山西省大同市天镇县第四中学2022年高三物理上学期期末试卷含解析

山西省大同市天镇县第四中学2022年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.如图所示，水平面上停放着A、B两辆小车，质量分别为M和m，M＞m，两车相距为L。人的质量也为m，另有不计质量的一根硬杆和一根细绳。第一次人站在A车上，杆插在B车上；第二次人站在B车上，杆插在A车上。两种情况下，人用同样大小的力拉绳子，使两车相遇。设阻力可忽略不计，两次小车从开始运动到相遇的时间分别为t1和t2，则

A．t1＝t2B．t1＜t2C．t1＞t2D．条件不足，无法判断参考答案：B2.如图所示，真空中M、N处放置两等量异种电荷，a、b、c为电场中的三点，实线PQ为M、N连线的中垂线，a、b两点关于MN对称，a、c两点关于PQ对称，已知一带正电的试探电荷从a点移动到c点时，试探电荷的电势能增加，则以下判定正确的是A．M点处放置的是负电荷B．a点的场强与c点的场强完全相同C．a点的电势高于c点的电势D．若将该试探电荷沿直线由a点移动到b点，则电场力先做正功，后做负功参考答案：AD3.图7中虚线所示为静电场中的等势面1、2、3、4，相邻的等势面之间的电势差相等，其中等势面3的电势为0。一带正电的点电荷只在静电力的作用下运动，经过、点时的动能分别为23eV和5eV。当这一点电荷运动到某一位置时，其电势能变为-8eV，它的动能应为（

）A．8eV

B．11eVC．15eV

D．19eV参考答案：D4.原子核式结构学说是根据下列哪个实验或现象提出来的A．光电效应实验

B．氢原子光谱实验C．α粒子散射实验

D．天然放射现象参考答案：C5.近日，—个由法国、意大利和澳大利豫等国科学家组成的研究小组宣布，他们在距离地球2000万光年的室女座，发现了由暗物质组成的星系。这个被他们命名为“室女座HI21”的星系旋转速度很大，进而推断出这个星系的质量是太阳质量的l亿倍。若假设地球绕“室女座HI21”星系做匀速圆周运动，轨道半径等于地球绕太阳做匀速圆周运动的半径，则地球绕“室女座HI21”星系做匀速圆周运动周期是

A．10-4年

B．104年

C．10-8年

D．108年

参考答案：D二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.1某同学为了探究杆转动时的动能表达式，设计了如图所示的实验：质量为m的均匀长直杆一端固定在光滑转轴O处，杆由水平位置静止释放，用光电门测出另一端A经过某位置时的瞬时速度vA，并记下该位置与转轴O的高度差h。⑴设杆的宽度为L（L很小），A端通过光电门的时间为t，则A端通过光电门的瞬时速度vA的表达式为

▲

。组

次123456h/m0.050.100.150.200.250.30vA/（m·s-1）1.231.732.122.462.743.00vA-1/（s·m-1）0.810.580.470.410.360.33vA2/（m2·s-2）1.503.004.506.057.519.00

⑵调节h的大小并记录对应的速度vA，数据如上表。为了形象直观地反映vA和h的关系，请选择适当的纵坐标并画出图象。⑶当地重力加速度g取10m/s2，结合图象分析，杆转动时的动能Ek=

▲

（请用质量m、速度vA表示）。参考答案：⑴（3分）⑵如图（纵坐标1分，图象2分）⑶（2分）7.为了用弹簧测力计测定木块A和长木板B间的动摩擦因数μ，甲、乙两同学分别设计了如图所示的甲、乙两个试验方案。（1）为了用某一弹簧测力计的示数表示A和B之间的滑动摩擦力大小，你认为方案

更易于操作。简述理由

。（2）若A和B的重力分别为100N和150N，当甲中A被拉动时，弹簧测力计a示数为60N，b示数为110N，则A、B间的动摩擦因数为

。

参考答案：（1）甲；因为甲方案拉木块时不需要匀速拉动（2）0.48.一个小物块从底端冲上足够长的斜面后，又返回到斜面底端。已知小物块的初动能为E，它返回到斜面底端的速度大小为v，克服摩擦阻力做功为E/2。若小物块冲上斜面的动能为2E，则物块返回斜面底端时的动能为

。参考答案：9.第一代核反应堆以铀235为裂变燃料，而在天然铀中占99%的铀238不能被利用，为了解决这个问题，科学家们研究出快中子增殖反应堆，使铀238变成高效核燃料。在反应堆中，使用的核燃料是钚239，裂变时释放出快中子，周围的铀238吸收快中子后变成铀239，铀239（）很不稳定，经过_____次β衰变后变成钚239（）。参考答案：210.如图所示，边长为L的正方形导线框abcd放在纸面内，在ad边左侧有足够大的匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向垂直纸面向里，现使导线框绕a点在纸面内顺时针转动，经时间t转到图中虚线位置，则在时间t内导线框abcd中感应电流方向为__________方向（选填“顺时针”或“逆时针”），平均感应电动势大小等于__________。参考答案：顺时针， 11.物理实验小组利用如圈所示的自制实验装置进行探究实验.沿竖直墙面固定一根刻度尺，使刻度尺的零刻度与水平地面重合;在墙上，距离地面L的P点词定一小定滑轮，用一根轻质尼龙丝线绕过定滑轮，两端拴接质量不等的两个物体A、B.开始时，将两物体处于相等高度位置，丝线绷直；通过刻度尺，记录A、B两物体距离地面的高度为h；然后，同时由静止释放A、B物体，较重的A物体竖直下落与地面相碰后静止，较轻的B物体仍向上运动，观察B物体所能到达的最大高度为2.5h，并记录下来

①根据上述测量的物理量可计算A、B两物体质量之比

;

②用天平测量两物体质量，所得A、B两物体质量之比，与上述①所得数据略有差距，试分析造成误差的原因

参考答案：①3：1（4分）②存在空气阻力或摩擦阻力、H或h的测量值有误差（回答出任一个均给分）（2分）①设物体A落地时的速度为v,则此时B物体的速度大小也是v，选地面为零势能面，由机械能守恒得，A落地后，对B物体，由机械能守恒可得，由动能定理可得0-，以上三式联立可得.②由于有空气阻力和尼龙丝线与滑轮间的摩擦的影响，还有H或h的测量值不准确都会造成实验误差。12.一列沿x轴正方向传播的简谐横波，在t＝0时刻波刚好传播到x＝6m处的质点A，如图所示，已知波的传播速度为48m/s。请回答下列问题：①从图示时刻起再经过________s，质点B第一次处于波峰；②写出从图示时刻起质点A的振动方程为________cm。参考答案：①0.5②①B点离x=0处波峰的距离为△x=24m，当图示时刻x=0处波峰传到质点B第一次处于波峰，则经过时间为②波的周期为，图示时刻，A点经过平衡向下运动，则从图示时刻起质点A的振动方程为13.如图所示，河道宽L＝100m，河水越到河中央流速越大，假定流速大小u＝0.2xm/s（x是离河岸的垂直距离）一汽船相对水的航速是10m/s，它自A处出发，船头垂直河岸方向渡河到达对岸B处，则过河时间为________s；在这段时间内汽船顺着河道向下游漂行的距离为________m。参考答案：10；50。三、实验题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.某实验小组利用如图1所示的实验装置测量小滑车和木板之间的动摩擦因数。主要实验步骤如下：i．将带滑轮的长木板固定在水平桌面上，按图连接实验装置，小滑车置于打点计时器附近，牵引端只挂一个钩码。ii．接通电源，由静止释放小滑车，小滑车运动至木板左端附近时制动小滑车，关闭电源，取下纸带，计算出小车匀加速运动时的加速度；iii．依次从小滑车上取下第一个、第二个、第三个……钩码挂在牵引端，重复步骤ii，分别计算小车匀加速运动时的加速度、、……iv．在坐标系中描点，用直线拟合，计算动摩擦因数（m为牵引端钩码总质量，设小滑车及实验中所有钩码的总质量为M）。请回答下列问题：（1）关于实验原理及操作，下列说法正确的是_____。A．实验中必须平衡摩擦力B．滑轮与小滑车间的细绳应与木板平行C．必须保证牵引端钩码的总质量远小于小滑车和车上钩码的总质量D．还需要测得小滑车的质量（2）某条纸带测量数据如图2所示，A、B、C、D、E、F、G为7个相邻的计数点，相邻的两个计数点之间还有四个点未画出。量出相邻的计数点之间的距离分别为AB=4.22cm、BC=4.65cm、CD=5.08cm、DE=5.49cm、EF=5.91cm、FG=6.34cm。已知打点计时器的工作频率为50Hz，则小滑车的加速度值为a=m/s2（结果保留2位有效数字）______；（3）测得图线在a轴上的截距为b，已知重力加速度为g，则小滑车与木板间的动摩擦因数表达式为_______。参考答案：

(1).B；

(2).0.42；

(3).；试题分析：(1)根据实验的目的和要求事项分析答题；(2)利用逐差法求得小滑车的加速度；(3)根据牛顿第二定律表示出小车的加速度，即可判断出截距，进而求得摩擦因数。解：(1)A项：该实验的目的是为了测量小滑车与长木板之间的摩擦因数，所以在实验的过程中，不能调整长木板倾斜程度，平衡摩擦力，否则不能测量摩擦因数，故A错误；B项：为了保证钩码的重力提供小滑车的拉力，必须保证绳与木板平行，故B正确；C项：依次从小滑车上取下第一个、第二个、第三个…钩码挂在牵引端，不需要保证引端钩码的总质量远小于小滑车和车上钩码的总质量，故C错误；D项：根据mg=Ma，由于整个过程中保持总质量不变，故无需测量小车的质量，故D错误。(2)AB=4.22cm=0.0422m、BC=4.65cm=0.0465m、CD=5.08cm=0.0508m、DE=5.49cm=0.0549m、EF=5.91cm=0.0591、FG=6.34cm=0.0634m

根据△x=aT2可得；(3)根据mgμ（M-m）g=Ma可知，故-μg=b解得：。【点睛】本题考查了实验注意事项、求动摩擦因数、求加速度，知道实验注意事项、实验原理、应用牛顿第二定律与匀变速直线运动的推论即可正确解题。15.某课外研究小组为了制作一种传感器，需要选用一电器元件.图甲为该电器元件的伏安特性曲线，有同学对其提出质疑，先需进一步验证该伏安特性曲线，实验室备有下列器材：器材（代号）

规

格电流表（A1）

量程0～50mA,内阻约为50Ω电流表（A2）

量程0～200mA,内阻约为10Ω电压表（V1）

量程0～3V,内阻约为10kΩ电压表（V2）

量程0～15V,内阻约为25kΩ滑动变阻器（R1）

阻值范围0～15Ω，允许最大电流1A滑动变阻器（R2）

阻值范围0～1kΩ，允许最大电流100mA

直流电源（E）

输出电压6V，内阻不计开关（S）

导线若干(1)为提高实验结果的准确程度，电流表应选用

；电压表应选用

；滑动变阻器应选用

.(以上均填器材代号)(2)为达到上述目的，请在图乙所示的虚线框内画出正确的实验电路原理图，并标明所用器材的代号.

(3)若发现实验测得的伏安特性曲线与图中曲线完全吻合，则该元件的电阻阻值随电压的增大而

（选填“增大”、“减小”或“不变”），当该电器元件两端电压U=2.0V时元件消耗的电功率为

W．参考答案：(1)A2（1分）

V1（1分）R1

（1分）(2)如图所示（3分）(3)减小（1分），0.12（1分）

四、计算题：本题共3小题，共计47分16.在一次治理超载和超限的执法中，一辆执勤的警车停在公路边．当警员发现从他旁边以72km/h的速度匀速行驶的货车严重超载时，决定前去追赶．经过10s后警车发动起来，并以2.5m/s2的加速度做匀加速运动，但警车的行驶速度必须控制在90km/h以内．求：（1）警车在追赶货车的过程中，两车间的最大距离是多少？（2）警车发动后要多少时间才能追上货车？参考答案：解：（1）警车在追赶货车的过程中，当两车速度相等时，它们间的距离最大，设警车发动后经过时间两车的速度相等．则所以两车间的最大距离为：（2），当警车刚达到最大速度时，运动时间为：因为，故此时警车尚未赶上货车，且此时两车距离为：警车达到最大速度后做匀速运动，设再经△t时间追上货车，则有：所以警车发动后要经过才能追上货车．答：（1）警车在追赶货车的过程中，两车间的最大距离是280m（2）警车发动后要65s时间才能追上货车【考点】匀变速直线运动的位移与时间的关系；匀变速直线运动的速度与时间的关系．【分析】货车匀速运动在前面，警车从静止开始匀加速运动在后面追，刚开始货车的速度大于警车速度，故两车之间的距离越来越大，当两车速度相等时，位移最大，之后警车速度大于货车，两车之间的距离逐渐减小直至追上．在此过程中注意，警车发动的时间，货车在做匀速运动，而警车不能一直加速下去，当速度达到90km/h时就不能增加了，而做匀速运动．所以该题要先分析警车能不能在匀加速阶段追上货车，若不能，则在匀速阶段追上．当警车追上货车时两车位移相等．17.倾斜雪道的长为25m，顶端高为15m，下端经过一小段圆弧过渡后与很长的水平雪道相接，如图所示。一滑雪运动员在倾斜雪道的顶端以水平速度v0=8m/s飞出，在落到倾斜雪道上时，运动员靠改变姿势进行缓冲使自己只保留沿斜面的分速度而不弹起。除缓冲外运动员可视为质点，过渡轨道光滑，其长度可忽略。设滑雪板与雪道的动摩擦因数μ=0.2，求运动员在水平雪道上滑行的距离（取g=10m/s2）参考答案：74.8m（提示：先计算出平抛时间为1.2s，当时水平分速度为vx=8m/s，竖直分速度vy=12m/s，因此沿斜面的实际速度v=13.6m/s该位置离水平面h=7.8m，到斜坡底的水平距离为10.4m。从该位置起到停止运动全过程用动能定理可得。18.如图所示，将某正粒子放射源置于原点O，其向各方向射出的粒子速度大小均为v0、质量均为m、电荷量均为q．在0≤y≤d的一、二象限范围内分布着一个匀强电场，方向与y轴正向相同，在d＜y≤2d的一、二象限范围内分布着一个匀强磁场，方向垂直于xoy平面向里．粒子离开电场上边