广东省广州市市天河中学2021-2022学年高三物理上学期期末试题含解析

广东省广州市市天河中学2021-2022学年高三物理上学期期末试题含解析一、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.（单选）在水平面上有一个小物块质量为m，从某点给它一个初速度沿水平面做匀减速直线运动，经过A、B、C三点到O点速度为零．A、B、C三点到O点距离分别为x1、x2，x3，时间分别为t1、t2、t3，下列结论正确的是（A．==B．＜＜C．==D．＜＜参考答案：解：反过来看，小球从0开始做初速度为零的匀加速直线运动，由运动学公式可知，X=at2．故a=2，故位移与时间平方的比值一定为定值，伽利略正是用这一规律说明小球沿光滑斜面下滑为匀变速直线运动，故C正确．故选C2.（单选）天文学家发现了某恒星有一颗行星在圆形轨道上绕其运动，并测出了行星的轨道半径和运行周期．由此可推算出（）A．行星的质量B．行星的半径C．恒星的质量D．恒星的半径参考答案：解：行星绕恒星做圆周运动，根据万有引力提供向心力，知道轨道半径和周期，可以求出恒星的质量，行星是环绕天体，在分析时质量约去，不可能求出行星的质量．故C正确，A、B、D错误．故选C．3.（单选题）下列关于重心、弹力和摩擦力的说法，正确的是()A．物体的重心一定在物体的几何中心上B．劲度系数越大的弹簧，产生的弹力越大C．动摩擦因数与物体之间的压力成反比，与滑动摩擦力成正比D．静摩擦力的大小是在零和最大静摩擦力之间发生变化参考答案：D4.如图所示，匀强磁场边界水平，方向垂直纸面向里，两固定竖直光滑金属导轨电阻不计，完全相同的导体棒ab、cd水平置于磁场上方且相距一定距离．现同时由静止释放ab、cd，ab进入磁场时恰好做匀速运动，ab出磁场时，cd刚好进入磁场，已知导体棒与导轨接触良好。竖直导轨足够长，则cd在穿越磁场过程中A．d端电势高于c端B．匀速穿过磁场C．运动时间小于ab在磁场中运动时间D．克服安培力做的功等于ab穿越磁场过程中克服安培力做的功参考答案：AC5.如图所示，放置在水平地面上的支架质量为M，支架顶端用细线拴着的摆球质量为m，现将摆球拉至水平位置，而后释放，摆球运动过程中，支架始终不动，以下说法正确的是（

）A．在摆球释放瞬间，支架对地面压力为B．在摆球释放瞬间，支架对地面压力为MgC．摆球到达最低点时，支架对地面压力为D．摆球在摆动到最低点过程中，地面对支架的摩擦力先增大后减小参考答案：BD二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.一物体在水平面上运动，以它运动的起点作为坐标原点，表中记录了物体在x轴、y轴方向的速度变化的情况。物体的质量为m＝4kg，由表格中提供的数据可知物体所受合外力的大小为__________N，该物体所做运动的性质为__________。参考答案：

答案：4（14.4)

匀加速曲线7.（4分）如图，在半径为R的水平圆板中心轴正上方高h处水平抛出一球，圆板做匀速转动。当圆板半径OB转到图示位置时，小球开始抛出。要使球与圆板只碰一次，且落点为B，小球的初速度v0=

，圆板转动的角速度ω=

。

参考答案：

答案：；2πn8.某同学做了如图所示的探究性实验，U形管左口管套有一小气球，管内装有水银，当在右管内再注入一些水银时，气球将鼓得更大。假设封闭气体与外界绝热，则在注入水银时，封闭气体的体积________，压强________，温度________，内能_______。（填“增大”、“减小”、“升高”、“降低”或“不变”）参考答案：减小增大升高增大注入水银，封闭气体的压强变大，水银对气体做功，气体体积减小，由于封闭气体与外界绝热，所以气体内能增大，温度升高。9.一个变力F作用在物体上，此力随时间变化的情况如图所示，规定向右方向为F的正方向，则由图线可知，前2s内变力F的冲量为

N.s；5s内变力F的冲量为

N.s。

参考答案：10，2010.按照玻尔原子理论，氢原子中的电子离原子核越远，氢原子的能量__________(选填“越大”或“越小”)。已知氢原子的基态能量为E1(E1<0)，电子质量为m，基态氢原子中的电子吸收一频率为γ的光子被电离后，电子速度大小为___________(普朗克常量为h).参考答案：解析：频率为ν的光子的能量E=hν．氢原子中的电子离原子核越远，则能级越高，氢原子能量越大．基态中的电子吸收一频率为γ的光子后，原子的能量增大为E=E1+hν电子发生电离时其电势能为0，动能为mv2；故有E=0+mv2；

所以有E1+hν=mv2；则v=11.如图所示，相距为d的两条水平虚线L1、L2之间有水平方向的匀强磁场，磁感应强度为B，正方形铜制线圈abcd边长为L（L＜d），质量为m，将线圈在磁场上方高h处静止释放，cd边刚离开磁场时速度与cd边刚进入磁场时速度相等，则线圈穿越磁场的过程中（从cd边刚进入磁场起一直到ab边离开磁场为止），感应电流所做的功为

，线圈的最小速度为

．参考答案：2mgd12.P、Q是一列简谐横波中的质点，相距30m，各自的振动图象如图所示．①此列波的频率f＝________Hz.②如果P比Q离波源近，且P与Q间距离小于1个波长，那么波长λ＝________m.③如果P比Q离波源远，那么波长λ＝________m.参考答案：（6分）(1)0.25(2)40(3)m(n＝0,1,2,3…)13.（单选）远古时代，取火是一件困难的事，火一般产生于雷击或磷的自燃．随着人类文明的进步，出现了“钻木取火”等方法．“钻木取火”是通过__________方式改变物体的内能，把__________转变为内能．参考答案：三、简答题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.（简答）如图13所示,滑块A套在光滑的坚直杆上,滑块A通过细绳绕过光滑滑轮连接物块B,B又与一轻质弹贊连接在一起，轻质弹簧另一端固定在地面上,’开始用手托住物块.使绳子刚好伸直处于水平位位置但无张力。现将A由静止释放.当A下滑到C点时(C点图中未标出)A的速度刚好为零，此时B还没有到达滑轮位置，已知弹簧的劲度系数k=100N/m,滑轮质量和大小及摩擦可忽略不计，滑轮与杆的水平距离L=0.3m,AC距离为0.4m，mB=lkg,重力加速度g=10m/s2。试求：(1)滑'块A的质量mA(2)若滑块A质量增加一倍,其他条件不变，仍让滑块A从静止滑到C点,则滑块A到达C点时A、B的速度大小分别是多少？参考答案：（1）

（2）

（3），功能关系．解析：（1）开始绳子无张力，对B分析有kx1=mBg，解得：弹簧的压缩量x1=0.1m（1分）当物块A滑到C点时，根据勾股定理绳伸出滑轮的长度为0.5m，则B上升了0.2m,所以弹簧又伸长了0.1m。（1分）由A、B及弹簧组成的系统机械能守恒，又弹簧伸长量与压缩量相等则弹性势能变化量为零所以mAgh1=mBgh2（2分）其中h1=0.4m，h2=0.2m所以mA=0.5kg（1分）（2）滑块A质量增加一倍，则mA=1kg，令滑块到达C点时A、B的速度分别为v1和v2

由A、B及弹簧组成的系统机械能守恒得（2分）又有几何关系可得AB的速度关系有vAcosθ=vB（1分）其中θ为绳与杆的夹角且cosθ=0.8解得：（1分）（1分）（1）首先由物体静止条件求出弹簧压缩的长度，再根据几何知识求出物体B上升的距离，从而可求出弹簧伸长的长度，然后再根据能量守恒定律即可求解物体A的质量；题（2）的关键是根据速度合成与分解规律求出物体B与A的速度关系，然后再根据能量守恒定律列式求解即可．15.2004年1月25日，继“勇气”号之后，“机遇”号火星探测器再次成功登陆火星．人类为了探测距离地球大约3.0×105km的月球，也发射了一种类似四轮小车的月球探测器．它能够在自动导航系统的控制下行走，且每隔10s向地球发射一次信号，探测器上还装着两个相同的减速器(其中一只是备用的)，这种减速器可提供的最大加速度为5m/s2，某次探测器的自动导航系统出现故障，从而使探测器只能匀速前进而不再避开障碍物．此时地球上的科学家只能对探测器进行人工遥控操作．下表为控制中心的显示屏上的数据：

已知控制中心的信号发射和接收设备工作速度极快．科学家每次分析数据并输入命令至少需要3s.问：(1)经过数据分析，你认为减速器是否执行了命令？(2)假如你是控制中心的工作人员，采取怎样的措施？加速度满足什么条件？请计算说明．

参考答案：(1)未执行命令(2)立即输入命令，启动另一个备用减速器，加速度a>1m/s2，便可使探测器不与障碍物相碰．

四、计算题：本题共3小题，共计47分16.如右图所示，一辆上表面光滑的平板小车长L＝2m，车上左侧有一挡板，紧靠挡板处有一可看成质点的小球．开始时，小车与小球一起在水平面上向右做匀速运动，速度大小为v0＝5m/s某时刻小车开始刹车，加速度大小a＝4m/s2.经过一段时间，小球从小车右端滑出并落到地面上．求：(1)从刹车开始到小球离开小车所用的时间；(2)小球离开小车后，又运动了t1＝0.5s落地．小球落地时落点离小车右端多远？参考答案：(1)刹车后小车做匀减速运动，小球继续做匀速运动，设经过时间t，小球离开小车，

经判断知此时小车没有停止运动，则x球＝v0t

（2分）

x车＝v0t－at2（2分）

x球－x车＝L（2分）

代入数据可解得：t＝1s.（1分）(2)经判断小球离开小车又经t1＝0.5s落地时，小车已经停止运动．设从刹车到小球落地，

小车和小球总位移分别为x1、x2，则：

x1＝（2分）

x2＝v0(t＋t1)（2分）

设小球落地时，落点离小车右端的距离为Δx，则：

Δx＝x2－(L＋x1)（2分）

解得：Δx＝2.375m.（1分）

17.有一项“快乐向前冲”的游戏可简化如下：如图，滑板长L=1m，起点A到终点线B的距离S=5m.开始滑板静止，右端与A平齐，滑板左端放一可视为质点的滑块，对滑块施一水平恒力F使滑板前进。板右端到达B处冲线，游戏结束。已知滑块与滑板间动摩擦因数μ=0.5，地面视为光滑，滑块质量m1=2kg,滑板质量m2=1kg，重力加速度g=10m/s2

求：(1)滑板由A滑到B的最短时间可达多少？

(2)为使滑板能以最短时间到达，水平恒力F的取值范围如何？参考答案：解：（1）滑板一直加速，所用时间最短。设滑板加速度为a2f=μm1g=m2a2

…………2分

a2=10m/s2s=t=1s

……………2分（2）刚好相对滑动时，F最小，此时可认为二者加速度相等F1-μm1g=m1a2

……………………2分F1=30N当滑板运动到B点，滑块刚好脱离时，F最大，设滑块加速度为a1F2-μm1g=m1a1

……………………2分–=L

……………………2分F2=34N则水平恒力大小范围是30N≤F≤34N

……2分18.（17分）如图所示，滑块在恒定外力F＝2mg的作用下从水平轨道上的A点由静止出发到B点时撤去外力，又沿竖直面内的光滑半圆形轨道运动，且恰