四川省德陽市金魚鎮中學2022年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.如圖所示，xOy坐標平面在豎直面內，x軸沿水平方向，y軸正方向豎直向上，在圖示空間內有垂直于xOy平面的水平勻強磁場．一帶電小球從O點由靜止釋放，運動軌跡如圖中曲線．關于帶電小球的運動，下列說法中正確的是A．OAB軌跡為半圓B．小球運動至最低點A時速度最大，且沿水平方向C．小球在整個運動過程中機械能守恒D．小球在A點時受到的洛倫茲力與重力大小相等

參考答案：BCD2.如圖，在一水平、固定的閉合導體圓環上方。有一條形磁鐵(N極朝上，S極朝下)由靜止開始下落，磁鐵從圓環中穿過且不與圓環接觸，關于圓環中感應電流的方向（從上向下看），下列說法正確的是A．總是順時針B．總是逆時針C．先順時針后逆時針D．先逆時針后順時針參考答案：C3.美國宇航局在2011年12月5日宣布，他們在太陽系外發現了一顆類似地球的、可適合人類居住的行星一“開普勒-22b”，該行星環繞一顆類似于太陽的恒星運動的周期為290天，它距離地球約600光年，體積是地球的2.4倍。已知萬有引力常量和地球表面的重力加速度，假定該行星環繞這顆類似于太陽的恒星運動的軌跡為圓軌道，根據以上信息，下列推理中正確的是A.

若已知該行星的軌道半徑，可求出該行昂.所受的萬有引力B.

若已知該行覓的軌道半徑，可求出類于太陽的恒雖的密度C.

若該行覓的密度與地球的密度相等，可求山該行覓表面的重力加速度D.

根據地球的公轉周期與軌道半徑，可求出該行星的軌道半徑參考答案：C4.如圖所示，條形磁鐵用細線懸掛在O點。O點正下方固定一水平放置的閉合鋁線圈。讓磁鐵在豎直面內擺動，不計空氣阻力，則（

）A．磁鐵始終做等幅擺動B．磁鐵始終受到線圈的斥力作用C．線圈對磁鐵的作用力始終是阻力D．線圈對磁鐵的作用力有時是阻力有時是動力參考答案：C5.甲、乙兩個同學打乒乓球，某次動作中，甲同學持拍的拍面與水平方向成45°角，乙同學持拍的拍面與水平方向成30°角，如圖所示。設乒乓球擊打拍面時速度方向與拍面垂直，且乒乓球每次擊打球拍前、后的速度大小相等，不計空氣阻力，則乒乓球擊打甲的球拍的速度υ1與乒乓球擊打乙的球拍的速度υ2之比為（）A. B. C. D.參考答案：C【詳解】由題可知，乒乓球在甲與乙之間做斜上拋運動，根據斜上拋運動的特點可知，乒乓球在水平方向的分速度大小保持不變，豎直方向的分速度是不斷變化的，由于乒乓球擊打拍面時速度與拍面垂直，在甲處：；在乙處：；所以：＝．故C正確，ABD錯誤二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計16分6.1某同學為了探究桿轉動時的動能表達式，設計了如圖所示的實驗：質量為m的均勻長直桿一端固定在光滑轉軸O處，桿由水平位置靜止釋放，用光電門測出另一端A經過某位置時的瞬時速度vA，并記下該位置與轉軸O的高度差h。⑴設桿的寬度為L（L很小），A端通過光電門的時間為t，則A端通過光電門的瞬時速度vA的表達式為

▲

。組

次123456h/m0.050.100.150.200.250.30vA/（m·s-1）1.231.732.122.462.743.00vA-1/（s·m-1）0.810.580.470.410.360.33vA2/（m2·s-2）1.503.004.506.057.519.00

⑵調節h的大小并記錄對應的速度vA，數據如上表。為了形象直觀地反映vA和h的關系，請選擇適當的縱坐標并畫出圖象。⑶當地重力加速度g取10m/s2，結合圖象分析，桿轉動時的動能Ek=

▲

（請用質量m、速度vA表示）。參考答案：⑴（3分）⑵如圖（縱坐標1分，圖象2分）⑶（2分）7.如圖為“用DIS（位移傳感器、數據采集器、計算機）研究加速度和力的關系”的實驗裝置。（1）在該實驗中必須采用控制變量法，應保持小車的總質量不變，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（單選題）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）小車所受外力，（2）①加速度與外力成正比，②C，8.一衛星繞地球做勻速圓周運動的線速度大小為v，若地球質量為M，引力常量為G，則該衛星的圓周運動的半徑R為

；它在1/6周期內的平均速度的大小為

。參考答案：；9.（4分）已知在t1時刻簡諧橫波的波形如圖中實線所示；在時刻t2該波的波形如圖中虛線所示。t2－t1=0.02s。若波的周期T滿足0.01s＜T＜0.02s，且從t1時刻起，圖中Q質點比R質點先回到平衡位置，則波速是___________m/s。參考答案：

答案：400m/s10.如圖所示是自行車傳動裝置的示意圖．假設踏腳板每2s轉一圈，要知道在這種情形下自行車前進的速度有多大，還需測量哪些量？________________________________

__________________________________________________________________________

請在圖中用字母標注出來，并用這些量推導出自行車前進速度的表達式：___________．參考答案：．如圖所示，測量R、r、R′．自行車的速度為：11.如圖12所示，質量為ｍ的物體放在傾角為θ的斜面上，在水平恒定的推力F的作用下，物體沿斜面勻速向上運動，則物體與斜面之間的動摩擦因數為。參考答案：12.兩個傾角相同的滑桿上分別套A、B兩圓環，兩環上分別用細線懸吊著兩物體C、D，如圖所示，當它們都沿滑桿一起向下滑動時，A的懸線與桿垂直，B的懸線豎直向下，則（

）A.A環與桿無摩擦力B.B環與桿無摩擦力C.A環做的是勻速運動D.B環做的是勻速運動參考答案：AD【詳解】AC.假設A環與桿間的摩擦力為f，對A環受力分析，受重力、拉力、支持力、沿桿向上的摩擦力f，如圖，根據牛頓第二定律，有mAgsinθ-f=mAa對C，據牛頓第二定律有mCgsinθ=mCa聯立解得：f=0a=gsinθ故A正確，C錯誤；BD.對D球受力分析，受重力和拉力，由于做直線運動，合力與速度在一條直線上或者合力為零，故合力只能為零，物體做勻速運動；再對B求受力分析，如圖，受重力、拉力、支持力，由于做勻速運動，合力為零，故必有沿桿向上的摩擦力。故B錯誤，D正確。13.光傳感器可用來測量光屏上的光強分布．如圖（a）所示為某同學利用單縫做的一個光學實驗，圖（b）為該同學使用光傳感器對該實驗所采集到的光屏上光強分布圖象．則該同學所做的實驗是光的衍射（選填“干涉”或“衍射”）實驗；根據圖（b）可以看出，光屏上中央亮條紋的光強分布特點是中間強兩邊弱．參考答案：解：圖b可知，條紋中間亮、兩邊窄，知是衍射條紋；根據光的衍射原理，則光屏上中央亮條紋的光強分布特點是中間強兩邊弱．故答案為：衍射，中間強兩邊弱．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.如圖所示,甲為某一列簡諧波t=t0時刻的圖象,乙是這列波上P點從這一時刻起的振動圖象,試討論:①波的傳播方向和傳播速度.②求0~2.3s內P質點通過的路程.參考答案：①x軸正方向傳播，5.0m/s②2.3m解：(1)根據振動圖象可知判斷P點在t=t0時刻在平衡位置且向負的最大位移運動，則波沿x軸正方向傳播，由甲圖可知，波長λ=2m，由乙圖可知，周期T=0.4s，則波速(2)由于T=0.4s，則,則路程【點睛】本題中根據質點的振動方向判斷波的傳播方向，可采用波形的平移法和質點的振動法等等方法，知道波速、波長、周期的關系.四、計算題：本題共3小題，共計47分16.如圖所示，兩根足夠長的平行金屬導軌MN、PQ與水平面的夾角為α=30°，導軌光滑且電阻不計，導軌處在垂直導軌平面向上的有界勻強磁場中.兩根電阻都為R=2Ω、質量都為m=0.2kg的完全相同的細金屬棒ab和cd垂直導軌并排靠緊的放置在導軌上，與磁場上邊界距離為x=1.6m，有界勻強磁場寬度為3x=4.8m．先將金屬棒ab由靜止釋放，金屬棒ab剛進入磁場就恰好做勻速運動，此時立即由靜止釋放金屬棒cd，金屬棒cd在出磁場前已做勻速運動.兩金屬棒在下滑過程中與導軌接觸始終良好(取重力加速度g=10m/s2).求：（1）金屬棒ab剛進入磁場時棒中電流I；（2）金屬棒cd在磁場中運動的過程中通過回路某一截面的電量q；（3）兩根金屬棒全部通過磁場的過程中回路產生的焦耳熱Q．參考答案：解：（1）方法一：，

方法二：，

，

（2）方法一：通過金屬棒ab進入磁場時以速度v先做勻速運動，設經過時間t1，當金屬棒cd也進入磁場，速度也為v，金屬棒cd：x=v/2·t1，此時金屬棒ab在磁場中的運動距離為：X=vt1=2x

兩棒都在磁場中時速度相同，無電流，金屬棒cd在磁場中而金屬棒ab已在磁場外時，cd棒中才有電流，運動距離為2x(得到cd棒單獨在磁場中運動距離為2x，)

（在第一問中用方法二解，此問再求BL的，仍然的5分，沒有求出BL，寫出得2分，只求BL的得1分）方法二：兩金屬棒單獨在在磁場中時掃過的距離都為2x，因而通過的電量大小相等。（3）方法一：金屬棒ab在磁場中（金屬棒cd在磁場外）回路產生的焦耳熱為：（或：）

金屬棒ab、金屬棒cd都在磁場中運動時，回路不產生焦耳熱金屬棒cd在磁場中（金屬棒ab在磁場外），金屬棒cd的初速度為，末速度為，由動能定理：

方法二：兩根金屬棒全部通過磁場的過程中回路產生的焦耳熱Q等于兩棒損失的機械能17.如圖所示，在水平桌面的邊角處有一輕質光滑的定滑輪K，一條不可伸長的輕繩繞過定滑輪K分別與物體A、B相連，A、B的質量分別為=3kg、=2kg.現用一水平恒力F拉物體A，使物體B上升(A、B均從靜止開始運動)。已知當B上升距離為h=0.2m時，B的速度為v=lm/s。已知A與桌面的動摩擦因數=0.25，重力加速度為g=10m/s2,求：(l)力F的大小和A、B系統的加速度大小；(2)當B的速度為v=lm/s時，輕繩突然斷了，那么在B上升的過程中，A向左運動多遠。參考答案：18.如圖所示，在無限長的豎直邊界AC和DE間，上、下部分分別充滿方向垂直于ADEC平面向外的勻強磁場，上部分區域的磁感應強度大小為B0，OF為上、下磁場的水平分界線。質量為m、帶電荷量為+q的粒子從AC邊界上與O點相距為a的P點垂直于AC邊界射入上方區域，經OF上的Q點第一次進入下方區域，Q與O點的距離為3a。不考慮粒子重力(1)求粒子射入時的速度大小；(2)要使粒子不從AC邊界飛出，求下方區域的磁感應強度應滿足的條件；(3)若下方區域的磁感應強度B=3B0，粒子最終垂直DE邊界飛出，求邊界DE與AC間距離的可能值。參考答案：【知識點】帶電粒子在勻強磁場中的運動；牛頓第二定律；向心力．I3C2D4【答案解析】（1）粒子射入時的速度大小為；（2）B1＞時，粒子不會從AC邊界飛出；（3）若下方區域的磁感應強度B=3B0，粒子最終垂直DE邊界飛出，邊界DE與AC間的距離為4na（n=1，2，3…）；解析：（1）設粒子在OF上方做圓周運動半徑為R，由幾何關系可知；R=5a

,由牛頓第二定律可知：qvB0=m

,解得：v=；（2）當粒子恰好不從AC邊界飛出時，設粒子在OF下方做圓周運動的半徑為r1，由幾何關系得：r1+r1cosθ=3