山西省運城市東鎮第七一中學2022年高三物理上學期期末試卷含解析一、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）如圖所示，一質量為m的小球套在光滑豎直桿上，輕質彈簧一端固定于O點，另一端與該小球相連．現將小球從A點由靜止釋放，沿豎直桿運動到B點，已知OA長度小于OB長度，彈簧處于OA、OB兩位置時彈力大小相等．彈簧的形變量相同時彈性勢能相同．則小球在此過程中（）A．加速度等于重力加速度g的位置有兩個B．彈簧彈力的功率為零的位置有兩個C．彈簧彈力對小球所做的正功等于小球克服彈簧彈力所做的功D．彈簧彈力做正功過程中小球運動的距離等于小球彈簧彈力做負功過程中小球運動的距離參考答案：考點：動能定理的應用；牛頓第二定律．專題：動能定理的應用專題．分析：彈力為0時或彈力方向與桿垂直時物體加速度為g，且彈力功率為0．因A，B彈力大小相等則彈性勢能相等．據此分析各選項．解答：解：A、在運動過程中A點為壓縮狀態，B點為伸長狀態，則由A到B有一狀態彈力為0且此時彈力與桿不垂直，加速度為g；當彈簧與桿垂直時小球加速度為g．則兩處加速度為g．故A正確B、A處速度為零，彈力功率為零；下滑過程彈簧彈力與桿子垂直，彈力功率為零；當原長時彈力為零，功率為零，故彈力功率為0共有3處，故B錯誤C、因A點與B點彈簧的彈性勢能相同，則彈簧彈力對小球所做的正功等于小球克服彈簧彈力所做的功．故C正確D、因做負功時彈力大，則彈簧彈力做正功過程中小球運動的距離大于小球克服彈簧彈力做功過程中小球運動的距離．故D錯誤故選：AC點評：考查彈簧彈力做功的內容，明確功與功率和力與速度方向夾角有關，會由能量的變化分析功的正負．2.如圖所示，光滑斜面的傾角為30°輕繩通過兩個滑輪與A相連，輕繩的另一端固定于天花板上，不計輕繩與滑輪的摩擦．物塊A的質量為m不計滑輪的質量，掛上物塊B后，當滑輪兩邊輕繩的夾角為90°時，A、B恰能保持靜止，則物塊B的質量為（）A． B．m C．m D．2m參考答案：A【考點】共點力平衡的條件及其應用；力的合成與分解的運用．【分析】先對A受力分析，運用共點力平衡條件求出細線的拉力；再對B受力分析，再次運用共點力平衡條件求出B的質量．【解答】解：先對A受力分析，再對B受力分析，如圖根據共點力平衡條件，有mgsin30°=T解得M=故選A．3.我國的“嫦娥二號”衛星在貼近月球表面的圓軌道上運行的周期為l18分鐘，又知道月球表

面的重力加速度是地球表面重力加速度的l／6，萬有引力常量為G，地球表面重力加速度為g，僅利用以上數據可以計算出

A．月球的第一宇宙速度

B．月球對“嫦娥二號”的引力

C．月球的質量和密度

D．“嫦娥二號”的質量參考答案：AC由萬有引力提供向心力可得，將a=g／6代入可求得月球的第一宇宙速度、質量和密度；此題中“嫦娥二號”的質量和月球對“嫦娥二號”的引力無法求出。選AC。4.如圖為氫原子能級示意圖的一部分，則氫原子()A．從n＝4能級躍遷到n＝3能級比從n＝3能級躍遷到n＝2能級輻射出電磁波的波長長B．從n＝5能級躍遷到n＝1能級比從n＝5能級躍遷到n＝4能級輻射出電磁波的速度大C．處于不同能級時，核外電子在各處出現的概率是一樣的D．從高能級向低能級躍遷時，氫原子核一定向外放出能量參考答案：A5.如圖右所示，直流電動機線圈的電阻為R，電源內阻為r，當該電動機正常工作時，電源路端電壓為U，通過電動機的電流為I，則

（

）

A．電動機內部發熱功率為I2R

B．電動機的機械功率為IU

C．電源電動勢為I（R+r）

D．電源的輸出功率為IU+I2R參考答案：A二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計16分6.如圖為頻率f=1Hz的波源產生的橫波，圖中虛線左側為A介質，右側為B介質。其中x=14m處的質點振動方向向上。則該波在A、B兩種介質中傳播的速度之比vA：vB=

。若圖示時刻為0時刻，則經0．75s處于x=6m的質點位移為

cm。

參考答案：

2∶3（2分）

5（7.從地面以初速度v0豎直向上拋出一質量為m的球，設球在運動過程中受到的空氣阻力與其速率成正比關系，它運動的速率隨時間變化的規律如圖所示，在t1時刻到達最高點，再落回地面，落地時速率為v1，且落地前球已做勻速運動。則球受到的空氣阻力與其速率之比k=___________，球上升的最大高度H=_________________。參考答案：，8.如圖所示電路中，電源電動勢E=12V，內阻r=2Ω，R1＝4Ω，R2＝6Ω，R3＝3Ω。若在C、D間連一個理想電流表，其讀數是

A；若在C、D間連一個理想電壓表，其讀數是

V。參考答案：

1

69.水平面中的平行導軌相距L，它們的右端與電容為C的電容器的兩塊極板分別相連如圖，直導線ab放在導軌上并與其垂直相交，磁感應強度為B的勻強磁場豎直向下穿過導軌面。若發現電容器上極板上帶負電荷，則ab向______沿導軌滑動(填向“左”或向“右”)；如電容器的帶電荷量為Q，則ab滑動的速度v=_________參考答案：左

Q／BLC由題意可知，電容器極板上帶負電荷，因此因棒的切割，從而產生由a到b的感應電流，根據右手定則可知，只有當棒向左滑動時，才會產生由a到b的感應電流；根據電容器的電容公式，而棒切割磁感線產生感應電動勢大小為：E=BLv，此時U=E，所以ab滑動的速度為：，10.某實驗小組在探究加速度與力、質量的關系的實驗中，得到以下左圖所示的實驗圖線a、b，其中描述加速度與質量關系的圖線是

；描述加速度與力的關系圖線是

。為了便于觀察加速度與質量關系通常采用

關系圖線．⑵．在研究勻變速直線運動的實驗中，獲得反映小車運動的一條打點紙帶如右上圖所示，從比較清晰的點開始起，每5個打點取一個計數點（交流電源頻率為50HZ），分別標出0與A、B、C、D、E、F點的距離，則小車①做

運動，判斷依據

；②小車的加速度為__________m/s2參考答案：11.（1）在該實驗中必須采用控制變量法，應保持小車質量不變，用鉤碼所受的重力作為___________，用DIS測小車的加速度。（2）改變所掛鉤碼的數量，多次重復測量。在某次實驗中根據測得的多組數據可畫出a-F關系圖線（如圖所示）。①分析此圖線的OA段可得出的實驗結論是______________。②此圖線的AB段明顯偏離直線，造成此誤差的主要原因是A．小車與軌道之間存在摩擦

B．導軌保持了水平狀態C．所掛鉤碼的總質量太大

D．所用小車的質量太大參考答案：（1）小車受到的合力；（2）小車的加速度跟所受的合力成正比；（3）C。12.（4分）把長L＝0.15m的導體棒置于磁感應強度B=1.0×10-2T的勻強磁場中，使導體棒和磁場方向垂直，如圖所示若導體棒中的電流I＝2.0A，方向向左，則導體棒受到的安培力大小F=__________N，安培力的方向為豎直向__________，(選填“上”或“下”)參考答案：答案：3.0×10下13.空氣壓縮機在一次壓縮過程中，活塞對氣缸中的氣體做功為2.0×105J，同時氣體的內能增加了1.5×l05J．試問：此壓縮過程中，氣體

(填“吸收”或“放出”)的熱量等于

J．參考答案：放出；

5×104；三、簡答題：本題共2小題，每小題11分，共計22分14.（選修3-3）（6分）如圖所示，用面積為S的活塞在汽缸內封閉著一定質量的空氣，活塞質量為m，在活塞上加一恒定壓力F，使活塞下降的最大高度為?h，已知此過程中氣體放出的熱量為Q，外界大氣壓強為p0，問此過程中被封閉氣體的內能變化了多少？

參考答案：解析：由熱力學第一定律△U=W+Q得

△U=（F+mg+P0S）△h－Q

（6分）15.如圖所示，在平面直角坐標系中有一個垂直紙面向里的圓形勻強磁場，其邊界過原點O和y軸上的點A（0，L）．一質量為m、電荷量為e的電子從A點以初速度v0平行于x軸正方向射入磁場，并從x軸上的B點射出磁場，射出B點時的速度方向與x軸正方向的夾角為60°．求：（1）勻強磁場的磁感應強度B的大小；（2）電子在磁場中運動的時間t．參考答案：答：（1）勻強磁場的磁感應強度B的大小為；（2）電子在磁場中運動的時間t為考點： 帶電粒子在勻強磁場中的運動；牛頓第二定律；向心力．專題： 帶電粒子在磁場中的運動專題．分析： （1）電子在磁場中做勻速圓周運動，洛倫茲力提供向心力，由牛頓第二定律可以求出磁感應強度．（2）根據電子轉過的圓心角與電子做圓周運動的周期可以求出電子的運動時間．解答： 解：（1）設電子在磁場中軌跡的半徑為r，運動軌跡如圖，可得電子在磁場中轉動的圓心角為60°，由幾何關系可得：r﹣L=rcos60°，解得，軌跡半徑：r=2L，對于電子在磁場中運動，有：ev0B=m，解得，磁感應強度B的大小：B=；（2）電子在磁場中轉動的周期：T==，電子轉動的圓心角為60°，則電子在磁場中運動的時間t=T=；答：（1）勻強磁場的磁感應強度B的大小為；（2）電子在磁場中運動的時間t為．點評： 本題考查了電子在磁場中的運動，分析清楚電子運動過程，應用牛頓第二定律與周期公式即可正確解題．四、計算題：本題共3小題，共計47分16.如圖，一粗細均勻的U形管豎直放置，A側上端封閉，B側上端與大氣相通，下端開口處開關K關閉，A側空氣柱的長度為l=10.0cm，B側水銀面比A側的高h=3.0cm．現將開關K打開，從U形管中放出部分水銀，當兩側水銀面的高度差為h1=10.0cm時將開關K關閉．已知大氣壓強p0=75.0cmHg．（i）求放出部分水銀后A側空氣柱的長度；（ii）此后再向B側注入水銀，使A、B兩側的水銀面達到同一高度，求注入的水銀在管內的長度．參考答案：解：（i）以cmHg為壓強單位．設A側空氣柱長度l=10.0cm時壓強為p，當兩側的水銀面的高度差為h1=10.0cm時，空氣柱的長度為l1，壓強為p1，由玻意耳定律，有：pl=p1l1①由力學平衡條件，有：p=p0+h

②打開開關放出水銀的過程中，B側水銀面處的壓強始終為p0，而A側水銀面處的壓強隨空氣柱長度的增加逐漸減小，B、A兩側水銀面的高度差也隨著減小，直至B側水銀面低于A側水銀面h1為止，由力學平衡條件，有：p1=p0﹣h1③聯立①②③，并代入題目數據，有：l1=12cm

④（ii）當A、B兩側的水銀面達到同一高度時，設A側空氣柱的長度為l2，壓強為P2，由玻意耳定律，有：pl=p2l2⑤由力學平衡條件有：p2=p0⑥聯立②⑤⑥式，并代入題目數據，有：l2=10.4cm

⑦設注入水銀在管內的長度為△h，依題意，有：△h=2（l1﹣l2）+h1⑧聯立④⑦⑧式，并代入題目數據，有：△h=13.2cm答：（i）放出部分水銀后A側空氣柱的長度為12cm；（ii）注入的水銀在管內的長度為13.2cm．【考點】理想氣體的狀態方程．【分析】（i）在同一段水銀柱中，同一高度壓強相等；先計算出A側氣體的初狀態氣壓和末狀態氣壓，然后根據玻意耳定律列式求解；（ii）兩側水銀面等高后，根據玻意耳定律求解氣體的體積；比較兩個狀態，結合幾何關系得到第二次注入的水銀柱的長度．17.如圖所示，一質量為M=3kg的平板車靜止在光滑的水平地面上，其右側足夠遠處有一障礙物A，質量為m=2kg的b球用長L=2m的細線懸掛于障礙物正上方，一質量也為m的滑塊(視為質點)，以υ0=7m／s的初速度從左端滑上平板車，同時對平板車施加一水平向右的、大小為6N的恒力F,當滑塊運動到平板車的最右端時，二者恰好相對靜止，此時撤去恒力F。當平板車碰到障礙物A后立即停止運動，滑塊則水平飛離平板車后立即與b球正碰，并與b粘在一起。已知滑塊與平板車間的動摩擦因數=0.3,g取1Om/s2，求：(1)撤去恒力F前，滑塊、平板車的加速度各為多大，方向如何?(2)平板車的長度是多少？(3)懸掛b球的細線能承受的最大拉力為50N，通過計算說明a、b兩球碰后，細線是否會斷裂?參考答案：(1)根據牛頓第二定律，對滑塊：al==g=

(2分)

方向水平向左(1分)

對平板車：a2=

(2分)

方向水平向右(1分)

(2)滑塊滑至平板車的最右端過程中，對滑塊：v1=v0－alt

（2分）對平板車車：vl=a2t

（2分)

解得：車長L＝s1－s2＝3.5m

（2分)(3)由（2）中解得：v1＝4m/s

（1分）滑塊與小球碰撞，動量守恒：mvl=2mv2

v2=2m／s

(2分)

碰后滑塊和小球在最低點：T-2mg=2m

(2分)

解得：T=48N<50N

∴細線不會斷裂

18.（16分）如圖甲所示，CDE是固定在絕緣水平面上的光滑金屬導軌，CD=DE=L，∠CDE=60°，CD和DE單位長度的電阻均為r0，導軌處于磁感應強度大小為B、方向豎直向下的勻強磁場中。MN是絕緣水平面上