江西省九江市共青中學2022年度高三物理期末試題含解析一、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.（單選）宇航員抵達一半徑為R的星球后,做了如下的實驗:取一根細繩穿過光滑的細直管,細繩的一端拴一質量為m的砝碼,另一端連接在一固定的拉力傳感器上,手捏細直管掄動砝碼,使它在豎直平面內做圓周運動,若該星球表面沒有空氣,不計阻力,停止掄動細直管,砝碼可繼續在同一豎直平面內做完整的圓周運動,如圖所示,此時拉力傳感器顯示砝碼運動到最低點與最高點兩位置時讀數差的絕對值為ΔF.已知萬有引力常量為G,根據題中提供的條件和測量結果,可知()A.該星球表面的重力加速度為B.該星球表面的重力加速度為C.該星球的質量為D.該星球的質量為參考答案：C2.設有一分子位于如圖所示的坐標系原點O處不動，另一分子可位于x軸上不同位置處，圖中縱坐標表示這兩個分子間作用力的大小，ab和cd兩條曲線分別表示斥力和引力的大小隨兩分子間距離變化的關系，e為兩曲線的交點，則

A．ab表示斥力，cd表示引力，e點的橫坐標可能為10－10mB．ab表示斥力，cd表示引力，e點的橫坐標可能為10－15mC．ab表示引力，cd表示斥力，e點的橫坐標可能為10－10mD．ab表示引力，cd表示斥力，e點的橫坐標可能為10－15m參考答案：C3.（多選）關于熱學知識的下列敘述中正確的是（）A．溫度降低，物體內所有分子運動的速度不一定都變小B．布朗運動就是液體分子的熱運動C．將大顆粒的鹽磨成細鹽，就變成了非晶體D．第二類永動機雖然不違反能量守恒定律，但它是制造不出來的E．在絕熱條件下壓縮氣體，氣體的內能一定增加參考答案：解：A、溫度是分子平均動能變化的標志．溫度降低，分子平均動能減小，但是個別分子速度不一定都變小，故A正確B、布朗運動的懸浮在液體中固體微粒的運動，不是液體分子的熱運動，固體微粒運動的無規則性，反應了液體分子運動的無規則性，故B錯誤；C、大顆粒的鹽磨成細鹽，不改變鹽的晶體結構．故C錯誤．D、第二類永動機不違反能量守恒定律，但違反了物理過程的方向性，所以制造不出來．故D正確．E、改變物體內能的兩種方式是熱傳遞和做功．在絕熱條件下壓縮氣體，對氣體做正功，氣體與外界沒有熱交換，氣體的內能一定增加，故E正確．故選：ADE4.汽車在平直公路上做剎車試驗，若從t＝0時起汽車在運動過程中的位移與速度的平方之間的關系如圖所示，下列說法正確的是A.t＝0時汽車的速度為10m/sB.剎車過程持續的時間為5sC.剎車過程經過3s時汽車的位移為7.5mD.剎車過程汽車的加速度大小為10m/s2參考答案：試題分析：根據0-v2=2ax得，，可知，解得剎車過程中加速度大小a=5m/s2，由圖線可知，汽車的初速度為10m/s，則剎車過程持續的時間，故B錯誤，AD正確．剎車過程中3s內的位移等于2s內的位移，則，故C錯誤．故選AD．考點：勻變速直線運動的規律【名師點睛】本題考查了運動學公式和圖象的綜合，關鍵理清圖象斜率表示的物理意義，注意汽車速度減為零后不再運動。5.有a、b、c、d四顆地球衛星，a還未發射，在地球赤道上隨地球表面一起轉動，b處于地面附近近地軌道上正常運動，c是地球同步衛星，d是高空探測衛星，設地球自轉周期為24h，所有衛星均視為勻速圓周運動，各衛星排列位置如圖所示，則有（）A．a的向心加速度等于重力加速度gB．b在相同時間內轉過的弧長最長C．c在4h內轉過的圓心角是D．d的運動周期有可能是23h參考答案：B【考點】人造衛星的加速度、周期和軌道的關系．【分析】同步衛星的周期必須與地球自轉周期相同，角速度相同，根據a=ω2r比較a與c的向心加速度大小，再比較c的向心加速度與g的大小．根據萬有引力提供向心力，列出等式得出角速度與半徑的關系，分析弧長關系．根據開普勒第三定律判斷d與c的周期關系．【解答】解：A、同步衛星的周期必須與地球自轉周期相同，角速度相同，則知a與c的角速度相同，根據a=ω2r知，c的向心加速度大．由=mg，得g=，衛星的軌道半徑越大，向心加速度越小，則同步衛星的向心加速度小于b的向心加速度，而b的向心加速度約為g，故知a的向心加速度小于重力加速度g．故A錯誤；B、由，得v=，衛星的半徑越大，線速度越小，所以b的線速度最大，在相同時間內轉過的弧長最長，故B正確；C、c是地球同步衛星，周期是24h，則c在4h內轉過的圓心角是π．故C錯誤；D、由開普勒第三定律=k知，衛星的半徑越大，周期越大，所以d的運動周期大于c的周期24h．故D錯誤；故選：B．二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計16分6.（4分）我國陸地面9.6×1012m2，若地面大氣壓

，地面附近重力加速度g=10m/s2，空氣平均摩爾質量為，阿伏伽德羅常數

，我國陸地上空空氣的總質量M=

；我國陸地上空空氣的分子總數N=

。(結果保留兩位有效數字)參考答案：9.6×1016Kg，1.9×1042個

解析：①大氣壓可看作是由空氣重量產生的，

代入數據解出

②分子總數7.（6分）供電電路電源輸出電壓為U1，線路損失電壓為U2，用電器得到的電壓為U3，總電流為I，線路導線的總電阻為R，則線路損失的電功率可表示為①___________________；②_________________________；③__________________________。參考答案：①I2R；②IU2；③I(U1-U3)

(各2分)

8.質量為0.45kg的木塊靜止在光滑水平面上，一質量為0.05kg的子彈以200m/s的水平速度擊中木塊，并留在其中，整個木塊沿子彈原方向運動，則木塊最終速度的大小是__________m/s。若子彈在木塊中運動時受到的平均阻力為4.5×103N，則子彈射入木塊的深度為_______m。參考答案：

(1).20

(2).0.2試題分析：根據系統動量守恒求解兩木塊最終速度的大小；根據能量守恒定律求出子彈射入木塊的深度；根據動量守恒定律可得，解得；系統減小的動能轉化為克服阻力產生的內能，故有，解得；【點睛】本題綜合考查了動量守恒定律、能量守恒定律，綜合性較強，對學生能力要求較高．9.在科學探究活動中，對實驗數據進行分析歸納得出結論是非常重要的環節，下面的表格中的數據是某同學在物體作直線運動過程中測得的位移s和時間t的數據記錄。物體運動的起止點所測的物理量12345A→B時間t(s)0.891.241.521.761.97位移s(m)0.250.500.751.001.25⑴請你在下列甲圖的網格中作s-t圖象；⑵該同學猜想圖線接近于二次函數的圖象，為了驗證這個猜想，請你通過轉換變量在乙圖的網格中作相應的圖象；⑶通過上述處理，你認為物體從A→B的過程中，s隨t變化的規律是：

(用s、t表示，涉及數字，計算結果保留2位有效數字)。參考答案：⑴圖略，見解析；⑵圖略，見解析；⑶s＝0.33t2試題分析：⑴根據描點作圖法，作出s-t圖象如下圖甲所示。⑵由于該同學猜想圖線接近于二次函數的圖象，為了驗證這個猜想，通過轉換變量來進行，即作s-t2圖象，為此求得表格如下：A→B時間t(s)0.891.241.521.761.97新變量t2(s2)0.791.542.313.103.88位移s(m)0.250.500.751.001.25根據描點作圖法，作出s-t2圖象如上圖乙所示。⑶從所作s-t2圖象中看出t2、s呈線性變化關系，即從A到B的過程中s隨t變化的規律是：物體作初速度為零的勻加速直線運動，由圖中斜率求得，即a＝＝0.65m/s2，故s＝0.325t2題中所提供的數據均為保留2小數點后位數，因此有：s＝0.33t210.將一彈性繩一端固定在天花板上O點，另一端系在一個物體上，現將物體從O點處由靜止釋放，測出物體在不同時刻的速度v和到O點的距離s，得到的v－s圖像如圖所示。已知物體及位移傳感器的總質量為5kg，彈性繩的自然長度為12m，則物體下落過程中彈性繩的平均拉力大小為_________N，當彈性繩上的拉力為100N時物體的速度大小為________m/s。（不計空氣阻力，重力加速度g取10m/s2）參考答案：75，15.5（15.48～16）11.23．在均勻介質中，各質點的平衡位置均在同一直線上，圖中正方形方格的邊長均為1.5cm。波源在坐標原點，t＝0時波源開始向y軸負方向振動，經過0.24s時間第二次形成如圖所示波形，則此波的周期T為______________s，波速為______________m/s。參考答案：0.08

；

1.512.已知地球質量為M，萬有引力恒量為G，地球半徑為R，人造衛星在高空繞地球運行的軌道半徑為r，則其繞地球運行的環繞速度V=

，在地球表面附近運行的人造衛星的第一宇宙速度V1=

。參考答案：，13.參考答案：三、簡答題：本題共2小題，每小題11分，共計22分14.(3-5模塊)(5分)有兩個質量為m的均處于基態的氫原子A、B，A靜止，B以速度v0與之發生碰撞．己知：碰撞前后二者的速度均在一條直線上，碰撞過程中部分動能有可能被某一氫原子吸收。從而該原子由基態躍遷到激發態，然后，此原子向低能級態躍遷，并發出光子．如欲碰后發出一個光子，則速度v0至少需要多大？己知氫原子的基態能量為E1(E1<0)。參考答案：解析：，--------------(1分)

，--------------(1分)

，--------------(1分)

--------------(2分)15.（選修3-5）（6分）a、b兩個小球在一直線上發生碰撞，它們在碰撞前后的s～t圖象如圖所示，若a球的質量ma=1kg，則b球的質量mb等于多少?參考答案：解析：由圖知=4m/s、=—1m/s、=2m/s

（2分）

根據動量守恒定律有：ma=ma

+

mb

（2分）

∴mb=2.5kg （2分）四、計算題：本題共3小題，共計47分16.如圖所示，在一氣缸內由活塞封閉一部分氣體，氣缸置于水平面上時，氣體體積V1＝20L，活塞質量為m=10kg，橫截面積為S＝10cm2，大氣壓p0＝1.0×105Pa。如果將氣缸置于傾角α=30°的斜面上，在外力作用下沿斜面加速上滑，穩定后氣體體積變為V2＝16L，整個過程中系統溫度不變，不計一切摩擦，取g=10m/s2，求氣缸運動的加速度為多大？參考答案：氣缸置于水平面上時，氣體體積V1＝20L，氣體壓強P1＝P0+，（2分）置于斜面上加速運動時V2＝16L，設壓強為P2，根據玻意耳定律有：P1V1＝P2V2

（2分）；根據牛頓第二定律有：（P2－P0）S－mgsinα=ma

（3分）聯立以上方程解得：a=10m/s2

17.（15分）一輛執勤的警車停在直公路邊，當警員發現從他旁邊以v=10m/s的速度勻速行駛的貨車有違章行為時，決定前去追趕，經t0=2s警車發動起來，以加速度a=2m/s2做勻加速運動，問：（1）在警車追上貨車之前，兩車間的最大距離是多少？（2）若警車能達到的最大速度是vmax=12m/s，達到最大速度后勻速運動，則警車發動起來后至少要多長時間才能追上違章的貨車？參考答案：解：（1）兩車間距離最大時：v警=v=at1sm=v（t1+t0）﹣v解得sm=45m．

（2）設警車勻加速運動時間為t2，警車發動起來經t追上貨車，vmax=at2vmax+vm（t﹣t2）=v（t+t0）

解得t=28s．

答：（1）在警車追上貨車之前，兩車間的最大距離是45m；（2）警車發動起來后至少要經過28s才能追上違章的貨車．【考點】勻變速直線運動的公式；勻速直線運動及其公式、圖像．【專題】計算題；追及、相遇問題．【分析】（1）首先要判斷出達到共同速度時相距最遠，然后再處理用追擊問題的方法求最遠位移．（2）在警車追上違章車之前分兩個運動過程，即勻加速過程和勻速過程．兩過程時間分別求解相加即可．18.（14分）我國航天局宣布，我國已啟動“登月工程”，2007年之前將發射繞月飛行的飛船，2010年左右實現登月飛行。下面是與登月行動有關的一個問題。人類為了探測距地球約30萬公里的月球，發射了一輛四輪的登月探測小車，它能夠在自動導航系統的控制下行走，且每隔10秒向地球發射一次信號，探測器上還裝有兩個相同的減速器（其中一個是備用的），這種減速器最多能使小車產生5米/秒2的加速度