四川省德阳市金鱼镇中学2022年高三物理期末试题含解析

四川省德阳市金鱼镇中学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.如图所示，xOy坐标平面在竖直面内，x轴沿水平方向，y轴正方向竖直向上，在图示空间内有垂直于xOy平面的水平匀强磁场．一带电小球从O点由静止释放，运动轨迹如图中曲线．关于带电小球的运动，下列说法中正确的是A．OAB轨迹为半圆B．小球运动至最低点A时速度最大，且沿水平方向C．小球在整个运动过程中机械能守恒D．小球在A点时受到的洛伦兹力与重力大小相等

参考答案：BCD2.如图，在一水平、固定的闭合导体圆环上方。有一条形磁铁(N极朝上，S极朝下)由静止开始下落，磁铁从圆环中穿过且不与圆环接触，关于圆环中感应电流的方向（从上向下看），下列说法正确的是A．总是顺时针B．总是逆时针C．先顺时针后逆时针D．先逆时针后顺时针参考答案：C3.美国宇航局在2011年12月5日宣布，他们在太阳系外发现了一颗类似地球的、可适合人类居住的行星一“开普勒-22b”，该行星环绕一颗类似于太阳的恒星运动的周期为290天，它距离地球约600光年，体积是地球的2.4倍。已知万有引力常量和地球表面的重力加速度，假定该行星环绕这颗类似于太阳的恒星运动的轨迹为圆轨道，根据以上信息，下列推理中正确的是A.

若已知该行星的轨道半径，可求出该行昂.所受的万有引力B.

若已知该行觅的轨道半径，可求出类于太阳的恒虽的密度C.

若该行觅的密度与地球的密度相等，可求山该行觅表面的重力加速度D.

根据地球的公转周期与轨道半径，可求出该行星的轨道半径参考答案：C4.如图所示，条形磁铁用细线悬挂在O点。O点正下方固定一水平放置的闭合铝线圈。让磁铁在竖直面内摆动，不计空气阻力，则（

）A．磁铁始终做等幅摆动B．磁铁始终受到线圈的斥力作用C．线圈对磁铁的作用力始终是阻力D．线圈对磁铁的作用力有时是阻力有时是动力参考答案：C5.甲、乙两个同学打乒乓球，某次动作中，甲同学持拍的拍面与水平方向成45°角，乙同学持拍的拍面与水平方向成30°角，如图所示。设乒乓球击打拍面时速度方向与拍面垂直，且乒乓球每次击打球拍前、后的速度大小相等，不计空气阻力，则乒乓球击打甲的球拍的速度υ1与乒乓球击打乙的球拍的速度υ2之比为（）A. B. C. D.参考答案：C【详解】由题可知，乒乓球在甲与乙之间做斜上抛运动，根据斜上抛运动的特点可知，乒乓球在水平方向的分速度大小保持不变，竖直方向的分速度是不断变化的，由于乒乓球击打拍面时速度与拍面垂直，在甲处：；在乙处：；所以：＝．故C正确，ABD错误二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.1某同学为了探究杆转动时的动能表达式，设计了如图所示的实验：质量为m的均匀长直杆一端固定在光滑转轴O处，杆由水平位置静止释放，用光电门测出另一端A经过某位置时的瞬时速度vA，并记下该位置与转轴O的高度差h。⑴设杆的宽度为L（L很小），A端通过光电门的时间为t，则A端通过光电门的瞬时速度vA的表达式为

▲

。组

次123456h/m0.050.100.150.200.250.30vA/（m·s-1）1.231.732.122.462.743.00vA-1/（s·m-1）0.810.580.470.410.360.33vA2/（m2·s-2）1.503.004.506.057.519.00

⑵调节h的大小并记录对应的速度vA，数据如上表。为了形象直观地反映vA和h的关系，请选择适当的纵坐标并画出图象。⑶当地重力加速度g取10m/s2，结合图象分析，杆转动时的动能Ek=

▲

（请用质量m、速度vA表示）。参考答案：⑴（3分）⑵如图（纵坐标1分，图象2分）⑶（2分）7.如图为“用DIS（位移传感器、数据采集器、计算机）研究加速度和力的关系”的实验装置。（1）在该实验中必须采用控制变量法，应保持小车的总质量不变，用钩码所受的重力作为___________，用DIS测小车的加速度。（2）改变所挂钩码的数量，多次重复测量。在某次实验中根据测得的多组数据可画出a-F关系图线（如图所示）。①分析此图线的OA段可得出的实验结论是_________________________________。②（单选题）此图线的AB段明显偏离直线，造成此误差的主要原因是A．小车与轨道之间存在摩擦

B．导轨保持了水平状态C．所挂钩码的总质量太大

D．所用小车的质量太大参考答案：（1）小车所受外力，（2）①加速度与外力成正比，②C，8.一卫星绕地球做匀速圆周运动的线速度大小为v，若地球质量为M，引力常量为G，则该卫星的圆周运动的半径R为

；它在1/6周期内的平均速度的大小为

。参考答案：；9.（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/s10.如图所示是自行车传动装置的示意图．假设踏脚板每2s转一圈，要知道在这种情形下自行车前进的速度有多大，还需测量哪些量？________________________________

__________________________________________________________________________

请在图中用字母标注出来，并用这些量推导出自行车前进速度的表达式：___________．参考答案：．如图所示，测量R、r、R′．自行车的速度为：11.如图12所示，质量为ｍ的物体放在倾角为θ的斜面上，在水平恒定的推力F的作用下，物体沿斜面匀速向上运动，则物体与斜面之间的动摩擦因数为。参考答案：12.两个倾角相同的滑杆上分别套A、B两圆环，两环上分别用细线悬吊着两物体C、D，如图所示，当它们都沿滑杆一起向下滑动时，A的悬线与杆垂直，B的悬线竖直向下，则（

）A.A环与杆无摩擦力B.B环与杆无摩擦力C.A环做的是匀速运动D.B环做的是匀速运动参考答案：AD【详解】AC.假设A环与杆间的摩擦力为f，对A环受力分析，受重力、拉力、支持力、沿杆向上的摩擦力f，如图，根据牛顿第二定律，有mAgsinθ-f=mAa对C，据牛顿第二定律有mCgsinθ=mCa联立解得：f=0a=gsinθ故A正确，C错误；BD.对D球受力分析，受重力和拉力，由于做直线运动，合力与速度在一条直线上或者合力为零，故合力只能为零，物体做匀速运动；再对B求受力分析，如图，受重力、拉力、支持力，由于做匀速运动，合力为零，故必有沿杆向上的摩擦力。故B错误，D正确。13.光传感器可用来测量光屏上的光强分布．如图（a）所示为某同学利用单缝做的一个光学实验，图（b）为该同学使用光传感器对该实验所采集到的光屏上光强分布图象．则该同学所做的实验是光的衍射（选填“干涉”或“衍射”）实验；根据图（b）可以看出，光屏上中央亮条纹的光强分布特点是中间强两边弱．参考答案：解：图b可知，条纹中间亮、两边窄，知是衍射条纹；根据光的衍射原理，则光屏上中央亮条纹的光强分布特点是中间强两边弱．故答案为：衍射，中间强两边弱．三、简答题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.(3-5模块)(5分)有两个质量为m的均处于基态的氢原子A、B，A静止，B以速度v0与之发生碰撞．己知：碰撞前后二者的速度均在一条直线上，碰撞过程中部分动能有可能被某一氢原子吸收。从而该原子由基态跃迁到激发态，然后，此原子向低能级态跃迁，并发出光子．如欲碰后发出一个光子，则速度v0至少需要多大？己知氢原子的基态能量为E1(E1<0)。参考答案：解析：，--------------(1分)

，--------------(1分)

，--------------(1分)

--------------(2分)15.如图所示,甲为某一列简谐波t=t0时刻的图象,乙是这列波上P点从这一时刻起的振动图象,试讨论:①波的传播方向和传播速度.②求0~2.3s内P质点通过的路程.参考答案：①x轴正方向传播，5.0m/s②2.3m解：(1)根据振动图象可知判断P点在t=t0时刻在平衡位置且向负的最大位移运动，则波沿x轴正方向传播，由甲图可知，波长λ=2m，由乙图可知，周期T=0.4s，则波速(2)由于T=0.4s，则,则路程【点睛】本题中根据质点的振动方向判断波的传播方向，可采用波形的平移法和质点的振动法等等方法，知道波速、波长、周期的关系.四、计算题：本题共3小题，共计47分16.如图所示，两根足够长的平行金属导轨MN、PQ与水平面的夹角为α=30°，导轨光滑且电阻不计，导轨处在垂直导轨平面向上的有界匀强磁场中.两根电阻都为R=2Ω、质量都为m=0.2kg的完全相同的细金属棒ab和cd垂直导轨并排靠紧的放置在导轨上，与磁场上边界距离为x=1.6m，有界匀强磁场宽度为3x=4.8m．先将金属棒ab由静止释放，金属棒ab刚进入磁场就恰好做匀速运动，此时立即由静止释放金属棒cd，金属棒cd在出磁场前已做匀速运动.两金属棒在下滑过程中与导轨接触始终良好(取重力加速度g=10m/s2).求：（1）金属棒ab刚进入磁场时棒中电流I；（2）金属棒cd在磁场中运动的过程中通过回路某一截面的电量q；（3）两根金属棒全部通过磁场的过程中回路产生的焦耳热Q．参考答案：解：（1）方法一：，

方法二：，

，

（2）方法一：通过金属棒ab进入磁场时以速度v先做匀速运动，设经过时间t1，当金属棒cd也进入磁场，速度也为v，金属棒cd：x=v/2·t1，此时金属棒ab在磁场中的运动距离为：X=vt1=2x

两棒都在磁场中时速度相同，无电流，金属棒cd在磁场中而金属棒ab已在磁场外时，cd棒中才有电流，运动距离为2x(得到cd棒单独在磁场中运动距离为2x，)

（在第一问中用方法二解，此问再求BL的，仍然的5分，没有求出BL，写出得2分，只求BL的得1分）方法二：两金属棒单独在在磁场中时扫过的距离都为2x，因而通过的电量大小相等。（3）方法一：金属棒ab在磁场中（金属棒cd在磁场外）回路产生的焦耳热为：（或：）

金属棒ab、金属棒cd都在磁场中运动时，回路不产生焦耳热金属棒cd在磁场中（金属棒ab在磁场外），金属棒cd的初速度为，末速度为，由动能定理：

方法二：两根金属棒全部通过磁场的过程中回路产生的焦耳热Q等于两棒损失的机械能17.如图所示，在水平桌面的边角处有一轻质光滑的定滑轮K，一条不可伸长的轻绳绕过定滑轮K分别与物体A、B相连，A、B的质量分别为=3kg、=2kg.现用一水平恒力F拉物体A，使物体B上升(A、B均从静止开始运动)。已知当B上升距离为h=0.2m时，B的速度为v=lm/s。已知A与桌面的动摩擦因数=0.25，重力加速度为g=10m/s2,求：(l)力F的大小和A、B系统的加速度大小；(2)当B的速度为v=lm/s时，轻绳突然断了，那么在B上升的过程中，A向左运动多远。参考答案：18.如图所示，在无限长的竖直边界AC和DE间，上、下部分分别充满方向垂直于ADEC平面向外的匀强磁场，上部分区域的磁感应强度大小为B0，OF为上、下磁场的水平分界线。质量为m、带电荷量为+q的粒子从AC边界上与O点相距为a的P点垂直于AC边界射入上方区域，经OF上的Q点第一次进入下方区域，Q与O点的距离为3a。不考虑粒子重力(1)求粒子射入时的速度大小；(2)要使粒子不从AC边界飞出，求下方区域的磁感应强度应满足的条件；(3)若下方区域的磁感应强度B=3B0，粒子最终垂直DE边界飞出，求边界DE与AC间距离的可能值。参考答案：【知识点】带电粒子在匀强磁场中的运动；牛顿第二定律；向心力．I3C2D4【答案解析】（1）粒子射入时的速度大小为；（2）B1＞时，粒子不会从AC边界飞出；（3）若下方区域的磁感应强度B=3B0，粒子最终垂直DE边界飞出，边界DE与AC间的距离为4na（n=1，2，3…）；解析：（1）设粒子在OF上方做圆周运动半径为R，由几何关系可知；R=5a

,由牛顿第二定律可知：qvB0=m

,解得：v=；（2）当粒子恰好不从AC边界飞出时，设粒子在OF下方做圆周运动的半径为r1，由几何关系得：r1+r1cosθ=3