2021-2022学年四川省绵阳市第一中学高中部高三物理上学期期末试题含解析

1、2021-2022学年四川省绵阳市第一中学高中部高三物理上学期期末试题含解析一、 选择题：本题共5小题，每小题3分，共计15分每小题只有一个选项符合题意1. （单选）如图所示，两根足够长的光滑导轨固定竖直放置，间距为L，底端接阻值为R的电阻。将质量为m的金属棒悬挂在一个固定的轻弹簧下端，金属棒和导轨接触良好，导轨所在平面与磁感应强度为B的匀强磁场垂直。除电阻R外其余电阻不计。现将金属棒从弹簧原长位置由静止释放，则 （ ）A释放瞬间金属棒的加速度小于重力加速度gB金属棒的速度为v时，所受的安培力大小为C金属棒向下运动时，流过电阻R的电流方向为D电阻R上产生的总热量等于金属棒重力势能的减少量 参考

2、答案：B解：A、释放瞬间金属棒的速度为零，没有感应电流产生，不受安培力，金属棒只受重力，所以金属棒的加速度为g故A错误B、金属棒的速度为v时，回路中产生的感应电流为 ，金属棒所受的安培力大小为 故B正确C、金属棒向下运动时切割磁感线，根据右手定则判断可知，流过电阻R的电流方向为ba，故C错误D、由于金属棒产生感应电流，受到安培力的阻碍，系统的机械能不断减少，最终金属棒停止运动，此时弹簧具有一定的弹性势能，所以导体棒的重力势能转化为内能和弹簧的弹性势能，则根据能量守恒定律得知在金属棒运动的过程中，电阻R上产生的总热量等于棒的重力势能减少量与弹簧弹性势能之差，故D错误故选：B2. 如图所示，A、B

3、是正点电荷中一条电场线上的两点一个带负电的点电荷仅受电场力作用，由静止释放从A点沿电场线运动到B点下列说法中正确的是（）AA点的电场强度比B点的小B点电荷在A点的加速度大CA点的电势比B点的电势高D点电荷由A到B过程中电场力做负功参考答案：解：A、带负电的点电荷仅受电场力作用，由静止从A点沿电场线运动到B点，说明负电荷所受的电场力方向从AB，则电场线方向从BA，则知，正点电荷在B的右侧，由E=知，A点的电场强度比B点的小故A正确B、由F=qE知，负电荷在A点所受的电场力较小，加速度也较小故B错误C、电场线方向从BA，顺着电场线，电势降低，则知A点的电势比B点的电势低故C错误D、点电荷由A到B过

4、程中电场力方向与位移方向相同，做正功故D错误故选A3. （多选）如图8所示，从半径为R1 m的半圆PQ(PQ为水平直径）上的P点水平抛出一个可视为质点的小球，经t0.4 s小球落到半圆上已知当地的重力加速度g10 m/s2，据此判断小球的初速度可能为()A. 1 m/sB. 2 m/s C. 3 m/s D. 4 m/s参考答案：CD4. 如图是两等量异号点电荷，以两电荷连线的中点O为圆心画出半圆，在半圆上有a、b、c，b点在两电荷连线的垂直平分线上，下列说法正确的是A.ac两点的电场强度相同B.ac两点的电势相同C.正电荷在a点的电势能大于在b点的电势能D.将正电荷由O移到b电场力做正功参考

5、答案：AC5. 一物体静置在平均密度为的球形天体表面的赤道上。已知万有引力常量为G，若由于天体自转使物体对天体表面压力恰好为零，则天体自转周期为 （ ） A B C D参考答案：D二、 填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6. 如图所示是用频闪照相的方法拍到的一个弹簧振子的振动情况，甲图是振子静止在平衡位置的照片，乙图是振子被拉伸到左侧距平衡位置20cm处，放手后向右运动周期的频闪照片，已知频闪的频率为10Hz，则振子的振动周期为T_s，而在t=T/12时刻振子的位置坐标_15cm。（选填“大于”、“小于”或“等于”）。参考答案：1.2；大于。7. 物体因绕轴转动而具有的动能叫转动动能

6、，转动动能的大小与物体转动的角速度有关为了研究某一砂轮的转动动能EK与角速度的关系，可采用下述方法：先让砂轮由动力带动匀速转动，测得其角速度，然后让砂轮脱离动力，由于轮与轴之间存在摩擦，砂轮最后停下，测出脱离动力到停止转动砂轮转过的圈数n测得几组不同的和n如下表所示（rad/s） 0.5 1 2 3 4n5 20 80 180 320Ek（J）另外已测得砂轮转轴的直径为1cm，转轴间的摩擦力为10/N（1）试计算出每次脱离动力时砂轮的转动动能，并填入上表中；（2）试由上述数据推导出该砂轮转动动能Ek与角速度的关系式Ek=22；（3）若脱离动力后砂轮的角速度为2.5rad/s，则它转过45圈后角

7、速度=2 rad/s参考答案：考点：线速度、角速度和周期、转速.专题：匀速圆周运动专题分析：（1）砂轮克服转轴间摩擦力做功公式W=f?n?D，f是转轴间的摩擦力大小，n是砂轮脱离动力到停止转动的圈数，D是砂轮转轴的直径根据动能定理得知，砂轮克服转轴间摩擦力做功等于砂轮动能的减小，求解砂轮每次脱离动力的转动动能（2）采用数学归纳法研究砂轮的转动动能Ek与角速度的关系式：当砂轮的角速度增大为原来2倍时，砂轮的转动动能Ek是原来的4倍；当砂轮的角速度增大为原来4倍时，砂轮的转动动能Ek是原来的16倍，得到Ek与2成正比，则有关系式Ek=k2将任一组数据代入求出比例系数k，得到砂轮的转动动能Ek与角速

8、度的关系式（3）根据动能与角速度的关系式，用砂轮的角速度表示动能，根据动能定理求出转过45圈后的角速度解答：解：（1）根据动能定理得：Ek=f?n?D，代入计算得到数据如下表所示 /rad?s10.51234n5.02080180320Ek/J0.5281832（2）由表格中数据分析可知，当砂轮的角速度增大为原来2倍时，砂轮的转动动能Ek是原来的4倍，得到关系Ek=k2当砂轮的角速度增大为原来4倍时，砂轮的转动动能Ek是原来的16倍，得到Ek与2成正比，则有关系式Ek=k2k是比例系数将任一组数据比如：=1rad/s，Ek=2J，代入得到k=2J?s/rad，所以砂轮的转动动能Ek与角速度的关

9、系式是Ek=22（3）根据动能定理得f?n?D=222212代入解得2=2rad/s故答案为：（1）如表格所示；（2）22；（3）2点评：本题考查应用动能定理解决实际问题的能力和应用数学知识处理物理问题的能力；注意摩擦力做功与路程有关8. 在某些恒星内部，3个粒子可以结合成一个C核，已知C核的质量为1.9930210-26kg，粒子的质量为6.6467210-27kg，真空中光速c=3108m/s，这个核反应方程是 ，这个反应中释放的核能为 （结果保留一位有效数字）。参考答案：3He C (2分) 910-13 J9. 某行星绕太阳的运动可近似看作匀速圆周运动，已知行星运动的轨道半径为R，周期

10、为T，万有引力恒量为G，则该行星的线速度大小为_，太阳的质量可表示为_。参考答案：10. 甲、乙是两颗绕地球作匀速圆周运动的人造卫星，其线速度大小之比为，则这两颗卫星的运转半径之比为_，运转周期之比为_。参考答案：； 11. 某兴趣小组的同学利用如图1所示的实验 装置，测量木块与长木板之间的动摩擦因数，图中长木板水平固定。实验过程中，打点计时器应接在_(填“直流”或“交流”)电源上，调整定滑轮的高度，使_ _已知重力加速度为g，测得木块的质量为M，砝码盘和砝码的总质量为m，砝码盘、砝 码和木块的加速度大小为a，则木块与长木板之间的动摩擦因数= _实验时，某同学得到一条纸带，如图2所示，每隔三个

11、计时点取一个计数点，记为图中 0、1、2、3、4、5、6点。测得相邻两个计数点间的距离分别为s1=0.96 cm s2=2.88 cm, s3 = 4. 80 cm, s4 =6. 72 cm, s5 = 8. 64 cm, s6 = 10. 56 cm，打点计时器的电源频率为50 Hz0计算此纸带的加速度大小a =_m/s2，打计数点“4”时纸带的速度大小v=_m/s。（保留两位有效数字）参考答案：打点计时器使用的是交流电源；调整定滑轮的高度，目的是使细线与长木板平行，减小实验误差；设细绳上的拉力为F，则，解得。利用逐差法求加速度，利用中间时刻的瞬时速度等于对应时间的平均速度求解。12. 如

12、图所示，M为理想变压器，电表均可视为理想表，输入端a、b接正弦交流电源时，原、副线圈中电压表的示数分别为U1和U2，则原线圈与副线圈的匝数之比等于_；当滑动变阻器的滑片P向上滑动时，电流表A1的示数I1变化情况是_。（选填“变大”、“变小”或“不变”）参考答案：答案：U1U2；变大13. 如图所示，一半径为R的光滑圆环，竖直放在水平向右的的匀强电场中，匀强电场的电场强度大小为E。环上a、c是竖直直径的两端，b、d是水平直径的两端，质量为m的带电小球套在圆环上，并可沿环无摩擦滑动，已知小球自a点由静止释放，沿abc运动到d点时速度恰好为零，由此可知小球所受重力 （选填“大于”、“小于”或“等于”

13、）带电小球所受的静电力。小球在 （选填“a”、“b”、“c”或“d”）点时的电势能最小。参考答案：等于 b题意：自a点由静止释放，沿abc运动到d点时速度恰好为零，说明小球带负电，并且bc弧形中点是速度最大的位置（等效最低点），画出受力分析图，则重力和电场力等大；电场力正功最多时，电势能最小，所有在b点电势能最小。三、 简答题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14. （8分）为确定爱因斯坦的质能方程的正确性，设计了如下实验：用动能为MeV的质子轰击静止的锂核Li，生成两个粒子，测得两个粒子的动能之和为MeV。写出该反应方程，并通过计算说明正确。（已知质子、粒子、锂核的质量分别取、）参考答

14、案：核反应方程为核反应的质量亏损，由质能方程可得，质量亏损相当的能量MeV而系统增加的能量MeV，这些能量来自核反应中，在误差允许的范围内可认为相等，所以正确。15. (4分)在橄榄球比赛中，一个95kg的橄榄球前锋以5m/s的速度跑动，想穿越防守队员到底线触地得分就在他刚要到底线时，迎面撞上了对方两名均为75kg的队员，一个速度为2m/s，另一个为4m/s，然后他们就扭在了一起。他们碰撞后的共同速率是；在右面方框中标出碰撞后他们动量的方向，并说明这名前锋能否得分：。参考答案：答案：0.1m/s （2分） 方向见图（1分） 能得分（1分） 四、计算题：本题共3小题，共计47分16. （06年全

15、国卷）（16分）如图所示，一固定在竖直平面内的光滑的半圆形轨道ABC，其半径R5.0m，轨道在C处与水平地面相切。在C处放一小物块，给它一水平向左的初速度v05m/s，结果它沿CBA运动，通过A点，最后落在水平面上的D点，求C、D间的距离s。取重力加速度g10m/s2。参考答案：解析：设小物块的质量为m，过A处时的速度为v，由A到D经历的时间为t，有 2Rgt2 svt 由式并代入数据得s1m 17. 如图所示，在距地面高为15 m处，有一不带电的小球以10m/s的初速度水平向右抛出，与此同时，在的正下方有一带正电滑块也在一个水平恒力的作用下、以相同的初速度在绝缘水平地面上向右运动，、所在空间

16、加有沿水平方向且垂直于纸面向里的足够大的匀强磁场，磁感应强度。已知所带电荷量C，质量0.1 kg，0.27 N，、均可看作质点，着地时恰与相撞。若运动中的电荷量保持不变，空气阻力不计，重力加速度g取10m/，求：（1） 从抛出到与相撞经历的时间；（2） 与相撞前瞬间的速率；（3） 与地面之间的动摩擦因数。参考答案：（1）在竖直方向做自由落体运动有H 带入数据解得s （2）设的质量为，着地速率为，根据机械能守恒定律有= + 带人数据解得20 m/s （2分）（2） 着地时恰与相撞，说明A2在水平地面一定以速度向右做匀速运动，因受到图2所示的五个力作用，故由平衡条件有 由式带入数据得N09 N 代人式解得03 18. （8分）20