河北省保定市望都第一中學2022年高三物理上學期期末試題含解析一、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，在粗糙水平地面上放著一個截面為四分之一圓弧的柱狀物體A，A的左端緊靠豎直墻，A與豎直墻之間放一光滑圓球B，整個裝置處于靜止狀態，若把A向右移動少許后，它們仍處于靜止狀態，下列判斷不正確的是（）A．球B對墻壁的壓力增大B．球B對物體A的壓力減小C．地面對物體A的摩擦力減小D．墻壁和物體A對球B的合力不變參考答案：A【考點】共點力平衡的條件及其應用；物體的彈性和彈力．【分析】正確的對小球B進行受力分析，根據小球靜止即小球處于平衡狀態，小球所受合力為0，現將A向右移動少許，改變了A對小球B支持力的方向，再根據平衡判斷小球所受各力的大小變化．【解答】解：A、小球B受重力、A的支持力F1和墻壁的壓力F2．如下圖所示：將重力G分解為G1和G2，則根據平衡可知，F1=G1=，F2=G2=Gtanθ當A向右移動少許，根據題意可知，A對小球B的作用力F1與豎直方向的夾角θ將減小，根據力圖分析可知：因θ減小；故cosθ增大，tanθ減小即墻壁對小球B的作用力將減小，A對小球B的支持力減小．根據牛頓第三定律可知，球B對墻壁的壓力將減小，球B對A的壓力亦減小．故A錯誤，B正確；C、再對A進行受力分析知：由于A的平衡，所以A受地面摩擦力f=FBsinθ，根據題意知，B對A的壓力FB減小且FB與豎直方向的夾角θ減小，故A所受地面的摩擦力f減小．再根據牛頓第三定律，地面所受A的摩擦力減小．故C正確；D、對整體分析可知，整體受重力和支持力的作用，由于豎直方向受力不變，故受地面的支持力不變，由牛頓第三定律可知，A對地面的壓力不變；故D正確；本題選錯誤的，故選：A．2.（單選）平均速度定義式為=，當△t極短時，可以表示為物體在t時刻的瞬時速度vt，該定義應用的物理方法是（） A．等效替代法 B． 控制變量法 C． 理想模型法 D． 極限思想法參考答案：分析： 當△t極短時，可以表示物體在t時刻的瞬時速度，該物理方法為極限的思想方法．解答： 解：當時間極短時，某段時間內的平均速度可以代替瞬時速度，該思想是極限的思想方法．故D正確，A、B、C錯誤．故選：D．點評： 極限思想法是一種很重要的思想方法，在高中物理中經常用到．要理解并能很好地掌握．3.（單選題）下列關于重心、彈力和摩擦力的說法，正確的是()A．物體的重心一定在物體的幾何中心上B．勁度系數越大的彈簧，產生的彈力越大C．動摩擦因數與物體之間的壓力成反比，與滑動摩擦力成正比D．靜摩擦力的大小是在零和最大靜摩擦力之間發生變化參考答案：D4.下列有關能量的說法正確的是A．重力對物體做的功與物體的運動路徑無關，重力做的功等于物體重力勢能的減少量B．重力勢能、彈性勢能、電勢能、動能都屬于機械能C．能量的耗散現象從能量轉化的角度反映出自然界中宏觀過程的方向性，也告誡了我們：自然界的能量雖然守恒，但還是要節約能源D．電場力做的功等于電荷電勢能的變化量參考答案：AC5.利用如圖所示的裝置觀察光電效應現象，將光束照射在金屬板上，發現驗電器指針沒有張開。欲使指針張開，可A.增大該光束強度B.增加該光束的照射時間C.改用頻率更大的入射光束D.改用逸出功更大的金屬板材料參考答案：C【詳解】驗電器指針沒有張開，說明沒有發生光電效應，則要發生光電效應必須改用頻率更大的入射光束，或者改用逸出功更小的金屬板材料；只增大光強和光照射的時間都不能發生光電效應，故選C.二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計16分6.如圖12所示，（甲）圖是某學生測量“勻變速直線運動的加速度”的實驗裝置，由于實驗中連接重物和木塊的細線過長，所以當重物著地后，木塊還會在木板上繼續滑行，圖（乙）所示紙帶是重物著地后的一段打點紙帶（注意圖中任兩個計數點間都有四個點沒有標出）。若打點計時器所用的交流電頻率為50Hz，則木塊的加速度為a=_____m/s2，木塊與木板間的動摩擦因數μ=_____。（g=10m/s2忽略空氣阻力以及紙帶與打點計時器間的摩擦，所有結果保留兩位有效數字）圖12

參考答案：

－0．50

0．050（或5．0×10－2）以a表示加速度，根據勻變速直線運動的規律，有a=

解得：a=-0.50m/s2

重物落地后木塊只受摩擦力的作用，用m表示木塊的質量，根據牛頓第二定律有：

-μmg=ma

解得μ=0.0507.物體從180m高處自由落下，如果把物體下落的時間分成相等的三段，則每段時間下落位移自上而下依次為

，

，

。（取g=10m/s2）參考答案：20m,60m,100m8.在《探究加速度與動力的關系》實驗中，采用的實驗裝置如圖所示。在實驗中，細線一端與拉力傳感器相連（拉力傳感器固定在車上），另一端通過定滑輪與礦泉水瓶相連。實驗時逐漸往瓶里加水直到打出的紙帶相鄰點間的距離相等并記下此時拉力傳感器的讀數F0。繼續往瓶中加適量的水繼而釋放小車打出紙帶并記錄下小車運動時傳感器的讀數F。改變瓶中水的質量打出多條紙帶和得到多個F值（重力加速度為g）。（1）實驗中電火花計時器應與

伏

電源相連接；（2）①本實驗中記下F0的目的是

。②小車所受的合外力為

A．F

B．F—F0C．F+F0

D．F0③實驗作出的圖像是

參考答案：1）①220

（2分）；交流（2分）；（2）①得到小車運動時受到的阻力(2分)

②B

（2分）；③A（2分）；9.某同學用如圖1所示的實驗裝置驗證牛頓第二定律，請回答下列有關此實驗的問題：(1)該同學在實驗前準備了圖甲中所示的實驗裝置及下列輔助器材：其中不必要的器材是_______（填代號）．A

交流電源、導線

B.

天平（含配套砝碼）

C.

秒表

D.

刻度尺

E.

細線、砂和小砂桶(2)打點計時器在小車拖動的紙帶上打下一系列點跡，以此記錄小車的運動情況．其中一部分紙帶上的點跡情況如圖2所示，已知打點計時器打點的時間間隔為0.02s，測得A點到B、C點的距離分別為x1=5.99cm、x2=13.69cm，小車做勻加速直線運動的加速度a=______m/s2.（結果保留三位有效數字）(3)在驗證“質量一定，加速度a與合外力F的關系”時，某學生根據實驗數據作出了如圖3所示的a-F圖象，其中圖線不過原點的原因是_______，圖線在末端彎曲的原因是_____________．參考答案：

(1).C

(2).1.71

(3).木板角度太大，平衡摩擦力過度

(4).砂和砂桶的質量太大【詳解】(1)[1]在實驗中，打點計時器可以測量時間，所以不需要秒表．上述器材中不必要的為C．(2)[2]因為計數點間時間間隔T=0.1s；根據△x=aT2得：(3)[3]由圖象可知小車的拉力為0時，小車的加速度大于0，說明合外力大于0，說明平衡摩擦力過度，即木板與水平面的夾角太大．

[4]該實驗中當小車的質量遠大于砂和小砂桶質量時，才能近似認為細線對小車的拉力大小等于砂和小砂桶的總重力大小；隨著砂和小砂桶質量增大，細線對小車的拉力大小小于砂和小砂桶的總重力大小，因此會出現較大誤差，圖象會產生偏折現象．10.下表是按照密立根的方法進行實驗時得到的某金屬的UC和v的的幾組數據。(UC是遏制電壓)UC/V0.5410.6370.7140.8090.878v/l014Hz5.6445.8886.0986.3036.501請根據上表的數據在答題紙對應的坐標中作出UC-v圖象；從圖象中可知這種金屬的截止頻率為

；已知e=1.6010-19C，用給出的數據結合圖象算出普朗克常量為

。參考答案：11.一個帶電小球，帶有5.0×10-9C的負電荷；當把它放在電場中某點時，受到方向豎直向下、大小為2.0×10-8N的電場力，則該處的場強大小為_____，方向__

_；如果在該處放上一個電量為3.2×10-12C帶正電的小球，所受到的電場力大小為__

__，方向__

__；參考答案：4N/C

豎直向上

1.28×10-11N

豎直向上

場強大小為，方向與負電荷所受的電場力方向相反，即豎直向上；如果在該處放上一個電量為帶正電的小球，所受到的電場力大小為，方向豎直向上；12.右圖為“研究一定質量氣體在體積不變的條件下，壓強變化與溫度變化關系”的實驗裝置示意圖．在燒瓶A中封有一定質量的氣體，并與氣壓計相連，初始時氣壓計兩側液面平齊．（1）若氣體溫度升高后，為使瓶內氣體的體積不變，應將氣壓計右側管

（填“向上”或“向下”）移動．（2）（單選）實驗中多次改變氣體溫度，用表示氣體升高的溫度，用表示氣壓計兩側管內液面高度差的變化量．則根據測量數據作出的圖線應是：_______

參考答案：(1)向上

(2)A13.在探究物體的加速度a與物體所受外力F、物體質量M間的關系時，采用如下圖所示的實驗裝置小車及車中的砝碼質量用M表示，盤及盤中的砝碼質量用m表示．(1)當M與m的大小關系滿足________時，才可以認為繩子對小車的拉力大小等于盤和砝碼的重力．(2)另兩組同學保持小車及車中的砝碼質量M一定，探究加速度a與所受外力F的關系，由于他們操作不當，這兩組同學得到的a－F關系圖象分別如圖1和圖2所示，其原因分別是：圖1：________________________________________圖2：________________________________________參考答案：m?M、m過大(或M過小)，造成m不是遠小于M、沒有平衡摩擦力或木板的傾角過小三、實驗題：本題共2小題，每小題11分，共計22分14.如圖實－3－12所示的實驗裝置可以探究加速度與物體質量、物體受力的關系．小車上固定一個盒子，盒子內盛有沙子．沙桶的總質量(包括桶以及桶內沙子質量)記為m，小車的總質量(包括車、盒子及盒內沙子質量)記為M.圖實－3－12(1)驗證在質量不變的情況下，加速度與合外力成正比：從盒子中取出一些沙子，裝入沙桶中，稱量并記錄沙桶的總重力mg，將該力視為合外力F，對應的加速度a則從打下的紙帶中計算得出．多次改變合外力F的大小，每次都會得到一個相應的加速度．本次實驗中，桶內的沙子取自小車中，故系統的總質量不變．以合外力F為橫軸，以加速度a為縱軸，畫出a－F圖象，圖象是一條過原點的直線．①a－F圖象斜率的物理意義是________________________________________．②你認為把沙桶的總重力mg當作合外力F是否合理？答：________.(填“合理”或“不合理”)③本次實驗中，是否應該滿足M?m這樣的條件？答：________(填“是”或“否”)；(2)驗證在合外力不變的情況下，加速度與質量成反比：保持桶內沙子質量m不變，在盒子內添加或去掉一些沙子，驗證加速度與質量的關系．本次實驗中，桶內的沙子總質量不變，故系統所受的合外力不變．用圖象法處理數據時，以加速度a為縱橫，應該以______倒數為橫軸．參考答案：15.（）如圖a是研究小球在斜面上平拋運動的實驗裝置，每次將小球從弧型軌道同一位置靜止釋放，并逐漸改變斜面與水平地面之間的夾角θ，獲得不同的射程x，最后作出了如圖b所示的x-tanθ圖象，。則：

（1）由圖b可知，小球在斜面頂端水平拋出時的初速度v0=

。實驗中發現θ超過60°后，小球將不會掉落在斜面上，則斜面的長度為

m。（2）若最后得到的圖象如圖c所示，則可能的原因是（寫出一個）

參考答案：答案：（1）1m/s

(2分)

0.7m（）(2分)

(2)釋放位置變高（釋放時有初速度）(2分)四、計算題：本題共3小題，共計47分16.如圖所示，兩平行金屬板M、N長度為L，兩金屬板間距為L.直流電源的電動勢為E，內阻不計．位于金屬板左側中央的粒子源O可以沿水平方向向右連續發射電荷量為＋q、質量為m的帶電粒子，帶電粒子的質量不計，射入板間的粒子速度均為v0＝.在金屬板右側有一個垂直紙面向外的勻強磁場，磁感應強度為B.參考答案：(1)將變阻器滑動頭置于a端，兩極板M、N間的電勢差為零，帶電粒子不會發生偏轉．帶電粒子在磁場中轉動半周離開磁場，運動時間為.(2)將滑動變阻器滑動頭置于b端，帶電粒子向上偏轉．帶電粒子在電場中做類平拋運動，L＝v0t，，將.帶電粒子射出電場的位置為M板的上邊緣．（5分）(3)帶電粒子射出電場時速度與水平方向夾角的正切，所以θ＝30°.帶電粒子的運動時間為.（5分）17.如圖所示，絕緣水平面內固定有一間距d=1m、電阻不計的足夠長光滑矩形導軌AKDC，導軌兩端接有阻值分別為R1=3Ω和R2=6Ω的定值電阻，矩形區域AKFE、NMCD范圍內均有方向豎直向下、磁感應強度大小B=1T的勻強磁場Ⅰ和Ⅱ，一質量m=0.2kg、電阻r=1Ω的導體棒ab垂直放在導軌上AK與EF之間某處，在方向水平向右、大小F0=2N的恒力作用下由靜止開始運動，剛要到達EF時導體棒ab的速度大小v1=3m/s，導體棒ab進入磁場Ⅱ后，導體棒ab中通過的電流始終保持不變，導體棒ab在運動過程中始終保持與導軌垂直且接觸良好，空氣阻力不計．（1）求導體棒ab剛要到達EF時的加速度大小a1；（2）求兩磁場邊界EF和MN之間的距離L；（3）若在導體棒ab剛要到達MN時將恒力F0撤去，求導體棒ab能繼續滑行的距離s以及滑行該距離s的過程中整個回路產生的焦耳熱Q．參考答案：解：（1）導體棒ab剛要到達EF時，在磁場中切割磁感線產生的感應電動勢：E1=Bdv1經分析可知，此時導體棒ab所受安培力的方向水平向左，由牛頓第二定律，則有：F0﹣BI1d=ma1根據閉合電路的歐姆定律，則有：I1=上式中，R==2Ω解得：a1=5m/s2；（2）導體棒ab進入磁場Ⅱ后，受到的安培力與F0平衡，做勻速直線運動，導體棒ab中通過的電流I2，保持不變，則有：F0=BI2d，其中，I2=設導體棒ab從EF運動到MN的過程中的加速度大小為a2，根據牛頓第二定律，則有：F0=ma2；導體棒ab在EF，MN之間做勻加速直線運動，則有：解得：L=1.35m（3）對撤去F0后，導體棒ab繼續滑行的過程中，根據牛頓第二定律和閉合電路歐姆定律，則有：BId=ma；而I=若△t→0，則有：a=；由以上三式可得：=m△v則有：∑v△t=m∑△v，即s=m（v2﹣0）解得：s=3.6m；根據能量守恒定律，則有：Q=因v2=6m/s，代入數據，解得：Q=3.6J答：（1）導體棒ab剛要到達EF時的加速度大小5m/s2；（2）兩磁場邊界EF和MN之間的距離1.35m；（3）若在導體棒ab剛要到達MN時將恒力F0撤去，導體棒ab能繼續滑行