江苏省连云港市陡沟中学2022年高三物理上学期期末试题带解析

江苏省连云港市陡沟中学2022年高三物理上学期期末试题含解析
一、选择题：本题共5小题，每小题3分，共计15分．每小题只有一个选项符合题意
1. 半圆柱体P放在粗糙的水平地面上，其右端有固定放置的竖直挡板MN.在P和MN之间放有一个光滑均匀的小圆柱体Q，整个装置处于静止．如图所示是这个装置的纵截面图．若用外力使MN保持竖直，缓慢地向右移动，在Q落到地面以前，发现P始终保持静止．在此过程中，下列说法中正确的是( )
A．MN对Q的弹力逐渐减小
B．地面对P的摩擦力逐渐增大
C．P、Q间的弹力先减小后增大
D．Q所受的合力逐渐增大
参考答案：
B
2. （多选）如图甲所示，A、B是一条电场线上的两点，若在某点释放一初速度为零的电子，电子仅受电场力作用，并沿电场线从A运动到B，其速度随时间变化的规律如图乙所示．则A．电场力FA>FB
B．电场强度EA= EB
C．电势
D．电子的电势能EPA >EPB
参考答案：CD
3. 如图6所示，一根绷紧的水平绳上挂5个摆，其中A、E摆长均为，先让A摆振动起来，其他各摆随后也跟着振动起来（不计空气阻力），则
A. 其他各摆振动周期与A摆相同
B. 其他各摆振动的振幅不相等，其中E摆振幅最大
C. A摆振动的回复力是小球所受重力与绳子拉力的合力
D. A球摆动到平衡位置时，处于平衡状态
参考答案：
AB
4. 两辆游戏赛车、在两条平行的直车道上行驶。

时两车都在同一计时线处，此时比赛开始。

它们在四次比赛中的图如图所示。

哪些图对应的比赛中，有一辆赛车追上了另一
辆（）
参考答案：
AC
5. 空间虚线上方存在匀强磁场，磁感应强度为B；一群电子以不同速率v从边界上的P点以相同的方向射入磁场。

其中某一速率v0的电子从Q点射出，如图所示。

已知电子入射方向与边界夹角为θ，则由以上条件可判断
A．该匀强磁场的方向是垂直纸面向外
B．所有电子在磁场中的轨迹相同
C．速率大于v0的电子在磁场中运动时间长
D．所有电子的速度方向都改变了2θ
参考答案：
D
二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分
6. 在“探究功与物体速度变化关系”的实验中，某实验研究小组的实验装置如图甲所示，弹簧与木块接触但并没有拴连。

木块从A点静止释放后，在1根弹簧作用下弹出，沿足够长的木板运动到B1点停下，O点为弹簧原长时所处的位置，测得OB1的距离为L1，并记录此过程中弹簧对木块做的功为W。

用完全相同的弹簧2根、3根……并列在一起进行第2次、第3次……实验，每次实验木块均从A点释放，木块分别运动到B2、B3……停下，测得OB2、OB3……的距离分别为L2、L3……作出弹簧对木块做功W与木块停下的位置距O点的距离L的图象如图乙所示。

（1）根据图线分析，弹簧对木块做功W与木块在O点的速度v0之间的关系为
（2）W—L图线不通过原点的原因是。

（3）求出弹簧被压缩的长度为 cm 。

参考答案：
1）W与成线性关系（2）未计木块通过AO段时摩擦力对木块所做
（3） 3 cm 7. 一置于铅盒中的放射源发射的α、β和γ射线，由铅盒的小孔射出，在小孔外放一铝箔后，铝箔后的空间有一匀强电场。

进入电场后，射线变为a、b两束，射线a沿原来方向行进，射线b发生了偏转，如图所示，则图中的射线a为__________射线，射线b为_______________射线。

参考答案：
8. 某同学从一楼到二楼，第一次匀速走上去，第二次匀速跑上去（更快），则正确的是：
A.两次做的功不相同，功率也不相同
B.两次做的功相同，功率也相同
C.两次做的功相同，功率不同，第一次比第二次大
D.两次做的功相同，功率不同，第二次比第一次大
参考答案：
D
两次从一楼到二楼，克服重力做功相等，根据功率P=，时间短的功率大，所以第二次功率大．故D正确，A、B、C错误．
9. 打点计时器接交流（填交流、直流）电，当频率是50Hz时，打点计时器每隔0.02秒打一个点．若测得纸带上打下的第10个到第20个点的距离为20.00cm，则物体在这段位移的平均速度为1m/s．
参考答案：
解答：解：打点计时器接交流电，当频率是50Hz时，打点计时器每隔0.02秒打一个点．平均速度为：v==1m/s．
故答案为：交流，0.02，1．
点评：本题考查了打点计时器的知识及平均速度的公式应用．知道打点计时器的打点时间间隔、应用
速度大小为2m/s2，则汽车经3s时的速度大小为m/s；经10s时的位移大小是m．
参考答案：
4m/s；25m
【考点】匀变速直线运动的位移与时间的关系；匀变速直线运动的速度与时间的关系．
【分析】汽车刹车后的运动可以看成是匀减速直线运动．
已知初速度和加速度，求几秒后通过的位移可以运用匀变速直线运动的公式．
要注意汽车刹车是一项实际运动．一段时间后汽车就停止运动，所以要判断汽车从刹车到停止所需的时间，根据这个时间来运用公式．
【解答】解：汽车刹车后做匀减速直线运动，设刹车时间为t，则
t===5s
因为3s＜5s
所以汽车经3s时的速度大小为：v=v0+at=（10﹣3×2）m/s=4m/s
因为10s＞5s
故汽车在5s末就停止运动，所以x==10×5﹣×2×25m=25m
故答案为：4m/s；25m
11. （4分）图示电路中，R1＝12Ω，R2＝6Ω，滑动变阻器R3上标有“20Ω，2A”字样，理想电压表的量程有0-3V和0-15V两档，理想电流表的量程有0-0.6A和0-3A两档。

闭合电键S，将滑片P从最左端向右移动到某位置时，电压表、电流表示数分别为2.5V和0.3A；继续向右移动滑片P到另一位置，电压表指针指在满偏的1/3，电流表指针指在满偏的1/4，则此时电流表示数为__________A，该电源的电动势为__________V。

参考答案：0.15，7.5
解析：由于题意当“继续向右移动滑片P到另一位置”电压表示数一定大于2.5V，电流表示数一定小于0.3A，再结合电压表指针指在满偏的1/3，电流表指针指在满偏的1/4，可知电压表的量程为0-15V，电流表的量程为0-0.6A，因此当滑片滑到下一位置是电流表的实数
为；电压表的示数为5V；由串并联电路规律得：，得，由闭合电路欧姆定律得；同理：，得
，由闭合电路欧姆定律以上各式联立解得：。

12. 如图所示为氢原子的能级示意图，一群氢原子处于n=3的激发态，在向较低能级跃迁的过程中向外发出光子，并用这些光照射逸出功为2.49eV的金属钠。

①这群氢原子能发出______种不同频率的光，其中有____种频率的光能使金属钠发生光电效应。

②金属钠发出的光电子的最大初动能_______eV。

参考答案：
① 3 2 ②9.60eV
13. （4分）已知在t1时刻简谐横波的波形如图中实线所示；在时刻t2该波的波形如图中虚线所示。

t2－t1 = 0.02s。

若波的周期T满足0.01s ＜T ＜
0.02s，且从t1时刻起，图中Q 质点比R质点先回到平衡位置，则波速是
___________m/s。

参考答案：
答案：400m/s
三、实验题：本题共2小题，每小题11分，共计22分
14. 某同学利用图1示装置来研究弹簧弹力与形变的关系．设计的实验如下：A、B是质量均为m0的小物块，A、B间由轻弹簧相连，A的上面通过轻绳绕过两个定滑轮与一个轻质挂钩相连．挂钩上可以挂上不同质量的物体C．物块B下放置一压力传感器．物体C右边有一个竖直的直尺，可以测出挂钩的下移的距离．整个实验中弹簧均处于弹性限度内，重力加速度g=9.8m/s2．实验操作如下：
（1）不悬挂物块C，让系统保持静止，确定挂钩的位置O，并读出压力传感器的示数F0；
（2）每次挂上不同质量的物块C，用手托出，缓慢释放．测出系统稳定时挂钩相对O点下移的距离x i，并读出相应的压力传感器的示数F i；
（3）以压力传感器示数为纵轴，挂钩下移距离为横轴，根据每次测量的数据，描点作出F﹣x图象如图2所示．
①由图象可知，在实验误差范围内，可以认为弹簧弹力与弹簧形变量成（填“正比”“反
比”“不确定关系”）；
②由图象可知：弹簧劲度系数k=N/m；
③如果挂上物块C的质量m c=3m0，并由静止释放．当压力传感器的示数为零时，物块C的速度
v0=m/s．
参考答案：
①正比，②98，③1.4．
【考点】探究弹力和弹簧伸长的关系．
【分析】结合弹簧弹力与压力传感器示数的关系，以及压力传感器与挂钩下移距离的关系得出弹簧弹力与弹簧形变量的关系．
根据F﹣x图线的斜率绝对值求出弹簧的劲度系数．
抓住初末状态弹簧的弹力相等，形变量相同，弹性势能变化量为零，结合系统机械能守恒求出当压力传感器的示数为零时，物块C的速度．
【解答】解：①对B分析，根据平衡有：F弹+mg=F，可知F与弹簧弹力成线性关系，又F与x成线性关系，可知弹簧的弹力与弹簧的形变量成正比．②由题意可知，F﹣x图线斜率的绝对值表示弹簧的劲度系数，则k=．
③未挂物块C时，弹簧处于压缩，弹力等于m0g，当压力传感器示数为零时，可知弹簧处于伸长，弹力为m0g，可知弹簧的压缩量和伸长量相等，则弹簧的弹性势能不变，根据系统机械能守恒知，
，因为h=0.2m，m c=3m0，代入数据解得v0=1.4m/s．
故答案为：①正比，②98，③1.4．
15. 如图是一个多用电表的简化电路图。

S为单刀多掷开关，通过操作开关，接线柱O可以接通1，也可以接通2、3、4、5或6。

下列说法正确的是（）
A．当开关S分别接1或2时，测量的是电流，其中S接1时量程较大
B．当开关S分别接3或4时，测量的是电阻，其中A是黑表笔
C．当开关S分别接5或6时，测量的是电阻，其中A是红表笔
D．当开关S分别接5和6时，测量的是电压，其中S接5时量程较大
参考答案：
A
A、电表改装时，并联分流电阻成为电流表，并联电阻越小分流越大，改装成的电流表量程越大，故图中1、2为电流测量端，测量时S接1时量程较大，故A正确；
BC、测量电阻时欧姆表内部应接电源，由图可知测电阻只有接3或4，由内部电源正负极，可知A是红表笔，故BC错误；
D、要测量电压，电流表应与电阻串联，由图可知当转换开关S旋到位置5、6时，测量电压，电流表所串联的电阻越大，所测量电压值越大，故当转换开关S旋到6的量程比旋到5的量程大，故D错误。

故选：A
四、计算题：本题共3小题，共计47分
16. 如图所示为放置在竖直平面内游戏滑轨的模拟装置，滑轨由四部分粗细均匀的金属杆组成，其中倾斜直轨AB与水平直轨CD长均为L＝3m，圆弧形轨道APD和BQC均光滑，AB、CD与两圆弧形轨道相切，BQC的半径为r＝1m，APD的半径为R=2m， O2A、O1B与竖直方向的夹角均为θ＝37°。

现有一质量为m＝1kg的小球穿在滑轨上，以Ek0的初动能从B
点开始沿AB向上运动，小球与两段直轨道间的动摩擦因数均为μ＝，设小球经过轨道连接处均无能量损失。

（g＝10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8）求：
（1）要使小球能够通过弧形轨道APD的最高点，初动能EK0至少多大？
（2）求小球第二次到达D点时的动能；
（3）小球在CD段上运动的总路程。

（第（2）（3）两问中的EK0取第（1）问中的数值）
参考答案：
解析：（1）小球至少需要越过弧形轨道APD的最高点，根据动能定理：
……（2分）
代入解得Ek0＝30J…………（2分）
（2）从B点出发到小球第一次回到B点的过程中，根据动能定理：
……（1分）解得：EkB= 12J
小球沿AB向上运动到最高点，距离B点为s，则有：EkB=μmgscosθ+mgssinθ，……（2
分）
解得s=18/13 （m）…（1分）
小球继续向下运动，当小球第二次到达D点时动能为EKD，
……（1分）
解得：J ……（2分）（3）小球第二次到D点后还剩12.6J的能量，沿DP弧上升后再返回DC段，到C点只剩下2.6J的能量。

因此小球无法继续上升到B点，滑到BQC某处后开始下滑，之后受摩擦力作用，小球最终停在CD上的某点。

（1分）
由动能定理：…………（2分）解得：s1＝3.78m
小球通过CD段的总路程为S总＝2L＋s＝9.78m…………（1分）
17. 质量为5×103 kg的汽车在t=0时刻速度v0=10m/s，随后以P=6×104 W的额定功率沿平直公路继续前进，经72s达到最大速度，设汽车受恒定阻力，其大小为2.5×103N．
求：（1）汽车的最大速度v m；
（2）汽车在72s内经过的路程s．
参考答案：
解答：解：（1）汽车以额定功率启动，牵引力减小，加速度减小，到最大速度时汽车做匀速运动．∴当达到最大速度时，P=Fv=fv m，
v m==m/s=24m/s，
（2）从开始到72s时刻依据动能定理得：
Pt﹣fs=mv m2﹣mv02，
解得：s==1552m．
答：（1）汽车的最大速度v m是24m/s，
（2）汽车在72s内经过的路程s是1552m．
18. 如图甲所示，一根质量可以忽略不计的轻弹簧，劲度系数为k，下面悬挂一个质量为m的砝码A。

手拿一块质量为M的木板B，用木板B托住A向上压缩弹簧到一定程度，如图乙所示。

此时如果突然撤去木板B，则A向下运动的加速度a（a>g）。

现用手控制使B以加速度a/3向下做匀加速直线运动。

（1）求砝码A做匀加速直线运动的时间。

（2）求出这段运动过
程的起始和终止时刻手对木板B的作用力大小的表达式。

参考答案：
（1）设最初弹簧被压缩的长度为x0，根据牛顿第二定律对A有kx0+mg=ma
解得x0=m（a-g）/k
设A和B以加速度a/3向下做匀加速运动过程的终止时刻弹簧的压缩量为x1，根据牛顿第二定律对A有 kx1+mg=ma/3
解得x1=m（a/3-g）/k
设A和B一起做匀加速运动的时间为t1，在这段时间内，A运动的位移为
s=x0-x1
根据s=，可解得
（2）起始时刻A受三个力，满足mg+kx0-N1=ma/3
B受三个力，满足Mg+N1-F1=Ma/3
解得：F1=M（g-a/3）+2ma/3
A与B脱离时B受二个力，满足Mg-F2=Ma/3
解得：F2= M（g-a/3）。