福建省福州市第二中学2022年高三物理期末试卷含解析

福建省福州市第二中学2022年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.A、B两质点分别在各自的直线轨道上运动，图甲是质点A的位移随时间变化的图象，图乙是质点B的速度随时间变化的图象，下列说法中正确的是A．质点A在0～2s内的平均速度为零B．质点B在0～2s内的平均速度为零C．质点A在0～1s内的运动方向与在1～2s内的运动方向相反D．质点B在0～1s内的运动方向与在1～2s内的运动方向相反参考答案：AC由题图可知，0-1s，质点A沿正方向做匀速直线运动，1-2s，沿负方向做匀速直线运动，2s末回到出发点，2s内的位移为零，所以选项AC正确；0-1s，质点B沿正方向做匀加速直线运动，1-2s，沿正方向做匀减速运动，2s内的位移为2m,平均速度为1m/s，BD均错误。2.（多选）下列说法中正确的是

A．在探究求合力方法的实验中利用了等效替代的思想

B．牛顿首次提出“提出假说，数学推理，实验验证，合理外推"的科学推理方法

C．用点电荷来代替实际带电物体是采用了理想模型的方法

D．奥斯特通过实验观察到电流的磁效应，揭示了电和磁之间存在联系参考答案：ACD3.（单选）原子的质量主要集中在（）A．质子上B．中子上C．电子上D．原子核上参考答案：考点：原子的核式结构．分析：根据原子的构成，质子、中子和电子的质量大小考虑，质子的质量约等于中子的质量，约为一个电子质量的1836倍．解答：解：原子是由原子核和核外电子构成，原子核是由质子和中子构成，1个质子的质量约等于1个中子的质量约等于一个电子质量的1836倍，所以电子的质量很小，原子的质量只要取决于质子和中子，所以主要质量集中在原子核上．故选：D4.（多选）铁路在弯道处的内外轨道高低是不同的，已知内外轨道对水平面倾角为，如图所示，弯道处的圆弧半径为，若质量为m的火车转弯时速度小于，则A.内轨对内侧车轮轮缘有挤压 B.外轨对外侧车轮轮缘有挤压C.这时铁轨对火车的支持力大于 D.这时铁轨对火车的支持力小于参考答案：AD本题考查了圆周运动向心力的知识，意在考查学生的的应用能力。火车的重力和轨道对火车的支持力的合力恰好等于需要的向心力时，此时火车的速度，火车转弯时速度小于时，向心力变小，需抵消一部分向心力，此时，内轨挤压向外挤压火车的轮缘，故A正确、B错误；当内外轨没有挤压力时，火车受重力和支持力，，由于内轨对火车的作用力沿着轨道平面，可以把这个力分解为水平和竖直向上的两个分力，由于竖直向上的分力的作用，使支持力变小，故C错误、D正确；综上答案AD5.振源S在O点做沿竖直方向的简谐运动，频率为10Hz，t=0时刻向右传播的简谐横波如图所示（向左传播的简谐横波图中未画出）．则以下说法正确的是（）A．该横波的波速大小为20m/sB．t=0时，x=1m处的质点振动方向向上C．t=0.175s时，x=﹣1m处的质点处在波峰位置D．若振源S向右匀速运动，在振源S右侧静止的接收者接收到的频率小于10HzE．传播过程中该横波遇到小于2m的障碍物或小孔都能发生明显的衍射现象参考答案：ABE【考点】波长、频率和波速的关系；横波的图象．【分析】由图读出波长，求得波速．振源S在O点作竖直方向振动，同时形成向左和向右传播的两列波，这两列波关于y轴对称．根据波形的平移法判断t=0时，x=1m处的质点振动方向．由频率求出周期．根据时间与周期的关系，分析质点的状态．能发生明显的衍射现象的条件是障碍物或小孔的尺寸与波的波长差不大或小于波长．【解答】解：A、由图可知，该波的波长是λ=2m，则波速大小为v=λ?f=2×10=20m/s．故A正确．B、y轴右侧的波向右传播，根据波形的平移法得知，t=0时，x=1m处的质点振动方向向上．故B正确．C、该波的周期：T===0.1s，所以：t=0.175s=1T．x=﹣1m处的介质点与t=0时，x=1m处的介质点振动方向相同，t=0时，x=1m处的质点振动方向向上，经过1T后质点达到最低点，位于波谷的位置，所以t=0.175s时，x=﹣1m处的质点也处在波谷位置．故C错误；D、若振源S向右匀速运动，在振源S右侧静止的接收者接单位时间内收到的波的个数增大，所以频率大于10Hz．故D错误．E、根据衍射的条件可知，传播过程中波只有遇到小于2m或与2m差不大的障碍物或小孔都能发生明显的衍射现象．故E正确．故选：ABE二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.如图所示，质量为m的小球，以初速度v0从斜面上A点水平抛出，落在斜面上B点时动能为初动能的5倍，则在此过程中重力冲量为__________，所用的时间为__________。参考答案：2mv0

2v0/g7.某物理兴趣小组的同学在研究弹簧弹力的时候，测得弹力的大小F和弹簧长度L的关系如图所示，则由图线可知：（1）弹簧的劲度系数

N/m。（2）当弹簧受到5N的拉力时，弹簧的长度为

cm。参考答案：（1）200N/m。（2）12.5cm。8.从高为5m处以某一初速度竖直向下抛出一个小球，小球在与地面相碰后竖直向上弹起，上升到抛出点上方2m高处被接住，这段时间内小球的位移是

m,路程是

m.（初速度方向为正方向）参考答案：-312

9.(1)如图所示，在光滑、平直的轨道上静止着两辆完全相同的平板车，人从a车跳上b车，又立即从b车跳回a车，并与a车保持相对静止，此后a车的速率—b车的速率______(选‘大于”、“小于”或‘等于，’);在这个过程中，a车对人的冲量—右车对人的冲量——————————(选填“大于”、“小于，，或。‘等于，，)。

(2)(9分)己知中子的质量是mn=1.6749x10-27kg，质子的质量是mp=1.6726x10-27kg,氖核的质量是mD=3.3436x10-27kg，求氖核的比结合能。(结果保留3位有效数字)参考答案：10.在画线处写出下列3个演示实验的目的：

①

；②

；③

参考答案：①悬挂法测重心；②显示微小形变；③验证平行四边形法则11.用中子轰击锂核()，发生的核反应为：，式中n代表中子，X代表核反应产生的新核，同时释放出4.8MeV的核能(leV=1.6xl0J)。则新核中的中子数为△△

，核反应过程中的质量亏损为△△

kg(计算结果保留两位有效数字)。参考答案：2

12.如图所示电路中，E为不计内阻的电源，R1为滑动变阻器，R2为定值电阻，灯L的电阻不随温度改变，所有电表均为理想电表。某同学选择与电路图相应的实验器材，按图示电路进行实验，通过改变滑动变阻器滑动片P的位置从而调节灯泡的亮度，并将各电表的示数变化情况分别记录在下表中。实验序号A1表示数（A）A2表示数（A）V1表示数（V）V2表示数（V）10.850.143.52.102X0.244.82.4030.720.484.80则由表格中数据可知变阻器电阻R1的全阻值为

W；表格中X值为

。参考答案：．20；0.7213.如图所示为“风光互补路灯”系统，它在有阳光时通过太阳能电池板发电，有风时通过风力发电机发电，二者皆有时将同时发电，并将电能输至蓄电池储存起来，供路灯照明使用。为了能使蓄电池的使用寿命更为长久，一般充电至90％左右即停止，放电余留20％左右即停止电能输出。下表为某型号风光互补路灯系统配置方案：风力发电机太阳能电池组件其他元件最小启动风速1.0m/s太阳能电池36W蓄电池500Ah-12V最小充电风速2.0m/s最大限制风速12.0m/s太阳能转化效率15%大功率LED路灯80W-12V最大输出功率400W如果当地垂直于太阳光的平面得到的太阳辐射最大强度约为240W/m2，要想使太阳能电池的最大输出功率达到36W，太阳能电池板的面积至少要______________m2。

当风速为6m/s时，风力发电机的输出功率将变为50W，在这种情况下，将蓄电池的电能由20%充至90%所需时间为______________h；参考答案：1，84

三、简答题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.

（选修3-3）（4分）估算标准状态下理想气体分子间的距离（写出必要的解题过程和说明,结果保留两位有效数字）参考答案：解析：在标准状态下，1mol气体的体积为V=22.4L=2.24×10-2m3

一个分子平均占有的体积V0=V/NA

分子间的平均距离d=V01/3=3.3×10-9m15.（8分）小明测得家中高压锅出气孔的直径为4mm，压在出气孔上的安全阀的质量为80g。通过计算并对照图像（如图)说明利用这种高压锅烧水时，最高温度大约是多少？假若要把这种高压锅向西藏地区销售，你认为需要做哪方面的改进，如何改进？参考答案：大约为115℃解析：

P＝Po＋Pm＝1．01×105Pa＋＝1．63×105Pa由图像可得锅内最高温度大约为115℃．若要把这种锅向西藏地区销售，由于西藏大气压较小，要使锅内最高温度仍为115℃，锅内外压强差变大，应适当提高锅的承压能力，并适当增加安全阀的质量。四、计算题：本题共3小题，共计47分16.如图所示，足够长的光滑平行金属导轨MN、PQ固定在同一水平面上，两导轨间距L=0.30

m。导轨电阻忽略不计，其间连接有定值电阻R=0.40Ω。导轨上静置一质量m=0.10kg、电阻r=0.20Ω的金属杆ab，整个装置处于磁感应强度B=0.50T的匀强磁场中，磁场方向竖直向下。用一外力F沿水平方向拉金属杆ab，使它由静止开始运动（金属杆与导轨接触良好并保持与导轨垂直），电流传感器（不计传感器的电阻）可将通过R的电流I即时采集并输入计算机，获得电流I随时间t变化的关系如图所示。求金属杆开始运动2.0s时：（1）金属杆ab受到安培力的大小和方向；（2）金属杆的速率；（3）对图象分析表明，金属杆在外力作用下做的是匀加速运动，加速度大小a=0.40m/s2，计算2.0s时外力F做功的功率。参考答案：（1）由图可知2.0s时通过金属杆ab的电流为0.2A,设此时金属杆受到的安培力为F安，根据安培力公式有

F安=BIL解得：F安=3.0×10-2N

方向水平向左.（2）设金属杆产生的感应电动势为E，根据闭合电路欧姆定律I=

解得：E=0.12V设金属杆在2.0s时的速率为v1，则

E=BLv1

解得：v1=0.80m/s.(3)根据牛顿第二定律

F-F安=ma

解得：在2.0s时拉力F=7.0×10-2N设2.0s时拉力F做功的功率为P，则P=Fv1

解得：P=5.6×10-2W.17.（18分）如图所示，在倾角为300的光滑斜面上固定一光滑金属导轨CDEFG，OH∥CD∥FG，∠DEF=600，.一根质量为m的导体棒AB在电机牵引下，以恒定速度V0沿OH方向从斜面底端开始运动，滑上导轨并到达斜面顶端，AB⊥OH.金属导轨的CD、FG段电阻不计，DEF段与AB棒材料与横截面积均相同，单位长度的电阻为r，O是AB棒的中点，整个斜面处在垂直斜面向上磁感应强度为B的匀强磁场中.求：

(1)导体棒在导轨上滑动时电路中电流的大小；

(2)导体棒运动到DF位置时AB两端的电压；

(3)将导体棒从底端拉到顶端电机对外做的功.参考答案：解析：(1)=……………①

1分

=3lr

……………②

1分

I=………………③

1分

由①

②③

得……………④

1分

(2)AB棒滑到DF处时

…⑤

1分

……⑥

2分

……………⑦

2分

由⑤⑥⑦

得

………………⑧

1分

(3)电机做的功………………⑨

2分

ˊ……⑩

1分

是AB棒在DEF上滑动时产生的电热，数值上等于克服安培力做的功

………………⑾

1分

又,

故……………⑿

2分

是AB棒在CDFG导轨上滑动时产生的电热,电流恒定,电阻不变

………………⒀

1分

由⑨⑩⑿⒀得

…………⒁

1分18.如图所示装置中，区域Ⅰ和Ⅲ中分别有竖直向上和水平向右的匀强电场，电场强度分别为E和；Ⅱ区域内有垂直向外的水平匀强磁场，磁感应强度为B。一质量为m、带电量为q的带负电粒子（不计重力）从左边界O点正上方的M点以速度v0水平射入电场，经水平