2022年湖南省株洲市先鋒高級(jí)中學(xué)高三物理上學(xué)期期末試題含解析

2022年湖南省株洲市先鋒高級(jí)中學(xué)高三物理上學(xué)期期末試題含解析一、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.在穩(wěn)定軌道上的空間站中，物體處于完全失重狀態(tài)．有如圖（4）所示的裝置，半徑分別為r和R（R>r）的甲、乙兩個(gè)光滑的圓形軌道安置在同一豎直平面上，軌道之間有一條水平軌道CD相通，宇航員讓一小球以一定的速度先滑上甲軌道，通過粗糙的CD段，又滑上乙軌道，最后離開兩圓軌道，那么下列說法正確的是：A．小球在CD間由于摩擦力而做減速運(yùn)動(dòng)B．小球經(jīng)過甲軌道最高點(diǎn)時(shí)比經(jīng)過乙軌道最高點(diǎn)時(shí)速度大C．如果減少小球的初速度，小球有可能不能到達(dá)乙軌道的最高點(diǎn)D．小球經(jīng)過甲軌道最高點(diǎn)時(shí)對(duì)軌道的壓力大于經(jīng)過乙軌道最高點(diǎn)時(shí)對(duì)軌道的壓力參考答案：D2.如圖3所示，在光滑水平面上的直線MN左側(cè)有垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，右側(cè)是無磁場(chǎng)空間。將兩個(gè)大小相同的銅質(zhì)矩形閉合線框由圖示位置以同樣的速度v向右完全拉出勻強(qiáng)磁場(chǎng)。已知制作這兩只線框的銅質(zhì)導(dǎo)線的橫截面積之比是1:2.則拉出過程中下列說法中正確的是

（

）

A．所用拉力大小之比為2:1

B．通過導(dǎo)線某一橫截面的電荷量之比是1:1

C．拉力做功之比是1:4

D．線框中產(chǎn)生的電熱之比為1:2參考答案：D3.關(guān)于物理學(xué)研究方法，以下說法正確的是（ ）A.在用實(shí)驗(yàn)探究加速度、力和質(zhì)量三者之間的關(guān)系時(shí)，采用控制變量法B.伽利略用來研究力和運(yùn)動(dòng)關(guān)系的斜面實(shí)驗(yàn)是一個(gè)理想實(shí)驗(yàn)C.物理學(xué)中的“質(zhì)點(diǎn)”、“點(diǎn)電荷”等都是理想模型D.物理中所有公式都是用比值定義法定義的參考答案：ABC4.(多選題)如圖6所示，ABCD為固定的水平光滑矩形金屬導(dǎo)軌，AB間距離為L(zhǎng)，左右兩端均接有阻值為R的電阻，處在方向豎直向下、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，質(zhì)量為m、長(zhǎng)為L(zhǎng)的導(dǎo)體棒MN放在導(dǎo)軌上，甲、乙兩根相同的輕質(zhì)彈簧一端均與MN棒中點(diǎn)固定連接，另一端均被固定，MN棒始終與導(dǎo)軌垂直并保持良好接觸，導(dǎo)軌與MN棒的電阻均忽略不計(jì).初始時(shí)刻，兩彈簧恰好處于自然長(zhǎng)度，MN棒具有水平向左的初速度v0，經(jīng)過一段時(shí)間，MN棒第一次運(yùn)動(dòng)至最右端，這一過程中AB間電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱為Q，則（

）A.初始時(shí)刻棒受到安培力大小為B.從初始時(shí)刻至棒第一次到達(dá)最左端的過程中，整個(gè)回路產(chǎn)生焦耳熱為C.當(dāng)棒再次回到初始位置時(shí)，AB間電阻R的功率為D.當(dāng)棒第一次到達(dá)最右端時(shí)，甲彈簧具有的彈性勢(shì)能為mv20-Q參考答案：AD5.下列選項(xiàng)中，屬于對(duì)過程建立物理模型的是

（

）（A）質(zhì)點(diǎn)

（B）簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)

（C）點(diǎn)電荷

（D）理想氣體參考答案：B二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計(jì)16分6.在共點(diǎn)力合成的實(shí)驗(yàn)中，根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)畫出力的

圖示，如圖所示．圖上標(biāo)出了F1、F2、F、F′'四個(gè)力，其中

（填上述字母）不是由彈簧秤直接測(cè)得的．若F與F′

的

_基本相等，

_基本相同，說明共點(diǎn)

力合成的平行四邊行定則得到了驗(yàn)證．參考答案：7.某同學(xué)在研究“一定質(zhì)量氣體溫度不變時(shí)壓強(qiáng)和體積關(guān)系”實(shí)驗(yàn)中，將一氣缸如圖（甲）開口端向右水平固定放置，活塞面積為S，厚度不計(jì)，封閉氣體長(zhǎng)度為L(zhǎng)，大氣壓強(qiáng)為p0?，F(xiàn)用一水平向左的作用力緩慢推動(dòng)活塞，設(shè)活塞向左移動(dòng)距離為x。（1）通過力傳感器對(duì)水平推力的測(cè)定，該同學(xué)將推力F作為縱坐標(biāo)，則橫坐標(biāo)應(yīng)該設(shè)置為____________，便可作出圖（乙）中圖像，且滿足圖線截距和斜率大小相等。圖中斜率的含義為____________（用題目中符號(hào)表示）。（2）該同學(xué)發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)時(shí)圖線（乙）中隨著F的增大，圖線呈現(xiàn)向下彎曲的趨勢(shì)。試分析原因

。（3）該同學(xué)為了研究第（2）小題中圖線呈現(xiàn)向下彎曲的趨勢(shì)的原因，作出了該過程的p-V圖像，則圖（丙）中的四條圖線（圖線①②為雙曲線）符合這一過程的是圖線____________。參考答案：（1）（2分）；p0S（2分）（2）推動(dòng)活塞過程中漏氣（2分）（3）③（2分）8.如圖所示，AB兩端接直流穩(wěn)壓電源，UAB＝100V，R0＝40W，滑動(dòng)變阻器總電阻R＝20W，當(dāng)滑動(dòng)片處于變阻器中點(diǎn)時(shí)，C、D兩端電壓UCD為___________V，通過電阻R0的電流為_____________A。

參考答案：答案：80，2解析：當(dāng)滑動(dòng)片處于變阻器中點(diǎn)時(shí)，可以將變阻器分成兩個(gè)電阻，，電路如圖，則與串聯(lián)，再與并聯(lián)。根據(jù)部分電路歐姆定律，有，。代入數(shù)據(jù)可得，。9.如圖所示，在O點(diǎn)處放置一個(gè)正電荷．在過O點(diǎn)的豎直平面內(nèi)的A點(diǎn)，自由釋放一個(gè)帶正電的小球，小球的質(zhì)量為m、電荷量為q．小球落下的軌跡如圖中虛線所示，它與以O(shè)為圓心、R為半徑的圓（如圖中實(shí)線所示）相交于B、C兩點(diǎn)，O、C在同一水平線上，∠BOC=30°，A距離OC的豎直高度為h．若小球通過B點(diǎn)的速度為v，則小球通過C點(diǎn)的速度大小為，小球由A到C電場(chǎng)力做功為mv2+mg﹣mgh．參考答案：解：小球從A點(diǎn)到C點(diǎn)的過程中，電場(chǎng)力總體上做的是負(fù)功，重力做正功，由動(dòng)能定理可以知道電荷在C點(diǎn)的大小是，C、D、小球由A點(diǎn)到C點(diǎn)機(jī)械能的損失就是除了重力以外的其他力做的功，即電場(chǎng)力做的功．由動(dòng)能定理得mgh+W電=則：W電==mv2+mg﹣mgh故答案為：，mv2+mg﹣mgh10.兩塊相同的豎直木板A、B間有質(zhì)量均為m的四塊相同的木塊，用兩個(gè)大小均為F的水平力壓木板，使木板均處于平衡，如圖所示.設(shè)所有接觸面間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為μ.則第2塊對(duì)第3塊的摩擦力大小為

參考答案：：011.如圖，光滑輕桿AB、BC通過A、B、C三點(diǎn)的鉸接連接，與水平地面形成一個(gè)在豎直平面內(nèi)三角形，AB桿長(zhǎng)為．BC桿與水平面成角，AB桿與水平面成角。一個(gè)質(zhì)量為m的小球穿在BC桿上，并靜止在底端C處。現(xiàn)對(duì)小球施加一個(gè)水平向左mg的恒力，當(dāng)小球運(yùn)動(dòng)到CB桿的中點(diǎn)時(shí)，它的速度大小為

，小球沿CB桿向上運(yùn)動(dòng)過程中AB桿對(duì)B處鉸鏈的作用力隨時(shí)間t的變化關(guān)系式為．

參考答案：,12.

一個(gè)細(xì)口瓶，開口向上放置，容積為2.0升，在溫度0oC、一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓的環(huán)境里，瓶?jī)?nèi)氣體的分子數(shù)為

個(gè)；當(dāng)環(huán)境溫度高20oC時(shí)，熱力學(xué)溫度升高

K。（只要求2位有效數(shù)字，阿伏伽德羅常數(shù)N=6.0×1023mol-1）參考答案：

答案：5.4×1022、2013.某同學(xué)在學(xué)習(xí)了DIS實(shí)驗(yàn)后，設(shè)計(jì)了一個(gè)測(cè)物體瞬時(shí)速度的實(shí)驗(yàn)，其裝置如圖甲所示。在小車上固定擋光片（寬度為Δs），在傾斜導(dǎo)軌的A處放置光電門。讓小車從P點(diǎn)靜止下滑，再利用光電門記錄下?lián)豕馄?jīng)過A點(diǎn)所經(jīng)歷的時(shí)間Δt。接下來，改用不同寬度的擋光片重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)，最后運(yùn)用公式計(jì)算出不同寬度的擋光片從A點(diǎn)開始在各自Δs區(qū)域內(nèi)的，并作出圖像。

（1）當(dāng)光電門傳感器A、B之間無擋光物體時(shí)，電路

；當(dāng)A、B之間有物體擋光時(shí)，電路

。（填“斷開”或“接通”）（2）（多選）該同學(xué)測(cè)出4組數(shù)據(jù)，其中第3組數(shù)據(jù)發(fā)生了明顯的偏差，如圖乙所示。造成偏差的可能原因是

（

）A.小車從圖甲中P點(diǎn)上方靜止下滑

B.小車從圖甲中P點(diǎn)下方靜止下滑C.小車從圖甲中P點(diǎn)靜止下滑

D.小車從圖丙中P點(diǎn)靜止下滑（3）另一位同學(xué)測(cè)出如下圖所示的6組數(shù)據(jù)，根據(jù)圖線，可知小車的加速度大小約為

m/s2，擋光片經(jīng)過A點(diǎn)時(shí)的瞬間速度大小約為

m/s。參考答案：（1）斷開，接通

（各1分）

（2）AD

（2分）

（3）0.6—0.8，0.54—0.56

三、實(shí)驗(yàn)題：本題共2小題，每小題11分，共計(jì)22分14.（4分）如圖所示，螺旋測(cè)微器的示數(shù)為

mm，游標(biāo)卡尺的示數(shù)為

mm．參考答案：答案：6.122～6.125，10.5015.用如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律。實(shí)驗(yàn)所用的電源為學(xué)生電源，有交流（頻率為50Hz）和直流兩種輸出．重錘從高處由靜止開始落下，拖動(dòng)紙帶通過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出一系列的點(diǎn)，對(duì)紙帶上的點(diǎn)的痕跡進(jìn)行測(cè)量，即可驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律。①一同學(xué)按如下步驟進(jìn)行實(shí)驗(yàn)：A．用天平測(cè)量出重錘的質(zhì)量；B．按圖示的裝置安裝器件；C．將打點(diǎn)計(jì)時(shí)器接到電源的直流輸出端上；D．先接通電源，后釋放懸掛紙帶的夾子，打出一條紙帶；E．換用紙帶，重復(fù)步驟D；F．選取合適的紙帶；G．測(cè)量所選紙帶上某些點(diǎn)之間的距離；H．根據(jù)測(cè)量的結(jié)果計(jì)算重錘下落過程中減少的重力勢(shì)能是否等于增加的動(dòng)能。指出其中沒有必要進(jìn)行的步驟是；操作不恰當(dāng)?shù)牟襟E是

。②利用這個(gè)裝置也可以測(cè)量重錘的加速度數(shù)值。這位同學(xué)打出的紙帶如圖所示，A點(diǎn)為打下的第一個(gè)點(diǎn)，0、1、2、3、4、5、6為連續(xù)的計(jì)數(shù)點(diǎn)，現(xiàn)測(cè)得s1、s2、s3、s4、s5、s6分別為4.03cm、4.42cm、4.80cm、5.18cm、5.57cm、5.95cm，請(qǐng)你根據(jù)這條紙帶推算此落體過程的加速度a為

m/s2。(保留三位有效數(shù)字)③某同學(xué)根據(jù)第②問求得的加速度數(shù)值計(jì)算重力勢(shì)能的變化量ΔEP

，驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律定律。試分析其合理性。

。參考答案：(1)A，C（4分）

（2）9.58（4分）（3）不合理．由于阻力的存在，第（2）問中求得的結(jié)果不是當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣?，不能用它來?jì)算重力勢(shì)能的改變量．四、計(jì)算題：本題共3小題，共計(jì)47分16.如圖所示，兩金屬桿AB和CD長(zhǎng)均為L(zhǎng)，電阻均為R，質(zhì)量分別為3m和m。用兩根質(zhì)量和電阻均可忽略的不可伸長(zhǎng)的柔軟導(dǎo)線將它們連成閉合回路，并懸掛在水平、光滑、不導(dǎo)電的圓棒兩側(cè)。在金屬桿AB下方有高度為H的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，方向與回路平面垂直，此時(shí)，CD處于磁場(chǎng)中?，F(xiàn)從靜止開始釋放金屬桿AB，經(jīng)過一段時(shí)間，AB即將進(jìn)入磁場(chǎng)的上邊界時(shí)，其加速度為零，此時(shí)金屬桿CD尚未離開磁場(chǎng)，這一過程中桿AB產(chǎn)生的焦耳熱為Q。則（1）AB棒即將進(jìn)入磁場(chǎng)的上邊界時(shí)的速度v1多大？（2）此過程中金屬桿CD移動(dòng)的距離h和通過導(dǎo)線截面的電量q分別是多少？（3）通過計(jì)算說明金屬桿AB在磁場(chǎng)中可能具有的速度大小v2在什么范圍內(nèi)；參考答案：（1）AB棒達(dá)到磁場(chǎng)邊界時(shí)，加速度為零，系統(tǒng)處于平衡狀態(tài)，對(duì)AB棒 （1分）對(duì)CD棒 （1分）又 （2分）解得 (1分)（2）（2分） (1分) (2分)（3）AB桿與CD桿均在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)，直到達(dá)到勻速，此時(shí)系統(tǒng)處于平衡狀態(tài)，對(duì)AB棒 （1分）對(duì)CD棒 （1分）又 （2分）解得 （1分）所以 (2分)17.如圖所示，水平桌面上有一輕彈簧，左端固定在A點(diǎn)，彈簧處于自然狀態(tài)時(shí)其右端位于B點(diǎn)。水平桌面右側(cè)有一豎直放置的光滑軌道MNP，其形狀為半徑R=0.8m的圓環(huán)剪去了左上角135°的圓弧，MN為其豎直直徑，P點(diǎn)到桌面的豎直距離也是R。用質(zhì)量m1=0.4kg的物塊將彈簧緩慢壓縮到C點(diǎn)，釋放后彈簧恢復(fù)原長(zhǎng)時(shí)物塊恰停止在B點(diǎn)。用同種材料、質(zhì)量為m2=0.2kg的物塊將彈簧也緩慢壓縮到C點(diǎn)釋放，物塊過B點(diǎn)后其位移與時(shí)間的關(guān)系為，物塊從桌面右邊緣D點(diǎn)飛離桌面后，由P點(diǎn)沿圓軌道切線落入圓軌道。g=10m/s2，求：（1）BP間的水平距離；（2）判斷m2能否沿圓軌道到達(dá)M點(diǎn)；（3）物塊將彈簧緩慢壓縮到C點(diǎn)時(shí)彈性勢(shì)能EP；（4）釋放后m2運(yùn)動(dòng)過程中克服摩擦力做的功。參考答案：見解析（1）設(shè)物塊由D點(diǎn)以初速度做平拋，落到P點(diǎn)時(shí)其豎直速度為vy,有

且

解得

設(shè)平拋運(yùn)動(dòng)時(shí)間為t，水平位移為x1，有

解得

由題意可知小球過B點(diǎn)后做初速度為減速到vD,BD間位移為x2，有：

所以BP水平間距為

=4.1m

（2）若物塊能沿軌道到達(dá)M點(diǎn)，其速度為，有

解得

<

即物塊不能到達(dá)M點(diǎn)（3）設(shè)彈簧長(zhǎng)為AC時(shí)的彈性勢(shì)能為EP，物塊與桌面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ

釋放

釋放

解得

J

（4）設(shè)在桌面上運(yùn)動(dòng)過程中克服摩擦力做功為Wf，有

解得