河北省保定市神石庄中学2021-2022学年高三物理期末试题含解析

1、河北省保定市神石庄中学2021-2022学年高三物理期末试题含解析一、 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. 如图，带有一白点的黑色圆盘，可绕过其中心、垂直于盘面的轴匀速转动，每秒沿顺时针方向旋转30圈。在暗室中用每秒闪光31次的频闪光源照射圆盘，观察到白点每秒沿(A)顺时针旋转31圈 (B)逆时针旋转31圈(C)顺时针旋转1圈 (D)逆时针旋转1圈参考答案：D根据题意知圆盘转的的周期大于闪光时间间隔，所以1s内观察到圆盘沿逆时针转动了一周，D项正确。【考点】圆周运动、参照物2. 如图所示，一物块在光滑的水平面上受一恒力F的作用而运动，其正前方固定一个足够

2、长的轻质弹簧，当物块与弹簧接触后，则 A物块立即做减速运动 B物块在开始的一段时间内仍做加速运动 C当弹簧的弹力等于恒力F时，物块静止 D当弹簧处于最大压缩量时，物块的加速度不为零 参考答案： 答案：BD3. （多选题）一半径为R的光滑圆环竖直放在水平向右的场强为E的匀强电场中，如图所示，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（）A小球所受重力与电场力大小相等B小球在b点时的机械能最小C小球在d点时的电势能最大D小球在c点时的动能最大参考答案：AC【考点】匀强电场

3、中电势差和电场强度的关系【分析】小球由a点释放，受到重力、电场力和环的弹力作用，根据电场力做功与电势能变化的关系得到电势能的变化情况，根据动能定理判断动能的变化情况，根据除重力外其余力做功判断机械能的变化情况【解答】解：A、D、根据动能定理，从a到d过程，有：mg?RqE?R=0解得：qE=mg即电场力与重力大小相等，故重力场和电场的复合场中的最低点在bc段圆弧的中点处，小球运动此处时动能最大，故A正确，D错误；B、根据功能关系，除重力外其余力做功等于机械能的增加量；小球受到重力、电场力和环的弹力作用，弹力沿径向，速度沿着切向，故弹力一直不做功，除重力外只有电场力做功，由于电场力水平向左，故运

4、动到b点时，电场力做的功最多，机械能增量最大，故B错误；C、根据功能关系，电场力做负功，电势能增加；电场力向左，故运动到d点时克服电场力做的功最多，电势能增加的最多，故C正确；故选：AC4. （多选）如图所示，足够长传送带与水平方向的倾角为，物块a通过平行于传送带的轻绳跨过光滑轻滑轮与物块b相连，b的质量为m，开始时，a、b及传送带均静止且a不受传送带摩擦力作用，现让传送带逆时针匀速转动，则在b上升h高度（未与滑轮相碰）过程中（）A物块a重力势能减少mghB摩擦力对a做的功大于a机械能的增加C摩擦力对a做的功小于物块a、b动能增加之和D任意时刻，重力对a、b做功的瞬时功率大小相等参考答案：考点

5、：机械能守恒定律；功率、平均功率和瞬时功率专题：机械能守恒定律应用专题分析：通过开始时，a、b及传送带均静止且a不受传送带摩擦力作用，根据共点力平衡得出a、b的质量关系根据b上升的高度得出a下降的高度，从而求出a重力势能的减小量，根据能量守恒定律判断摩擦力功与a、b动能以及机械能的关系解答：解：A、开始时，a、b及传送带均静止且a不受传送带摩擦力作用，有magsin=mbg，则b上升h，则a下降hsin，则a重力势能的减小量为mbghsin=mgh故A正确B、根据能量守恒得，系统机械能增加，摩擦力对a做的功等于a、b机械能的增量所以摩擦力做功大于a的机械能增加因为系统重力势能不变，所以摩擦力做

6、功等于系统动能的增加故B正确，C错误D、任意时刻a、b的速率相等，对b，克服重力的瞬时功率Pb=mgv，对a有：Pa=magvsin=mgv，所以重力对a、b做功的瞬时功率大小相等故D正确故选ABD点评：本题是力与能的综合题，关键对初始位置和末位置正确地受力分析，以及合理选择研究的过程和研究的对象，运用能量守恒进行分析5. 竖直放置的肥皂膜由于受重力的作用，形成上薄下厚的楔形，在阳光照耀下，由于前后表面反射光通过的路程不同，形成两列相干光薄膜上会呈现出彩色条纹，若一肥皂膜由于受重力和液体表面张力的共同影响，其膜的竖直方向的截面如图甲所示，则光通过该肥皂膜产生的干涉条纹与下列哪个图基本一致（ ）

7、参考答案：B二、 填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6. 质量为m1 m2 m3 的三个物体从上到下叠放在一起，先使它们一起自由下落，再设法使它们一起匀速下落，则在先后两次情况中，质量为m2 的那个物体受到的合外力之差为 参考答案：7. （4分）在光滑的水平面上有甲、乙两个物体发生正碰，已知甲的质量为1kg，乙的质量为3kg，碰前碰后的位移时间图像如图所示，碰后乙的图像没画，则碰后乙的速度大小为 m/s，碰撞前后乙的速度方向 （填“变”、“不变”）参考答案： 0.1 不变8. 有两个大小相等的力F1和F2，当它们的夹角为90时，合力为F，则当它们的夹角为120时，合力的大小为_。参考

8、答案：9. 如图所示，轻绳一端系在质量为m的物体A上，另一端与套在粗糙竖直杆MN上的轻圆环B相连接；现用水平力F拉住绳子上一点O，使物体A及圆环B静止在图中虚线所在的位置；现稍微增加力F使O点缓慢地移到实线所示的位置，这一过程中圆环B仍保持在原来位置不动；则此过程中，圆环对杆摩擦力F1 _ _(填增大、不变、减小)，圆环对杆的弹力F2 _ _(填增大、不变、减小)。参考答案：不变， 增大； 设圆环B的质量为M；以整体为研究对象，分析受力，如图，根据平衡条件得F2=FF1=（M+m）g由可知，杆对圆环的摩擦力F1大小保持不变，由牛顿第三定律分析圆环对杆摩擦力F1也保持不变；再以结点为研究对象，分

9、析受力，如图2；根据平衡条件得到，F=mgtan，当O点由虚线位置缓慢地移到实线所示的位置时，增大，则F增大，而F2=F，则F2增大10. 如图所示，宽L=0.4m的竖直障碍物上开有间距d=0.6m的矩形孔，其下沿离地高h=1.2m离地高H=2m的质点与障碍物相距x=1m将质点水平抛出，为使质点能穿过该孔，质点的初速度v0至少为2.5m/s，最大为3.5m/s（g取10m/s2）参考答案：考点：平抛运动专题：平抛运动专题分析：小球做平抛运动，要从矩形孔飞出，临界情况是恰好进入孔和恰好从空射出，根据平抛运动的分位移公式列式求解即可解答：解：小球做平抛运动，根据分位移公式，有：x=v0ty=故：v

10、0=x恰好到孔左端下边缘时，水平分位移为x1=x=1m，竖直分位移为y=Hh=21.2=0.8m，故：v01=x1=1=2.5m/s恰好到孔右端下边缘时，水平分位移为x2=x+L=1+0.4=1.4m，竖直分位移为y=Hh=21.2=0.8m，故：v01=x2=1.4=3.5m/s故为使质点能穿过该孔，质点的初速度v0至少为2.5m/s，最大为3.5m/s；故答案为：2.5，3.5点评：本题关键是明确小球的运动性质，然后找到临界状态，根据平抛运动的分位移公式列式求解，不难11. 如图所示，一定质量的某种理想气体由状态A变为状态B，A、B两状态的相关参量数据已标于压强体积图象上。该气体由AB过程

11、中对外做功400J，则此过程中气体内能增加了 J，从外界吸收了 J热量参考答案：0（2分） 400（2分）观察A、B两点PV的乘积不变，温度没有变，对于理想气体内能只与温度有关，所以内能没有变，改变内能的两种形式有做功和热传递，从外界吸热等于对外做功400J12. 某同学采用如图3所示的装置进行了有关“动能定理”研究的实验。a按图3把实验器材安装好，不挂配重，反复移动垫木直到小车做匀速直线运动；b把细线系在小车上并绕过定滑轮悬挂质量为100g的配重，接通电源，放开小车，电火花计时器在被小车带动的纸带上打下一系列点。从某点A开始，此后在纸带上每隔4个点取一个计数点，依次标为B、C、D、；c测量出

12、B、C、D、各点与A点的距离，分别记为x1、x2、x3、；d用配重受到的重力分别乘以x1、x2、x3、，得到配重重力所做的功W1、W2、W3、；e求出B、C、D、各点的速度大小，分别记为1、2、3、，再求出它们的平方12、22、32、；f用纵坐标表示速度的平方2，横坐标表示配重重力所做的功W，作出2W图象，并在图象中描出（Wi，i2）坐标点，再连成图线；(重力加速度g=9.80m/s2，以下计算保留到小数点后两位） 该同学得到的2W图象如图4所示。通过图象可知，打A点时对应小车的速度0 = _m/s； 小车的质量M= kg。参考答案：13. （多选）一个质量为m的物体以某一速度从固定斜面底端冲

13、上倾角 的斜面，其加速度为g，如图此物体在斜面上上升的最大高度为h，则此过程中正确的是 A物体动能增加了B物体克服重力做功mghC物体机械能损失了mghD.物体克服摩擦力做功参考答案：BC解析： A、物体在斜面上加速度为，方向沿斜面向下，物体的合力F合=ma=，方向沿斜面向下，斜面倾角a=30，物体从斜面底端到最大高度处位移为2h，物体从斜面底端到最大高度处，物体合力做功W合=-F合?2h=-mgh根据动能定理研究物体从斜面底端到最大高度处得W合=Ek所以物体动能减小mgh，故A错误B、根据功的定义式得：重力做功WG=-mgh，故B正确C、重力做功量度重力势能的变化，所以物体重力势能增加了mg

14、h，而物体动能减小mgh，所以物体机械能损失了mgh，故C正确D、除了重力之外的力做功量度机械能的变化物体除了重力之外的力做功还有摩擦力做功，物体机械能减小了mgh，所以摩擦力做功为-mgh，故D错误故选：BC三、 简答题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14. （选修3-3模块）（4分）如图所示，绝热隔板S把绝热的气缸分隔成体积相等的两部分，S与气缸壁的接触是光滑的两部分中分别盛有相同质量、相同温度的同种气体a和b气体分子之间相互作用可忽略不计现通过电热丝对气体a缓慢加热一段时间后，a、b各自达到新的平衡状态试分析a、b两部分气体与初状态相比，体积、压强、温度、内能各如何变化？参考答案

15、： 答案: 气缸和隔板绝热，电热丝对气体a加热，a温度升高，体积增大，压强增大，内能增大；（2分）a对b做功，b的体积减小，温度升高，压强增大，内能增大。（2分）15. 如图所示，荧光屏MN与x轴垂直放置，荧光屏所在位置横坐标x040cm，在第一象限y轴和MN之间存在沿y轴负方向的匀强电场，在第二象限有半径R10cm的圆形磁场，磁感应强度大小B0.4T，方向垂直xOy平面向外。磁场的边界和x轴相切于P点。在P点有一个粒子源，平行于坐标平面，向x轴上方各个方向发射比荷为1.0108C./kg的带正电的粒子，已知粒子的发射速率v04.0106m/s。不考虑粒子的重力粒子间的相互作用。求(1)带电粒

16、子在磁场中运动的轨迹半径;(2)若所有带电粒子均打在x轴下方的荧光屏上，求电场强度的最小值参考答案：（1）（2）【详解】（1）粒子在磁场中做圆周运动，其向心力由洛伦兹力提供，即：，则；（2）由于rR，所以所有粒子从右半圆中平行x轴方向进入电场进入电场后，最上面的粒子刚好从Q点射出电场时，电场强度最小，粒子进入电场做类平抛运动，水平方向上竖直方向，联立解得最小强度为：；四、计算题：本题共3小题，共计47分16. 如图所示，在建筑装修中，工人用质量为5. 0kg的磨石A对地面和斜壁进行打 磨，已知A与地面、A与斜壁之间的动摩擦因数均相同（g取10m/s2 且sin37= 0.6，cos37=0.8

17、）（1）当A受到与水平方向成斜向下的推力F1=50N打磨地面时，A恰好在水平地面上做匀速直线运动，求A与地面间的动摩擦因数（2）若用A对倾角的斜壁进行打磨，当对A加竖直向上推力时，则磨石A从静止开始沿斜壁向上运动2m（斜壁长2m）时的速度为多少？参考答案：（1）当磨石在水平方向上做匀速直线运动时， 得 （2）设磨石沿斜壁向上运动2米， 根据动能定理，得 根据牛顿定理：加速度为a，则得 17. 35【物理选修3-5】（1）（6分）铀核裂变的一种方式是：，该反应的质量亏损是02u，1u相当于9315MeV的能量核反应方程中的X是 该反应放出的能量是 J（结果保留3位有效数字）（2）（9分）如图砂袋用无弹性轻细绳悬于O点。开始时砂袋处于静止状态，此后用弹丸以水平速度击中砂袋后均未穿出。第一次弹丸的速度为v0，打入砂袋后二者共同摆动的最大摆角为（90），当其第一次返回图示位置时，第二粒弹丸以另一水平速度v又击中砂袋，使砂袋向右摆动且最大摆角仍为。若弹丸质量均为m，砂袋质量为5m，弹丸和砂袋形状大小忽略不计，求：两粒弹丸的水平速度之比v0/v为多少？参考答案