江西省九江市湖口第二中學2022年高三物理期末試卷含解析一、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.將硬導線中間一段折成半圓形，使其半徑為R，讓它在磁感應強度為B,方向如圖所示的勻強磁場中繞軸MN勻速轉動。導線在a、b兩處通過電刷與外電路連接，外電路接有額定功率為P、電阻為r的小燈泡并正常發光。電路中除燈泡外，其余部分的電阻不計，則半圓形硬導線的轉速及從該位置旋轉180°的過程中通過小燈泡的電荷量分別為（

）A．，0

B．，

C．， D．，0參考答案：B2.如圖是某質點的運動圖象，由圖象可以得出的正確結論是（

）A.0-4s內的位移大小是3m

B.0-1s內加速度是2m/s2C.0-4s內平均速度是2m/s

D.0-1s內的速度方向與2-4s內速度方向相反參考答案：B3.（單選）隨著世界航空事業的發展，深太空探測已逐漸成為各國關注的熱點．假設深太空中有一顆外星球，質量是地球質量的2倍，半徑是地球半徑的．則下列判斷正確的是（）A．該外星球的同步衛星周期一定小于地球同步衛星周期B．某物體在該外星球表面上所受重力是在地球表面上所受重力的4倍C．該外星球上第一宇宙速度是地球上第一宇宙速度的2倍D．繞該外星球的人造衛星和以相同軌道半徑繞地球的人造衛星運行速度相同參考答案：【考點】：人造衛星的加速度、周期和軌道的關系；萬有引力定律及其應用．【專題】：人造衛星問題．【分析】：根據萬有引力提供向心力公式列及同步衛星的相關知識即可分析．：解：A、根據解得：T=而不知道同步衛星軌道半徑的關系，所以無法比較該外星球的同步衛星周期與地球同步衛星周期關系，故A錯誤；B、根據解得：a=所以，故B錯誤；C、根據解得：v=，所以，故C正確；D、根據C分析可知：v=，軌道半徑r相同，但質量不同，所以速度也不一樣，故D錯誤．故選C【點評】：了解第一宇宙速度是近地衛星的環繞速度，也是最大的圓周運動的環繞速度．要比較一個物理量大小，我們可以把這個物理量先表示出來，在進行比較．4.（多選）甲、乙兩車某時刻由同一地點，沿同一方向開始做直線運動，若以該時刻作為計時起點，得到兩車的位移﹣時間圖象，即x﹣t圖象如圖所示，甲圖象過O點的切線與AB平行，過C點的切線與OA平行，則下列說法中正確的是（）A．在兩車相遇前，t1時刻兩車相距最遠B．t3時刻甲車在乙車的前方C．0﹣t2時間內甲車的瞬時速度始終大于乙車的瞬時速度D．甲車的初速度等于乙車在t3時刻的速度參考答案：解：A、圖象的縱坐標表示物體所在的位置；由圖可知t1時刻CA相距最大，即兩車的距離最大，故A正確；B、t3時刻兩車的位置相同，兩車處在同一位置，故B錯誤；C、圖象斜率表示速度，由圖可知，0﹣t1時間C的斜率大于A，之后C的斜率小于A，故C錯誤；D、圖象的斜率表示物體的速度，由圖可知，甲車的初速度等于乙車在t3時刻的速度，故D正確；故選：AD．5.（單選）下列說法中正確的是()A．氣體的溫度升高時，分子的熱運動變得劇烈，分子的平均動能增大，撞擊器壁時對器壁的作用力增大，從而氣體的壓強一定增大B．氣體體積變小時，單位體積的分子數增多，單位時間內打到器壁單位面積上的分子數增多，從而氣體的壓強一定增大C．壓縮一定量的氣體，氣體的內能一定增加D．分子a只在b作用下從遠處趨近固定不動的分子b，當a到達受b的作用力為零處時，a的動能一定最大參考答案：D二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計16分6.光電效應和

都證明光具有粒子性，

提出實物粒子也具有波動性。參考答案：康普頓效應，德布羅意7.據報道：1978年澳大利亞科學家利用5m長的電磁軌道炮，將質量為3.3g的彈丸以5.9km/s的高速發射獲得成功。假設彈丸在軌道炮內做勻加速直線運動，彈丸所受的合力為_________N。如果每分鐘能發射6顆彈丸，該電磁軌道炮的輸出功率約為＿＿＿＿＿Ｗ。參考答案：1.15×104

N；

5.74×103

W。8.(12分)某同學設計了一個探究加速度與物體所受合力F及質量m的關系實驗。如圖(a)為實驗裝置簡圖，A為小車，B為打點計時器，C為裝有砂的砂桶，D為一端帶有定滑輪的長方形木板，實驗中認為細繩對小車拉力F等于砂和砂桶總重量，小車運動加速度a可用紙帶上點求得：

(1)圖(b)為某次實驗得到的紙帶(交流電的頻率為50Hz)，試由圖中數據求出小車加速度值；

(2)保持砂和砂桶質量不變，改變小車質量m，分別得到小車加速度a與質量m及對應的數據如下表：

根據上表數據，為直觀反映：F不變時，a與m的關系，請在方格坐標紙中選擇恰當物理量，建立坐標系，并作出圖線.從圖線中得到：F不變時，小車加速度a與質量之間定量關系式是_____________.

(3)保持小車質量不變，改變砂和砂桶重量，該同學根據實驗數據作出了加速度a與合力F圖線，如圖(d)所示，該圖線不通過原點，明顯超出偶然誤差范圍，其主要原因是_______________________________________________.參考答案：答案：(1)，T=0.04s，a=3.0m/s2(4分)

(2)如圖所示，(作圖2分，結論3分)(3)實驗前未平衡摩擦力(3分)

9.真空室內，有質量分別為m和2m的甲、乙兩原子核，某時刻使它們分別同時獲得和的瞬時速率，并開始相向運動。由于它們間的庫侖斥力作用，二者始終沒有接觸，當兩原子核相距最近時，甲核的速度大小為__________。(填選項前的字母)A.B.C.D.參考答案：B當二者共速時距離最近，由動量守恒定律可得4mv-3mv=3m解得，故選項B正確。10.置于鉛盒中的放射源發射的、和三種射線，由鉛盒的小孔射出。在小孔外放一張鋁箔，鋁箔后的空間有一勻強電場。射線進入電場后，變為a、b兩束，射線a沿原來方向行進，射線b發生了偏轉，如圖所示，則圖中的射線a為

射線，射線b為

射線。參考答案：

11.物質是由大量分子組成的，分子直徑的數量級一般是________m．能說明分子都在永不停息地做無規則運動的實驗事實有________(舉一例即可)．在兩分子間的距離由v0(此時分子間的引力和斥力相互平衡，分子作用力為零)逐漸增大的過程中，分子力的變化情況是________(填“逐漸增大”“逐漸減小”“先增大后減小”或“先減小后增大”)．參考答案：(1)10－10布朗運動(或擴散現象)先增大后減小12.如圖所示，為一列沿x軸正方向傳播的簡諧橫波在t=0時刻的波的圖象．經△t=0.1s，質點M第一次回到平衡位置，則這列波的波速為v=1m/s，周期T=1.2s．參考答案：解：波沿x軸正方向傳播，當x=0處的狀態傳到M點時，M第一次回到平衡位置，此過程中波傳播的距離為△x=0.1m則波速為v==m/s=1m/s根據數學知識得：y=Asinωx=Asinx，由題知：10=20sin×0.1則波長為λ=1.2m則周期T==s=1.2s故答案為：1，1.213.在磁感強度為B的勻強磁場中，一個面積為S的矩形線圈勻速轉動時所產生的交流電電壓隨時間變化的波形如圖所示，則該交流電的電壓有效值為________V，圖中t=1.0×10-2s時，穿過線圈平面的磁通量為________。參考答案：答案：V；BS三、簡答題：本題共2小題，每小題11分，共計22分14.如圖甲所示，斜面傾角為θ=37°，一寬為d=0.65m的有界勻強磁場垂直于斜面向上，磁場邊界與斜面底邊平行。在斜面上由靜止釋放一矩形金屬線框，線框沿斜面下滑，下邊與磁場邊界保持平行。取斜面底部為重力勢能零勢能面，從線框開始運動到恰好完全進入磁場的過程中，線框的機械能E和位移x之間的關系如圖乙所示，圖中①、②均為直線段。已知線框的質量為M=0.1kg，電阻為R=0.06Ω．（取g=l0m·s-2,sin37°=0.6,

cos37°=0.8)求：(1)線框與斜面間的動摩擦因數μ；(2)線框剛進入磁場到恰好完全進入磁場所用的時間t：(3)線框穿越磁場的過程中，線框中的最大電功率Pm。參考答案：0.5；1/6s；0.54W【詳解】（1）由能量守恒定律，線框減小的機械能等于克服摩擦力做功，則其中x1=0.36m；解得μ=0.5（2）金屬線框進入磁場的過程中，減小的機械能等于克服摩擦力和安培力做的功，機械能均勻減小，因此安培力也是恒力，線框做勻速運動，速度為v1v12=2ax1解得a=2m/s2v1=1.2m/s其中

x2為線框的側邊長，即線框進入磁場過程中運動的距離，可求出x2=0.2m，則（3）線框剛出磁場時速度最大，線框內電功率最大由可求得v2=1.8m/s根據線框勻速進入磁場時：可得FA=0.2N又因為可得將v2、B2L2帶入可得：15.內表面只反射而不吸收光的圓筒內有一半徑為R的黑球，距球心為2R處有一點光源S，球心O和光源S皆在圓筒軸線上，如圖所示．若使點光源向右半邊發出的光最后全被黑球吸收，則筒的內半徑r最大為多少？參考答案：自S作球的切線S?，并畫出S經管壁反射形成的虛像點，及由畫出球面的切線N，如圖1所示，由圖可看出，只要和之間有一夾角，則筒壁對從S向右的光線的反射光線就有一部分進入球的右方，不會完全落在球上被吸收．由圖可看出，如果r的大小恰能使與重合，如圖2，則r?就是題所要求的筒的內半徑的最大值．這時SM與MN的交點到球心的距離MO就是所要求的筒的半徑r．由圖2可得??????????

（1）由幾何關系可知

（2）由（1）、（2）式得

（3）四、計算題：本題共3小題，共計47分16.有一個1000匝的矩形線圈，兩端通過導線與平行金屬板AB相連（如圖所示），線圈中有垂直紙面向外的勻強磁場；已知AB板長為2d，板間距離為d．當穿過線圈的磁通量增大且變化率為0.2Wb/s時，有一比荷為的帶正電粒子以初速度v0從上板的邊緣射入板間，并恰好從下板的邊緣射出；之后沿直線MN運動，又從N點射入另一垂直紙面向外磁感應強度為B=0.1T的圓形勻強磁場區（圖中未畫出），離開圓形磁場時速度方向偏轉了60°．不計帶電粒子的重力．試求（1）AB板間的電壓UAB（2）v0的大小（3）圓形磁場區域的最小半徑．參考答案：解：（1）由法拉第電磁咸應定律：①得矩形線圈產生的感應電動勢E=200V②因為AB板間的電壓等于線圈產生的電動勢，故

UAB=200V③（2）帶電粒子在AB板間做類平拋運動，設從下板邊緣離開時豎直方向的速度為vy，則：④水平方向：L=v0t⑤豎直方向：⑥由④⑤⑥并代入數據得：⑦（3）粒子進入磁場瞬間：vy=at=2.0×104m/s⑧帶電粒子在圓形磁場區中做勻速圓周運動，

洛倫茲力作向心力：⑨⑩由⑧⑨⑩并代入數據得：如圖，由幾何關系得弦NQ的長為在過NQ兩點的圓中，以弦NQ為直徑的圓最小圓形磁場區域的最小半徑為：答：（1）AB板間的電壓200V；（2）v0的大小2.0×104m/s；（3）圓形磁場區域的最小半徑0.14m．17.拔火罐”是一種中醫療法，為了探究“火罐”的“吸力”，某人設計了如圖實驗．圓柱狀氣缸（橫截面積為S）被固定在鐵架臺上，輕質活塞通過細線與重物m相連，將一團燃燒的輕質酒精棉球從缸底的開關K處扔到氣缸內，酒精棉球熄滅時（設此時缸內溫度為t℃）密閉開關K，此時活塞下的細線剛好拉直且拉力為零，而這時活塞距缸底為L．由于氣缸傳熱良好，重物被吸起，最后重物穩定在距地面處．已知環境溫度為27℃不變，與大氣壓強相當，氣缸內的氣體可看做理想氣體，求t值．參考答案：解：酒精棉球熄滅時，封閉氣體向下得壓力，大氣壓向上的支持力，由平衡得：P1S=P0S解得：P1=P0此時體積為：V1=LS，溫度為：T1=273+t重物被吸起穩定后，活塞受繩子得拉力，封閉氣體向下得壓力和大氣壓向上得支持力，由平衡得：P2S+mg=P0S解得：此時體積為：，溫度為T2=273+27K=300K有理想氣體狀態方程得：解得：t=127℃答：此種情況下的溫度為127℃【考點】理想氣體的狀態方程．【分析】酒精棉球熄滅后，以活塞為研究對象可求出封閉氣體初末狀態壓強，利用理想氣體狀態方程列式即可求解．18.如甲圖所示，間距為L、電阻不計的光滑導軌固定在傾角為θ的斜面上．在MNPQ矩形區域內有方向垂直于斜面的勻強磁場，磁感應強度為B；在CDEF矩形區域內有方向垂直于斜面向下的磁場，磁感應強度Bt隨時間t變化的規律如乙圖所示，其中Bt的最大值為2B．現將一根質量為M、電阻為R、長為L的金屬細棒cd跨放在MNPQ區域間的兩導軌上并把它按住，使其靜止．在t=0時刻，讓另一根長也為L的金屬細棒ab從CD上方的導軌上由靜止開始下滑，同時釋放cd棒．已知CF長度為2L，兩根細棒均與導軌良好接觸，在ab從圖中位置運動到EF處的過程中，cd棒始終靜止不動，重力加速度為g；tx是未知量．求：（1）通過cd棒的電流，并確定MNPQ區域內磁場的方向；（2）當ab棒進入CDEF區域后，求cd棒消耗的電功率；（3）求ab棒剛下滑時離CD的距離．參考答案：【考點】：導體切割磁感線時的感應電動勢；力的合成與分解的運用；共點力平衡的條件及其應用；點電荷的場強；法拉第電磁感應定律；楞次定律；電磁感應中的能量轉化．【專題】：壓軸題；電磁感應——功能問題．【分析】：導體棒在重力作用下切割磁感線，由法拉第電磁感應定律求出產生感應電動勢大小，由右手定則來判定閉合電路出現感應電流方向，由左手定則來根據cd導體棒受到安培力來確定所處的磁場方向．當ab棒進入CDEF區域后，磁場不變，則電路中電流恒定，由電流與電阻可求出cd