山西省忻州市西營(yíng)學(xué)校2021-2022學(xué)年高三物理上學(xué)期期末試卷含解析

山西省忻州市西營(yíng)學(xué)校2021-2022學(xué)年高三物理上學(xué)期期末試卷含解析一、選擇題：本題共5小題，每小題3分，共計(jì)15分．每小題只有一個(gè)選項(xiàng)符合題意1.如圖所示，從同一條豎直線上兩個(gè)不同點(diǎn)P、Q分別向右平拋兩個(gè)小球，平拋的初速度分別為v1、v2，結(jié)果它們同時(shí)落到水平面上的M點(diǎn)處（不考慮空氣阻力）。下列說(shuō)法中正確的是Ａ．一定是P先拋出的，并且v1<v2B．一定是P先拋出的，并且v1=v2Ｃ．一定是Q先拋出的，并且v1>v2Ｄ．一定是Q先拋出的，并且v1=v2參考答案：A由平拋物體的運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)可知，平拋運(yùn)動(dòng)的時(shí)間由下落高度決定，即，由題意知兩物體同時(shí)落地，P的高度大于Q的高度，所以，P先拋出，又兩物體的水平位移相等，所以v1<v2，選項(xiàng)A正確。2.7．如圖所示，MN右側(cè)一正三角形勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，上邊界與MN垂直．現(xiàn)有一與磁場(chǎng)邊界完全相同的三角形導(dǎo)體框，垂直于MN勻速向右運(yùn)動(dòng)．導(dǎo)體框穿過磁場(chǎng)過程中感應(yīng)電流隨時(shí)間變化的圖象可能是（取逆時(shí)針電流為正）參考答案：C3.某空間中存在一個(gè)有豎直邊界的水平方向勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，現(xiàn)將一個(gè)等腰梯形閉合導(dǎo)線圈，從圖甲所示位置垂直于磁場(chǎng)方向勻速拉過這個(gè)區(qū)域，尺寸如右圖所示，下圖中能正確反映該過程線圈中感應(yīng)電流隨時(shí)間變化的圖象是（

）參考答案：A4.（單選）如圖所示，一質(zhì)量為m的物塊以一定的初速度v0從斜面底端沿斜面向上運(yùn)動(dòng)，恰能滑行到斜面頂端．設(shè)物塊和斜面的動(dòng)摩擦因數(shù)一定，斜面的高度h和底邊長(zhǎng)度x可獨(dú)立調(diào)節(jié)（斜邊長(zhǎng)隨之改變），下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是參考答案：5.如圖所示，MN、PQ是與水平面成θ角的兩條平行光滑且足夠長(zhǎng)的金屬導(dǎo)軌，其電阻忽略不計(jì)．空間存在著垂直于軌道平面向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B．導(dǎo)體棒ab、cd垂直于導(dǎo)軌放置，且與軌道接觸良好，每根導(dǎo)體棒的質(zhì)量均為，電阻均為，軌道寬度為L(zhǎng)，與導(dǎo)軌平行的絕緣細(xì)線一端固定，另一端與ab棒中點(diǎn)連接，細(xì)線能承受的最大拉力Tm=2mgsinθ，今將cd棒由靜止釋放，則細(xì)線被拉斷時(shí)，cd棒的（

）A．速度大小是

B．速度大小C．加速度大小是

D．加速度是gsinθ參考答案：A二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計(jì)16分6.如圖甲所示，在一端封閉，長(zhǎng)約1m的玻璃管內(nèi)注滿清水，水中放一個(gè)蠟燭做的蠟塊，將玻璃管的開口端用膠塞塞緊，然后將這個(gè)玻璃管倒置，在蠟塊沿玻璃管上升的同時(shí)，將玻璃管水平向右移動(dòng)，假設(shè)從某時(shí)刻開始計(jì)時(shí)，蠟塊在玻璃管內(nèi)任意1s內(nèi)上升的距離都是10cm，玻璃管向右勻加速平移，從出發(fā)點(diǎn)開始在第1s內(nèi)、第2秒內(nèi)、第3秒內(nèi)、第4秒內(nèi)通過的水平位移依次是2.5cm．7.5cm．12.5cm．17.5cm，圖乙中y表示蠟塊豎直方向的位移，x表示蠟塊隨玻璃管通過的水平位移，t=0時(shí)蠟塊位于坐標(biāo)原點(diǎn)，（1）請(qǐng)?jiān)趫D乙中畫出蠟塊4s內(nèi)的軌跡；（2）玻璃管向右平移的加速度a=

m/s2；（3）t=2s時(shí)蠟塊的速度v2=

m/s（保留到小數(shù)點(diǎn)后兩位）參考答案：解：（1）依據(jù)運(yùn)動(dòng)的合成法則，則蠟塊4s內(nèi)的軌跡，如下圖所示：（2）蠟塊在水平方向做勻加速運(yùn)動(dòng)，每相鄰1秒位移差值△x=7.5﹣2.5=12.5﹣7.5=17.5﹣12.5=5（cm）△x=at2則加速度a==5×10﹣2m/s2（3）豎直方向上的分速度vy==0.1m/s水平分速度vx=at=0.1m/s根據(jù)平行四邊形定則得，v==m/s=0.14m/s故答案為：（1）如圖所示；（2）5×10﹣2；（3）0.14．7.一飛船在某星球表面附近，受星球引力作用而繞其做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的速率為，飛船在離該星球表面高度為h處，受星球引力作用而繞其做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的速率為，已知引力常量為G，則該星球的質(zhì)量表達(dá)式為

。參考答案：由萬(wàn)有引力提供向心力可得，，聯(lián)立可解得8.如圖所示，一列簡(jiǎn)諧橫波沿x軸正向傳播，波傳到x=1m的P點(diǎn)時(shí)，P點(diǎn)開始向下振動(dòng)，此時(shí)為計(jì)時(shí)起點(diǎn)，已知在t=0.4s時(shí)PM間第一次形成圖示波形，此時(shí)x=4m的M點(diǎn)正好在波谷。當(dāng)M點(diǎn)開始振動(dòng)時(shí)，P點(diǎn)正好在

，這列波的傳播速度是 。

參考答案：波峰

10m/s9.有人設(shè)想了一種靜電場(chǎng)：電場(chǎng)的方向都垂直于紙面并指向紙里，電場(chǎng)強(qiáng)度的大小自左向右逐漸增大，如圖所示。這種分布的靜電場(chǎng)是否可能存在？試述理由。

參考答案：這種分布的靜電場(chǎng)不可能存在.因?yàn)殪o電場(chǎng)是保守場(chǎng)，電荷沿任意閉合路徑一周電場(chǎng)力做的功等于0，但在這種電場(chǎng)中，電荷可以沿某一閉合路徑移動(dòng)一周而電場(chǎng)力做功不為0．（5分）10.如圖，S1、S2是兩個(gè)相干波源，它們振動(dòng)同步且振幅相同。實(shí)線和虛線分別表示某一時(shí)刻兩列波的波峰和波谷。a、b、c、d四點(diǎn)中振動(dòng)減弱的點(diǎn)為

，經(jīng)四分之一周期，不在平衡位置的點(diǎn)為

。參考答案：a,d

11.某同學(xué)用測(cè)力計(jì)研究在豎直方向運(yùn)行的電梯運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。他在地面上用測(cè)力計(jì)測(cè)量砝碼的重力，示數(shù)為G。他在電梯中用測(cè)力計(jì)仍測(cè)量同一砝碼的重力，發(fā)現(xiàn)測(cè)力計(jì)的示數(shù)小于G，由此判斷此時(shí)電梯的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)可能是_______________________________。參考答案：加速向下運(yùn)動(dòng)或減速向上運(yùn)動(dòng)。測(cè)力計(jì)的示數(shù)減小，砝碼所受的合力方向向下，根據(jù)牛頓第二定律得知，加速度向下，砝碼處于失重狀態(tài)，而速度方向可能向上，也可能向下，所以電梯可能的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)是減速上升或加速下降．故答案為：減速上升或加速下降．12.雪在外力擠壓下可形成冰，表明雪的密度

冰的密度（選填“大于”“等于”或“小于”）。小麗利用冰的密度，使用如下方法來(lái)估測(cè)積雪的密度：在平整地面的積雪上，腳向下用力踩在雪上，形成一個(gè)下凹的腳印，然后測(cè)量腳印的深度和

，根據(jù)冰的密度就可以估測(cè)雪的密度。參考答案：小于

積雪的深度13.馬拉著質(zhì)量為60kg的雪橇，從靜止開始用80s的時(shí)間沿平直冰面跑完1000m。設(shè)雪橇在運(yùn)動(dòng)過程中受到的阻力保持不變，并且它在開始運(yùn)動(dòng)的8s時(shí)間內(nèi)做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，從第8s末開始，馬拉雪橇做功的功率保持不變，繼續(xù)做直線運(yùn)動(dòng)，最后一段時(shí)間雪橇做的是勻速直線運(yùn)動(dòng)，速度大小為15m/s，已知開始運(yùn)動(dòng)的8s內(nèi)馬拉雪橇的平均功率是8s后功率的一半。則在整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中馬拉雪橇做功的平均功率是________W；雪橇在運(yùn)動(dòng)過程中所受阻力大小是_________N。參考答案：答案：687；48.2三、簡(jiǎn)答題：本題共2小題，每小題11分，共計(jì)22分14.靜止在水平地面上的兩小物塊A、B，質(zhì)量分別為mA=l.0kg，mB=4.0kg；兩者之間有一被壓縮的微型彈簧，A與其右側(cè)的豎直墻壁距離l=1.0m，如圖所示。某時(shí)刻，將壓縮的微型彈簧釋放，使A、B瞬間分離，兩物塊獲得的動(dòng)能之和為Ek=10.0J。釋放后，A沿著與墻壁垂直的方向向右運(yùn)動(dòng)。A、B與地面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為u=0.20。重力加速度取g=10m/s2。A、B運(yùn)動(dòng)過程中所涉及的碰撞均為彈性碰撞且碰撞時(shí)間極短。（1）求彈簧釋放后瞬間A、B速度的大??；（2）物塊A、B中的哪一個(gè)先停止？該物塊剛停止時(shí)A與B之間的距離是多少？（3）A和B都停止后，A與B之間的距離是多少？參考答案：（1）vA=4.0m/s，vB=1.0m/s；（2）A先停止；0.50m；（3）0.91m；分析】首先需要理解彈簧釋放后瞬間的過程內(nèi)A、B組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒，再結(jié)合能量關(guān)系求解出A、B各自的速度大??；很容易判定A、B都會(huì)做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，并且易知是B先停下，至于A是否已經(jīng)到達(dá)墻處，則需要根據(jù)計(jì)算確定，結(jié)合幾何關(guān)系可算出第二問結(jié)果；再判斷A向左運(yùn)動(dòng)停下來(lái)之前是否與B發(fā)生碰撞，也需要通過計(jì)算確定，結(jié)合空間關(guān)系，列式求解即可?！驹斀狻浚?）設(shè)彈簧釋放瞬間A和B的速度大小分別為vA、vB，以向右為正，由動(dòng)量守恒定律和題給條件有0=mAvA-mBvB①②聯(lián)立①②式并代入題給數(shù)據(jù)得vA=4.0m/s，vB=1.0m/s（2）A、B兩物塊與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)相等，因而兩者滑動(dòng)時(shí)加速度大小相等，設(shè)為a。假設(shè)A和B發(fā)生碰撞前，已經(jīng)有一個(gè)物塊停止，此物塊應(yīng)為彈簧釋放后速度較小的B。設(shè)從彈簧釋放到B停止所需時(shí)間為t，B向左運(yùn)動(dòng)的路程為sB。，則有④⑤⑥在時(shí)間t內(nèi)，A可能與墻發(fā)生彈性碰撞，碰撞后A將向左運(yùn)動(dòng)，碰撞并不改變A的速度大小，所以無(wú)論此碰撞是否發(fā)生，A在時(shí)間t內(nèi)的路程SA都可表示為sA=vAt–⑦聯(lián)立③④⑤⑥⑦式并代入題給數(shù)據(jù)得sA=1.75m，sB=0.25m⑧這表明在時(shí)間t內(nèi)A已與墻壁發(fā)生碰撞，但沒有與B發(fā)生碰撞，此時(shí)A位于出發(fā)點(diǎn)右邊0.25m處。B位于出發(fā)點(diǎn)左邊0.25m處，兩物塊之間的距離s為s=025m+0.25m=0.50m⑨（3）t時(shí)刻后A將繼續(xù)向左運(yùn)動(dòng)，假設(shè)它能與靜止的B碰撞，碰撞時(shí)速度的大小為vA′，由動(dòng)能定理有⑩聯(lián)立③⑧⑩式并代入題給數(shù)據(jù)得

故A與B將發(fā)生碰撞。設(shè)碰撞后A、B的速度分別為vA′′以和vB′′，由動(dòng)量守恒定律與機(jī)械能守恒定律有

聯(lián)立式并代入題給數(shù)據(jù)得

這表明碰撞后A將向右運(yùn)動(dòng)，B繼續(xù)向左運(yùn)動(dòng)。設(shè)碰撞后A向右運(yùn)動(dòng)距離為sA′時(shí)停止，B向左運(yùn)動(dòng)距離為sB′時(shí)停止，由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式

由④式及題給數(shù)據(jù)得sA′小于碰撞處到墻壁的距離。由上式可得兩物塊停止后的距離15.如圖，一豎直放置的氣缸上端開口，氣缸壁內(nèi)有卡口a和b，a、b間距為h，a距缸底的高度為H；活塞只能在a、b間移動(dòng)，其下方密封有一定質(zhì)量的理想氣體。已知活塞質(zhì)量為m，面積為S，厚度可忽略；活塞和汽缸壁均絕熱，不計(jì)他們之間的摩擦。開始時(shí)活塞處于靜止?fàn)顟B(tài)，上、下方氣體壓強(qiáng)均為p0，溫度均為T0?，F(xiàn)用電熱絲緩慢加熱氣缸中的氣體，直至活塞剛好到達(dá)b處。求此時(shí)氣缸內(nèi)氣體的溫度以及在此過程中氣體對(duì)外所做的功。重力加速度大小為g。參考答案：試題分析：由于活塞處于平衡狀態(tài)所以可以利用活塞處于平衡狀態(tài)，求封閉氣體的壓強(qiáng)，然后找到不同狀態(tài)下氣體參量，計(jì)算溫度或者體積。開始時(shí)活塞位于a處，加熱后，汽缸中的氣體先經(jīng)歷等容過程，直至活塞開始運(yùn)動(dòng)。設(shè)此時(shí)汽缸中氣體的溫度為T1，壓強(qiáng)為p1，根據(jù)查理定律有①根據(jù)力的平衡條件有②聯(lián)立①②式可得③此后，汽缸中的氣體經(jīng)歷等壓過程，直至活塞剛好到達(dá)b處，設(shè)此時(shí)汽缸中氣體的溫度為T2；活塞位于a處和b處時(shí)氣體的體積分別為V1和V2。根據(jù)蓋—呂薩克定律有④式中V1=SH⑤V2=S（H+h）⑥聯(lián)立③④⑤⑥式解得⑦從開始加熱到活塞到達(dá)b處的過程中，汽缸中的氣體對(duì)外做的功為⑧故本題答案是：點(diǎn)睛：本題的關(guān)鍵是找到不同狀態(tài)下的氣體參量，再利用氣態(tài)方程求解即可。四、計(jì)算題：本題共3小題，共計(jì)47分16.如圖所示，一彈簧豎直懸掛氣缸的活塞，使氣缸懸空靜止，活塞與氣缸間無(wú)摩擦，缸壁導(dǎo)熱性能良好。已知?dú)飧字貫镚，活塞截面積為S，外界大氣壓強(qiáng)為P0，環(huán)境溫度為T，活塞與筒底間的距離為d，當(dāng)溫度升高ΔT時(shí)，求（1）活塞與筒底間的距離變化量；（2）此過程中氣體對(duì)外做的功。參考答案：）①此過程是等壓變化：，

，所以②氣體壓強(qiáng)

所以17.為了測(cè)量小木板和斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)，某同學(xué)設(shè)計(jì)了如下的實(shí)驗(yàn)．在小木板上固定一個(gè)彈簧秤（彈簧秤的質(zhì)量可不計(jì))，彈簧秤下吊一個(gè)光滑小球。將木板連同小球一起放在斜面上。如圖12所示，木板固定時(shí)，彈簧秤的示數(shù)為F1，放手后木板沿斜面下滑，穩(wěn)定時(shí)彈簧秤的示數(shù)是F2，測(cè)得斜面的傾角為θ．由測(cè)量的數(shù)據(jù)可以計(jì)算出小木板跟斜面間動(dòng)摩擦因數(shù)為多少?參考答案：設(shè)小球的質(zhì)量為m，木扳與小球的總質(zhì)量為M，木板與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ

由題意得：F1＝mgsinθ

①

放手后，木板和小球沿斜面向下勻加速運(yùn)動(dòng)，由牛頓第二定律得：Mgsinθ－μMgcosθ=Ma②對(duì)小球有：mgsinθ－F2＝ma③解①②③得μ＝選做題Sm=1.25m(2)

V=4m/s

;

1.16s≤t≤2.1s18.(17分)如圖所示，有一個(gè)可視為質(zhì)點(diǎn)的小物塊質(zhì)量為m＝1kg，從平臺(tái)上的A點(diǎn)以v0＝2m/s的初速度水平拋出，到達(dá)C點(diǎn)時(shí)，恰好沿C點(diǎn)的切線方向進(jìn)入固定在水平地面上的光滑圓弧軌道，最后小物塊滑上緊靠軌道末端D點(diǎn)的質(zhì)量為M＝3kg的長(zhǎng)木板．已知木板上表面與圓弧軌道末端切線在同一水平面，木板下表面與水平地面之間光滑，小物塊與長(zhǎng)木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝0.3，圓弧軌道的半徑為R＝0.4m，C點(diǎn)和圓弧的圓心連線與豎直方向的半徑OD夾角θ＝60°，不計(jì)空氣阻力，g取10m/s2.求：（1）小物塊到達(dá)C點(diǎn)時(shí)的速度大小。（2）小物塊經(jīng)過圓弧軌道末端D點(diǎn)時(shí)對(duì)軌道的壓力多大。（3）要使小物塊不滑出長(zhǎng)木板，木板的長(zhǎng)度L至少應(yīng)為多大。參考答案：(1)小物塊在C點(diǎn)時(shí)的速度大小為vC＝＝4m/s

（2分）（2）C到D的過程中，由動(dòng)能定理得：mgR(1－cos60°)＝mv－mv

（2分）

代入數(shù)據(jù)解得vD＝2m/s，

（1分）

小球在D點(diǎn)時(shí)由牛頓第二定律得:FN－mg＝m

（2分）

代入數(shù)據(jù)解得FN＝60N,由牛頓