河北省廊坊市第十三中学2021-2022学年高三物理下学期期末试卷含解析

河北省廊坊市第十三中学2021-2022学年高三物理下学期期末试卷含解析一、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.如图所示，A、B分别表示某一个门电路两个输入端的信号，Z表示该门电路输出端的信号，则根据它们的波形可以判断该门电路是（

）（A）“与”门

（B）“或”门

（C）“非”门

（D）“与非”门参考答案：A2.（多选题）如图所示，质量为M的木板A静止在水平地面上，在木板A的左端放置一个质量为m的铁块B，铁块与木板间的动摩擦因数μ1，木板与地面之间的动摩擦因数为μ2，现给铁块施加一由零开始逐渐变大的水平作用力F，下列判断正确的是（）A．若μ1＞μ2，则一定是木板A先相对地发生滑动，然后B相对A发生滑动B．若μ1mg＞μ2Mg，则一定是木板A先相对地发生滑动，然后B相对A发生滑动C．若铁块B先相对A发生滑动，则当A、B刚发生相对滑动时，F的大小为μ1mgD．若木板A先相对地发生滑动，则当A、B刚发生相对滑动时，F的大小为参考答案：CD【考点】牛顿第二定律；牛顿运动定律的应用﹣连接体．【分析】A和B谁先滑动关键看二者受到的摩擦力大小，而不是看摩擦因数的大小；根据共点力的平衡条件分析铁块B先相对A发生滑动时F的大小；B相对于A滑动时，二者的加速度关系为aB≥aA，根据牛顿第二定律列方程求解F大小．【解答】解：A、B受到的滑动摩擦力大小为若μ1mg，A受到地面的滑动摩擦力大小为μ2（M+m）g，若μ1mg＞μ2（M+m）g则一定是木板A先相对地发生滑动；当拉力增大到一定程度，使得B的加速度大于A的加速度时，B相对A发生滑动，AB错误；C、若铁块B先相对A发生滑动，以B为研究对象，水平方向根据共点力的平衡条件知，当A、B刚发生相对滑动时，F的大小为μ1mg，C正确；D、B相对于A滑动时，二者的加速度关系为aB≥aA，即：，整理得：F≥，所以当A、B刚发生相对滑动时，F的大小为，D正确．故选：CD．3.（多选）如图所示，质量分别为M、m物体A、B用细绳连接后跨过光滑的定滑轮，A静止在倾角为30的斜面上，已知M＝2m，现将斜面倾角由30增大到35，系统仍保持静止。此过程中，下列说法正确的是A．细绳对A的拉力将增大B.物体A受到的静摩擦力先减小后增大C.物体A对斜面的压力将减小D.滑轮受到的绳的作用力将增大参考答案：CD4.(多选)地球赤道上的重力加速度为g，物体在赤道上随地球自转的向心加速度为a．卫星甲、乙、丙在如图所示的三个椭圆轨道上绕地球运行，卫星甲和乙的运行轨道在P点相切．不计阻力，以下说法正确的是（

）A、如果地球的转速为原来的倍，那么赤道上的物体

将会“飘”起来B、卫星甲、乙分别经过P点时的速度相等C、卫星丙的周期最小

D、卫星甲的机械能最大，卫星中航天员始终处于完全失重状态；参考答案：AC5.（单选）如图发射远程轨道导弹，弹头脱离运载火箭后，在地球引力作用下，沿椭圆轨道飞行，击中地面目标B。C为椭圆的远地点，距地面高度为。已知地球半径为，地球质量为，引力常量为。关于弹头在C点的速度和加速度，正确的是（

）

A．

B．

C．

D．

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.激光在真空中传播速度为c，进入某种均匀介质时，传播速度变为真空中的，则激光在此均匀介质中的波长变为在真空中波长的__________倍；某激光光源的发光功率为P，该激光进入上述介质时由于反射，入射能量减少了10%，该激光在这种介质中形成的光束横截面积为S，若已知单个光子能量为E0，则在垂直于光束传播方向的截面内，单位时间内通过单位面积的光子个数为__________。

参考答案：，

7.光电计时器是一种研究物体运动情况的常见仪器，当有物体从光电门通过时，光电计时器就可以显示物体的挡光时间，现利用如图9所示装置探究物体的加速度与合外力，质量关系，其NQ是水平桌面，PQ是一端带有滑轮的长木板，1、2是固定在木板上的两个光电门（与之连接的两个光电计时器没有画出）．小车上固定着用于挡光的窄片K，测得其宽度为d，让小车从木板的顶端滑下，光电门各自连接的计时器显示窄片K的挡光时间分别为t1和t2。⑴该实验中，在改变小车的质量M或沙桶的总质量m时，保持M>>m，这样做的目的是

；⑵为了计算出小车的加速度，除了测量d、t1和t2之外，还需要测量

，若上述测量量用x表示，则用这些物理量计算加速度的表达式为a=

；参考答案：（1）小车所受合外力大小等于（或约等于）mg

（2）两光电门之间的距离（或小车由光电门1运动至光电门2所用的时间）

（或8.如图所示，质量为m的均匀直角金属支架ABC在C端用光滑铰链铰接在墙壁上，支架处在磁感应强度为B的匀强磁场中，当金属支架通一定电流平衡后，A、C端连线恰水平，相距为d，BC与竖直线夹角为530，则金属支架中电流强度大小为

；若使BC边与竖直线夹角缓慢增至900过程中，则金属支架中电流强度变化应

（选填“增大、减小、先增大后减小、先减小后增大”）。(sin37°=0.6，cos37°=0.8)参考答案：1.07mg/Bd，先增大后减小9.1919年，卢瑟福用α粒子轰击氮核发现质子．科学研究表明其核反应过程是：α粒子轰击静止的氮核后形成了不稳定的复核，复核发生衰变放出质子，变成氧核．设α粒子质量为m1，初速度为v0，氮核质量为m2，质子质量为m0,氧核的质量为m3，不考虑相对论效应．α粒子轰击氮核形成不稳定复核的瞬间，复核的速度大小为

，此过程中释放的核能为________________________________．参考答案：

设复核速度为v，由动量守恒得解得整个过程中质量亏损由爱因斯坦质能方程，得10.如图所示，质量为50g的小球以12m/s的水平速度抛出，恰好与倾角为37o的斜面垂直碰撞，则此过程中重力的功为

J，重力的冲量为

N·s。

参考答案：6.4

J，0.8

N·s；11.在“探究加速度与力、质量的关系”的实验中（1）为了消除小车与水平木板之间摩擦力的影响，采取的做法是将带滑轮的长木板一端适当垫高，使小车在

（填“挂”或“不挂”）钩码的情况下做

运动；（2）某次实验中所用交流电的频率为50Hz.得到的一条纸带如图所示，从比较清晰的点起，每五个点取一个点作为计数点，分别标明0、1、2、3、4.量得x1=30.0mm,x2=36.0mm,x3=42.0mm,x4=48.0mm,则小车的加速度为

m/s2.参考答案：（1）不挂（2分）；匀速（2分）

（2）0.6（4分）12.（单选）某人欲估算飞机着陆时的速度，他假设飞机停止运动前在平直跑道上做匀减速直线运动，飞机在跑道上滑行的距离为s，从着陆到停下来所用的时间为t，则飞机着陆时的速度为

A．

B．

C．

D．到之间的某个值参考答案：B13.一物体在水平面上做匀变速直线运动，其位移与时间的关系为：（m），则物体的初速度为

，物体的加速度为

。参考答案：

答案：24

-12三、实验题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.研究小车匀变速直线运动的实验装置如图(a)所示，其中斜面倾角可调。打点计时器的工作频率为50Hz。纸带上计数点的间距如图(b)所示，其中每相邻两点之间还有4个记录点未画出。①部分实验步骤如下： A.测量完毕，关闭电源，取出纸带。 B.接通电源，待打点计时器工作稳定后放开小车。 C.将小车停靠在打点计时器附近，小车尾部与纸带相连。 D.把打点计时器固定在夹板上，让纸带穿过限位孔。上述实验步骤的正确顺序是：_________________________(用字母填写)。②图(b)中标出的相邻两计数点的时间间隔T=_________s。③计数点5对应的瞬时速度大小计算式为v5=_________。④为了充分利用记录数据，减小误差，小车加速度大小的计算式应为a=_________.参考答案：15.要测量一均匀新材料制成的圆柱体的电阻率ρ，步骤如下：（1）用游标为20分度的卡尺测量其长度如图甲所示，由图可知其长度L=_____________mm；（2）用螺旋测微器测量其直径如上图乙所示，由图可知其直径D=

mm；（3）用伏安法较精确地测量该圆柱体的电阻Rx，现有的器材和规格如下：待测圆柱体电阻Rx（其阻值约为200Ω）;电流表A（量程0～15mA，内阻约30Ω）；电压表V（量程0～3V，内阻约20kΩ）;直流电源E（电动势4V，内阻不计）；滑动变阻器R（阻值范围0～15Ω，允许通过的最大电流2.0A）；开关S；导线若干。为使实验误差较小，要求测得多组数据进行分析，请在图丙框中画出测量的电路图。（4）若测待测圆柱体电阻Rx时，电压表和电流表示数分别用U和I表示，则该圆柱体材料的电阻率ρ＝______________。（不要求计算，用题中所给字母表示）参考答案：（1）L=31.15

mm（2）D=4.200

mm（3）测量电路图（4）四、计算题：本题共3小题，共计47分16.如图所示，两封闭的玻璃管中间有一段长的水银柱，玻璃管在温度恒为的室内水平放置，水银柱将玻璃管中的气体分成长度均为的、两郡分，两部分气体的压强均为。现将玻璃管的左端抬起使其竖直放置，求玻璃管竖直放置时部分气体的长度和部分气体的压强。参考答案：

【分析】求出A、B两部分气体的状态参量，然后应用玻意耳定律求出气柱的长度。【详解】气体的状态参量：pA1=pB1=p0=30cmHg，VA1=VB1=L0S=40S，

PB2=PA2+h=PA2+16cmHg，VB2=LBS=80S-VA2=80S-LAS，

由玻意耳定律得：PA1VA1=PA2VA2，即：30×40S=PA2LA2S

①

PB1VB1=PB2VB2，即：30×40S=（PA2+16）（80S-LAS）

②

由①②解得：LA=50cm，LB=30cm，pA2=24cmHg，pB2=40cmHg【点睛】本题是一道热学综合题，考查了求气柱的长度、气体的压强等问题，分析清楚气体状态变化过程、求出气体状态参量是解题的关键。17.如图所示，半圆玻璃砖折射率n=，半径R=6cm,直径AB与屏幕MN垂直并接触于B点.一激光束以入射角i=60°射向玻璃砖圆心0，从玻璃砖射出后，在屏幕MN上打出光点.画出光路图，求出光点到B点的距离.参考答案：18.如图所示，圆形匀强磁场半径R=4cm，磁感应强度B2=10﹣2T，方向垂直纸面向外，其上方有一对水平放置的平行金属板M、N，间距为d=2cm，N板中央开有小孔S．小孔位于圆心O的正上方，S与O的连线交磁场边界于A．=2cm，两金属板通过导线与宽度为L1=0.5m的金属导轨相连，导轨处在垂直纸面向里的匀强磁场中，磁感应强度为B1=1T．有一长为L2=1m的导体棒放在导轨上，导体棒与导轨接触良好且始终与导轨垂直．现对导体棒施一力F，使导体棒以v1=8m/s匀速向右运动．有一比荷=5×107C/kg的粒子（不计重力）从M板处由静止释放，经过小孔S，沿SA进入圆形磁场，求：（1）导体棒两端的电压；（2）M、N之间场强的大小和方向；（3）粒子在离开磁场前运动的总时间（计算时取π=3）．参考答案：考点： 带电粒子在匀强磁场中的运动；带电粒子在匀强电场中的运动．版权所有专题： 带电粒子在复合场中的运动专题．分析： （1）根据公式E=BLv求出导体棒两端的电压；（2）结合上题的结果求出M、N之间的电压，根据匀强电场的电场强度公式E=，求出M、N之间场强的大小和方向；（3）带电粒子在电场中加速，再在磁场中偏转，根据牛顿第二定律和运动学公式求出在电场中运动的时间．根据带电粒子在磁场中运动的周期公式和圆心角的大小，求出粒子在磁场中的运动的时间，从而得出离子在磁场中运动的总时间．解答： 解：（1）导体棒两端的电压为：U1=E2=B2L2v1=1×1×8V=8V．

（2）M、N之间的电压为：U2=E2=B2L1v1=1×0.5×8V=4V．M、N之间的场强大小E===200V/m，方向竖直向下．

（3）粒子在MN间加速运动的过程，有：a==5×107×200=1×1010m/s2；由d=a得：t1==s=2×10﹣6s，粒子离开电场时的速度为：v=at1=1×1010×2×10﹣6=2×104m/s，粒子在SA段运动的时间为：t2===1×10﹣6s，粒子在匀强磁场中做