定远重点中学2022年高三物理前半期期末考试完整试卷_1

考试完整试卷

选择题

如图所示，质量均为m的n（n>3）个相同匀质圆柱体依次搁置在倾角为30°的光滑斜面上，斜面底端有一竖直光滑挡板挡住使圆柱体均处于静止状态。则下列说法中正确的是( )

A. 挡板对圆柱体1的弹力大小为B. 圆柱体1对斜面的压力大小为C. 圆柱体2对圆柱体1的压力大小为

D. 若将挡板绕下端点缓慢逆时针转动60°，则转动过程中斜面对每个圆柱体的支持力均减小

【答案】B

【解析】A、将n个圆柱体作为整体分析，如图所示，

1

其中

为挡板对圆柱1的弹力，N为斜面对所有圆柱体的支持力

，

，

的恒力，由平衡条件可得A错误；

B、对2至n每个圆柱分析可知斜面对它们的支持力

，斜面对圆柱1的支持力

B正确；

C、隔离对2到n共n-1个圆柱体受力分析，如图所示，

，

得圆柱体1对2的弹力为

，C错误；

D、缓慢转动挡板时，斜面对圆柱体2、3、4……n的支持力不变，D错误；

综上所述本题答案是：B 选择题

如图所示，AB为水平路面，BC为斜坡路面，B处有一路灯。一人在夜晚从A处匀速率走到C处的过程中，人头顶的影子在水平路面上的速率为，在斜坡上的速率为，则（ ）

2

A. C.

减小，

增大 B.

不变， D.

增大

、均不变，且、均不变，且

【答案】D

【解析】试题分析：由人做匀速直线运动，结合几何关系，根据运动学公式，即可求解；建立物理模型，根据运动学公式，由几何知识，可得出位移与时间的关系．

设人从M点走到B点（路灯正下方，此时影子正好在B点）所用时间为t，人在M点时头的影子在O点，如图所示，设人高l，灯高h，人的速率为v，

，解得

，根据几何知识可得，即

，影子的

速率恒定不变；当在斜面上时，设人从B点走到E点所用时间为，人在E点时的头影在F点，如图所示，则

，仍解得

，根据几何知识可得，故D正确．

3

选择题

一个含有理想变压器的电路如图所示，图中L1、L2和L3是完全相同的三个灯泡，U为正弦交流电源。当开关S断开时，电路中的灯泡均能正常发光。下列说法正确的是

A. 理想变压器原、副线圈匝数比为2:1 B. 理想变压器原、副线圈匝数比为1:1

C. 开关S闭合稳定后，灯泡L1和L2消耗的功率之比为1:4 D. 开关S闭合稳定后，灯泡L1能正常发光而L2无法正常发光 【答案】B

【解析】A、B、设三个灯泡的电阻为R，正常发光的电流为I，电压为U0，有流过原线圈的电流由变压器知识得

，流过副线圈的电流也为

，

，故A错误，B正确。C、开关S闭合稳定

，根据

后，设流过副线圈的电流为，可知流过原线圈的电流功率

可知L1和L2的功率之比为1:1，故C错误。D、开关S闭

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合前，对原线圈电路有，而S闭合后有，解得

可得三个灯泡均不能正常发光.D错误。故选B。 选择题

2017年6月15日，中国空间科学卫星“慧眼”被成功送入轨道，卫星轨道所处的空间存在极其稀薄的空气。“慧眼”是我国首颗大型X射线天文卫星，这意味着我国在X射线空间观测方面具有国际先进的暗弱变源巡天能力、独特的多波段快速光观测能力等。下列关于“慧眼”卫星的说法．正确的是（ ）

A. 如果不加干预，“慧眼”卫星的动能可能会缓慢减小 B. 如果不加干预，“慧眼”卫星的轨道高度可能会缓慢降低 C. “慧眼”卫星在轨道上处于失重状态，所以不受地球的引力作用

D. 由于技术的进步，“慧眼”卫星在轨道上运行的线速度可能会大于第一宇宙速度

【答案】B

【解析】AB：卫星轨道所处的空间存在极其稀薄的空气，如果不加干预，卫星的机械能减小，卫星的轨道高度会缓慢降低，据

可得，卫星的轨道高度降低，卫星的线速度增大，

卫星的动能增大。故A错误、B正确。

C：卫星在轨道上，受到的地球引力产生向心加速度，处于失重状态；故C错误。

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D：据可得，卫星在轨道上运行的线速度小

于第一宇宙速度；故D错误。

选择题

如图所示为某电场中x轴上电势φ随x变化的图象，一个带电粒子仅受电场力作用在x=0处由静止释放沿x轴正向运动，且以一定的速度通过x=x2处，则下列说法正确的是

A. x1和x2处的电场强度均为零 B. x1和x2之间的场强方向不变

C. 粒子从x=0到x=x2过程中，电势能先增大后减小 D. 粒子从x=0到x=x2过程中，加速度先减小后增大 【答案】D

【解析】A、φ-x图象的切线斜率越大，则场强越大，因此A项错误；B、由切线斜率的正负可知，x1和x2之间的场强方向先沿正方向后沿负方向，B项错误；C、粒子由x=0处由静止沿x轴正向运动，表明粒子运动方向与电场力方向同向，电场力先做正功后做负功，电势能先减小后增大，C项错误；D、由图线的切线斜率可知，从x=0到x=x2过程中电场强度先减小后增大，因此粒子的加速度先减小后增大，D项正确.

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选择题

质量为m的汽车在平直公路上行驶，所受的阻力恒为车重的k倍．汽车以额定功率行驶，当它加速行驶的速度为v时，加速度为a．则以下分析正确的是（ ）

A. 汽车发动机的额定功率为kmgv B. 汽车行驶的最大速度为

C. 当汽车加速度减小到时，速度增加到2v D. 汽车发动机的额定功率为(ma+kmg)v 【答案】B 【解析】

试题当汽车以恒定的加速度匀加速运动到额定功率之后，汽车将在额定功率下做加速度逐渐减小的变加速度运动，当牵引力等于阻力时，速度达到最大，之后将做匀速运动．

设汽车的额定功率为P．汽车的速度v时，根据牛顿第二定律知：

，解得汽车发动机的额定功率为

，A错

误D正确；汽车匀速时，牵引力等于阻力，速度最大，故有

，B正确；加速度为时，此时牵引力为

F，则

，解得，C错误．

选择题

如图所示，固定的光滑金属水平导轨间距为L，导轨电阻不计，左端接有阻值为R的电阻，导轨处在磁感应强度大小为B、方向竖直

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，此时速度为：

向下的匀强磁场中。质量为m、电阻不计的导体棒ab，在垂直导体棒的水平恒力F作用下，由静止开始运动，经过时间t，导体棒ab刚好匀速运动，整个运动过程中导体棒始终与导轨垂直并保持良好接触。在这个过程中，下列说法正确的是

A. 导体棒ab刚好匀速运动时的速度B. 通过电阻的电荷量C. 导体棒的位移D. 电阻放出的焦耳热【答案】ACD

【解析】导体棒匀速运动时满足选项A正确；根据动量定理： 选项B错误；又

，联立解得

，而

，解得 ，则

， ，

，选项C，将x及v的

正确；根据能量关系，电阻放出的焦耳热值代入解得

，选项D正确；故选ACD.

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选择题

如图所示，圆心在O点、半径为R的光滑圆弧轨道ABC竖直固定在水平桌面上，OC与OA的夹角为60°，轨道最低点A与桌面相切。一足够长的轻绳两端分别系着质量为m1和m2的两小球（均可视为质点），挂在圆弧轨道光滑边缘C的两边，开始时m1位于C点，从静止释放，在m1由C点下滑到A 点的过程中( )

A. m1的速度始终不小于m2的速度 B. 重力对m1做功的功率先增大后减少 C. 轻绳对m2做的功等于m2的机械能增加 D. 若m1恰好能沿圆弧下滑到A点，则m1＝m2 【答案】BC 【解析】

（1）m1由C点下滑到A点的过程中，沿绳子方向的速度是一样的，在m1滑下去一段过程以后，此时的绳子与圆的切线是不重合，而是类似于圆的一根弦线而存在，所以此时两个物体的速度必然不相同的，故A错误；

（2）重力的功率就是

，这里的是指竖直向下的分速度，

一开始m1是由静止释放的，所以m1一开始的竖直速度也必然为零，

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最后运动到A点的时候，由于此时的切线是水平的，所以此时的竖直速度也是零，但是在这个C到A的过程当中是肯定有竖直分速度的，所以相当于竖直速度是从无到有再到无的一个过程，也就是一个先变大后变小的过程，所以这里重力功率也是先增大后减小的过程，故B错误；

（3）若m1恰好能沿圆弧轨道下滑到A点，此时两小球速度均为零，根据动能定理得：故C正确，D错误；

故本题选C 选择题

如图所示，在倾角为θ的光滑斜面上，存在着磁感应强度大小均为B的匀强磁场，磁场方向垂直斜面向上，磁场的宽度为2L。一边长为L的正方形导体线圈，由静止开始沿斜面下滑，当ab边刚越过GH进入磁场瞬间和刚越过MN穿出磁场瞬间速度刚好相等。从ab边刚越过GH处开始计时，规定沿斜面向上为安培力的正方向，则线框运动的速率v与线框所受安培力F随时间变化的图线中，可能正确的是

，解得：

，

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A.

B.

C.

D.

【答案】AC

【解析】A、B、根据楞次定律可得线框进入磁场的过程中电流方向为顺时针；根据法拉第电磁感应定律可得感应电动势E=BLv，根据电流

；产生的安培力大小为

随速度变化为变化，

ab边刚越过GH进入磁场瞬间和刚越过MN穿出磁场瞬间速度刚好相等可能满足的运动情况两种；一是进磁场时匀速，完全进入磁场后做匀加速直线运动，但出磁场过程中，做加速度逐渐减小的减速运动，

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二是进磁场做变减速，后匀加速，再出磁场变减速，结合图象知A正确、B错误；C、D、根据左手定则可得线框进入磁场的过程中安培力方向向上为正，且；线框完全进入磁场过程中，安培力为零；出磁场的过程中安培力方向向上，且等于进入磁场时的安培力，所以C正确、D错误．故选AC．

选择题

如图所示，空间存在一匀强电场，其方向与水平方向间的夹角为30°，A、B与电场垂直，一质量为m，电荷量为q的带正电小球以初速度v0从A点水平向右抛出，经过时间t小球最终落在C点，速度大小仍是v0，且

，则下列说法中正确的是 （ ）

A．电场方向沿电场线斜向上 B．电场强度大小为C．小球下落高度

D．此过程增加的电势能等于【答案】BC 【解析】

试题分析：带正电小球从A到C，速度大小仍为，说明动能不

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变，根据动能定理知合外力做功等于零，则重力与电场力的合力与AC垂直，可知电场方向沿电场线斜向下，且A错误，B正确；小球在竖直方向的加速度为

,解得

，故

,小球下落高度

，C正确；电场力做的负功数值上等于重力做的功，因,所以增加的电势能为

实验题

利用如图所示的装置做“验证机械能守恒定律”的实验。

，D错误。

（1）除打点计时器（含纸带、复写纸）、交流电源、铁架台、导线及开关外，在下面的器材中，必须使用的还有________。（选填器材前的字母）

A．大小合适的铁质重锤 B．体积较大的木质重锤 C．刻度尺 D．游标卡尺 E．秒表

（2）如图是实验中得到的一条纸带。在纸带上选取三个连续打出的点A、B、C，测得它们到起始点O的距离分别为hA、hB、hC。重锤质量用m表示，已知当地重力加速度为g，打点计时器打点的周期为T。从打下O点到打下B点的过程中，重锤重力势能的减少量ΔEP = ________，动能的增加量ΔEK = ________。

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（3）在实验过程中，下列实验操作和数据处理正确的是________ A．释放重锤前，使纸带保持竖直

B．做实验时，先接通打点计时器的电源，再释放重锤 C．为测量打点计时器打下某点时重锤的速度v，可测量该点到O点的距离h，再根据公式度

D．用刻度尺测量某点到O点的距离h，利用公式mgh计算重力势能的减少量，其中g应取当地的重力加速度

（4）某同学在纸带上选取计数点后，测量它们到起始点O的距离h，并计算出打相应计数点时重锤的速度v，通过描绘v2-h图像去研究机械能是否守恒。若实验中重锤所受阻力不可忽略，且阻力大小保持不变，从理论上分析，合理的v2-h图像是图中的哪一个________。

计算，其中g应取当地的重力加速

A.A B.B C.C D.D

【答案】 （1）AC （2）mghB

ABD A

【解析】试题分析：（1）为了减小空气阻力，应使用体积小密度大的铁锤，故A正确B错误；实验中需要用刻度尺测量计数点间的距

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离，C正确；打点计时器即为计时的仪器，所以不需要秒表，也不需要游标卡尺，故DE错误；

（2）重力势能减小量等于重力所做的功，即

，根据匀

变速直线运动中间时刻速度规律可得B点的速度等于AC之间的平均

速度，故有，所以增加的动能为

（3）自由落体运动是竖直方向上的运动，为了减小摩擦，释放重锤前，使纸带保持竖直，A正确；在使用打点计时器时，应先接通电源等于工作稳定后再释放纸带，B正确；因为是要验证机械能守恒，而公式

是根据机械能守恒推导出来的，故C错误；用刻度尺

测量某点到O点的距离h，利用公式mgh计算重力势能的减少量，其中g应取当地的重力加速度．故D正确

（4）根据公式的倾斜直线，A正确；

实验题

某同学要测量一均匀新材料制成的圆柱形元件的伏安特性，步骤如下：

①用多用表“×100”倍率的电阻档测量该元件的电阻时，发现指针偏角过大，此时需换用__________倍率的电阻档（填“×10”或“×1k”），并重新进行_________后再进行测量，表盘的示数如图所示，则该电阻的阻值

=______Ω。

，解得

，知v2-h图线为过原点

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②该同学想更精确地测量其电阻，现有的器材及其代号和规格如下：

待测元件电阻：电流表电流表电压表电压表

（量程0~10mA，内阻约为50Ω） （量程0~50mA，内阻约为30Ω） （量程0~3V，内阻约为30kΩ） （量程0~15V，内阻约为50kΩ）

直流电源E（电动势3V，内阻不计）

滑动变阻器（阻值范围0~50Ω，允许通过的最大电流0．5A） 开关S，导线若干

（i）要求较准确地测出其阻值，电流表应选______，电压表应选________（选填电表符号）；

（ii）根据以上仪器，该同学按上图连接实验线路，在实验中发现电流表示数变化范围较小，请你用笔在图中添加一条线对电路进行修改，使电流表示数的变化范围变大；

（iii）修改后的电路其测量结果比真实值偏_______（选填“大”或“小”）

③为了进一步测量该元件的电阻率，该同学用游标卡尺和螺旋测

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微器测量了该元件的长度和直径，如图所示，由图可知其长度L=_______；其直径D=_______mm

【答案】①×10；欧姆调零；300；②A1；V1；如图；小；③50．20；4．700

【解析】

试题分析：①用多用表“×l00”倍率的电阻挡测量该元件的电阻时，发现指针偏角过大，说明所选挡位太大，此时需换用×10倍率的电阻挡，并重新进行欧姆调零后再进行测量，表盘的示数如图所示，则该电阻的阻值Rx=10×30=300Ω

②（i）电源电动势为4V，为了减小读数误差，电压表应选V1，通过电阻的电流的最大值是

，所以电流表应选A1，

（ii）由电路图可知，滑动变阻器采用限流接法，为扩大电流表示数变化范围，滑动变阻器应采用分压接法，电路图如图所示；

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（iii）由电路图可知，电流表采用外接法，由于电压表的分流，实验所测电流偏大，由欧姆定律可知，电阻的测量值偏小．

③游标卡尺的主尺读数为：5cm=50mm，游标尺上第4个刻度和主尺上某一刻度对齐，所以游标读数为4×0．05mm=0．20mm，所以最终读数为：50mm+0．20mm=50．20mm；螺旋测微器的固定刻度为4．5mm，可动刻度为20．0×0．01mm=0．200mm，所以最终读数为4．5mm+0．200mm=4．700mm．

解答题

如图所示，在第一象限中有竖直向下的匀强电场，电场强度E=2×10-6N/C，在第四象限内存在垂直纸面向外的匀强磁场。有一个比荷为5×107 C/kg的带电粒子（重力不计）以垂直于y轴的速度v0＝10 m/s从y轴上的P点进入匀强电场，恰好与x轴成45°角射出电场，再经过一段时间又恰好垂直于y轴进入第三象限。已知O、P之间的距离为d＝0.5 m，求：

（1）带点粒子在电场中运动的时间； （2）带点粒子在磁场中做圆周运动的半径；

（3）带点粒子在磁场中运动的时间。（保留三位有效数字） 【答案】（1）1m（2）

m（3）0.236s

【解析】（1）粒子在电场中做类平抛运动，由离开电场时粒子速

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度与x轴夹45o可

解得t1=0.1s （或由

解得t1=0.1s)

解得x=1m

带电粒子在电场中水平位移

（2）带电粒子在磁场中轨迹如图所示，由几何知识可知圆周运动的半径为

（3）粒子进入磁场时的速度由周期公式得

粒子运动的圆心角 由

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得：t=0.236s 解答题

如图所示，竖直平面内有一固定光滑的金属导轨，间距为L，导轨上端并联两个阻值均为R的电阻R1、R2，质量为m的金属细杆ab与绝缘轻质弹簧相连，弹簧与导轨平面平行，弹簧劲度系数为k，上端固定，整个装置处在垂直于导轨平面向外的匀强磁场中，磁感应强度为B，金属细杆的电阻为r=R，初始时，连接着被压缩的弹簧的金属细杆被锁定，弹簧弹力大小和杆的重力相等，现解除细杆的锁定，使其从静止开始运动，细杆第一次向下运动达最大速度为v1，此时弹簧处于伸长状态，再减速运动到速度为零后，再沿导轨平面向上运动，然后减速为零，再沿导轨平面向下运动，一直往复运动到静止状态，导轨电阻忽略不计，细杆在运动过程中始终与导轨处置并保持良好的接触，重力加速度为g，求

（1）细杆速度达到v1瞬间，通过R1的电流I1的大小和方向； （2）杆由开始运动直到最后静止，细杆上产生的焦耳热Q1； （3）从开始到杆第一次的速度为v1过程中，通过杆的电量． 【答案】(1)

方向从左向右(2)

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(3)

【解析】（1）杆ab速度为v1时，产生的感应电动势为：E=BLv1 电路的总电阻为：R总＝R 由欧姆定律，杆中的电流为：I＝通过R1的电流为：I1＝ 解得：I1＝

，方向从左向右；

（2）杆最后静止时，受到重力和弹簧的拉力，根据平衡条件和胡克定律可知，弹簧最后伸长量与原来压缩量相同，故弹性势能不变，杆下降高度为：H＝

，

由能量守恒定律解得电路的总焦耳热为：Q=mgH， 由电路的规律解得杆上的焦耳热为：

；

（3）设杆最初时弹簧压缩x0，由胡克定律有：kx0=mg， 当杆的速度为v1时，弹簧伸长为x1，加速度为0 由平衡条件及胡克定律有：mg-BIL-kx1=0， 解得：

，

设从静止到最大速度v1过程用时间△t，由法拉第电磁感应定律，杆中的平均电动势为：

，

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由欧姆定律，通过杆的平均电流为通过杆的电量为：q＝△t， 综上解得通过杆的总电量为： 解答题

如图所示，质量为M＝3kg的足够长木板C静止在光滑水平面上，质量均为m=1kg的A、B两个小物体放在C上，A、B间相距s0（未知）。现同时对A、B施加水平向右的瞬时冲量而使之分别获得初速度vA=2m/s和vB=4m/s， 已知A、C之间的动摩擦因数μ1=0.2，B与C之间的动摩擦因数μ2=0.4。g取10m/s2。求：

（1）整个过程A、B、C组成的系统产生的内能； （2）运动过程中A的最小速度； （3）为了使A、B不相碰，s0的最小值。 【答案】（1）6.4J（2）1m/s（3）0.85m

【解析】（1）由于、、三个物体构成的系统在水平方向不受外力，由动量守恒定律可得

由系统能量守恒：

（2）设经时间A与C恰好相对静止，此时A的速度最小，设

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为v3

在A与C相对静止前，三个物体的加速度大小分别为

A、B做匀减速运动，C做匀加速运动，达到在A与B相对静止过程中时间为t1

，

解得

A的最小速度为v3：

（3）解法一：当A、C相对静止后，A、C做匀加速运动，B做匀减速运动，经时间t2后，三个物体以共同速度v共匀速运动。过程中物体的加速度大小又分别为：

得

在开始运动到三个物体均相对静止的过程中A、B相对于地面的位移分别为

所以，A与B相距最小s0

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解法二：如图所示，作出

图像，从图像中可得：

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