2021-2022学年山西省运城市国营五四一总厂中学高三物理上学期期末试题含解析

2021-2022学年山西省运城市国营五四一总厂中学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）如图，质量相同的两物体a、b，用不可伸长的轻绳跨接在同一光滑的轻质定滑轮两侧，a在水平桌面的上方，b在水平粗糙桌面上．初始时用力压住b使a、b静止，撤去此压力后，a开始运动，在a下降的过程中，b始终未离开桌面．在此过程中（）A．a的动能小于b的动能B．两物体机械能的变化量相等C．a的重力势能的减小量等于两物体总动能的增加量D．绳的拉力对a所做的功与对b所做的功的代数和为零参考答案：考点：功能关系．分析：b的速度在绳子方向的分速度与a的速度相等，比较出速度大小即可比较动能的大小．解答：解：A、将b的实际速度进行分解如图：由图可知va=vbcosθ，即a的速度小于b的速度，故a的动能小于b的动能，A正确；B、由于有摩擦力做功，故ab系统机械能不守恒，则二者机械能的变化量不相等，B错误；C、a的重力势能的减小量等于两物体总动能的增加量与产生的内能之和，故a的重力势能的减小量大于两物体总动能的增加量，C错误；D、在这段时间t内，绳子对a的拉力和对b的拉力大小相等，绳子对a做的功等于﹣FTvat，绳子对b的功等于拉力与拉力方向上b的位移的乘积，即：FTvbcosθt，又va=vbcosθ，所以绳的拉力对a所做的功与对b所做的功的绝对值相等，二者代数和为零，故D正确．故选：AD．点评：本题考查了有摩擦力作用下的系统功能转化关系，克服摩擦力做功时，系统的机械能减少，减少的机械能转化为内能．2.（单选）如图所示，在xOy平面有匀强电场，一群质子从P点出发，可以到达圆O上任一个位置，比较圆上这些位置，发现到达圆与x轴正半轴的交点A点时，动能增加量最大，增加了60eV，已知圆的半径25cm，。则匀强电场的电场强度是（

）A.120V/m

B.187.5V/m

C.150V/m

D.238.5V/m参考答案：B到A点时，动能增加量最大，说明等势面在A点与圆相切（否则一定还可以在圆上找到与A点电势相等的点，质子到这点与到A点，电场力做功一样，动能增加量是一样的，这与到达A点时，动能增加量最大相矛盾）也就是等势面与y轴平行，所以电场线与x轴平行，PA两点的电势差，由匀强电场中电场强度与电势差的关系可得：，故B正确，A、C、D错误。3.质量为m的导体棒ab置于光滑圆弧形金属导轨上，导轨下端接有电源，如图所示。磁场方向为下列哪一种情况时能使导体棒静止在导轨上(

)A．沿ab方向

B．沿ba方向C．竖直向下

D．竖直向上参考答案：答案：C4.一个水平固定的金属大圆环A，通有恒定的电流，方向如图所示，现有一小金属环B自A环上方落下并穿过A环，B环在下落过程中保持水平，并与A环共轴，那么在B环下落过程中

A．B环中感应电流方向始终与A环中电流方向相反[B．B环中感应电流方向与A环中电流方向先相反后相同C．经过A环所在平面的瞬间，B环中感应电流最大D．经过A环所在平面的瞬间，B环中感应电流为零参考答案：BD5.如图所示的位移((x)-时间(t)图象和速度(v)—时间(t)图象中给出四条图线，甲、乙、丙、丁代表四辆车由同一地点向同一方向运动的情况，则下列说法正确的是A.甲车做直线运动，乙车做曲线运动B.0-t2时间内，丙、丁两车的平均速度相等C.0-t1时间内，甲车通过的路程大于乙车通过的路程D.0-t2时间内，丙、丁两车在t2时刻相距最远参考答案：D解：A、x-t图像描述的是物体运动过程中位移与时间之间的变化关系，而不是物体运动的轨迹，故A错误；B、0～t2时间内，丙车的位移小于丁车的位移，时间相等，平均速度等于位移除以时间，所以丙车的平均速度小于丁车的平均速度，故B错误；C、0-t1时间内，由于甲、乙都沿正方向做直线运动，位移相等，甲车通过的路程等于乙车通过的路程，故C错误；D、由速度图象与时间轴围成的面积表示位移可知：丙、丁两车在t2时刻面积差最大，所以相距最远，故D正确．故选：D二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.用中子轰击锂核()，发生的核反应为：，式中n代表中子，X代表核反应产生的新核，同时释放出4.8MeV的核能(leV=1.6xl0J)。则新核中的中子数为△△

，核反应过程中的质量亏损为△△

kg(计算结果保留两位有效数字)。参考答案：2

7.如图所示，某种自动洗衣机进水时，洗衣机缸内水位升高，与洗衣缸相连的细管中会封闭一定质量的空气，通过压力传感器感知管中的空气压力，从而控制进水量．将细管中密闭的空气视为理想气体，当洗衣缸内水位缓慢升高时，外界对空气做了0.5J的功，则空气________(填“吸收”或“放出”)了__________的热量．参考答案：放出0.58.一个中子与某原子核发生核反应，生成一个氘核，其核反应方程式为________。该反应放出的能量为Q，则氘核的比结合能为________。参考答案：01n＋11H→12H(9.宇宙中存在一些离其它恒星较远的、由质量相等的三颗星组成的三星系统（假设三颗星的质量均为m，引力常量为G），通常可忽略其它星体对它们的引力作用。已观测到稳定的三星系统存在两种基本的构成形式：第一种形式是三颗星位于同一直线上，两颗星围绕中央星在同一半径为R的圆轨道上运行，则两颗运动星体的运动周期为

；第二种形式是三颗星位于等边三角形的三个顶点上，并沿外接于等边三角形的圆形轨道运行，周期与第一种形式相同，则三颗星之间的距离为

。参考答案：10.某兴趣小组设计了一个探究小车的加速度a与小车所受拉力F及质量m关系的实验，图a为实验装置简图．（所用交变电流的频率为50Hz）

（1）图b为某次实验得到的纸带，实验数据如图，图中相邻计数点之间还有4个点未画出。根据纸带可求出小车的加速度大小为

m/s2，打C点时纸带的速度大小为

m/s（保留二位有效数字）

（2）保持小车质量不变，改变砂和砂桶质量，一位同学根据实验数据作出了加速度a随拉力F的变化图线如图所示。该图线不通过原点，其主要原因是___________________________。参考答案：（1）0.51

（2分）

0.71

（2分）（2）_没有平衡摩擦力或平衡摩擦力不足．（2分）13.如图，墙上有两个钉子a和b，它们的连线与水平方向的夹角为45°，两者的高度差为l。一条不可伸长的轻质细绳一端固定于a点，另一端跨过光滑钉子b悬挂一质量为m1的重物。在绳上距a端l/2的c点有一固定绳圈。若绳圈上悬挂质量为m2的钩码，平衡后绳的ac段正好水平，则重物和钩码的质量比=________。参考答案：12.核动力航母利用可控核裂变释放核能获得动力．核反应是若干核反应的一种，其中X为待求粒子，y为X的个数，则X是

▲

（选填“质子”、“中子”、“电子”），y＝

▲

.若反应过程中释放的核能为E，光在真空中的传播速度为c，则核反应的质量亏损表达式为

▲

.参考答案：中子（1分）

3（1分）

E/c2(1分)；13.t=0时刻从坐标原点O处发出一列简谐波，沿x轴正方向传播，4s末刚好传到A点，波形如图所示.则A点的起振方向为______，该波的波速v=_____m/s.

参考答案：

(1).向上（或沿y轴正方向）

(2).2.5【分析】利用同侧法可以得到所有质点的振动方向和波的传播方向的关系；波向右匀速传播，根据传播距离x=10m，时间t=4s，求出波速.【详解】根据简谐横波向右传播，对振动的每一个质点利用同侧法(波的传播方向和质点的振动方向垂直且在波的同一侧)可知A点的起振方向为向上（或沿y轴正方向）；波向右匀速传播，根据传播距离x=10m，时间t=4s，则.【点睛】在波的图象问题中，由波的传播方向判断质点的振动方向是基本能力，波速公式也是一般知识，要熟练掌握和应用．三、实验题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.某同学到实验室做“测电源电动势和内阻”的实验时，发现实验台上有以下器材：待测电源（电动势约为4V，内阻约为2Ω）一个阻值未知的电阻R0电压表（内阻很大，有5V、15V两个量程）两块电流表（内阻约为5Ω，量程500mA）滑动变阻器A（0～20Ω，3A）滑动变阻器B（0～200Ω，0.2A）电键一个，导线若干。该同学想在完成学生实验“测电源电动势和内阻”的同时测出定值电阻R0的阻值，设计了如图所示的电路。实验时他用U1、U2、I分别表示电表V1、V2、A的读数。在将滑动变阻器的滑片移动到不同位置时，记录了U1、U2、I的一系列值.其后他在两张坐标纸上各作了一个图线来处理实验数据，并计算了电源电动势、内阻以及定值电阻R0的阻值。根据题中所给信息解答下列问题：①在电压表V1接入电路时应选择的量程是_________，滑动变阻器应选择_________（填器材代号“A”或“B”）;②在坐标纸上作图线时，用来计算定值电阻R0的图线的横坐标轴、纵坐标轴分别应该用_________、__________表示。（填“U1、U2、I”或由它们组成的算式）③若实验中的所有操作和数据处理无错误，实验中测得的定值电阻R0的值________（选填“大于”、“小于”或“等于”）其真实值。参考答案：①

5V

；A

；②I

；

U1-U2

。

③

大于15.要测量电压表V1的内阻RV，其量程为2V，内阻约2KΩ。实验室提供的器材有：电流表A，量程0.6A，内阻约0.1Ω；电压表V2，量程5V，内阻为5KΩ；定值电阻R1，阻值30Ω；定值电阻R2，阻值为3KΩ；滑动变阻器R3，最大阻值100Ω，额定电流1.5A；电源E，电动势6V，内阻约0.5Ω；开关S一个，导线若干。(1)有人拟将待测电压表V1

和电流表A串联接入电压合适的测量电路中，测出V1的电压和电流，再计算出RV。该方案实际上不可行，其最主要的原因是

(2)请从上述器材中选择必要的器材，设计一个测量电压表V1内阻RV的实验电路。要求测量尽量准确，实验必须在同一电路中，且在不增减元件的条件下完成。试画出符合要求的实验电路图（图中电源与开关已连接好），并标出所选元件的相应字母代号(3)由上问写出V1内阻RV的表达方式，说明式中各测量量的物理意义。

参考答案：⑴；电流表A不能准确测量出流过电压表V1的电流⑶ 表示的电压 表示和串联的总电压四、计算题：本题共3小题，共计47分16.如图所示的坐标系，x轴沿水平方向，y轴沿竖直方向。在x轴上方空间的第一、第二象限内，既无电场也无磁场，在第三象限，存在沿y轴正方向的匀强电场和垂直xy平面（纸面）向里的匀强磁场，在第四象限，存在沿y轴负方向、场强大小与第三象限电场场强相等的匀强电场。一质量为m、电量为q的带电质点，从y轴上y=h处的P1点以一定的水平初速度沿x轴负方向进入第二象限。然后经过x轴上x=–2h处的P2点进入第三象限，带电质点恰好能做匀速圆周运动。之后经过y轴上y=–2h处的P3点进入第四象限。已知重力加速度为g。求：（1）带电质点到达P2点时速度的大小和方向；（2）第三象限空间中电场强度和磁感应强度的大小；（3）带电质点在第四象限空间运动过程中最小速度的大小和方向。参考答案：（1）质点从P1到P2，由平抛运动规律

h=

（2分）

v0=

vy=gt

（2分）

求出

v=

方向与x轴负方向成45°角

（2分）

（2）质点从P2到P3，重力与电场力平衡，洛仑兹力提供向心力

Eq=mg

（2分）

Bqv=m

（2分）

(2R)2=(2h)2+(2h)2

（2分）

解得

E=

B=

（2分）

（3）质点进入第四象限，水平方向做匀速直线运动，竖直方向做匀减速直线运动。当竖直方向的速度减小到0，此时质点速度最小，即v在水平方向的分量

vmin=vcos45°=

（2分）

方向沿x轴正方向

（2分）17.将一个电荷量为－2×10－8C的点电荷，从零电势点S移到M点要克服静电力做功4×10－8J.(1)q在M点的电势能和M点的电势各是多少？(2)q移入电场前，M点的电势是多少？(3)若将该电荷从M点移至N点，静电力做功1.4×10－7J，则N点的电势能和电势分别为多少？参考答案：（1）4×10-8J；-2V（2）-2V（3）-1.0×10-7J；5V（1）点电荷从零电势点S移到M点要克服静电力做功4×10-8J，其电势能增加4×10-8J，则M点电势能EPM=4×10-8J，M点电势φM=V=-2V

（2）q移入电场前，M点的电势仍为-2V；（3）若将该电荷从M点移到N点，静电力做功1.4×10-7J，电