2022年湖南省懷化市煤礦子第學校高三物理上學期期末試題含解析

2022年湖南省懷化市煤礦子第學校高三物理上學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15分．每小題只有一個選項符合題意1.把一條通電直導線垂直于磁場方向放入勻強磁場中，若導線長為0.5m，電流為4A，磁場的磁感應強度為1×10﹣2T，該導線受到的安培力大小為（）A．2×10﹣3N B．5×10﹣2N C．2×10﹣2N D．4×10﹣3N參考答案：C解：導線與磁場垂直，導線受到的安培力為：F=BIL=0.5×0.01×4N=0.02N；故ABD錯誤，C正確．故選：C．2.人類對自己賴以生存的地球的研究，是一個永恒的主題。我國南極科學考察隊存地球的南極用彈簧測力計稱得某物體重為P，在回國途經赤道時用彈簧測力計稱得同一物體重為0.9P。若已知地球自轉周期為T，萬有引力常量為G，假設地球是質量均勻分布的球體，則由以上物理量可以求得

A．物體的質量m

B．球的半徑R

C．地球的質量M

D．地球的密度ρ參考答案：D3.質量為m=1kg的物體在水平面上，物體與水平面之間的動摩擦因數(shù)為μ=0.2．現(xiàn)對物體施加一個大小變化、方向不變的水平力F，為使物體在3s時間內發(fā)生的位移最大，力F的大小應如下面的哪一幅圖所示（）參考答案：D4.（單選）如圖為學校配電房向各個教室的供電示意圖,T為理想變壓器，V1、A1為監(jiān)控市電供電端的電壓表和電流表，V2、A2為監(jiān)控校內變壓器的輸出電壓表和電流表，R1、R2為教室的負載電阻，V3、A3為教室內的監(jiān)控電壓表和電流表,配電房和教室間有相當長的一段距離，則當開關S閉合時（

）A．電流表A1、A2和A3的示數(shù)都變大B．只有電流表A1的示數(shù)變大C．電壓表V3的示數(shù)變小D．電壓表V2和V3的示數(shù)都變小參考答案：C5.用長度相同的兩根細線把A、B兩小球懸掛在水平天花板上的同一點O，并用長度相同的細線連接A、B兩小球，然后用力F作用在小球A上，如圖所示，此時三根細線均處于直線狀態(tài)，且OB細線恰好處于豎直方向，兩小球均處于靜止狀態(tài)。不考慮小球的大小，則力F的方向可能為：（

）

A．水平向右

B．豎直向上

C．沿O→A方向

D．沿B→A方向參考答案：ABD二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計16分6.

（4分）如圖是用導熱性能良好的材料制成的氣體實驗裝置，封閉有一定質量的理想氣體，若用力緩慢向下推動活塞，使活塞向下移一段距離，不計活塞與氣缸內壁間的摩擦，環(huán)境溫度保持不變．由此可以判斷，被封閉氣體的內能-

（填不變或改變），體積減小，外界對氣體做功，根據(jù)熱力學第一定律可知，氣體

熱（填吸或放）．

參考答案：答案：不變；放．（每空2分）7.氦4核的產生可以有多種方式，其中一種是由氦3核與氘核結合而成，其核反應方程式是_________；若質子、氘核與氦3核的質量分別為m1、m2和m3，該核反應產生核能為E，且以射線的形式釋放，真空中光速用c表示，普朗克常量為h，則氦4核的質量m4=________，射線的頻率為________。參考答案：

8.如右圖所示，一個質量為m，頂角為的直角劈和一個質量為M的長方形木塊，夾在兩豎直墻之間，不計摩擦，則M對左墻壓力的大小為___________參考答案：mgcot9.通電直導線A與圓形通電導線環(huán)B固定放置在同一水平面上，通有如圖所示的電流時，通電直導線A受到水平向＿＿＿的安培力作用。當A、B中電流大小保持不變，但同時改變方向時，通電直導線A所受到的安培力方向水平向＿＿＿＿。參考答案：答案：右、右10.某同學在驗證牛頓第二定律的實驗中，實驗裝置如圖所示．打點計時器使用的交流電源的頻率為50Hz．開始實驗時，細線上掛適當?shù)你^碼，釋放小車后，小車做勻加速運動，與小車相連的紙帶上被打出一系列小點．①實驗中，該同學測出拉力F（鉤碼重力）和小車質量M，根據(jù)計算出加速度．發(fā)現(xiàn)絕大多數(shù)情況下，根據(jù)公式計算出的加速度要比利用紙帶測出的加速度大．若該同學實驗操作過程沒有錯誤，試分析其原因．（至少寫兩點）____________________________________________________________________________________

②另一同學在完成同樣的實驗時，每次實驗在吊掛之處逐次增加一個質量為50g的砝碼，利用紙帶測出每次小車的加速度，如果小車質量為100g，細繩質量可忽略，則下列曲線何者最適合描述小車加速度隨著吊掛砝碼個數(shù)的變化（

）參考答案：①沒有平衡摩擦力

鉤碼質量要遠小于M

②

D11.如下圖所示，是某次利用氣墊導軌探究加速度與力、質量關系的實驗裝置安裝完畢后的示意圖，圖中A為沙桶和沙砂，B為定滑輪，C為滑塊及上面添加的砝碼，D為紙帶，E為電火花計時器，F(xiàn)為蓄電池、電壓為6V，G是開關，請指出圖中的三處錯誤：(1)______________________________________________________________；(2)______________________________________________________________；(3)______________________________________________________________．參考答案：(1)定滑輪接滑塊的細線應水平(或與導軌平行)(2)滑塊離計時器太遠(3)電火花計時器用的是220V的交流電，不能接直流電12.（8分）如圖電路中，電鍵K1，K2，K3，K4均閉合，在平行板電容器C的極板間懸浮著一帶電油滴P，（以下各空填“懸浮不動”、“向上加速”或“向下加速”）（1）若斷開K1，則P將_______（2）若斷開K2，則P將________（3）若斷開K3，則P將_______（4）若斷開K4，則P將_______

參考答案：（1）則P將繼續(xù)懸浮不動（2）則P將向上加速運動。（3）P將加速下降。（4）P將繼續(xù)懸浮不動。13.22.（4分）如圖所示甲、乙兩圖為常用的電流表和電壓表的刻度盤，在甲圖中如果接入電路的“+”和“-0.6”兩個接線柱，則表的示數(shù)為_____，如果接入電路的是“+”和“-3”兩個接線柱，則表的示數(shù)為_____.在乙圖中，若選用的量程為0～15V，則表的示數(shù)為_____，若選用的量程為0～3V，則表的示數(shù)為_____.

參考答案：三、實驗題：本題共2小題，每小題11分，共計22分14.某同學利用圖1所示裝置來研究彈簧彈力與形變的關系．設計的實驗如下：A、B是質量均為m0的小物塊，A、B間由輕彈簧相連，A的上面通過輕繩繞過兩個定滑輪與一個輕質掛鉤相連．掛鉤上可以掛上不同質量的物體C．物塊B下放置一壓力傳感器．物體C右邊有一個豎直的直尺，可以測出掛鉤的下移的距離．整個實驗中彈簧均處于彈性限度內，重力加速度g=9.8m/s2．實驗操作如下：（1）不懸掛物塊C，讓系統(tǒng)保持靜止，確定掛鉤的位置O，并讀出壓力傳感器的示數(shù)F0；（2）每次掛上不同質量的物塊C，用手托出，緩慢釋放．測出系統(tǒng)穩(wěn)定時掛鉤相對O點下移的距離xi，并讀出相應的壓力傳感器的示數(shù)Fi；（3）以壓力傳感器示數(shù)為縱軸，掛鉤下移距離為橫軸，根據(jù)每次

測量的數(shù)據(jù)，描點作出F﹣x圖象如圖2所示．①由圖象可知，在實驗誤差范圍內，可以認為彈簧彈力與彈簧形變量成（填“正比”“反比”“不確定關系”）；②由圖象可知：彈簧勁度系數(shù)k=N/m；③如果掛上物塊C的質量mc=3m0，并由靜止釋放．當壓力傳感器的示數(shù)為零時，物塊C的速度v0=m/s．參考答案：①正比，②98，③1.4．【考點】探究彈力和彈簧伸長的關系．【分析】結合彈簧彈力與壓力傳感器示數(shù)的關系，以及壓力傳感器與掛鉤下移距離的關系得出彈簧彈力與彈簧形變量的關系．根據(jù)F﹣x圖線的斜率絕對值求出彈簧的勁度系數(shù)．抓住初末狀態(tài)彈簧的彈力相等，形變量相同，彈性勢能變化量為零，結合系統(tǒng)機械能守恒求出當壓力傳感器的示數(shù)為零時，物塊C的速度．【解答】解：①對B分析，根據(jù)平衡有：F彈+mg=F，可知F與彈簧彈力成線性關系，又F與x成線性關系，可知彈簧的彈力與彈簧的形變量成正比．②由題意可知，F(xiàn)﹣x圖線斜率的絕對值表示彈簧的勁度系數(shù)，則k=．③未掛物塊C時，彈簧處于壓縮，彈力等于m0g，當壓力傳感器示數(shù)為零時，可知彈簧處于伸長，彈力為m0g，可知彈簧的壓縮量和伸長量相等，則彈簧的彈性勢能不變，根據(jù)系統(tǒng)機械能守恒知，，因為h=0.2m，mc=3m0，代入數(shù)據(jù)解得v0=1.4m/s．故答案為：①正比，②98，③1.4．15.如圖所示，在“共點力合成”的實驗中，橡皮條一端固定于P點，另一端連接兩個彈簧測力計，分別用F1和F2拉兩個彈簧測力計，將這端的結點拉至O點．現(xiàn)讓F1大小不變，方向沿順時針方向轉動某一角度，要使這端的結點仍位于O點，則關于F2的大小和圖中的θ角，下列說法中正確的是（

）A．增大F2的同時增大θ角/．增大F2的同時減小θ角C．增大F2而保持θ角不變D．減小F2的同時增大θ角參考答案：ABC四、計算題：本題共3小題，共計47分16.如圖所示，正方形木板水平放置在地面上，木板的中心靜置一小滑塊。為將木板從滑塊下抽出，需要對木板施加一個作用線通過木板中心點的水平恒力F．已知木板邊長L=m，質量M=3kg，滑塊質量m=2kg，滑塊與木板、木板與地面間的動摩擦因數(shù)均為（取g=10，設最大靜摩擦力等于滑動摩擦力），求：

(1)水平拉力至少多大才能將木板抽出；(2)當水平恒力F=29N時，在木板抽出時滑塊能獲得的最大速度．參考答案：17.某空間存在一豎直向下的勻強電場和圓形區(qū)域的勻強磁場，磁感應強度為B，方向垂直紙面向里，如圖所示．一質量為m，帶電量為+q的粒子，從P點以水平速度v0射入電場中，然后從M點射入磁場，從N點射出磁場．已知，帶電粒子從M點射入磁場時，速度與豎直方向成30°角，弧MN是圓周長的，粒子重力不計．求：（1）電場強度E的大?。?）圓形區(qū)域的半徑R．（3）帶電粒子從P點到N點，所經歷的時間t．參考答案：考點：帶電粒子在勻強磁場中的運動；帶電粒子在勻強電場中的運動．專題：帶電粒子在復合場中的運動專題．分析：（1）粒子在電場中僅受豎直向下的電場力，做類平拋運動，水平方向做勻速直線運動，豎直方向做初速度為零勻加速直線運動，根據(jù)牛頓第二定律和運動學結合求解．（2）粒子進入磁場后由洛倫茲力充當向心力做勻速圓周運動，由牛頓第二定律求出軌跡半徑，由幾何關系求解R．（3）分兩個過程分別求出時間，即可得到總時間．解答：解：（1）在電場中，粒子經過M點時的速度大小v==2v0豎直分速度vy=v0cot30°=由h=，a=得E=（2）粒子進入磁場后由洛倫茲力充當向心力做勻速圓周運動，設軌跡半徑為r．由牛頓第二定律得：qvB=m，r==根據(jù)幾何關系得：R=rtan30°=（3）在電場中，由h=得t1=；在磁場中，運動時間t2=T=×=故帶電粒子從P點到N點，所經歷的時間t=t1+t2=+．答：（1）電場強度E的大小是．（2）圓形區(qū)域的半徑R是．（3）帶電粒子從P點到N點，所經歷的時間t是+．點評：本題主要考查了帶電粒子在混合場中運動的問題，要求同學們能正確分析粒子的受力情況，再通過受力情況分析粒子的運動情況，熟練掌握圓周運動及平拋運動的基本公式．18.在操場400m標準跑道上有相距l(xiāng)=21m的甲、乙兩名同學，如圖所示．甲同學以4m/s的速率繞操場逆時針慢跑．乙同學開始處于靜止狀態(tài)，他加速的最大加速度為1m/s2，最大速度為5m/s．乙同學想在最短時間內與甲同學相遇，試通過計算判斷乙同學應該順時針運動還是逆時針運動．（假設乙同學在直道部分加速）參考答案：解：若乙同學逆時針運動，乙同學加速到最大速度所需的時間為：t1=這段時間內乙運動了：s乙=a==12.5m，甲同學運動了：s甲=v甲t1=4×5m=20m乙同學追上甲同學還需要時間為：t2==28.5s所需的總時間為：t總=t1+t1=33.5s如果乙同學順時