2022年福建省泉州市天竺中学高三物理期末试题含解析

2022年福建省泉州市天竺中学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）如图,放在桌面上的A,B,C三个物块重均为100N,小球P重20N，作用在B的水平力F=20N,整个系统静止，则（

）A.A和B之间的摩擦力是20N

B.B和C之间的摩擦力是20NC.物块C受六个力作用

D.C与桌面间摩擦力为20N参考答案：B由于A、B间没有相对的运动趋势，故A、B间没有摩擦力，也可以对A进行受力分析，得A只受到重力与支持力，如果再受到摩擦力的作用，则A就不平衡了，故AB间没有摩擦力的作用，A是不对的；将B、C看成一个整体，它们受到水平向左的大小为20N的拉力，由于BC处于静止状态，故在水平方向上必然还存在一个向右的，大小也是20N的力，这个力只能由C物体以摩擦力的方式提供，故B是正确的。物体C受到五个力的作用，一是重力，二是桌面对它的支持力，三是B以它的压力，四是B对C的摩擦力，五是球P通过绳子对它的向右的拉力，其大小可通过共点力平衡的知识求出，也是20N，此时把ABC看成一个整体，则它们与桌面间的摩擦力为零，故物体C与桌面间不存在摩擦力，所以C、D均不正确故选B。2.(单选)如图所示，A、B两物体质量分别是mA、mB，用劲度为k的轻弹簧相连，竖直放置，处于静止状态。现对A施竖直向上的拉力F，将A缓慢提起，当B对地面恰好无压力时，突然撤去拉力F。在A由静止向下运动第一次达到最大速度过程中，下落的高度为A．mAg/k

B．(2mB-mA)g/kC．(mB-mA)g/k

D．(mA＋mB)g/k参考答案：D

，答案D对。3.（多选）甲乙两车在一平直道路上同向运动，其v－t图像如图所示，图中△OPQ和△OQT的面积分别为s1和s2（s2＞s1），初始时，甲车在乙车前方s0处。下列说法正确的 A．若s0=s1+s2，两车相遇1次ks5u B．若s0＜s1，两车相遇2次 C．若s0=s1，两车相遇1次 D．若s0=s2，两车相遇1次参考答案：BC4.如图，平行板电容器的两个极板与水平地面成一角度，两极板与一直流电源相连。若一带电粒子恰能沿图中所示水平直线通过电容器，则在此过程中，该粒子A．所受重力与电场力平衡

B．电势能逐渐增加C．动能逐渐增加

D．做匀变速直线运动参考答案：BD5.（单选）如图所示，两根位于同一竖直平面内的水平长杆，上、下两杆上分别套着质量相等的甲、乙两金属球，两球之间用一轻质弹簧相连．开始时乙在甲的正下方，且弹簧刚好无弹力．现给甲一个水平向右的初速度v0，此后两球在杆上无摩擦地滑动．下列叙述中正确的是（）A．甲、乙两球加速度始终相同B．甲、乙两球的动能之和保持不变C．当甲球的速度为零时，乙球刚好位于甲球的正下方D．甲球的速度减小至零的过程中，弹簧的弹性势能一直在增大参考答案：考点：机械能守恒定律．.分析：分析两球的受力情况，判断加速度关系．结合系统动量守恒的条件得出甲乙两球动量守恒，抓住系统机械能不变，判断甲乙两球动能之和的变化．根据动量守恒求出甲球速度为零时，乙球的速度，从而确定乙球所处的位置．根据弹簧长度的变化判断弹簧弹性势能的变化．解答：解：A、由于两球竖直方向上受力平衡，水平方向所受的弹力的弹力大小相等，方向相反，所以两球的合力大小相等、方向相反，由牛顿第二定律知，两球加速度始终大小相等，方向相反，故A错误．B、甲、乙两球和弹簧组成的系统，只有弹力做功，系统的机械能守恒，即两球的动能和弹簧的弹性势能之和保持不变，弹簧的弹性势能变化，则甲乙两球的动能之和在变化．故B错误．C、甲乙两球组成的系统所受的外力之和为零，则甲乙两球的总动量守恒，当甲球的速度为零时，乙球的速度为v0，速度最大，弹簧处于原长状态，所以乙在甲球的正下方．故C正确．D、甲球的速度从v0减小至零的过程中，弹簧先伸长再恢复到原长，则弹簧的弹性势能先增大后减小．故D错误．故选：C．点评：解决本题的关键知道甲乙两球系统动量守恒，甲乙两球和弹簧组成的系统机械能守恒．二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.如图所示，用质量为m的活塞密封住质量为M的气缸，气缸有内一定质量的理想气体，活塞跟缸壁间的摩擦不计，大气压为p0，活塞横截面积为S，整个装置倒立在水平地面上．当封闭气体的热力学温度为T时，活塞与地面接触但无相互作用力，这时封闭气体的压强为__________．当温度升高到某一值时，发现气缸虽与地面接触但无相互作用力，这时封闭气体的温度为______________．

参考答案：7.（00年吉、苏、浙）（16分）如图所示，厚度为h，宽度为d的导体板放在垂直于它的磁感应强度为B的均匀磁场中，当电流通过导体板时，在导体板的上侧面A和下侧面A/之间会产生电热差，这种现象称为霍尔效应，实验表明，当磁场不太强时，电热差U、电流I和B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：外部磁场的洛仑兹力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仓兹力方向相反的静电力，当静电力与洛仑兹力达到平衡时，导体板上下两侧之间就会形成稳定的电势差。设电流I是由电子和定向流动形成的，电子的平均定向速度为v，电量为e回答下列问题：（1）达到稳定状态时，导体板上侧面A的电势_____下侧面A的电势（填高于、低于或等于）（2）电子所受的洛仑兹力的大小为______。（3）当导体板上下两侧之间的电差为U时，电子所受静电力的大小为_____。（4）由静电力和洛仑兹力平衡的条件，证明霍尔系数为其中h代表导体板单位体积中电子的个数。参考答案：答案：（1）低于；（2）；（3）（4）电子受到横向静电力与洛仑兹力的作用，两力平衡，有得：U=hvB

通过导体的电流密度I=nev·d·h

由

，有

得

8.(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：

9.如图，重为G的物体，用绳子挂在支架的滑轮B上，绳子的另一端接在绞车D上．转动绞车，物体便能升起．设滑轮的大小及轴承的摩擦略去不计，杆AB和BC的质量不计，A、B、C三处均用铰链连接．当物体处于平衡状态时，杆AB所受力的大小为2.73G，杆BC所受力的大小为3.73G．参考答案：考点：力矩的平衡条件；共点力平衡的条件及其应用．分析：画出各个力，分别作出各个力的力臂，然后又力矩的平衡即可解答．解答：解：以A为支点，AB受到BC的支持力和两个绳子的拉力，它们的力臂如图1，设AB杆的长度为L，则：竖直向下的拉力的力臂；L1=LBD的拉力的力臂：BC杆的作用力的力臂：由力矩平衡得：GL1+GL2=FBC?L3代入数据得：FBC=3.73G同理，以B为支点，BC受到AB的拉力和两个绳子的拉力，它们的力臂如图2，则：竖直向下的拉力的力臂：；BD的拉力的力臂：BC杆的作用力的力臂：由力矩平衡得：GL4+GL5=FAB?L6代入数据得：FAB=2.73G故答案为：2.73G；3.73G点评：本题的解题突破口是抓住AB杆和BC杆是二力杆，分别画出AB和BC的作用力方向，再根据力矩平衡条件求解．10.地球表面的重力加速度为g，地球半径为R。某颗中轨道卫星绕地球做匀速圆周运动，轨道离地面的高度是地球半径的3倍。则该卫星做圆周运动的向心加速度大小为__________；线速度大小为___________；周期为____________。参考答案：，，（提示：卫星的轨道半径为4R。利用GM=gR2。）11.（4分）已知在t1时刻简谐横波的波形如图中实线所示；在时刻t2该波的波形如图中虚线所示。t2－t1=0.02s。若波的周期T满足0.01s＜T＜0.02s，且从t1时刻起，图中Q质点比R质点先回到平衡位置，则波速是___________m/s。参考答案：

答案：400m/s12.一列简谐横波沿x轴传播，t＝0时刻波形如图所示，此时质点P沿y轴负方向运动，质点Q经过0．3s第一次到达平衡位置，则该波的传播方向为沿x轴___（填”正”“负”）方向，传播波速为______m／s，经过1．2s，质点P通过的路程为______cm。参考答案：

(1).负

(2).10

(3).8（1）此时质点P沿y轴负方向运动，由波的形成原理可知此波沿沿x轴负方向传播。（2）Q经过0．3s第一次到达平衡位置，可知波的周期为，所以波速为（3）经过1．2s，质点P通过的路程为13.某学生骑着自行车（可视为质点）从倾角为θ=37°的斜坡AB上滑下，然后在水平地面BC上滑行一段距离后停下，整个过程中该学生始终未蹬脚踏板，如图甲所示．自行车后架上固定一个装有墨水的容器，该容器距地面很近，每隔相等时间T滴下一滴墨水．该学生用最小刻度为cm的卷尺测得某次滑行数据如图乙所示.假定人与车这一整体在斜坡上和水平地面上运动时所受的阻力大小相等.己知人和自行车总质量m=80kg，g取10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8.则T=__________s，人与车在斜坡AB上运动时加速度大小a1=__________m/s2，在水平地面上运动时加速度大小a2=__________m/s2.（结果均保留一位有效数字）参考答案：．0.5（2分）

4（2分）

2（2分）三、简答题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.（8分）为确定爱因斯坦的质能方程的正确性，设计了如下实验：用动能为MeV的质子轰击静止的锂核Li，生成两个粒子，测得两个粒子的动能之和为MeV。写出该反应方程，并通过计算说明正确。（已知质子、粒子、锂核的质量分别取、、）参考答案：核反应方程为核反应的质量亏损，由质能方程可得，质量亏损相当的能量MeV而系统增加的能量MeV，这些能量来自核反应中，在误差允许的范围内可认为相等，所以正确。15.如图所示，水平传送带两轮心O1O2相距L1=6.25m，以大小为v0=6m/s不变的速率顺时针运动，传送带上表面与地面相距h=1.25m．现将一质量为m=2kg的小铁块轻轻放在O1的正上方，已知小铁块与传送带间动摩擦因数μ=0.2，重力加速度g取10m/s2，求：（1）小铁块离开传送带后落地点P距离O2的水平距离L2；（2）只增加L1、m、v0中的哪一个物理量的数值可以使L2变大．参考答案：（1）小铁块离开传送带后落地点P距离O2的水平距离为2.5m；（2）只增加L1数值可以使L2变大．解：（1）小铁块轻放在传送带上后受到摩擦力的作用，由μmg=ma得a=μg=2m/s2，当小铁块的速度达到6m/s时，由vt2=2ax得：x=9m由于9m＞L1=6.25m，说明小铁块一直做加速运动设达到O2上方的速度为v，则v==5m/s小铁块离开传送带后做平抛运动根据h=gt2得下落时间：t==0.5s由L2=vt=5×0.5=2.5m（2）欲使L2变大，应使v变大由v=可知，L1增大符合要求m、v0增大对a没有影响，也就对v和L2没有影响因此，只增加L1、m、v0中的L1的数值可以使L2变大．答：（1）小铁块离开传送带后落地点P距离O2的水平距离为2.5m；（2）只增加L1数值可以使L2变大．四、计算题：本题共3小题，共计47分16.发，沿着动摩擦因数为u=0．2的滑道向下运动到B点后水平滑出，最后落在水池中。滑道的水平距离L大小不变，设滑道的水平距离为L=5m，B点的高度h可由运动员自由调节，A点不动，AB长度可以调整。（取g=10m/s2）求：

（1）运动员要达到最大水平运动距离，B点的高度h应调为多大？平抛过程的最大水平距离Smax为多少？

（2）为了研究物体从B点沿光滑抛物线轨道顶端无初速下滑的运动，制做一个与第（1）中运动员平抛轨迹完全相同的光滑轨道，并将该轨道固定在与BC曲线重合的位置，让另一物体P沿该轨道无初速下滑（下滑过程中始终不会脱离轨道），则物体P通过轨道最低点C时的水平分速度和竖直分速度大小。

参考答案：17.如图甲所示，CD和MN之间存在着变化的电场，电场变化规律如图乙所示，（图中电场方向为正方向），MN为一带电粒子可以自由通过的理想边界，直线MN下方无磁场，上方两个同心半圆内存在着有理想边界的匀强磁场，其分界线是半径为R和2R的半圆，半径为R的圆两侧的磁场方向相反且垂直于纸面，磁感应强度大小都为B，现有一质量为m、电荷量为q的带负电微粒在t=0时刻从O2点沿MN、CD间的中心线O2O1水平向左射入电场，到达P点时以水平向左的速度进入磁场，最终打在Q点。不计微粒的重力。求：（1）微粒在磁场中运动的周期T；（2）微粒在电场中的运动时间t1与电场的变化周期T0之间的关系；（3）MN、CD之间的距离d；（4）微粒在磁场中运动的半径r的可能值的表达式及r的最大值。参考答案：（1）（4分）洛仑兹力提供向心力………(2分)

………(1分)

………(1分)（2）（3分）由题意分析可知：微粒在竖直方向的运动加速和减速的时间是相等的

则t1=

（k=1，2，3…）………(3分，漏k的范围扣1分)（3）（5分）微粒运动的加速度大小………(1分)时间内带电粒子的位移大小………(2分)

（k=1，2，3…）

………(1分)

（k=1，2，3…）………(1分)（4）（6分）粒子的运动轨迹将磁场边界分成等分（=2，3，4…）由几何知识可得：………(1分)

………(1分)

由于有边界限制，须有：x+r<2R………(1分)由几何关系可知

则有

………(1分)得到

当时不成立，如图，故=3，4，5…

经分析可知，n越大，r就越小。………………(1分)当=3时，半径r有最大值，最大值

（1分）18.（2015?湖北模拟）如图甲所示，直角坐标系xoy的第二象限有一半径为R=a的圆形区域，圆形区域的圆心O1坐标为（﹣a，a），与坐标轴分别相切于P点和N点，整个圆形区域内分布有磁感应强度大小为B的匀强磁场，其方向垂直纸面向里（图中未画出）．带电粒子以相同的速度在纸面内从P点进入圆形磁场区域，速度方向与x轴负方向成θ角，当粒子经过y轴上的M点时，速度方向沿x轴正方向，已知M点坐标为（0，）．带电粒子质量为m、带电量为﹣q．忽略带电粒子间的相互作用力，不计带电粒子的重力，求：（1）带电粒子速度v大小和cosθ值；（2）若带电粒子从M点射入第一象限，第一象限分布着垂直纸面向里的匀强磁场，已知带电粒子在该磁场的一直作用下经过了x轴上的Q点，Q点坐标为（a，0），该磁场的磁感应强度B′大小为多大？（3）若第一象限只在y轴与直线x=a之间的整个区域内有匀强磁场，磁感应强度大小仍为B．方向垂直纸面，磁感应强度B随时间t变化（B﹣t图）的规律如图乙所示，已知在t=0时刻磁感应强度方向垂直纸面向外，此时某带电粒子刚好从M点射入第一象限，最终从直线x=a边界上的K点（图中未画出）穿出磁场，穿出磁场时其速度方向沿x轴正方向（该粒子始终只在第一象限内运动），则K点到x轴最大距离为多少？要达到此最大距离，图乙中的T值为多少？参考答案：（1）带电粒子速度v大小为，co