2022湖南省湘潭市姜畲镇塔岭中学高三物理下学期期末试卷含解析

2022湖南省湘潭市姜畲镇塔岭中学高三物理下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.列沿轴正方向传播的简谐横波在t=0时刻的波形如右图实线所示，经t=0.1s波形如图虚线所示，则（

D

）A．这列波的波长为4mB．周期为0.4sC．振幅为20cmD．波速可能是0.9m/s参考答案：D2.下列说法正确的是(

)

A．医学上利用射线治疗肿瘤主要是利用了射线穿透能力强的特点

B．观察牛顿环时，若用频率更高的单色光照射，同级牛顿环半径将会变大C．车站、机场等处安检用的非接触式红外温度计利用了红外线的热效应D．查德威克发现了天然放射现象说明原子具有复杂结构参考答案：c3.在奥运比赛项目中，高台跳水是我国运动员的强项。质量为m的跳水运动员进入水中后受到水的阻力而做减速运动，设水对他的阻力大小恒为F，那么在他减速下降高度为h的过程中，下列说法正确的是（

）A、他的动能减少了Fh

B、他的重力势能增加了mghC、他的机械能减少了Fh

D、他的机械能减少了（F－mg）h参考答案：C4.某地区的地下发现天然气资源，如图所示，在水平地面P点的正下方有一球形空腔区域内储藏有天然气．假设该地区岩石均匀分布且密度为ρ，天然气的密度远小于ρ，可忽略不计．如果没有该空腔，地球表面正常的重力加速度大小为g；由于空腔的存在，现测得P点处的重力加速度大小为kg（k＜l）．已知引力常量为G，球形空腔的球心深度为d，则此球形空腔的体积是（）A． B． C． D．参考答案：D【考点】万有引力定律及其应用．【分析】如果将近地表的球形空腔填满密度为ρ的岩石，则该地区重力加速度便回到正常值；根据万有引力等于重力列出等式，结合几何关系求出空腔体积．【解答】解：如果将近地表的球形空腔填满密度为ρ的岩石，则该地区重力加速度便回到正常值，因此，如果将空腔填满，地面质量为m的物体的重力为mg，没有填满时是kmg，故空腔填满后引起的引力为（1﹣k）mg；根据万有引力定律，有：（1﹣k）mg=G解得：V=故选：D5.(单选题)如图所示，在光滑平面上有一静止小车，小车上静止地放置着一小物块，物块和小车间的动摩擦因数为＝0.3，用水平恒力F拉动小车，下列关于物块的加速度和小车的加速度。当水平恒力F取不同值时，与的值可能为（当地重力加速度g取）A.

，

B.

，C.

，

D.

，

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《探究加速度与动力的关系》实验中，采用的实验装置如图所示。在实验中，细线一端与拉力传感器相连（拉力传感器固定在车上），另一端通过定滑轮与矿泉水瓶相连。实验时逐渐往瓶里加水直到打出的纸带相邻点间的距离相等并记下此时拉力传感器的读数F0。继续往瓶中加适量的水继而释放小车打出纸带并记录下小车运动时传感器的读数F。改变瓶中水的质量打出多条纸带和得到多个F值（重力加速度为g）。（1）实验中电火花计时器应与

伏

电源相连接；（2）①本实验中记下F0的目的是

。②小车所受的合外力为

A．F

B．F—F0C．F+F0

D．F0③实验作出的图像是

参考答案：1）①220

（2分）；交流（2分）；（2）①得到小车运动时受到的阻力(2分)

②B

（2分）；③A（2分）；7.一座高6m的水塔顶端渗水，每隔一定时间有一滴水滴落下，当第5滴离开水塔顶端时，第l滴水滴正好落到地面，则此时第3滴水滴距地面的高度为_________m。参考答案：4.5m8.（6分）在图中，物体的质量m=0．5kg，所加压力F=40N，方向与竖直墙壁垂直。若物体处于静止状态，则物体所受的静摩擦力大小为_________N，方向________；若将F增大到60N，物体仍静止，则此时物体所受的静摩擦力大小为_______N。参考答案：

5

向上

5

9.某同学利用验证牛顿第二定律的实验装置来验证动能定理。在一端带滑轮的长木板上固定放置两个光电门，其中光电门乙固定在靠近滑轮处，光电门甲的位置可移动。与两个光电门都相连的计时器可以显示出遮光片从光电门甲至乙所用的时间。改变光电门甲的位置进行多次测量，每次都使小车上的遮光片从紧靠光电门甲处由静止开始运动，用米尺测量甲、乙之间的距离s，并记下相应的时间t。测得小车的质量为M，钩码的质量为m，并满足M远远大于m。则：外力对小车做功为W=

，小车动能的增量为△EK=

。（用题中的字母表示）为减小实验误差，你认为实验操作之前必须进行的操作是：

。参考答案：10.如图所示，PQ是固定的水平导轨，两端有定滑轮，物体A和B用细绳相连处于静止状态时，α=37°，β=53°。若B重5N，则A所受的摩擦力大小为_______N，方向为____________。参考答案：1，水平向左。解:对物体B受力分析,受到重力,两根细线的拉力和,如图所示,有:

再对A物体受力分析,受到重力和支持力,向左的拉力和向右的拉力,由于向右的拉力大于向左的拉力,根据平衡条件,有:,静摩擦力方向水平向左.故答案为:,水平向左.11.木块在水平恒定拉力F的作用下，在水平路面上由静止出发前进了距离S，随即撤去F，木块沿原方向前进了2S而停止．设木块在全过程中受到的摩擦阻力大小不变，则木块在上述运动全过程中最大的动能等于

。参考答案：

答案：2FS/312.如图所示，A、B和C、D为两对带电金属极板，长度均为l，其中A、B两板水平放置，间距为d，A、B间电压为U1；C、D两板竖直放置，间距也为d，C、D间电压为U2。有一初速度为0、质量为m、电荷量为e的电子经电压U0加速后，平行于金属板进入电场，则电子进入该电场时的速度大小为

；若电子在穿过电场的过程中始终未与极板相碰，电子离开该电场时的动能为_____________。（A、B、C、D四块金属板均互不接触，电场只存在于极板间，且不计电子的重力）参考答案：；eU0＋（U12＋U22）13.汽车发动机的功率为50kW，若汽车总质量为5×103kg，在水平路面上行驶时，所受阻力大小恒为5×103N，则汽车所能达到的最大速度为________m/s，若汽车以0.5m/s2的加速度由静止开始做匀加速运动，这一过程能维持的时间为________s。参考答案：10，40/3三、简答题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.（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=3.15×107s)消耗的的质量。参考答案：解析：(1)

(2)反应堆每年提供的核能

①其中T表示1年的时间以M表示每年消耗的的质量，得：

②解得:代入数据得：M=1.10×103（kg）

③15.质点做匀减速直线运动，在第1内位移为，停止运动前的最后内位移为，求：（1）在整个减速运动过程中质点的位移大小.（2）整个减速过程共用时间.参考答案：（1）（2）试题分析：（1）设质点做匀减速运动的加速度大小为a，初速度为由于质点停止运动前最后1s内位移为2m，则：所以质点在第1秒内有位移为6m，所以在整个减速运动过程中，质点的位移大小为：（2）对整个过程逆向考虑，所以考点：牛顿第二定律，匀变速直线运动的位移与时间的关系．四、计算题：本题共3小题，共计47分16.（14分）一个质量为m、带有电荷为－q的小物体，可在水平轨道Ox上运动，O端有一与轨道垂直的固定墙。轨道处于匀强电场中，场强大小为E，方向沿Ox轴正方向,如图所示，小物体以速度从图示位置向左运动，运动时受到大小不变的摩擦力f作用，且f＜qE，设小物体与墙壁碰撞时不损失机械能，且电量保持不变，求（1）它停止前所通过的总路程S。（2）假如f与qE之间的大小没有f＜qE的约束条件，将如何求解？参考答案：

解析：（1）由于f＜qE，且电场力水平向左，所以最后只能停在O端（3分）

qEXO-fs=0-mV02/2

（3分）

得：s=（qEXO+mV02/2）/f

（2分）

（2）讨论：

①在碰撞前停下，即时，

（2分）

②在墙壁处停下，即时，

（2分）

③在与墙壁碰撞后向右停下，即时，

，即

（2分）17.如图20所示，在x轴下方的区域内存在方向与y轴相同的匀强电场，电场强度为E。在x轴上方以原点O为圆心、半径为R的半圆形区域内存在匀强磁场，磁场的方向垂直于xy平面并指向纸面外，磁感应强度为B．y轴下方的A点与O点的距离为d．一质量为m、电荷量为q的带正电粒子从A点由静止释放，经电场加速后从O点射入磁场．粒子的重力不计．（1）求粒子在磁场中运动的轨道半径r．（2）要使粒子进入磁场之后不再经过x轴，电场强度需大于或等于某个值E0．求E0．（3）若电场强度E等于第（2）问E0的，求粒子经过x轴时的位置．参考答案：

【知识点】动能定理的应用；带点粒子在匀强电场中的运动；带电粒子在匀强磁场中的运动E2I3K2【答案解析】(1)(2)(3)解析：（1）粒子在电场中加速，由动能定理得qEd=①粒子进入磁场后做圆周运动，有qvB=m②解得粒子在磁场中运动的半径

r=

③

（2）要使粒子之后恰好不再经过x轴，则离开磁场时的速度方向与x轴平行，运动情况如图①，由几何知识可得

R=④，由以上各式解得

E0=

⑤

（3）将E=E0代入可得磁场中运动的轨道半径r=

⑥，粒子运动情况如图②，图中的角度α、β满足

cosα=即α=30°

⑦，则得

β=2α=60°

⑧

所以

粒子经过x轴时的位置坐标为x=r+⑨

解得x=⑩【思路点拨】（1）带电粒子先在电场中加速后进入磁场中偏转．根据动能定理求加速获得的速度，由牛顿第二定律和向心力公式结合求磁场中运动的半径；

（2）要使粒子之后恰好不再经过x轴，则离开磁场时的速度方向与x轴平行，画出粒子的运动轨迹，由几何知识求出轨迹半径，由上题结论求E0．

（3）若电场强度E等于第（2）问E0的求粒子在磁场中运动的轨迹半径，画出粒子的运动轨迹，由几何知识求经过x轴时的位置．18.（12分）电动自行车是目前一种较为时尚的代步工具，某厂生产的一种电动自行车，设计质量（包括人）为m=80kg，动力电源选用能量存储为“36V10Ah”（即输出电压为36伏，工作电流与工作时间的乘积为10安培小时）的蓄电池（不计内阻），所用电动机的输入功率有两档，分别为P1=120W和P2=180W，考虑到传动摩擦以及电机发热等各种因素造成的损耗，电动自行车行驶时的功率为输入功率的80%，如果电动自行车在平直公路上行驶时所受阻力与行驶速率和自行车对地面的压力都成正比，即Ff=kmgv，其中k=5.0×10-3s·m－1，g取10m/s2。求：

（1）电动自行车分别选用两档行驶时，行驶的最长时间分别是多少？

（2）电动自行车在平直