广东省汕头市金湖中学2021-2022学年高三物理下学期期末试卷含解析

广东省汕头市金湖中学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.下列陈述中，请把符合事实的选出来：A、法拉第发现的电磁感应现象使人类的文明跨进了电气化时代B、第一个提到“动量守恒定律”的是英国科学家牛顿

C、氢原子从基态跃到激发态，可放出能量D、核力与万有引力都是只有引力，没有斥力参考答案：答案：A2.汤姆驾乘热气球进行空中探险，由于热气球突发故障在高空以速度v竖直向下匀速降落，为了阻止继续下降，汤姆从热气球中释放了一个质量为m的仪器盒。已知热气球原来的总质量为M，不计空气阻力，当热气球停止下降时，仪器盒的速度为（此时仪器盒尚未着地）A．

B．C．

D．参考答案：．D

仪器盒释放前，热气球匀速运动，浮力与重力平衡，即F=Mg，仪器盒释放后，热气球匀减速运动，F-（M-m）g=（M-m）a，解得：，热气球停止下降的时间。仪器盒在时间t内以初速度v匀加速下降，。D项正确。3.（多选）如图所示，质量为m的物体在与斜面平行向上的拉力F作用下，沿着水平地面上质量为M的粗糙斜面匀速上滑，在此过程中斜面保持静止，则地面对斜面（）A．无摩擦力B．支持力等于（m+M）gC．支持力为（M+m）g﹣FsinθD．有水平向左的摩擦力，大小为Fcosθ参考答案：考点：共点力平衡的条件及其应用；力的合成与分解的运用．专题：共点力作用下物体平衡专题．分析：斜面保持静止，所受的合力为零，物体匀速上滑，其合力也为零，将两个物体看成整体，分析受力情况，由平衡条件求解地面对斜面的支持力和摩擦力大小和方向．解答：解：以物体和斜面组成的整体为研究对象，分析受力情况：总重力（M+m）g、拉力F、地面的支持力N和摩擦力f，作出力图，根据平衡条件得：水平方向：f=Fcosθ，方向水平向左；竖直方向：N+Fsinθ=（M+m）g解得：N=（M+m）g﹣Fsinθ，f=Fcosθ．故选CD点评：本题两个物体的加速度都为零，可以作为整体进行研究，简单方便，也可以采用隔离法研究．4.如图甲所示，光滑水平面上，木板m1向左匀速运动．t=0时刻，木块从木板的左端向右以与木板相同大小的速度滑上木板，t1时刻，木块和木板相对静止，共同向左匀速运动．以v1和a1，表示木板的速度和加速度；以v2和a2表示木块的速度和加速度，以向左为正方向，则图乙中正确的是参考答案：BDt=0时刻，木块从木板的左端向右以与木板相同大小的速度滑上木板，在摩擦力作用下，二者均做匀减速直线运动。根据题述“t1时刻，木块和木板相对静止，共同向左匀速运动”木块加速度大小大于木板，图象BD正确。5.一行星绕恒星做圆周运动，由天文观测可得，其运动周期为T，速度为v，引力常量为G，则下列说法错误的是

A．恒星的质量为

B．恒星的质量为

C．行星运动的轨道半径为

D．行星运动的加速度为参考答案：B二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.（单选）一列简谐横波某时刻波形如图所示，此时质点P的速度方向沿y轴正方向，则

A．这列波沿x轴负方向传播B．质点a此时动能最大，加速度最小C．再经过一个周期，质点P运动到x=6m处D．当质点P运动到最低点时，质点b恰好运动到平衡位置参考答案：B7.

（4分）某脉冲激光器的耗电功率为2×103瓦，每秒钟输出10个光脉冲，每个脉冲持续的时间为10－8秒，携带的能量为0.2焦耳，则每个脉冲的功率为 瓦，该激光器将电能转化为激光能量的效率为

。参考答案：答案：2×103，0.0018.(5分)如图所示为A．B两质点运动的v-t图像。由图像可知，B追上A之前，两质点相距的最大距离smax=

m。参考答案：

答案：39.在均匀介质中，t=0时刻振源O沿+y方向开始振动，t=0.9s时x轴上0至14m范围第一次出现图示的简谐横波波形。由此可以判断：波的周期为

s，x＝20m处质点在0～1.2s内通过的路程为

m。参考答案：0.4

410.如图所示，A、B和C、D为两对带电金属极板，长度均为l，其中A、B两板水平放置，间距为d，A、B间电压为U1；C、D两板竖直放置，间距也为d，C、D间电压为U2。有一初速度为0、质量为m、电荷量为e的电子经电压U0加速后，平行于金属板进入电场，则电子进入该电场时的速度大小为

；若电子在穿过电场的过程中始终未与极板相碰，电子离开该电场时的动能为_____________。（A、B、C、D四块金属板均互不接触，电场只存在于极板间，且不计电子的重力）参考答案：；eU0＋（U12＋U22）11.（5分）质量为的小钢球以的水平速度抛出，下落时撞击一钢板，撞后速度恰好反向，则钢板与水平面的夹角_____________。刚要撞击钢板时小球动量的大小为_________________。（取）参考答案：

答案：，

12.放射性同位素C被考古学家称为“碳钟”，它可以用来判定古生物体的年代．宇宙射线中高能量中子碰撞空气中的氮原子后，就会形成很不稳定的C，它很容易发生β衰变，变成一个新核，其半衰期为5730年．该衰变的核反应方程式为．C的生成和衰变通常是平衡的，即生物机体中C的含量是不变的．当生物体死亡后，机体内C的含量将会不断减少．若测得一具古生物遗骸中C含量只有活体中的25%，则这具遗骸距今约有11460年．参考答案：：解：根据电荷数守恒、质量数守恒得，．经过一个半衰期，有半数发生衰变，测得一古生物遗骸中的C含量只有活体中的25%，根据=得，n=2，即经过2个半衰期，所以t=2×5730=11460年．故答案为：；

1146013.在匀强电场中建立空间坐标系O﹣xyz，电场线与xOy平面平行，与xOz平面夹角37°，在xOz平面内有A、B、C三点，三点连线构成等边三角形，其中一边与Ox轴重合．已知点电荷q=﹣1.0×10﹣8C在A点所受电场力大小为1.25×10﹣5N；将其从A点移到B点过程中克服电场力做功2.0×10﹣6J，从B点移到C点其电势能减少4.0×10﹣6J，则A、B、C三点中电势最高的点是

点，等边三角形的边长为

m．（cos37°=0.8，sin37°=0.6）参考答案：C；0.4．【考点】电势差与电场强度的关系；匀强电场中电势差和电场强度的关系．【分析】根据电场力做功正负分析电势能的变化，结合推论：负电荷在电势高处电势能小，在电势低处电势能大，分析电势的高低．由电场力做功公式求等边三角形的边长．【解答】解：将负点电荷从A点移到B点过程中克服电场力做功2.0×10﹣6J，电势能增大2.0×10﹣6J，从B点移到C点其电势能减少4.0×10﹣6J，所以C点的电势能最小，由推论：负电荷在电势高处电势能小，在电势低处电势能大，则C点的电势最高．由于点电荷从B移动到C电势能变化量最大，由等边三角形的对称性可知，BC边应与x轴重合，设等边三角形的边长为L．从B点移到C点电场力做功W=4.0×10﹣6J已知点电荷q=﹣1.0×10﹣8C在A点所受电场力大小为F=1.25×10﹣5N，由W=FLcos37°得L===0.4m故答案为：C；0.4．三、简答题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.如图所示,甲为某一列简谐波t=t0时刻的图象,乙是这列波上P点从这一时刻起的振动图象,试讨论:①波的传播方向和传播速度.②求0~2.3s内P质点通过的路程.参考答案：①x轴正方向传播，5.0m/s②2.3m解：(1)根据振动图象可知判断P点在t=t0时刻在平衡位置且向负的最大位移运动，则波沿x轴正方向传播，由甲图可知，波长λ=2m，由乙图可知，周期T=0.4s，则波速(2)由于T=0.4s，则,则路程【点睛】本题中根据质点的振动方向判断波的传播方向，可采用波形的平移法和质点的振动法等等方法，知道波速、波长、周期的关系.15.内表面只反射而不吸收光的圆筒内有一半径为R的黑球，距球心为2R处有一点光源S，球心O和光源S皆在圆筒轴线上，如图所示．若使点光源向右半边发出的光最后全被黑球吸收，则筒的内半径r最大为多少？参考答案：自S作球的切线S?，并画出S经管壁反射形成的虚像点，及由画出球面的切线N，如图1所示，由图可看出，只要和之间有一夹角，则筒壁对从S向右的光线的反射光线就有一部分进入球的右方，不会完全落在球上被吸收．由图可看出，如果r的大小恰能使与重合，如图2，则r?就是题所要求的筒的内半径的最大值．这时SM与MN的交点到球心的距离MO就是所要求的筒的半径r．由图2可得??????????

（1）由几何关系可知

（2）由（1）、（2）式得

（3）四、计算题：本题共3小题，共计47分16.如图所示，圆心在原点、半径为R的圆将xOy平面分为两个区域，在圆内区域Ⅰ（r≤R）和圆外区域Ⅱ（r＞R）的第一、二象限分别存在两个匀强磁场，方向均垂直于xOy平面．垂直于xOy平面放置两块平面荧光屏，其中荧光屏甲平行于y轴放置在x=2.6R的位置，荧光屏乙平行于x轴放置在y=3.5R的位置．现有一束质量为m、电荷量为q（q＞0）的粒子由静止经过加速电压为U的加速电场后从坐标为（0，﹣R）的A点沿y轴正方向射入区域Ⅰ，最终打在荧光屏甲上，出现亮点N的坐标为（2.6R，0.8R）．若撤去圆外磁场，粒子也打在荧光屏甲上，出现亮点M的坐标为（2.6R，0），此时，若将荧光屏甲沿x轴正方向平移，发现亮点的y轴坐标始终保持不变．不计粒子重力影响．（1）求在区域Ⅰ和Ⅱ中粒子运动速度v1、v2的大小；（2）求在区域Ⅰ和Ⅱ中磁感应强度B1、B2的大小和方向；（3）若加速电压变为3U，且上述两个磁场方向均反向，荧光屏仍在初速位置，求粒子到达荧光屏的位置坐标．参考答案：解：（1）粒子在磁场中运动时洛伦兹力不做功，打在M点和N点的粒子动能均为不变；速度v1、v2大小相等，设为v，由Uq=mv2可得v=（2）如图所示，区域Ⅱ中无磁场时，粒子在区域Ⅰ中运动四分之一圆周后，从C点沿y轴负方向打在M点，轨迹圆心是o1点，半径为r1=R区域Ⅱ有磁场时，粒子轨迹圆心是O2点，半径为r2，由几何关系得r22=（1.2R）2+（r2﹣0.4R）2解得r2=2R由qvB=m得B=则入半径可知，B1=，方向垂直xoy平面向外．B2=，方向垂直xoy平面向里．（3）如图所示，粒子先在区域Ⅰ中做圆周运动．由3qU=mv'2可知，运动速度为

v'==轨道半径为r3===R

由圆心O3的坐标（R，﹣R）可知，O3A与O3O的夹角为30°．通过分析如图的几何关系，粒子从D点穿出区域Ⅰ的速度方向与x轴正方向的夹角为θ=60°粒子进入区域Ⅱ后做圆周运动的半径为r4==2=2R其圆心O4的坐标为（r4sin30°﹣Rsin60°，Rcos60°+r4cos30°），即（，）说明圆心O4恰好在荧光屏乙上．所以，亮点将垂直打在荧光屏乙上的P点，其x轴坐标为x=﹣（r4﹣R）=﹣R其y轴坐标为x=3.5R．答：（1）在区域Ⅰ和Ⅱ中粒子运动速度v1、v2的大小均为；（2）B1为，方向垂直xoy平面向外．B2为，方向垂直xoy平面向里．（3）若加速电压变为3U，且上述两个磁场方向均反向，荧光屏仍在初速位置，粒子到达荧光屏的位置坐标为3.5R．【考点】带电粒子在匀强磁场中的运动；带电粒子在匀强电场中的运动．【分析】（1）带电粒子在磁场中受到洛伦兹力作用下做匀速圆周运动，洛伦兹力始终与速度相垂直，因此洛伦兹力不做功，所以动能不变，根据动能定理可求得粒子的速度；（2）根据带电粒子在磁场中运动，由左手定则可判定洛伦兹力方向．从而可根据运动轨迹来确定洛伦兹力的方向，最终能得出磁感应强度大小与方向．当粒子垂直射入匀强电场时，粒子做类平抛运动，从而利用平抛运动规律来解题．17.如图甲所示，质量M=l.0kg的长木板A静止在光滑水平面上，在木板的左端放置一个质量m=l.0kg的小铁块B，铁块与木板间的动摩擦因数μ=0.2，对铁块施加水平向右的拉力F，F大小随时间变化如图乙所示，4s时撤去拉力.可认为A、B间的最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等，取重力加速度g=10m/s2．求：(1)0~ls内，A、B的加速度大小aA、aB;(2)B相对A滑行的最大距离s;(3)0~4s内，拉力做的功W.参考答案：18.（12分）如图是放置在竖直平面内游戏滑轨的模拟装置，滑轨由四部分粗细均匀的金属杆组成:水平直轨AB，半径分别为R1=1.0m和R2=3.0m的弧形轨道，倾斜直轨CD长为L=6