2022年山西省吕梁市中阳县张子山乡中学高三物理上学期期末试卷含解析

2022年山西省吕梁市中阳县张子山乡中学高三物理上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.如图是一簇未标明方向、由单一点电荷产生的电场线，虚线是某一带电粒子通过该电场区域时的运动轨迹，a、b是轨迹上的两点，若带电粒子在运动中只受电场力作用，根据此图可判断出该带电粒子（

）A.电性与场源电荷的电性相同

B.在a、b两点所受电场力的方向C.在a、b两点时速度大小va>vb

D.在a、b两点的电势能Ea<Eb参考答案：BCD2.如图，a、b、c是在地球大气层外同一平面内圆形轨道上运动的三颗卫星，则（

）A．b、c的角速度相等，且大于a的角速度B．b、c的周期相等，且大于a的周期C．b、c的向心加速度大小相等，且大于a的向心加速度D．b、c的线速度大小相等，且大于a的线速度参考答案：B3.三个质量均为2kg的相同木块a、b、c和两个劲度系数均为500N/m的相同轻弹簧p、q用轻绳连接如图，其中a放在光滑水平桌面上。开始时p弹簧处于原长，木块都处于静止。现用水平力缓慢地向左拉p弹簧的左端，直到c木块刚好离开水平地面为止，g取10m/s2。该过程p弹簧的左端向左移动的距离是：

A．8cm

B．12cm

C．16cm

D．20cm

参考答案：C4.（单选）如图所示．绕在铁芯上的线圈与电源、滑动变阻器和开关组成闭合回路．在铁芯的右端套有一个表面绝缘的铜环A．不计铁芯和铜环A之问的摩擦．则下列情况中铜环A会向右运动的是 A．线圈中通以恒定的电流 B．通电时．使滑动变阻器的滑片尸向有匀速移动 C．通电时．使滑动变阻器的滑片P向左加速移动

D．将开关突然断开的瞬问参考答案：C5.近段时间，朝鲜的“核危机”引起了全世界的瞩目，其焦点问题就是朝鲜核电站采用的是轻水堆还是重水堆。因为重水堆核电站在发电的同时还可以产出供研制核武器的钚239（Pu），这种Pu可由铀239（U）经过衰变而产生。则下列判断中正确的是

A.Pu与U的核内具有相同的中子数B.Pu与U的核内具有相同的核子数C.U经过1次α衰变产生PuD.U经过2次β衰变产生Pu参考答案：BD二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.一个静止的钚核94239Pu自发衰变成一个铀核92235U和另一个原了核X，并释放出一定的能量．其核衰变方程为：94239Pu→92235U＋X。(1)方程中的“X”核符号为______；(2)钚核的质量为239.0522u，铀核的质量为235.0439u，X核的质量为4.0026u，已知1u相当于931MeV，则该衰变过程放出的能量是______MeV；(3)假设钚核衰变释放出的能量全部转变为铀核和X核的动能，则X核与铀核的动能之比是______。参考答案：(1)He

(2)5.31(±0.02都可)

(3)58.7(±0.1都可)7.如图所示，在光滑水平面上有一辆质量M=8kg的平板小车，车上有一个质量m=1.9kg的木块，木块距小车左端6m（木块可视为质点），车与木块一起以v=1m/s的速度水平向右匀速行驶．一颗质量m0=0.1kg的子弹以v0=179m/s的初速度水平向左飞来，瞬间击中木块并留在其中，则木块获得的速度大小是

，如果木块刚好不从车上掉下，小车的速度大小是

．参考答案：8m/s；0.8m/s【考点】动量守恒定律；功能关系．【分析】子弹与木块组成的系统动量守恒，由动量守恒定律可以求出木块的速度；子弹、木块、小车组成的系统动量守恒，由动量守恒定律求出它们的共同速度即可．【解答】解：子弹击中木块过程中，子弹与木块组成的系统动量守恒，以子弹的初速度方向为正方向，由动量守恒定律得：m0v0﹣mv=（m0+m）v1，代入数据解得v1=8m/s，以子弹、木块、小车组成的系统为研究对象，以子弹的初速度方向为正方向，由动量守恒定律得：（m0+m）v1﹣Mv=（m0+m+M）v2，解得：v2=0.8m/s故答案为：8m/s；0.8m/s8.（4分）将剩有半杯热水的玻璃杯盖子旋紧后经过一段时间，若玻璃杯盖子不漏气，则杯内水蒸汽饱和气压

(填“增大”、“减小”或“不变”)，杯内气体压强

(填“增大”、“减小”或“不变”)。参考答案：减小(2分)；减小(2分)9.如图所示，太空宇航员的航天服内充有气体，与外界绝热，为宇航员提供适宜的环境，若宇航员出舱前航天服与舱内气体的压强相等，舱外接近真空，在打开舱门的过程中，舱内气压逐渐降低，航天服内气体内能减少（选填“增加”、“减少”或“不变”）．为使航天服内气体保持恒温，应给内部气体加热（选填“制冷”或“加热”）参考答案：解：根据热力学第一定律△U=W+Q，Q=0，气体急剧膨胀，气体对外界做功，W取负值，可知△U为负值，即内能减小．为使航天服内气体保持恒温，应给内部气体加热．故答案为：减小，加热10.）一束细光束由真空沿着径向射入一块半圆柱形透明体，如图（a）所示，对其射出后的折射光线的强度进行记录，发现折射O

光线的强度随着θ的变化而变化，如图（b）的图线所示.此透明体的临界角为

▲，折射率为

▲

.参考答案：60°（2分），（11.如图所示，用轻质活塞在气缸内封闭一定质量理想气体，活塞上放置重2．5×102N的重物，平衡时活塞距气缸底高度h1=0．80m，此时被封闭气体的温度为27oC活塞与气缸壁间摩擦忽略不计。现对被封闭气体加热，活塞缓慢上升到距离气缸底h2=0．88m处．已知活塞横截面积S=5．0×10-3m2，大气压强P0=1．0×105Pa。求：

①活塞距气缸底的高度h2时气体的温度；

②此过程中缸内气体对外界做的功

J，气体吸收的热量

增加的内能(填“大于”“等于”或“小于”)。参考答案：12.如图所示的电路中，纯电阻用电器Q的额定电压为U，额定功率为P．由于给用电器输电的导线太长，造成用电器工作不正常．现用理想电压表接在电路中图示的位置，并断开电键S，此时电压表读数为U，闭合电键S，其示数为U1．则闭合电键后用电器Q的实际功率为P，输电线的电阻为．参考答案：考点：电功、电功率．专题：恒定电流专题．分析：由电功率公式P=的变形公式可以求出用电器的电阻，已知用电器电阻与用电器电压，由电功率公式P=可以求出用电器的实际功率；求出导线上损失的电压，由P=UI的变形公式求出导线电流，然后由欧姆定律可以求出导线电阻．解答：解：∵P=，∴用电器电阻R=；开关闭合时，电压表与用电器并联，用电器两端电压是U1，用电器实际功率：P实===P；用电器工作时，导线上损失的电压U损=U﹣U1，用电器工作时，电路电流I==，导线电阻R线===；故答案为：P，．点评：本题考查了求用电器实际功率、输电线电阻等问题，熟练应用电功率公式及其变形公式、欧姆定律，即可正确解题．13.(4分)一炮弹质量为m，以一定的倾角斜向上发射，到达最高点时速度为v，炮弹在最高点爆炸成两块，其中一块恰好做自由落体运动，质量为，则另一块爆炸后瞬时的速度大小________。参考答案：（4分）三、实验题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.在“验证力的平行四边形定则”实验中，需要将橡皮条的一端固定在水平木板上，先用一个弹簧秤拉橡皮条的另一端到某—点并记下该点的位置；再将橡皮条的另一端系两根细绳，细绳的另一端都有绳套，用两个弹簧秤分别勾住绳套，并互成角度地拉橡皮条。(1)某同学认为在此过程中必须注意以下几项，其中正确的是_________.A.两根细绳必须等长B.橡皮条应与两绳夹角的角平分线在同一直线上C.在使用弹簧秤时要注意使弹簧秤与木板平面平行D.在用两个弹簧秤同时拉细绳时要注意使两个弹簧秤的读数相等E.在用两个弹簧秤同时拉细绳时必须将橡皮条的另一端拉到用一个弹簧秤拉时记下的位置(2)本实验采用的科学方法是_______A.理想实验法

B.等效替代法

C.控制变量法

D.建立物理模型法参考答案：)(1)CE

(2)B15.16（1）如图甲所示，把纸带固定在质量为50g的钩码上，让纸带穿过正确安装的打点计时器，接通电源，然后松开纸带，让钩码自由下落，计时器在纸带上打下一系列的点，得到如图乙所示的纸带．用刻度尺测量起始点O（钩码刚要下落时，打点计时器在纸带上打下的点）到各点的距离，并知道交流电源的频率是50Hz，根据上述数据，在此实验中可以做到（

）

A．测出当地重力加速度的精确值B．计算出计时器在纸带上打D点时钩码的动能C．计算出钩码下落过程中受到的合外力大小D．较准确地验证机械能守恒定律

（2）某探究学习小组的同学欲验证动能定理，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．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____________．(2)实验时为了保证滑块受到的合力与沙桶的总重力大小基本相等，沙和沙桶的总质量应满足的实验条件是__________________________，实验时首先要做的步骤是_________

_______．

(3)在(2)的基础上，某同学用天平称量滑块的质量为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为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)．则本实验最终要验证的数学表达式为____________

__．(用题中的字母表示实验中测量得到的物理量)

参考答案：四、计算题：本题共3小题，共计47分16.（18分）如图所示，带正电的小球套在绝缘的长直杆上，球与杆之间的动摩擦因数为μ，匀强电场水平向右，将杆与竖直线分别成不同角度固定放置，让小球由静止释放后都沿杆运动距离S，当杆与竖直线夹角为θ时，小球获得的末动能最大。现将杆竖直固定放置，为使小球由静止释放后获得的动能与前面提到的动能相等，小球运动的距离S′应是多少？参考答案：解析：由夹角为θ时，动能最大可知，这时电场力和重力的合力沿杆向下。

（4分）有：

①

（2分）

②

（4分）当杆竖直时：

③

（6分）由①②③两式得：

（2分）17.如图所示，圆盘可以绕过圆心垂直圆盘的竖直轴在水平面内匀速转动。圆盘半径R=0.4m，在圆盘边缘有一质量M=0.5kg的A物体，A通过长度L=0.7m的水平细轻绳穿过位于圆心的光滑轻质小定滑轮与质量m=0.29kg的B物体相连，轻绳与小孔间无摩擦。A物体与圆盘间的最大静摩擦力为其正压力的0.42倍。圆盘距地面高度H=0.5m。(g=10m/s2，AB两物体可视为质点)求：①为使A物体与圆盘间不发生相对滑动，圆盘转动的角速度的范围多大？②若当A与圆盘间的静摩擦力f=0.3N时，将OA段绳烧断，则当B落地瞬间A、B两物体的距离最大为多少？参考答案：解：（1）当A物体受到的最大静摩擦力背离圆心时，角速度最小为ω1，则有：

对于A物体：

………

（2分）

对于B物体：

………

（1分）

解得：ω1=2rad/s

………

（1分）

当A物体受到的最大静摩擦力指向圆心时，角速度为ω2，则有：

对于A物体：

………

（2分）

解得：ω2=5rad/s

………

（1分）

圆盘转动的角速度的范围：

………

（1分）（2）绳断后，B物体做自由落体运动，得：

解得：t=0.2s

………

（1分）

对于A物体，若静摩擦力指向圆心，设物体A的线速度为v1；则有：

，解得：v1=1.6m/s

………

（1分）若静摩擦力背离圆心，设物体A的线速度为v2；，显然由上述两个方程可得：v1>v2

所以物体A以v1的速度平抛，当物体B落地时两者间距最大。………

（1分）物体A做平抛运动，t=0.2s时间内，沿速度方向的位移为x，下落的位移为y，则有：

，

解得：，

所以此时A物体与地面的高度为：

………

（1分）物体A、B间此时的距离为：

（1分）18.如图所示，固定斜面的倾角θ＝30°，物体A与斜面之间的动摩擦因数为μ=，轻弹簧下端固定在斜面底端，弹簧处于原长时上端位于C点．用一根不可伸长的轻绳通过轻质光滑的定滑轮连接物体A和B，滑轮右侧绳子与斜面平行，A的质量为4kg，B的质量为2kg，初始时物体A到C点的距离为L=1m.现给A、B一初速度v0=3m/s使A开始沿斜面向下运动，B向上运动，物体A将弹簧压缩到最短后又恰好能弹到C点．已知重力加速度为g=10m/s2，不计空气阻力，整个过程中，轻绳始终处于伸直状态