湖南省衡陽市集兵中學2021-2022學年高三物理下學期期末試題含解析

湖南省衡陽市集兵中學2021-2022學年高三物理下學期期末試題含解析一、選擇題：本題共5小題，每小題3分，共計15分．每小題只有一個選項符合題意1.如圖3所示，將小球a從地面以初速度v0豎直上拋的同時，將另一相同質(zhì)量的小球b從距地面h處由靜止釋放，兩球恰在處相遇(不計空氣阻力)．則

A．兩球同時落地B．相遇時兩球速度大小相等C．從開始運動到相遇，球a動能的減少量等于球b動能的增加量D．相遇后的任意時刻，重力對球a做功功率和對球b做功功率相等參考答案：C2.為減少二氧化碳排放，我國城市公交推出新型節(jié)能環(huán)保電動車，在檢測某款電動車性能的實驗中，質(zhì)量為8×102kg的電動車由靜止開始沿平直公路行駛，達到的最大速度為15m/s，利用傳感器測得此過程中不同時刻電動車的牽引力F與對應的速度v，并描繪出F－圖，如圖所示(圖中AB、BO均為直線)．假設電動車行駛中所受的阻力恒定，則A．在全過程中，電動車在B點時速度最大B．BA過程電動車做勻加速運動C．CB過程電動車做減速運動D．CB過程電動車的牽引力的功率恒定參考答案：BD3.地球赤道上的物體隨地球自轉的向心加速度為al，地球的同步衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運動的軌道半徑為r，向心加速度為a2．已知萬有引力常量為G，地球半徑為R，地球赤道表面的重力加速度為g．下列說法正確的是（）A．地球質(zhì)量M=B．地球質(zhì)量M=C．a(chǎn)l、a2、g的關系是g＞a2＞a1 D．加速度之比=參考答案：C【考點】人造衛(wèi)星的加速度、周期和軌道的關系；萬有引力定律及其應用．【分析】運用萬有引力提供向心力列出等式和運用圓周運動的物理量之間的關系列出等式解決問題．【解答】解：AB、根據(jù)萬有引力定律可得，對地球的同步衛(wèi)星有：G=ma2，解得地球的質(zhì)量M=，故A、B錯誤；C、地球赤道上的物體和地球同步衛(wèi)星的角速度相等，根據(jù)a=ω2r知，a1＜a2；對于地球近地衛(wèi)星有，G=mg，得g=G．對于地球同步衛(wèi)星，有G=ma2，即得a2=G，因為r＞R，所以a2＜g，綜合得g＞a2＞a1，故C正確；D、地球赤道上的物體與地球同步衛(wèi)星角速度相同，則根據(jù)a=ω2r，地球赤道上的物體與地球同步衛(wèi)星的向心加速度之比=，故D錯誤；故選：C4.帶電粒子M只在電場力作用下由P點運動到Q點，在此過程中克服電場力做了2.6×10-6J的功，那么A．M在P點的電勢能一定小于它在Q點的電勢能B．P點的場強一定小于Q點的場強C．P點的電勢一定高于Q點的電勢D．M在P點的動能一定大于它在Q點的動能

參考答案：AD5.當圖a所示的門電路輸出為1時，燈可以正常發(fā)光。則A、B兩輸入端輸入如圖b所示的信號時，燈的發(fā)光情況是（A）始終發(fā)光

（B）始終熄滅（C）不停閃爍

（D）閃一下后熄滅參考答案：C二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計16分6.一物體做勻減速直線運動，初速度為12m/s。該物體在第2S內(nèi)的位移是6m,此后它還能運動

m.參考答案：

2m

、

14

7.在探究“加速度與力、質(zhì)量的關系”的活動中：

(1)將實驗器材組裝如圖所示。請你指出該裝置中的錯誤或不妥之處：①

▲

②

▲

③

▲

(2)改正實驗裝置后，該同學順利完成了實驗。在實驗中保持小車質(zhì)量不變，改變沙桶的質(zhì)量，測得小車所受繩子的拉力F和加速度a的數(shù)據(jù)如下表：F/N0.210.300.400.490.60a/(m/s-2)0.100.210.290.410.49①根據(jù)測得的數(shù)據(jù)，在右圖中作出a～F圖象；②由圖象可知，?。嚺c長木板之間的最大靜摩擦力大小為

▲

N。(3)打出的某一條紙帶，A、B、C、D、E、F為相鄰的6個計數(shù)點，如圖，相鄰計數(shù)點間還有四個點未標出．利用圖中給出的數(shù)據(jù)可求出小車的加速度a=

▲

m/s2，A點的速度vA=

▲

m/s．參考答案：⑴①電源電壓應為4～6V（2分）②沒有平衡摩擦力（2分）③小車應靠近打點計時器（2分）⑵①如右圖所示，無標度扣1分，無描點扣1分，圖象不是直線扣3分，扣完為止（3分）②0.12±0.02（2分）⑶0.50（2分）0.095（2分）8.在《測定勻變速直線運動的加速度》的實驗中，電火花打點計時器是用于測量

的儀器，工作電源是

（填“交流電”或“直流電”），電源電壓是

V。參考答案：時間

交流電

220結合實驗的原理以及器材的相關選擇注意事項易得答案。9.如圖所示，一半徑為R的絕緣圓形軌道豎直放置，圓軌道最低點與一條水平軌道相連，軌道均光滑；軌道所在空間存在水平向右的勻強電場，場強為E．從水平軌道上A點由靜止釋放一質(zhì)量為m的帶正電小球，已知小球受電場力的大小等于小球重力大小的3/4倍．為使小球剛好在圓軌道內(nèi)做圓周運動，小球在軌道內(nèi)的最小速率是；釋放點距圓軌道最低點B的距離是．參考答案：考點：帶電粒子在勻強電場中的運動；向心力．分析：1、帶電小球受到重力和電場力作用，重力和電場力都是恒力，故重力和電場力的合力也是恒力，所以在軌道上上升的運動過程中，動能減小，因為小球剛好在圓軌道內(nèi)做圓周運動，故合力恰好提供向心力時是小球做圓周運動的臨界狀態(tài)，此時小球的速度最小，此時的“最高點”是等效最高點，不是相對于AB軌道的最高點．2、A到B的過程運用動能定理，此過程只有電場力作用Eqs=m，化簡可得A到B的距離s．解答：解：帶電小球運動到圖中最高點時，重力、電場力的合力提供向心力時，速度最小，因為Eq=根據(jù)勾股定理合力為：=因為小球剛好在圓軌道內(nèi)做圓周運動，故最高點合力提供向心力，即解得：（3）從B點到最高點，由動能定理得：﹣mgR（1+cosθ）﹣EqRsinθ=

從A到B，由動能定理得：Eqs=

代入數(shù)據(jù)解得：s=R

故答案為：，點評：題要注意速度最小的位置的最高點不是相對于地面的最高點，而是合力指向圓心，恰好提供向心力的位置，這是解題的關鍵．10.如圖a所示，傾角為45°、高為h的斜面固定在水平地面上，小球從高為H（2h＞H＞h）的某處自由下落，與斜面碰撞（無能量損失）后做平拋運動。若小球做平拋運動后能直接落到水平地面上，自由下落的起始點距斜面左端的水平距離x應滿足的條件是

（用符號表示）；若測得x＝1m時，小球平拋運動的水平射程s最大，且水平射程的平方s2與x關系如圖b所示，則斜面的高h應為

m。參考答案：h＞x＞h－H，411.一列簡諧橫波沿x軸正方向傳播，周期為2s，t＝0時刻的波形如圖所示．該列波的波速是___▲

__m/s；質(zhì)點a平衡位置的坐標xa＝2.5m，再經(jīng)____▲

__s它第一次經(jīng)過平衡位置向y軸正方向運動．參考答案：2m/s(2分)

0.25s.12.(4分)如圖所示，在傾角為30°的斜面上，一輛動力小車沿斜面下滑，在小車下滑的過程中，小車支架上連接著小球的輕繩恰好水平。已知小球的質(zhì)量為，則小車運動的加速度大小為

，繩對小球的拉力大小為

。

參考答案：答案：2g；13.某種物質(zhì)分子間作用力表達式，則該物質(zhì)固體分子間的平均距離大約為

▲

；液體表面層的分子間的距離比

▲

（填“大”或“小“）。參考答案：（2分）

大三、簡答題：本題共2小題，每小題11分，共計22分14.如圖所示，質(zhì)量均為m=1kg的A、B兩物體通過勁度系數(shù)為k=100N/m的輕質(zhì)彈簧拴接在一起，物體A處于靜止狀態(tài)。在A的正上方h高處有一質(zhì)量為的小球C，由靜止釋放，當C與A發(fā)生彈性碰撞后立刻取走小球C，h至少多大，碰后物體B有可能被拉離地面？參考答案：h≥0.45m設C與A碰前C的速度為v0，C與A碰后C的速度為v1，A的速度為v2，開始時彈簧的壓縮量為H。對C機械能守恒：

C與A彈性碰撞：對C與A組成的系統(tǒng)動量守恒：

動能不變：

解得：

開始時彈簧的壓縮量為：

碰后物體B被拉離地面有彈簧伸長量為：

則A將上升2H，彈簧彈性勢能不變，機械能守恒：

聯(lián)立以上各式代入數(shù)據(jù)得：

15.質(zhì)量為m=4kg的小物塊靜止于水平地面上的A點，現(xiàn)用F=10N的水平恒力拉動物塊一段時間后撤去，物塊繼續(xù)滑動一段位移停在B點，A、B兩點相距x=45m，物塊與地面間的動摩擦因數(shù)μ=0.2．g取10m/s2．求：（1）撤去力F后物塊繼續(xù)滑動的時間t；（2）物塊在力F作用過程發(fā)生的位移x1的大?。畢⒖即鸢福海?）撤去力F后物塊繼續(xù)滑動的時間為3s；（2）物塊在力F作用過程發(fā)生的位移x1的大小36m解：設F作用時間為t1，之后滑動時間為t，前段加速度大小為a1，后段加速度大小為a2（1）由牛頓第二定律可得：F﹣μmg=ma1μmg=ma2且：a1t1=a2t可得：a1=0.5m/s2，a2=2m/s2，t1=4t（a1t12+a2t2）=x解得：t=3s（2）由（1）可知，力F作用時間t1=4t=12x1=a1t12==36m答：（1）撤去力F后物塊繼續(xù)滑動的時間為3s；（2）物塊在力F作用過程發(fā)生的位移x1的大小36m四、計算題：本題共3小題，共計47分16.室內(nèi)裝修污染四大有害氣體是苯系物、甲醛、氨氣和氡。氡存在于建筑水泥、礦渣磚、裝飾石材及土壤中。氡看不到，嗅不到，但它進入人的呼吸系統(tǒng)能誘發(fā)肺癌，是除吸煙外導致肺癌的重大因素。靜止的氡核放出一個粒子x后變成釙核，釙核的動能為0.33MeV，若衰變放出的能量全部變成釙核和粒子x的動能。則：①寫出上述衰變的核反應方程；②求粒子x的動能。（保留兩位有效數(shù)字）參考答案：①（2分）②設釙核的質(zhì)量為m1、速度為v1，粒子x的質(zhì)量為m2、速度為v2

根據(jù)動量守恒定律有（1分）

粒子x的動能=18MeV17.如圖所示，兩電阻不計的足夠長光滑平行金屬導軌與水平面夾角，導軌間距，所在平面的正方形區(qū)域abcd內(nèi)存在有界勻強磁場，磁感應強度為T，方向垂直斜面向上．將甲乙兩電阻阻值相同、質(zhì)量均為kg的相同金屬桿如圖放置在導軌上，甲金屬桿處在磁場的上邊界，甲乙相距也為，其中m．靜止釋放兩金屬桿的同時，在甲金屬桿上施加一個沿著導軌的外力F，使甲金屬桿在運動過程中始終做沿導軌向下的勻加速直線運動，加速度大小5m/s2．（取m/s2）（1）乙金屬桿剛進入磁場時，發(fā)現(xiàn)乙金屬桿作勻速運動，則甲乙的電阻R為多少？（2）以剛釋放時，寫出從開始到甲金屬桿離開磁場，外力F隨時間t的變化關系，并說明F的方向．（3）乙金屬桿在磁場中運動時，乙金屬桿中的電功率多少？（4）若從開始釋放到乙金屬桿離開磁場，乙金屬桿中共產(chǎn)生熱量J，試求此過程中外力F對甲做的功．參考答案：（1）甲乙加速度相同(5m/s2)，當乙進入磁場時，甲剛出磁場

(1分)乙進入磁場時

①

(1分)乙受力平衡

②

(1分)

=

(1分)（2）甲在磁場中運動時，

③

(1分)外力F始終等于安培力，

④

(2分)F方向沿導軌向下

(1分)（3）乙在磁場中作勻速運動，

⑤

(2分)（4）乙進入磁場前，甲乙發(fā)出相同熱量，設為Q1，此過程中甲一直在磁場中，外力F始終等于安培力，則有WF=W安=2Q1

⑥

(1分)乙在磁場中運動發(fā)出熱量Q2，利用動能定理mglsinθ－2Q2=0

(1分)得Q2=0.02J

⑦

甲乙發(fā)出相同熱量Q1=(Q-Q2）/2=1/75=0.0133J

(1分)由于甲出磁場以后，外力F為零。得WF=2Q1=2/75=0.0266J

(1分)（另解：整個過程甲、乙通過的電流相同，所以發(fā)出的熱量相同，總熱量為2Q=0.0667J

(1分)根據(jù)能量守恒，由于甲在磁場中是a=5m/s=gsinθ，所以甲金屬桿下滑時重力做功全部轉化成動能，外力做功WF轉化成電能。離開磁場后外力為零，不做功。

(1分)乙金屬桿進入磁場后，是勻速運動，重力做功轉化為電能，WG=mglsinθ=0.04J

(1分)

WF+WG=2Q

WF=2Q-WG=0.0267(J)

(1