2022年河北省承德市卉原中学高三物理上学期期末试卷含解析

2022年河北省承德市卉原中学高三物理上学期期末试卷含解析 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. （单选）如图所示，某同学用硬塑料管和一个质量为m的铁质螺丝帽研究匀速圆周运动，将螺丝帽套在塑料管上，手握塑料管使其保持竖直并在水平方向做半径为r的匀速圆周运动，则只要运动角速度合适，螺丝帽恰好不下滑，假设螺丝帽与塑料管间的动摩擦因数为μ，认为最大静摩擦力近似等于滑动摩擦力．则在该同学手转塑料管使螺丝帽恰好不下滑时，下述分析正确的是(　　) A．螺丝帽受的重力与最大静摩擦力平衡 B．螺丝帽受到杆的弹力方向水平向外，背离圆心 C．此时手转动塑料管的角速度ω＝ D．若杆的转动加快，螺丝帽有可能相对杆发生运动 参考答案： A 2. （多选）一辆汽车正以v1=10m/s的速度在平直公路上匀速行驶，发现正前方有一辆自行车以v2=4m/s的速度做同方向的匀速直线运动，汽车立即关闭油门做加速度大小为a=0.6m/s2的匀减速运动，汽车恰好没有碰上自行车，则（　　） 　 A． 关闭油门后，汽车恰好没有碰上自行车时所用时间为10s 　 B． 关闭油门后，汽车恰好没有碰上自行车时所用时间为s 　 C． 关闭油门时，汽车与自行车的距离30 m 　 D． 关闭油门时，汽车与自行车的距离m 参考答案： 考点： 匀变速直线运动的位移与时间的关系． 专题： 直线运动规律专题． 分析： 根据速度时间公式求出速度相等的时间，结合位移关系，根据位移公式求出汽车不撞上自行车的条件． 解答： 解：撞不上的临界为速度相等时恰好追上，设汽车的初速度为v1 自行车的速度为v2， 则有：v1﹣at=v2 代入数据解得：t=10s，故A正确，B错误； 又设汽车的位移为s1 自行车位移为s2，则由位移关系有：s1=s2+x即： 代值解得：x=30m，故C正确，D错误 故选：AC 点评： 本题考查了运动学中的追及问题，知道速度大者减速追及速度小者，若追不上，速度相等时有最小距离．恰好追不上的临界情况是速度相等时恰好不相撞． 3. 登上火星是人类的梦想，“嫦娥之父”欧阳自远透露：中国计划于2020年登陆火星。地球和火星公转视为匀速圆周运动，忽略行星自转影响。根据下表，火星和地球相比 行星 半径/m 质量/kg 轨道半径/m 地球 6.4×106 6.0×1024 1.5×1011 火星 3.4×106 6.4×1023 2.3×1011   参考答案： B 考点：万有引力定律的应用和分析数据、估算的能力。 4. （单选）如图所示，具有一定质量的小球A固定在轻杆一端，杆的另一端挂在小车支架的O点，用手将小球拉起使轻杆呈水平，在小车处于静止的情况下放手使小球摆下，在B处与固定在车上的油泥撞击后粘合在一起，则此后小车的运动状态是（车位于光滑水平路面上）    A．静止不动 B．向左运动 C．向右运动 D．无法判定 参考答案： A 5. （多选）如图所示，平行实线代表电场线，方向未知，带电量为1×10﹣2C的正电荷在电场中只受电场力作用．该电荷由A点运动到B点，动能损失了0.1J，若A点电势为10V，则（　　） 　 A． B点的电势为零 B． 电场线方向向左 　 C． 电荷运动的轨迹可能是图中曲线① D． 电荷运动的轨迹可能是图中曲线② 参考答案： 解：A、由题有电荷由A点运动到B点，根据动能定理得 WAB=qUAB=﹣0.1J， 故UAB===﹣10V， 而UAB=φA﹣φB=10﹣φB=﹣10V， 故φB=20V．故A错误． B、由于该电荷从A点运动到B点，动能损失了0.1J，故电场力做负功，所以该正电荷所受的电场力水平向左，由于电场力向左，而正电荷所受电场力的方向与电场线的方向相同，故电场线方向向左，故B正确； CD、根据电场力指向轨迹的内侧，而电场力水平向左，故电荷运动的轨迹可能是图中曲线①，故C正确，D错误； 故选：BC． 二、 填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分 6. 质量和电荷量都相等的带电粒子M和N，以不同的速率经小孔S垂直进入匀强磁场，运行的半圆轨迹如图中虚线所示．下列表述正确的是  (    )   A．M带负电，N带正电   B．M的速率小于N的速率   C．洛仑兹力对M、N做正功 D．M的运行时间大于N的运行时间 参考答案： A 7. 质量为0.4kg的小球甲以速度3m/s沿光滑水平面向右运动，质量为4kg的小球乙以速度5m/s沿光滑水平面向左运动，它们相碰后，甲球以速度8m/s被弹回，求此时乙球的速度大小为        m/s，方向         。 参考答案： 3.9，水平向左 8. 人造地球卫星在运行过程中由于受到微小的阻力，轨道半径将缓慢减小．在此运动过程中，卫星所受万有引力大小将　增大　 （填“减小”或“增大”）；其速度将　增大　 （填“减小”或“增大”）． 参考答案： 考点： 人造卫星的加速度、周期和轨道的关系． 专题： 人造卫星问题． 分析： 根据万有引力公式F=，判断万有引力大小的变化，再根据万有引力做功情况判断动能的变化． 解答： 解：万有引力公式F=，r减小，万有引力增大．根据动能定理，万有引力做正功，阻力做功很小很小，所以动能增大，故速度增大． 故答案为：增大，增大． 点评： 解决本题的关键掌握万有引力公式F=，以及会通过动能定理判断动能的变化． 9. 写出钠核(Na)俘获一个粒子后放出一个质子的核反应方程{      } 参考答案： 由质量数守恒和电荷数守恒可得结果。 10. 某学习小组做了如下实验：先把空的烧瓶放入冰箱冷冻，取出烧瓶，并迅速把一个气球紧套在烧瓶颈上，封闭了一部分气体，然后将烧瓶放进盛满热水的烧杯里，气球逐渐膨胀起来，如图。 (1)(4分)在气球膨胀过程中，下列说法正确的是  ▲  ．     A．该密闭气体分子间的作用力增大      B．该密闭气体组成的系统熵增加   C．该密闭气体的压强是由于气体重力而产生的 D．该密闭气体的体积是所有气体分子的体积之和   (2)(4分)若某时刻该密闭气体的体积为V，密度为ρ，平均摩尔质量为M，阿伏加德罗常数为NA，则该密闭气体的分子个数为    ▲    ； (3)(4分)若将该密闭气体视为理想气体，气球逐渐膨胀起来的过程中，气体对外做了    0.6J的功，同时吸收了0.9J的热量，则该气体内能变化了  ▲   J；若气球在膨胀过程中迅速脱离瓶颈，则该气球内气体的温度   ▲    (填“升高”或“降低”)。 参考答案： B 0.3 （2分）； 降低 11. 在研究弹簧的形变与外力的关系的实验中，将弹簧水平放置测出其自然长度，然后竖直悬挂让其自然下垂，在其下端竖直向下施加外力F，实验过程是在弹簧外力的弹性限度内进行的．用记录的外力F与弹簧的形变量x，作出F﹣x图线如图所示，由图可知弹簧的劲度系数为　200　 N/m，图线不过坐标原点的原因是由于　弹簧本身有重力　． 参考答案： 解：当拉力为8N时，弹簧的形变量为x=5cm=0.05m 当拉力为0N时，弹簧的形变量为x=1cm=0.01m 由胡克定律F=kx得：图线的斜率即为弹簧的劲度系数． k==200N/m 图线不过坐标原点的原因是由于弹簧本身有重力，使得弹簧没有外力的情况下已经伸长了一段距离． 故答案为：200，弹簧本身有重力． 12. 汽车在行驶中，司机看到图2所示的标志牌，在不违反交通法规的前提下，从标志牌到西大桥最快需要 　　　　h。   参考答案： 13. 如图（a）所示，阻值为R、匝数为n的圆形金属线圈与一个阻值为2R的电阻连接成闭合电路。线圈的半径为r1，在线圈中半径为r2的圆形区域存在垂直于线圈平面的匀强磁场（向里为正），磁感应强度B随时间t变化的关系如图（b）所示，图中B1、t1为已知量。导线电阻不计，则t1时刻经过电阻的电流方向为_________（选填“a→b”或“b→a”），电流的大小为___________。 参考答案： b→a，   三、 实验题：本题共2小题，每小题11分，共计22分 14. 如图所示，某小组同学利用DIS实验装置研究支架上力的分解．A、B为两个相同的双向力传感器，该型号传感器在受到拉力时读数为正，受到压力时读数为负．A连接质量不计的细绳，可沿固定的板做圆弧形移动．B固定不动，通过光滑铰链连接长0.3 m的杆．将细绳连接在杆右端O点构成支架．保持杆在水平方向，                 按如下步骤操作： ①测量绳子与水平杆的夹角∠AOB＝θ     ②对两个传感器进行调零 ③用另一绳在O点悬挂一个钩码，记录两个传感器读数 ④取下钩码，移动传感器A改变θ角         重复上述实验步骤，得到表格. F1 1.001 0.580 … 1.002 … F2 －0.868 －0.291 … 0.865 … θ 30° 60° … 150° … 根据表格A传感器对应的是表中力________(选填“F1”或“F2”)．钩码质量为________kg(保留一位有效数字)． 参考答案： F1    0.05 15. 如图所示，为验证动能定理的实验装置，较长的小车的前端固定有力传感器，能测出小车所受的拉力，小车上固定两个完全相同的遮光条A、B，小车、传感器及遮光条的总质量为M，小车放在安装有定滑轮和光电门的光滑轨道D上，光电门可记录遮光条A、B通过它时的挡光时间。用不可伸长的细线将小车与质量为m的重物相连，轨道放在水平桌面上，细线与轨道平行(滑轮质量、摩擦不计)。 (1)用螺旋测微器测遮光条的宽度，如图乙所示，则遮光条的宽度d=____mm。 (2)实验过程中______满足M远大于m(填“需要”或“不需要”)。 (3)实验主要步骤如下: ①测量小车、传感器及遮光条的总质量M，测量两遮光条的距离L，按图甲正确连接器材。 ②由静止释放小车，小车在细线拉动下运动，记录传感器的示数F及遮光条A、B 经过光电门的挡光时间tA和tB，则验证动能定理的表达式为__________(用字母M、F、L、d、tA、tB表示)。 参考答案： （1）0．400 （2）不需要 （3） 试题分析：（1）螺旋测微器的读数为 （2）因为可以通过传感器读出力的大小，不需要满足M远大于m （3）遮光条A、B通过光电门的速度分别为，则动能的变化量为，拉力做功为，则验证的动能定理表达式为 考点：考查了验证动能定理的实验 【名师点睛】以验证动能定理为实验命题背景考查学生的实验能力，知道光电门测速的原理，即极短时间内的平均速度等于瞬时速度，掌握螺旋测微器的读数方法，难度不大 四、计算题：本题共3小题，共计47分 16. 一斜面放在水平地面上，倾角为θ=53°，一个质量为0.2 kg的小球用细绳吊在斜面顶端，如图所示．斜面静止时，球紧靠在斜面上，绳与斜面平行．不计斜面与水平面间的摩擦，当斜面以10 m/s2的加速度向右运动时，求细绳的拉力及斜面对小球的弹力。(g取10 m/s2) 参考答案： 设小球刚刚脱离斜面时，斜面向右的加速度为a0，此时斜面对小球的支持力恰好为零，小球只受重力和细绳的拉力，且细绳仍然与斜面平行。对小球受力分析，易知： mgcotθ＝ma0， ∴a0＝gcotθ=7.5 m/s2.                      (2分) ∵a＝10 m/s2>a0， ∴小球已离开斜面，斜面的支持力F1=0.         (2分) 17. 质量为m的登月器与航天飞机