河北省廊坊市三河孤山中學(xué)2021-2022學(xué)年高三物理下學(xué)期期末試題含解析

河北省廊坊市三河孤山中學(xué)2021-2022學(xué)年高三物理下學(xué)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.（單選）如圖所示，一平行板電容器充電后與電源斷開，負(fù)極板接地，在兩極板間有一正電荷(電荷量很小)固定在P點(diǎn)．以E表示兩極板間的場強(qiáng)，U表示電容器的電壓，Ep表示正電荷在P點(diǎn)的電勢能．若保持負(fù)極板不動，將正極板移到圖中虛線所示位置，則A．U變小，Ep不變

B．E變大,Ep不變C．U變大，Ep不變

D．U不變，Ep不變參考答案：A2.（單選）在地面上方的A點(diǎn)以E1=3J的初動能水平拋出一小球，小球剛要落地時的動能為E2=7J，落地點(diǎn)在B點(diǎn)，不計空氣阻力，則A、B兩點(diǎn)的連線與水平方向的夾角為(

)A．30°

B．37°

C．45°

D．60°參考答案：A

解析：則tanθ=A

解析：設(shè)物體的質(zhì)量為m，物體的動能為E1=3J，

所以E1==3J，

所以物體的速度v0為v0=,物體的末動能E2=7J，

根據(jù)E2==7J,所以物體的速度v為v==，所以物體在豎直方向上的速度的大小為vy==，設(shè)A、B兩點(diǎn)的連線與水平方向的夾角為θ，===所以θ=30°，

故選A．3.（多選）如圖甲所示，輕桿一端與質(zhì)量為1kg、可視為質(zhì)點(diǎn)的小球相連，另一端可繞光滑固定軸在豎直平面內(nèi)自由轉(zhuǎn)動．現(xiàn)使小球在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動，經(jīng)最高點(diǎn)開始計時，取水平向右為正方向，小球的水平分速度v隨時間t的變化關(guān)系如圖乙所示，A、B、C三點(diǎn)分別是圖線與縱軸、橫軸的交點(diǎn)、圖線上第一周期內(nèi)的最低點(diǎn)，該三點(diǎn)的縱坐標(biāo)分別是1、0、﹣5．g取10m/s2，不計空氣阻力．下列說法中正確的是（）A．輕桿的長度為0.6mB．小球經(jīng)最高點(diǎn)時，桿對它的作用力方向豎直向上C．B點(diǎn)對應(yīng)時刻小球的速度為3m/sD．曲線AB段與坐標(biāo)軸所圍圖形的面積為0.5m參考答案：考點(diǎn)：向心力；牛頓第二定律．專題：牛頓第二定律在圓周運(yùn)動中的應(yīng)用．分析：已知小球在ABC三個點(diǎn)的速度，A到C的過程中機(jī)械能守恒，由機(jī)械能守恒定律即可求出桿的長度；結(jié)合小球過最高點(diǎn)的受力的特點(diǎn)，即可求出桿對小球的作用力的方向；由機(jī)械能守恒可以求出B點(diǎn)的速度；由于y軸表示的是小球在水平方向的分速度，所以曲線AB段與坐標(biāo)軸所圍圖形的面積表示A到B的過程小球在水平方向的位移．解答：解：A、設(shè)桿的長度為L，小球從A到C的過程中機(jī)械能守恒，得：，所以：m．故A正確；B、若小球在A點(diǎn)恰好對桿的作用力是0，則：，臨界速度：m/s＞vA=1m/s．由于小球在A點(diǎn)的速度小于臨界速度，所以小球做圓周運(yùn)動需要的向心力小于重力，桿對小球的作用力的方向向上，是豎直向上的支持力．故B正確；C、小球從A到B的過程中機(jī)械能守恒，得：，所以：m/s．故C錯誤；D、由于y軸表示的是小球在水平方向的分速度，所以曲線AB段與坐標(biāo)軸所圍圖形的面積表示A到B的過程小球在水平方向的位移，大小等于桿的長度，即0.6m．故D錯誤．故選：AB點(diǎn)評：該題考查豎直平面內(nèi)的圓周運(yùn)動，將牛頓第二定律與機(jī)械能守恒定律相結(jié)合即可正確解答．該題中的一個難點(diǎn)是D選項中“曲線AB段與坐標(biāo)軸所圍圖形的面積”的意義要理解．4.（單選）圖9所示為某種質(zhì)譜儀的工作原理示意圖。此質(zhì)譜儀由以下幾部分構(gòu)成：粒子源N；P、Q間的加速電場；靜電分析器，即中心線半徑為R的四分之一圓形通道，通道內(nèi)有均勻輻射電場，方向沿徑向指向圓心O，且與圓心O等距的各點(diǎn)電場強(qiáng)度大小相等；磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的有界勻強(qiáng)磁場，方向垂直紙面向外；膠片M。由粒子源發(fā)出的不同帶電粒子，經(jīng)加速電場加速后進(jìn)入靜電分析器，某些粒子能沿中心線通過靜電分析器并經(jīng)小孔S垂直磁場邊界進(jìn)入磁場，最終打到膠片上的某點(diǎn)。粒子從粒子源發(fā)出時的初速度不同，不計粒子所受重力。下列說法中正確的是A．從小孔S進(jìn)入磁場的粒子速度大小一定相等B．從小孔S進(jìn)入磁場的粒子動能一定相等C．打到膠片上同一點(diǎn)的粒子速度大小一定相等D．打到膠片上位置距離O點(diǎn)越遠(yuǎn)的粒子，比荷越大參考答案：C粒子經(jīng)加速電場加速后根據(jù)動能定理，在四分之一圓形通道內(nèi)，有徑向的

5.如圖所示，我某集團(tuán)軍在一次空地聯(lián)合軍事演習(xí)中，離地面高處的飛機(jī)以水平對地速度發(fā)射一顆炸欲轟炸地面目標(biāo)，反應(yīng)靈敏的地面攔截系統(tǒng)同時以初速度豎直向上發(fā)射一顆炮彈攔截（炮彈運(yùn)動過程看作豎直上拋），設(shè)此時攔截系統(tǒng)與飛機(jī)的水平距離為，若攔截成功，不計空氣阻力，則、的關(guān)系應(yīng)滿足（

）A．

B．C．

D．參考答案：答案：C解析：在水平方向上，炸彈以速度做勻速直線運(yùn)動，因此，在豎直方向上炮彈欲正好擊中炸彈，則在時間內(nèi)炸彈和炮彈位移之和恰好等于高度，即，因此有。所以正確選項是C。二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計16分6.（2）“用DIS測變速直線運(yùn)動的瞬時速度”實驗中，使用光電門傳感器。小王同學(xué)利用DIS實驗器材研究某物體沿X軸運(yùn)動的規(guī)律，發(fā)現(xiàn)物體所處的坐標(biāo)X與時間t滿足X=t3-2t（單位均是SI制單位），則該物體在第2秒末的瞬時速度大小為__________m/s。參考答案：107.一多用電表的電阻檔有三個倍率，分別是“×1”、“×10”、“×100”．用“×10”檔測量某電阻時，操作步驟正確，發(fā)現(xiàn)表頭指針偏轉(zhuǎn)角度很小，為使測量值更準(zhǔn)確，應(yīng)換到×100檔；如果換檔后立即用表筆連接待測電阻進(jìn)行讀數(shù)，那么缺少的步驟是歐姆調(diào)零．參考答案：考點(diǎn)：用多用電表測電阻．專題：實驗題；恒定電流專題．分析：使用歐姆表測電阻時應(yīng)選擇合適的擋位，使指針指在中央刻度線附近；歐姆表換擋后要重新進(jìn)行歐姆調(diào)零．解答：解：用“×10”檔測量某電阻時，表頭指針偏轉(zhuǎn)角度很小，說明所選擋位太小，為使測量值更準(zhǔn)確，應(yīng)換大擋，應(yīng)換到×100擋；換擋后要重新進(jìn)行歐姆調(diào)零，然后再測電阻阻值．故答案為：×100；歐姆調(diào)零．點(diǎn)評：本題考查了歐姆表的實驗注意事項與使用方法，使用歐姆表測電阻時應(yīng)選擇合適的擋位，使指針指在中央刻度線附近；歐姆表換擋后要重新進(jìn)行歐姆調(diào)零．8.如圖甲所示是某時刻一列機(jī)械波的圖象，圖乙是坐標(biāo)原點(diǎn)O處質(zhì)點(diǎn)從此時刻開始的振動圖象．由此可知，K、L、M三個質(zhì)點(diǎn)，________質(zhì)點(diǎn)最先回到平衡位置；該機(jī)械波的波速為v＝________.參考答案：M1m/s9.自行車的設(shè)計蘊(yùn)含了許多物理知識，利用所學(xué)知識完成下表自行車的設(shè)計目的（從物理知識角度）車架用鋁合金、鈦合金代替鋼架減輕車重車胎變寬

自行車后輪外胎上的花紋

參考答案：減小壓強(qiáng)（提高穩(wěn)定性）；增大摩擦（防止打滑；排水）解析：車胎變寬能夠增大輪胎與地面的接觸面積，提高穩(wěn)定性，減小壓強(qiáng)，有利于行車安全；自行車后輪外胎上的花紋，增大摩擦，防止打滑。10.在β衰變中常伴有一種稱為“中微子”的粒子放出．中微子的性質(zhì)十分特別，因此在實驗中很難探測。1953年，萊尼斯和柯文建造了一個由大水槽和探測器組成的實驗系統(tǒng)，利用中微子與水中11H的核反應(yīng)，間接地證實了中微子的存在．（1）中微子與水中的11H發(fā)生核反應(yīng)，產(chǎn)生中子(01n)和正電子(＋10e)，即中微子＋11H―→01n＋＋10e

可以判定，中微子的質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)分別是________．（3分）(填寫選項前的字母)A．0和0

B．0和1C．1和0

D．1和1（2）上述核反應(yīng)產(chǎn)生的正電子與水中的電子相遇，與電子形成幾乎靜止的整體后，可以轉(zhuǎn)變?yōu)閮蓚€光子(γ)，即

＋10e＋－10e―→2γ.

已知正電子和電子的質(zhì)量都為9.1×10－31kg，反應(yīng)中產(chǎn)生的每個光子的能量約為____

____J．（4分）

普朗克常量為h=6.63×10－34J·s

1u質(zhì)量對應(yīng)的能量為931.5MeV參考答案：11.如圖所示豎直放置的上粗下細(xì)的密閉細(xì)管，水銀柱將氣體分隔成A、B兩部分，初始溫度相同．使A、B升高相同溫度達(dá)到穩(wěn)定后，體積變化量為△VA___________△VB，壓強(qiáng)變化量為△pA_________△pB（填“大于”、“等于”或“小于”）。參考答案：等于，大于12.一輛賽車在半徑為50m的水平圓形賽道參加比賽，已知該賽車勻速率跑完最后一圈所用時間為15s。則該賽車完成這一圈的角速度大小為________rad/s，向心加速度大小為________m/s2（結(jié)果均保留2位小數(shù)）。參考答案：0.42rad/s；8.77m/s2?！荆?.76~8.82）m/s2】13.如圖，光滑水平地面上有質(zhì)量相等的兩物體A、B，中間用勁度系數(shù)為k的輕彈簧相連，在外力F1、F2作用下運(yùn)動，且滿足F1>F2，當(dāng)系統(tǒng)運(yùn)動穩(wěn)定后，彈簧的伸長量為

。參考答案：三、實驗題：本題共2小題，每小題11分，共計22分14.用油膜法估算分子大小的實驗中，首先需將純油酸稀釋成一定濃度的油酸酒精溶液，稀釋的目的是_______________________________________________。實驗中為了測量出一滴已知濃度的油酸酒精溶液中純油酸的體積，可以_____________________________________________________________。為得到油酸分子的直徑，還需測量的物理量是_________________________________。參考答案：

(1).使油酸在淺盤的水面上容易形成一塊單分子層油膜

(2).把油酸酒精溶液一滴一滴地滴入小量筒中，測出1mL油酸酒精溶液的滴數(shù)，得到一滴溶液中純油酸的體積

(3).油膜穩(wěn)定后得表面積S?！驹斀狻坑湍しy量分子大小需要形成單分子油膜，故而需要減少油酸濃度；一滴油酸的體積非常微小不易準(zhǔn)確測量，故而使用累積法，測出N滴油酸溶液的體積V，用V與N的比值計算一滴油酸的體積；由于形成單分子油膜，油膜的厚度h可以認(rèn)為是分子直徑，故而還需要測量出油膜的面積S，以計算厚度.15.(5分)一游標(biāo)卡尺的主尺最小分度為1毫米，游標(biāo)上有10個小等分間隔，現(xiàn)用此卡尺來測量工件的直徑，如圖所示。該工件的直徑為_____________毫米。參考答案：

答案：29.8（5分）四、計算題：本題共3小題，共計47分16.如圖所示，足夠長的工作平臺上有一小孔C，長度L=3m的木板B（厚度可忽略不計）靜止于小孔的左側(cè)，其右端到小孔的距離也為L=3m，某時刻開始，物塊A（可視為質(zhì)點(diǎn)）無初速地放到木板B的右端，同時木板B在電動機(jī)帶動下向右做勻加速直線運(yùn)動，A滑離木板B前瞬間，電動機(jī)達(dá)到額定功率并以此功率繼續(xù)帶動木板B向右運(yùn)動（忽略小孔對木板B運(yùn)動的影響），最終物塊A剛好能運(yùn)動到小孔C處自由落入小孔中，測得此時木板B的左端到小孔C的距離s=1.5m．已知物塊A與木板B的動摩擦因數(shù)μ1=0.050，物塊A與工作臺間的動摩擦因數(shù)μ2=0.025，木板B與工作臺間的動摩擦因數(shù)μ3=0.1，木板B的質(zhì)量M=3.0kg，物塊A的質(zhì)量m=1.0kg，取g=10m/s2．試求：（1）木板B開始做勻加速直線運(yùn)動的加速度大小a和A在工作臺上運(yùn)動的時間t2；（2）電動機(jī)的額定功率P；（3）物塊A運(yùn)動到小孔C處時，木板B的速度大小vB．參考答案：考點(diǎn)： 牛頓運(yùn)動定律的綜合應(yīng)用；勻變速直線運(yùn)動的位移與時間的關(guān)系．專題： 牛頓運(yùn)動定律綜合專題．分析： （1）對物塊和木板分別利用牛頓第二定率求的加速度，再結(jié)合運(yùn)動學(xué)公式即可求的加速度；（2）求的AB分離時B的速度，利用牛頓第二定律電動機(jī)的拉力，故可求得功率；（3）利用動能定理即可求得．解答： 解：（1）設(shè)物塊A向右運(yùn)動距離x1時與木板B分離，此時A的速度為v1，此過程歷經(jīng)時間為t1，此后A在工作臺上做勻減速運(yùn)動直到C孔處速度減為零，運(yùn)動距離為x2，B與A分離前A、B的加速度分別為a1、a，分離的A的加速度為a2對物塊A有：μ1mgx1﹣μ2mgx2=0﹣0，由幾何關(guān)系可知：x1+x2=L，由牛頓第二定律得：μ1mg=ma1，﹣μ2mg=﹣ma2，由勻變速直線運(yùn)動的位移公式得：x1=a1t12，x2=a2t22，對B有L+x1=at12，代入數(shù)據(jù)解得：x1=1m，x2=2m，t1=2s，t2=4s，a=2m/s2；（2）設(shè)A與B分離時，B的速度為v0，則：v12=2a（L+x1），由牛頓第二定律得：F﹣μ1mg﹣μ3（M+m）g=Ma，功率：P=Fv1，代入數(shù)據(jù)解得：P=42W；（3）設(shè)物塊A運(yùn)動到小孔C處時，木板B的速度大小為vB，由動能定理有：Pt2﹣μ3Mg（x2+s）=MvB2﹣Mv12，代入數(shù)據(jù)解得：vB=11m/s；答：（1）木板B開始做勻加速直線運(yùn)動的加速度大小a為2m/s2，A在工作臺上運(yùn)動的時間t2為4s．（2）電動機(jī)的額定功率P為42W；（3）物塊A運(yùn)動到小孔C處時，木板B的速度大小vB為11m/s．點(diǎn)評： 該題中，對零件的運(yùn)動過程的方向就解題的關(guān)鍵．要緊扣題目給出的條件：最終零件運(yùn)動到A孔時速度恰好為零！得出零件的正確的運(yùn)動過程．17.（15分）如圖所示，一個質(zhì)量為m的圓環(huán)套在一根固定的水平直桿上，環(huán)與桿的動摩擦因數(shù)為μ，現(xiàn)給環(huán)一個向右的速度v0，如果環(huán)在運(yùn)動過程中還受到一個方向始終豎直向上的力F的作用，已知F＝kv（k為常數(shù)，v為速度），求環(huán)在運(yùn)動過程中克服摩擦力所做的功（假設(shè)桿足夠長）。

參考答案：解析：當(dāng)mg=kv0時，即v0=時,環(huán)作勻速運(yùn)動，Wf=0，環(huán)克服摩擦力所做的功為零；（3分）當(dāng)mg＞kv0時，即v0＜時，環(huán)在運(yùn)動過程中，v減少，F(xiàn)減少，f增大，最終環(huán)靜止Wf=，環(huán)克服摩擦力所做的功為。

（5分）當(dāng)mg＜kv0時，即v0＞時，環(huán)在運(yùn)動過程中，v減少，F(xiàn)減少，f減少到mg=kv時，環(huán)作勻速運(yùn)動，Wf=,環(huán)克服摩擦力所做的功為；

（7分）18.如圖甲所示，建立Oxy坐標(biāo)系，兩平行極板P、Q垂直于y軸且關(guān)于x軸對稱，極板長度和板間距均為l，第一四象限有磁場，方向垂直于Oxy平面向里．位于極板左側(cè)的粒子源沿x軸向右連續(xù)發(fā)射質(zhì)量為m、電量為+q、速度相同、重力不計的帶電粒子．在兩板間加上如圖乙所示的周期性變化的電壓（不考慮極板邊緣的影響）．已知t=0時刻進(jìn)入兩板間的帶電粒子恰好在2t0時刻經(jīng)極板邊緣射入磁場．上述m、q、l、t0、B為已知量．（不考慮粒子間相互影響及返回板間的情況）（若tanθ=b，θ∈（﹣，），則θ=arctanb）（1）求兩極板間電壓U0的大?。?）求t0=0時進(jìn)入兩板間的帶電粒子在磁場中做圓周運(yùn)動的半徑．（3）何時進(jìn)入兩板間的帶電粒子在磁場中的運(yùn)動時間最短？求此最短時間．參考答案：【考點(diǎn)】：帶電粒子在勻強(qiáng)磁場中的運(yùn)動；牛頓第二定律；運(yùn)動的合成和分解；向心力；帶電粒子在勻強(qiáng)電場中的運(yùn)動．【專題】：帶電粒子在磁場中的運(yùn)動專題．【分析】：（1）首先求出電容器加有電壓時的電場強(qiáng)度，從而求出有電場時的加速度，把粒子的運(yùn)動在豎直方向上分為兩段，先是勻加速運(yùn)動，后是勻速運(yùn)動，在豎直方向上，這兩段位移的和大小上等于板間距離的一半．列式即可求出電壓．（2）當(dāng)t0=0時，粒子進(jìn)入電場，根據(jù)已知條件求出離開電場時水平方向上的速度和豎直方向上的速度，即可求出和速度的大小，結(jié)合半徑公式即可求出在勻強(qiáng)磁場中做圓周運(yùn)動的半徑．（3）帶電粒子在磁場中的運(yùn)動時間最短，即為進(jìn)入磁場時速度方向與y軸的夾角最小的情況，當(dāng)在電場中偏轉(zhuǎn)的角度最大時，在磁場中的運(yùn)動時間最短，畫出離子運(yùn)動的軌跡圖，結(jié)合幾何知識即可求出最短時間．：解：（1）t=0時刻進(jìn)入兩極板的帶電粒子在