浙江省杭州市博陸中學(xué)2022年高三物理期末試題含解析一、選擇題：本題共5小題，每小題3分，共計(jì)15分．每小題只有一個(gè)選項(xiàng)符合題意1.（多選）如圖所示，將兩相同的木塊a、b置于粗糙的水平地面上，中間用一輕彈簧連接，兩側(cè)用細(xì)繩固定于墻壁上．開始時(shí)a、b均靜止．彈簧處于自然伸長狀態(tài)，兩細(xì)繩均有拉力，現(xiàn)將右側(cè)細(xì)繩剪斷，則剪斷瞬間(

)A．a(chǎn)的摩擦力不變

B．a(chǎn)摩擦力方向改變C．b摩擦力為零 D．b摩擦力方向向左參考答案：AC2.如圖所示，木塊A的質(zhì)量為m，木塊B的質(zhì)量為M，疊放在光滑的水平面上?，F(xiàn)用水平力F作用于A，恰能使A、B一起運(yùn)動(dòng)；今撤去力F，將另一水平力作用于木塊B,則保持A、B相對靜止的條件是不超過

(

)A． B． C． D．參考答案：C系統(tǒng)在水平方向只受力F作用，恰能一起運(yùn)動(dòng)，則A、B具有相同加速度，即，木塊B水平方向只受A對B的靜摩擦力(臨界條件對應(yīng)的受力對象)，因此最大靜摩擦力；若撤去力F，將水平力作用于B，則對系統(tǒng)有，木塊A水平方向只受B對A的靜摩擦力f(臨界條件對應(yīng)的受力對象)，相對靜止的條件是相互作用的靜摩擦力，且，聯(lián)立解得，C項(xiàng)正確。3.某長直導(dǎo)線中分別通以如圖所示的電流，則下面說法中正確的是A．圖①所示電流周圍產(chǎn)生勻強(qiáng)磁場B．圖②所示電流周圍的磁場是穩(wěn)定的C．圖③所示電流周圍各點(diǎn)的磁場方向在0～t1時(shí)間內(nèi)與t1～t2時(shí)間內(nèi)的方向是相反的D．圖④所示電流周圍的磁場先變強(qiáng)再變?nèi)?，磁場中各點(diǎn)的磁感強(qiáng)度方向不變參考答案：D4.(單選)以下說法中正確的是

A．光的偏振現(xiàn)象說明光是一種縱波B．相對論認(rèn)為空間和時(shí)間與物質(zhì)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)無關(guān)C．麥克斯韋預(yù)言并用實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了電磁波的存在D．在光的雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，若僅將入射光由綠光變?yōu)榧t光，則條紋間距變寬參考答案：D5.如圖所示，半徑為R的圓形區(qū)域中充滿了垂直于紙面向里、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場。一帶負(fù)電粒子以速度v0射入磁場區(qū)域，速度方向垂直磁場且與半徑方向的夾角為45°．當(dāng)該帶電粒子離開磁場時(shí)，速度方向剛好與入射速度方向垂直。不計(jì)帶電粒子的重力，下列說法正確的是（

）A.該帶電粒子離開磁場時(shí)速度方向的反向延長線通過O點(diǎn)B.該帶電粒子的比荷為C.該帶電粒子在磁場中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間為D.若只改變帶電粒子的入射方向，則其在磁場中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間變參考答案：BD【詳解】A、帶負(fù)電的粒子在磁場中的運(yùn)動(dòng)軌跡如圖所示：從圖像上可以看出該帶電粒子離開磁場時(shí)速度方向的反向延長線不通過O點(diǎn)，故A錯(cuò)；B、有幾何關(guān)系知，軌跡所對的圓心角為，且軌跡的圓心O剛好在圓形磁場的邊界上，所以軌跡的半徑為由可求得：，故B對；C、運(yùn)動(dòng)時(shí)間等于弧長除以速度，即，故C錯(cuò)；D、有圖可知，此時(shí)軌跡圓弧對應(yīng)的弦長最長，等于磁場區(qū)域的直徑，所以在磁場中運(yùn)動(dòng)時(shí)間也就最長，若改變?nèi)肷浣嵌?，則運(yùn)動(dòng)時(shí)間變短，故D對；故選BD二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計(jì)16分6.如圖所示，相距為d的兩條水平虛線L1、L2之間有水平方向的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，正方形銅制線圈abcd邊長為L（L＜d），質(zhì)量為m，將線圈在磁場上方高h(yuǎn)處靜止釋放，cd邊剛離開磁場時(shí)速度與cd邊剛進(jìn)入磁場時(shí)速度相等，則線圈穿越磁場的過程中（從cd邊剛進(jìn)入磁場起一直到ab邊離開磁場為止），感應(yīng)電流所做的功為

，線圈的最小速度為

．參考答案：2mgd7.用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器研究物體的自由落體運(yùn)動(dòng)，得到如圖所示的一段紙帶，測得AB=7.56cmBC=9.12cm，已知交流電源頻率是50Hz，則打B點(diǎn)時(shí)物體的瞬時(shí)速度為

m/s，實(shí)驗(yàn)測出的重力加速值是

m/s2，產(chǎn)生誤差的原因 。參考答案：2.09，

9.75,

空氣阻力；紙帶和計(jì)時(shí)器限位孔之間有摩擦。計(jì)數(shù)點(diǎn)的時(shí)間間隔為：，打B點(diǎn)的速度為：物體的加速度為：，實(shí)驗(yàn)測出的重力加速度值比公認(rèn)值偏小，原因可能是物體下落過程中存在空氣阻力和紙帶和計(jì)時(shí)器限位孔之間有摩擦；8.一個(gè)靜止的質(zhì)點(diǎn)，在0～4s時(shí)間內(nèi)受到力F的作用，力的方向始終在同一直線上，力F隨時(shí)間t的變化如圖所示，則質(zhì)點(diǎn)在第2s末位移

方向（填不變，改變），第4s末運(yùn)動(dòng)速度為

。參考答案：

答案：不變，零9.某行星繞太陽運(yùn)動(dòng)可近似看作勻速圓周運(yùn)動(dòng)，已知行星運(yùn)動(dòng)的軌道半徑為R，周期為T，萬有引力恒量為G，則該行星的線速度大小為

；太陽的質(zhì)量可表示為

。參考答案：

（2分），

10.如圖所示，光滑水平桌面上有一小球被細(xì)線栓住，細(xì)線另一端固定在天花板上，小球受到一水平向右的拉力F作用，在拉力F逐漸增大的過程中，小球始終沒有離開水平桌面，則在這一過程中，小球受到繩的拉力FT將

，桌面支持力FN將

參考答案：增大

減小根據(jù)平衡條件：，而且角減小，所以繩的拉力將增大，桌面支持力將減小11.某質(zhì)點(diǎn)做直線運(yùn)動(dòng)的位移和時(shí)間的關(guān)系是x=5t+3t2-11(m)，則此質(zhì)點(diǎn)的初速度是________m/s，加速度是________m/s2。參考答案：5，6解:由,得初速度,加速度。12.如圖所示，A、B兩點(diǎn)間電壓為U，所有電阻阻值均為R，當(dāng)K閉合時(shí)，UCD=______，當(dāng)K斷開時(shí)，UCD=__________。參考答案：0

U/313.火星的球半徑是地球半徑的1/2,火星質(zhì)量是地球質(zhì)量的1/10,忽略火星的自轉(zhuǎn),如果地球上質(zhì)量為60㎏的人到火星上去,則此人在火星表面的質(zhì)量是_______㎏,所受的重力是______N;在火星表面由于火星的引力產(chǎn)生的加速度是________m/s;在地球表面上可舉起60㎏杠鈴的人,到火星上用同樣的力,可以舉起質(zhì)量_______㎏的物體。g取9.8m/s2參考答案：60（1分），235.2（1分），3.92（1分），150（1分）三、簡答題：本題共2小題，每小題11分，共計(jì)22分14.2004年1月25日，繼“勇氣”號之后，“機(jī)遇”號火星探測器再次成功登陸火星．人類為了探測距離地球大約3.0×105km的月球，也發(fā)射了一種類似四輪小車的月球探測器．它能夠在自動(dòng)導(dǎo)航系統(tǒng)的控制下行走，且每隔10s向地球發(fā)射一次信號，探測器上還裝著兩個(gè)相同的減速器(其中一只是備用的)，這種減速器可提供的最大加速度為5m/s2，某次探測器的自動(dòng)導(dǎo)航系統(tǒng)出現(xiàn)故障，從而使探測器只能勻速前進(jìn)而不再避開障礙物．此時(shí)地球上的科學(xué)家只能對探測器進(jìn)行人工遙控操作．下表為控制中心的顯示屏上的數(shù)據(jù)：

已知控制中心的信號發(fā)射和接收設(shè)備工作速度極快．科學(xué)家每次分析數(shù)據(jù)并輸入命令至少需要3s.問：(1)經(jīng)過數(shù)據(jù)分析，你認(rèn)為減速器是否執(zhí)行了命令？(2)假如你是控制中心的工作人員，采取怎樣的措施？加速度滿足什么條件？請計(jì)算說明．

參考答案：(1)未執(zhí)行命令(2)立即輸入命令，啟動(dòng)另一個(gè)備用減速器，加速度a>1m/s2，便可使探測器不與障礙物相碰．

15.（4分）現(xiàn)用“與”門、“或”門和“非”門構(gòu)成如圖所示電路，請將右側(cè)的相關(guān)真值表補(bǔ)充完整。(填入答卷紙上的表格)參考答案：

答案：

ABY001010100111

四、計(jì)算題：本題共3小題，共計(jì)47分16.如圖所示，在真空中半徑為R=m的圓形磁場區(qū)域里加上垂直于紙面向外的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B1=1T的勻強(qiáng)磁場，在圓形磁場區(qū)域外加上與B1方向相反的勻強(qiáng)磁場B2，P、Q是圓周上過直徑的兩個(gè)點(diǎn)，從P點(diǎn)沿半徑方向以v=1×104m/s射入一質(zhì)量m=5×10-10kg，電荷量q=+5×10-6C的帶電粒子，不計(jì)重力作用。

求：（1）若要使該粒子從P出發(fā)，經(jīng)B1、B2磁場，第一次從Q點(diǎn)沿半徑方向射入圓形磁場區(qū)域，則所需磁場B2的大小。（2）粒子從P點(diǎn)射入后第一次回到P點(diǎn)經(jīng)過的時(shí)間。參考答案：帶電粒子在圓形磁場中做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為r1，圓心為O1（1）

（2分）1m

（2分）tan∠POO1=∠POO1=30o

（2分）粒子從M點(diǎn)離開圓形磁場后，在B2磁場中中做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為r2，圓心為O2，由幾何關(guān)系得：∠MOO2=60o

（2分）r2=Rtan60o=3m

（1分）T

（1分）（2）

（2分）

t1==×10-4s

（1分）

=6π×10-4s

（2分）t2==5π×10-4s

（1分）

粒子由Q點(diǎn)進(jìn)入圓形磁場后，有對稱性可知，粒子第一次回到P點(diǎn)經(jīng)過的時(shí)間=×10-4s

（2分）17.如圖21所示，兩根金屬平行導(dǎo)軌MN和PQ放在水平面上，左端向上彎曲且光滑，導(dǎo)軌間距為L，電阻不計(jì)。水平段導(dǎo)軌所處空間有兩個(gè)有界勻強(qiáng)磁場，相距一段距離不重疊，磁場Ⅰ左邊界在水平段導(dǎo)軌的最左端，磁感強(qiáng)度大小為B，方向豎直向上；磁場Ⅱ的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為2B，方向豎直向下。質(zhì)量均為m、電阻均為R的金屬棒a和b垂直導(dǎo)軌放置在其上，金屬棒b置于磁場Ⅱ的右邊界CD處?，F(xiàn)將金屬棒a從彎曲導(dǎo)軌上某一高處由靜止釋放，使其沿導(dǎo)軌運(yùn)動(dòng)。設(shè)兩金屬棒運(yùn)動(dòng)過程中始終與導(dǎo)軌垂直且接觸良好。（1）若水平段導(dǎo)軌粗糙，兩金屬棒與水平段導(dǎo)軌間的最大摩擦力均為mg，將金屬棒a從距水平面高度h處由靜止釋放。求：?金屬棒a剛進(jìn)入磁場Ⅰ時(shí)，通過金屬棒b的電流大??；?若金屬棒a在磁場Ⅰ內(nèi)運(yùn)動(dòng)過程中，金屬棒b能在導(dǎo)軌上保持靜止，通過計(jì)算分析金屬棒a釋放時(shí)的高度h應(yīng)滿足的條件；（2）若水平段導(dǎo)軌是光滑的，將金屬棒a仍從高度h處由靜止釋放，使其進(jìn)入磁場Ⅰ。設(shè)兩磁場區(qū)域足夠大，求金屬棒a在磁場Ⅰ內(nèi)運(yùn)動(dòng)過程中，金屬棒b中可能產(chǎn)生焦耳熱的最大值。參考答案：18.(20分)如圖，半徑為R的光滑圓形軌道固定在豎直面內(nèi)。小球A、B質(zhì)量分別為m、βm（β為待定系數(shù)）。A球從工邊與圓心等高處由靜止開始沿軌道下滑，與靜止于軌道最低點(diǎn)的B球相撞，碰撞后A、B球能達(dá)到的最大高度均為，碰撞中無機(jī)械能損失。重力加速度為g。試求：（1）待定系數(shù)β；（2）第一次碰撞剛結(jié)束時(shí)小球A、B各自的速度和B球?qū)壍赖膲毫?；?）小球A、B在軌道最低處第二次碰撞剛結(jié)束時(shí)各自的速度，并討論小球A、B在軌道最低處第n次碰撞剛結(jié)束時(shí)各自的速度。參考答案：解析：（1）由mgR＝+得

β＝3（2）設(shè)A、B碰撞后的速度分別為v1、v2，則

=

=

設(shè)向右為正、向左為負(fù)，解得

v1＝，方向向左

v2＝，方向向右