2021-2022学年安徽省合肥市庐北中学高三物理期末试卷含解析

2021-2022学年安徽省合肥市庐北中学高三物理期末试卷含解析一、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.在高速公路上发生一起交通事故，一辆质量为1500kg向南行驶的长途客车迎面撞上了一质量为3000kg向北行驶的卡车，碰后两车接在一起，并向南滑行了一小段距离后停止，根据测速仪的测定，长途客车碰前以20m/s的速率行驶，由此可判断卡车碰前的行驶速率A.小于10m/s

B.大于10m/s小于20m/sC.大于20m/s小于30m/s

D.大于30m/s小于40m/s参考答案：答案：A2.（01年广东、河南卷）在X射线管中，由阴极发射的电子被加速后打到阳极，会产生包括X光在内的各种能的光子，其中光子能量的最大值等于电子的动能。已知阳极与阴极之间的电势差U、普朗克常数h、电子电量e和光速c，则可知该X射线管发生的X光的

（

）

A．最短波长为

B．最长波长为

C．最小频率为

D．最大频率为参考答案：答案：D3.（单选）电荷均匀分布在半球面上，在这半球的中心O处电场强度等于E0.两个平面通过同一条直径，夹角为α(α<π2)，从半球中分出这一部分球面，则剩余部分球面上(在“大瓣”上)的电荷(电荷分布不变)在O处的电场强度A．B．C．D．参考答案：D根据对称性，作出球面上的电荷在O点产生的电场分布，如图所示由平行四边形定则得到“大瓣”球面上的电荷在O处的电场强度E1=E0cos．所以选项ABC错误，所以选项D正确．所以答案为：D．4.如图７所示，一质量为m的质点在半径为Ｒ的半球形容器中（容器固定）由静止开始自边缘上的A点滑下，到达最低点B时，它对容器的正压力为ＦＮ，重力加速度为g，则质点自A滑到B的过程中，摩擦力对其所做的功为参考答案：A5.（多选题）如图所示，光滑斜面AE被分成四个相等的部分，一物体由A点从静止释放，下列结论中正确的是（）A．物体到达各点的速率vB：vC：vD：vE=1：：：2B．物体到达各点所经历的时间tE=2tB=tC=tDC．物体从A到E的平均速度=vBD．物体通过每一部分时，其速度增量vB﹣vA=vC﹣vB=vD﹣vC=vE﹣vD参考答案：ABC【考点】平均速度；匀变速直线运动规律的综合运用．【分析】本题是同一个匀加速直线运动中不同位置的速度、时间等物理量的比较，根据选项中需要比较的物理量选择正确的公式把物理量表示出来，再进行比较．【解答】解：A、根据运动学公式v2﹣v02=2ax得物体由A点从静止释放有v2=2ax所以物体到达各点的速率之比vB：vC：vD：vE=1：：：2，故A正确；B、根据运动学公式x=v0t+得：t=物体到达各点经历的时间tB：tC：tD：tE=1：：：2即，故B正确；C、由于vE=2vB物体从A到E的平均速度v==vB故C正确；D、vB：vC：vD：vE=1：：：2，物体通过每一部分时其速度增量不等，故D错误．故选：ABC．二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.(选修模块3-4)

描述简谐运动特征的公式是x＝。自由下落的篮球缓地面反弹后上升又落下,若不考虑空气阻力及在地面反弹时的能量损失，此运动(填“是”或“不是”)简谐运动。参考答案：答案：Asinωt；不是。解析：

简谐运动的特征公式为x=Asinωt，其中A是振幅；自由落体由反弹起来的过程中，回复力始终为重力，恒定不变，与偏离平衡位置的位移不是成正比的，不符合简谐运动的规律。7.如图所示，质量M=2kg均匀矩形木块靠在光滑墙上，A点处有固定光滑转动轴，AB与水平方向夹角30°，CD边长为2m，B、D两点连线与地面平行，一质量m=10kg的小物体若固定在CD边上且位于A点正上方处，则墙对木块的弹力为______________N；若将小物体从C点处静止释放使其沿CD边自由下滑，物体与木块间动摩擦因数为μ=0.2，物体维持匀加速直线运动的时间为______________s。参考答案：，1.088.甲、乙是两颗绕地球作匀速圆周运动的人造卫星，其线速度大小之比为，则这两颗卫星的运转半径之比为________，运转周期之比为________。参考答案：；

9.如图所示，做平抛运动的质点经过O、A、B三点，以O为坐标原点，A、B两点坐标如图所示，平抛的初速度是____________m/s。经过A点时的速度是____________m/s。则抛出点的坐标是_______________参考答案：5；

；

(-5，-5)。

10.原子核聚变可望给人类未来提供丰富洁净的能源。当氘等离子体被加热到适当高温时,氘核参与的几种聚变反应可能发生，放出能量。这几种反应的总效果可以表示为①该反应方程中的k=

,d=

；②质量亏损为

kg.参考答案：11.如图所示是一列沿x轴正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．试回答下列问题：①写出x=0.5m处的质点做简谐运动的表达式：

cm；②x=0.5m处质点在0～5.5s内通过的路程为

cm．参考答案：①y＝5cos2πt

(2分)

110cm(2分)

12.（6分）如图甲所示，一边长为l的正方形金属线框位于光滑水平面上，线框的右边紧贴着竖直向下的有界匀强磁场区域的边界。从t＝0时刻开始，线框在一水平向右的外力F的作用下从静止开始做匀加速直线运动，在t0时刻穿出磁场。图乙为外力F随时间变化的图像，图像中的F0、t0均为已知量，则t＝t0时刻线框的速度v＝________，t＝t0时刻线框的发热功率P＝_______。参考答案：13.如图，宽为L的竖直障碍物上开有间距d=0.6m的矩形孔，其下沿离地高h=1.2m，离地高H=2m的质点与障碍物相距x．在障碍物以v0=4m/s匀速向左运动的同时，质点自由下落．为使质点能穿过该孔，L的最大值为0.8m；若L=0.6m，x的取值范围是0.8≤x≤1m．m．（取g=10m/s2）参考答案：考点：平抛运动．专题：平抛运动专题．分析：根据自由落体运动的公式求出小球通过矩形孔的时间，从而通过等时性求出L的最大值．结合小球运动到矩形孔上沿的时间和下沿的时间，结合障碍物的速度求出x的最小值和最大值．解答：解：小球做自由落体运动到矩形孔的上沿的时间s=0.2s；小球做自由落体运动到矩形孔下沿的时间，则小球通过矩形孔的时间△t=t2﹣t1=0.2s，根据等时性知，L的最大值为Lm=v0△t=4×0.2m=0.8m．x的最小值xmin=v0t1=4×0.2m=0.8mx的最大值xmax=v0t2﹣L=4×0.4﹣0.6m=1m．所以0.8m≤x≤1m．故答案为：0.8，0.8m≤x≤1m．点评：解决本题的关键抓住临界状态，运用运动学公式进行求解．知道小球通过矩形孔的时间和障碍物移动L的最大值时间相等．三、实验题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.某同学设计了一个研究平抛运动的实验装置，如图，在水平桌面上放置一个斜面，让钢球从斜面上由静止滚下，钢球滚过桌边后便做平抛运动。在钢球抛出后经过的地方放置一块水平木板，木板由支架固定成水平，木板所在高度可通过竖直标尺读出，木板可以上下自由调节。在木板上固定一张白纸。该同学在完成装置安装后进行了如下步骤的实验：⑴实验前在白纸上画一条直线，并在线上标出a、b、c三点，且ab＝bc，如图，量出ab长度L＝20.00cm。⑵让钢球从斜面上的某一位置由静止滚下，调节木板高度，使得钢球正好击中c点，记下此时木板离地面的高度h1＝70.00cm。⑶让钢球从斜面上的同一位置由静止滚下，调节木板高度，使得钢球正好击中b点，记下此时木板离地面的高度h2＝90.00cm。⑷让钢球从斜面上的同一位置由静止滚下，调节木板高度，使得钢球正好击中a点，记下此时木板离地面的高度h3＝100.00cm．已知钢球的重力加速度为g=10m／s2，空气阻力不计。则该同学由上述测量结果即可粗测出钢球的平抛初速度大小v0＝___m／s，钢球击中b点时其竖直分速度大小为vby＝______m／s（结果保留三位有效数字）。参考答案：2.00m/s，1.50m/s15.某同学利用如图1所示电路来测量电阻Rx的阻值。将电阻箱接入a、b之间，闭合电键。适当调节滑动变阻器Rˊ后保持其阻值不变。依次改变电阻箱的阻值R，读出相应电压表的示数U，得到如图2所示的U—R图像。（1）用待测电阻Rx替换电阻箱，读得电压表示数为1.50V。利用U—R图像可得Rx＝________Ω。（2）若电路中使用的电源为一组新的干电池组成的电池组，其内阻可忽略不计，根据U—R图像可得该电池组的电动势为________V；滑动变阻器Rˊ此时的阻值为Rˊ＝_________Ω。（3）电池使用较长时间后，电动势可认为不变，但内阻增大。若仍用图1实验装置和图2所示的U—R图像测定某一电阻，则测定结果将________（选填“偏大”、“偏小”或“不变”）。参考答案：（1）10

（2）310（3）偏小

解析：：（1）：由图象可读出U=1.5V时对应的电阻=10Ω；

（2）：根据闭合电路欧姆定律应有：U=，将图象中对应的两组数据：＝1.5V，＝10Ω；＝2.0

V，＝20Ω代入上式可得：E=3V，=10Ω；

（3）：若考虑电源内阻，则电阻箱两端电压应为：U=?R，比较可知，电源内阻越大，U-R图线的斜率越小，当U相同时，对应的电阻越大，所以测定结果将偏大．四、计算题：本题共3小题，共计47分16.汽车在水平冰雪路面上行驶。驾驶员发现其正前方停有汽车,立即采取制动措施,但仍然撞上了汽车.两车碰撞时和两车都完全停止后的位置如图所示,碰撞后车向前滑动了,车向前滑动了·已知和的质量分别为和·两车与该冰雪路面间的动摩擦因数均为0.10,两车碰撞时间极短,在碰撞后车轮均没有滚动,重力加速度大小,求(1)碰撞后瞬间车速度的大小(2)碰撞前的瞬间车速度的大小参考答案：（1）3m/s

（2）4.25m/s试题分析：两车碰撞过程动量守恒，碰后两车在摩擦力的作用下做匀减速运动，利用运动学公式可以求得碰后的速度，然后在计算碰前A车的速度。（1）设B车质量为mB，碰后加速度大小为aB，根据牛顿第二定律有

①式中μ是汽车与路面间的动摩擦因数。设碰撞后瞬间B车速度的大小为，碰撞后滑行的距离为。由运动学公式有

②联立①②式并利用题给数据得

③（2）设A车的质量为mA，碰后加速度大小为aA。根据牛顿第二定律有

④设碰撞后瞬间A车速度的大小为，碰撞后滑行的距离为。由运动学公式有

⑤设碰撞后瞬间A车速度的大小为，两车在碰撞过程中动量守恒，有

⑥联立③④⑤⑥式并利用题给数据得

故本题答案是：（1）

（2）点睛：灵活运用运动学公式及碰撞时动量守恒来解题。17.如图所示，在以坐标原点O为圆心，半径为R的半圆形区域内，有相互垂直的匀强电场和匀强磁场，磁感应强度为B，磁场方向垂直于xOy平面向里。一带正电的粒子（不计重力）从O点沿y轴正方向以某一速度射人，带电粒子恰好做匀速直线运动，经t0时间从P点射出。（1）电场强度的大小和方向。（2）若仅撤去磁场，带电粒子仍从O点以相同的速度射入，经t0/2时间恰从半圆形区域的边界射出，求粒子运动加速度大小。（3）若仅撤去电场，带电粒子仍从O点射入但速度为原来的4倍，求粒子在磁场中运动的时间。（4）若仅撤去电场，O点处有一带正电的粒子源电性、质量、电量及初速大小都一样。（不计重力）从O点沿各个方向以某一速度射入磁场都做半径为R/2的匀速圆周运动试用斜线在图中画出粒子在磁场中可能出现的区域。要求有简要的文字说明。参考答案：（1）设粒子从O点进入是的速度为vo，由于粒子匀速直线运动，由洛伦兹力公式及共点力平衡条件有：。由匀速直线运动位移公式有：。解得：，方向沿x轴正向。（2分）（2）撤去磁场后，粒子在匀强电场中做类平抛运动，由匀变速、匀速直线运动位移公式有：，。由于粒子从磁场的半圆边界射出，故有：，代入解得：。

（3分）（3）撤去电场后粒子进入磁场区域后做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力。由左手定则可知，圆心在x轴负半轴上，粒子的运动轨迹如图8所示。对粒子的圆周运动运用牛顿第二定律及洛伦兹力公式有：。代入，，，解得：。由几何关系可知：，代入解得