湖南省怀化市炉亭坳乡中学2021-2022学年高三物理下学期期末试卷含解析

湖南省怀化市炉亭坳乡中学2021-2022学年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.（多选）2011年9月29日，我国自行设计、制造“天宫一号”空间实验室发射成功，开创了我国航天事业的新纪元。“天宫一号”经过变轨后绕地球做圆周运动，运行周期为90min。关于“天宫一号”、同步通信卫星和赤道上随地球自转物体相比较，下列说法正确的是（

）A.“天宫一号”的向心加速度最大

B.同步通信卫星的角速度最大C.赤道上随地球自转物体线速度最小

D.“天宫一号”的速度大于7.9km/s参考答案：AC2.我国研制的北斗导航系统又被称为“双星定位系统”，计划到2020年完全建成。系统由5颗地球同步轨道和30颗地球非同步轨道卫星组网而成。2012年12月27日，北斗导航系统正式投入运营。这些卫星的运动均可看作匀速圆周运动，以下说法正确的是

A．北斗导航系统中地球同步轨道的卫星可以定位在济南正上方

B．北斗导航系统中卫星的运行速度可以大于7．9km/s

C．地球同步轨道卫星的周期和月亮绕地球的周期相同

D．北斗导航系统中离地球越近的卫星线速度越大参考答案：D3.（单选）如图所示，质量为m2的物体2放在正沿平直轨道向右行驶的车厢底板上，并用竖直细绳通过光滑定滑轮链接质量为m1的物体，与物体1相连接的绳与竖直方向成θ角，则（）A．车厢的加速度为gsinθB．绳对物体1的拉力为C．底板对物体2的支持力为（m2﹣m1）gD．物体2所受底板的摩擦力为m2gsinθ参考答案：考点：牛顿第二定律；物体的弹性和弹力．.专题：牛顿运动定律综合专题．分析：物块1、2和车厢具有相同的加速度，先以物体1为研究对象，分析受力情况，根据牛顿第二定律求出其加速度和绳的拉力．再对物体2研究，由牛顿第二定律求出支持力和摩擦力．解答：解：AB、以物体1为研究对象，分析受力情况如图1：重力m1g和拉力T，根据牛顿第二定律得：m1gtanθ=m1a，得a=gtanθ，则车厢的加速度也为gtanθ．绳子的拉力T=，故A错误、B正确；CD、对物体2研究，分析受力如图2，根据牛顿第二定律得：N=m2g﹣T=m2g﹣，f=m2a=m2gtanθ．故CD错误．故选：B．点评：本题要抓住两个物体与车厢的加速度相同，采用隔离法研究，分别运用合成法和正交分解法处理4.（单选）如图一质量为m的物体在竖直平面内做匀速圆周运动，则【

】A．物体所受的合外力不变B．物体的动能不变C．物体的机械能不变D．物体所受重力的功率不变参考答案：B5.真空中的某装置如图，其中平行金属板A，B之间有加速电场，C,D之间有偏转电场，M为荧光屏．今有质子、氘核和α粒子均由A板从静止开始被加速电场加速后垂直于电场方向进入偏转电场，最后打在荧光屏上．已知质子、氘核和α粒子的质量之比为1∶2∶4，电荷量之比为1∶1∶2，则下列判断正确的是

A．三种粒子飞离B板时速度之比4:2:1

B．三种粒子飞离偏转电场时速度偏转角的正切之比1:2:4

C．偏转电场的电场力对三种粒子做功之比为1∶1∶2

D．三种粒子打到荧光屏上的位置相同参考答案：CD粒子在左边的加速电场中有：qU1=m解得v=，三种粒子飞离B板时速度之比为:1:1，选项A错误。粒子以速度v进入偏转电场后，做类平抛运动，设粒子离开偏转电场时的侧移量为y，沿初速方向做匀速直线运动，有

L=vt

，垂直初速方向，有

y=at2，又电场力

F=qE=q，根据F=ma，得加速度为

a=，解得

y=，粒子飞离偏转电场时的速度，故=，故三种粒子飞离偏转电场时速度偏转角的正切之比1:1:1，选项B错误。偏转电场的电场力对粒子做的功为，故选项C正确。由于三种粒子离开偏转电场时的侧移量y相等，速度偏转角度也相等，故选项D正确。二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.如图所示电路，电池组的内阻r＝4W，外电阻R1＝2W，当滑动变阻器R2的电阻调为4W时，电源内部的电热功率为4W，则电源的最大输出功率为______W。欲使R2的电功率达到最大值，则R2应调为______W。参考答案：6.25，67.有一列简谐横波在弹性介质中沿x轴正方向以速率v=10m/s传播，某时刻的波形如图所示，把此时刻作为零时刻，质点A的振动方程为y=

m.参考答案：由题图读出波长和振幅，由波速公式求出频率，由得出角速度，由于质点A开始时刻向下振动，故将相关数据代入可得答案．8.如图所示，一列简谐横波沿x轴正向传播，波传到x=1m的P点时，P点开始向下振动，此时为计时起点，已知在t=0.4s时PM间第一次形成图示波形，此时x=4m的M点正好在波谷。当M点开始振动时，P点正好在

，这列波的传播速度是 。

参考答案：波峰

10m/s9.某探究性学习小组欲探究光滑斜面上物体的加速度与物体质量及斜面倾角是否有关。实验室提供如下器材：(A)表面光滑的长木板(长度为L)，(B)小车，(C)质量为m的钩码若干个，(D)方木块(备用于垫木板)，(E)米尺，(F)秒表。(1)实验过程：第一步，在保持斜面倾角不变时，探究加速度与质量的关系。实验中，通过向小车放入钩码来改变物体质量，只要测出小车由斜面顶端滑至底端所用时间t，就可以由公式a=

求出a。某同学记录了数据如上表所示：根据以上信息，我们发现，在实验误差范围内质量改变之后平均下滑时间

(填“改变”或“不改变”)，经过分析得出加速度与质量的关系为

。第二步，在物体质量不变时，探究加速度与倾角的关系。实验中通过改变方木块垫放位置来调整长木板的倾角，由于没有量角器，因此通过测量出木板顶端到水平面高度h，求出倾角α的正弦值sinα=h／L。某同学记录了高度和加速度的对应值，并在坐标纸上建立适当的坐标轴后描点作图如下，请根据他所作的图线求出当地的重力加速度g=

m／s2。进一步分析可知，光滑斜面上物体下滑的加速度与倾角的关系为

。参考答案：（1）

（2分）

不改变（2分）斜面倾角一定时，加速度与物体质量无关（2分）10（2分）

a=gsin(2分)（1）由运动学公式知L=,解得，即斜面倾角一定时，加速度与物体质量无关。（2）由题意对物体受力分析知，沿斜面方向，根据牛顿第二定律可得mgsin=ma,解得a=gsin;所以图象的斜率大小等于当地的重力加速度。10.面积为S的矩形线框abcd，处在磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场方向与线框面成角（见图），当线框以ab为轴顺时针转90°时，穿过abcd面的磁通量变化量_____。参考答案：11.如图甲是利用激光测转速的原理示意图，图中圆盘可绕固定轴转动，盘边缘侧面上有一小段涂有很薄的反光材料．当盘转到某一位置时，接收器可以接收到反光涂层所反射的激光束，并将所收到的光信号转变成电信号，在示波器显示屏上显示出来(如图乙所示)．(1)若图乙中示波器显示屏上横向的每大格(5小格)对应的时间为2.50×10－3s，则圆盘的转速为________r/s.(保留3位有效数字)(2)若测得圆盘直径为10.20cm，则可求得圆盘侧面反光涂层的长度为________cm.(保留3位有效数字)参考答案：12.氢原子能级及各能级值如图所示．当大量氢原子从第4能级向第2能级跃迁时，可以释放出3种不同频率的光子，所释放的光子最小频率为（用普朗克常量h和图中给出的能级值字母表示）．参考答案：【考点】：氢原子的能级公式和跃迁．【专题】：原子的能级结构专题．【分析】：根据hγ=Em﹣En，可知在何能级间跃迁发出光的频率最小．：解：当大量氢原子从第4能级向第2能级跃迁时，可以释放出3种不同频率的光子；分别是n=4向n=3，n=3向n=2，以及n=4向n=2三种．因为放出的光子能量满足hγ=Em﹣En，知，从n=4能级跃迁到n=3能级发出光的频率最小；则有：hγ=E4﹣E3，所以：γ=．故答案为：3；【点评】：解决本题的关键知道能级间跃迁放出或吸收光子的能量满足hγ=Em﹣En．13.水槽内有一振源，振动时产生的水波通过一个空隙发生衍射现象，为了使衍射现象更明显，可采用的方法是使空隙的宽度；或者是使振源的振动频率（填“变大”或“变小”）。参考答案：

变小、变小三、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.（选修3-5）（6分）a、b两个小球在一直线上发生碰撞，它们在碰撞前后的s～t图象如图所示，若a球的质量ma=1kg，则b球的质量mb等于多少?参考答案：解析：由图知=4m/s、=—1m/s、=2m/s

（2分）

根据动量守恒定律有：ma=ma

+

mb

（2分）

∴mb=2.5kg （2分）四、计算题：本题共3小题，共计47分16.如图所示，在倾角θ=30°的斜面上有一块竖直放置的挡板，在挡板和斜面之间放有一个光滑圆球，当系统静止时档板上的压力传感器显示压力为20N，试求：（1）球对斜面的压力和圆球的重量．（2）要让挡板压力为零，整个装置在水平方向上将怎样动？参考答案：解：（1）球受重力、挡板支持力、斜面支持力，按照作用效果，将重力沿着垂直挡板和垂直斜面方向分解，如图所示：结合几何知识可得：G=N（2）对球受力分析，受重力和支持力，合力水平，如图所示：合力：F=Gtanθ根据牛顿第二定律，有：F=ma解得：a=gtanθ=10×=，水平向左故系统向左以的加速度匀加速直线运动，或者向右以的加速度做匀减速直线运动；答：（1）球对斜面的压力为40N，圆球的重量为20N．（2）要让挡板压力为零，整个装置在水平方向上将向左以的加速度匀加速直线运动，或者向右以的加速度做匀减速直线运动．【考点】共点力平衡的条件及其应用；牛顿第二定律．【分析】（1）球受到向下的重力作用，这个重力总是欲使球向下运动，但是由于挡板和斜面的支持，球才保持静止状态，因此，球的重力产生两个作用效果，故产生两个作用效果：使球垂直压紧档板的力F1，使球垂直压紧斜面的力F2，根据平行四边形定则作图分析即可．（2）挡板压力为零时，球受重力和支持力，物体沿着水平方向运动，故加速度水平，合力水平，运用合成法求解出合力，然后根据牛顿第二定律求解加速度．17.在桌面上有一倒立的玻璃圆锥，其顶点恰好与桌面接触，圆锥的轴（图中虚线）与桌面垂直，过轴线的截面为等边三角形，如图22所示。有一半径为r的圆柱形平行光束垂直入射到圆锥的底面上，光