2021-2022学年黑龙江省哈尔滨市五常第一中学高三物理下学期期末试题含解析

2021-2022学年黑龙江省哈尔滨市五常第一中学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.（单选）用轻质等长的细线把两个质量相等的带电小球a、b悬挂起来，a球带负电﹣3q，b球带正电q，整个装置处在水平向右的匀强电场中，最后达到平衡时的状态可能是（）A．B．C．D．参考答案：考点：匀强电场中电势差和电场强度的关系．专题：电场力与电势的性质专题．分析：对两球连同之间的细线看成一个整体，分别对其进行竖直方向和水平方向的受力分析，观察绳子弹力的方向便可迎刃而解．隔离对b分析，根据共点力平衡确定ab之间绳子的方向．解答：解：对整体分析，整体的受力分析图如右图所示，可知绳子拉力方向斜向右上方．隔离对b分析，b受力图若左图所示，绳子拉力方向斜向左上方．根据平衡共点力平衡知，绳子与竖直方向的夹角相等，所以b球处于虚线位置．故D正确，A、B、C错误．故选：D．点评：解决本题的关键能够正确地受力分析，运用共点力平衡进行求解，掌握整体法和隔离法的综合运用．2.2011年3月11日，日本9.0级大地震导致福岛核电站发生核泄漏事故，引起周边，国家的关注和恐慌．核反应会产生许多放射性的副产品如碘131和铯137，由于发生核泄漏，许多国家都已检测出这两种核素．有关核反应及其产物，以下说法正确的是

A．日本福岛核电站是采用可控聚变反应技术，将产生的核能转化为电能B．反应堆可能发生的一种核反应方程是C．已知铯137的半衰期为30年，现有-100个原子核铯137经过60年将剩下25个D．若核反应中质量亏损了△m，则将释放△mc2的核能参考答案：D3.一交流电压为u＝100sin100πtV，由此表达式可知（

）

A．用电压表测该电压其示数为100V

B．该交流电压的周期为0.02s

C．将该电压加在“100V

100W”的灯泡两端，灯泡的实际功率小于100WD．t＝1/400s时，该交流电压的瞬时值为50V参考答案：B4.（多选）如图所示，光滑U型金属导轨PQMN水平放置在竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度为B，导轨宽度为L，QM之间接有阻值为R的电阻，其余部分电阻不计．有质量为m，电阻也为R的金属棒ab放在导轨上，给棒一个水平向右的初速度v0使之滑行，最后停在导轨上．则在此过程中A．整个回路产生的焦耳热为

B．通过电阻的总电量为

C．通过电阻的总电量为

D．棒运动的总位移为

参考答案：AB5.(多选)2013年3月19日，美国成功发射了第2颗“天基红外系统”地球静止轨道卫星(SBIRSGEO—2),它是目前技术最先进的导弹预警卫星。若卫星在发射升空的过程中总质量不变，则下列有关该卫星的说法正确的有A.当卫星到达它的运行轨道时，其内部的物体将不再受重力的作用B.在卫星加速上升的过程中其机械能逐渐变大C.该卫星的轨道会经过地球南北极的上空D.当卫星到达它的运行轨道时，其线速度必定小于7.9km/s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.质点在直线A、B、C上作匀变速直线运动（图2），若在A点时的速度是5m/s，经3s到达B点时速度是14m/s，若再经过4s到达C点，则它到达C点时的速度是______m/s.参考答案：267.（5分）如图所示是一列简谐波的一段图象，已知d点到达波峰的时间比c早1s/200，a、c两点间水平距离为3m，则该波的传播方向为

，波速为

m/s。

参考答案：

答案：向左

2008.一同学在某次实验中利用打点计时器打出的一条纸带如下图所示。A、B、C、D、E、F是该同学在纸带上选取的六个计数点，其中计数点间还有若干个点未标出，设相邻两个计数点间的时间间隔为T。该同学用刻度尺测出AC间的距离为S1，BD间的距离为S2，则打B点时小车运动的速度＝

，小车运动的加速度a=

。参考答案：

9.物理小组在一次探究活动中测量滑块与木板之间的动摩擦因数。实验装置如图甲所示，打点计时器固定在斜面上。滑块拖着穿过打点计时器的纸带从斜面上滑下。图乙是打出的纸带一段。（1）已知打点计时器使用的交流电频率为50Hz，选A、B、C……等7个点为计数点，且各计数点间均有一个没有画出，如图乙所示。滑块下滑的加速度a=

m/s2。（2）为测量动摩擦因数，下列物理量中还应测量的有

。（填入所选物理量前的字母）

A．木板的长度L

B．木板的末端被垫起的高度h

C．木板的质量m1

D．滑块的质量m2

E．滑块运动的时间t

（3）测量（2）中所选定的物理量需要的实验器材是

。

（4）滑块与木板间的动摩擦因数=

（用被测量物理量的字母表示，重力加速度为g）。与真实值相比，测量的动摩擦因数

（填“偏大”或“偏小”），写出支持你的看法的一个论据：

。参考答案：（1）3.00（2分）（2）AB（2分）（3）刻度尺（1分）（4）（2分）偏大（1分）没有考虑纸带与打点计时器间的摩擦和空气阻力等因素。10.在同一光滑斜面上放同一导体棒，右图所示是两种情况的剖面图。它们所外空间有磁感强度大小相等的匀强磁场，但方向不同，一次垂直斜面向上，另一次竖直向上,两次导体A分别通有电流I1和I2，都处于静止平衡。已知斜面的倾角为θ，则I1：I2=

，斜面对导体A的弹力大小之比N1：N2=

。参考答案：cosθ：1

cos2θ：111.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和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：1）天平，刻度尺（1分）（2）沙和沙桶的总质量远小于滑块的质量（1分），

平衡摩擦力（1分）

（3）（2分）12.在“探究加速度与物体受力的关系”活动中，某小组设计了如图所示的实验。图中上下两层水平轨道表面光滑，两完全相同的小车前端系上细线，细线跨过滑轮并分别挂上装有不同质量砝码的盘，两小车尾部细线水平连到控制装置上，实验时通过控制细线使两小车同时开始运动，然后同时停止。实验中：（1）应使砝码和盘的总质量远小于小车的质量，这时可认为小车受到的合力的大小等于

。（2）若测得小车1、2的位移分别为x1和x2，则小车1、2的加速度之比

。（3）要达到实验目的，还需测量的物理量是

。参考答案：(1)砝码和盘的总重

(2分)(2)x1/x2

(2分)

(3)两组砝码和盘的总重量（质量）（或盘的质量、两砝码和盘的总重量的比值）13.为了验证“当质量一定时，物体的加速度与它所受的合外力成正比”，一组同学用图甲所示的装置进行实验，并将得到的实验数据描在图乙所示的坐标图中．(1)在图乙中作出a－F图线．(2)由a－F图线可以发现，该组同学在实验操作中遗漏了____________这个步骤．(3)根据a－F图线可以求出系统的质量是________(保留两位有效数字)．参考答案：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”的实验情况如图甲所示，其中A为固定橡皮筋的图钉，O为橡皮筋与细绳的结点，OB和OC为细绳。图乙是在白纸上根据实验结果画出的图。①图乙中的F与F′两力中，方向一定沿AO方向的是____________________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：①F'；

②B;15.如图所示，一端带有定滑轮的长木板上固定有甲、乙两个光电门，与之相连的计时器可以显示带有遮光片的小车在其间的运动时间，与跨过定滑轮的轻质细绳相连的轻质测力计能显示挂钩处所受的拉力．(1)在探究“合外力一定时，加速度与质量的关系”时，要使测力计的示数等于小车所受合外力，必须进行操作是

．(2)实验时，先测出小车质量m，再让小车从靠近光电门甲处由静止开始运动，读出小车在两光电门之间的运动时间t.改变小车质量m，测得多组m、t的值，建立坐标系描点作出图线．下列能直观得出“合外力一定时，加速度与质量成反比”的图线是

．参考答案：.平衡摩擦力

C

四、计算题：本题共3小题，共计47分16.如图所示，一粗糙的水平轨道靠在半径为R=0.2m的1/4光滑圆弧轨道右侧，光滑圆弧轨道固定，水平轨道处在光滑的水平面上，可自由滑动。一质量m=1kg的滑块（可视为质点）从A点正上方H=3m处自由下落经圆弧轨道最低点B进入水平轨道．滑块在水平轨道上滑行1s后离开轨道.已知水平轨道质量M=5kg，轨道面离地面高h=1.8m，滑块与水平轨道间的动摩擦因数μ=0.5．（取g=10m/s2）.求：（1）滑块到达B点时对轨道的压力；（2）水平轨道的长度；（3）滑块落地时，它与水平轨道右端的水平距离。参考答案：见解析（1）滑块从最高点运动到B：

(1分)在B点：

(1分)解得

F=330N滑块在B点对轨道的压力竖直向下，大小为330N

(1分)（2）滑块在水平轨道上运动对滑块m：

(1分)

(1分)对轨道M：

(1分)

(1分)由能量守恒定律，有

(2分)解得，水平轨道长度

L=5m

(1分)（3）滑块离开轨道后：滑块平抛运动

(1分)

(1分)轨道匀速运动

(1分)滑块落地时，它与水平轨道右端的水平距离

(1分)解得：m

(1分)17.春节放假期间，全国高速公路免费通行，小轿车可以不停车通过收费站，但要求小轿车通过收费站窗口前x0=9m区间的速度不超过v0=6m/s．现有甲、乙两小轿车在收费站前平直公路上分别以v甲=20m/s和v乙=34m/s的速度匀速行驶，甲车在前，乙车在后．甲车司机发现正前方收费站，开始以大小为a甲=2m/s2的加速度匀减速刹车．（1）甲车司机需在离收费站窗口至少多远处开始刹车才不违章；（2）若甲车司机经刹车到达离收费站窗口前9m处的速度恰好为6m/s，乙车司机在发现甲车刹车时经t0=0.5s的反应时间后开始以大小为a乙=4m/s2的加速度匀减速刹车．为避免两车相撞，且乙车在收费站窗口前9m区不超速，则在甲车司机开始刹车时，甲、乙两车至少相距多远？参考答案：解：（1）对甲车速度由20m/s减速至6m/s的位移为：x1==m=91m

x2=x0+x1=100m

即：甲车司机需在离收费站窗口至少100m处开始刹车（2）设甲、乙两车速度相同时的时间为t，由运动学公式得：v乙﹣a乙（t﹣t0）=v甲﹣a甲t代入数据解得：t=8s

相同速度v=v甲﹣a甲t=4m/s＜6m/s，即v=6m/s的共同速度为不相撞的临界条件

乙车从开始以34m/s减速至6m/s的位移为：代入数据解得：x3=157m所以要满足条件甲、乙的距离为：x=x3﹣x1=157﹣91m=66m

答：（1）甲车司机需在离收费站窗口至少100m处开始刹车才不违章．（2）甲、乙两车至少相距66m．18.反射式速调管是常用的微波器件之一，它利用电子团在电场中的振荡来产生微波，其振荡原理与下述过程类似。已知静电场的方向平行于

x

轴，其电势

φ

随

x

的分布如图所示。一质量

m

＝1.0×10

-20

kg

，电荷量

q

＝

1.0×10

-9

C

的带负电的粒子从（

-1

，

0

）点由静止开始，仅在电场力作用下在

x

轴上往返运动。忽略粒子的重力等因素。求：（

1

）

x