2021-2022学年辽宁省本溪市第五中学高三物理上学期期末试卷含解析

1、2021-2022学年辽宁省本溪市第五中学高三物理上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. 机械横波某时刻的波形图如图所示，波沿x轴正方向传播，质点p的坐标x0.32 m从此时刻开始计时(1)若每间隔最小时间0.4 s重复出现波形图，求波速(2)若p点经0.4 s第一次达到正向最大位移，求波速(3)若p点经0.4 s到达平衡位置，求波速参考答案：2. 如图所示，光滑半球的半径为R，球心为O，固定在水平面上，其上方有一个光滑曲面轨道AB，高度为R/2轨道底端水平并与半球顶端相切质量为m的小球由A点静止滑下小球在水平面上的落点为C（重力加

2、速度为g）,则( )A将沿半球表面做一段圆周运动后抛至C点B小球将从B点开始做平抛运动到达C点COC之间的距离为RD小球从A运动到C的时间等于(1+)参考答案：BC3. 如图所示，用OA、OB两根绳悬挂一个质量为M的物块处于静止状态，OA绳水平，OA绳拉力为TA，OB绳拉力为TB，两绳的最大承受力均为2Mg，下列说法正确的是 （ ） ATATB BOB与天花板间的夹角可能为20 C保持O点位置不动，缓慢增大OB绳与天花板的夹角，则TA、TB都增大 D保持O点位置不动，缓慢增大OB绳与天花板的夹角，则TA、YB都增大参考答案：D4. 回旋加速器是加速带电粒子的装置，其主体部分是两个D形金属盒两金

3、属盒处在垂直于盒底的匀强磁场中，a、b分别与高频交流电源两极相连接，下列说法正确的是（）A离子从磁场中获得能量B离子从电场中获得能量C带电粒子的运动周期是变化的D增大金属盒的半径可使粒子射出时的动能增加参考答案：解：A、离子在磁场中受到洛伦兹力，但不做功，故A错误；B、带电粒子源源不断的在电场中处于加速状态，从而获得能量虽速度增大，但在磁场中周期不变，所以粒子的运动周期是固定的，故B正确，C错误；D、带电粒子从D形盒中射出时的动能 Ekm=mvm2 （1）带电粒子在磁场中做匀速圆周运动，则圆周半径 R=（2）由（1）（2）可得Ekm=显然，当带电粒子q、m一定的，则EkmR2 B2即Ekm随磁

4、场的磁感应强度B、D形金属盒的半径R的增大而增大，与加速电场的电压和狭缝距离无关，故D正确；故选BD5. （多选题）如图所示，为三个有界匀强磁场，磁感应强度大小均为B，方向分别垂直纸面向外、向里和向外，磁场宽度均为L，在磁场区域的左侧边界处，有一边长为L的正方形导体线框，总电阻为R，且线框平面与磁场方向垂直，现用外力F使线框以速度v匀速穿过磁场区域，以初始位置为计时起点，规定电流沿逆时针方向时的电动势E为正，外力F向右为正则以下能反映感应电动势E和外力F随时间变化规律的图象是（）ABCD参考答案：AD【考点】导体切割磁感线时的感应电动势；法拉第电磁感应定律；楞次定律【分析】线框匀速穿过方向不同

5、的磁场，在刚进入或刚出磁场时，线框的感应电流大小相等，方向相同当线框从一种磁场进入另一种磁场时，此时有两边分别切割磁感线，产生的感应电动势正好是两者之和，根据E=BLv，求出每条边产生的感应电动势，得到总的感应电动势由闭合电路欧姆定律求出线框中的感应电流，由求出安培力大小，由平衡条件得到外力的大小，要分段研究【解答】解：根据楞次定律判断可知，安培力阻碍导体与磁场间的相对运动，所以线框所受的安培力方向向左，由平衡条件得知外力方向一直向右，为正t在0时间内，线框通过左边的磁场，根据楞次定律判断可得感应电动势方向沿顺时针，为负值产生的感应电动势为 E1=BLv，感应电流为 I1=，外力等于安培力，为

6、F1=BI1L=；在时间内，线框从左边磁场进入中间磁场，线框的左边和右边都产生磁感线产生感应电动势，根据楞次定律判断可得感应电动势方向沿逆时针，为正值回路中总的感应电动势为 E2=2BLv，感应电流为 I2=，外力等于安培力，为F2=2BI2L=4；在时间内，线框从中间磁场进入右边磁场，线框的左边和右边都产生磁感线产生感应电动势，根据楞次定律判断可得感应电动势方向沿顺时针，为负值回路中总的感应电动势为 E3=2BLv，感应电流为 I3=，外力等于安培力，为F2=2BI3L=4；在时间内，从右边磁场穿出，根据楞次定律判断可得感应电动势方向沿逆时针，为正值产生的感应电动势为 E4=BLv，感应电流

7、为 I4=，外力等于安培力，为F4=BI4L=；所以根据数学知识可知，AD正确故选：AD二、 填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6. （4分）在下面括号内列举的科学家中，对发现和完善万有引力定律有贡献的是。（安培、牛顿、焦耳、第谷、卡文迪许、麦克斯韦、开普勒、法拉第）参考答案：第谷、开普勒、牛顿、卡文迪许解析：第谷搜集记录天文观测资料、开普勒发现开普勒三定律、牛顿发现万有引力定律、卡文迪许测定万有引力常数7. 相对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

8、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：相同 后8. V表示标准状态下水蒸气的摩尔体积，为标准状态下水蒸气的密度，NA为阿伏加德罗常数，m为每个水分子的质量，则阿伏加德罗常数NA_，标准状态下相邻水蒸气分子间的平均距离d_.参考答案： 9. 在一斜面顶端，将甲乙两个小球分别以v和的速度沿同一方向水平抛出，两球都落在该斜面上。甲球落至斜面时的速率是乙球落至斜面时速率的A. 2倍 B. 4倍 C. 6倍 D. 8倍参考答案：A试题分析 本题考查平

9、抛运动规律、机械能守恒定律及其相关的知识点。解析 设甲球落至斜面时的速率为v1，乙落至斜面时的速率为v2，由平抛运动规律，x=vt，y=gt2，设斜面倾角为，由几何关系，tan=y/x，小球由抛出到落至斜面，由机械能守恒定律， mv2+mgy=mv12，联立解得：v1=v，即落至斜面时的速率与抛出时的速率成正比。同理可得，v2=v/2，所以甲球落至斜面时的速率是乙球落至斜面时的速率的2倍，选项A正确。点睛 此题将平抛运动、斜面模型、机械能守恒定律有机融合，综合性强。对于小球在斜面上的平抛运动，一般利用平抛运动规律和几何关系列方程解答。10. 地面上放一开口向上的气缸，用一质量为m=0.8kg的

10、活塞封闭一定质量的气体，不计一切摩擦，外界大气压为P0=1.0105Pa，活塞截面积为S= 4cm2，重力加速度g取10m/s2，则活塞静止时，气体的压强为 Pa；若用力向下推活塞而压缩气体，对气体做功为6105J，同时气体通过气缸向外传热4.2105J，则气体内能变化为 J。参考答案：1.210-5Pa；内能增加了1.8105J11. （10分）（1）如图所示，把一块洁净的玻璃板吊在橡皮筋的下端，使玻璃板水平地接触水面，如果你想使玻璃板离开水面，必须用比玻璃板重力的拉力向上拉橡皮筋，原因是水分子和玻璃的分子间存在作用。（2）往一杯清水中滴入一滴红墨水，一段时间后，整杯水都变成了红色，这一现象

11、在物理学中称为现象，是由于分子的而产生的，这一过程是沿着分子热运动的无序性的方向进行的。参考答案：答案：（1）大 （2）引力 （2）扩散 无规则运动 熵增加解析：本题只有一个难点，即“无序”性。自然发生的事情总是向无序性增大的方向发展。12. (5分)竖直放置的两块平行金属板A、B，分别跟电源的正负极连接，将电源正极接地，如图所示。在A、B中间固定一个带正电的电荷q，现保持A板不动，使B板向右平移一小段距离后，电荷q所在位置的电势U将 ，电荷q的电势能将 。（填：变大、变小或不变。） 参考答案： 答案：变大、变大13. 某同学利用数码相机研究竖直上抛小球的运动情况。数码相机每隔005 s 拍照

12、一次，图7 是小球上升过程的照片，图中所标数据为实际距离，则： （1）图中t5时刻小球的速度v5_m/s。 （2）小球上升过程中的加速度a _m/s2。 （3）t6时刻后小球还能上升的高度h = _m。参考答案：见解析 （1）频闪仪每隔T=0.05s闪光一次，根据匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度，得：v5=m/s=4.08m/s.（2）根据匀变速直线运动的推论公式可以求出加速度，即：a=-10m/s2（3）=0.64m.三、 简答题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14. （8分）（1）美国科研人员正在研制一种新型镍铜长效电池，它是采用铜和放射性同位素镍63(Ni)两

13、种金属作为长寿命电池的材料，利用镍63(Ni)发生一次衰变成铜（Cu），同时释放电子给铜片，把镍63(Ni)和铜片做电池两极，镍63(Ni)的衰变方程为。（2）一静止的质量为M的镍核63(Ni)发生衰变，放出一个速度为v0，质量为m的粒子和一个反冲铜核，若镍核发生衰变时释放的能量全部转化为粒子和铜核的动能。求此衰变过程中的质量亏损（亏损的质量在与粒子质量相比可忽略不计）。参考答案：解析：（1）；（2）设衰变后铜核的速度为v，由动量守恒 由能量方程 由质能方程 解得 点评：本题考查了衰变方程、动量守恒、能量方程、质能方程等知识点。15. 如图所示，质量为m带电量为+q的小球静止于光滑绝缘水平面上

14、，在恒力F作用下，由静止开始从A点出发到B点，然后撤去F，小球冲上放置在竖直平面内半径为R的光滑绝缘圆形轨道，圆形轨道的最低点B与水平面相切，小球恰能沿圆形轨道运动到轨道末端D，并从D点抛出落回到原出发点A处整个装置处于电场强度为E= 的水平向左的匀强电场中，小球落地后不反弹，运动过程中没有空气阻力求：AB之间的距离和力F的大小参考答案：AB之间的距离为R，力F的大小为 mg考点：带电粒子在匀强电场中的运动；牛顿第二定律；平抛运动；动能定理的应用专题：带电粒子在电场中的运动专题分析：小球在D点，重力与电场力的合力提供向心力，由牛顿第二定律即可求出D点的速度，小球离开D时，速度的方向与重力、电场

15、力的合力的方向垂直，小球做类平抛运动，将运动分解即可；对小球从A运动到等效最高点D过程，由动能定理可求得小球受到的拉力解答：解：电场力F电=Eq=mg 电场力与重力的合力F合= mg，方向与水平方向成45向左下方，小球恰能到D点，有：F合= 解得：VD= 从D点抛出后，只受重力与电场力，所以合为恒力，小球初速度与合力垂直，小球做类平抛运动，以D为原点沿DO方向和与DO垂直的方向建立坐标系（如图所示）小球沿X轴方向做匀速运动，x=VDt 沿Y轴方向做匀加速运动，y=at2a= = 所形成的轨迹方程为y= 直线BA的方程为：y=x+（ +1）R解得轨迹与BA交点坐标为（ R，R）AB之间的距离LA

16、B=R从A点D点电场力做功：W1=（1 ）R?Eq 重力做功W2=（1+ ）R?mg；F所做的功W3=F?R有W1+W2+W3=mVD2，有F= mg答：AB之间的距离为R，力F的大小为 mg点评：本题是动能定理和向心力知识的综合应用，分析向心力的来源是解题的关键四、计算题：本题共3小题，共计47分16. 19(10分）1932年，劳伦斯和利文斯设计出了回旋加速器回旋加速器的工作原理如图所示，置于高真空中的D形金属盒半径为R，两盒间的狭缝很小，带电粒子穿过的时间可以忽略不计磁感应强度为B的匀强磁场与盒面垂直A处粒子源产生的粒子，质量为m、电荷量为+q，在加速器中被加速，加速电压为U加速过程中不

17、考虑相对论效应和重力作用（1）求粒子第2次和第1次经过两D形盒间狭缝后轨道半径之比；（2）求粒子从静止开始加速到出口处所需的时间t；（3）实际使用中，磁感应强度和加速电场频率都有最大值的限制若某一加速器磁感应强度和加速电场频率的最大值分别为Bm、fm，试讨论粒子能获得的最大动能Ekm 参考答案：见解析 17. （10分）汽车行驶时轮胎的胎压太高容易造成爆胎事故，太低又会造成耗油上升。已知某型号轮胎能在4090正常工作，为使轮胎在此温度范围内工作时的最高胎压不超过3.5atm，最低胎压不低于1.6atm，那么在t20时给该轮胎充气，充气后的胎压在什么范围内比较合适？（设轮胎容积不变）参考答案：答案：充气后的胎压在2.01atm到2.83atm的范围内比较适合解析：由于轮胎容积不变，轮胎内气体做等容变化。设在T0293K充气后的最小胎压为Pmin，最大胎压为Pmax。依题意，当T1233K时胎压为P11.6atm。根据查理定律，即解得：Pmin2.01atm当T2363K是胎压为P23.5atm。根据查