山東省煙臺市2022屆高三上學期物理期末考試試卷姓名：__________班級：__________考號：__________題號一二三四總分評分一、單選題1．如圖所示，用一個質量不計的網兜把足球掛在光滑豎直墻壁上的A點，足球與墻壁的接觸點為B。若只增大懸繩的長度，足球始終保持靜止狀態，關于懸繩對球的拉力F和墻壁對球的支持力FNA．F和FN都增大 B．F增大，FC．F減小，FN增大 D．F和F2．在同一平直公路上行駛的甲、乙兩輛汽車，其x?t圖像分別如圖中直線a和曲線b所示，直線a和曲線b相切于點(tA．甲車做勻速運動，乙車做加速運動B．在運動過程中，乙車始終沒有超過甲車C．在t1D．在0～t3．某同學將鐵架臺放在豎直電梯的底板上，將力傳感器上端固定在鐵架臺的鐵夾上，力傳感器下端懸掛一個質量為m的鉤碼。當電梯從1樓由靜止開始運行到5樓停止的過程中，數據采集系統采集到傳感器受到的拉力F隨時間t的變化如圖所示，忽略由于輕微抖動引起的示數變化。下列說法正確的是（）A．abc過程與def過程中電梯運動的方向相反B．ab過程鉤碼處于超重狀態，bc過程鉤碼處于失重狀態C．abc過程中鉤碼的機械能先增加后減少D．曲線abc與線段ac包圍的面積等于曲線def與線段df包圍的面積4．一輛汽車在平直公路上由靜止開始啟動，汽車先保持牽引力F0不變，當速度為v1時達到額定功率Pe，此后以額定功率繼續行駛，最后以速度vA． B．C． D．5．如圖所示，固定斜面傾角為θ，在斜面上方的О點將一個可視為質點的小球以不同大小的初速度水平向右朝斜面拋出，當初速度的大小為v0A．v0gtanθ B．2v06．如圖，一容器的內壁是半徑為r的半球面，容器固定在水平地面上。在半球面水平直徑的一端有一質量為m（可視為質點）的小滑塊P，它在容器內壁由靜止開始下滑到最低點，在最低點時的向心加速度大小為a，已知重力加速度大小為g。則Р由靜止下滑到最低點的過程中克服摩擦力做的功為（）A．mr(g?12a) B．mr(2g?a) C．17．某同學設計了一種利用放射性元素β衰變的電池，該電池采用金屬空心球殼結構，如圖所示，在金屬球殼內部的球心位置放有一小塊與球殼絕緣的放射性物質，放射性物質與球殼之間是真空，球心處的放射性物質的原子核發生β衰變，向四周均勻發射電子，電子的電荷量為e。已知單位時間內從放射性物質射出的電子數為N，在金屬殼外表面有一塊極小的圓形面積S，其直徑對球心的張角為α弧度，則通過S的電流大小約為（）A．Neα216 B．Neα288．如圖甲所示，質量M=1kg的木板靜止在粗糙的水平地面上，木板與地面間的動摩擦因數μ1=0.1，在木板的左端放置一個質量m=1kg的物塊，物塊可視為質點，物塊與木板間的動摩擦因數A． B．C． D．二、多選題9．如圖所示，質量為3m的小球B靜止在光滑水平面上，質量為m、速度為v的小球A與小球B發生正碰，碰撞可能是彈性的，也可能是非彈性的，因此碰撞后小球B的速度可能有不同的值。碰撞后小球B的速度大小可能是（）A．0.2v B．0.4v C．10．如圖甲所示，一條電場線與Ox軸重合，取О點電勢為零，Ox方向上各點的電勢φ隨x變化的情況如圖乙所示。若在О點由靜止釋放一電子，電子僅受電場力的作用，則下列判斷正確的是（）A．電子將沿Ox軸負方向運動B．電子的電勢能將增加C．電子運動的加速度先減小后增大D．該電場線可能是等量異種點電荷間的電場線11．2021年2月10日，“天問一號”探測器成功被火星捕獲，進入環火軌道，探測器被火星捕獲后經過多次變軌才能在火星表面著陸。已知火星直徑為地球直徑的Р倍，火星質量為地球質量的k倍，地球半徑為R，地球表面的重力加速度為g。若探測器在半徑為r的軌道1上繞火星做勻速圓周運動的動能為Ek，變軌到火星附近的軌道2上做勻速圓周運動后，動能增加了ΔEA．軌道2的半徑為ΔEB．軌道2的半徑為EC．“天問一號”在軌道2時的速率約為PRgD．“天問一號”在軌道2時的速率為kRg12．如圖所示，一“∠”形金屬導軌MPQ固定在水平面上，∠PMQ=45°，金屬導軌左端接一阻值為R=2Ω的電阻，軌道電阻不計，空間存在垂直于導軌平面的勻強磁場，磁感應強度B=0.5T。在金屬導軌右側E位置處垂直于MQ邊放置一足夠長的、質量為m=1kg電阻不計的光滑金屬棒，此時金屬棒與M點間的距離為2m，之后在外力作用下，金屬棒以A．此過程用時1.5sB．金屬棒做勻減速直線運動C．此過程中外力做功1.5JD．此過程中通過電阻R的電荷量為1.5C三、實驗題13．某實驗小組利用如圖甲所示裝置驗證小鐵球在豎直平面內擺動過程中機械能守恒。將力傳感器固定，不可伸長的輕繩一端系住小球，另一端連接力傳感器，若某次實驗記錄輕繩拉力大小隨時間的變化如圖乙所示，其中F0（1）現用游標卡尺測得小球的直徑如圖丙所示，則小球的直徑為cm；（2）觀察圖乙中拉力峰值隨時間的變化規律，分析形成這一結果的主要原因是；（3）若測得小球質量為m，直徑為d，輕繩長為l，小球釋放的位置到最低點的高度差為h，重力加速度為g，小球由靜止釋放到第一次運動到最低點的過程中，驗證該過程小球機械能守恒的表達式為（用題中給定的字母表示）。14．電導是描述導體導電性能的物理量。電導在數值上等于電阻的倒數，其單位是西門子，單位符號S。某實驗小組要測量一段金屬絲Rx電壓表V（量程10V，內阻約10kΩ）；電流表A（量程200mA，內阻約為1kΩ）；定值電阻R0（阻值為40Ω滑動變阻器R1（最大阻值10Ω滑動變阻器R2（最大阻值1000Ω電源E（電動勢12V，額定電流2A，內阻不計）；開關一個，導線若干。實驗小組設計了如圖甲所示的測量電路。（1）為了更準確地測量Rx的電導，滑動變阻器應選用（選填“R1”或“（2）請用筆畫線代替導線，在答題卡上將實物圖連接成完整電路；（3）實驗時，調節滑動變阻器，并記錄滑片處于不同位置時電壓表的示數U和電流表的示數I，作出的U?I圖像如圖乙所示，由此可求得金屬絲Rx的電導為S（保留2位有效數字），從設計原理來看，其測量值四、解答題15．兩列簡諧橫波分別沿x軸正方向和負方向傳播，兩波源分別位于x=0和x=14m處，波源的振幅均為3cm，傳播速度相同。如圖所示為t=0時刻兩列波的圖像，此刻平衡位置在x=4m和x=10m的P、Q兩質點剛開始振動，且t1=3s時刻，質點Р第一次到達波谷處。質點M的平衡位置處于（1）簡諧波的傳播速度v及兩列波的相遇時刻：（2）從t=0到t216．衛星攜帶一探測器在半徑為4R的圓軌道I上繞地球做勻速圓周運動。在A點，衛星上的輔助動力裝置短暫工作，將探測器沿運動方向射出（設輔助動力裝置噴出的氣體質量可忽略）。若探測器恰能完全脫離地球的引力范圍，即到達距地球無限遠時的速度恰好為零，而衛星沿新的橢圓軌道Ⅱ運動，如圖所示，A、B兩點分別是其橢圓軌道Ⅱ的遠地點和近地點（衛星通過A、B兩點時的線速度大小與其距地心距離的乘積相等）。地球質量為M，探測器的質量為m，衛星的質量為2m，地球半徑為R，引力常量為G，已知質量分別為m1、m2的兩個質點相距為r（1）衛星剛與探測器分離時，衛星的線速度大小；（2）衛星運行到近地點B時距地心的距離a。17．“高臺滑雪”一直受到一些極限運動愛好者的青睞。挑戰者以某一速度從某曲面飛出，在空中表演各種花式動作，飛躍障礙物（壕溝）后，成功在對面安全著陸。某實驗小組在實驗室中利用物塊演示分析該模型的運動過程：如圖所示，ABC為一段半徑為R=5m的光滑圓形軌道，B為圈形軌道的最低點。P為一傾角θ=37°的固定斜面，為減小在斜面上的滑動距離，在斜面頂端表面處鋪了一薄層防滑木板DE，木板上邊緣與斜面頂端D重合，圓形軌道末端C與斜面頂端D之間的水平距離為x=0.32m。一物塊以某一速度從A端進入，沿圓形軌道運動后從C端沿圓弧切線方向飛出，再經過時間t=0.2s時恰好以平行于薄木板的方向從D端滑上薄木板，物塊始終未脫離薄木板，斜面足夠長。已知物塊質量m=3kg，薄木板質量M=1kg，木板與斜面之間的動摩擦因數μ1=19（1）物塊滑到圓軌道最低點B時，對軌道的壓力（計算結果可以保留根號）；（2）物塊相對于木板運動的距離；（3）整個過程中，系統由于摩擦產生的熱量。18．如圖所示，直角坐標系xOy所在的平面內，y軸的左側為三個依次相切的圓形有界磁場區域Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ，P、O、Q為y軸和三個圓形磁場右邊界的切點。y軸的右側為大小為E、方向沿x軸負方向的足夠大的勻強電場區域。已知Ⅰ、Ⅲ區域的半徑均為3R，磁感應強度大小為B0，方向均垂直紙面向外；Ⅱ區域半徑為R，磁感應強度大小為3B0，方向垂直紙面向里（圖中均未畫出）。一個質量為m，電荷量為+q（1）粒子在A點的速度v0（2）帶電粒子在電場區域沿x軸方向運動的最大距離；（3）粒子最后離開磁場區的位置坐標；（4）粒子在整個過程中運動的時間。

答案解析部分1．【答案】D【解析】【解答】ABC．對小球受力分析，由平衡條件得懸繩對球的拉力F滿足Fcosθ=mg，墻壁對球的支持力FN滿足tanθ=FNmg，所以當增大懸繩的長度時，夾角θD．因為足球始終保持靜止狀態，所以合力為零，D符合題意。故答案為：D。【分析】由平衡條件和平行四邊形法則得懸繩對球的拉力F滿足Fcosθ=mg，tanθ=FN2．【答案】B【解析】【解答】AC．因為x?t圖像的斜率代表速度，由圖像可以看出甲車做勻速運動，乙車做減速運動，且在t1～tB．從圖像可以看出甲車位置始終沒有超過乙車，只有在t2D．由圖像可得在0～t2時間內，甲車和乙車的位移分別為x甲=x2?x1故答案為：B。

【分析】x?t圖像的斜率代表速度，由圖像可以看出甲車做勻速運動，乙車做減速運動。x甲<x3．【答案】D【解析】【解答】A．當電梯從1樓由靜止開始運行到5樓停止的過程中運動方向沒有發生變化，A不符合題意；B．由圖可知ab過程和bc過程拉力F均大于重力，說明鉤碼處于超重狀態，加速度向上，電梯加速上升，B不符合題意；C．abc過程中電梯加速上升，當加速上升過程中，鉤碼的機械能增加，C不符合題意；D．F-t圖像中面積表示力對時間的積累，即沖量。由圖可知，從a到f記錄了電梯的一個運動過程：先向上加速，然后勻速，最后減速；即加速過程和減速過程的動量變化量大小相等，由動量定理可知，加速過程和減速過程的合外力沖量相等，故曲線abc與線段ac包圍的面積等于曲線def與線段df包圍的面積，D符合題意。故答案為：D。

【分析】從1樓由靜止開始運行到5樓停止的過程中運動方向沒有發生變化，一直向上加速或者減速運動。拉力F均大于重力，說明鉤碼處于超重狀態，F-t圖像中面積表示沖量。由動量定理可知，加速過程和減速過程的合外力沖量相等，故曲線abc與線段ac包圍的面積等于曲線def與線段df包圍的面積。4．【答案】C【解析】【解答】A．因為汽車先保持牽引力F0不變，由牛頓第二定律可得FBC．因為當速度為v1時達到額定功率Pe，此后以額定功率繼續行駛，則滿足Pe=Fv，即F與v成反比，F與1v成正比，所以F-v圖像中vD．因為當速度為v1之前，保持牽引力F0不變，則功率滿足P=F故答案為：C。

【分析】汽車所受的阻力f為恒力，開始階段汽車做勻加速直線運動，加速度不變，v-t圖像開始應有一段傾斜的直線。以額定功率繼續行駛，F-v圖像中v15．【答案】B【解析】【解答】當初速度的大小為v0時，小球運動到斜面上的過程中位移最小，則小球的位移與斜面垂直，有tanθ=x故答案為：B。

【分析】球的位移與斜面垂直，小球運動到斜面上的過程中位移最小，將小球速度分解，結合幾何關系求解。6．【答案】A【解析】【解答】在最低點由牛頓第二定律有ma=mv2r，Р由靜止下滑到最低點的過程中有mgr?故答案為：A。

【分析】由牛頓第二定律和動能定理可得Р由靜止下滑到最低點的過程中克服摩擦力做的功。7．【答案】A【解析】【解答】單位時間內從放射性物質射出的電子數為N，則t時間內從放射性物質射出的電荷量Q總=Net，結合幾何關系可知在金屬殼外表面有一塊極小的圓形面積S上的電荷量為Q=S故答案為：A。

【分析】結合球的表面積公式可知在金屬殼外表面有一塊極小的圓形面積S上的電荷量，根據電流定義式求解通過S的電流大小。8．【答案】C【解析】【解答】由題意鐵塊與木板之間摩擦力的最大值為f2max=μ2mg=4N，木板與地面間的摩擦力的最大值為f1max=μ1(M+m)g=2N，當F≤2N時，木板和鐵塊相對地面靜止f=F，又由圖像可得F=12t，所以0-4s時間內圖像與F-t圖像相同；當F>2N，并且木板和鐵塊一起相對地面加速運動時，設此時系統的加速度為a，根據牛頓第二定律，對整體有F?故答案為：C。

【分析】最大靜摩擦力與滑動摩擦力相等，當F>2N，并且木板和鐵塊一起相對地面加速運動，當F≤2N時，木板和鐵塊相對地面靜止f=F。對整體根據牛頓第二定律可得整體運動的加速度。9．【答案】B,C【解析】【解答】若A、B發生的是彈性碰撞，對A、B碰撞過程由動量守恒定律可得mv=mv1+3mv2，則由機械能守恒定律可得12mv2故答案為：BC。

【分析】若A、B發生的是彈性碰撞，對A、B碰撞過程由動量守恒定律可得碰后最大速度，若A、B發生的是完全非彈性碰撞，能量損失最大，有最小速度。10．【答案】C,D【解析】【解答】A．由沿x軸正方向電勢越圖像可知來越高則電場強度方向沿x軸負方向，所以電子所受電場力方向沿x軸正方向，所以電子將沿Ox軸正方向運動，則A不符合題意；B．電場力做正功，電勢能減小，所以B不符合題意；C．電勢φ隨x變化的圖像的斜率表示電場強度，由圖像可知電場強度先減小后增大，所以電子運動的加速度先減小后增大，則C符合題意；D．該電場線可能是等量異種點電荷間的連線上的電場線如圖所示，所以D符合題意；故答案為：CD。

【分析】沿x軸正方向電勢越圖像可知來越高則電場強度方向沿x軸負方向，電子受力方向與場強方向相反，所以電子將沿Ox軸正方向運動。電場力做正功，電勢能減小，電勢φ隨x變化的圖像的斜率表示電場強度，電場強度先減小后增大。11．【答案】B,D【解析】【解答】AB．根據GMmr2=mv2r，則軌道1上的動能ECD．由題意火星直徑為地球直徑的P倍，則R火=PR地，M火=kM地，在星球表面，根據萬有引力等于重力得GMmR2=mg，解得g=故答案為：BD。

【分析】萬有引力提供“天問一號”探測器的向心力。結合功能表達式可得軌道半徑。在星球表面，根據萬有引力等于重力。可得火星第一宇宙速度，即火星附近的軌道2上做勻速圓周運動的速度。12．【答案】A,C,D【解析】【解答】D．此過程中通過電阻R的電荷量為q=ΔΦA．開始時回路的電流為I=BxA符合題意；C．運動2m后到達F點時I=Bx1vRB．因為I=Bxv故答案為：ACD。

【分析】根據電流定義式和法拉第電磁感應定律可得此過程中通過電阻R的電荷量。通過金屬棒的電流保持恒定，由電流定義式求出運動時間。則對導體棒而言，xv乘積不變，則導體棒的運動不是勻減速運動。13．【答案】（1）1.220（2）空氣阻力的影響（3）mgh=【解析】【解答】（1）小球的直徑為d=12mm+4×0（2）根據F-t圖像可知小球做周期性的擺動，每次經過最低點的拉力最大，而最大拉力逐漸減小，說明經過最低點的最大速度逐漸減小，則主要原因是空氣阻力做負功，導致機械能有損失（3）小球由靜止釋放到第一次運動到最低點的過程中，重力勢能的減小量ΔEP=mgh，根據圓周運動，在最低點F0?mg=mv2l+

【分析】（1）游標卡尺讀數等于主尺讀數加上游標讀數。

（2）空氣阻力做負功，導致機械能有損失，過最低點的最大速度逐漸減小。

（3）增加的動能等于減小的重力勢能，機械能守恒。14．【答案】（1）R1（2）（3）0.15；大于【解析】【解答】（1）為了更準確地測量Rx的電導，滑動變阻器采用分壓電路，則應選用R1（2）電路連線如圖；（3）可求得金屬絲Rx的電阻Rx=

【分析】（1）為了更準確地測量Rx的電導，得到更多的實驗數據，滑動變阻器采用分壓電路。

（2）根據電流流向，結合電路圖，依次連接各個用電器課電源開關等。

15．【答案】（1）解：由已知可得T=4s，v=λT（2）解：經分析知：右側波在t=2s時傳播到質點M，左側波經t=4s時傳播到質點M，在0～2s內，質點M不動，2s～4s內，質點M運動半個周期s4s～6s內，兩列波分別在質點M的振動情況恰好相反，即質點M不動，所以t=0～t2【解析】【分析】（1）由波長除以周期即可得到波速。位移除以波速可得兩列波的相遇時刻。

（2）右側波在t=2s時傳播到質點M，左側波經t=4s時傳播到質點M，根據波的疊加可得從t=0到t216．【答案】（1）解：當衛星與探測器一起繞地球做勻速圓周運動時，由萬有引力定律和牛頓第二定律得GM(2設剛分離時，衛星的線速度大小為v1，探測器的線速度大小為v2解得v脫離過程由動量守恒定律得(2m+m（2）解：分離后衛星在橢圓軌道上運行，設近地點B距地心的距離為a，線速度大小為v由已知得a由機械能守恒定律得1得a=【解析】【分析】（1）當衛星與探測器一起繞地球做勻速圓周運動，萬有引力提供向心力。脫離過程由動量守恒定律得衛星的線速度大小。

（2）分離后衛星在橢圓軌道上運行，由機械能守恒定律得衛星運行到近地點B時距地心的距離a。17．【答案】（1）解：物塊由C到D，做拋體運動水平方向v物塊恰好以平行于薄木板的方向從D端滑上薄木板，則在D的速度v=v水平物塊在C點v'豎直由B到C，1其中cosα=v由牛頓第三定律得F（2）解：物塊剛滑上木板時：對物塊μ2mg做勻減速直線運動，對木板