安徽省宿州市砀山第二中学2022年高三物理上学期期末试卷含解析

安徽省宿州市砀山第二中学2022年高三物理上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.（多选题）如图，矩形线圈abcd与理想变压器原线圈组成闭合电路，线圈在有界匀强磁场中绕垂直于磁场的bc边匀速转动，磁场只分布在bc边的左侧，磁感应强度大小为B，线圈面积为S，转动角速度为ω，匝数为N，线圈电阻不计．下列说法正确的是（）A．将原线圈抽头P向上滑动时，灯泡变暗B．电容器的电容C变大时，灯泡变暗C．图示位置时，矩形线圈中瞬时感应电动势最大D．若线圈abcd转动的角速度变为2ω，则变压器原线圈电压的有效值为NBSω参考答案：AD【考点】变压器的构造和原理；交流发电机及其产生正弦式电流的原理．【专题】交流电专题．【分析】矩形线圈abcd中产生交变电流，线圈处于中性面位置时电动势最小，为零；当线圈与磁场垂直时，电动势最大，为：Em=NBSω【解答】解：A、矩形线圈abcd中产生交变电流；将原线圈抽头P向上滑动时，原线圈匝数变大，根据变压比公式，输出电压减小，故灯泡会变暗，故A正确；B、电容器的电容C变大时，容抗减小，故干路电流增加，灯泡变亮，故B错误；C、线圈处于图示位置时，是中性面位置，感应电动势的瞬时值为零；故C错误；D、若线圈转动角速度变为2ω，根据电动势最大值公式Em=NBSω，最大值增加为2倍；有效值E=，也变为2倍；则电压表读数变为原来2倍，故D正确；故选：AD2.（单选）在粗糙水平地面上与墙平行放着一个截面为半圆的柱状物体A，A与竖直墙之间放一光滑圆球B，整个装置处于静止状态。现对B加一竖直向下的力F，F的作用线通过球心，设墙对B的作用力为F1，B对A的作用力为F2，地面对A的作用力为F3。若F缓慢增大而整个装置仍保持静止，截面如图所示，在此过程中A．F1缓慢增大，F3缓慢增大B．F1缓慢增大，F3保持不变C．F2保持不变，F3缓慢增大D．F2缓慢增大，F3保持不变参考答案：A3.（单选）如图所示，一长为L的直杆AB与水平面成角固定，在杆上套一质量为m的小滑块，杆底端B点处有一弹性挡板，杆与板面垂直，滑块与挡板碰撞后，以原速率返回。现将滑块拉到A点由静止释放，滑块与挡板第一次碰撞后恰好能上升到AB的中点，重力加速度为g，由此可以确定A.滑块下滑时加速度的大小a1=gsinB.滑块与杆之间的动摩擦因数μ=tanC.滑块最终将停在杆的底端D.滑块第一次下滑所用的时间t=参考答案：答案．AC解析：设AB长为L，第一次到达底端速度为v。由v2=2ax得下滑过程：v2=2a下L，上滑过程：v2=2a上＝a上L，由牛顿第二定律得，下滑时的加速度a下＝，上滑时的加速度：a上＝，联立各式，得：a下=gsina,a上=gsina，选项A正确；又f=mgsina，f=ΜfN=μmgcosa，两式联立得：μ=tana，选项B错误；因滑杆粗糙且f<mgsina，故滑块最终停在底端，选项C正确；对滑块的下滑过程，有：L=at2，得t=；选项D错误。4.1930年劳伦斯制成了世界上第一台回旋加速器，其原理如图所示，这台加速器由两个铜质D形盒D1、D2构成，其间留有空隙，下列说法正确的是A．回旋加速器只能用来加速正离子B．离子从D形盒之间空隙的电场中获得能量C．离子在磁场中做圆周运动的周期是加速交变电压周期的一半D．离子在磁场中做圆周运动的周期是加速交变电压周期的2倍参考答案：B5.下列说法中正确的是A．一块各侧面粗糙程度都相同的砖在水平桌面上滑动，若将它分别平放、侧放、竖放，则砖平放时，砖所受的滑动摩擦力最大B．聂海胜、费俊龙乘坐的“神舟”六号宇宙飞船，在其竖直向上发射时的加速阶段、进入轨道绕地球做匀速圆周运动的阶段和返回地球时竖直向下减速直线运动的阶段分别处于的状态是超重、完全失重、超重C．牛顿认为当物体的质量不变时，物体所受的合外力与加速度成正比D．以下单位kg（千克）、m（米）、J（焦）、s(秒)、N（牛）、h(小时)、ev(电子伏特)中，不属于国际单位的是N和h，属于能量的单位是J（焦）、ev(电子伏特)参考答案：B二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.在研究电磁感应现象实验中(1)下图给出了可供使用的实验器材，某同学选择了带铁芯的原副线圈和滑动变阻器，还需选择的器材有：

。

(2)（多选）下面四幅图中，“＋”和“－”分别表示灵敏电流计的正、负接线柱。已知电流从正接线柱流入灵敏电流计时，指针向正接线柱一侧偏转，电流从负接线柱流入时，指针向负接线柱一侧偏转。图中给出了条形磁铁运动的方向、指针偏转方向或螺线管的绕线方向，以下判断正确的是_________。A．甲图中电流计的指针偏转方向向右B．乙图中螺线管内部的磁场方向向下C．丙图中条形磁铁的向下运动D．丁图中螺线管的绕线方向从上往下看为顺时针方向参考答案：（1）电源、开关、灵敏电流计

；（2）ABD

；7.（3分）一个质量为m0静止的ω介子衰变为三个静止质量都是m的π介子，它们在同一平面内运动，彼此运动方向的夹角为120°，光在真空中的传播速度为c，则每个π介子的动能为

。参考答案：（3分）8.天然放射性元素放出的α、β、g三种射线的贯穿本领和电离本领各不相同，图为这三种射线贯穿物体情况的示意图，①、②、③各代表一种射线。则③为_________射线，它的贯穿本领最强；射线①的电离本领__________（选填“最强”或“最弱”）。参考答案：g，最强

9.在均匀介质中，t=0时刻振源O沿+y方向开始振动，t=0.9s时x轴上0至14m范围第一次出现图示的简谐横波波形。由此可以判断：波的周期为

s，x＝20m处质点在0～1.2s内通过的路程为

m。参考答案：0.4

410.加速度与物体质量、物体受力的关系”的实验装置如图所示．(1)在平衡小车与桌面之间摩擦力的过程中，打出了一条纸带如图所示．计时器打点的时间间隔为0.02s．从比较清晰的点起，每5个点取一个计数点，量出相邻计数点之间的距离．该小车的加速度a＝______m/s2.(结果保留两位有效数字)

(2)平衡摩擦力后，将5个相同的砝码都放在小车上．挂上砝码盘，然后每次从小车上取一个砝码添加到砝码盘中，测量小车的加速度．小车的加速度a与砝码盘中砝码总重力F的实验数据如下表：砝码盘中砝码总重力F(N)0.1960.3920.5880.7840.980加速度a(m·s－2)0.691.181.662.182.70请根据实验数据在图中作出a－F的关系图象．(3)根据提供的实验数据作出的a－F图线不通过原点．请说明主要原因．参考答案：：(1)a＝＝m/s2＝0.16m/s2或a＝＝m/s2＝0.15m/s2.(3)小车、砝码盘和砝码组成的系统所受合外力为砝码盘和砝码的总重力，而表中数据漏计了砝码盘的重力，导致合力F的测量值小于真实值，a－F的图线不过原点．答案：(1)0.16(0.15也算对)(2)如下图所示(3)未计入砝码盘的重力ks5u11.如右图所示，用均匀金属丝折成边长为0.1m的正方形框架abcd能以ab边为轴无摩擦地转动，框架每边质量都是2.5g，电阻都是0.2Ω，aa/与bb/是在同一水平面上的两条平行光滑的金属导轨，并分别与金属框架连接于a和b处，导轨的电阻不计。阻值为0.2Ω的金属棒mn平放在两导轨上且与导轨垂直，整个装置处于B=1T、方向竖直向上的匀强磁场中，若导体mn作匀速运动后能使框架abcd平衡在与竖直方向成α=45°角的位置上，此时cd中的电流大小为

A，导体mn的速度大小为

。参考答案：

0.5

7

12.质量是2kg的物体，从足够高处自由落下，经过5ｓ重力对物体做功的平均功率是______Ｗ；5s末的瞬时功率是______Ｗ。（取g＝10ｍ／s2）参考答案：500；1000

13.为了探究受到空气阻力时，物体运动的速度随时间的变化规律，某同学采用了探究“加速度与物体质量、物体受力关系”的实验装置如图1所示．实验时，平衡小车与木板之间的摩擦力后，在小车上安装一薄板，以增大空气对小车运动的阻力．①往砝码盘中加入一小砝码，在释放小车_______________

(选填“之前”或“之后”)接通打点计时器的电源，在纸带上打出一系列的点．②从纸带上选取若干计数点进行测量，得出各计数点的时间t与速度v的数据如下表：时间t/s00．501．001．502．002．50速度v/(m·s－1)0．120．190．230．260．280．29请根据实验数据在图2中作出小车的v－t图象．图2

③通过对实验结果的分析，该同学认为：随着运动速度的增加，小车所受的空气阻力将变大，你是否同意他的观点？请根据v－t图象简要阐述理由．参考答案：①之前②图象如图所示③同意，在v－t图象中，速度越大时，加速度越小，小车受到的合力越小，则小车受空气阻力越大．解析①打点计时器要在释放小车之前接通电源．②选取合适的坐标标度，描点连线即可作出图象，如图所示．③v－t图象的斜率表示加速度的大小，由图象可知，其速度越来越大，加速度越来越小，则小车所受空气阻力越来越大．三、简答题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.（选修3-4模块）（4分）如图所示是一列沿x轴正方向传播的简谐横波在t=0时刻的波形图，已知波的传播速度v=2m/s．试回答下列问题：①写出x=1.0m处质点的振动函数表达式；②求出x=2.5m处质点在0～4.5s内通过的路程及t=4.5s时的位移．参考答案：

解析：①波长λ=2.0m，周期T=λ/v=1.0s，振幅A=5cm，则y=5sin(2πt)

cm（2分）

②n=t/T=4.5，则4.5s内路程s=4nA=90cm；x=2.5m质点在t=0时位移为y=5cm，则经过4个周期后与初始时刻相同，经4.5个周期后该质点位移y=

—5cm．（2分）15.（4分）图为一简谐波在t=0时，对的波形图，介质中的质点P做简谐运动的表达式为y=4sin5xl，求该波的速度，并指出t=0.3s时的波形图(至少画出一个波长)

参考答案：解析：由简谐运动的表达式可知，t=0时刻指点P向上运动，故波沿x轴正方向传播。由波形图读出波长，；由波速公式，联立以上两式代入数据可得。t=0.3s时的波形图如图所示。

四、计算题：本题共3小题，共计47分16.(12分)如图所示,两平行金属板水平放置,间距为d,板间存在匀强电场.一个质量为m、电荷量为q的带负电小球,以竖直向下的初速度从上板的小孔射入,当它从下板的小孔穿出时所用的时间为t,若小球以同样大小的初速度从下板的小孔竖直向上射入,则从上板小孔穿出时所用的时间为t/2.不计空气阻力.求:(1)指出两板间电场强度的方向；

(2)电场强度的大小；(3)小球穿出下板小孔时速度v1与穿出上板小孔时速度v2之比v1:v2。参考答案：解析：(1)场强方向竖直向下.

[2分]

(2)根据题意,小球在电场中运动的加速度a应竖直向上.

Eq-mg=ma

①

[1分]

从上往下:

②

[1分]

从下往上:

③

[1分]

由以上三式解得电场强度:

[2分]

(3)由以上②、③两式解得:

,

则:v1=v0-at=

[1分]

v2=v0+a

[1分]

所以:

[3分]17.如图甲所示，在竖直平面内有一个直角三角形斜面体，倾角θ为300，斜边长为x0，以斜面顶部O点为坐标轴原点，沿斜面向下建立一个一维坐标x轴。斜面顶部安装一个小的定滑轮，通过定滑轮连接两个物体A、B（均可视为质点），其质量分别为m1、m2，所有摩擦均不计，开始时A处于斜面顶部，并取斜面底面所处的水平面为零重力势能面，B物体距离零势能面的距离为x0/2；现加在A物体上施加一个平行斜面斜向下的恒力F，使A由静止向下运动。当A向下运动位移x0时，B物体的机械能随x轴坐标的变化规律如图乙，则结合图象可求：（1）B质点最初的机械能E1和上升x0时的机械能E2；（2）恒力F的大小。参考答案：（1）（2）解析：（1）B物体的最初的动能为零。B物体的重力势能为；故B物体的机械能为

上升x0后由图像可求：

，得B物体的机械能为：

（2）因为F是恒力，所以AB系统以恒定的加速度运动。当B运动时它的机械能为零，可得：，

求得：

由运动学公式求得B的加速度：

对A、B组成的物体，由牛顿第二定律得：

得恒力：

18.如图所示，两根相互平行、间距为L的光滑轨道固定在水平面上，