广东省梅州市兴宁市2021-2022学年高三上学期期末物理试题

高三年级第一学期期末物理试题 2022.1
一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求。
1.下列说法正确的是
A. 用质点来代替有质量的物体是采用了等效替代的思想
B. 探究加速度与力和质量的关系的实验中采用了控制变量的思想
C. 牛顿利用扭秤实验比较准确地测出了万有引力常量
D. 千克、秒、牛顿是国际单位制中的三个基本单位
2.如图所示，甲、乙两物体零时刻开始从同一地点向同一方向做直线运动，位移时间图像，则在时间内
A. 甲、乙均做加速运动
B. 甲经过的路程比乙小
C. 甲、乙位移相同
D. 甲的速度总比乙大
3.如图所示，铁板与水平面垂直，一块磁铁吸附在铁板右侧，现缓慢绕铁板点沿顺时针转动到与水平面成角，此过程中磁铁始终相对铁板静止。下列说法正确的是
A. 磁铁始终受到四个力的作用
B. 开始瞬间重力与磁铁的弹力二力平衡
C. 铁板对磁铁的作用力逐渐增大
D. 磁铁受到的摩擦力逐渐增大
4.年月日时分，嫦娥三号着陆器与巡视器分离，“玉兔号”巡视器顺利驶抵月球表面。如图所示是嫦娥三号探测器携“玉兔号”奔月过程中某阶段运动示意图，关闭动力的嫦娥三号探测器在月球引力作用下向月球靠近，并将沿椭圆轨道在处变轨进入圆轨道，已知探测器绕月做圆周运动轨道半径为，周期为，引力常量为，下列说法中正确的是
A. 图中嫦娥三号探测器正减速飞向处
B. 嫦娥三号在处由椭圆轨道进入圆轨道必须点火加速
C. 根据题中条件可以算出月球质量
D. 根据题中条件可以算出嫦娥三号受到月球引力的大小
5.“天津之眼”是一座跨河建设、桥轮合一的摩天轮，是天津市的地标之一。摩天轮悬挂透明座舱，乘客随座舱在竖直面内做匀速圆周运动。下列叙述正确的是
A. 摩天轮转动过程中，乘客的机械能保持不变
B. 在最高点，乘客处于失重状态
C. 摩天轮转动一周的过程中，乘客重力的冲量为零
D. 摩天轮转动过程中，乘客重力的瞬时功率保持不变
6. 如图所示电路中，电源电动势为、内阻为，电阻为定值电阻，为滑动变阻器，、为电容器的两个极板。当滑动变阻器的滑动端处于某位置时，、两板间的带电油滴静止不动。则下列说法中正确的是
A. 仅把两极板、间距离增大，油滴向上运动，电流表读数不变
B. 仅把两极板、间距离减小，油滴向下运动，电流表读数不变
C. 仅把的滑动端向下滑动时，电流表读数增大，油滴向上运动
D. 仅把的滑动端向上滑动时，电流表读数减小，油滴向上运动
7．如图所示为汽车在水平路面上启动过程中的速度图像，Oa为过原点的倾斜直线，ab段表示以额定功率行驶时的加速阶段，bc段是与ab段相切的水平直线，则下述说法正确的是
A． 0～t1时间内汽车做匀加速运动且汽车牵引力的功率恒定
B． t1～t2时间内的平均速度为
C． t1～t2时间内汽车牵引力做功等于
D．在全过程中t1时刻的牵引力及其功率都是最大值，t2～t3时间内牵引力最小
二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
8.高台跳雪是冬奥会的比赛项目之一。如图所示，某高台跳雪运动员可视为质点从雪道末端先后以初速度之比：：沿水平方向飞出，不计空气阻力，则运动员从飞出到落到雪坡上的整个过程中
A. 运动员先后在空中飞行的时间不相同
B. 运动员先后落在雪坡上的速度方向不同
C. 运动员先后落在雪坡上动量的变化量之比为：
D. 运动员先后落在雪坡上动能的增加量之比为：
9. 如图所示，带箭头的线表示某一电场的电场线。仅在电场力作用下，一带电粒子经A点飞向B点，径迹如图中虚线所示，下列说法正确的是（　　）
A．粒子带正电
B．A、B两点相比，粒子在B点加速度大
C．A、B两点相比，粒子在A点动能大
D．A、B两点相比，带电粒子在B点的电势能较大
10.如图所示，质量为的滑槽静止在光滑的水平地面上，滑槽的部分是粗糙水平面，部分是半径为的四分之一光滑圆弧轨道。现有一质量为的小滑块从点以速度冲上滑槽，并且刚好能够滑到滑槽轨道的最高点点，忽略空气阻力。则在整个运动过程中，下列说法正确的是
A. 滑块滑到点时，速度大小等于
B. 滑块滑到点时速度变为
C. 滑块从点滑到点的过程中，滑槽与滑块组成的系统动量和机械能都守恒
D. 滑块从点滑到点的过程中，滑槽与滑块组成的系统动量不守恒，机械能守恒
三、非选择题：共54分。第11~14题为必考题，考生都必须作答。第15题为选考题，考生根据要求作答。
11.（6分）“用研究加速度与力的关系”的实验装置如图所示，实验中用所挂钩码的重量作为细线对小车的拉力通过增加钩码的数量，多次测量，可得小车运动的加速度和所受拉力的关系图象．他们在轨道水平和倾斜的两种情况下分别做了实验，得到了两条图线，如图所示．
图线______ 选填“”或“” 是在轨道右侧抬高成为斜面情况下得到的；
在轨道水平时，小车运动的阻力 ______ ；
单选图中，拉力较大时，图线明显弯曲，产生误差．为避免此误差可采取的措施是______ ．
A.调整轨道的倾角，在未挂钩码时使小车能在轨道上匀速运动
B.在增加钩码数量的同时在小车上增加砝码，使钩码的总质量始终远小于小车的总质量
C.将无线力传感器捆绑在小车上，再将细线连在力传感器上，用力传感器读数代替钩码的重力
D.更换实验中使用的钩码规格，采用质量较小的钩码进行上述实验．
12. （10分）在用电压表和电流表研究小灯泡在不同电压下的功率的实验中，实验室备有下列器材供选择：
A．待测小灯泡“3.0V、1.5W”
B．电流表（量程3A，内阻约为1Ω）
C．电流表（量程0.6A，内阻约为5Ω）
D．电压表（量程3.0V，内阻约为10kΩ）
E．电压表（量程15.0V，内阻约为50kΩ）
F．滑动变阻器（最大阻值为100Ω，额定电流50mA）
G．滑动变阻器（最大阻值为5Ω，额定电流1.0A）
H．电源（电动势为4.0V，内阻不计）
I．电键及导线等
（1）为了使实验误差最小，电流表应选用___________；电压表应选用___________；滑动变阻器应选用___________。（只需填器材前面的字母即可）
（2）请在虚线框内画出实验电路图，并在右侧实物图中完善连线。
（3）实验测得该小灯泡的伏安特性曲线如图所示，用另一电源（电动势为4V，内阻为2.0Ω）和与实验中相同的两个小灯泡串联，此时每个小灯泡的实际功率约为___________W（结果保留1位小数）。
13. （10分）如图所示，虚线、之间存在水平向右的匀强电场，两虚线间距离为。一质量为、电荷量为的带电粒子，从点由静止释放，经电压为的电场加速后，由点垂直进入水平匀强电场中，从上的某点图中未画出离开，其速度与电场方向成角。不计粒子的重力，求：
粒子刚进入水平匀强电场时的速率；
水平匀强电场的场强大小；
两点间的电势差。
14．（16分）如图所示，质量m1=2kg的小物块从半径R=1.8m的光滑圆弧轨道自静止开始下滑，质量m2=1kg的小球拴接在长为l=1.6m的轻绳上保持静止（与水平面无挤压）。小物块进入光滑水平轨道后与小球发生弹性碰撞，碰撞后小物块滑上静止在水平面上的木板M（小物块与小球均可看作质点）。木板的质量M=1kg，长L=1.25m，高h=0.8m。木板与物块间的动摩擦因数，与地面间的动摩擦因数，g=10m/s2。求：
（1）小物块滑至圆轨道最低点的速度大小；
（2）小物块与小球发生碰撞后，小球在竖直平面内运动时，绳子是否会松弛？
（3）小物块滑上木板后，能否从木板上滑下。若不能滑下，求小物块停在木板上的位置；若能滑下，求小物块落地点和木板右端的最终水平距离。
15.（I）（4分）如图是分子间作用力与分子间距离关系的示意图，由图可知当分子间距离为r1时，分子间的斥力________引力；分子间距离为r1时的分子势能________分子间距离为r2时的分子势能．（两空均选填“大于”、“小于”或“等于”）
（II）（8分）如图，汽缸内封闭一定质量的某种理想气体，活塞通过滑轮和一重物连接并保持平衡，已知活塞距缸口，活塞面积，封闭气体的体积为，温度为，大气压强，重物重力，活塞重力及一切摩擦不计。缓慢升高环境温度，封闭气体吸收了的热量，使活塞刚好升到缸口整个过程重物未触地，求：
吸热前汽缸内气体的压强；
活塞刚好升到缸口时，气体的温度是多少？
汽缸内气体对外界做多少功？
气体内能的变化量为多少？
高三年级第一学期期末物理试题答案 2022.1
1.【答案】B
【解析】解：、用质点来代替有质量的物体是采用了理想模型的方法，故A错误；
B、探究加速度与力和质量的关系的实验中采用了控制变量的思想，故B正确；
C、卡文迪许利用扭秤实验比较准确地测出了万有引力常量，故C错误；
D、千克、秒、米是国际单位制中力学的三个基本单位，牛顿是导出单位。故D错误。
2.【答案】
【解析】时间内，甲的斜率不变，则速度不变，做匀速运动，乙图线的斜率先小于甲后大于甲，即乙的速度先小于甲后大于甲，乙做加速运动，故AD错误
C.时间内，甲、乙的起点和终点都相同，则位移相同，故C正确
B.甲、乙都做单向运动，通过的路程等于位移，则甲、乙通过的路程相同，故B错误。
3.【答案】
【解析】解：、对铁块受力分析，受重力、磁力、支力和摩擦力，如图所示，故A正确；
B、开始瞬间，重力与摩擦力二力平衡，故B错误；
C、由于始终平衡，故合力为零，铁板对磁铁的作用力与重力平衡不变，故C错误；
D、沿铁板方向，由平衡条件得：，减小，所以减小，故D错误；
4.【答案】
【解析】解：、嫦娥三号探测器在沿椭圆轨道飞向处的过程中，月球对探测器的引力对飞船做正功，根据动能定理可知，探测器正加速速飞向处，故A错误。
B、椭圆轨道和圆轨道是不同的轨道，航天飞机不可能自主改变轨道，只有在减速后，做近心运动，才能进入圆轨道。故B错误。
C、万有引力提供向心力，得：，根据轨道半径为，周期为，万有引力常量为计算出月球的质量。故C正确。
D、由于不知道嫦娥三号探测器的质量，故不能计算出嫦娥三号受到月球引力的大小，故D错误。
5.【答案】
【解析】解：、机械能等于重力势能和动能之和，摩天轮运动过程中，做匀速圆周运动，乘客的速度大小不变，则动能不变，但高度变化，所以机械能在变化，故A错误；
B、圆周运动过程中，在最高点，由重力和支持力的合力提供向心力，向心力指向下方，即加速度指向下方，处于失重状态，故B正确；
C、转动一周，重力的冲量为，不为零，故C错误；
D、运动过程中，乘客的重力大小不变，速度大小不变，但是速度方向时刻在变化，所以重力的瞬时功率在变化，故D错误。
6.【答案】
【解析】A.仅把两极板、间距离增大，不改变电路的电阻，则不改变电路的电流，电流表读数不变，电容器两端电压不变，由分析知，板间场强减小，油滴所受的电场力减小，则油滴向下运动，故A错误；
B.仅把两极板、间距离减小，不改变电路的电阻，则不改变电路的电流，电流表读数不变，电容器两端电压不变，由分析知，板间场强增大，油滴所受的电场力增大，则油滴向上运动，故B错误。
C.仅把的滑动端向下滑动时，变阻器接入电路的电阻减小，外电路总电阻减小，干路电流增大，变阻器两端电压减小，电容器板间场强减小，油滴所受的电场力减小，则油滴向下运动，故C错误；
D.仅把的滑动端向上滑动时，变阻器接入电路的电阻增大，外电路总电阻增大，干路电流减小，变阻器两端电压增大，电容器板间场强增大，油滴所受的电场力增大，则油滴向上运动，故D正确；
7、D
【解析】A、0～t1时间内v-t图线为倾斜的直线，故汽车做匀加速运动，故牵引力恒定，由P=Fv可知，汽车的牵引力的功率增大，故A错误；
B、t1～t2时间内，v-t图线不是直线，非匀变速直线运动，不能利用=求平均速度，由题可知>，故B错误；
C、t1～t2时间内动能的变化量为，牵引力还要克服摩擦力做功，故C错；
D、0～t1时间内牵引力恒定，且为最大值，此后功率P不变，由P=Fv知速度增大，故牵引力减小，在t2～t3时间内，物体做匀速直线运动，物体的牵引力最小，等于摩擦力，故D正确。
8.【答案】
【解析】解：、由平抛运动规律有水平方向做匀速直线运动，
竖直方向做自由落体运动且运动员落在斜面上，则
解得：运动员飞行的时间与成正比，所以运动员先后在空中飞行的时间不相同。故A正确；
B、由平抛运动推论可知速度夹角的正切值是位移夹角正切值的倍，落到雪坡上位移夹角相同，则速度的夹角也相同。故B错误；
C、由于运动员飞行的时间与成正比得：：运动员飞行过程，由动量定理有故运动员先后落在雪坡上动量的变化量之比与时间成正比为：，故C正确；
D、运动员下落的高度为，由动能定理有，解得运动员先后落在雪坡上动能的增加量与时间的平方成正比，动能的增量之比为：，故D错；
9.【答案】
【解析】A．电场线的方向向上，根据粒子的运动的轨迹可以判断得出粒子受到的电场力方向向下，与电场线的方向相反，所以该粒子带负电，故A错误；
B．电场线密的地方电场的强度大，所以粒子在B点受到的电场力大，在B点时的加速度大，故B正确。
CD．从A到B得过程中，电场力对粒子做负功，所以粒子的动能减小，电势能增加，则粒子在A点动能大，在B点电势能大，故CD正确。
10.【答案】
【解析】滑槽与滑块组成的系统，水平方向不受外力，系统水平动量守恒。设滑块滑到点时，速度大小为。取水平向右为正方向，根据水平动量守恒得：，得：故A正确，B错误；
C.滑块从滑到的过程，滑槽与滑块组成的系统合外力为零，动量守恒。由于要产生内能，所以系统的机械能不守恒，故C错误；
D.滑块从滑到的过程，滑块竖直方向有分加速度，根据牛顿第二定律知系统的合外力不为零，则滑槽与滑块组成的系统动量不守恒。由于只有重力做功，所以系统的机械能守恒，故D正确。
11.【答案】；；
【解析】解：在水平轨道上，由于受到摩擦力，拉力不为零时，加速度仍然为零，可知图线Ⅱ是在轨道水平的情况下得到的．当轨道的右侧抬高过高时，平衡摩擦力过度，拉力等于时，会出现加速度，所以图线是在轨道右侧抬高成为斜面情况下得到的．
根据牛顿第二定律得，，，图线的斜率表示质量的倒数；因为时，加速度为零，解得．
由于开始段关系为一倾斜的直线，所以在质量不变的条件下，加速度与外力成正比；由实验原理：
得，而实际上，可见段明显偏离直线是由于没有满足造成的．所以更换实验中使用的钩码规格，采用质量较小的钩码进行上述实验，可以减小弯曲的程度，而将无线力传感器捆绑在小车上，再将细线连在力传感器上，用力传感器读数代替钩码的重力可以避免出现这种情况．故最佳的答案是C选项．
12.【答案】C D G 0.4
【详解】（1）[1][2][3]小灯泡的额定电流为
为了使实验误差最小，电流表应选用C；电压表应选用D；滑动变阻器要接成分压电路，则应选用阻值较小的G；
（2）[4]因灯泡电阻远小于电压表的内阻，则采用电流表外接；滑动变阻器用分压电路，则电路图及实物连线如图；
13. （10分）
解：粒子在加速电场中运动的过程，由动能定理得： （1分）
代入数据解得：；（1分）
粒子进入匀强电场中做类平抛运动，沿初速度方向做匀速运动，
则有：，（1分）
粒子沿电场方向做匀加速运动，则有： （1分）
由题意得： （1分）
由牛顿第二定律得：，（1分）
联立解得：；（1分）
粒子运动到点的速度 （1分）
从到的过程由动能定理得： （1分）
联立解得：。（1分）
14.【答案】
（1）小物块下滑至最低点，由动能定理有 （2分）
则滑至最低点速度大小 （1分）
（2）小物块与小球发生弹性碰撞，由动量守恒定律和能量守恒定律，有
（1分） （1分）
代入数据，可得撞后小物块速度，小球速度
绳刚好不松驰，小球在最高点，由牛顿第二定律有 （1分）
代入数据，有
若小球在竖直平面内可上升至最高点，由动能定理有
（1分）
代入数据 ，可得，则绳会松弛。 （1分）
（3）小物块以2m/s冲上木板，假设木板能滑动，由牛顿第二定律，
对小物块，有 （1分）
对木板，有 （1分）
解得，则木板可以做匀加速运动。
假设小物块经过时间t可以运动到木板右端，由
（1分）
解得运动时间 t=1s
小物块此时速度
木板速度 ，则小物块可以运动到木板右端且抛出。 （1分） 小物块离开木板后做平抛运动，由， （1分）
可得小物块从抛出到落地水平位移
小物块抛出后，对木板 ， （1分）
则木板减速至停下的位移 （1分）
则小物块和木板右端的最终水平距离 （1分）
15.【答案】等于 小于
解：吸热前对气缸受力分析，根据平衡条件有 ； (1分)
代入数据解得 (1分)
封闭气体初态：，，
末态： (1分)
缓慢升高环境温度，封闭气体做等压变化，根据盖吕萨克定律有 (1分)
代入数据解出 (1分)
汽缸内气体对外界做功
代入解得 (1分)
由热力学第一定律得，汽缸内气体内能的变化 (1分)
代入数据解得 (1分)
故汽缸内的气体内能增加了第10页，共10页