浙江省杭州市博陆中学2022年高三物理期末试题含解析

浙江省杭州市博陆中学2022年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.（多选）如图所示，将两相同的木块a、b置于粗糙的水平地面上，中间用一轻弹簧连接，两侧用细绳固定于墙壁上．开始时a、b均静止．弹簧处于自然伸长状态，两细绳均有拉力，现将右侧细绳剪断，则剪断瞬间(

)A．a的摩擦力不变

B．a摩擦力方向改变C．b摩擦力为零 D．b摩擦力方向向左参考答案：AC2.如图所示，木块A的质量为m，木块B的质量为M，叠放在光滑的水平面上。现用水平力F作用于A，恰能使A、B一起运动；今撤去力F，将另一水平力作用于木块B,则保持A、B相对静止的条件是不超过

(

)A． B． C． D．参考答案：C系统在水平方向只受力F作用，恰能一起运动，则A、B具有相同加速度，即，木块B水平方向只受A对B的静摩擦力(临界条件对应的受力对象)，因此最大静摩擦力；若撤去力F，将水平力作用于B，则对系统有，木块A水平方向只受B对A的静摩擦力f(临界条件对应的受力对象)，相对静止的条件是相互作用的静摩擦力，且，联立解得，C项正确。3.某长直导线中分别通以如图所示的电流，则下面说法中正确的是A．图①所示电流周围产生匀强磁场B．图②所示电流周围的磁场是稳定的C．图③所示电流周围各点的磁场方向在0～t1时间内与t1～t2时间内的方向是相反的D．图④所示电流周围的磁场先变强再变弱，磁场中各点的磁感强度方向不变参考答案：D4.(单选)以下说法中正确的是

A．光的偏振现象说明光是一种纵波B．相对论认为空间和时间与物质的运动状态无关C．麦克斯韦预言并用实验验证了电磁波的存在D．在光的双缝干涉实验中，若仅将入射光由绿光变为红光，则条纹间距变宽参考答案：D5.如图所示，半径为R的圆形区域中充满了垂直于纸面向里、磁感应强度为B的匀强磁场。一带负电粒子以速度v0射入磁场区域，速度方向垂直磁场且与半径方向的夹角为45°．当该带电粒子离开磁场时，速度方向刚好与入射速度方向垂直。不计带电粒子的重力，下列说法正确的是（

）A.该带电粒子离开磁场时速度方向的反向延长线通过O点B.该带电粒子的比荷为C.该带电粒子在磁场中的运动时间为D.若只改变带电粒子的入射方向，则其在磁场中的运动时间变参考答案：BD【详解】A、带负电的粒子在磁场中的运动轨迹如图所示：从图像上可以看出该带电粒子离开磁场时速度方向的反向延长线不通过O点，故A错；B、有几何关系知，轨迹所对的圆心角为，且轨迹的圆心O刚好在圆形磁场的边界上，所以轨迹的半径为由可求得：，故B对；C、运动时间等于弧长除以速度，即，故C错；D、有图可知，此时轨迹圆弧对应的弦长最长，等于磁场区域的直径，所以在磁场中运动时间也就最长，若改变入射角度，则运动时间变短，故D对；故选BD二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.如图所示，相距为d的两条水平虚线L1、L2之间有水平方向的匀强磁场，磁感应强度为B，正方形铜制线圈abcd边长为L（L＜d），质量为m，将线圈在磁场上方高h处静止释放，cd边刚离开磁场时速度与cd边刚进入磁场时速度相等，则线圈穿越磁场的过程中（从cd边刚进入磁场起一直到ab边离开磁场为止），感应电流所做的功为

，线圈的最小速度为

．参考答案：2mgd7.用打点计时器研究物体的自由落体运动，得到如图所示的一段纸带，测得AB=7.56cmBC=9.12cm，已知交流电源频率是50Hz，则打B点时物体的瞬时速度为

m/s，实验测出的重力加速值是

m/s2，产生误差的原因 。参考答案：2.09，

9.75,

空气阻力；纸带和计时器限位孔之间有摩擦。计数点的时间间隔为：，打B点的速度为：物体的加速度为：，实验测出的重力加速度值比公认值偏小，原因可能是物体下落过程中存在空气阻力和纸带和计时器限位孔之间有摩擦；8.一个静止的质点，在0～4s时间内受到力F的作用，力的方向始终在同一直线上，力F随时间t的变化如图所示，则质点在第2s末位移

方向（填不变，改变），第4s末运动速度为

。参考答案：

答案：不变，零9.某行星绕太阳运动可近似看作匀速圆周运动，已知行星运动的轨道半径为R，周期为T，万有引力恒量为G，则该行星的线速度大小为

；太阳的质量可表示为

。参考答案：

（2分），

10.如图所示，光滑水平桌面上有一小球被细线栓住，细线另一端固定在天花板上，小球受到一水平向右的拉力F作用，在拉力F逐渐增大的过程中，小球始终没有离开水平桌面，则在这一过程中，小球受到绳的拉力FT将

，桌面支持力FN将

参考答案：增大

减小根据平衡条件：，而且角减小，所以绳的拉力将增大，桌面支持力将减小11.某质点做直线运动的位移和时间的关系是x=5t+3t2-11(m)，则此质点的初速度是________m/s，加速度是________m/s2。参考答案：5，6解:由,得初速度,加速度。12.如图所示，A、B两点间电压为U，所有电阻阻值均为R，当K闭合时，UCD=______，当K断开时，UCD=__________。参考答案：0

U/313.火星的球半径是地球半径的1/2,火星质量是地球质量的1/10,忽略火星的自转,如果地球上质量为60㎏的人到火星上去,则此人在火星表面的质量是_______㎏,所受的重力是______N;在火星表面由于火星的引力产生的加速度是________m/s;在地球表面上可举起60㎏杠铃的人,到火星上用同样的力,可以举起质量_______㎏的物体。g取9.8m/s2参考答案：60（1分），235.2（1分），3.92（1分），150（1分）三、简答题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.2004年1月25日，继“勇气”号之后，“机遇”号火星探测器再次成功登陆火星．人类为了探测距离地球大约3.0×105km的月球，也发射了一种类似四轮小车的月球探测器．它能够在自动导航系统的控制下行走，且每隔10s向地球发射一次信号，探测器上还装着两个相同的减速器(其中一只是备用的)，这种减速器可提供的最大加速度为5m/s2，某次探测器的自动导航系统出现故障，从而使探测器只能匀速前进而不再避开障碍物．此时地球上的科学家只能对探测器进行人工遥控操作．下表为控制中心的显示屏上的数据：

已知控制中心的信号发射和接收设备工作速度极快．科学家每次分析数据并输入命令至少需要3s.问：(1)经过数据分析，你认为减速器是否执行了命令？(2)假如你是控制中心的工作人员，采取怎样的措施？加速度满足什么条件？请计算说明．

参考答案：(1)未执行命令(2)立即输入命令，启动另一个备用减速器，加速度a>1m/s2，便可使探测器不与障碍物相碰．

15.（4分）现用“与”门、“或”门和“非”门构成如图所示电路，请将右侧的相关真值表补充完整。(填入答卷纸上的表格)参考答案：

答案：

ABY001010100111

四、计算题：本题共3小题，共计47分16.如图所示，在真空中半径为R=m的圆形磁场区域里加上垂直于纸面向外的磁感应强度为B1=1T的匀强磁场，在圆形磁场区域外加上与B1方向相反的匀强磁场B2，P、Q是圆周上过直径的两个点，从P点沿半径方向以v=1×104m/s射入一质量m=5×10-10kg，电荷量q=+5×10-6C的带电粒子，不计重力作用。

求：（1）若要使该粒子从P出发，经B1、B2磁场，第一次从Q点沿半径方向射入圆形磁场区域，则所需磁场B2的大小。（2）粒子从P点射入后第一次回到P点经过的时间。参考答案：带电粒子在圆形磁场中做圆周运动的半径为r1，圆心为O1（1）

（2分）1m

（2分）tan∠POO1=∠POO1=30o

（2分）粒子从M点离开圆形磁场后，在B2磁场中中做圆周运动的半径为r2，圆心为O2，由几何关系得：∠MOO2=60o

（2分）r2=Rtan60o=3m

（1分）T

（1分）（2）

（2分）

t1==×10-4s

（1分）

=6π×10-4s

（2分）t2==5π×10-4s

（1分）

粒子由Q点进入圆形磁场后，有对称性可知，粒子第一次回到P点经过的时间=×10-4s

（2分）17.如图21所示，两根金属平行导轨MN和PQ放在水平面上，左端向上弯曲且光滑，导轨间距为L，电阻不计。水平段导轨所处空间有两个有界匀强磁场，相距一段距离不重叠，磁场Ⅰ左边界在水平段导轨的最左端，磁感强度大小为B，方向竖直向上；磁场Ⅱ的磁感应强度大小为2B，方向竖直向下。质量均为m、电阻均为R的金属棒a和b垂直导轨放置在其上，金属棒b置于磁场Ⅱ的右边界CD处。现将金属棒a从弯曲导轨上某一高处由静止释放，使其沿导轨运动。设两金属棒运动过程中始终与导轨垂直且接触良好。（1）若水平段导轨粗糙，两金属棒与水平段导轨间的最大摩擦力均为mg，将金属棒a从距水平面高度h处由静止释放。求：?金属棒a刚进入磁场Ⅰ时，通过金属棒b的电流大小；?若金属棒a在磁场Ⅰ内运动过程中，金属棒b能在导轨上保持静止，通过计算分析金属棒a释放时的高度h应满足的条件；（2）若水平段导轨是光滑的，将金属棒a仍从高度h处由静止释放，使其进入磁场Ⅰ。设两磁场区域足够大，求金属棒a在磁场Ⅰ内运动过程中，金属棒b中可能产生焦耳热的最大值。参考答案：18.(20分)如图，半径为R的光滑圆形轨道固定在竖直面内。小球A、B质量分别为m、βm（β为待定系数）。A球从工边与圆心等高处由静止开始沿轨道下滑，与静止于轨道最低点的B球相撞，碰撞后A、B球能达到的最大高度均为，碰撞中无机械能损失。重力加速度为g。试求：（1）待定系数β；（2）第一次碰撞刚结束时小球A、B各自的速度和B球对轨道的压力；（3）小球A、B在轨道最低处第二次碰撞刚结束时各自的速度，并讨论小球A、B在轨道最低处第n次碰撞刚结束时各自的速度。参考答案：解析：（1）由mgR＝+得

β＝3（2）设A、B碰撞后的速度分别为v1、v2，则

=

=

设向右为正、向左为负，解得

v1＝，方向向左

v2＝，方向向右