河北省邢台市私立华星学校2022年高三物理期末试卷含解析

河北省邢台市私立华星学校2022年高三物理期末试卷含解析 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. 水平地面上有一木箱，木箱与地面之间的动摩擦因数为μ (0＜μ＜1)。现对木箱施加一拉力F，使木箱做匀速运动。设F的方向与水平面夹角为θ，如图，在θ从0逐渐增大到90°的过程中，木箱的速度保持不变，则（    ） A. F一直增大          B. F先增大后减小 C. F的功率不变        D. F的功率减小 参考答案： D 2. 如图，把一带正电的小球a放在光滑绝缘面上，欲使球a能静止在斜面上，需在MN间放一带电小球b，则b应               A．带负电，放在A点          B．带正电，放在B点          C．带负电，放在C点          D．带正电，放在C点 参考答案： C 3. 如图所示，轻质光滑滑轮两侧用细绳连着两个物体A与B，物体B放在水平地面上，A、B均静止．已知A和B的质量分别为mA、mB，，绳与水平方向的夹角为，则（     ） A．物体B受到的摩擦力可能为0 B．物体B受到的摩擦力为mAgcos C.物体B对地面的压力可能为0 D．物体B对地面的压力为mBg-mAgtan 参考答案： B 4. (单选)下列说法中，正确的是(　 　). A．摩擦力的方向不一定与物体的运动方向相同，但一定与运动方向在一条直线上 B．两个匀变速直线运动的合运动一定也是匀变速运动 C．牛顿第一定律是牛顿第二定律F合=0的一种特殊情况 D．作用在两个物体上的大小相等，方向相反的两个力就叫作用力和反作用力 参考答案： B 5. 如图所示，两根相同的轻弹簧S1、S2，劲度系数皆为K=4×102N/m．悬挂的重物的质量分别为m1=2Kg、m2=4Kg．取g=10m/s2，则平衡时弹簧S1、S2的伸长量分别为（　　） A．5cm、10cm B．10cm、5cm C．15cm、10cm D．10cm、15cm 参考答案： C 【考点】共点力平衡的条件及其应用；胡克定律． 【分析】以m2为研究对象可知，m2受弹簧拉力及本身的重力而处于平衡状态，故由平衡条件可求得弹簧S2的伸长量； 对整体进行受力分析，整体受重力、弹簧的拉力，由平衡条件可求得S1的伸长量． 【解答】解：m2受重力、弹簧的拉力而处于平衡状态，其拉力F2=kS2； 由共点力的平衡条件可知，kS2=m2g； 解得：S2==m=10cm； 同理对整体有： kS1=（m1+m2）g 解得： S1=m=15cm； 故选C． 二、 填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分 6. 某实验小组的同学欲“探究小车动能变化与合外力对它所做功的关系”，在实验室设计了一套如图甲所示的装置，图中A为小车，B打点计时器，C为弹簧测力计，P为小桶(内有沙子)，一端带有定滑轮的足够长的木板水平放置，不计绳与滑轮的摩擦．实验时，先接通电源再松开小车，打点计时器在纸带上打下一系列点． (1)该同学在一条比较理想的纸带上，从点迹清楚的某点开始记为零点，顺次选取一系列点，分别测量这些点到零点之间的距离x，计算出它们与零点之间的速度平方差△v2=v2－v02，弹簧秤的读数为F，小车的质量为m，然后建立△v2—x坐标系，通过描点法得到的图像是一条过原点的直线，如图乙所示，则这条直线的斜率的意义为___________．（填写表达式） (2)若测出小车质量为0．4 kg，结合图像可求得小车所受合外力的大小为__________N． (3)另一名同学用如图装置探究小车加速度a和小车所受合外力F（弹簧秤读数）的关系图像，但由于忘记了平衡摩擦力，则他得出的结论是（    ） 参考答案： 2F/m   1   B 7. 总质量为M的火箭被飞机释放时的速度为，方向水平．释放后火箭立即向后以相对于地面的速率u喷出质量为m的燃气，则火箭相对于地面的速度变为      ▲        参考答案： 8. 用与斜面平行的力F拉着物体在倾角为θ的光滑斜面上运动，如改变拉力F的大小，物体的加速度随外力F变化的图象如图所示，已知外力F沿斜面向上，重力加速度g取10m/s2．根据图象中所提供的信息计算出物体的质量为　3　kg；斜面的倾角为　30°　． 参考答案： 考点： 加速度与力、质量的关系式． 专题： 牛顿运动定律综合专题． 分析： 根据牛顿第二定律求出物体加速度与外力F的关系式，结合图线的斜率和截距求出物体的质量和斜面的倾角． 解答： 解：由受力分析及牛顿第二定律得： Fcosθ﹣mgsinθ=ma a=F﹣gsinθ 则由图象知：﹣gsinθ=﹣5 sinθ=0.5，即θ=30° 又图线的斜率k== 则m=3kg 故答案为：3，30°． 点评： 解决本题的关键通过牛顿第二定律求出加速度的表达式，结合图线的斜率和截距进行求解． 9. 质量为m的卫星围绕地球做匀速圆周运动，其轨道半径是地球半径的2倍．已知地球半径为R，地球表面的重力加速度为g，则卫星的速度大小为_______ 参考答案： 10. 一根柔软的弹性绳，a、b、c、d…为绳上的一系列等间隔的质点，相邻两质点间的距离均为0.1m，如图所示．现用手拉着绳子的端点a使其上下做简谐运动，在绳上形成向右传播的简谐横波，振幅为2cm．若a质点开始时先向上运动，经过0.2s d质点第一次达到最大位移，此时a正好在平衡位置，（ad距离小于一个波长）．则绳子形成的简谐横波波速可能值为　3或2　 m/s，此时j质点的位移为　0　cm． 参考答案： 考点： 波长、频率和波速的关系；横波的图象．版权所有 专题： 振动图像与波动图像专题． 分析： 由题，a质点开始时先向上运动，经过0.2sd质点第一次达到最大位移，此时a正好在平衡位置，速度方向可能向下，也可能向上，结合波形得到波长，由时间得到周期，由v=求出波速． 解答： 解：若a质点开始时先向上运动，经过0.2sa正好在平衡位置，速度方向向下时，则有，得T=0.4s，=xad，得λ=4xad=1.2m，波速v==3m/s．波长从d向右传播时间为 ，传播距离为，而j与d间距离大于，则说明振动还没有传到j点，则此时j质点的位移为0cm． 若a质点开始时先向上运动，经过0.2sa正好在平衡位置，速度方向向上时，则得T=0.2s，λ=xad，得λ=xad=0.4m，波速v==2m/s，波长从d向右传播时间为，传播距离为，而j与d间距离大于，则说明振动还没有传到j点，则此时j质点的位移为0cm． 故答案为：3或2，0． 点评： 本题中a的速度方向未知，有两种情况，可能向上，也可能向下，是多解问题，结合波形得到波长和周期，即可求出波速． 11. 同打点计时器一样，光电计时器也是一种研究物体运动情况的常用计时仪器，其结构如图甲所示。a、b分别是光电门的激光发射和接收装置，当有物体从a、b间通过时，光电计时器就可以显示物体的挡光时间。现利用图乙所示装置研究滑块的运动情况，图中MN是水平桌面，Q是木板与桌面的接触点，1和2是固定在木板上适当位置的两个光电门，与之连接的两个光电计时器没有画出，让滑块从木板的顶端滑下，光电门1、2各自连接的计时器显示的挡光时间分别为5.0×10－2 s和2.0×10－2 s。用游标卡尺测量小滑块的宽度d，卡尺示数如图丙所示。 （1）读出滑块的宽度d＝________ cm。 （2）滑块通过光电门1的速度v1＝______ m/s。(保留两位有效数字) （3）若提供一把米尺，测出两个光电门之间的距离1.00 m，则滑块运动的加速度为 _______m/s2。(保留两位有效数字) 参考答案： 12. 如图所示为阿特武德机的示意图，它是早期测量重力加速度的器械，由英国数学家和物理学家阿特武德于1784年制成。他将质量同为M的重物用绳连接后，放在光滑的轻质滑轮上，处于静止状态。再在一个重物上附加一质量为m的小重物，这时，由于小重物的重力而使系统做初速度为零的缓慢加速运动。 （1）所产生的微小加速度可表示为             。 （2）某同学利用秒表和刻度尺测出重物M下落的时间t和高度h，则重力加速度的表达式为：                   。 参考答案：     ，(2)。 13. 某同学在某次实验中用多用表测得电阻丝的电阻如图所示，选择的倍率为“×10”，可知金属丝的电阻R=     Ω；如果在测量中，指针的偏角太小，应该     （填“增大”或“减小”） 参考答案： 三、 实验题：本题共2小题，每小题11分，共计22分 14. 在研究“物体加速度与力的关系”的实验中， 某学习小组使用的实验装置如图所示。轨道木板水平放置,把小车从位移传感器(接收器） 旁边释放后,传感器能记录任意时刻小车的位置，据此可求得小车的加速度。钩码的质量为 m，重力加速度为g。 (1) 指出该实验中的一个明显疏漏______ (2) 纠正了疏漏之处后，保持小车（包含发射器）的总质量为M,通过多次实验，依据得 到的数据，在a—F图象中描点（如图所示）。结果发现右侧若干个点明显偏离直线，造成此误差的主要原因是（ ） A. 小车与轨道之间存在摩擦 B. 导轨保持了水平状态 C. 所挂钩码的总质量太大 D. 所用小车的质量太大 (3)若所挂钩码不断增加，a—F图象中各点连成的曲线将不断延伸，那么加速度的趋向 值为______，绳子拉力的趋向值为______。 参考答案： 没有垫起轨道右端，使小车的重力沿轨道的分力与摩擦力相平衡。(1分) （2）C     (2分) （3）g      (1分)       Mg  15. 甲同学在电流表改装实验中，需要测量表头（量程较小的电流表）的内阻，他采用的是如图所示的“半值分流法”，主要的步骤有： 将R调到最大值，只闭合开关S1 调节R的阻值，使电流表指针偏到满刻度 再合上开关S2 调节R’的阻值，使电流表指针偏转到满刻度的一半 记下的阻值，就是表头内阻Rg的阻值.  问： (1)（4分）为了减少实验中的误差， R 、R’应该满足         关系，电源电动势应该         （大或小）一些好． (2) （3分）乙同学在上述实验方案的基础上做了改进，如图所示，按照这一实验方案，你认为在实验步骤上需要做什么样的补充？ (3) （3分）乙同学在实际连接电路时，发现手头的滑动变阻器阻值较小，不能满足图二中方案的需要，其他器材具备，请你帮助他修改一下实验方案。 参考答案： (1)R ＞＞R’   大 (2)在步骤C之后，增加“调节R使G0示数与S2闭合前一样大” (3)改进的实验方案如右图所示。 四、计算题：本题共3小题，共计47分 16. （12分） 如图，一长为10cm的金属棒ab用两个完全相同的弹簧水平地悬挂在匀强磁场中；磁场的磁感应强度大小为0.1T，方向垂直于纸面向里；弹簧上端固定，下端与金属棒绝缘，金属棒通过开关与一电动势为12V的电池相连，电路总电阻为2Ω。已知开关断开时两弹簧的伸长量均为0.5cm；闭合开关，系统重新平衡后，两弹簧的伸长量与开关断开时相比均改变了0.3cm，重力加速度大小取10m/s2。判断开关闭合后金属棒所受安培力的方向，并求出金属棒的质量。 参考答案： m=0.01kg 解析：依题意，开关闭合后，电流方向从b到a，由左手定则可知，金属棒所受安培力方向竖直向下。 开关断开时，两弹簧各自相对于其原长伸长为Δl1=0.5cm。由胡克定律和力的平衡条件得 2kΔl1=mg      ① 式中，m为金属棒的质量，k是弹簧的劲度系数，g是重力加