2021-2022學年安徽省合肥市廬北中學高三物理期末試卷含解析

2021-2022學年安徽省合肥市廬北中學高三物理期末試卷含解析一、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.在高速公路上發(fā)生一起交通事故，一輛質(zhì)量為1500kg向南行駛的長途客車迎面撞上了一質(zhì)量為3000kg向北行駛的卡車，碰后兩車接在一起，并向南滑行了一小段距離后停止，根據(jù)測速儀的測定，長途客車碰前以20m/s的速率行駛，由此可判斷卡車碰前的行駛速率A.小于10m/s

B.大于10m/s小于20m/sC.大于20m/s小于30m/s

D.大于30m/s小于40m/s參考答案：答案：A2.（01年廣東、河南卷）在X射線管中，由陰極發(fā)射的電子被加速后打到陽極，會產(chǎn)生包括X光在內(nèi)的各種能的光子，其中光子能量的最大值等于電子的動能。已知陽極與陰極之間的電勢差U、普朗克常數(shù)h、電子電量e和光速c，則可知該X射線管發(fā)生的X光的

（

）

A．最短波長為

B．最長波長為

C．最小頻率為

D．最大頻率為參考答案：答案：D3.（單選）電荷均勻分布在半球面上，在這半球的中心O處電場強度等于E0.兩個平面通過同一條直徑，夾角為α(α<π2)，從半球中分出這一部分球面，則剩余部分球面上(在“大瓣”上)的電荷(電荷分布不變)在O處的電場強度A．B．C．D．參考答案：D根據(jù)對稱性，作出球面上的電荷在O點產(chǎn)生的電場分布，如圖所示由平行四邊形定則得到“大瓣”球面上的電荷在O處的電場強度E1=E0cos．所以選項ABC錯誤，所以選項D正確．所以答案為：D．4.如圖７所示，一質(zhì)量為m的質(zhì)點在半徑為Ｒ的半球形容器中（容器固定）由靜止開始自邊緣上的A點滑下，到達最低點B時，它對容器的正壓力為ＦＮ，重力加速度為g，則質(zhì)點自A滑到B的過程中，摩擦力對其所做的功為參考答案：A5.（多選題）如圖所示，光滑斜面AE被分成四個相等的部分，一物體由A點從靜止釋放，下列結(jié)論中正確的是（）A．物體到達各點的速率vB：vC：vD：vE=1：：：2B．物體到達各點所經(jīng)歷的時間tE=2tB=tC=tDC．物體從A到E的平均速度=vBD．物體通過每一部分時，其速度增量vB﹣vA=vC﹣vB=vD﹣vC=vE﹣vD參考答案：ABC【考點】平均速度；勻變速直線運動規(guī)律的綜合運用．【分析】本題是同一個勻加速直線運動中不同位置的速度、時間等物理量的比較，根據(jù)選項中需要比較的物理量選擇正確的公式把物理量表示出來，再進行比較．【解答】解：A、根據(jù)運動學公式v2﹣v02=2ax得物體由A點從靜止釋放有v2=2ax所以物體到達各點的速率之比vB：vC：vD：vE=1：：：2，故A正確；B、根據(jù)運動學公式x=v0t+得：t=物體到達各點經(jīng)歷的時間tB：tC：tD：tE=1：：：2即，故B正確；C、由于vE=2vB物體從A到E的平均速度v==vB故C正確；D、vB：vC：vD：vE=1：：：2，物體通過每一部分時其速度增量不等，故D錯誤．故選：ABC．二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計16分6.(選修模塊3-4)

描述簡諧運動特征的公式是x＝。自由下落的籃球緩地面反彈后上升又落下,若不考慮空氣阻力及在地面反彈時的能量損失，此運動(填“是”或“不是”)簡諧運動。參考答案：答案：Asinωt；不是。解析：

簡諧運動的特征公式為x=Asinωt，其中A是振幅；自由落體由反彈起來的過程中，回復力始終為重力，恒定不變，與偏離平衡位置的位移不是成正比的，不符合簡諧運動的規(guī)律。7.如圖所示，質(zhì)量M=2kg均勻矩形木塊靠在光滑墻上，A點處有固定光滑轉(zhuǎn)動軸，AB與水平方向夾角30°，CD邊長為2m，B、D兩點連線與地面平行，一質(zhì)量m=10kg的小物體若固定在CD邊上且位于A點正上方處，則墻對木塊的彈力為______________N；若將小物體從C點處靜止釋放使其沿CD邊自由下滑，物體與木塊間動摩擦因數(shù)為μ=0.2，物體維持勻加速直線運動的時間為______________s。參考答案：，1.088.甲、乙是兩顆繞地球作勻速圓周運動的人造衛(wèi)星，其線速度大小之比為，則這兩顆衛(wèi)星的運轉(zhuǎn)半徑之比為________，運轉(zhuǎn)周期之比為________。參考答案：；

9.如圖所示，做平拋運動的質(zhì)點經(jīng)過O、A、B三點，以O為坐標原點，A、B兩點坐標如圖所示，平拋的初速度是____________m/s。經(jīng)過A點時的速度是____________m/s。則拋出點的坐標是_______________參考答案：5；

；

(-5，-5)。

10.原子核聚變可望給人類未來提供豐富潔凈的能源。當氘等離子體被加熱到適當高溫時,氘核參與的幾種聚變反應可能發(fā)生，放出能量。這幾種反應的總效果可以表示為①該反應方程中的k=

,d=

；②質(zhì)量虧損為

kg.參考答案：11.如圖所示是一列沿x軸正方向傳播的簡諧橫波在t=0時刻的波形圖，已知波的傳播速度v=2m/s．試回答下列問題：①寫出x=0.5m處的質(zhì)點做簡諧運動的表達式：

cm；②x=0.5m處質(zhì)點在0～5.5s內(nèi)通過的路程為

cm．參考答案：①y＝5cos2πt

(2分)

110cm(2分)

12.（6分）如圖甲所示，一邊長為l的正方形金屬線框位于光滑水平面上，線框的右邊緊貼著豎直向下的有界勻強磁場區(qū)域的邊界。從t＝0時刻開始，線框在一水平向右的外力F的作用下從靜止開始做勻加速直線運動，在t0時刻穿出磁場。圖乙為外力F隨時間變化的圖像，圖像中的F0、t0均為已知量，則t＝t0時刻線框的速度v＝________，t＝t0時刻線框的發(fā)熱功率P＝_______。參考答案：13.如圖，寬為L的豎直障礙物上開有間距d=0.6m的矩形孔，其下沿離地高h=1.2m，離地高H=2m的質(zhì)點與障礙物相距x．在障礙物以v0=4m/s勻速向左運動的同時，質(zhì)點自由下落．為使質(zhì)點能穿過該孔，L的最大值為0.8m；若L=0.6m，x的取值范圍是0.8≤x≤1m．m．（取g=10m/s2）參考答案：考點：平拋運動．專題：平拋運動專題．分析：根據(jù)自由落體運動的公式求出小球通過矩形孔的時間，從而通過等時性求出L的最大值．結(jié)合小球運動到矩形孔上沿的時間和下沿的時間，結(jié)合障礙物的速度求出x的最小值和最大值．解答：解：小球做自由落體運動到矩形孔的上沿的時間s=0.2s；小球做自由落體運動到矩形孔下沿的時間，則小球通過矩形孔的時間△t=t2﹣t1=0.2s，根據(jù)等時性知，L的最大值為Lm=v0△t=4×0.2m=0.8m．x的最小值xmin=v0t1=4×0.2m=0.8mx的最大值xmax=v0t2﹣L=4×0.4﹣0.6m=1m．所以0.8m≤x≤1m．故答案為：0.8，0.8m≤x≤1m．點評：解決本題的關鍵抓住臨界狀態(tài)，運用運動學公式進行求解．知道小球通過矩形孔的時間和障礙物移動L的最大值時間相等．三、實驗題：本題共2小題，每小題11分，共計22分14.某同學設計了一個研究平拋運動的實驗裝置，如圖，在水平桌面上放置一個斜面，讓鋼球從斜面上由靜止?jié)L下，鋼球滾過桌邊后便做平拋運動。在鋼球拋出后經(jīng)過的地方放置一塊水平木板，木板由支架固定成水平，木板所在高度可通過豎直標尺讀出，木板可以上下自由調(diào)節(jié)。在木板上固定一張白紙。該同學在完成裝置安裝后進行了如下步驟的實驗：⑴實驗前在白紙上畫一條直線，并在線上標出a、b、c三點，且ab＝bc，如圖，量出ab長度L＝20.00cm。⑵讓鋼球從斜面上的某一位置由靜止?jié)L下，調(diào)節(jié)木板高度，使得鋼球正好擊中c點，記下此時木板離地面的高度h1＝70.00cm。⑶讓鋼球從斜面上的同一位置由靜止?jié)L下，調(diào)節(jié)木板高度，使得鋼球正好擊中b點，記下此時木板離地面的高度h2＝90.00cm。⑷讓鋼球從斜面上的同一位置由靜止?jié)L下，調(diào)節(jié)木板高度，使得鋼球正好擊中a點，記下此時木板離地面的高度h3＝100.00cm．已知鋼球的重力加速度為g=10m／s2，空氣阻力不計。則該同學由上述測量結(jié)果即可粗測出鋼球的平拋初速度大小v0＝___m／s，鋼球擊中b點時其豎直分速度大小為vby＝______m／s（結(jié)果保留三位有效數(shù)字）。參考答案：2.00m/s，1.50m/s15.某同學利用如圖1所示電路來測量電阻Rx的阻值。將電阻箱接入a、b之間，閉合電鍵。適當調(diào)節(jié)滑動變阻器Rˊ后保持其阻值不變。依次改變電阻箱的阻值R，讀出相應電壓表的示數(shù)U，得到如圖2所示的U—R圖像。（1）用待測電阻Rx替換電阻箱，讀得電壓表示數(shù)為1.50V。利用U—R圖像可得Rx＝________Ω。（2）若電路中使用的電源為一組新的干電池組成的電池組，其內(nèi)阻可忽略不計，根據(jù)U—R圖像可得該電池組的電動勢為________V；滑動變阻器Rˊ此時的阻值為Rˊ＝_________Ω。（3）電池使用較長時間后，電動勢可認為不變，但內(nèi)阻增大。若仍用圖1實驗裝置和圖2所示的U—R圖像測定某一電阻，則測定結(jié)果將________（選填“偏大”、“偏小”或“不變”）。參考答案：（1）10

（2）310（3）偏小

解析：：（1）：由圖象可讀出U=1.5V時對應的電阻=10Ω；

（2）：根據(jù)閉合電路歐姆定律應有：U=，將圖象中對應的兩組數(shù)據(jù)：＝1.5V，＝10Ω；＝2.0

V，＝20Ω代入上式可得：E=3V，=10Ω；

（3）：若考慮電源內(nèi)阻，則電阻箱兩端電壓應為：U=?R，比較可知，電源內(nèi)阻越大，U-R圖線的斜率越小，當U相同時，對應的電阻越大，所以測定結(jié)果將偏大．四、計算題：本題共3小題，共計47分16.汽車在水平冰雪路面上行駛。駕駛員發(fā)現(xiàn)其正前方停有汽車,立即采取制動措施,但仍然撞上了汽車.兩車碰撞時和兩車都完全停止后的位置如圖所示,碰撞后車向前滑動了,車向前滑動了·已知和的質(zhì)量分別為和·兩車與該冰雪路面間的動摩擦因數(shù)均為0.10,兩車碰撞時間極短,在碰撞后車輪均沒有滾動,重力加速度大小,求(1)碰撞后瞬間車速度的大小(2)碰撞前的瞬間車速度的大小參考答案：（1）3m/s

（2）4.25m/s試題分析：兩車碰撞過程動量守恒，碰后兩車在摩擦力的作用下做勻減速運動，利用運動學公式可以求得碰后的速度，然后在計算碰前A車的速度。（1）設B車質(zhì)量為mB，碰后加速度大小為aB，根據(jù)牛頓第二定律有

①式中μ是汽車與路面間的動摩擦因數(shù)。設碰撞后瞬間B車速度的大小為，碰撞后滑行的距離為。由運動學公式有

②聯(lián)立①②式并利用題給數(shù)據(jù)得

③（2）設A車的質(zhì)量為mA，碰后加速度大小為aA。根據(jù)牛頓第二定律有

④設碰撞后瞬間A車速度的大小為，碰撞后滑行的距離為。由運動學公式有

⑤設碰撞后瞬間A車速度的大小為，兩車在碰撞過程中動量守恒，有

⑥聯(lián)立③④⑤⑥式并利用題給數(shù)據(jù)得

故本題答案是：（1）

（2）點睛：靈活運用運動學公式及碰撞時動量守恒來解題。17.如圖所示，在以坐標原點O為圓心，半徑為R的半圓形區(qū)域內(nèi)，有相互垂直的勻強電場和勻強磁場，磁感應強度為B，磁場方向垂直于xOy平面向里。一帶正電的粒子（不計重力）從O點沿y軸正方向以某一速度射人，帶電粒子恰好做勻速直線運動，經(jīng)t0時間從P點射出。（1）電場強度的大小和方向。（2）若僅撤去磁場，帶電粒子仍從O點以相同的速度射入，經(jīng)t0/2時間恰從半圓形區(qū)域的邊界射出，求粒子運動加速度大小。（3）若僅撤去電場，帶電粒子仍從O點射入但速度為原來的4倍，求粒子在磁場中運動的時間。（4）若僅撤去電場，O點處有一帶正電的粒子源電性、質(zhì)量、電量及初速大小都一樣。（不計重力）從O點沿各個方向以某一速度射入磁場都做半徑為R/2的勻速圓周運動試用斜線在圖中畫出粒子在磁場中可能出現(xiàn)的區(qū)域。要求有簡要的文字說明。參考答案：（1）設粒子從O點進入是的速度為vo，由于粒子勻速直線運動，由洛倫茲力公式及共點力平衡條件有：。由勻速直線運動位移公式有：。解得：，方向沿x軸正向。（2分）（2）撤去磁場后，粒子在勻強電場中做類平拋運動，由勻變速、勻速直線運動位移公式有：，。由于粒子從磁場的半圓邊界射出，故有：，代入解得：。

（3分）（3）撤去電場后粒子進入磁場區(qū)域后做勻速圓周運動，洛倫茲力提供向心力。由左手定則可知，圓心在x軸負半軸上，粒子的運動軌跡如圖8所示。對粒子的圓周運動運用牛頓第二定律及洛倫茲力公式有：。代入，，，解得：。由幾何關系可知：，代入解得