山西省太原市2022届高三上学期物理期末考试试卷

试卷更新日期：2022-09-09 类型：期末考试

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一、单选题

1. 如图所示，实线为三条电场线，从电场中 $M$ 点以相同速度飞入的 $a$ 、 $b$ 两个带电粒子，运动轨迹如图中虚线所示，则（　　）

A、 $a$ 一定带正电， $b$ 一定带负电 B、 $a$ 的速度将减小， $b$ 的速度将增大 C、 $a$ 的加速度将减小， $b$ 的加速度将增大 D、 $a$ 的电势能将增大， $b$ 的电势能将减小

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2. 短道速滑男女混合2000米接力是北京冬奥会的新增项目，我国运动员在这一项目上具有很强的实力。某次训练中，运动员在光滑水平冰面上进行交接时，后方运动员用水平力沿运动方向推前方运动员。则在交接过程中（　　）

A、两个运动员动量的变化大小相等 B、两个运动员相互作用的冲量相同 C、前方运动员的机械能增大，后方运动员的机械能减小，两人的总机械能守恒 D、前方运动员的动量增大，后方运动员的动量减小，总动量减小

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3. 高层楼房发生了火灾，消防员及时赶到，用多个高压水枪同时进行灭火。靠在一起的甲、乙两个相同高压水枪，喷出的水落到着火点的同一位置上，如图所示。已知甲、乙喷出的水初速大小相同且水迹处于同一竖直面内，忽略水受到的空气阻力，则（　　）

A、到达着火点时，甲喷出的水的速率较大 B、到达着火点时，乙喷出的水速度的方向可能水平 C、到达着火点时，甲喷出的水速度的方向可能水平 D、从喷出到着火点，乙喷出的水运动的时间较长

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4. $t = 0$ 时，汽车在平直的公路上沿直线匀速运动；t₀时刻，由于前方出现事故，司机踩下刹车踏板，车辆立即开始做匀减速运动，这一过程中汽车的位移-时间图像如图所示。下列说法正确的是（　　）

A、汽车减速的加速度大小为 $\frac{x_{0}}{2 t_{0}^{2}}$ B、2t₀后汽车开始做匀速运动 C、0～t₀内，汽车平均速度的大小为 $\frac{2 x_{0}}{t_{0}}$ D、0～2t₀内，汽车平均速度的大小为 $\frac{3 x_{0}}{4 t_{0}}$

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5. 如图所示，直流电源、滑动变阻器 $R$ 、平行板电容器 $C$ 与电流计 $G$ 连接， $C$ 的下极板接地，开始时 $C$ 不带电。现闭合开关 $S_{1}$ 、 $S_{2}$ ，稳定后一带电油滴恰能静止在电容器中的 $P$ 点，下列说法正确的是（　　）

A、保持两开关闭合， $R$ 的滑片上滑时， $G$ 中电流向上 B、保持两开关闭合， $R$ 的滑片下滑时，油滴向上运动 C、断开 $S_{2}$ ， $C$ 的下极板下移时， $P$ 点的电势升高 D、断开 $S_{2}$ ， $C$ 的上极板下移时，油滴的电势能减小

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6. 如图所示，客厅中的环形吊灯质量沿环均匀分布，通过四根等长的细绳对称地拴接、悬挂在天花板的同一点上，吊灯的质量为 $m$ 。若绳长等于环形吊灯的直径，则每根轻绳对吊灯的拉力大小为（　　）

A、 $\frac{\sqrt{3}}{6} m g$ B、 $\frac{m g}{4}$ C、 $m g$ D、 $\frac{2 \sqrt{3}}{3} m g$

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7. 如图所示，光滑绝缘水平面上有质量分别为 $m$ 和 $2 m$ 的小球 $A$ 、 $B$ ，两小球带异种电荷。将方向水平向右、大小为 $F$ 的力作用在 $B$ 上，当 $A$ 、 $B$ 间的距离为 $L$ 时，两小球可保持相对静止。若改用方向水平向左的力作用在 $A$ 上，欲使两小球间的距离保持为 $2 L$ 并相对静止，则外力的大小应为（　　）

A、 $\frac{1}{16} F$ B、 $\frac{1}{8} F$ C、 $\frac{1}{4} F$ D、 $\frac{1}{2} F$

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8. 如图甲所示，一物块置于粗糙水平面上，其右端通过水平弹性轻绳固定在竖直墙壁上。用力将物块向左拉至 $O$ 处后由静止释放，用传感器测出物块的位移 $x$ 和对应的速度，作出物块的动能 $E_{k} - x$ 关系图像如图乙所示。其中， $0.10 m ~ 0.25 m$ 间的图线为直线，其余部分为曲线。已知物块与水平面间的动摩擦因数为0.2，取 $g = 10 m / s^{2}$ ，弹性绳的弹力与形变始终符合胡克定律，可知（　　）

A、物块的质量为 $0.2 k g$ B、弹性绳的劲度系数为 $50 N / m$ C、弹性绳弹性势能的最大值为 $0.6 J$ D、物块被释放时，加速度的大小为 $8 m / s^{2}$

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二、多选题

9. 图甲为一转动的传送带，以恒定的速率 $v$ 顺时针转动。在传送带的右侧有一滑块以初速度 $v_{0}$ 从光滑水平面滑上传送带，运动一段时间后离开传送带，这一过程中滑块运动的 $v - t$ 图像如图乙所示。由图像可知滑块（　　）

A、从右端离开传送带 B、从左端离开传送带 C、先受滑动摩擦力的作用，后受静摩擦力的作用 D、变速运动过程中受滑动摩擦力的作用

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10. 2021年12月9日，神舟十三号航天员在中国空间站进行首次太空授课。在授课中王亚平介绍，空间站每天能观察到很多次日出。已知地球半径为 $R$ ，地球的自转周期为 $T_{0}$ ，空间站绕地球做匀速圆周运动的周期为 $T$ ，其轨道与赤道成一定的倾角，地球同步卫星的高度为h₀。忽略一天之内地球相对太阳位置的变化，仅利用以上物理量可估算（　　）

A、空间站中每天能观察到的日出的次数 B、地球的质量 C、空间站离地的高度 D、空间站绕地球运动的动能

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11. 如图所示，菱形 $a O b P (a b > 2 O P)$ 的顶点 $a$ 、 $b$ 处分别固定有等量的正点电荷。取无穷远为零电势点， $O P$ 方向为 $x$ 正方向。若将一带负电的粒子从 $O$ 点由静止释放，在粒子从 $O$ 运动到 $P$ 点的过程中，则下图中关于 $O$ 、 $P$ 间的电场强度 $E$ 、电势 $φ$ 以及粒子的电势能 $E_{P}$ 、动能 $E_{k}$ 随 $x$ 变化的图线中，可能正确的是（　　）

A、 B、 C、 D、

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12. 如图所示，直角坐标 $x O y$ 所在平面存在沿 $y$ 轴正方向的匀强电场 $E_{y}$ 。 $t = 0$ 时，一带正电荷的粒子从 $O$ 点以动能 $E_{k 0}$ 沿 $x$ 轴正方向射入； $t_{0}$ 时刻，在 $x O y$ 平面内叠加沿 $x$ 轴正方向的匀强电场 $E_{x}$ ，粒子开始做直线运动，又经过时间 $t_{0}$ ，粒子到达 $P$ 点。已知 $\frac{E_{x}}{E_{y}} = \sqrt{3}$ ， $y_{P} = d$ ，粒子的带电量为 $q$ ，下列说法中正确的是（　　）

A、粒子在 $x$ 方向上始终做匀速直线运动 B、 $E_{y} = \frac{4 E_{k 0}}{3 q d}$ C、 $x_{P} = \frac{5 \sqrt{3}}{4} d$ D、粒子达 $P$ 点时的动能为 $\frac{14}{3} E_{k 0}$

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三、实验题

13. 在采用多组合作方式用图甲的装置探究“小车加速度与力、质量的关系”的实验中：

(1)、安装调试时，补偿阻力的具体做法是：把木板的左侧垫高，调节木板的倾斜程度，轻推小车，使小车在不受牵引时能拖动纸带沿木板（选填“减速运动”“加速运动”或“匀速运动”）；

(2)、安装好器材后，各小组分别或保持小车的质量不变、增减所挂槽码个数；或保持槽码个数不变、增减小车中的重物，分别打出多条纸带，处理后把数据集中记录在了下表中：

序号	槽码重量（ $N$ ）	小车总质量（ $k g$ ）	小车加速度（ $m \cdot s^{- 2}$ ）
1	0.29	0.86	0.34
2	0.14	0.36	0.39
3	0.29	0.61	0.48
4	0.19	0.36	0.53
5	0.24	0.36	（Ⅰ）
6	0.29	0.41	0.71
7	0.29	0.36	0.81
8	0.29	0.46	（Ⅱ）
9	0.34	0.36	0.94

在规定的时间内，有两个小组的数据未完成处理。图乙是其中一个小组打出的纸带， $A ~ F$ 为选取的计数点，相邻计数点之间有四个点未标出，已知计时器的打点频率为 $50 H z$ ，则小车加速度的值为 $m / s^{2}$ 。若该小组是在保持小车质量不变时得到的数据，该数据应该填在表格中的（选填“Ⅰ”或“Ⅱ”）位置。

为探究小车质量不变时加速度与力的关系，应该选择表格中（填数据前的数字序号）的数据进行分析、归纳。

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14. 新买的橙子特别酸，晓亮同学感觉它适合用来做水果电池。为验证这一猜想，晓亮将铜片和锌片分别插入橙子，制作了一个水果电池，设计了图甲的电路测量该电池的电动势 $E$ 和内电阻 $r$ 。已知电压表的量程为 $500 m V$ 、内阻 $R_{V} = 2000 Ω$ ，电阻箱 $R$ 的调节范围为 $0 ~ 9999 Ω$ ，完成下列填空：

(1)、为保证电压表的安全，闭合开关前，电阻箱的值应调整为（选填“最大值”、“最小值”或“任意值”）；

(2)、闭合开关，调节电阻箱的阻值，记下多组电压表的示数 $U$ 和相应电阻箱的值 $R$ ，算出 $\frac{1}{U}$ 的值。以 $\frac{1}{U}$ 为纵坐标、 $R$ 为横坐标，作出的 $\frac{1}{U} - R$ 图线如图乙所示。则 $U$ 与 $E$ 、 $r$ 的关系式为（用 $R$ 、 $R_{V}$ 等物理量的符号表示）；

(3)、根据图线可求得： $E =$ $V$ ， $r =$ $k Ω$ （结果保留2位有效数字）；
将得到的数据与其他橙子做的水果电池比较，发现橙子越酸，其电动势越大，说明水果的酸度越大，将化学能转化为电能的本领越强。

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四、解答题

15. 儿童游泳池的浅水区水深 $H = 1.2 m$ 。若从水面上方 $h = 0.8 m$ 高处，让一质量为 $0.50 k g$ 的塑料小球自由下落，测得小球从释放至到达水池底部用时为 $0.90 s$ 。设水与小球的作用力为恒力，取 $g = 10 m / s^{2}$ 。

(1)、求水对小球作用力的大小；

(2)、小球到达池底时的速度。

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16. 桌面上，光滑倾斜轨道 $A B$ 与长为 $L$ 的水平轨道 $B C$ 平滑连接，两轨道处于同一竖直平面内，如图所示。将质量为 $m$ 的小物块 $a$ 从 $A B$ 上的 $P$ 点由静止释放，小物块 $a$ 到达 $Q$ 点时，与静止在 $Q$ 点的小物块 $b$ 发生弹性碰撞（碰撞时间极短），最后 $a$ 停在 $Q$ 点上。已知 $a$ 与 $b$ 不会再次相碰， $a$ 与水平轨道间的动摩擦因数为0.16， $P$ 与 $B C$ 的高度差为 $0.88 L$ ，重力加速度为 $g$ 。求：

(1)、碰前瞬间 $a$ 速度大小；

(2)、小物块 $b$ 的质量。

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17. 如图甲所示，一绝缘细直长杆水平放置，处于水平方向的静电场中。以 $O$ 为原点，沿细杆建立 $x$ 轴，电场强度 $E$ 随 $x$ 的分布如图乙所示。 $x \leq 0$ 处，电场强度恒定、方向沿 $x$ 轴正方向；在 $x > 0$ 处，电场强度沿 $x$ 轴负方向并随 $x$ 均匀增大。带电的小圆环套在细杆上，其质量 $m = 0.2 k g$ 、电荷量 $q = 2 \times 1 0^{- 6} C$ ，小圆环与杆间的动摩擦因数 $μ = 0.1$ 。将小圆环从 $A (- 1 m)$ 点由静止释放，求：（ $g = 10 m / s^{2}$ ）

(1)、小圆环到达 $O$ 点时的速度大小；

(2)、小圆环向右运动到最远位置的坐标值。

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18. 如图为装车神器——小型移动式皮带输送机示意图。输送带AB长度 $L = 15 m$ ，倾角 $θ = 37 °$ ，以恒定的速度顺时针转动。将矿物（可视为质点）无初速地放上输送带，矿物从 $A$ 端上升到 $B$ 端，再沿一段与AB相切、半径 $R = 1.25 m$ 光滑圆形轨道运动，到达最高点C后水平飞出，落入货车中的D点。D与C的高度差为1.25m、水平距离为1.00m。设每块矿物的质量均为5.0kg，矿物与输送带间的动摩擦因数 $μ = 0.80$ ，不计空气阻力，求：（取 $s i n 37 ° = 0.6$ ， $c o s 37 ° = 0.8$ ， $g = 10 m / s^{2}$ ）

(1)、每块矿物到达C点时受轨道的弹力；

(2)、估算一块矿物从A到装入货车所用的时间。

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