2021-2022学年山西省阳泉市逸夫中学高三物理上学期期末试卷含解析

2021-2022学年山西省阳泉市逸夫中学高三物理上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.（单选）用α粒子轰击氩40()时，生成一个中子和一个新核，该新核的质子和中子的数量分别是（

）

(A)19个和44个

(B)20个和23个

(C)43个和20个

(D)44个和19个参考答案：B2.如图所示，a、b两个带电小球，质量分别为、，用绝缘细线悬挂，两球静止时，它们距水平地面的高度均为h（h足够大），绳与竖直方向的夹角分别为和（），若

剪断细线Oc，空气阻力不计，两球电量不变，重力加速度取g，则

（

）A．a球先落地，b球后落地

B．落地时，a、b水平速度相等，且向右

C．整个运动过程中，a、b系统的电势能增加

D．落地时，a、b两球的动能和为参考答案：D3.（多选）如图所示，水平固定半球形碗的球心为O点，最低点为B点。在碗的边缘向着球心分别平抛出三个小球，分别落在A、B、C点，抛出点O及落点A、B、C点在同一个竖直面内，且A、C点等高，下列说法正确的是（

）A．落在A点和C点的小球，平抛运动时间相同B．落在B点的小球平抛运动时间最长C．落在A点的小球平抛初速度小于落在C点的小球初速度D．落在B点的小球，在B的瞬时速度方向与水平方向成45度参考答案：ABC平抛运动的时间由高度决定即，故AB对；水平方向的分运动是匀速直线运动，由可得C对；D选项中位移与水平方向的夹角是45°，其速度与水平方向的夹角不是45°，二者的关系是角度正切的二倍关系，故D错4.关于库仑定律，下列说法中正确的是（

）A．点电荷就是体积很小的带电体

B．点电荷就是带电量很少的带电体C．由可知，当r→0时F→∞

D．静电力常数的数值是由实验得出的参考答案：D5.(单选)示波管原理如图所示，当两偏转电极XX′、YY′电压为零时，电子枪发射的电子经加速电压加速后会打在荧光屏上正中间的O点，其中x轴与XX′电场的场强方向平行，x轴正方向垂直于纸面指向纸内，y轴与YY′电场的场强方向平行。若要电子打在图示坐标系的第Ⅲ象限内，则()A．X、Y接电源的正极，X′、Y′接电源的负极B．X、Y′接电源的正极，X′、Y接电源的负极C．X′、Y接电源的正极，X、Y′接电源的负极D．X′、Y′接电源的正极，X、Y接电源的负极参考答案：D二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.一个质量为m的氢气球下方通过细绳悬挂一个质量为2m的小球，以速度v匀速上升，它们的总动量为_______；若某一时刻细绳断裂，过了一段时间后小球的速度恰好为零，此时氢气球的动量为_________。（设整个过程中两物体受空气作用力、重力不变）参考答案：3mv，3mv7.一定质量的理想气体，状态从A→B→C→D→A的变化过程可用如图所示的p－V的图描述，图中p1、p2、V1、V2和V3为已知量。(1)气体状态从A到B是______过程(填“等容”、“等压”或“等温”)；(2)状态从B到C的变化过程中，气体的温度______(填“升高”、“不变”或“降低”)；(3)状态从C到D的变化过程中，气体______(填“吸热”或“放热”)；(4)状态从A→B→C→D的变化过程中，气体对外界所做的总功为________。参考答案：(1)等压

(2)降低

(3)放热

(4)p1(V3－V1)－p2(V3－V2)8.光滑的水平面上固定着一个螺旋形光滑水平轨道，俯视如图所示。一个小球以一定速度沿轨道切线方向进入轨道，则轨道对小球做_______（填“正功”、“负功”或“不做功”），小球的线速度_______（填“增大”、“减小”或“不变”）。参考答案：9.如图所示，虚线框内存在一沿水平方向、且与纸面垂直的匀强磁场。现通过图示装置来测量该磁场的磁感应强度大小、并判定其方向。所用器材已在图中给出，其中D为位于纸面内的U形金属框，其底边水平，长度为L，两侧边竖直且等长；直流电源电动势为E，内阻为r；R为电阻箱；S为开关。此外还有细沙、天平和若干轻质导线。已知重力加速度为g。先将开关S断开，在托盘内加放适量细沙，使D处于平衡状态，然后用天平称出细沙质量m1。闭合开关S，将电阻箱阻值调节至R1=r，在托盘内重新加入细沙，使D重新处于平衡状态，用天平称出此时细沙的质量为m2且m2＞m1。（1）磁感应强度B大小为___________，方向垂直纸面____________（选填“向里”或“向外”）；

（2）将电阻箱阻值调节至R2=2r，则U形金属框D_________（选填“向下”或“向上”）加速，加速度大小为___________。六．计算题（共50分）参考答案：（1），向外；（2）向上，10.地球绕太阳公转的周期为T1，轨道半径为R1，月球绕地球公转的周期为T2，轨道半径为R2，则太阳的质量是地球质量的____倍。参考答案：由万有引力提供向心力可知，，联立以上两式可得。11.

(4分)某人把质量为m的球从静止开始举高h，并使它获得速度v，则人对球做的功等于_____,重力对物体做功_____，合外力对物体做功_____。（重力加速度为g）参考答案：答案：mgh+mv2

－mgh

mv212.地球表面的重力加速度为g，地球半径为R。某颗中轨道卫星绕地球做匀速圆周运动，轨道离地面的高度是地球半径的3倍。则该卫星做圆周运动的向心加速度大小为__________；线速度大小为___________；周期为____________。参考答案：，，（提示：卫星的轨道半径为4R。利用GM=gR2。）13.汽车沿半径为R的圆跑道行驶，跑道路面水平，与路面作用的摩擦力的最大值是车重的0.1倍，要使汽车不致冲出跑道，车速最大不能超过

。如果汽车是做匀速圆周运动，在转半圈的过程中路面作用的静摩擦力对汽车做功值为

。（g=10m/s2）参考答案：

答案：

0三、实验题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.(5分）某同学在实验室用如图甲所示的装置来研究牛顿第二定律和有关做功的问题。(1)在此实验中，此同学先接通计时器的电源(频率为50Hz)，再放开纸带，如图乙是在m=100g，M=1kg情况下打出的一条纸带，O为起点，A、B、C为三个相邻的计数点，相邻的计数点之间有四个点没有标出，有关数据如图所示，其中sA=42.05cm，sB=51.55cm，sC=62.00cm，则小车的加速度为a=___________m/s2，打B点时小车的速度vB=_______m/s(保留2位有效数字)

(2)一组同学在做探究加速度与质量的关系实验时，保持沙和沙桶的质量一定，改变小车及车中砝码的质量，测出相应的加速度，采用图像法处理数据。为了比较容易地检查出加速度a与质量M的关系，应该作a与_______的关系图像。

(3)在此实验中，要验证沙和沙桶以及小车的系统机械能守恒，实验数据应满足的关系是_________________________。(用上题的符号表示，不要求计算结果)。参考答案：15.某兴趣小组在一次实验中需测量一只量程已知的电压表的内阻，现提供如下器材：①待测电压表一只（量程3V，内阻约3kΩ待测）；②电流表一只（量程3A，内阻0.01Ω）；③电池组（电动势约为3V，内阻不计）；④滑动变阻器一个；⑤变阻箱一个（可以读出电阻值，0-9999Ω）；⑥开关和导线若干。某同学利用上面所给器材，进行如下实验操作：（1）该同学设计了如图甲、乙两个实验电路。为了更准确地测出该电压表内阻的大小，你认为其中相对比较合理的是

（填“甲”或“乙”）电路。（2）用你选择的电路进行实验时，闭合电键S，改变阻值，记录需要直接测量的物理量：电压表的读数和

（填上文字和符号）；（3）为方便计算电压表的内阻，需作出相应的直线图线，请从下面选项中选择适当的坐标轴，（A）

（B）

（C）

（D）（4）设该直线图像的斜率为、截距为，则用、表示出的电压表内阻的表达式=

。参考答案：（１）

乙

（２）变阻箱的阻值

（３）C（４）

四、计算题：本题共3小题，共计47分16.（14分）一水平放置的圆盘绕竖直固定轴转动，在圆盘上沿半径开有一条宽度为2mm的均匀狭缝。将激光器与传感器上下对准，使两者间连线与转轴平行，分别置于圆盘的上下两侧，且可以同步地沿圆盘半径方向匀速移动，传感器接收一个激光信号，并将其输入计算机，经处理后画出相应图线。图（a）为该装置的示意图，图（b）为所接收的光信号随时间变化的图像，横坐标表示时间，纵坐标表示接收到的激光信号强度，图中△t1＝1.0×10-3s，△t2＝0.8×10-3s。（1）利用图（b）中的数据求1s时圆盘转动的角速度。（2）说明激光器和传感器沿半径移动的方向。（3）求图（b）中第三个激光信号的宽度△t3。参考答案：解析：（1）由图线读得，转盘的转动周期Ｔ=0.8s角速度（2）激光器和探测器沿半径由中心向边缘移动（理由为：由于脉冲宽度在逐渐变窄，表明光信号能通过狭缝的时间逐渐减少，即圆盘上对应探测器所在位置的线速度逐渐增加，因此激光器和探测器沿半径由中心向边缘移动）（3）设狭缝宽度为d，探测器接收到第i个脉冲时距转轴的距离为，第i个脉冲的宽度，激光器和探测器沿半径的运动速度为由此解得：＝Δt1Δt2／2△t1―△t2＝0.67×10-3s17.如图所示，从A点以的水平速度抛出一质量的小物块（可视为质点），当物块运动至B点时，恰好沿切线方向进入光滑圆弧轨道BC，经圆孤轨道后滑上与C点等高、静止在粗糙水平面的长木板上，圆弧轨道C端切线水平。已知长木板的质量M=4kg,A、B两点距C点的高度分别为H=0.6m、h=0.15m，R=0.75m，物块与长木板之间的动摩擦因数，长木板与地面间的动摩擦因数。求：（1）小物块运动至B点时的速度大小和方向；（2）小物块滑动至C点时，对圆弧轨道C点的压力；（3）长木板至少为多长，才能保证小物块不滑出长木板？参考答案：⑴物块做平抛运动：H－h=gt2

（2分）设到达C点时竖直分速度为vy：vy＝gt（1分）=5m/s（1分）方向与水平面的夹角为θ：tanθ＝vy/v0＝3/4，即θ=37°

（1分）⑵从A至C点，由动能定理得mgH=（2分）设C点受到的支持力为FN，则有FN－mg=（1分）由上式可得v2=m/s

FN=47.3N

（1分）根据牛顿第三定律可知，物块m对圆弧轨道C点的压力大小为47.3N（1分）⑶由题意可知小物块m对长木板的摩擦力f=μ1mg=5N（1分）长木板与地面间的最大静摩擦力近似等于滑动摩擦力f′=μ2(M+m