廣東省廣州市市白云區(qū)雅瑤中學(xué)2022年高三物理測試題含解析

廣東省廣州市市白云區(qū)雅瑤中學(xué)2022年高三物理測試題含解析一、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.（多選）小球從高處下落到豎直放置的輕彈簧上（如圖甲），在剛接觸輕彈簧的瞬間（如圖乙），速度是5m/s，將彈簧壓縮到最短（如圖丙）的整個過程中，小球的速度v和彈簧縮短的長度△x之間的關(guān)系如圖丁所示，其中A為曲線的最高點．已知該小球重為2N，彈簧在受到撞擊至壓縮到最短的過程中始終發(fā)生彈性形變，彈簧的彈力大小與形變成正比．下列說法正確的是（）A．在撞擊輕彈簧到輕彈簧壓縮至最短的過程中，小球的動能先變大后變小B．從撞擊輕彈簧到它被壓縮至最短的過程中，小球的機(jī)械能先增大后減小C．小球在速度最大時受到的彈力為2ND．此過程中，彈簧被壓縮時產(chǎn)生的最大彈力為12.2N參考答案：考點：功能關(guān)系；彈性勢能．分析：小球的速度先增加后減小，故其動能先增大后減小，在整個過程中只有重力和彈簧彈力對小球做功，故小球與彈簧組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒，在壓縮彈簧的過程中彈簧的彈性勢能增加故小球的機(jī)械能減小，小球速度最大時彈力大小與小球的重力平衡，根據(jù)胡克定律求彈簧壓縮時產(chǎn)生的最大彈力．解答：解：A、由圖可知，小球的速度先增加后減小，故小球的動能先增大后減小，故A正確；B、在小球下落過程中至彈簧壓縮最短時，只有重力和彈簧彈力做功，故小球與彈簧組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒，在壓縮彈簧的過程中彈簧的彈性勢能增加，故小球的機(jī)械能減小，所以B錯誤；C、小球下落時，當(dāng)重力與彈簧彈力平衡時小球的速度最大，據(jù)此有：小球受到的彈力大小與小球的重力大小平衡，故此時小球受到的彈力為2N，故C正確；D、小球速度最大時，小球的彈力為2N，此時小球的形變量為0.1m，故可得彈簧的勁度系數(shù)k=20N/m，故彈簧彈力最大時形變量最大，根據(jù)胡克定律知，小球受到的最大彈力為Fmax=kxmax=20×0.61N=12.2N，故D正確．故選：ACD．點評：本題考查學(xué)生對圖象的認(rèn)識，知道小球落在彈簧上后先做加速運動達(dá)到最大速度后再做減速運動，這是解決問題的根本，能根據(jù)速度最大的條件求得彈簧的勁度系數(shù)是關(guān)鍵．2.如圖（a）所示足一個歐姆表的外部構(gòu)造示意圖，其正、負(fù)插孔內(nèi)分別插有紅、黑表筆，則虛線內(nèi)的電路圖應(yīng)是（b）圖中的圖

（

）參考答案：A

3.（多選）絕緣水平面上固定一正點電荷Q，另一質(zhì)量為m、電荷量為﹣q的滑塊（可看作點電荷）從a點以初速度v0沿水平面向Q運動，到達(dá)b點時速度為零．已知a、b間距離為s，滑塊與水平面間的動摩擦因數(shù)為μ，重力加速度為g．以下判斷正確的是（）A．滑塊在運動過程中所受Q的庫化力有可能大于滑動摩擦力B．滑塊在運動過程的中間時刻，瞬時速度的大小小于C．此過程中產(chǎn)生的內(nèi)能為D．Q產(chǎn)生的電場中，a、b兩點間的電勢差為參考答案：解：A、由題意可知，滑塊水平方向受庫侖力、滑動摩擦力，摩擦力與運動方向相反，而庫侖力與運動方相同，因滑塊在b點靜止，故一定有段時間，庫侖力小于滑動摩擦力，當(dāng)在滑動過程中，隨著間距減小，庫侖力增大，但仍小于滑動摩擦力，到達(dá)b點時速度減為零．故A錯誤；B、水平方向受大小不變的摩擦力及變大的庫侖力，當(dāng)在滑動過程中，隨著間距減小，庫侖力增大，但仍小于滑動摩擦力，所以導(dǎo)致加速度慢慢減小，加速度是變化的，故中間時刻的速度小于故B正確；C、由動能定理可得：Uq﹣μmgs=0﹣mv02，產(chǎn)生的內(nèi)能Q=μmgs=Uq+mv02，因此在此過程中產(chǎn)生的內(nèi)能大于動能的減少．故C錯誤；D、由動能定理可得：Uq﹣μmgs=0﹣mv02，解得兩點間的電勢差U=，故D正確；故選：BD4.圖中虛線a、b、c、d、f代表勻強(qiáng)電場內(nèi)間距相等的一組等勢面，已知平面b上的電勢為2V。一電子經(jīng)過a時的動能為10eV，從a到d的過程中克服電場力所做的功為6eV。下列說法正確的是（

）A.平面c上的電勢為零B.該電子可能到達(dá)不了平面fC.該電子經(jīng)過平面d時，其電勢能為4eVD.該電子經(jīng)過平面b時的速率是經(jīng)過d時的2倍參考答案：AB本題考查等勢面及其相關(guān)的知識點。根據(jù)題述，勻強(qiáng)電場中等勢面間距相等，相鄰等勢面之間的電勢差相等。設(shè)相鄰等勢面之間的電勢差為U，根據(jù)電子從a到d的過程中克服電場力所做功為Wab=6eV，電場方向水平向右。由Wab=3eV，聯(lián)立解得：U=2V。已知b的電勢為2V，則平面c上的電勢為零，選項A正確；由于af之間的電勢差為4U=8V，一電子經(jīng)過a時的動能為10eV，由于題述沒有指出電子速度方向，若該電子速度方向指向左或指向上或下，則該電子就到達(dá)不了平面f，選項B正確；由于題述沒有指出電子速度方向，選項CD錯誤?！军c睛】此題以等勢面切入，考查電場力做功及其相關(guān)知識點。5.北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)是我國自行研制開發(fā)的區(qū)域性三維衛(wèi)星定位與通信系統(tǒng)(CNSS),建

成后的北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)包括5顆同步衛(wèi)星和30顆一般軌道衛(wèi)星。對于其中的5顆同

步衛(wèi)星，下列說法中正確的是

A、它們運行的線速度一定不小于7.9km/s

B.地球?qū)λ鼈兊奈σ欢ㄏ嗤琜]

C．一定位于空間同一軌道上

D.它們運行的加速度大小一定相同參考答案：CD二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計16分6.已知地球和月球的質(zhì)量分別為M和m，半徑分別為R和r。在地球上和月球上周期相等的單擺擺長之比為________，擺長相等的單擺在地球上和月球上周期之比為________。參考答案：根據(jù)可知，所以;根據(jù)，解得,所以；。7.（4分）按照有關(guān)規(guī)定，工作場所受到的電磁輻射強(qiáng)度（單位時間內(nèi)垂直通過單位面積的電磁輻射能量）不得超過0.50瓦／米2。若某一小型無線通訊裝置的電磁輻射功率是1瓦，那么在距離該通訊裝置

米以外是符合規(guī)定的安全區(qū)域（已知球面面積為S＝4πR2）。參考答案：答案：0.408.若一定質(zhì)量的理想氣體分別按下圖所示的三種不同過程變化，其中表示等壓變化的是

(填“A”、“B”或“C”)，該過程中氣體的內(nèi)能

(填“增加”、“減少”或“不變”)．參考答案：C

增加

9.（選修3-4）（6分）根據(jù)麥克斯韋電磁場理論，如果在空間某區(qū)域有周期性變化的電場，這個變化的電場就會在周圍產(chǎn)生

．不同波段的電磁波具有不同的特性，如紅外線具有明顯的

效應(yīng)，紫外線具有較強(qiáng)的

效應(yīng)．參考答案：答案：周期性變化的磁場（2分）

熱（2分）

熒光（2分）10.兩名日本學(xué)者和一名美籍日本科學(xué)家10月７日分享了2008年諾貝爾物理學(xué)獎。３名物理學(xué)家分別通過數(shù)學(xué)模型“預(yù)言”了量子世界自發(fā)性對稱破缺現(xiàn)象的存在機(jī)制和根源。這一模型融合了所有物質(zhì)最微小的組成部分，使４種基本相互作用中的３種在同一理論中得到解釋。這里所述的4種基本相互作用是指萬有引力、

▲、強(qiáng)相互作用、

▲。參考答案：電磁相互作用，

弱相互作用

11.（5分）一輛電動自行車銘牌上的技術(shù)參數(shù)如表中所示：質(zhì)量為M＝70kg的人騎此電動車沿平直公路行駛，所受阻力為車和人總重的0.03倍，不計自行車自身的機(jī)械損耗。（1）僅在電動機(jī)提供動力的情況下，此車行駛的最大速度為________m/s；（2）僅在電動機(jī)提供動力的情況下，以額定輸出功率行駛，速度為3m/s時，加速度大小為_____m/s2。參考答案：6m/s，0.3m/s212.在質(zhì)量為M的電動機(jī)飛輪上，固定著一個質(zhì)量為m的重物，重物到軸的距離為R，如圖所示，為了使電動機(jī)不從地面上跳起，電動機(jī)飛輪轉(zhuǎn)動的最大角速度不能超過__________。參考答案：

13.如圖所示，小車的頂棚上用繩線吊一小球，質(zhì)量為m，車廂底板上放一個質(zhì)量為M的木塊，當(dāng)小車沿水平面勻加速向右運動時，小球懸線偏離豎直方向30°，木塊和車廂保持相對靜止，則小車運動的加速度為------____________，小球?qū)揖€的拉力為_____________，木塊受到的摩擦力為______________。參考答案：答案：，，三、簡答題：本題共2小題，每小題11分，共計22分14.（2014?宿遷三模）學(xué)?？萍脊?jié)上，同學(xué)發(fā)明了一個用彈簧槍擊打目標(biāo)的裝置，原理如圖甲，AC段是水平放置的同一木板；CD段是豎直放置的光滑半圓弧軌道，圓心為O，半徑R=0.2m；MN是與O點處在同一水平面的平臺；彈簧的左端固定，右端放一可視為質(zhì)點、質(zhì)量m=0.05kg的彈珠P，它緊貼在彈簧的原長處B點；對彈珠P施加一水平外力F，緩慢壓縮彈簧，在這一過程中，所用外力F與彈簧壓縮量x的關(guān)系如圖乙所示．已知BC段長L=1.2m，EO間的距離s=0.8m．計算時g取10m/s2，滑動摩擦力等于最大靜摩擦力．壓縮彈簧釋放彈珠P后，求：（1）彈珠P通過D點時的最小速度vD；（2）彈珠P能準(zhǔn)確擊中平臺MN上的目標(biāo)E點，它通過C點時的速度vc；（3）當(dāng)緩慢壓縮彈簧到壓縮量為x0時所用的外力為8.3N，釋放后彈珠P能準(zhǔn)確擊中平臺MN上的目標(biāo)E點，求壓縮量x0．參考答案：（1）彈珠P通過D點時的最小速度為；（2）通過C點時的速度為m/s；（3）壓縮量為0.18m．考點： 動能定理的應(yīng)用；機(jī)械能守恒定律．專題： 動能定理的應(yīng)用專題．分析： （1）根據(jù)D點所受彈力為零，通過牛頓第二定律求出D點的最小速度；（2）根據(jù)平拋運動的規(guī)律求出D點的速度，通過機(jī)械能守恒定律求出通過C點的速度．（3）當(dāng)外力為0.1N時，壓縮量為零，知摩擦力大小為0.1N，對B的壓縮位置到C點的過程運用動能定理求出彈簧的壓縮量．解答： 解：（1）當(dāng)彈珠做圓周運動到D點且只受重力時速度最小，根據(jù)牛頓第二定律有：mg=解得．v==m/s（2）彈珠從D點到E點做平拋運動，設(shè)此時它通過D點的速度為v，則s=vtR=gt從C點到D點，彈珠機(jī)械能守恒，有：聯(lián)立解得v=代入數(shù)據(jù)得，V=2m/s（3）由圖乙知彈珠受到的摩擦力f=0.1N，根據(jù)動能定理得，且F1=0.1N，F(xiàn)2=8.3N．得x=代入數(shù)據(jù)解得x0=0.18m．答：（1）彈珠P通過D點時的最小速度為；（2）通過C點時的速度為m/s；（3）壓縮量為0.18m．點評： 本題考查了動能定理、機(jī)械能守恒定律、牛頓第二定律的綜合，涉及到圓周運動和平拋運動，知道圓周運動向心力的來源，以及平拋運動在豎直方向和水平方向上的運動規(guī)律是解決本題的關(guān)鍵．15.如圖為一塊直角三棱鏡，頂角A為30°．一束激光沿平行于BC邊的方向射向直角邊AB，并從AC邊射出，出射光線與AC邊夾角也為30°．則該激光在棱鏡中的傳播速度為多少？(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)參考答案：1.7×108m/s解：光路圖如圖：

由幾何關(guān)系得：α=∠A=30°，β=90°-30°=60°

折射率

激光在棱鏡中傳播速【點睛】幾何光學(xué)要正確作出光路圖，由幾何知識找出入射角和折射角是關(guān)鍵．知道光速和折射率的關(guān)系.四、計算題：本題共3小題，共計47分16.如圖所示，一足夠長的矩形區(qū)域abcd內(nèi)充滿方向垂直紙面向里的、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場，在ad邊中點O，方向垂直磁場向里射入一速度方向跟ad邊夾角θ=30°、大小為v0的帶正電粒子，已知粒子質(zhì)量為m，電量為q，ad邊長為L，ab邊足夠長，粒子重力不計，求：（1）粒子能從ab邊上射出磁場的v0大小范圍．（2）如果帶電粒子不受上述v0大小范圍的限制，求粒子在磁場中運動的最長時間．參考答案：考點：帶電粒子在勻強(qiáng)磁場中的運動．專題：帶電粒子在磁場中的運動專題．分析：（1）粒子在磁場中做勻速圓周運動，當(dāng)其軌跡恰好與ab邊相切時，軌跡半徑最小，對應(yīng)的速度最小．當(dāng)其軌跡恰好與cd邊相切時，軌跡半徑最大，對應(yīng)的速度最大，由幾何知識求出，再牛頓定律求出速度的范圍．（2）粒子軌跡所對圓心最大時，在磁場中運動的最長時間．當(dāng)其軌跡恰好與ab邊相切或軌跡更小時，時間最長，求出圓心角，再求時間．解答：解：（1）若粒子速度為v0，則qv0B=，所以有R=

設(shè)圓心在O1處對應(yīng)圓弧與ab邊相切，相應(yīng)速度為v01，則R1+R1sinθ=

將R1=代入上式可得，v01=

同理，設(shè)圓心在O2處對應(yīng)圓弧與cd邊相切，相應(yīng)速度為v02，則R2﹣R2sinθ=

將R2=代入上式可得，v02=

所以粒子能從ab邊上射出磁場的v0應(yīng)滿足．（2）由t=及T=可知，粒子在磁場中經(jīng)過的弧所對的圓心角α越長，在磁場中運動的時間也越長．在磁場中運動的半徑r≤R1時，

運動時間最長，弧所對圓心角為α=（2π﹣2θ）=，所以最長時間為t=T==．答：（1）粒子能從ab邊上射出磁場的v0大小范圍為．

（2）如果帶電粒子不受上述v0大小范圍的限制，求粒子在磁場中運動的最長時間為．點評：帶電粒子在勻強(qiáng)磁場中做勻速圓周運動解題一般程序是

1、畫軌跡：確定圓心，幾何方法求半徑并畫出軌跡．

2、找聯(lián)系：軌跡半徑與磁感應(yīng)強(qiáng)度、速度聯(lián)系；偏轉(zhuǎn)角度與運動時間相聯(lián)系，時間與周期聯(lián)系．

3、用規(guī)律：牛頓第二定律和圓周運動的規(guī)律．17.如圖所示，在xOy平面內(nèi)，以O(shè)1（0，R）為圓心、R為半徑的圓形區(qū)域內(nèi)有垂直平面向里的勻強(qiáng)磁場B1，x軸下方有一直線ab，ab與x軸相距為d，x軸與直線ab間區(qū)域有平行于y軸的勻強(qiáng)電場E，在ab的下方有一平行于x軸的感光板MN，ab與MN間區(qū)域有垂直于紙平面向外的勻強(qiáng)磁場B2．在0≤y≤2R的區(qū)域內(nèi)，質(zhì)量為m、電荷量為e的電子從任何位置從圓形區(qū)域的左側(cè)沿x軸正方向以速度v0射入圓形區(qū)域，經(jīng)過磁場B1偏轉(zhuǎn)后都經(jīng)過O點，然后進(jìn)入x軸下方．已知x軸與直線ab間勻強(qiáng)電場場強(qiáng)大小E=，ab與MN間磁場磁感應(yīng)強(qiáng)度B2=．不計電子重力．（1）求圓形區(qū)域內(nèi)磁場磁感應(yīng)強(qiáng)度B1的大?。浚?）若要求從所有不同位置出發(fā)的電子都不能打在感光板MN上，MN與ab板間的最小距離h1是多大？（3）若要求從所有不同位置出發(fā)的電子都能打在感光板MN上，MN與ab板間的最大距離h2是多大？當(dāng)MN與ab板間的距離最大時，電子從O點到MN板，運動時間最長是多少？參考答案：解：（1）所有電子射入圓形區(qū)域后做圓周運動軌道半徑大小相等，設(shè)為r，當(dāng)電子從位置y=R處射入的電子經(jīng)過O點進(jìn)入x軸下方，則r=R

，解得

（2）設(shè)電子經(jīng)電場加速后到達(dá)ab時速度大小為v，電子在ab與MN間磁場做勻速圓周運動軌道半徑為r1，沿x軸負(fù)方向射入電場的電子離開電場進(jìn)入磁場時速度方向與水平方向成θ角，則，cosθ=如果電子在O點以速度v0沿x軸負(fù)方向射入電場，經(jīng)電場偏轉(zhuǎn)和磁場偏轉(zhuǎn)后，不能打在感光板上，則所有電子都不能打在感光板上．恰好不能打在感光板上的電子在磁場中的圓軌道圓心為O2如圖，則感光板與ab間的最小距離h1=r1+r1cosθ，解得v=2v0，r1=2d，θ=60°h1=3d．（3）如果電子在O點沿x軸正方向射入電場，經(jīng)電場偏轉(zhuǎn)和磁場偏轉(zhuǎn)后，能打在感光板上，則所有電子都能打在感光板上．恰好能打在感光板上的電子在磁場中的圓軌道圓心為O3，如圖，感光板與ab間的最大距離h2=r1﹣r1cosθ，解得h2=d

當(dāng)感光板與ab間的距離最大為h2=d時，所有從O點到MN板的電子中，沿x軸正方向射入電場的電子，運動時間最長．設(shè)該電子在勻強(qiáng)電場中運動的加速度為a，運動時間為t1，在磁場B2中運動周期為T，時間為t2，則，d=，T=，，運動最長時間tm=t1+t2，解得，，t2=．則tm=．答：（1）