2021-2022学年陕西省西安市第四十四中学高三物理期末试题含解析

1、2021-2022学年陕西省西安市第四十四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. （单选）如图所示，水平面上的小车向左运动，系在车后缘的轻绳绕过定滑轮，拉着质量为m的物体上升若小车以v1的速度匀速直线运动，当车后的绳与水平方向的夹角为时，物体的速度为v2，则下列关系式正确的是（）Av2=v1Bv2=v1cosCv2=0Dv2=参考答案：考点：运动的合成和分解版权所有专题：运动的合成和分解专题分析：小车的运动可分解为沿绳方向和垂直于绳的方向两个运动，其中沿绳方向的运动与物体上升的运动速度相等，从而即可求解解答：解：由于细线不可伸

2、长，故细线两端的速度沿着细线方向的分速度是相等的，如图所示：故v2=v1cos故选：B点评：考查运动的合成与分解的应用，掌握牛顿第二定律的内容，注意正确将小车的运动按效果进行分解是解决本题的关键2. 某质点在恒力 F作用下从A点沿图1中曲线运动到 B点，到达B点后，撒去恒力F，则它从B点开始的运动轨迹可能是图中的 （ ）A. 直线d B.曲线bC. 曲线a D.以上三条曲线都不可能参考答案：A3. （多选题）如图甲所示，阻值为r=4的矩形金属线框与理想电流表、理想变线圈构成回路，标有“12V 36W”的字样的灯泡L与理想变压器的副线圈构成回路，灯泡L恰能正常发光，理想变压器原、副线圈的匝数之比

3、为3：1，矩形金属线框在匀强磁场中绕与磁感线垂直的轴匀速转动，产生的电动势随时间变化的规律如图乙所示，则（）A理想变压器原线圈输入电压的瞬时值表达式为e=40sin100t（V）B理想电流表的示数为1ACt=0.01时，矩形金属线框平面与磁场方向垂直D灯泡L与理想变压器的副线圈构成的回路中的电流方向每秒改变50次参考答案：BC【考点】变压器的构造和原理【分析】变压器原副线圈的电压之比与线圈的匝数成正比，电流与匝数成反比，根据电灯能正常发光，判断出副线圈两端的电压和电流，即可判断，通过乙图判断出电流的周期及在一个周期内电流方向的变化次数即可判断【解答】解：A、灯泡正常发光，故副线圈两端的电压为U

4、2=12V，根据得，输入端的最大电压为，由乙图可知，周期为0.02s，交流电的圆频率：故原线圈输入电压的瞬时值表达式为=36sin100t（V），故A错误；B、副线圈两端的电流为，根据得，故电流表的电流为I1=1A，故B正确；C、t=0.01时，有乙图可知，产生的感应电动势最小，故线圈在中性面位置，故矩形金属线框平面与磁场方向垂直，故C正确；D、由乙图可知，周期为0.02s，在一个周期内电流方向改变2次，故1s内电流改变的次数为n=次，故D错误；故选：BC4. 如图所示，固定在竖直平板且不可伸长的绝缘轻绳栓一质量为m、电量为q的小球（可视为点电荷），小球平衡时与固定在平板的点电荷Q的连线恰好水

5、平若小球的质量变为2m时，而其位置仍要保持不变，则小球的电量应该变为（A）q/2 （B）2q（C）q2 （D）参考答案：B5. 如图所示，小球以初速度为v0从光滑斜面底部向上滑，恰能到达最大高度为h的斜面顶部。图中A是内轨半径大于h的光滑轨道、B是内轨半径小于h的光滑轨道、C是内轨直径等于h光滑轨道、D是长为的轻棒，其下端固定一个可随棒绕O点向上转动的小球。小球在底端时的初速度都为v0，则小球在以上四种情况中能到达高度h的有参考答案： 答案：AD二、 填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6. 如图所示为氢原子的能级图，n为量子数。在氢原子核外电子由量子数为2的轨道跃迁到量子数为3的轨道

6、的过程中，将 （填“吸收”或“放出”）光子。若该光子恰能使某金属产生光电效应，则一群处于量子数为4的激发态的氢原子在向基态跃迁过程中，有 种频率的光子能使该金属产生光电效应。参考答案：吸收 （填“吸收”或“放出”）； 5 7. 请将下列两个核反应方程补充完整。 He +NO + U +nXe +Sr + 参考答案： 8. 如图所示，是一列沿x轴负方向传播的简谐横波在t=0时刻的波形图，已知波的传播速度v=2m/s，则振动的周期为 s，x=1.0m处质点的振动方向沿 (填 “y轴正方向”或 “y轴负方向”)，x=2.0m处的质点在01.5s内通过的路程为 cm 参考答案：9. 一辆汽车在一条平直

7、公路上行驶，第1s内通过的位移是8m，第2s内通过的位移是20m，第3s内通过的位移是30m，第4s内通过的位移是10m，则汽车在最初2s内的平均速度是_m/s，中间2s内的平均速度是_m/s，全部时间内的平均速度是_m/s.参考答案：14 25 1710. 一个物体从斜面上高h处由静止滑下并紧接着在水平面上滑行一段距离后停止，测得停止处相对开始运动处的水平距离为S，如图，不考虑物体滑至斜面底端的碰撞作用，并设斜面与水平面对物体的动摩擦因数相同则动摩擦因数为参考答案： h/ 11. （4分）如图所示，是一只电流电压两用表的电路。图中表头的内阻为100欧，满偏电流为500微安，R1、R2的阻值分

8、别是0.1欧和100欧。则它当作电流表使用时，量程是 mA，当作电压表使用时，量程是 V。（两空均保留整数）参考答案： 答案：500mA 50V12. 为测定木块与桌面之间的动摩擦因数,小亮设计了如图所示的装置进行实验. 实验中,当木块A位于水平桌面上的O点时,重物B刚好接触地面. 将A拉到P点,待B稳定后静止释放,A最终滑到Q点.分别测量OP、OQ的长度h和s.改变h,重复上述实验,分别记录几组实验数据.(1)请根据下表的实验数据作出sh关系的图象.(2)实验测得A、B的质量分别为m=0.40kg、M=0.50kg.根据sh图象可计算出A块与桌面间的动摩擦因数= _. (结果保留一位有效数字

9、)(3)实验中,滑轮轴的摩擦会导致滋的测量结果_(选填“偏大”或“偏小”).参考答案：13. 1,3,5某探究学习小组的同学欲以右图装置中的滑块为对象验证“动能定理”，他们在实验室组装了一套如图所示的装置，另外他们还找到了打点计时器所用的学生电源、导线、复写纸、纸带、小木块、细沙、垫块。当滑块连接上纸带，用细线通过滑轮挂上空的小沙桶时，释放小桶，滑块处于静止状态。若你是小组中的一位成员，要完成该项实验，则：（1）你认为还需要的实验器材有 、 。(两个)（2）实验时为了保证滑块（质量为M）受到的合力与沙和沙桶的总重力大小基本相等，沙和沙桶的总质量m应满足的实验条件是 ，实验时首先要做的步骤是 。

10、（3）在（2）的基础上，某同学用天平称量滑块的质量M。往沙桶中装入适量的细沙，用天平称出此时沙和沙桶的总质量m。让沙桶带动滑块加速运动，用打点计时器记录其运动情况，在打点计时器打出的纸带上取两点，测出这两点的间距L和这两点的速度大小v1与v2（v1 v2）。则对滑块，本实验最终要验证的数学表达式为 （用题中的字母表示） 。（4）要探究滑块与沙及沙桶组成的系统机械能是否守恒，如果实验时所用滑块质量为M，沙及沙桶总质量为m，让沙桶带动滑块在水平气垫导轨上加速运动，用打点计时器记录其运动情况，在打点计时器打出的纸带上取两点，测出这两点的间距L和这两点的速度大小v1与v2（v1 v2）。则最终需验证的

11、数学表达式为 （用题中的字母表示） 。参考答案：（1）_天平_ (2分) _刻度尺_ (2分) （2）_ mM _(2分) 平衡摩擦力_ (2分)（3） (3分) （4） (3分)三、 简答题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14. 如图所示,在真空中一束平行复色光被透明的三棱镜ABC(截面为正三角形)折射后分解为互相分离的a、b、c三种色光,分别照射到三块板上.则:（1）若将a、b、c三种色光分别通过某狭缝,则发生衍射现象最明显的是哪种色光?（2）若OD平行于CB,三棱镜对a色光的折射率na是多少?参考答案：（1）折射率最小的是c光,则它的波长最长,衍射现象最明显；（2） （1）由图知

12、，三种色光，a的偏折程度最大，c的偏折程度最小，知a的折射率最大，c的折射率最小则c的频率最小，波长最长衍射现象最明显。（2）若OD平行于CB,则折射角，三棱镜对a色光的折射率。15. （10分）在其他能源中，核能具有能量密度大，地区适应性强的优势，在核电站中，核反应堆释放的核能被转化为电能。核反应堆的工作原理是利用中子轰击重核发生裂变反应，释放出大量核能。(1)核反应方程式，是反应堆中发生的许多核反应中的一种，n为中子，X为待求粒子，为X的个数，则X为_，=_，以、分别表示、核的质量，分别表示中子、质子的质量，c为光的真空中传播的速度，则在上述核反应过程中放出的核能（2）有一座发电能力为的核

13、电站，核能转化为电能的效率为。假定反应堆中发生的裂变反应全是本题(1)中的核反应，已知每次核反应过程中放出的核能，核的质量，求每年(1年=3.15107s)消耗的的质量。参考答案：解析：(1)(2)反应堆每年提供的核能 其中T表示1年的时间以M表示每年消耗的的质量，得： 解得:代入数据得：M=1.10103（kg） 四、计算题：本题共3小题，共计47分16. 如图所示，一圆柱形绝热气缸竖直放置，通过绝热活塞封闭着一定质量的理想气体。活塞的质量为m，活塞的横截面积为S。初始时,气体的温度为T0活塞的下表面与容器底部相距h。现通过电热丝缓慢加热气体，当气体吸收热量Q时活塞上升了h，已知大气压强为P

14、o，重力加速度为h不计活塞与气缸的摩擦。求此时气体的温度和加热过程中气体内能的增加量。（题中各物理量单位均为国际单位制单位）参考答案：封闭气体做等压变化，由盖吕萨克定律得（2分）此时气体的温度为 （1分）气体在等压变化过程中，活塞受力如图所示由平衡条件得 （1分）气体对活塞做的功为 （2分）由热力学第一定律得 （2分）气体内能的增加量为 （1分）17. 如图甲所示，长为4m的水平轨道AB与半径为R=0.6m的竖直半圆弧轨道BC在B处相连接，有一质量为1kg的滑块（大小不计），从A处由静止开始受水平向右的力F作用，F的大小随位移变化关系如图乙所示，滑块与AB间动摩擦因数为0.25，与BC间的动摩

15、擦因数未知，取g=l0m/s2求：（1）滑块到达B处时的速度大小；（2）滑块在水平轨道AB上运动前2m过程中所需的时间；（3）若滑块到达B点时撤去力F，滑块沿半圆弧轨道内侧上滑，并恰好能达到最高点C，则滑块在半圆轨道上克服摩擦力所做的功是多少参考答案：解：（1）滑块从A到B的过程中，由动能定理F1x1F2x3mgx=即 2021010.251104=得：vB=（m/s） （2）在前2m内：F1mg=ma1且 x1=解得：t1=（s） （3）当滑块恰好能到达C点时，应有：滑块从B到C的过程中，由动能定理：得：W=5（J） 即克服摩擦力做功为5J 答：（1）滑块到达B处时的速度大小为m/s（2）滑

16、块在水平轨道AB上运动前2m过程中所需的时间为s（3）滑块在半圆轨道上克服摩擦力所做的功为5J【考点】动能定理的应用；匀变速直线运动的速度与时间的关系；牛顿第二定律【分析】（1）对滑块从A到B的过程作为研究的过程，运用动能定理求出滑块到达B处时的速度大小（2）根据牛顿第二定律求出滑块在水平轨道AB上运动前2m过程中加速度，根据运动学公式求出运动的时间（3）滑块沿半圆弧轨道内侧上滑，并恰好能达到最高点C，知最高点弹力为零，根据牛顿第二定律求出临界的速度，根据动能定理求出滑块在半圆轨道上克服摩擦力所做的功18. （10分）如图所示，一根粗细均匀的玻璃管长为80 cm，一端开口，一端封闭。管内有一段25 cm长的汞柱将一段空气柱封闭于管中，当玻璃管水平放置时，空气柱长为40 cm。问当玻璃管以玻璃管底O点为轴在竖直平面内沿逆时针方向缓慢转过90后，玻璃管开口向下竖直放置时，管内空气柱长为多