湖南省長沙市衛(wèi)校2022年高三物理期末試卷含解析

湖南省長沙市衛(wèi)校2022年高三物理期末試卷含解析一、選擇題：本題共5小題，每小題3分，共計(jì)15分．每小題只有一個(gè)選項(xiàng)符合題意1.（單選）“嫦娥二號”探月衛(wèi)星繞地運(yùn)行一段時(shí)間后，離開地球飛向月球．如圖所示是繞地飛行的三條軌道，軌道1是近地圓形軌道，2和3是變軌后的橢圓軌道．A點(diǎn)是2軌道的近地點(diǎn)，B點(diǎn)是2軌道的遠(yuǎn)地點(diǎn)，衛(wèi)星在軌道1的運(yùn)行速率為7.7km/s，則下列說法中正確的是（）A．衛(wèi)星在2軌道經(jīng)過A點(diǎn)時(shí)的速率一定小于7.7km/sB．衛(wèi)星在2軌道經(jīng)過B點(diǎn)時(shí)的速率一定小于7.7km/sC．衛(wèi)星在3軌道所具有的機(jī)械能小于2軌道所具有的機(jī)械能D．衛(wèi)星在3軌道所具有的最大速率小于2軌道所具有的最大速率參考答案：考點(diǎn)：人造衛(wèi)星的加速度、周期和軌道的關(guān)系．專題：人造衛(wèi)星問題．分析：當(dāng)衛(wèi)星的速度變大，使萬有引力不夠提供向心力時(shí)，衛(wèi)星會(huì)做離心運(yùn)動(dòng)，軌道變高，衛(wèi)星在經(jīng)過A點(diǎn)時(shí)，要做離心運(yùn)動(dòng)才能沿2軌道運(yùn)動(dòng)．當(dāng)衛(wèi)星的速度減小，使萬有引力大于向心力時(shí)，衛(wèi)星做近心運(yùn)動(dòng)，軌道變低，衛(wèi)星經(jīng)過B速度變?。l(wèi)星的運(yùn)動(dòng)的軌道高度越高，需要的能量越大，具有的機(jī)械能越大．衛(wèi)星在軌道2經(jīng)過A點(diǎn)要加速做離心運(yùn)動(dòng)才能進(jìn)入軌道3．解答：解：A、衛(wèi)星在經(jīng)過A點(diǎn)時(shí)，要做離心運(yùn)動(dòng)才能沿2軌道運(yùn)動(dòng)，衛(wèi)星在1軌道上的速度為7.7km/s，故在2軌道上經(jīng)過A點(diǎn)的速度一定大于7.7km/s．故A錯(cuò)誤．B、假設(shè)有一圓軌道經(jīng)過B點(diǎn)，根據(jù)v=，可知此軌道上的速度小于7.7km/s，衛(wèi)星在B點(diǎn)速度減小，才會(huì)做近心運(yùn)動(dòng)進(jìn)入2軌道運(yùn)動(dòng)．故衛(wèi)星在2軌道經(jīng)過B點(diǎn)時(shí)的速率一定小于7.7km/s，故B正確．C、衛(wèi)星的運(yùn)動(dòng)的軌道高度越高，需要的能量越大，具有的機(jī)械能越大，所以衛(wèi)星在3軌道所具有的機(jī)械能一定大于2軌道所具有的機(jī)械能，故C錯(cuò)誤．D、根據(jù)開普勒第二定律可知近月點(diǎn)速度大于遠(yuǎn)月點(diǎn)速度，故比較衛(wèi)星在軌道3經(jīng)過A點(diǎn)和軌道2經(jīng)過A點(diǎn)的速度即可，又因?yàn)樾l(wèi)星在軌道2經(jīng)過A點(diǎn)要加速做離心運(yùn)動(dòng)才能進(jìn)入軌道3，故衛(wèi)星在3軌道所具有的最大速率大于2軌道所具有的最大速率．故D錯(cuò)誤．故選：B．點(diǎn)評：本題要掌握離心運(yùn)動(dòng)的條件和近心運(yùn)動(dòng)的條件，能夠根據(jù)這兩個(gè)條件判斷速度的大?。€要知道衛(wèi)星的運(yùn)動(dòng)的軌道高度越高，需要的能量越大，具有的機(jī)械能越大．2.(多選)下列有關(guān)物理學(xué)家和他們的貢獻(xiàn)的敘述中正確的是A．平均速度、瞬時(shí)速度以及加速度的概念是由伽利略首先建立起來的B．伽利略通過斜面實(shí)驗(yàn)研究自由落體運(yùn)動(dòng)規(guī)律，推翻了亞里士多德提出的“物體下落的快慢由它們的重量決定”的論斷C．牛頓發(fā)現(xiàn)了萬有引力定律并測出了引力常量D．庫侖在前人工作的基礎(chǔ)上，通過實(shí)驗(yàn)研究確認(rèn)了真空中兩個(gè)靜止點(diǎn)電荷之間的相互作用力遵循的規(guī)律——庫侖定律參考答案：ABD3.t＝0時(shí)，甲乙兩汽車從相距70km的兩地開始相向行駛，它們的v－t圖象如圖所示。忽略汽車掉頭所需時(shí)間，下列對汽車運(yùn)動(dòng)狀況的描述正確的是

A．在第1小時(shí)末，乙車改變運(yùn)動(dòng)方向

B．在第2小時(shí)末，甲乙兩車相距10km

C．在前4小時(shí)內(nèi)，乙車運(yùn)動(dòng)加速度的大小總比甲車的大

D．在第4小時(shí)末，甲乙兩車相遇參考答案：答案：BC解析：速度圖像在t軸下的均為反方向運(yùn)動(dòng)，故2h末乙車改變運(yùn)動(dòng)方向，A錯(cuò)；2h末從圖像圍成的面積可知乙車運(yùn)動(dòng)位移為30km，甲車位移為30km，相向運(yùn)動(dòng)，此時(shí)兩車相距70km-30km-30km=10km，B對；從圖像的斜率看，斜率大加速度大，故乙車加速度在4h內(nèi)一直比甲車加速度大，C對；4h末，甲車運(yùn)動(dòng)位移120km，乙車運(yùn)動(dòng)位移30m，兩車原來相距70km，故此時(shí)兩車還相距20km，D錯(cuò)。4.（單選）如圖甲所示，在兩距離足夠大的平行金屬板中央有一個(gè)靜止的電子(不計(jì)重力)，當(dāng)兩板間加上如圖乙所示的交變電壓后，下列圖象中能正確反映電子速度v、位移x、加速度a和動(dòng)能Ek四個(gè)物理量隨時(shí)間變化規(guī)律的是(

)參考答案：考點(diǎn)：電荷在交變電場中運(yùn)動(dòng)，勻變速直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律，牛頓第二定律專題：電荷在交變電場中運(yùn)動(dòng)專題分析：帶電粒子的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)主要由粒子的初始狀態(tài)與電場的變化規(guī)律（受力特點(diǎn)）的形式有關(guān)。當(dāng)電場強(qiáng)度發(fā)生變化時(shí)，由于帶電粒子在電場中的受力將發(fā)生變化，從而使粒子的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生相應(yīng)的變化，當(dāng)加上乙圖的電壓，粒子則做往復(fù)變速運(yùn)動(dòng)。分析電子一個(gè)周期內(nèi)的運(yùn)動(dòng)情況：0～T/4時(shí)間內(nèi)，電子從靜止開始做勻加速直線運(yùn)動(dòng),T/4～T/2沿原方向做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，T/2時(shí)刻速度為零．T/2～3T/4時(shí)間內(nèi)向B板做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，3T/4～T繼續(xù)做勻減速直線運(yùn)動(dòng)．根據(jù)電子的運(yùn)動(dòng)情況選擇圖象．

解答：分析電子一個(gè)周期內(nèi)的運(yùn)動(dòng)情況：0～T/4時(shí)間內(nèi)，加速度a1=eU/(dm)是一定值，方向向A板，電子從靜止開始向A板做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，T/4～T/2時(shí)間內(nèi)加速度a2=eU/(dm)方向向B板，電子沿原方向做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，T/2時(shí)刻速度為零．T/2～3T/4時(shí)間內(nèi)向B板做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，加速度a3=eU/(dm)是一定值，方向向A板，3T/4～T繼續(xù)向B板做勻減速直線運(yùn)動(dòng)．

A、根據(jù)勻變速運(yùn)動(dòng)速度圖象是傾斜的直線可知A符合電子的運(yùn)動(dòng)情況．故A正確．

B、電子做勻變速直線運(yùn)動(dòng)時(shí),x-t圖象是拋物線，故B錯(cuò)誤．

C、根據(jù)電子的運(yùn)動(dòng)情況：勻加速運(yùn)動(dòng)和勻減速運(yùn)動(dòng)，而勻變速運(yùn)動(dòng)的加速度不變，a-t圖象應(yīng)平行于橫軸．故C錯(cuò)誤．

D、勻變速運(yùn)動(dòng)速度圖象是傾斜的直線，EK-t圖象是曲線．故D錯(cuò)誤．故選A

點(diǎn)評：本題是帶電粒子在周期性電場中運(yùn)動(dòng)的問題，關(guān)鍵是分析電子的運(yùn)動(dòng)情況．5.如圖所示，M為一閉合金屬輕環(huán)，給右側(cè)線圈通以如下所說的哪幾種電流時(shí)，將在環(huán)中產(chǎn)生圖示方向的感應(yīng)電流

A．電流自a流入，且逐漸減小

B．電流自a流入，且逐漸增大

C．電流自b流入，且逐漸增大

D．電流自b流入，且逐漸減小參考答案：BD二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計(jì)16分6.現(xiàn)有a、b兩種單色光，其波長關(guān)系為用a光照射某種金屬時(shí)，恰好發(fā)生光電效應(yīng)。則：①用b光照射該金屬時(shí)，

發(fā)生光電效應(yīng)；（填“能”或“不能”）②若增加a光強(qiáng)度，釋放出光電子的最大初動(dòng)能

增大。（填“能”或“不能”）參考答案：7.質(zhì)量為1kg的甲物體以5m/s的速度去撞擊靜止在水平桌面上質(zhì)量為2kg的乙物體，碰撞后甲以1m/s的速度反向彈回，此時(shí)乙的速度大小為__________m/s，碰撞過程中系統(tǒng)損失的機(jī)械能為__________J。參考答案：3，38.如圖所示，虛線框內(nèi)存在一沿水平方向、且與紙面垂直的勻強(qiáng)磁場?，F(xiàn)通過圖示裝置來測量該磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小、并判定其方向。所用器材已在圖中給出，其中D為位于紙面內(nèi)的U形金屬框，其底邊水平，長度為L，兩側(cè)邊豎直且等長；直流電源電動(dòng)勢為E，內(nèi)阻為r；R為電阻箱；S為開關(guān)。此外還有細(xì)沙、天平和若干輕質(zhì)導(dǎo)線。已知重力加速度為g。先將開關(guān)S斷開，在托盤內(nèi)加放適量細(xì)沙，使D處于平衡狀態(tài)，然后用天平稱出細(xì)沙質(zhì)量m1。閉合開關(guān)S，將電阻箱阻值調(diào)節(jié)至R1=r，在托盤內(nèi)重新加入細(xì)沙，使D重新處于平衡狀態(tài)，用天平稱出此時(shí)細(xì)沙的質(zhì)量為m2且m2＞m1。（1）磁感應(yīng)強(qiáng)度B大小為___________，方向垂直紙面____________（選填“向里”或“向外”）；

（2）將電阻箱阻值調(diào)節(jié)至R2=2r，則U形金屬框D_________（選填“向下”或“向上”）加速，加速度大小為___________。參考答案：（1），向外；（2）向上，9.如圖所示，一物體在平行于斜面向上的恒力F作用下，由靜止從底端沿光滑的斜面向上做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，經(jīng)時(shí)間t力F做功為60J，此后撤去恒力F，物體又經(jīng)時(shí)間t回到出發(fā)點(diǎn)，若以地面為零勢能點(diǎn)，則當(dāng)物體回到出發(fā)點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能為EK=__________J，在撤去恒力F之前，當(dāng)物體的動(dòng)能為7J時(shí)，物體的機(jī)械能為E=_________J。參考答案：EK=60J、

E=28J10.（4分）一個(gè)1.2kg的物體具有的重力勢能為72J，那么該物體離開地面的高度為_____m。一個(gè)質(zhì)量是5kg的銅球，以從離地面15m高處自由下落1s末，它的重力勢能變?yōu)開____J。(g取10m/s2)(以地面為零重力勢能平面)參考答案：

6m

500J11.現(xiàn)有一個(gè)彈簧測力計(jì)（可隨便找地方懸掛），一把勻質(zhì)的長為l的有刻度、零點(diǎn)位于端點(diǎn)的直尺，一個(gè)木塊及質(zhì)量不計(jì)的細(xì)線．試用這些器件設(shè)計(jì)一實(shí)驗(yàn)裝置（要求畫出示意圖），通過一次測量（彈簧測力計(jì)只準(zhǔn)讀一次數(shù)），求出木塊的質(zhì)量和尺的質(zhì)量．（已知重力加速度為g）參考答案：找個(gè)地方把彈簧測力計(jì)懸掛好，取一段細(xì)線做成一環(huán)，掛在彈簧測力計(jì)的掛鉤上，讓直尺穿在細(xì)環(huán)中，環(huán)與直尺的接觸點(diǎn)就是直尺的懸掛點(diǎn)，它將尺分為長短不等的兩段．用細(xì)線栓住木塊掛在直尺較短的一段上，細(xì)心調(diào)節(jié)直尺懸掛點(diǎn)及木塊懸掛點(diǎn)的位置，使直尺平衡在水平位置（為提高測量精度，盡量使二懸掛點(diǎn)相距遠(yuǎn)些），如圖所示．設(shè)木塊質(zhì)量為m，直尺質(zhì)量為M．記下二懸掛點(diǎn)在直尺上的讀數(shù)x1、x2，彈簧測力計(jì)讀數(shù)G．由平衡條件和圖中所設(shè)的直尺零刻度線的位置有

(1)

(2)(1)、(2)式聯(lián)立可得

(3)

(4)給出必要的說明占8分，求出r占10分．12.小球A和B從離地面足夠高的同一地點(diǎn)，分別沿相反方向在同一豎直平面內(nèi)同時(shí)水平拋出，拋出時(shí)A球的速率為1m/s，B球的速率為4m/s，則從拋出到AB兩球的運(yùn)動(dòng)方向相互垂直經(jīng)過時(shí)間為

s,此時(shí)A球與B球之間的距離為

m。參考答案：0.2；

113.如圖（a）的電路中，R1為定值電阻，R2為滑動(dòng)變阻器．閉合電鍵S后，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，將滑動(dòng)變阻器的滑片從左滑向右的過程中，兩電壓表的示數(shù)隨電路中電流變化的完整過程圖線如圖（b）所示。則滑動(dòng)變阻器的最大阻值為

Ω，滑動(dòng)變阻器消耗的最大功率為

W。參考答案：20,0.9

三、實(shí)驗(yàn)題：本題共2小題，每小題11分，共計(jì)22分14.（3分）某學(xué)生用螺旋測微器在測定某一金屬絲時(shí)，測得的結(jié)果如圖所示，則該金屬絲的直徑d=

mm。另一位學(xué)生用游標(biāo)尺上標(biāo)有20等分刻度的游標(biāo)卡尺測一工件的長度，測得的結(jié)果如圖b所示，則該工件的長度L=

cm。

參考答案：答案：3.205

2.030或2.03515.一個(gè)同學(xué)要研究輕質(zhì)彈簧的彈性勢能與彈簧長度改變量的關(guān)系，進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)：在離地面高度為h的光滑水平桌面上，沿著與桌子邊緣垂直的方向放置一輕質(zhì)彈簧，其左端固定，右端與質(zhì)量為m的一個(gè)小鋼球接觸．當(dāng)彈簧處于自然長度時(shí)，小鋼球恰好在桌子邊緣，如圖所示．讓鋼球向左壓縮彈簧一段距離后由靜止釋放，使鋼球沿水平方向射出桌面，小鋼球在空中飛行后落在水平地面上，水平距離為s．（1）小剛球離開桌面時(shí)的速度大小為v=s，彈簧的彈性勢能Ep與小鋼球質(zhì)量m、桌面離地面高度h、小鋼球飛行的水平距離s等物理量之間的關(guān)系式為Ep=．（2）彈簧的壓縮量x與對應(yīng)的鋼球在空中飛行的水平距離s的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表所示：彈簧的壓縮量x（cm）1.001.502.002.503.003.50小鋼球飛行的水平距離s（m）2.013.004.014.966.017.00由實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，可確定彈性勢能Ep與彈簧的壓縮量x的關(guān)系為C（式中k為比例系數(shù)）（A）Ep=kx

（B）Ep=k

（C）Ep=kx2（D）Ep=k．參考答案：：解：（1）小球離開桌面后做平拋運(yùn)動(dòng)，有：s=v0t豎直方向有：聯(lián)立解得：v0=s，根據(jù)功能關(guān)系有：，代入數(shù)據(jù)解得：EP=故答案為：s，．（2）根據(jù)表格中數(shù)據(jù)，可得出彈性勢能Ep與彈簧的壓縮量x的關(guān)系為Ep=kx2，故ABD錯(cuò)誤，C正確．本題也可利用代入法進(jìn)行逐項(xiàng)排除．故選C．四、計(jì)算題：本題共3小題，共計(jì)47分16.如圖所示，相距為R的兩塊平行金屬板M、N正對著放置，S1、S2分別為M、N板上的小孔，S1、S2、O三點(diǎn)共線，它們的連線垂直M、N，且S2O＝R.以O(shè)為圓心、R為半徑的圓形區(qū)域內(nèi)存在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B、方向垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場．D為收集板，板上各點(diǎn)到O點(diǎn)的距離以及板兩端點(diǎn)的距離都為2R，板兩端點(diǎn)的連線垂直M、N板．質(zhì)量為m、帶電量為＋q的粒子經(jīng)S1進(jìn)入M、N間的電場后，通過S2進(jìn)入磁場．粒子在S1處的速度以及粒子所受的重力均不計(jì)．(1)當(dāng)M、N間的電壓為U時(shí)，求粒子進(jìn)入磁場時(shí)速度的大小v；(2)若粒子恰好打在收集板D的中點(diǎn)上，求M、N間的電壓值U0；(3)當(dāng)M、N間的電壓不同時(shí)，粒子從S1到打在D上經(jīng)歷的時(shí)間t會(huì)不同，求t的最小值．參考答案：(1)粒子從S1到達(dá)S2的過程中，根據(jù)動(dòng)能定理得qU＝mv2

①解得粒子進(jìn)入磁場時(shí)速度的大小v＝

(2)粒子進(jìn)入磁場后在洛倫茲力作用下做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，有qvB＝m

②由①②得，加速電壓U與軌跡半徑r的關(guān)系為U＝當(dāng)粒子打在收集板D的中點(diǎn)時(shí)，粒子在磁場中運(yùn)動(dòng)的半徑r0＝R對應(yīng)電壓U0＝(3)M、N間的電壓越大，粒子進(jìn)入磁場時(shí)的速度越大，粒子在極板間經(jīng)歷的時(shí)間越短，同時(shí)在磁場中運(yùn)動(dòng)軌跡的半徑越大，在磁場中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間也會(huì)越短，出磁場后勻速運(yùn)動(dòng)的時(shí)間也越短，所以當(dāng)粒子打在收集板D的右端時(shí)，對應(yīng)時(shí)間t最短．根據(jù)幾何