山西省大同市左云县第五中学2022年高三物理测试题含解析

一、 选择题：本题共5小题，每小题3分，共计15分．每小题只有一个选项符合题意

1. （多选）如图所示,在线圈上端放置一盛有冷水的金属杯,现接通交流电源,

过了几分钟,杯内的水沸腾起来。若要缩短上述加热时间,下列措施可行的有

A.增加线圈的匝数 B.提高交流电源的频率 C.将金属杯换为瓷杯 D.取走线圈中的铁芯

参：

AB

本题考查影响感应电动势大小的因素、感应电流大小的判断,意在考查考生的分析推理能力。当线圈上通交流电时,金属杯由于发生电磁感应现象,杯中有感应电流,对水加热,若要增大感应电流,则需要增大感应电动势或者减小杯体的电阻。增加线圈的匝数,使得穿过金属杯的磁场增强,感应电动势增大,选项A正确;提高交流电的频率,使得磁通量的变化率增大,感应电动势增大,选项B正确;若将金属杯换为瓷杯,则不会产生感应电流,选项C错误;取走线圈中的铁芯,磁场会大大减弱,感应电动势减小,选项D错误。

2. 在“探究单摆周期与摆长关系”的实验中，下列做法不正确的是 A．用刻度尺测出细线的长度并记为摆长l B．在小偏角下让单摆摆动

C．当单摆经过平衡位置时开始计时，测量一次全振动的时间作为单摆的周期T

D．通过简单的数据分析，若认为周期与摆长的关系为T2∝l，则可作T2—l图象；如果图象是一条直线，则关系T2∝l成立

参：

AC

3. 我们银河系的恒星中大约有四分之一是双星。某双星由质量不等的星体S1和S2构成，两星在相互之间的万有引力作用下绕两者连线上某一定点C做匀速圆周运动。由天文观察测得其运动周期为T。S1到C点的距离为r1，S1和S2的距离为r，已知引力常量为G。由此可求出S2的质量为（ ）

A． B． C． D．

参： A

4. 下列说法中正确的是 ▲

A．温度越高，每个分子的速率一定越大

B．雨水没有透过布雨伞是因为液体表面存在张力

C．布朗运动是指在显微镜下观察到的液体分子的无规则运动

D．单晶体的某些物理性质是各向异性的，多晶体的物理性质是各向同性的

参：

BD

5. （单选）2012年10月25日，我国第16颗北斗导航卫星升空，北斗卫星导航系统是继美GPS和 俄GLONASS之后第三个成熟的卫星导航系统。这些卫星含有中地球轨道卫星、地球静止轨道卫星和倾斜地球同步轨道卫星。其中地球静止轨道卫星是位于赤道上空的同步卫星，倾斜地球同步轨道卫星

的轨道平面与赤道平面有一定的夹角，其周期与地球自转周期相同。则以下关于倾斜地球同步轨道卫星的说法正确的是( C )

A．它的轨道髙度比位于赤道上空的同步卫星的轨道高度低 B．它的运行速度比位于赤道上空的同步卫星的运行速度大

C．它的向心加速度大小和位于赤道上空的同步卫星的向心加速度大小相等 D．该卫星始终位于地球表面某个点的正上方

参：

C

二、 填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分

6. 一行星绕某恒星做圆周运动。由天文观测可得其运行的周期为T、线速度的大小为v，已知引力常量为G，则行星运动的轨道半径为__________，恒星的质量为__________。 参：

，

7. （2分）

在α衰变时产生的

也具有放射性，它能放出一个 粒子而变为

。

参： β

8. 某同学设计了只用一把刻度尺作为测量工具测量动摩擦因数的实验，主要设计思路为:用同种材料

制作的两个平直木板，一木板放在水平面上，另一木板放在斜面上，两木板间用短小光滑圆弧形曲面连接，如图所示；实验中让一小滑块从斜面上木板的某点P由静止释放，小滑块最终滑到水平上木板的某点Q停下来。短小光滑圆弧形曲面可使小滑块经过时，速度大 小不变，方向由沿斜面方向变为沿水平方向。

若实验要求测量长度的次数最少，你认为应测量下列哪些物理量______(填选项前的字母序号），小滑块与木板间动摩擦因数μ的计算公式为_________(用你选取的物理量对应的符号表达)。 A.P点距地面的高度H B.P点到斜面底端的水平距离L C.斜面底端到Q点的距离X D.P点到Q点的水平距离S

参：

(1). AD (2).

【详解】由能量关系可知：

（其中S1和x分别是斜面的长度和水平

面的长度，S是P点在水平面上的投影到Q点的距离；H是斜面的高度），解得 ，则需要测量：

P点距地面的高度H和 P点到Q点的水平距离S。 小滑块与木板间动摩擦因数的计算公式为

.

9. 如图所示，是一列沿x轴负方向传播的简谐横波在t=0时刻的波形图，已知波的传播速度v=2m/s，

则振动的周期为 s，x=1.0m处质点的振动方向沿 (填 “y轴正方向”或 “y轴负方向”)，x=2.0m处的质点在0—1.5s内通过的路程为 cm．

参：

10. 如图所示，重力大小均为G的杆O1B和O2A，长度均为L，O1和O2为光滑固定转轴，A

处有一凸起的搁在O1B的中点，B处用绳系在O2A的中点，此时两短杆便组合成一根长杆，则A处受到的支承力大小为 B处绳子的张力大小为 。

参：

G，G

11. 用不同频率的光照射某金属，测量其反向遏止电压UC与入射光频率ν，得到UC-ν图象，根据图象求出该金属的截止频率νC= Hz，金属的逸出功W= eV，普朗克常量

h= J·s．

参：

5.0×1014； 2.0； 6.4×10－34

12. 核动力航母利用可控核裂变释放核能获得动力．核反应是若干核反应的一种，其中X为待求粒子， y为X的个数，则X是 ▲ （选填“质子”、“中子”、“电子”）， y＝ ▲ .若反应过程中释放的核能为E，光在真空中的传播速度为c，则核反应的质量亏损表达式为 ▲ . 参：

中子（1分） 3（1分） E/c2

13. 一物块以150J的初动能从斜面底端A沿斜面向上滑动,到B时动能减少100J,机械能减少

30J， 以A点所在的水平面为零势能面，则小球到达最高点时的重力势能为_____J。物块返回到A时的动能为________J. 参：

三、 简答题：本题共2小题，每小题11分，共计22分

14. 如图所示，一定质量理想气体经历A→B的等压过程，B→C的绝热过程（气体与外界无热量交换），其中B→C过程中内能减少900J．求A→B→C过程中气体对外界做的总功．

参：

W=1500J

【详解】由题意可知，

过程为等压膨胀，所以气体对外做功为：

过程：由热力学第一定律得：

则气体对外界做的总功为：

代入数据解得：

。

15. 如图所示，质量m = 1 kg的小物块静止放置在固定水平台的最左端，质量2 kg的小车左端紧靠平台静置在光滑水平地面上，平台、小车的长度均为0.6 m。现对小物块施加一水平向右的恒力F，使小物块开始运动，当小物块到达平台最右端时撤去恒力F，小物块刚好能够到达小车的右端。小物块大小不计，与平台间、小车间的动摩擦因数均为0.5,重力加速度g取10 m/s2，水平面足够长，求:

(1)小物块离开平台时速度的大小； (2)水平恒力F对小物块冲量的大小。

参：

（1）v0=3 m/s；（2）

【详解】（1）设撤去水平外力时小车的速度大小为v0，小物块和小车的共同速度大小为v1。从撤去恒力到小物块到达小车右端过程，对小物块和小车系统： 动量守恒：

能量守恒：

联立以上两式并代入数据得：v0=3 m/s

（2）设水平外力对小物块的冲量大小为I，小物块在平台上运动的时间为t。小物块在平台上运动过程，对小物块： 动量定理：

运动学规律：

联立以上两式并代入数据得：

四、计算题：本题共3小题，共计47分

16. 如图所示，两金属板正对并水平放置，分别与平行金属导轨连接，Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ区域有垂直导轨所在平面的匀强磁场．金属杆ab与导轨垂直且接触良好，并一直向右匀速运动．某时刻ab进入Ⅰ区域，同时一带正电小球从O点沿板间中轴线水平射入两板间．ab在Ⅰ区域运动时，小球匀速运动；ab从Ⅲ区域右边离开磁场时，小球恰好从金属板的边缘离开． 已知板间距为4d，导轨间距为L，Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ区域的磁感应强度大小相等、宽度均为d．带电小球质量为m，电荷量为q，ab运动的速度为v0，重力加速度为g．求： （1）磁感应强度的大小；

（2）ab在Ⅱ区域运动时，小球的加速度大小；

（3）要使小球恰好从金属板的边缘离开，ab运动的速度v0要满足什么条件。

参：

（1）ab在磁场区域运动时，产生的感应电动势大小为：

……① （2分）

金属板间产生的场强大小为： ……② （2分）

ab在Ⅰ磁场区域运动时，带电小球匀速运动，有

……③ （2分）

联立①②③得： ……④（2分）

（2）ab在Ⅱ磁场区域运动时，设小球的加速度a，依题意，有

……⑤ （2分）

联立③⑤得：

……⑥（2分）

（3）依题意，ab分别在Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ磁场区域运动时，小球在电场中分别做匀速、类平抛和匀速运动，设发生的竖直分位移分别为SⅠ、SⅡ、SⅢ；ab进入Ⅲ磁场区域时，小球的运动速度为vⅢ．则：

SⅠ= 0 ……⑦ （1分） SⅡ=……⑧（1分）

SⅢ=vⅢ……⑨（1分） vⅢ= ……⑩ （1分）

又：SⅠ+SⅡ+SⅢ=2d…… ⑾ （1分）

联立可得： ⑿ （2分）

17. 如图所示，半径R＝0.4 m的光滑半圆轨道与粗糙的水平面相切于A点，质量为m＝1 kg的小物体(可视为质点)在水平拉力F的作用下，从静止开始由C点运动到A点，物体从A点进入半圆轨道的同时撤去外力F，物体沿半圆轨道通过最高点B后做平抛运动，正好落在C点，已知物体从C到A的过程中，克服摩擦力做功9.5J, F＝15 N，g取10 m/s2，试求：(1)物体在B点时的速度大小以及AC间距离？（2）物体在B点半圆轨道对物体的弹力？

参：

18. 某放置在真空中的装置如图甲所示，水平放置的平行金属板A、B中间开有小孔，小孔的连

线与竖直放置的平行金属板C、D的中心线重合。在C、D的下方有如图所示的、范围足够大的匀强磁场，磁场的理想上边界与金属板C、D下端重合，其磁感应强度随时间变化的图象如图乙所示，图乙中的

为已知，但其变化周期

未知。已知金属板A、B之间的电势差为

，金属板C、D

的长度均为L，间距为。质量为m、电荷量为q的带正电粒子P（初速度不计、重力不计）进入A、B两板之间被加速后，再进入C、D两板之间被偏转，恰能从D极下边缘射出。忽略偏转电场的边界效应。

（1）求金属板C、D之间的电势差UCD。

（2）求粒子离开偏转电场时速度的大小和方向。

（3）规定垂直纸面向里的磁场方向为正方向，在图乙中t=0时刻该粒子进入磁场，并在时刻粒子的速度方向恰好水平，求磁场的变化周期T0和该粒子从射入磁场到离开磁场的总时间t总。

参：