2021-2022学年辽宁省锦州市第二十四中学高三物理期末试题含解析

1、2021-2022学年辽宁省锦州市第二十四中学高三物理期末试题含解析一、 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，竖直平面内一半径为R的圆形区域内有磁感应强度为B的匀强磁场，方向垂直纸面向里。一束质量为m、电荷量为q的带电粒子沿平行于直径MN的方向以不同速率从P点进入匀强磁场，入射点P到直径MN的距离h=R，不计粒子重力。下列说法正确的是（ ）A. 若粒子射出磁场时的速度方向恰好与其入射方向相反，则其入射速度为B. 若粒子恰好能从M点射出，则其速度为C. 粒子从P点经磁场到M点的时间为D. 当粒子轨道半径r=R时，粒子从圆形磁场区域最低点射出参考答

2、案：ABD【详解】A项：若粒子射出磁场时的速度方向恰好与其入射方向相反，即粒子在磁场中偏转，由几何关系得，解得：，故A正确；B项：连接PM即为粒子做圆周运动的弦长，连接PO，由，所以,，所以为等边三角形，即，解得：，解得：，故B正确；C项：粒子从P点经磁场到M点的时间为 ，故C错误；D项：当粒子轨道半径r=R时，由图可知，为菱形，又因为竖直方向，所以也为竖直方向所以出射点为从圆形磁场区域最低点，故D正确。2. （单选）甲、乙两车在公路上沿同一方向做直线运动，v-t图像如图所示，两图像在t=t1时刻相交，乙车从t=0开始到停下所通过的位移为S 。 t=0时刻，甲在乙前面，相距为d。已知此后两车可

3、以相遇两次，且第一次相遇时刻为t，则下列四组 t和d的组合可能是： A.t=t1 ，d= B. t=t1 ，d= C.t= ，d= D. t= ，d=参考答案：C3. （单选）如图，表面光滑的固定斜面顶端安装一定滑轮，小物块A、B用轻绳连接并跨过滑轮（不计滑轮的质量和摩擦）初始时刻，A、B处于同一高度并恰好处于静止状态剪断轻绳后A下落、B沿斜面下滑下列说法正确的是（） A 两物块的质量相等 B 两物块落地时重力做功的功率不同 C 从剪断轻绳到物块着地，两物块所用时间不等 D 从剪断轻绳到物块着地，两物块重力势能的变化量相同参考答案：解：A、刚开始AB处于静止状态，所以有mBgsin=mAg，则

4、mBmA，故A错误B、剪断轻绳后A自由下落，B沿斜面下滑，AB都只有重力做功，根据机械能守恒定律得：mgh=，速度大小v=，则A重力的功率，B重力的功率，可知PA=PB，故B错误C、因为落地的速度大小相等，加速度不等，根据速度时间公式知，运动的时间不等，故C正确D、下降的高度相同，重力大小不等，则重力势能变化量不同，故D错误故选：C4. （多选）如图，一理想变压器原、副线圈的匝数分别为n1、n2原线圈通过一理想电流表接正弦交流电源，一个二极管和阻值为R的负载电阻串联后接到副线圈的两端假设该二极管的正向电阻为零，反向电阻为无穷大用交流电压表测得a、b端和c、d端的电压分别为Uab和Ucd，则（）

5、 A Uab：Ucd=n1：n2 B 增大负载电阻的阻值R，电流表的读数变小 C 负载电阻的阻值越小，cd间的电压Ucd越大 D 将二极管短路，电流表的读数加倍参考答案：解：A、若没有二极管，根据理想变压器的电压与匝数成正比，即有：Uab：Ucd=n1：n2；而因二极管的单向导电性，Uab：Ucd=n1：n2；，故A错误；B、由题意可知，当增大负载电阻的阻值R，因电压不变，结合闭合电路欧姆定律可知，电阻R的电流变小，则电流表的读数变小，故B正确；C、cd间的电压由原线圈的输入电压以及原、副线圈的匝数比有关，与负载电阻无关，所以cd间的电压Ucd不会随着负载电阻变化，故C错误；D、二极管短路后，

6、输出功率加倍，则输入功率加倍P入=IU1，因为U1不变，所以I1加倍，电流表的示数加倍，故D正确；故选：BD5. 氘核和氚核可发生热核聚变而释放巨大的能量，该反应方程为：，式中x是某种粒子。已知：、和粒子x的质量分别为2.0141u、3.0161u、4.0026u和1.0087u；1u=931.5MeV/c2，c是真空中的光速。由上述反应方程和数据可知，粒子x是_，该反应释放出的能量为_ MeV（结果保留3位有效数字）参考答案：由质量守恒,电荷数守恒得, 粒子x为中子, 根据质量数和电荷数守恒有x的电荷数为0,质量数为（2+3-4）=1，可知x为中子.由爱因斯坦质能方程得二、 填空题：本题共8

7、小题，每小题2分，共计16分6. 如图，均匀磁场中有一由半圆弧及其直径构成的导线框，半圆直径与磁场边缘重合；磁场方向垂直于半圆面（纸面）向里，磁感应强度大小为B0，半圆弧导线框的直径为d，电阻为R。使该线框从静止开始绕过圆心O、垂直于半圆面的轴以角速度匀速转动半周，线框中产生的感应电流大小为_。现使线框保持图中所示位置，让磁感应强度大小随时间线性变化。为了产生与线框转动半周过程中同样大小的电流，磁感应强度随时间的变化率的大小应为_。参考答案：；7. 如图所示，水平设置的三条光滑平行金属导轨a、b、c位于同一水平面上，a与b、b与c相距均为d=1m，导轨ac间横跨一质量为m=1kg的金属棒MN，

8、棒与三条导轨垂直，且始终接触良好。棒的电阻r=2，导轨的电阻忽略不计。在导轨bc间接一电阻为R=2的灯泡，导轨ac间接一理想电压表。整个装置放在磁感应强度B=2T的匀强磁场中，磁场方向垂直导轨平面向下。现对棒MN施加一水平向右的拉力F，使棒从静止开始运动。若施加的水平外力功率恒定，且棒达到稳定时的速度为1.5m/s，则水平外力的功率为 W，此时电压表读数为 V。参考答案：3 5解析：棒达到稳定速度1.5m/s时，金属棒MN下半段产生的感应电动势Bdv=3V，灯泡中电流I=1A，金属棒MN下半段所受安培力BId=2N，水平外力的功率为P=Fv=21.5W=3W。金属棒MN下半段两端点电压为2V，

9、电压表读数为3V+2V=5V。8. 如图所示，质量为m的小球A以速率v0向右运动时跟静止的小球B发生碰撞，碰后A球以的速率反向弹回，而B球以的速率向右运动，则B的质量mB=_；碰撞过程中，B对A做功为 。参考答案：4.5m -3mv02/8 动量守恒：；动能定理：。9. （4分）某物质的摩尔质量为M，摩尔体积为V，密度为，每个分子的质量和体积分别为m和Vo，则阿伏加德罗常数NA可以用两种式子来表达：NA=_和NA=_。参考答案：；10. （4分）有质量的物体周围存在着引力场。万有引力和库仑力有类似的规律，因此我们可以用定义静电场强度的方法来定义引力场的场强。由此可得，与质量为M的质点相距r处的

10、引力场场强的表达式为EG=_（万有引力恒量用G表示）。参考答案：答案：11. 如图所示，AB是一根裸导线，单位长度的电阻为R0，一部分弯曲成半径为r0的圆圈，圆圈导线相交处导电接触良好。圆圈所在区域有与圆圈平面垂直的均匀磁场，磁感强度为B。导线一端B点固定，A端在沿BA方向的恒力F作用下向右缓慢移动，从而使圆圈缓慢缩小。设在圆圈缩小过程中始终保持圆的形状，导体回路是柔软的，在此过程中F所作功全部变为 ，此圆圈从初始的半径r0到完全消失所需时间T为 。参考答案：感应电流产生的焦耳热， 12. 11某同学用图（a）所示的实验装置验证机械能守恒定律。已知打点计时器所用电源的频率为50Hz，当地重力加

11、速度为g=9.80m/s2。实验中该同学得到的一条点迹清晰的完整纸带如图（b）所示。纸带上的第一个点记为O，另选连续的三个点A、B、C进行测量，图中给出了这三个点到O点的距离hA、hB和hC的值。回答下列问题（计算结果保留3位有效数字）（1）打点计时器打B点时，重物速度的大小vB= m/s; 3.90（2）通过分析该同学测量的实验数据，他的实验结果是否验证了机械能守恒定律？简要说明分析的依据。 参考答案：（1）vB2/2=7.61(m/s)2 （2）因为mvB2/2mghB，近似验证机械能守恒定律13. 两个劲度系数分别为和的轻质弹簧、串接在一起，弹簧的一端固定在墙上，如图所示. 开始时两弹簧

12、均处于原长状态，现用水平力作用在弹簧的端向右拉动弹簧，已知弹的伸长量为，则弹簧的伸长量为 .参考答案：三、 简答题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14. 静止在水平地面上的两小物块A、B，质量分别为mA=l.0kg，mB=4.0kg；两者之间有一被压缩的微型弹簧，A与其右侧的竖直墙壁距离l=1.0m，如图所示。某时刻，将压缩的微型弹簧释放，使A、B瞬间分离，两物块获得的动能之和为Ek=10.0J。释放后，A沿着与墙壁垂直的方向向右运动。A、B与地面之间的动摩擦因数均为u=0.20。重力加速度取g=10m/s2。A、B运动过程中所涉及的碰撞均为弹性碰撞且碰撞时间极短。（1）求弹簧释放后瞬

13、间A、B速度的大小；（2）物块A、B中的哪一个先停止？该物块刚停止时A与B之间的距离是多少？（3）A和B都停止后，A与B之间的距离是多少？参考答案：（1）vA=4.0m/s，vB=1.0m/s；（2）A先停止； 0.50m；（3）0.91m；分析】首先需要理解弹簧释放后瞬间的过程内A、B组成的系统动量守恒，再结合能量关系求解出A、B各自的速度大小；很容易判定A、B都会做匀减速直线运动，并且易知是B先停下，至于A是否已经到达墙处，则需要根据计算确定，结合几何关系可算出第二问结果；再判断A向左运动停下来之前是否与B发生碰撞，也需要通过计算确定，结合空间关系，列式求解即可。【详解】（1）设弹簧释放瞬

14、间A和B的速度大小分别为vA、vB，以向右为正，由动量守恒定律和题给条件有0=mAvA-mBvB联立式并代入题给数据得vA=4.0m/s，vB=1.0m/s（2）A、B两物块与地面间的动摩擦因数相等，因而两者滑动时加速度大小相等，设为a。假设A和B发生碰撞前，已经有一个物块停止，此物块应为弹簧释放后速度较小的B。设从弹簧释放到B停止所需时间为t，B向左运动的路程为sB。，则有在时间t内，A可能与墙发生弹性碰撞，碰撞后A将向左运动，碰撞并不改变A的速度大小，所以无论此碰撞是否发生，A在时间t内的路程SA都可表示为sA=vAt联立式并代入题给数据得sA=1.75m，sB=0.25m这表明在时间t内

15、A已与墙壁发生碰撞，但没有与B发生碰撞，此时A位于出发点右边0.25m处。B位于出发点左边0.25m处，两物块之间的距离s为s=025m+0.25m=0.50m（3）t时刻后A将继续向左运动，假设它能与静止的B碰撞，碰撞时速度的大小为vA，由动能定理有联立式并代入题给数据得 故A与B将发生碰撞。设碰撞后A、B的速度分别为vA以和vB，由动量守恒定律与机械能守恒定律有 联立式并代入题给数据得 这表明碰撞后A将向右运动，B继续向左运动。设碰撞后A向右运动距离为sA时停止，B向左运动距离为sB时停止，由运动学公式 由式及题给数据得sA小于碰撞处到墙壁的距离。由上式可得两物块停止后的距离15. 如图，

16、一竖直放置的气缸上端开口，气缸壁内有卡口a和b，a、b间距为h，a距缸底的高度为H；活塞只能在a、b间移动，其下方密封有一定质量的理想气体。已知活塞质量为m，面积为S，厚度可忽略；活塞和汽缸壁均绝热，不计他们之间的摩擦。开始时活塞处于静止状态，上、下方气体压强均为p0，温度均为T0。现用电热丝缓慢加热气缸中的气体，直至活塞刚好到达b处。求此时气缸内气体的温度以及在此过程中气体对外所做的功。重力加速度大小为g。参考答案：试题分析：由于活塞处于平衡状态所以可以利用活塞处于平衡状态，求封闭气体的压强，然后找到不同状态下气体参量，计算温度或者体积。 开始时活塞位于a处，加热后，汽缸中的气体先经历等容过

17、程，直至活塞开始运动。设此时汽缸中气体的温度为T1，压强为p1，根据查理定律有根据力的平衡条件有联立式可得此后，汽缸中的气体经历等压过程，直至活塞刚好到达b处，设此时汽缸中气体的温度为T2；活塞位于a处和b处时气体的体积分别为V1和V2。根据盖吕萨克定律有式中V1=SHV2=S（H+h）联立式解得从开始加热到活塞到达b处的过程中，汽缸中的气体对外做的功为故本题答案是：点睛：本题的关键是找到不同状态下的气体参量，再利用气态方程求解即可。四、计算题：本题共3小题，共计47分16. 如图12所示，在坐标系xoy平面的第象限内存在垂直纸面向外的匀强磁场B1，在第象限内存在垂直纸面向里的另一个匀强磁场B

18、2，在x轴上有一点Q(,0)、在y轴上有一点P (0,a)。现有一质量为m，电量为+q的带电粒子（不计重力），从P点处垂直y轴以速度v0射入匀强磁场B1中，并以与x轴正向成60角的方向进入x轴下方的匀强磁场B2中，偏转后刚好打在Q点。求：(1)匀强磁场的磁感应强度B-1-、B2的大小；(2) 粒子从P点运动到Q点所用的时间。参考答案：解：(1)带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动，其轨迹如图所示。 2设粒子在匀强磁场B1中的偏转半径r1则 即 2由得 2设粒子在匀强磁场B2中的偏转半径r2 2由得 2(2) 417. 如图所示，质量m=1Kg的小球穿在长L=1.6m的斜杆上，斜杆与水平方向成37角，斜杆固定不动,小球与斜杆间的动摩擦因数0.75。小球受水平向左的拉力F=1N,从斜杆的顶端由静止开始下滑（，）。试求：（1）小球运动的加速度大小；（2）小球运动到斜杆底端时的速度大小。参考答案：18. 跳伞运动员做低空跳伞表演，他离开飞机后做自由落体运动，当距离地面125m时打开降落伞，伞张开后运动员就以14.3m/s2的加速度做匀减速运动，到达地面时速度为5m/s，问：（1）运动员离开飞机时距地面高度为多少？（2）离开飞机后，经过多少时间才能到达地面？（g=10m/s2）参考答案：【知识点】 匀变速直线运动的位移与时间的关系；匀变速直线运动的速度与时间的关