山西省忻州市西營學(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15分．每小題只有一個選項符合題意1.如圖所示，從同一條豎直線上兩個不同點P、Q分別向右平拋兩個小球，平拋的初速度分別為v1、v2，結(jié)果它們同時落到水平面上的M點處（不考慮空氣阻力）。下列說法中正確的是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由平拋物體的運動特點可知，平拋運動的時間由下落高度決定，即，由題意知兩物體同時落地，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A正確。2.7．如圖所示，MN右側(cè)一正三角形勻強磁場區(qū)域，上邊界與MN垂直．現(xiàn)有一與磁場邊界完全相同的三角形導(dǎo)體框，垂直于MN勻速向右運動．導(dǎo)體框穿過磁場過程中感應(yīng)電流隨時間變化的圖象可能是（取逆時針電流為正）參考答案：C3.某空間中存在一個有豎直邊界的水平方向勻強磁場區(qū)域，現(xiàn)將一個等腰梯形閉合導(dǎo)線圈，從圖甲所示位置垂直于磁場方向勻速拉過這個區(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動，恰能滑行到斜面頂端．設(shè)物塊和斜面的動摩擦因數(shù)一定，斜面的高度h和底邊長度x可獨立調(diào)節(jié)（斜邊長隨之改變），下列說法錯誤的是參考答案：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的金屬導(dǎo)軌，其電阻忽略不計．空間存在著垂直于軌道平面向上的勻強磁場，磁感應(yīng)強度大小為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，與導(dǎo)軌平行的絕緣細(xì)線一端固定，另一端與ab棒中點連接，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，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16分6.如圖甲所示，在一端封閉，長約1m的玻璃管內(nèi)注滿清水，水中放一個蠟燭做的蠟塊，將玻璃管的開口端用膠塞塞緊，然后將這個玻璃管倒置，在蠟塊沿玻璃管上升的同時，將玻璃管水平向右移動，假設(shè)從某時刻開始計時，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時蠟塊位于坐標(biāo)原點，（1）請在圖乙中畫出蠟塊4s內(nèi)的軌跡；（2）玻璃管向右平移的加速度a=

m/s2；（3）t=2s時蠟塊的速度v2=

m/s（保留到小數(shù)點后兩位）參考答案：解：（1）依據(jù)運動的合成法則，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動，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動的速率為，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動的速率為，已知引力常量為G，則該星球的質(zhì)量表達式為

。參考答案：由萬有引力提供向心力可得，，聯(lián)立可解得8.如圖所示，一列簡諧橫波沿x軸正向傳播，波傳到x=1m的P點時，P點開始向下振動，此時為計時起點，已知在t=0.4s時PM間第一次形成圖示波形，此時x=4m的M點正好在波谷。當(dāng)M點開始振動時，P點正好在

，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：電場的方向都垂直于紙面并指向紙里，電場強度的大小自左向右逐漸增大，如圖所示。這種分布的靜電場是否可能存在？試述理由。

參考答案：這種分布的靜電場不可能存在.因為靜電場是保守場，電荷沿任意閉合路徑一周電場力做的功等于0，但在這種電場中，電荷可以沿某一閉合路徑移動一周而電場力做功不為0．（5分）10.如圖，S1、S2是兩個相干波源，它們振動同步且振幅相同。實線和虛線分別表示某一時刻兩列波的波峰和波谷。a、b、c、d四點中振動減弱的點為

，經(jīng)四分之一周期，不在平衡位置的點為

。參考答案：a,d

11.某同學(xué)用測力計研究在豎直方向運行的電梯運動狀態(tài)。他在地面上用測力計測量砝碼的重力，示數(shù)為G。他在電梯中用測力計仍測量同一砝碼的重力，發(fā)現(xiàn)測力計的示數(shù)小于G，由此判斷此時電梯的運動狀態(tài)可能是_______________________________。參考答案：加速向下運動或減速向上運動。測力計的示數(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，所以電梯可能的運動狀態(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，使用如下方法來估測積雪的密度：在平整地面的積雪上，腳向下用力踩在雪上，形成一個下凹的腳印，然后測量腳印的深度和

，根據(jù)冰的密度就可以估測雪的密度。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的時間沿平直冰面跑完1000m。設(shè)雪橇在運動過程中受到的阻力保持不變，并且它在開始運動的8s時間內(nèi)做勻加速直線運動，從第8s末開始，馬拉雪橇做功的功率保持不變，繼續(xù)做直線運動，最后一段時間雪橇做的是勻速直線運動，速度大小為15m/s，已知開始運動的8s內(nèi)馬拉雪橇的平均功率是8s后功率的一半。則在整個運動過程中馬拉雪橇做功的平均功率是________W；雪橇在運動過程中所受阻力大小是_________N。參考答案：答案：687；48.2三、簡答題：本題共2小題，每小題11分，共計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，兩物塊獲得的動能之和為Ek=10.0J。釋放后，A沿著與墻壁垂直的方向向右運動。A、B與地面之間的動摩擦因數(shù)均為u=0.20。重力加速度取g=10m/s2。A、B運動過程中所涉及的碰撞均為彈性碰撞且碰撞時間極短。（1）求彈簧釋放后瞬間A、B速度的大小；（2）物塊A、B中的哪一個先停止？該物塊剛停止時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)動量守恒，再結(jié)合能量關(guān)系求解出A、B各自的速度大小；很容易判定A、B都會做勻減速直線運動，并且易知是B先停下，至于A是否已經(jīng)到達墻處，則需要根據(jù)計算確定，結(jié)合幾何關(guān)系可算出第二問結(jié)果；再判斷A向左運動停下來之前是否與B發(fā)生碰撞，也需要通過計算確定，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摩擦因數(shù)相等，因而兩者滑動時加速度大小相等，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停止所需時間為t，B向左運動的路程為sB。，則有④⑤⑥在時間t內(nèi)，A可能與墻發(fā)生彈性碰撞，碰撞后A將向左運動，碰撞并不改變A的速度大小，所以無論此碰撞是否發(fā)生，A在時間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A位于出發(fā)點右邊0.25m處。B位于出發(fā)點左邊0.25m處，兩物塊之間的距離s為s=025m+0.25m=0.50m⑨（3）t時刻后A將繼續(xù)向左運動，假設(shè)它能與靜止的B碰撞，碰撞時速度的大小為vA′，由動能定理有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′′，由動量守恒定律與機械能守恒定律有

聯(lián)立式并代入題給數(shù)據(jù)得

這表明碰撞后A將向右運動，B繼續(xù)向左運動。設(shè)碰撞后A向右運動距離為sA′時停止，B向左運動距離為sB′時停止，由運動學(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，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，不計他們之間的摩擦。開始時活塞處于靜止?fàn)顟B(tài)，上、下方氣體壓強均為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b處。求此時氣缸內(nèi)氣體的溫度以及在此過程中氣體對外所做的功。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，然后找到不同狀態(tài)下氣體參量，計算溫度或者體積。開始時活塞位于a處，加熱后，汽缸中的氣體先經(jīng)歷等容過程，直至活塞開始運動。設(shè)此時汽缸中氣體的溫度為T1，壓強為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b處，設(shè)此時汽缸中氣體的溫度為T2；活塞位于a處和b處時氣體的體積分別為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b處的過程中，汽缸中的氣體對外做的功為⑧故本題答案是：點睛：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、計算題：本題共3小題，共計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，活塞與氣缸間無摩擦，缸壁導(dǎo)熱性能良好。已知氣缸重為G，活塞截面積為S，外界大氣壓強為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，求（1）活塞與筒底間的距離變化量；（2）此過程中氣體對外做的功。參考答案：）①此過程是等壓變化：，

，所以②氣體壓強

所以17.為了測量小木板和斜面間的動摩擦因數(shù)，某同學(xué)設(shè)計了如下的實驗．在小木板上固定一個彈簧秤（彈簧秤的質(zhì)量可不計)，彈簧秤下吊一個光滑小球。將木板連同小球一起放在斜面上。如圖12所示，木板固定時，彈簧秤的示數(shù)為F1，放手后木板沿斜面下滑，穩(wěn)定時彈簧秤的示數(shù)是F2，測得斜面的傾角為θ．由測量的數(shù)據(jù)可以計算出小木板跟斜面間動摩擦因數(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動，由牛頓第二定律得：Mgsinθ－μMgcosθ=Ma②對小球有：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，有一個可視為質(zhì)點的小物塊質(zhì)量為m＝1kg，從平臺上的A點以v0＝2m/s的初速度水平拋出，到達C點時，恰好沿C點的切線方向進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點的質(zhì)量為M＝3kg的長木板．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，小物塊與長木板間的動摩擦因數(shù)μ＝0.3，圓弧軌道的半徑為R＝0.4m，C點和圓弧的圓心連線與豎直方向的半徑OD夾角θ＝60°，不計空氣阻力，g取10m/s2.求：（1）小物塊到達C點時的速度大小。（2）小物塊經(jīng)過圓弧軌道末端D點時對軌道的壓力多大。（3）要使小物塊不滑出長木板，木板的長度L至少應(yīng)為多大。參考答案：(1)小物塊在C點時的速度大小為vC＝＝4m/s

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

（2分）

代入數(shù)據(jù)解得vD＝2m/s，

（1分）

小球在D點時由牛頓第二定律得:FN－mg＝m

（2分）

代入數(shù)據(jù)解得FN＝60N,由牛頓