹簧的弹性势能与系统内能，故D错误．故选：AC．点评：考查弹力作功与弹性势能变化关系，重力做功与重力势能变化的关系，摩擦力做功导致弹簧与物块的机械能在变化．并学会由受力分析来确定运动情况．2.（单选题）斜面体b的质量为M,放在粗糙的水平地面上.质量为m的滑块a以一定的初速度沿着有摩擦的斜面向上滑,然后又返回,整个过程中b相对地面没有移动.由此可知

（

）A.地面对b一直有向右的摩擦力B.地面对b一直有向左的摩擦力C.地面对b的摩擦力方向先向左后向右D.地面对b的支持力一直等于(M+m)g参考答案：B3.如图所示，在倾角为θ的固定光滑斜面上有一个用绳子拴住的长木板，木板上站着一只猫，已知木板的质量是猫的质量的2倍，当绳子突然断裂时，猫立即沿着板子向上跑，以保持相对于斜面的位置不变，则此时木板沿斜面下滑的加速度为（）A、

B、

C、

D、参考答案：C4.设物体运动的加速度为、速度为，位移为，现有四个不同物体的运动图像如图所示，t=0时刻物体的速度均为零，则其中物体做单向直线运动的图像是参考答案：C5.参考答案：D二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.（1）某次研究弹簧所受弹力F与弹簧长度L关系实验时得到如图a所示的F﹣L图象．由图象可知：弹簧原长L0=

cm．求得弹簧的劲度系数k=

N/m．（2）按如图b的方式挂上钩码（已知每个钩码重G=1N），使（1）中研究的弹簧压缩，稳定后指针如图b，则指针所指刻度尺示数为

cm．由此可推测图b中所挂钩码的个数为

个．参考答案：（1）3.0，200；（2）1.50，3．【考点】探究弹力和弹簧伸长的关系．【分析】根据图线的横轴截距得出弹簧的原长，结合图线的斜率求出他和的劲度系数．刻度尺的读数要读到最小刻度的下一位，根据形变量，结合胡克定律求出弹力的大小，从而得出所挂钩码的个数．【解答】解：（1）当弹力为零时，弹簧的长度等于原长，可知图线的横轴截距等于原长，则L0=3.0cm，图线的斜率表示弹簧的劲度系数，则有：k==200N/m．（2）刻度尺所指的示数为1.50cm，则弹簧的形变量为：△x=3.0﹣1.50cm=1.50cm，根据胡克定律得，弹簧的弹力为：F=k△x=200×0.015N=3N=3G，可知图b中所挂钩码的个数为3个．故答案为：（1）3.0，200；（2）1.50，3．7.如图所示，厚度为h，宽度为d的导体板放在与它垂直的、磁感应强度为B的匀强磁场中，当电流通过导体板时，在导体的上侧面A和下侧面A＇之间会产生电势差，这种现象称为霍尔效应．实验表明，当磁场不太强时，电势差U、电流I和磁感强度B之间的关系为，式中的比例系数K称为霍尔系数．霍尔效应可解释如下：外部磁场的洛伦兹力使运动的电子聚集在导体板的一侧，在导体板的另一侧会出现多余的正电荷，从而形成横向电场，横向电场对电子施加与洛伦兹力方向相反的静电力，当静电力与洛伦兹力达到平衡时，导体板上、下两侧之间就会形成稳定的电势差．设电流I是由电子的定向流动形成的，电子的平均定向速度为v，电荷量为e．回答下列问题：（1）达到稳定状态时，导体上侧面A的电势________下侧面A＇的电势（填“高于”、“低于”或“等于”）．（2）电子所受的洛伦兹力的大小为________________．（3）当导体上、下两侧之间的电势差为U时，电子所受的静电力的大小为_____________．（4）由静电力和洛伦兹力平衡的条件，证明霍尔系数为K＝，其中n代表导体板单位体积中电子的个数。参考答案：（1）导体中定向移动的是自由电子，结合左手定则，应填低于。（2）

（3）（或）（4）电子受到横向静电力与洛仑兹力的作用，两力平衡，有又通过导体的电流强度以上两式联列，并将代入得8.电磁打点计时器是一种使用低压_____（填“交”或“直”）流电源的计时仪器。如图所示是打点计时器测定匀加速直线运动加速度时得到的一条纸带，测出AB=1.2cm，AC=3.6cm，AD=7.2cm，计数点A、B、C、D中，每相邻的两个计数点之间有四个小点未画出，则运动物体的加速度a=__________m/s2，打B点时运动物体的速度vB=__________m/s。计算题参考答案：9.如图所示，左侧是倾角为60°的斜面、右侧是1/4圆弧面的物体固定在水平地面上，圆弧面底端切线水平。一根轻绳两端分别系有质量为m1、m2的小球跨过其顶点上的小滑轮。当它们处于平衡状态时，连结m2小球的轻绳与水平线的夹角为600，不计一切摩擦，两小球视为质点。则两小球的质量之比ml:m2等于

；m2小球对圆弧面的压力大小为

m2g.参考答案：10.一正方形线圈边长为40cm，总电阻为3Ω，在与匀强磁场垂直的平面中以v=6m/s的恒定速度通过有理想边界的宽为30cm的匀强磁场区，已知磁感应强度为0.5T，线圈在通过磁场区域的全过程中，有电磁感应时产生的感应电流I=___________A，所产生的热量Q=___________J。22A、22B选做一题

参考答案：0.4，

0.04811.某中学的实验小组利用如图所示的装置研究光电效应规律，用理想电压表和理想电流表分别测量光电管的电压以及光电管的电流．当开关打开时，用光子能量为2.5eV的光照射光电管的阴极K，理想电流表有示数，闭合开关，移动滑动变阻器的触头，当电压表的示数小于0.60V时，理想电流表仍有示数，当理想电流表的示数刚好为零时，电压表的示数刚好为0.60V．则阴极K的逸出功为1.9eV，逸出的光电子的最大初动能为0.6eV．参考答案：：解：设用光子能量为2.5eV的光照射时，光电子的最大初动能为Ekm，阴极材料逸出功为W0，当反向电压达到U=0.60V以后，具有最大初动能的光电子也达不到阳极，因此eU=Ekm由光电效应方程：Ekm=hν﹣W0由以上二式：Ekm=0.6eV，W0=1.9eV．所以此时最大初动能为0.6eV，该材料的逸出功为1.9eV；故答案为：1.9eV，0.6eV．12.如图所示，气缸中封闭着温度为127℃的空气，一重物用轻绳经轻滑轮跟气缸中的活塞相连接，不计一切摩擦，重物和活塞都处于平衡状态，这时活塞离气缸底的高度为10cm。如果缸内空气温度降为87℃，则重物将上升

cm；该过程适用的气体定律是

（填“玻意耳定律”或“查理定律”或“盖·吕萨克定律”）。参考答案：1；盖·吕萨克定律13.一列简谐横波沿x轴正向传播，p点震动周期为0.4s，在某一时刻波形如图所示，此刻p点的振动方向沿

，该波的波速为

，在离波源为11m的Q点经s到达波谷．参考答案：沿y轴正方向；10m/s，0.9【考点】横波的图象；波长、频率和波速的关系．【专题】振动图像与波动图像专题．【分析】简谐横波沿x轴正向传播，P点此时刻振动方向沿y轴正方向．由图读出波长，求出波速．利用波形的平移法求出图示x=2m质点的振动传到Q点的时间，就是Q点到达波谷的时间．【解答】解：简谐横波沿x轴正向传播，P点的振动比原点处质点振动迟，此时刻原点处质点处于波峰，则P点此时刻振动方向沿y轴正方向，

由图读出，波长λ=4m，波速为v=m/s=10m/s，

在离波源为11m的Q点与图示时刻x=2m处波谷相距x=9m，根据波形的平移法得到，Q点到达波谷的时间为t=s．故答案为：沿y轴正方向；10m/s，0.9三、实验题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.（8分）在电学实验中由于电压表、电流表内阻的影响，使得测量结果总存在系统误差。某校课外研究性学习小组进行了消除电表内阻对测量影响的探究，下面是两个实例：某组利用如图所示的电路测定电阻的值，其主要操作过程是：（1）闭合电键S1，将电键S2接2，调节滑动变阻器和，使电压表读数尽量接近满量程，读出这时的电压表和电流表的示数和；（2）请你接着写出第二步，并说明需要记录的数据：，由以上记录的数据计算出被测电阻的表达式为。参考答案：答案：将电键S1接1，（只能调节滑动变阻器，不能改变），读出这时的电压表和电流表的示数和，15.某实验小组利用提供的器材测量某种电阻丝（电阻约为20Ω）材料的电阻率。他们首先把电阻丝拉直后将其两端固定在刻度尺两端的接线柱a和b上，在电阻丝上夹上一个与接线柱c相连的小金属夹，沿电阻丝移动金属夹，可改变其与电阻丝接触点P的位置，从而改变接入电路中电阻丝的长度。可供选择的器材还有：电池组E（电动势为3.0V，内阻约1Ω）；

电流表A1（量程0～100mA，内阻约5W）；电流表A2（量程0～0.6A，内阻约0.2Ω）；

电阻箱R（0～999.9W）；开关、导线若干。他们的实验操作步骤如下：A．用螺旋测微器在三个不同的位置分别测量电阻丝的直径d；B．根据提供的器材，设计并连接好如图甲所示的电路；C．调节电阻箱使其接入电路中的电阻值较大，闭合开关S；D．将金属夹夹在电阻丝上某位置，调整电阻箱接入电路中的电阻值，使电流表满偏，记录电阻箱的示值R和接入电路的电阻丝长度L；E．改变金属夹与电阻丝接触点的位置，调整电阻箱接入电路中的阻值，使电流表再次满偏。重复多次，记录每一次电阻箱的电阻值R和接入电路的电阻丝长度L。F．断开开关，拆除电路并整理好器材。（1）小明某次用螺旋测微器测量电阻丝直径时其示数如图乙所示，则这次直径的测量值d=______________mm；（2）实验中电流表应选择_________（选填“A1”或“A2”）；（3）小明用记录的多组电阻箱的电阻值R和对应的接入电路中电阻丝长度L的数据，绘出了如图丙所示的R-L关系图线，图线在R轴的截距为R0，在L轴的截距为L0，再结合测出的电阻丝直径d，可求出这种电阻丝材料的电阻率r=__________（用给定的物理量符号和已知常数表示）。参考答案：（1）0.724~0.728（4分）；（2）A1（3分）；（3）（4分）。四、计算题：本题共3小题，共计47分16.如图所示，水平地面上静止放置着物块B和C，相距L=1.0m。物块A以速度v0=10m/s沿水平方向与B正碰。碰撞后A和B牢固地粘在一起向右运动，并再与C发生正碰，碰后瞬间C的速度v=2.0m/s。已知A和B的质量均为m，C的质量为A质量的k倍，物块与地面的动摩擦因数μ=0.45。（设碰撞时间很短，取10m/s2）⑴计算与C碰撞前瞬间AB的速度；⑵根据AB与C的碰撞过程分析k的取值范围，并讨论与C碰撞后AB的可能运动方向。参考答案：（1）设A、B碰后速度为，由于碰撞时间很短，A、B相碰的过程动量守恒，得①在A、B向C运动，设与C碰撞前速度为，在此过程中由动能定理，有②得A、B与C碰撞前的速度为（2）设A、B与C碰后速度为，A、B与C碰撞的过程动量守恒③④碰后A、B的速度必须满足⑤⑥由④⑤⑥式得由④式知：当时，，即与C碰撞后，AB向右运动当时，，即与C碰撞后，AB停止当4<K≤6时，，即与C碰撞后，AB向左运动本题考查动量守恒定律的应用，由于碰撞时间很短，A、B相碰的过程动量守恒，求得碰后速度，与C碰撞前，由动能定理可求得碰前速度，当AB一起碰撞C的过程中由动量守恒定律列式求出麽速度表达式，根据碰撞前后能量减小，碰后两物体的速度变化列式求得k的取值范围17.海滨游乐园里有一种滑沙的游乐活动．如图所示，人坐在滑板上从斜坡的高处A点由静止开始滑下，滑到斜坡底部B点后沿水平滑道再滑行一段距离到C点停下来．斜坡滑道与水平滑道间是平滑连接的，滑板与两滑道间的动摩擦因数均为μ=0.50，不计空气阻力，重力加速度g=10m／s2．斜坡倾角θ=37°，人和滑板的总质量m=60kg．(己知：sin37°=0.6，cos37°=0.8)(1)求人在斜坡上下滑的加速度大小(2)若斜面AB长L=60m，则人在水平滑道上滑行的距离是多少?参考答案：（1）

（2）24m斜坡上下滑时，人及滑板受力如图所示，由牛顿第二定律得：

（2分）

（1分）

（1分）解得

（1分）（2）设人经过斜坡滑道B点的速度为v，由运动学公式得：2aL=v2

（1分）在水平滑道上做加速运动，加速度

（1分）设在水平滑道上滑行的距离为S1，由运动学公式得：2a1s