湖南省衡阳市常宁水口山高级中学2022高三物理下学期期末试卷含解析

湖南省衡阳市常宁水口山高级中学2022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.下列说法准确的是（）A．显微镜下观察到墨水中的小炭粒在不停的作无规则运动，这反映了液体分子运动的无规则性B．分子间的相互作用力随着分子间距离的增大，一定先减小后增大C．分子势能随着分子间距离的增大，可能先减小后增大D．不可能从单一热源吸收热量使之完全转化为有用的功而不产生其他影响E．当温度升高时，物体内每一个分子热运动的速率一定都增大参考答案：ACD【考点】热力学第二定律；布朗运动；分子间的相互作用力．【分析】布朗运动的无规则性反应了液体分子热运动的无规则性；根据分子力的特点与变化规律分析；热传导的过程有一定的方向性；温度是分子平均动能的标志．【解答】解：A、显微镜下观察到墨水中的小炭粒在不停的无规则的运动是布朗运动，但做布朗运动的是固体小颗粒，而不是分子的运动，但它反映了分子运动的无规则性．故A正确；B、当分子间的距离增大时，分子间的引力和斥力均减小，斥力减小得快故表现为引力；当分子间距小于r0时，分子间斥力大于引力分子力表现为斥力，随距离的增大而减小；当分子间距大于r0时，分子间斥力小于引力分子力表现为引力，随距离的增大先增大后减小；当分子间距增大到10倍r0以后，可以忽略，故B错误；C、当分子力表现为斥力时，分子力随分子间距离的减小而增大，间距增大时斥力做正功，则分子势能减小；当分子表现为引力时，间距增大时斥力做负功，则分子势能增大．故C正确；D、根据热力学第二定律可知，不可能从单一热源吸收热量使之完全转化为有用的功而不产生其他影响，故D正确；E、温度是分子平均动能的标志，是大量分子做无规则的热运动的统计规律，当温度升高时，物体内分子的平均动能增大，并不是每一个分子热运动的速率一定都增大．故E错误．故选：ACD2.两木块自左向右运动，现用高速摄影机在同一底片上多次曝光，记录下木块每次曝光时的位置，如图所示，连续两次曝光的时间间隔是相等的．由图可知（）A．在时刻t2以及时刻t5两木块速度相同B．在时刻t3两木块速度相同C．在时刻t3和时刻t4之间某瞬时两木块速度相同D．在时刻t4和时刻t5之间某瞬时两木块速度相同参考答案：C【考点】平均速度；瞬时速度．【分析】解答本题要看清图示的意义，中间的刻线相当于刻度尺或坐标系，显示物体在不同时刻的位置，对比相同时间内的位移会发现物体的运动规律：下面的物体匀速运动，上面的物体匀加速运动．由于曝光时间是相同的，设中间刻度每小格的尺寸为s和曝光时间为t，依据匀速或匀变速运动的规律就可求出物体运动的速度关系．其中利用了匀变速运动某段时间的平均速度等于中间时刻的瞬时速度的推论．【解答】解：由于曝光时间是相同的，设中间刻度每小格的尺寸为s和曝光时间为t．下面的物体做匀速直线运动，运动的速度v=，上面木块在相等时间内的位移差是恒量，知上面木块做匀加速直线运动，匀变速运动某段时间的平均速度等于中间时刻的瞬时速度，知t3时刻上面木块的速度．t4时刻上面木块的速度，则在时刻t3和时刻t4之间某瞬时两木块速度相同．故C正确，A、B、D错误．故选：C．3.某质点做简谐运动，其位移随时间变化的关系式为，则质点▲A．第1s末与第5s末的位移相同B．第1s末与第3s末的速度相同C．3s末至5s末的位移方向都相同D．3s末至5s末的速度方向都相同参考答案：D

A、由关系式可知，将t=1s和t=5s代入关系式中求得两时刻位移大小相同方向相反，故A错误；B、画出对应的位移-时间图象，由图象可以看出，第1s末和第3s末的速度方向不同，故B错误；C、由图象可知，3s末至5s末的位移大小相同，方向相反，故C错误；D、由图象可知，3s末至5s末的而速度是大小相同，方向也相同，故D正确。故选D。4.图是有三个输入端的复合门电路，当C端输入0时，Y输出0。那么A、B端的输入分别是

A．1、1

B．0、1

C．1、0

D．0、0参考答案：答案：D5.甲、乙两物体均做直线运动，它们在某段时间内的位移x随时间f变化的图象如图所示，则在0～t1时间内，下列判断正确的是（）A．甲物体做加速运动B．甲、乙两物体运动方向相同C．甲的平均速度比乙的平均速度大D．甲、乙两物体的平均速度大小相等参考答案：D【考点】匀变速直线运动的图像．【分析】位移图象的斜率等于物体的速度，由数学知识比较速度的大小，确定物体的运动性质．物体的位移大小等于纵坐标的变化量．【解答】解：A、位移图象的斜率等于物体的速度，0～t1的时间内甲沿正方向做减速运动，乙沿负方向做减速运动，运动方向相反．故AB错误．C、物体的位移大小等于纵坐标的变化量，根据图象可知甲、乙两物体的位移大小相等，时间相等，所以平均速度大小相等，故C错误，D正确．故选：D．二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.某集装箱吊车的交流电动机输入电压为380V，则该交流电电压的最大值为

V。当吊车以0.1m/s的速度匀速吊起总质量为5.7×103kg的集装箱时，测得电动机的电流为20A，电动机的工作效率为 。（g取10m/s2）参考答案：答案：380，75%解析：输入电压380V为有效值，则最大值为380V；电动机对集装箱做功的功率P=mgv=5.7×103×10×0.1W=5.7×103W，电动机消耗电功率P总=380×20W=7.6×103W，故电动机的工作效率为η==75%。7.一条纸带与做匀加速直线运动的小车相连，通过打点计时器打下一系列点，从打下的点中选取若干计数点，如图中A、B、C、D、E所示，纸带上相邻的两个计数点之间都有四个点未画出。现测出AB=2.20cm，AC=6.39cm，AD=12.59cm，AE=20.79cm，已知打点计时器电源频率为50Hz。①打D点时，小车的瞬时速度大小为___

____m/s（保留两位有效数字）。②小车运动的加速度大小为___

____m/s2（保留两位有效数字）。③在“探究加速度与物体质量、物体受力的关系”活动中，某同学设计了如图所示的实验装置。图中上下两层水平轨道表面光滑，两小车前端系上细线，细线跨过滑轮并挂上砝码盘，两小车尾部细线连到控制装置上，实验时通过控制装置使两小车同时开始运动，然后同时停止，本探究实验可以通过比较两小车的位移来得到两小车加速度关系。若测量得到两个小车的位移分别为x1和x2，设两个小车的加速度分别为a1和a2，上述四个物理量的关系式为______________________。参考答案：①0.72

②2.0

③

8.如图为“用DIS（位移传感器、数据采集器、计算机）研究加速度和力的关系”的实验装置。（1）在该实验中必须采用控制变量法，应保持___________不变，用钩码所受的重力作为___________，用DIS测小车的加速度。（2）改变所挂钩码的数量，多次重复测量。在某次实验中根据测得的多组数据可画出a-F关系图线（如图所示）。

①

分析此图线的OA段可得出的实验结论是_________________________________。②（单选题）此图线的AB段明显偏离直线，造成此误差的主要原因是A．小车与轨道之间存在摩擦

B．导轨保持了水平状态C．所挂钩码的总质量太大

D．所用小车的质量太大参考答案：（1）小车的总质量，小车所受外力，（4分）（2）①在质量不变的条件下，加速度与外力成正比，②C，9.如图甲，在xoy平面内有两个沿z方向（垂直xoy平面）做简谐振动的点波源S1（0，4m）和S2（0，-2m），两波源的振动图线分别如图乙和图丙所示，所产生的两列横波的波速均为1.0m/s，则波源S1发出的波在介质中的波长为_______m，两列波引起的点A（8m，-2m）处质点的振动相互__________（选填加强、减弱或不能形成干涉）。参考答案：

(1).2m；

(2).加强波源S1振动的周期为T1=2s，则波源S1发出的波在介质中的波长为；同理可知；因，则，可知两列波引起的点A（8m，-2m）处质点的振动相互加强。10.（1）如图所示，竖直墙上挂着一面时钟，地面上的静止的观察者A观测到钟的面积为S，另一观察者B以0.8倍光速平行y轴正方向运动，观察到钟的面积为S′则S和S′的大小关系是

▲

.（填写选项前的字母）

A．S>S′

B．S=S′C．S<S′

D．无法判断参考答案：A11.某同学做《共点的两个力的合成》实验作出如图所示的图，其中A为固定橡皮条的固定点，O为橡皮条与细绳的结合点，图中________是F1、F2合力的理论值，

是合力的实验值，通过本实验可以得出结论：在误差允许的范围内，

是正确的。参考答案：F

F′

力的平行四边形定则12.①有一内阻未知（约20kΩ～60kΩ）、量程（0～3V）的直流电压表。甲同学用一个多用电表测量上述电压表的内阻，如图A所示：先将选择开关拨至倍率“×1K”档，将红、黑表笔短接调零后进行测量，刻度盘指针偏转如图B所示，电压表的电阻应为___

____Ω。这时乙同学发现电压表的读数为1.6V，认为这是此欧姆表中电池的电动势，理由是电压表内阻很大。甲同学对此表示反对，认为欧姆表内阻也很大，这不是电池的路端电压。请你判断：

同学的观点是正确的。参考答案：_40K__

__甲___13.如图，光滑水平面上有大小相同的A、B两球在同一直线上运动.两球质量关系为mB=2mA，规定向右为正方向，A、B两球的动量均为6kg·m/s，运动中两球发生碰撞，碰撞后A球的动量增量为－4kg·m/s。则左方是

球，碰撞后A、B两球速度大小之比为

。参考答案：A，2:5

三、简答题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.（4分）历史上第一次利用加速器实现的核反应，是用加速后动能为0.5MeV的质子H轰击静止的X，生成两个动能均为8.9MeV的He.（1MeV=1.6×-13J）①上述核反应方程为___________。②质量亏损为_______________kg。参考答案：解析：或，。考点：原子核15.（8分）为确定爱因斯坦的质能方程的正确性，设计了如下实验：用动能为MeV的质子轰击静止的锂核Li，生成两个粒子，测得两个粒子的动能之和为MeV。写出该反应方程，并通过计算说明正确。（已知质子、粒子、锂核的质量分别取、、）参考答案：核反应方程为核反应的质量亏损，由质能方程可得，质量亏损相当的能量MeV而系统增加的能量MeV，这些能量来自核反应中，在误差允许的范围内可认为相等，所以正确。四、计算题：本题共3小题，共计47分16.如图，直角三角形OAC（a=30°）区域内有B=0.5T的匀强磁场（边界没有磁场），方向如图所示．两平行极板M、N接在电压为u的直流电源上，左板为高电势．一带正电的粒子从靠近M板由静止开始加速，从N板的小孔射出电场后，垂直OA的方向从P点进入磁场中．带电粒子的比荷为=105C/kg，OP间距离为L=0.3m．全过程不计粒子所受的重力，则：（1）若加速电压U=125V，求粒子进入磁场是的速度大小（2）在（1）的条件下，通过计算说明粒子从三角形OAC的哪一边离开磁场？（3）求粒子分别从OA、OC边离开磁场时粒子在磁场中运动的时间．参考答案：解：（1）由动能定理有：qU=mv2代入数据解得：v=5×103m/s

（2）如图所示，当带电粒子的轨迹与OC边相切时为临界状态，则有：R+=L

代入数据解得：R=0.1m

电荷磁场中有：qvB=m代入数据解得：R′=0.1m由于R=R′，又边界处没有磁场，粒子从刚好能从OC边射出．（3）带电粒子在磁场做圆周运动的周期为：T==4π×10﹣5s

当粒子从OA边射出时，粒子在磁场中恰好运动了半个周期，有：t1==2π×10﹣5s

当粒子从OC边射出时，粒子在磁场中运动的时间小于周期，有：t2≤T=π×10﹣5s

答：（1）粒子进入磁场是的速度大小为5×103m/s；（2）粒子从三角形OAC的OC边离开磁场；（3）粒子分别从OA、OC边离开磁场时粒子在磁场中运动的时间．17.如图所示，一内壁光滑的细管弯成半径为R＝0.4m的半圆形轨道CD，竖直放置，其内径略大于小球的直径，水平轨道与竖直半圆轨道在C点连接完好．置于水平轨道上的弹簧左端与竖直墙壁相连，B处为弹簧的自然状态．将一个质量为m＝0.8kg的小球放在弹簧的右侧后，用力向左侧推小球而压缩弹簧至A处，然后将小球由静止释放，小球运动到C处后对轨道的压力为F1＝58N．水平轨道以B处为界，左侧AB段长为x＝0.3m，与小球的动摩擦因数为μ＝0.5，右侧BC段光滑．g＝10m/s2，求：(1)弹簧在压缩时所储存的弹性势能．(2)小球运动到轨道最高处D点时对轨道的压力．参考答案：解析：(1)对小球在C处，由牛顿第二定律及向心力公式得F1－mg＝mv1＝＝m/s＝5m/s从A到B由动能定理得Ep－μmgx＝mv12Ep＝mv12＋μmgx＝×0.8×52J＋0.5×0.8×10×0.3J＝11.2J.(2)从C到D由机械能守恒定律得mv12＝2mgR＋mv22v2＝＝m/s＝3m/s由于v2>＝2m/s，所以小球在D处对轨道外壁有压力．小球在D处，由牛顿第二定律及向心力公式得F2＋mg＝mF2＝m(－g)＝0.8×(－10)N＝10N.由牛顿第三定律得小球对轨道压力为10N.18.如图所示，半径R=0.80m的四分之一

光滑圆弧轨道竖直固定，过最低点的半径OC处于竖直位置．其右方有