河南省漯河市召陵区青年第一中学2021-2022学年高三物理下学期期末试题含解析

河南省漯河市召陵区青年第一中学2021-2022学年高三物理下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.如图所示，用大小F的水平力推动活塞，通过传动机构转为曲轴的的转动，在图示位置时，曲轴与水平虚线垂直，此时其受到的转动力矩大小为（不计图中传动装置的重力和摩擦）（A）FL

（B）FLcosθ（C）FLcos2θ

（D）参考答案：A2.关于天然放射现象，以下叙述正确的是A．若使放射性物质的温度升高，其半衰期将减小B．衰变所释放的电子是原子核内的中子转变为质子时产生的C．在、、这三种射线中，射线的穿透能力最强，射线的电离能力最强D．铀核（U）衰变为铅核（Pb)的过程中，要经过8次衰变和10次衰变参考答案：BC3.（单选）如图所示，平行板电容器的两个极板竖直放置，并接直流电源。若一带电粒子恰好能沿图中轨迹穿过电容器，a到c是直线，由于电极板边缘效应，粒子从c到d是曲线，重力加速度为g，则该粒子（

）A．在ac段受重力与电场力平衡并做匀速运动，cd段电场力大于重力B．a到c匀加速直线运动，加速度是g/cosθC．a至d重力势能减小，电势能增加D．a至d粒子所受合力一直沿轨迹的切线方向参考答案：B由题意知在ac段粒子受重力和电场力的合力方向由a至c，做匀加速运动，加速度是g/cosθ，a至d重力、电场力做正功，重力势能、电势能均减小，cd段由合力指向轨迹的弯曲方向可判断出电场力大于重力，cd段粒子的合力方向不沿轨迹的切线方向。只有选项B正确。4.（多选）下列说法正确的是（）A．居里夫妇发现了铀和含铀矿物的天然放射现象B．根据玻尔理论可知，氢原子辐射出一个光子后，氢原子的电势能减小，核外电子的运动速度增大C．德布罗意在爱因斯坦光子说的基础上提出物质波的概念，认为一切物体都具有波粒二象性D．卢瑟福通过对α粒子散射实验的研究，揭示了原子核的组成．E．赫兹在实验时无意中发现了一个使光的微粒理论得以东山再起的重要现象﹣﹣光电效应参考答案：考点：光电效应；玻尔模型和氢原子的能级结构．专题：光电效应专题．分析：根据物理学史和常识解答，记住著名物理学家的主要贡献即可．解答：解：A、贝可勒尔发现了铀和含铀矿物的天然放射现象，故A错误；B、氢原子辐射出一个光子后，从高能级向低能级跃迁，氢原子的能量减小，轨道半径减小，电子速率增大，动能增大，由于氢原子能量减小，则氢原子电势能减小，故B正确；C、德布罗意在爱因斯坦光子说的基础上提出物质波的概念，认为一切物体都具有波粒二象性，故C正确；D、卢瑟福通过对α粒子散射实验的研究，提出原子核式结构学说，故D错误；E、赫兹在实验时无意中发现了一个使光的微粒理论得以东山再起的重要现象﹣﹣光电效应，故E正确；故选：BCE．点评：本题考查物理学史，是常识性问题，对于物理学上重大发现、发明、著名理论要加强记忆，这也是考试内容之一．5.如图所示，置于地面的矩形框架中用两细绳拴住质量为m的小球，绳B水平．设绳A、B对球的拉力大小分别为F1、F2，它们的合力大小为F，现将框架在竖直平面内绕左下端缓慢旋转90°，在此过程中A.F先增大后减小 B.F始终不变C.F1先增大后减小 D.F2先增大后减小参考答案：BD【详解】对小球受力分析如图所示：AB、小球处于静止状态，受力平衡，两绳的拉力的合力与重力大小相等方向相反，则F不变，故A错误，B正确；CD、根据平行四边形定则可知，将框架在竖直平面内绕左下端缓慢旋转90°的过程中，F1逐渐减小，F2先增大后减小，当绳A处于水平方向时，F2最大，故C错误，D正确。二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.（6分）物体以5m/s的初速度沿光滑斜槽向上做直线运动，经4s滑回原处时速度的大小仍为5m/s，则物体的速度变化为

m/s，加速度为

m/s2．（规定初速度方向为正方向）。参考答案：

－10；－2.57.一列简谐横波，沿x轴正向传播，t=0时波形如图甲所示，位于x=0.5m处的A点振动图象如图乙所示．则该波的传播速度是10m/s；则t=0.3s，A点离开平衡位置的位移是﹣8cm．参考答案：①由图甲知波长为λ=2m，由图乙可知波的周期是T=0.2s；则波速为v==10m/s．由乙图知：t=0.3s时，A点到达波谷，其位移为﹣8cm8.某实验小组利用拉力传感器和速度传感器探究“动能定理”，如图所示。他们将拉力传感器固定在小车上，用不可伸长的细线将其通过一个定滑轮与钩码相连，用拉力传感器记录小车受到拉力的大小，在水平桌面上，在水平桌面与相距的A、B两点各安装一个速度传感器，记录通过A、B时的速度大小。小车中可以放置砝码，（1）实验主要步骤如下：①测量小车和拉力传感器的总质量；把细线的一端固定在拉力传感器上，另一端通过定滑轮与钩码相连；正确连接所需电路。

②将小车停在C点，

，小车在细线拉动下运动，记录细线拉力及小车通过A、B时的速度。

③在小车中增加砝码，或

，重复②的操作。（2）下表是他们测得的一组数据，其中是与小车中砝码质量之和，是两个速度传感器记录速度的平方差。可以据此计算动能变化量,是拉力传感器受到的拉力，是在A、B间所做的功。表格中的

，

.（结果保留三位有效数字）次数12345

参考答案：①接通电源后，释放小车②减少钩码的个数③0.600

0.6109.一个小灯泡在3伏的电压下，通过0.25A电流，灯泡所发出的光经聚光后形成很细的光束，沿某个方向直线射出。设灯泡发出的光波长为6000埃，则每秒钟发出的光子个数为______个，沿光的传播方向上2m长的光束内的光子为________个2.26×1018，1.51×10102012学年普陀模拟22。参考答案：2.26×1018，1.51×1010 10.（6分）某地强风的风速为20m/s，设空气密度为ρ=1.3Kg/m3。如果把通过横截面为S=20m2的风的动能的50％转化为电能，则电功率为_______。参考答案：52000W11.如图所示，从倾角为θ的足够长斜面上的A点，先后将同一个小球以不同的初速度水平向右抛出．第一次初速度为υ1，球落到斜面上时瞬时速度方向与斜面夹角为α1；第二次初速度为υ2，球落到斜面上时瞬时速度方向与斜面夹角为α2．不计空气阻力，若υ1>υ2，则α1

α2（填>、=、<）．参考答案：＝

12.（5分）重力势能实际上是万有引力势能在地面附近的近似表达式，其更精确的表达式为，式中G为万有引力恒量，M为地球质量，m为物体质量，r为物体到地心的距离，并以无穷远处引力势能为零。现有一质量为m的地球卫星，在离地面高度为H处绕地球做匀速圆周运动，已知地球半径为R，地球表面处的重力加速度为g，地球质量未知，则卫星做匀速圆周运动的线速度为

，卫星运动的机械能为

。参考答案：；13.(4分)某实验小组利用数字实验系统探究弹簧振子的运动规律，装置如图所示，水平光滑导轨上的滑块与轻弹簧组成弹簧振子，滑块上固定有传感器的发射器。把弹簧拉长5cm后由静止释放，滑块开始振动。他们分析位移—时间图象后发现，滑块的运动是简谐运动，滑块从最右端运动到最左端所用时间为1s，则弹簧振子的振动频率为

Hz；以释放的瞬时为初始时刻、向右为正方向，则滑块运动的表达式为x=

cm。

参考答案：0.5（1分）；5cosπt（3分）三、实验题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.在研究共点力的合成实验中，（1）甲、乙和丙三位同学在做这个实验时，所用弹簧秤的量程均为0～5N，且事先均调整好了零刻度．如图，他们都把橡皮条的一端固定在木板上的A点，用两个弹簧秤分别钩住橡皮条另一端的细绳套，互成角度地将橡皮条拉到某一确定的O点，此时细绳都与制图板平行，用F1和F2表示两个弹簧秤的拉力．其中，甲图：F1和F2的方向互相垂直，F1=3.0N、F2=3.8N；乙图：F1和F2方向间的夹角约为60°，F1=F2=4.0N；丙图：F1和F2方向间的夹角约为120°，F1=F2=4.0N．这三位同学中操作不合适的是哪一位？为什么？操作不合适的是乙同学，因为他这两个力的合力超过了弹簧秤刻度的最大值5N，下面再用一个弹簧测力计拉时拉不到O点（2）丁图是一位同学某次实验用两弹簧秤通过细线Oa、Ob拉橡皮筋OO’的情况，其操作错误或不妥当之处有：细线Oa太短和两细线夹角太小．（至少写两条）参考答案：考点：验证力的平行四边形定则．专题：实验题．分析：抓住弹簧测力计的量程，通过平行四边形定则求出合力的大小，从而判断弹簧测力计能否测量合力的大小．解答：解：（1）对于甲同学，合力F甲=≈4.8N．对于乙同学F乙=2×4cos15°＞5N，对于丙同学，F丙=4N．可见操作不合适的是乙同学，因为他的两个力的合力超过了弹簧测力计的最大值，下面再用一个弹簧测力计拉时拉不到O点．（2）操作错误或不妥当之处有：细线Oa太短；两细线夹角太小；弹簧秤的轴线没有与细线在同一条直线上；故答案为：（1）操作不合适的是乙同学，因为他这两个力的合力超过了弹簧秤刻度的最大值5N，下面再用一个弹簧测力计拉时拉不到O点．（2）细线Oa太短；两细线夹角太小；弹簧秤的轴线没有与细线在同一条直线上．点评：解决本题的关键知道“互成角度的两个力的合成”实验的原理，知道用两根弹簧秤拉和用一根弹簧秤拉，都必须将绳子的结点拉到同一点，保证产生相同的作用效果．15.某实验小组用如图所示的电路测量电源的电动势E和内电阻r，其中．：Rl、R2为标准定值电阻，阻值已知。用I1、I2分别表示S2接l、2时电

路接通后电流表的示数，则：

电动势表达式E=

，内电阻表达式r=

。参考答案：四、计算题：本题共3小题，共计47分16.如图所示，与水平面成37°倾斜轨道AB，其沿直线在C点与半径R=1m的半圆轨道CD相切，全部轨道为绝缘材料制成且放在竖直面内．整个空间存在水平向左的匀强电场，MN的右侧存在垂直纸面向里的匀强磁场．一个质量为m＝0.4kg的带电小球从A点无初速开始沿斜面下滑，至B点时速度为，接着沿直线BC（此处无轨道）运动到达C处进入半圆轨道，进入时无动能损失，且刚好到达D点，从D点飞出时磁场立即消失，不计空气阻力，g＝10m/s2，cos37°＝0.8，求： （1）小球带何种电荷． （2）小球离开D点后的运动轨迹与直线AC的交点距C点的距离． （3）小球在半圆轨道部分克服摩擦力所做的功．参考答案：（1）正电荷

（2）依题意可知小球在BC间做匀速直线运动．在C点的速度为：

在BC段其受力如图所示，设重力和电场力合力为F.F＝qvCB

又F＝mg/cos37°＝5N

解得：

在D处由牛顿第二定律可得：

将代入上式并化简得：

小球离开D点后作类平抛运动，其加速度为：a＝F/m

由得：

（3）设CD段摩擦力做功为Wf,由动能定理可得：

克服摩擦力做功：

解得：＝27.6J

17.电视台“快乐向前冲”节目中的场地设施如图所示，AB为水平直轨道，上面安装有电动悬挂器，可以载人运动，上面上漂浮着一个转盘，以ω=3rad/s的恒定角速度匀速转动，其半径R=1m，轴心O与平台的水平距离L=8m，高度差H=5m，游戏时，选手抓住电动悬挂器，从P点（平台边缘正上方）沿水平方向做初速度为零，加速度a=2m/s2的匀加速运动，到达恰当位置时放手，安全落到转盘上，设人（不考虑身高）的质量为m、与转盘间的最大静摩擦力为0.45mg，取g=10m/s2，问：（1）要使选手恰好落在转盘的中心，放手时位置C与P的距离应为多大？（2）设选手落到转盘上时立即同转盘相对静止，为保证之后不会从转盘滑出，选手从P点出发后经过多长时间应释放悬挂器？（结果可以保留根式）参考答案：考点：动能定理的应用；平抛运动．专题：动能定理的应用专题．分析：（1）由题意可知人水平方向经过的位移，由平抛运动的规律可求得放手时的速度，再对加速过程由运动学公式可求得距离；（2）由向心力公式可求得人离圆心的最远距离，分别由平抛运动的规律可求得放手的时间．解答：解：（1）选手沿水平方向加速过程的位移为