2021-2022学年湖北省孝感市汉川第一中学高三物理上学期期末试题含解析

1、2021-2022学年湖北省孝感市汉川第一中学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. 卢瑟福在解释粒子散射实验的现象时，不考虑粒子与电子的碰撞影响，这是因为 （A）粒子与电子之间有相互斥力，但斥力很小，可忽略 （B）粒子虽受电子作用，但电子对粒子的合力为零 （C）电子体积极小，粒子不可能碰撞到电子 （D）电子质量极小，粒子与电子碰撞时能量损失可忽略参考答案： 答案：D2. （单选）如图甲所示，物体沿斜面由静止滑下，在水平面上滑行一段距离后停止，物体与斜面和水平面间的动摩擦因数相同，斜面与水平面平滑连接图乙中v、a、Ff和s分

2、别表示物体速度大小、加速度大小、摩擦力大小和路程图乙中正确的是()参考答案：C3. （单选）如图所示，固定斜面AE分成等长四部分AB、BC、CD、DE，小物块与AB、CD间动摩擦因数均为1；与BC、DE间动摩擦因数均为2，且1=22当小物块以速度v0从A点沿斜面向上滑动时，刚好能到达E点当小物块以速度从A点沿斜面向上滑动时，则能到达的最高点（）A刚好为B点B刚好为C点C介于AB之间D介于BC之间参考答案：考点：动能定理的应用专题：动能定理的应用专题分析：物块向上运动过程要克服重力与阻力做功，应用动能定理求出物块的位移，然后答题解答：解：设斜面的倾角为，AB=BC=CD=DE=s，1=22=2，

3、则2=，物块以速度v0上滑过程中，由动能定理得：mg?4s?sinmgcos?2s2?mgcos?2s=0mv02，则：mv02=4mgs?sin+6mgscos，初速度为时，m（）2=mv02=mgs?sin+mgscosmgs?sin+2mgscos，则滑块能达到的最大高点在B点以下，即介于AB之间某点；故选：C点评：本题考查了判断滑块能到达的最高点，分析清楚滑块的运动过程，应用动能定理即可正确解题4. 如图所示，实线表示匀强电场的电场线一个带正电荷的粒子以某速度射入匀强电场，只在电场力作用下，运动的轨迹如图中的虚线所示，a、b为轨迹上的两点若a点电势为a,动能为Eka,b点电势为b，动能

4、为Ekb,则A场强方向一定向左,且电势B场强方向一定向右,且电势C若EkaEkb 则粒子一定是从a运动到b。D无论粒子从a运动到b，还是从b运动到a，都有EkaEkb 参考答案：B5. （多选题）如图所示，固定于地面、倾角为的光滑斜面上有一轻质弹簧，轻质弹簧一端与固定于斜面底端的挡板C连接，另一端与物块A连接，物块A上方放置有另一物块B，物块A、B质量均为m且不粘连，整个系统在沿斜面向下的恒力F作用下而处于静止状态某一时刻将力F撤去，若在弹簧将A、B弹起过程中，A、B能够分离，则下列叙述正确的是（）A从力F撤去到A、B发生分离的过程中，弹簧及A、B物块所构成的系统机械能守恒BA、B被弹起过程中

5、，A、B即将分离时，两物块速度达到最大CA、B刚分离瞬间，A的加速度大小为gsinD若斜面为粗糙斜面，则从力F撤去到A、B发生分离的过程中，弹簧减少的弹性势能一定大于A、B增加的机械能与系统摩擦生热之和参考答案：AC【考点】功能关系；弹性势能【分析】系统机械能守恒的条件是只有重力和弹簧的弹力做功A、B被弹起过程中，合力等于零时，两物块速度达到最大A、B刚分离瞬间，以B为研究对象，求解B的加速度大小，即等于A的加速度大小若斜面有摩擦时，根据能量守恒定律分析能量是如何转化的【解答】解：A、从力F撤去到A、B发生分离的过程中，弹簧及A、B物块所构成的系统只有重力和弹簧的弹力做功，所以系统的机械能守恒

6、，故A正确B、A、B被弹起过程中，合力等于零时，两物块速度达到最大，此时弹簧处于压缩状态，A、B还没有分离，故B错误C、A、B刚分离瞬间，A、B间的弹力为零，对B，由牛顿第二定律得 mgsin=maB，得 aB=gsin，此瞬间A与B的加速度相同，所以A的加速度大小为gsin，故C正确D、若斜面为粗糙斜面，则从力F撤去到A、B发生分离的过程中，由能量守恒定律知，弹簧减少的弹性势能一定等于A、B增加的机械能与系统摩擦生热之和，故D错误故选：AC二、 填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6. 在用DIS研究小车加速度与外力的关系时，某实验小组先用如图（a）所示的实验装置，重物通过滑轮用细线

7、拉小车，位移传感器（发射器）随小车一起沿倾斜轨道运动，位移传感器（接收器）固定在轨道一端实验中把重物的重力作为拉力F，改变重物重力重复实验四次，列表记录四组数据a/ms-22.012.984.026.00F/N1.002.003.005.00（1）在坐标纸上作出小车加速度a和拉力F的关系图线；（2）从所得图线分析该实验小组在操作过程中的不当之处是：_ _；（3）如果实验时，在小车和重物之间接一个不计质量的微型力传感器用来测量拉力F，如图(b)所示从理论上分析，该实验图线的斜率将_（填“变大”，“变小”，“不变”）参考答案：（1）图略 （2）倾角过大 （3）变大7. 半径为R的水平圆盘绕过圆心O

8、的竖直轴匀速转动，A为圆盘边缘上一点，在O的正上方有一个可视为质点的小球以初速度v水平抛出时，半径OA方向恰好与v的方向相同，如图所示，若小球与圆盘只碰一次，且落在A点，重力加速度为g，则小球抛出时距O的高度h=，圆盘转动的角速度大小=（n=1、2、3）参考答案：考点：匀速圆周运动；平抛运动专题：匀速圆周运动专题分析：小球做平抛运动，小球在水平方向上做匀速直线运动，在竖直方向做自由落体运动，根据水平位移求出运动的时间，根据竖直方向求出高度圆盘转动的时间和小球平抛运动的时间相等，在这段时间内，圆盘转动n圈解答：解：小球做平抛运动，小球在水平方向上做匀速直线运动，则运动的时间t=，竖直方向做自由落

9、体运动，则h=根据t=2n得：（n=1、2、3）故答案为：；（n=1、2、3）点评：解决本题的关键知道平抛运动在水平方向上做匀速直线运动，在竖直方向上做自由落体运动，以及知道圆盘转动的周期性8. 用频率均为但强度不同的甲、乙两种光做光电效应实验，发现光电流与电压的关系如图所示，由图可知， （选填“甲”或“乙”）光的强度大。已知普朗克常量为，被照射金属的逸出功为W0，则光电子的最大初动能为 。参考答案：甲（2分） hW0光电效应实验图线考查题。O1 （2分）。根据光的强度与电流成正比，由图就可知道：甲的光的强度大；由爱因斯坦的光电效应方程可得：。本题是物理光学光电效应实验IU图线，在识图时，要知

10、道光的强度与光的电流成正比（在达到饱和电流之前），然后根据爱因斯坦光电效应方程列式即可得出最大初动能表达式。9. 地球表面的重力加速度为g，地球半径为R有一颗卫星绕地球做匀速圆周运动，轨道离地面的高度是地球半径的3倍则该卫星做圆周运动的向心加速度大小为；周期为参考答案：考点：万有引力定律及其应用；人造卫星的加速度、周期和轨道的关系版权所有专题：人造卫星问题分析：根据万有引力提供圆周运动向心力由轨道半径关系求解即可解答：解：由题意知卫星离地面的高度为3R，则卫星的轨道半径为r=4R，所以在地球表面重力与万有引力相等有：得GM=gR2卫星在轨道上做圆周运动，万有引力提供圆周运动向心力=所以卫星的加

11、速度：卫星的周期：T=故答案为：；点评：抓住地球表面重力与万有引力相等和卫星做圆周运动万有引力提供圆周运动向心力求解各量即可10. 传感器是自动控制设备中不可缺少的元件。右图是一种测定位移的电容式传感器电路。在该电路中，闭合开关S一小段时间后，使工件（电介质）缓慢向左移动，则在工件移动的过程中，通过电流表G的电流 （填“方向由a至b”、 “方向由b至a”或“始终为零”）参考答案：方向由a至b11. 当光照射到光敏电阻上时，光敏电阻的阻值 （填“变大”、“不变”或“变小”）。半导体热敏电阻是利用半导体材料的电阻率随 变化而改变的特性制成的。参考答案：答案：变小；温度解析：光敏电阻和热敏电阻均为半

12、导体材料的电阻，半导体材料的电阻率随温度升高而减小。 12. 若以M表示水的摩尔质量，表示在标准状态下水蒸气的密度，NA为阿伏加德罗常数，则在标准状态下体积为V的水蒸气中分子数为N=NA参考答案：在标准状态下体积为V的水蒸气质量m=V，物质的量为，分子数为N=NA；13. 一只排球在A点被竖直抛出，此时动能为20J，上升到最大高度后，又回到A点，动能变为12J，假设排球在整个运动过程中受到的阻力大小恒定，A点为零势能点，则在整个运动过程中，排球的动能变为10J时，其重力势能的可能值为_、_。参考答案：8J 8/3J三、 简答题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14. 质量为m=4kg的小

13、物块静止于水平地面上的A点，现用F=10N的水平恒力拉动物块一段时间后撤去，物块继续滑动一段位移停在B点，A、B两点相距x=45m，物块与地面间的动摩擦因数=0.2g取10m/s2求：（1）撤去力F后物块继续滑动的时间t；（2）物块在力F作用过程发生的位移x1的大小参考答案：（1）撤去力F后物块继续滑动的时间为3s；（2）物块在力F作用过程发生的位移x1的大小36m解：设F作用时间为t1，之后滑动时间为t，前段加速度大小为a1，后段加速度大小为a2（1）由牛顿第二定律可得：Fmg=ma1mg=ma2且：a1t1=a2t可得：a1=0.5m/s2 ，a2=2m/s2 ，t1=4t（a1t12+a

14、2t2）=x解得：t=3s（2）由（1）可知，力F作用时间t1=4t=12x1=a1t12= =36 m答：（1）撤去力F后物块继续滑动的时间为3s；（2）物块在力F作用过程发生的位移x1的大小36m15. 如图甲所示，将一质量m=3kg的小球竖直向上抛出，小球在运动过程中的速度随时间变化的规律如图乙所示，设阻力大小恒定不变，g=10m/s2，求（1）小球在上升过程中受到阻力的大小f（2）小球在4s末的速度v及此时离抛出点的高度h参考答案：（1）小球上升过程中阻力f为5N；（2）小球在4秒末的速度为16m/s以及此时离抛出点h为8m考点：牛顿第二定律；匀变速直线运动的图像专题：牛顿运动定律综合

15、专题分析：（1）根据匀变速直线运动的速度时间公式求出小球上升的加速度，再根据牛顿第二定律求出小球上升过程中受到空气的平均阻力（2）利用牛顿第二定律求出下落加速度，利用运动学公式求的速度和位移解答：解：由图可知，在02s内，小球做匀减速直线运动，加速度大小为： 由牛顿第二定律，有：f+mg=ma1代入数据，解得：f=6N（2）2s4s内，小球做匀加速直线运动，其所受阻力方向与重力方向相反，设加速度的大小为a2，有：mgf=ma2即 4s末小球的速度v=a2t=16m/s依据图象可知，小球在 4s末离抛出点的高度： 答：（1）小球上升过程中阻力f为5N；（2）小球在4秒末的速度为16m/s以及此时

16、离抛出点h为8m点评：本题主要考查了牛顿第二定律及运动学公式，注意加速度是中间桥梁四、计算题：本题共3小题，共计47分16. 如图所示，虚线FG、MN、CD为在同一平面内的水平直线边界，在MN、CD间有垂直边界的匀强电场，场强的大小E=1.5105N/C，方向如图，在FG、MN间有垂直于纸面向外的匀强磁场，磁感应强度大小B=0.2T，已知电场和磁场沿边界方向的长度均足够长，电场在垂直边界方向的宽度d1=0.20m，在CD边界上某点O处有一放射源，沿纸面向电场中各个方向均匀地辐射出速率均为v0=1.0106m/s的某种带正电粒子，粒子质量m=6.41027kg，电荷量q=3.21019C，粒子可

17、以无阻碍地通过边界MN进入磁场，不计粒子的重力及相互作用（1）求粒子在磁场中做圆周运动的半径；（2）要使所有粒子不从FG边界射出，求磁场垂直边界MN方向上的最小宽度d；（3）若磁场垂直边界MN方向上的宽度为0.2m，求边界FG上有粒子射出的长度范围及粒子首次在磁场中运动的最长时间参考答案：解：（1）带电粒子从电场进入磁场，由动能定理有： 进入磁场后，洛仑兹力提供向心力： 联立两式得：v=2106m/s，r=0.2m （2）在O点水平向左或向右方向射出的粒子做类平抛运动，其偏向角与水平方向 夹角为，则： =， 所以=60 当从最左边射出的粒子进入磁场后是一个优弧，当该优弧与磁场上边界相切时， 由

18、几何关系有磁场宽度为d=Lmin=r+rcos60=0.2m+020.5m=0.3m（3）水平向左射出的粒子打在A点，水平位移： x=v0t=v0=0.23m 从A点与水平方向成60射出的粒子做匀速圆周运动打在上边边界的P点，由对称 性，可知P点偏离O点的左边x=0.23m 显然从O点竖直向上射出的粒子划过四分之一圆弧打在Q点，该点是粒子打击的 最右端由几何关系可知Q点偏离O点的右边r=0.2m 所以能够从FG边缘穿出的长度范围为x+r=0.43m 显然竖直向上射出的粒子恰恰在磁场中转过半周，转180再回到MN，此种情况粒子在磁场中运动时间最长 =3.14107s答：（1）粒子在磁场中做圆周运

19、动的半径为0.2m（2）要使所有粒子不从FG边界射出，磁场垂直边界MN方向上的最小宽度d为0.3m（3）若磁场垂直边界MN方向上的宽度为0.2m，边界FG上有粒子射出的长度范围为0.43m、粒子首次在磁场中运动的最长时间为3.14107s【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【分析】（1）只要进入磁场的粒子电场力做功是一定的，由动能定理可以求出进入磁场的速率，由洛仑兹力提供向心力就能求出粒子在磁场做匀速圆周运动的半径（2）先由左手定则判断出粒子做顺时针匀速圆周运动，当从边界线最左边射入磁场的轨迹与上边界相切时，此种情况下磁场区域最宽，由此画出轨迹，由几何关系就能求出磁场

20、区域的最小宽度（3）由于磁场的宽度与粒子的半径相等，所以在想象中拿一个定圆在宽度一定的磁场区域移动，这样可以找到打在磁场上边缘最左端的位置即从最左端进入磁场的粒子打在最左端，最右的位置显然是竖直向上射出的粒子恰好与上边缘相切，由几何关系求出两点的距离即为所求；至于最长时间，显然偏转角最大的即打在最左端的粒子恰好转过半周，所以最长时间是半个周期17. （计算）如图甲所示，一滑块随足够长的水平传送带一起向右匀速运动，滑块与传送带之间的动摩擦因数=0.2。一质量m=0.05kg的子弹水平向左射入滑块并留在其中，取水平向左的方向为正方向，子弹在整个运动过程中的v-t图象如图乙所示，已知传送带的速度始终保持不变，滑块最后恰好能从传送带的右端水平飞出，g取10m/s2。(1)求滑块的质量；(2)求滑块向左运动过程中与传送带摩擦产生的热量；(3)若滑块可视为质点且传送带与转动轮间不打滑，则转动轮的半径R为多少？参考答案：（1）3.3kg；（2）53.6J；（3）0.4m动能定理的应用；牛顿第二定律 C2 E2解析： （1）子弹射入滑块的过程中，子弹与滑块组成的系统动量守恒，有： 由v-t图象知子弹入射前、后的速度和滑块的初速度分别为：v0=40