辽宁省沈阳市第十五高级中学2022年高三物理上学期期末试题含解析

辽宁省沈阳市第十五高级中学2022年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.如图所示，在足够大的光滑绝缘水平面内有一带正电的点电荷a(图中未画出)．与a带同种电荷的质点b仅在a的库仑力作用下。以初速度v0(沿MP方向)由M点运动到N点，到N点时速度大小为v，且v<v0.则A．a电荷一定在虚线MP下方B．b电荷在M点N点的加速度大小可能相等C．b电荷在M点的电势能小于在N点的电势能D．b电荷从M点到N点的过程中，a电荷对其做的总功为负值参考答案：2.一个同学骑着自行车恰能从高为2米长为50米的斜坡上匀速、无动力滑下，下列说法中正确的是A．重力做正功，摩擦力做负功，合力做功为零，机械能不守恒B．重力做正功，摩擦力做负功，合力做正功，机械能守恒C．重力做负功，摩擦力做正功，合力做功为零，机械能守恒D．重力做负功，摩擦力做正功，合力做正功，机械能不守恒参考答案：A3.某自动控制车间的技术人员设计了一个简单的报警器电路图，满足下列哪个条件，该报警器将发出警报声A．S1断开，S2闭合B．S1闭合，S2断开C．S1、S2都断开D．S1、S2都闭合参考答案：

B4.一列简谐横波沿x轴方向传播，频率为5Hz，某时刻的波形如图所示，介质中质元A的平衡位置在距原点O为8cm处，质元B的平衡位置在距原点16cm处，从该图象对应时刻算起，质元A的速度与图示时刻质元B的速度相同所需的最短时间为

A．0.14s

B．0.12s

C．0.08s

D．0.04s参考答案：答案：D5.（单选）质量为M=2m的A球静止在光滑水平桌面上，质量为忉的B球以水平速度撞向A球，后以水平速度沿相反方向被弹回．则A．A球获得的速度为，此过程两球的总机械能不变

B．A球获得的速度为，此过程两球的总机械能不变

C．A球获得的速度为，此过程两球的总机械能减少

D.A球获得的速度为，此过程两球的总机械能减少参考答案：D二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.在《测定匀变速直线运动的加速度》的实验中，电火花打点计时器是用于测量

的仪器，工作电源是

（填“交流电”或“直流电”），电源电压是

V。参考答案：时间

交流电

220结合实验的原理以及器材的相关选择注意事项易得答案。7.摩托车手在水平地面转弯时为了保证安全，将身体及车身倾斜，车轮与地面间的动摩擦因数为μ，车手与车身总质量为M，转弯半径为R。为不产生侧滑，转弯时速度应不大于

；设转弯、不侧滑时的车速为v，则地面受到摩托车的作用力大小为

。参考答案：

由静摩擦力提供向心力可得，解得v=，地面受到摩托车的作用力为摩托车的重力与摩擦力的合力。8.如图所示是给墙壁粉刷涂料用的“涂料滚”的示意图.使用时，用撑竿推着粘有涂料的涂料滚沿墙壁上下缓缓滚动，把涂料均匀地粉刷到墙上.撑竿的重量和墙壁的摩擦均不计，而且撑竿足够长，粉刷工人站在离墙壁一定距离处缓缓上推涂料滚，该过程中撑竿对涂料滚的推力将

，涂料滚对墙壁的压力将

.（填：“增大”、“减小”或“不变”）参考答案：9.如图所示，实线表示两个相干波源S1、S2发出的波的波峰位置，则图中的＿＿＿＿＿点为振动加强的位置，图中的＿＿＿＿＿点为振动减弱的位置。参考答案：答案：b，a10.某研究性学习小组对“不同类型的运动鞋底在相同平面上滑动时摩擦力的大小”进行了探究，如图所示。他们先测出每只不同类型运动鞋的质量，再往质量小的鞋子里均匀摆放砝码，使鞋子(连同鞋里砝码)的质量均相等。接着用弹簧测力计先后匀速拉动不同类型的运动鞋，使它们沿水平桌面滑动，读取各次弹簧测力计的读数。(1)探究中“使鞋子(连同鞋里砝码)的质量均相等”，这是采用了

研究方法。(2)测量时，沿水平方向匀速拉动运动鞋，则此时运动鞋所受滑动摩擦力与弹簧测力计拉力的大小

。这种测摩擦力的方法是

(选填“直接”或“间接”)测量法。参考答案：（1）控制变量法（2）相等，间接11.一列简谐横波沿x轴传播，t＝0时刻波形如图所示，此时质点P沿y轴负方向运动，质点Q经过0．3s第一次到达平衡位置，则该波的传播方向为沿x轴___（填”正”“负”）方向，传播波速为______m／s，经过1．2s，质点P通过的路程为______cm。参考答案：

(1).负

(2).10

(3).8（1）此时质点P沿y轴负方向运动，由波的形成原理可知此波沿沿x轴负方向传播。（2）Q经过0．3s第一次到达平衡位置，可知波的周期为，所以波速为（3）经过1．2s，质点P通过的路程为12.如图是甲、乙两位同学在“验证力的平行四边形定则”实验中所得到的实验结果，若用F表示两个分力F1、F2的合力，用F′表示F1和F2的等效力，则可以判断________(选填“甲”或“乙”)同学的实验结果是尊重事实的．

参考答案：甲13.如图所示，河道宽L＝100m，河水越到河中央流速越大，假定流速大小u＝0.2xm/s（x是离河岸的垂直距离）一汽船相对水的航速是10m/s，它自A处出发，船头垂直河岸方向渡河到达对岸B处，则过河时间为________s；在这段时间内汽船顺着河道向下游漂行的距离为________m。参考答案：10；50。三、简答题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.(3-5模块)(5分)有两个质量为m的均处于基态的氢原子A、B，A静止，B以速度v0与之发生碰撞．己知：碰撞前后二者的速度均在一条直线上，碰撞过程中部分动能有可能被某一氢原子吸收。从而该原子由基态跃迁到激发态，然后，此原子向低能级态跃迁，并发出光子．如欲碰后发出一个光子，则速度v0至少需要多大？己知氢原子的基态能量为E1(E1<0)。参考答案：解析：，--------------(1分)

，--------------(1分)

，--------------(1分)

--------------(2分)15.(6分)如图所示，己知平行玻璃砖的折射率，厚度为.入射光线以入射角60°射到玻璃砖的上表面，经玻璃砖折射从下表面射出，出射光线与入射光线平行，求两平行光线间距离。（结果可用根式表示）

参考答案：解析：作出光路如图

由折射定律得（2分）

所以r=30°（2分）

由图知

则AB—AC=d·tan30°=d

出射光线与入射光线间的距离是d（2分）四、计算题：本题共3小题，共计47分16.如图所示，质量均为m=1kg，长度分别为lB=0.9m和lC=1.0m的长方体木板B和木板C紧挨着静止在水平地面上，木板B与地面间的动摩擦因数，木板C的下表面涂有特殊材料与地面之间光滑。质量m=1kg的物块A可视为质点，静止在木板B的左边缘，物块A与木板B的上表面和木板C的上表面之间的动摩擦因数均为。现给物块A作用一瞬时冲量I，使得物块A能滑上木板C且又不脱离木板C，g取10m/s2，求：（1）物块A在木板B上运动时，A和B的加速度大小；（2）作用在物块A上瞬时冲量I的取值范围。参考答案：(1),(2)【详解】（1）以物块A为研究对象，由牛顿第二定律可得：

解得

以木板B和C整体为研究对象，由牛顿第二定律可得：

解得：

（2）第一种情况：物块A恰能滑离木板B的临界，其中t1为此过程经历的时间，v为物块A恰能滑离木板B时的速度

①

②联立①②解得：

第二种情况：物块A恰好不滑离木板C的临界，其中t2是物块A在木板B上运动的时间，t3是物块A在木板C上运动的时间，v1是物块A滑离木板B时物块A的速度，v2是物块A滑离木板B时木板B的速度，v3是物块A恰好不滑离木板C时两者共同的速度。其中，，

③

④

⑤

⑥

⑦联立③④⑤⑥⑦解得：

综上，另解：第一种情况：物块A能滑离木板B的临界，如图，其中t1为此过程经历的时间

①

②联立①②解得

即第二种情况：物块A恰好不滑离木板C临界，如图，其中t2是物块A在木板B上运动的时间，t3是物块A在木板C上运动的时间，v1是物块A滑离木板B时物块的速度，v2是物块A滑离木板B时木板B的速度，v3是物块A恰好不滑离木板C时两者共同的速度。

③

④

⑤

⑥其中，，联立以上各式解得

即综上，17.如图所示，一辆平板汽车上放一质量为m的木箱(可视为质点)，木箱与汽车后部左端距离为L，木箱用一根能承受最大拉力为Fm的水平细绳栓在车厢上，木箱与车厢底板间的动摩擦因数为(最大静摩擦力可按滑动摩擦力计算，重力加速度为g)。求：

(1)若汽车从静止开始启动，为了保证启动过程中细绳不被拉断，求汽车允许的最大加速度a；(2)若汽车在匀速运动中突然以al(al>a)的加速度匀加速行驶，求从开始加速计时，经多长时间木箱脱离车厢。参考答案：18.如图1所示，质量M=1kg的木板静止在粗糙的水平地面上，木板与地面间的动摩擦因数μ1=0.1，在木板的左端放置一个质量m=1kg、大小可以忽略的铁块，铁块与木板间的动摩擦因数μ2=0.4，取g=10m/s2．试求：（1）若木板长L=1m，在铁块上加一个水平向右的恒力F=8N，经过多长时间铁块运动到木板的右端？（2）若在铁块上施加一个大小从零开始连续增加的水平向右的力F，通过分析和计算后，请在图2中画出铁块受到木板的摩擦力f2随拉力F大小变化的图象．（设木板足够长）参考答案：考点：牛顿第二定律；匀变速直线运动的位移与时间的关系．专题：牛顿运动定律综合专题．分析：（1）根据牛顿第二定律求出木块和木板的加速度，铁块运动到木板的右端时，铁块与木板的位移之差等于板长，由位移公式列式求出时间．（2）在木板的右端施加一个大小从零开始连续增加的水平向左的力F时，分析木板与铁块的状态，根据平衡条件或牛顿第二定律求出铁块所受的摩擦力f与F的关系，画出图象．解答：解：（1）根据牛顿第二定律得

研究木块m：F﹣μ2mg=ma1

研究木板M：μ2mg﹣μ1（mg+Mg）=Ma2又，L=S木﹣S板联立解得：t=1s

（2）滑块与木板之间的最大静摩擦力：fm2=μ2mg=0.4×1×10N=4N木板与地面之间的最大静摩擦力：fm1=μ1（mg+Mg）=0.1×（1×10+1×10）=2N当F≤fm1=2N时，木板与滑块都保持静止，f=F当M、m都运动，而且两者刚要相对滑动时，设此时的拉力大小为F1，根据牛顿第二定律得：

对m：F1﹣μ2mg=ma

对整体：F1﹣μ1（mg+Mg）=（m+M）a联立解得，F1=10N，所以当2N＜F≤10N时，M、m相对静止则有：对整体：F﹣μ1（mg+Mg）=（m+M）a对铁