2021-2022学年湖南省益阳市田心中学高三物理下学期期末试题含解析

2021-2022学年湖南省益阳市田心中学高三物理下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.下列说法中正确的是：A物体有恒定的速率时，其速度仍有可能变化B物体有恒定的速度时，其速率仍有可能变化C物体的加速度不为零时，其速度有可能为零D物体的加速度为零时，其一定处于静止状态参考答案：AC2.如图是法拉第研制成的世界上第一台发电机模型的原理图。铜盘水平放置，磁场竖直向下穿过铜盘，图中a、b导线与铜盘的中轴线处在同一平面内，从上往下看逆时针匀速转动铜盘，下列说法正确的是A．回路中电流大小变化，，方向不变

B．回路中没有磁通量变化，没有电流C．回路中有大小和方向作周期性变化的电流D．回路中电流方向不变，且从b导线流进灯泡，再从a流向旋转的铜盘参考答案：D3.一行星绕恒星做圆周运动，由天文观测可得，其运动周期为T，速度为v，引力常量为G，则下列说法错误的是（

）A．恒星的质量为

B．恒星的质量为C．行星运动的轨道半径为

D．行星运动的加速度为参考答案：B4.小球在离地面h处以初速度v水平抛出，球从抛出到着地，速度变化量的大小和方向为：（

）（A），方向竖直向下

(B），方向斜向下(C)，方向斜向下

(D)，方向竖直向下参考答案：D5.（单选）如图所示，质量为10kg的物体A拴在一个被水平拉伸的弹簧一端，弹簧的拉力为5N时，物体A和小车均处于静止状态．若小车以1m/s2的加速度向右运动后，则（g=10m/s2）A．物体A相对小车向左运动B．物体A受到的摩擦力减小C．物体A受到的摩擦力大小不变D．物体A受到的弹簧拉力增大参考答案：【知识点】摩擦力的判断与计算；牛顿第二定律．B2C2【答案解析】C解析：A．由题意得知：物体A与平板车的上表面间的最大静摩擦力Fm≥5N．若小车加速度为1m/s2时，F合=ma=10N，可知此时平板车对物体A的摩擦力为5N，方向向右，且为静摩擦力，所以物体A相对于车仍然静止，故A错误

B．F合=ma=10N，此时平板车对物体A的摩擦力为5N，方向向右，故B错误；

C．F合=ma=10N，此时平板车对物体A的摩擦力为5N，方向向右，大小不变．故C正确；

D．物体A相对于车仍然静止，则受到的弹簧的拉力大小不变，故D错误．

故选C．【思路点拨】由题，当弹簧的拉力为5N时，物体A处于静止状态，此时物体A受到的摩擦力大小为5N，方向水平向左，所以物体A与平板车的上表面间的最大静摩擦力Fmax≥5N．当物体向右的加速度为1m/s2时，F=ma=10N，可知此时平板车对物体A的摩擦力为5N，方向向右，且为静摩擦力．所以物体A相对于车仍然静止，受到的弹簧的拉力大小不变．二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.如图所示为一电流随时间变化的图象。该电流的有效值为___________。参考答案：（4分）7.新发现的双子星系统“开普勒-47”有一对互相围绕运行的恒星，运行周期为T，其中一颗大恒星的质量为M，另一颗小恒星只有大恒星质量的三分之一。已知引力常量为G。大、小两颗恒星的转动半径之比为_____________，两颗恒星相距______________。参考答案：1:3，8.描述简谐运动特征的公式是x＝．自由下落的篮球缓地面反弹后上升又落下。若不考虑空气阻力及在地面反弹时的能量损失，此运动(填“是”或“不是”)简谐运动．参考答案：x=Asinωt

不是简谐运动的位移随时间的关系遵从正弦函数规律，其运动表达式为：x=Asinωt，篮球的运动位移随时间的变化不遵从正弦函数的规律，所以不是简谐运动。9.如图所示，一列简谐横波在均匀介质中沿x轴负方向传播，波速为4m/s，则质点P此时刻的振动方向沿y轴正（填“正”或“负”）方向．经过△t=3s．质点Q通过的路程是0.6m．参考答案：【考点】：横波的图象；波长、频率和波速的关系．【专题】：振动图像与波动图像专题．【分析】：由质点带动法判断质点P此刻的振动方向．由图象读出振幅和波长，可以求出波的周期，根据时间△t=3s与时间的关系，求解Q通过的路程．：解：简谐横波在均匀介质中沿x轴负方向传播，由质点带动法知质点P此时刻的振动方向沿y轴正方向．由图象知振幅A=5cm=0.05m，波长λ=4m，则波的周期T==s=1s．经过△t=3s，质点Q运动了3个周期，每个周期运动了4A的路程，所以共运动的路程是S=12A=12×0.05cm=0.6m．故答案为：正，0.6．10.一物体在水平面上运动，以它运动的起点作为坐标原点，表中记录了物体在x轴、y轴方向的速度变化的情况。物体的质量为m＝4kg，由表格中提供的数据可知物体所受合外力的大小为__________N，该物体所做运动的性质为__________。参考答案：

答案：4（14.4)

匀加速曲线11.示波器是著名的实验仪器，如图是示波器的示意图，金属丝发射出来的电子被加速后从金属板的小孔穿出，进入偏转电场。电子在穿出偏转电场后沿直线前进，最后打在荧光屏上。设加速电压U1，偏转极板长L，偏转板间距d，当电子加速后从两偏转板的中央沿与板平行方向进入偏转电场。偏转电压U2为 时，电子束打在荧光屏上偏转距离最大。参考答案：U2=2d2U1/L2，12.16．如图甲所示，是某同学验证动能定理的实验装置。其步骤如下：a．易拉罐内盛上适量细沙，用轻绳通过滑轮连接在小车上，小车连接纸带。合理调整木板倾角，让小车沿木板匀速下滑。b．取下轻绳和易拉罐，测出易拉罐和细沙的质量m及小车质量M。c．取下细绳和易拉罐后，换一条纸带，接通电源，让小车由静止释放，打出的纸带如图乙(中间部分未画出)，O为打下的第一点。已知打点计时器的打点频率为f，重力加速度为g。d．改变细沙质量，重复a、b、c实验步骤。（1）步骤c中小车所受的合外力为________________。（2）为验证从O→C过程中小车合外力做功与小车动能变化的关系，测出BD间的距离为x0，OC间距离为x1，则C点的速度为________。需要验证的关系式为______________________________(用所测物理量的符号表示)。（3）用加细沙的方法改变拉力的大小与挂钩码的方法相比，它的优点是________。A．可以获得更大的加速度以提高实验精度B．可以更容易做到m?MC．可以更方便地获取多组实验数据参考答案：①mg

②

mgx1＝

Cks5u13.相对论论认为时间和空间与物质的速度有关；在高速前进中的列车的中点处，某乘客突然按下手电筒，使其发出一道闪光，该乘客认为闪光向前、向后传播的速度相等，都为c，站在铁轨旁边地面上的观察者认为闪光向前、向后传播的速度_______（填“相等”、“不等”）。并且，车上的乘客认为，电筒的闪光同时到达列车的前、后壁，地面上的观察者认为电筒的闪光先到达列车的______（填“前”、“后”）壁。参考答案：相等三、简答题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.如图所示，水平传送带两轮心O1O2相距L1=6.25m，以大小为v0=6m/s不变的速率顺时针运动，传送带上表面与地面相距h=1.25m．现将一质量为m=2kg的小铁块轻轻放在O1的正上方，已知小铁块与传送带间动摩擦因数μ=0.2，重力加速度g取10m/s2，求：（1）小铁块离开传送带后落地点P距离O2的水平距离L2；（2）只增加L1、m、v0中的哪一个物理量的数值可以使L2变大．参考答案：（1）小铁块离开传送带后落地点P距离O2的水平距离为2.5m；（2）只增加L1数值可以使L2变大．解：（1）小铁块轻放在传送带上后受到摩擦力的作用，由μmg=ma得a=μg=2m/s2，当小铁块的速度达到6m/s时，由vt2=2ax得：x=9m由于9m＞L1=6.25m，说明小铁块一直做加速运动设达到O2上方的速度为v，则v==5m/s小铁块离开传送带后做平抛运动根据h=gt2得下落时间：t==0.5s由L2=vt=5×0.5=2.5m（2）欲使L2变大，应使v变大由v=可知，L1增大符合要求m、v0增大对a没有影响，也就对v和L2没有影响因此，只增加L1、m、v0中的L1的数值可以使L2变大．答：（1）小铁块离开传送带后落地点P距离O2的水平距离为2.5m；（2）只增加L1数值可以使L2变大．15.（选修3-5模块）（4分）2008年北京奥运会场馆周围80％～90％的路灯将利用太阳能发电技术来供电，奥运会90％的洗浴热水将采用全玻真空太阳能集热技术．科学研究发现太阳发光是由于其内部不断发生从氢核到氦核的核聚变反应，即在太阳内部4个氢核（H）转化成一个氦核（He）和两个正电子（e）并放出能量.已知质子质量mP=1.0073u，α粒子的质量mα=4.0015u，电子的质量me=0.0005u．1u的质量相当于931.MeV的能量．①写出该热核反应方程；②一次这样的热核反应过程中释放出多少MeV的能量?（结果保留四位有效数字）参考答案：

答案：①4H→He+2e（2分）②Δm=4mP－mα－2me=4×1.0073u－4.0015u－2×0.0005u=0.0267u（2分）ΔE=Δmc2

=0.0267u×931.5MeV/u＝24.86MeV

（2分）四、计算题：本题共3小题，共计47分16.如图，水平地面上方有一底部带有小孔的绝缘弹性竖直档板，板高h=9m，与板等高处有一水平放置的篮筐，筐口的中心离挡板s=3m．板的左侧以及板上端与筐口的连线上方存在匀强磁场和匀强电场，磁场方向垂直纸面向里，磁感应强度B=1T；质量、电量、直径略小于小孔宽度的带电小球（视为质点），以某一速度水平射入场中做匀速圆周运动，若与档板相碰就以原速率弹回，且碰撞时间不计，碰撞时电量不变，小球最后都能从筐口的中心处落入筐中，，求：（1）电场强度的大小与方向；

（2）小球运动的最大速率；

（3）小球运动的最长时间。参考答案：解：（1）因小球能做匀速圆周运动，所以有：

┄┄┄┄┄┄┄┄┄３分

方向竖直向下┄┄┄┄┄┄┄┄┄１分（2）洛仑兹力提供向心力有：

且┄┄┄┄┄2分

得：

┄┄┄┄┄1分小球不与挡板相碰直接飞入框中，其运动半径最大，如图1所示，由几何知识可得：

┄┄┄┄┄2分求得：┄┄┄┄┄1分5m/s┄┄┄┄┄1分（3）因为速度方向与半径方向垂直，圆心必在档板的竖直线上

设小球与档板碰撞n次，其最大半径为

要击中目标必有：

n只能取0,

1

┄┄┄┄┄

2分

当n=0，即为（2）问中的解

当n=1，时可得：

┄┄┄┄┄2分解得：R1=3m，R2=3.75m

┄┄┄┄2分R1=3m时半径最小，其运动轨迹如图2中的轨迹①所示，其速度为：，3m/s

┄┄┄┄┄1分

即为所求的最小速度。

（其它解法同样给分，再提供两种解法）（3）因为速度方向与半径方向垂直，圆心必在档板的竖直线上

设小球与档板碰撞n次

代入得

使R有解必须有

代入得

可得

n只能取0，1

（以下同上）（3）要求最小速度，需求最小半径，由几何关系得：

或┄3分整理得：此方程R有解，则有：得

所以：

或（n为奇数）17.如图1所示，两根间距为l1的平行导轨PQ和MN处于同一水平面内，左端连接一阻值为R的电阻，导轨平面处于竖直向上的匀强磁场中。一质量为m、横截面为正方形的导体棒CD垂直于导轨放置，棒到导轨左端PM的距离为l2，导体棒与导轨接触良好，不计导轨和导体棒的电阻。（1）若CD棒固定，已知磁感应强度B的变化率随时间t的变化关系式为，求回路中感应电流的有效值I；（2）若CD棒不固定，棒与导轨间最大静摩擦力为fm，磁感应强度B随时间t变化的关系式为B=kt。求从t=0到CD棒刚要运动，电阻R上产生的焦耳热Q；（3）若CD棒不固定，不计CD棒与导轨间的摩擦；磁场不随时间变化，磁感应强度为B。现对CD棒施加水平向右的外力F，使CD棒由静止开始向右以加速度a做匀加速直线运动。请在图2中定性画出外力F随时间t变化的图象，并求经过时间t0，外力F的冲量大小I。参考答案：见解析（1）根据法拉第电磁感应定律回路中的感应电动势

所以，电动势的最大值

【2分】

由闭合电路欧姆定律

【2分】

由于交变电流是正弦式的，所以

【2分】（2）根据法拉第电磁感应定律，回路中的感应电动势

根据闭合电路欧姆定律，

CD杆受到的安培力

【2分】

当CD杆将要开始运动时，满足：

【2分】