江西省九江市共青中學(xué)2022年度高三物理期末試題含解析

江西省九江市共青中學(xué)2022年度高三物理期末試題含解析一、選擇題：本題共5小題，每小題3分，共計15分．每小題只有一個選項符合題意1.（單選）宇航員抵達(dá)一半徑為R的星球后,做了如下的實驗:取一根細(xì)繩穿過光滑的細(xì)直管,細(xì)繩的一端拴一質(zhì)量為m的砝碼,另一端連接在一固定的拉力傳感器上,手捏細(xì)直管掄動砝碼,使它在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動,若該星球表面沒有空氣,不計阻力,停止掄動細(xì)直管,砝碼可繼續(xù)在同一豎直平面內(nèi)做完整的圓周運(yùn)動,如圖所示,此時拉力傳感器顯示砝碼運(yùn)動到最低點(diǎn)與最高點(diǎn)兩位置時讀數(shù)差的絕對值為ΔF.已知萬有引力常量為G,根據(jù)題中提供的條件和測量結(jié)果,可知()A.該星球表面的重力加速度為B.該星球表面的重力加速度為C.該星球的質(zhì)量為D.該星球的質(zhì)量為參考答案：C2.設(shè)有一分子位于如圖所示的坐標(biāo)系原點(diǎn)O處不動，另一分子可位于x軸上不同位置處，圖中縱坐標(biāo)表示這兩個分子間作用力的大小，ab和cd兩條曲線分別表示斥力和引力的大小隨兩分子間距離變化的關(guān)系，e為兩曲線的交點(diǎn)，則

A．a(chǎn)b表示斥力，cd表示引力，e點(diǎn)的橫坐標(biāo)可能為10－10mB．a(chǎn)b表示斥力，cd表示引力，e點(diǎn)的橫坐標(biāo)可能為10－15mC．a(chǎn)b表示引力，cd表示斥力，e點(diǎn)的橫坐標(biāo)可能為10－10mD．a(chǎn)b表示引力，cd表示斥力，e點(diǎn)的橫坐標(biāo)可能為10－15m參考答案：C3.（多選）關(guān)于熱學(xué)知識的下列敘述中正確的是（）A．溫度降低，物體內(nèi)所有分子運(yùn)動的速度不一定都變小B．布朗運(yùn)動就是液體分子的熱運(yùn)動C．將大顆粒的鹽磨成細(xì)鹽，就變成了非晶體D．第二類永動機(jī)雖然不違反能量守恒定律，但它是制造不出來的E．在絕熱條件下壓縮氣體，氣體的內(nèi)能一定增加參考答案：解：A、溫度是分子平均動能變化的標(biāo)志．溫度降低，分子平均動能減小，但是個別分子速度不一定都變小，故A正確B、布朗運(yùn)動的懸浮在液體中固體微粒的運(yùn)動，不是液體分子的熱運(yùn)動，固體微粒運(yùn)動的無規(guī)則性，反應(yīng)了液體分子運(yùn)動的無規(guī)則性，故B錯誤；C、大顆粒的鹽磨成細(xì)鹽，不改變鹽的晶體結(jié)構(gòu)．故C錯誤．D、第二類永動機(jī)不違反能量守恒定律，但違反了物理過程的方向性，所以制造不出來．故D正確．E、改變物體內(nèi)能的兩種方式是熱傳遞和做功．在絕熱條件下壓縮氣體，對氣體做正功，氣體與外界沒有熱交換，氣體的內(nèi)能一定增加，故E正確．故選：ADE4.汽車在平直公路上做剎車試驗，若從t＝0時起汽車在運(yùn)動過程中的位移與速度的平方之間的關(guān)系如圖所示，下列說法正確的是A.t＝0時汽車的速度為10m/sB.剎車過程持續(xù)的時間為5sC.剎車過程經(jīng)過3s時汽車的位移為7.5mD.剎車過程汽車的加速度大小為10m/s2參考答案：試題分析：根據(jù)0-v2=2ax得，，可知，解得剎車過程中加速度大小a=5m/s2，由圖線可知，汽車的初速度為10m/s，則剎車過程持續(xù)的時間，故B錯誤，AD正確．剎車過程中3s內(nèi)的位移等于2s內(nèi)的位移，則，故C錯誤．故選AD．考點(diǎn)：勻變速直線運(yùn)動的規(guī)律【名師點(diǎn)睛】本題考查了運(yùn)動學(xué)公式和圖象的綜合，關(guān)鍵理清圖象斜率表示的物理意義，注意汽車速度減為零后不再運(yùn)動。5.有a、b、c、d四顆地球衛(wèi)星，a還未發(fā)射，在地球赤道上隨地球表面一起轉(zhuǎn)動，b處于地面附近近地軌道上正常運(yùn)動，c是地球同步衛(wèi)星，d是高空探測衛(wèi)星，設(shè)地球自轉(zhuǎn)周期為24h，所有衛(wèi)星均視為勻速圓周運(yùn)動，各衛(wèi)星排列位置如圖所示，則有（）A．a(chǎn)的向心加速度等于重力加速度gB．b在相同時間內(nèi)轉(zhuǎn)過的弧長最長C．c在4h內(nèi)轉(zhuǎn)過的圓心角是D．d的運(yùn)動周期有可能是23h參考答案：B【考點(diǎn)】人造衛(wèi)星的加速度、周期和軌道的關(guān)系．【分析】同步衛(wèi)星的周期必須與地球自轉(zhuǎn)周期相同，角速度相同，根據(jù)a=ω2r比較a與c的向心加速度大小，再比較c的向心加速度與g的大小．根據(jù)萬有引力提供向心力，列出等式得出角速度與半徑的關(guān)系，分析弧長關(guān)系．根據(jù)開普勒第三定律判斷d與c的周期關(guān)系．【解答】解：A、同步衛(wèi)星的周期必須與地球自轉(zhuǎn)周期相同，角速度相同，則知a與c的角速度相同，根據(jù)a=ω2r知，c的向心加速度大．由=mg，得g=，衛(wèi)星的軌道半徑越大，向心加速度越小，則同步衛(wèi)星的向心加速度小于b的向心加速度，而b的向心加速度約為g，故知a的向心加速度小于重力加速度g．故A錯誤；B、由，得v=，衛(wèi)星的半徑越大，線速度越小，所以b的線速度最大，在相同時間內(nèi)轉(zhuǎn)過的弧長最長，故B正確；C、c是地球同步衛(wèi)星，周期是24h，則c在4h內(nèi)轉(zhuǎn)過的圓心角是π．故C錯誤；D、由開普勒第三定律=k知，衛(wèi)星的半徑越大，周期越大，所以d的運(yùn)動周期大于c的周期24h．故D錯誤；故選：B．二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計16分6.（4分）我國陸地面9.6×1012m2，若地面大氣壓

，地面附近重力加速度g=10m/s2，空氣平均摩爾質(zhì)量為，阿伏伽德羅常數(shù)

，我國陸地上空空氣的總質(zhì)量M=

；我國陸地上空空氣的分子總數(shù)N=

。(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)參考答案：9.6×1016Kg，1.9×1042個

解析：①大氣壓可看作是由空氣重量產(chǎn)生的，

代入數(shù)據(jù)解出

②分子總數(shù)7.（6分）供電電路電源輸出電壓為U1，線路損失電壓為U2，用電器得到的電壓為U3，總電流為I，線路導(dǎo)線的總電阻為R，則線路損失的電功率可表示為①___________________；②_________________________；③__________________________。參考答案：①I2R；②IU2；③I(U1-U3)

(各2分)

8.質(zhì)量為0.45kg的木塊靜止在光滑水平面上，一質(zhì)量為0.05kg的子彈以200m/s的水平速度擊中木塊，并留在其中，整個木塊沿子彈原方向運(yùn)動，則木塊最終速度的大小是__________m/s。若子彈在木塊中運(yùn)動時受到的平均阻力為4.5×103N，則子彈射入木塊的深度為_______m。參考答案：

(1).20

(2).0.2試題分析：根據(jù)系統(tǒng)動量守恒求解兩木塊最終速度的大??；根據(jù)能量守恒定律求出子彈射入木塊的深度；根據(jù)動量守恒定律可得，解得；系統(tǒng)減小的動能轉(zhuǎn)化為克服阻力產(chǎn)生的內(nèi)能，故有，解得；【點(diǎn)睛】本題綜合考查了動量守恒定律、能量守恒定律，綜合性較強(qiáng)，對學(xué)生能力要求較高．9.在科學(xué)探究活動中，對實驗數(shù)據(jù)進(jìn)行分析歸納得出結(jié)論是非常重要的環(huán)節(jié)，下面的表格中的數(shù)據(jù)是某同學(xué)在物體作直線運(yùn)動過程中測得的位移s和時間t的數(shù)據(jù)記錄。物體運(yùn)動的起止點(diǎn)所測的物理量12345A→B時間t(s)0.891.241.521.761.97位移s(m)0.250.500.751.001.25⑴請你在下列甲圖的網(wǎng)格中作s-t圖象；⑵該同學(xué)猜想圖線接近于二次函數(shù)的圖象，為了驗證這個猜想，請你通過轉(zhuǎn)換變量在乙圖的網(wǎng)格中作相應(yīng)的圖象；⑶通過上述處理，你認(rèn)為物體從A→B的過程中，s隨t變化的規(guī)律是：

(用s、t表示，涉及數(shù)字，計算結(jié)果保留2位有效數(shù)字)。參考答案：⑴圖略，見解析；⑵圖略，見解析；⑶s＝0.33t2試題分析：⑴根據(jù)描點(diǎn)作圖法，作出s-t圖象如下圖甲所示。⑵由于該同學(xué)猜想圖線接近于二次函數(shù)的圖象，為了驗證這個猜想，通過轉(zhuǎn)換變量來進(jìn)行，即作s-t2圖象，為此求得表格如下：A→B時間t(s)0.891.241.521.761.97新變量t2(s2)0.791.542.313.103.88位移s(m)0.250.500.751.001.25根據(jù)描點(diǎn)作圖法，作出s-t2圖象如上圖乙所示。⑶從所作s-t2圖象中看出t2、s呈線性變化關(guān)系，即從A到B的過程中s隨t變化的規(guī)律是：物體作初速度為零的勻加速直線運(yùn)動，由圖中斜率求得，即a＝＝0.65m/s2，故s＝0.325t2題中所提供的數(shù)據(jù)均為保留2小數(shù)點(diǎn)后位數(shù)，因此有：s＝0.33t210.將一彈性繩一端固定在天花板上O點(diǎn)，另一端系在一個物體上，現(xiàn)將物體從O點(diǎn)處由靜止釋放，測出物體在不同時刻的速度v和到O點(diǎn)的距離s，得到的v－s圖像如圖所示。已知物體及位移傳感器的總質(zhì)量為5kg，彈性繩的自然長度為12m，則物體下落過程中彈性繩的平均拉力大小為_________N，當(dāng)彈性繩上的拉力為100N時物體的速度大小為________m/s。（不計空氣阻力，重力加速度g取10m/s2）參考答案：75，15.5（15.48～16）11.23．在均勻介質(zhì)中，各質(zhì)點(diǎn)的平衡位置均在同一直線上，圖中正方形方格的邊長均為1.5cm。波源在坐標(biāo)原點(diǎn)，t＝0時波源開始向y軸負(fù)方向振動，經(jīng)過0.24s時間第二次形成如圖所示波形，則此波的周期T為______________s，波速為______________m/s。參考答案：0.08

；

1.512.已知地球質(zhì)量為M，萬有引力恒量為G，地球半徑為R，人造衛(wèi)星在高空繞地球運(yùn)行的軌道半徑為r，則其繞地球運(yùn)行的環(huán)繞速度V=

，在地球表面附近運(yùn)行的人造衛(wèi)星的第一宇宙速度V1=

。參考答案：，13.參考答案：三、簡答題：本題共2小題，每小題11分，共計22分14.(3-5模塊)(5分)有兩個質(zhì)量為m的均處于基態(tài)的氫原子A、B，A靜止，B以速度v0與之發(fā)生碰撞．己知：碰撞前后二者的速度均在一條直線上，碰撞過程中部分動能有可能被某一氫原子吸收。從而該原子由基態(tài)躍遷到激發(fā)態(tài)，然后，此原子向低能級態(tài)躍遷，并發(fā)出光子．如欲碰后發(fā)出一個光子，則速度v0至少需要多大？己知?dú)湓拥幕鶓B(tài)能量為E1(E1<0)。參考答案：解析：，--------------(1分)

，--------------(1分)

，--------------(1分)

--------------(2分)15.（選修3-5）（6分）a、b兩個小球在一直線上發(fā)生碰撞，它們在碰撞前后的s～t圖象如圖所示，若a球的質(zhì)量ma=1kg，則b球的質(zhì)量mb等于多少?參考答案：解析：由圖知=4m/s、=—1m/s、=2m/s

（2分）

根據(jù)動量守恒定律有：ma=ma

+

mb

（2分）

∴mb=2.5kg （2分）四、計算題：本題共3小題，共計47分16.如圖所示，在一氣缸內(nèi)由活塞封閉一部分氣體，氣缸置于水平面上時，氣體體積V1＝20L，活塞質(zhì)量為m=10kg，橫截面積為S＝10cm2，大氣壓p0＝1.0×105Pa。如果將氣缸置于傾角α=30°的斜面上，在外力作用下沿斜面加速上滑，穩(wěn)定后氣體體積變?yōu)閂2＝16L，整個過程中系統(tǒng)溫度不變，不計一切摩擦，取g=10m/s2，求氣缸運(yùn)動的加速度為多大？參考答案：氣缸置于水平面上時，氣體體積V1＝20L，氣體壓強(qiáng)P1＝P0+，（2分）置于斜面上加速運(yùn)動時V2＝16L，設(shè)壓強(qiáng)為P2，根據(jù)玻意耳定律有：P1V1＝P2V2

（2分）；根據(jù)牛頓第二定律有：（P2－P0）S－mgsinα=ma

（3分）聯(lián)立以上方程解得：a=10m/s2

17.（15分）一輛執(zhí)勤的警車停在直公路邊，當(dāng)警員發(fā)現(xiàn)從他旁邊以v=10m/s的速度勻速行駛的貨車有違章行為時，決定前去追趕，經(jīng)t0=2s警車發(fā)動起來，以加速度a=2m/s2做勻加速運(yùn)動，問：（1）在警車追上貨車之前，兩車間的最大距離是多少？（2）若警車能達(dá)到的最大速度是vmax=12m/s，達(dá)到最大速度后勻速運(yùn)動，則警車發(fā)動起來后至少要多長時間才能追上違章的貨車？參考答案：解：（1）兩車間距離最大時：v警=v=at1sm=v（t1+t0）﹣v解得sm=45m．

（2）設(shè)警車勻加速運(yùn)動時間為t2，警車發(fā)動起來經(jīng)t追上貨車，vmax=at2vmax+vm（t﹣t2）=v（t+t0）

解得t=28s．

答：（1）在警車追上貨車之前，兩車間的最大距離是45m；（2）警車發(fā)動起來后至少要經(jīng)過28s才能追上違章的貨車．【考點(diǎn)】勻變速直線運(yùn)動的公式；勻速直線運(yùn)動及其公式、圖像．【專題】計算題；追及、相遇問題．【分析】（1）首先要判斷出達(dá)到共同速度時相距最遠(yuǎn)，然后再處理用追擊問題的方法求最遠(yuǎn)位移．（2）在警車追上違章車之前分兩個運(yùn)動過程，即勻加速過程和勻速過程．兩過程時間分別求解相加即可．18.（14分）我國航天局宣布，我國已啟動“登月工程”，2007年之前將發(fā)射繞月飛行的飛船，2010年左右實現(xiàn)登月飛行。下面是與登月行動有關(guān)的一個問題。人類為了探測距地球約30萬公里的月球，發(fā)射了一輛四輪的登月探測小車，它能夠在自動導(dǎo)航系統(tǒng)的控制下行走，且每隔10秒向地球發(fā)射一次信號，探測器上還裝有兩個相同的減速器（其中一個是備用的），這種減速器最多能使小車產(chǎn)生5米/秒2的加速度