2022年安徽省亳州市立仓中学高三物理上学期期末试题含解析

2022年安徽省亳州市立仓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.如图所示，直线A为电源a的路端电压与电流的关系图象；直线B为电源b的路端电压与电流的关系图象;直线C为一个电阻R的两端电压与电流关系的图象。将这个电阻R分别接到a、b两电源上，那么(

)A．R接到a电源上，电源的效率较高B．R接到b电源上，电源的效率较高C．R接到a电源上，电源的输出功率较大D．R接到b电源上，电源的输出功率较大参考答案：BC2.（单选）如图所示，小车上有固定支架，支架上用细线拴一个小球，线长为（小球可看作质点），小车与小球一起以速度v0沿水平方向向左匀速运动。当小车突然碰到矮墙后车立即停止运动，此后小球升高的最大高度不可能是（线未被拉断）(

)A．大于 B．小于 C．等于 D．等于2参考答案：A解析：如果小球的速度恰好使小球运动到与O等高位置，由机械能守恒可得=mgh，则最大高度是h=．若初速度小于此时的值，则由机械能守恒定律可知h＜．如果小球的速度使小球上升的最大高度大于L，而小于2L，小球将不能做完整的圆周运动，而后离开圆轨道，此时在最高点小球有一定的速率，设为v，则有：mgh+mv2=，v＞0，则h＜.如果小球的速度能使小球做完整的圆周运动，则最大高度为2L．所以小球上升的最大高度不可能大于．本题选不可能的，故选：A．3.一个质子以1.0×10７ｍ/ｓ的速度撞入一个静止的铝原子核后被俘获，铝原子核变为硅原子核，已知铝原子核的质量是质子的27倍，硅原子核的质量是质子的28倍，则下列判断中正确的是(

)A．核反应方程为Al＋H→SiB．核反应方程为Al＋n→SiC．硅原子核速度的数量级为10７ｍ/ｓ，方向跟质子的初速度方向一致D．硅原子核速度的数量级为10５ｍ/ｓ，方向跟质子的初速度方向一致参考答案：4.（单选）如图4，在小车架子上的A点固连一条像皮筋，在弯杆的一端B有一个光滑的小环。橡皮筋的原长正好等于A、B之间的距离，像皮筋穿过小环悬挂着一个小球，系统处于平衡状态.现使小车从静止开始向左加速，加速度从零开始逐渐增大到某一值，然后保持此值，小球稳定时偏离竖直方向某一角度(橡皮筋遵循胡克定律且在弹性限度内).与稳定在竖直位置时相比，小球离度A.一定升高

B.一定降低

C.保持不变

D.升高或降低由橡皮筋的劲度系数决定参考答案：C解析：设L0为橡皮筋的原长，k为橡皮筋的劲度系数，小车静止时，对小球受力分析得：T1=mg，弹簧的伸长x1=即小球与悬挂点的距离为L1=，

当小车的加速度稳定在一定值时，对小球进行受力分析如图，得：T2cosα=mg，T2sinα=ma，所以：T2=，弹簧的伸长：x2=则小球与悬挂点的竖直方向的距离为：L2=cosα===L1，所以L1=L2，即小球在竖直方向上到悬挂点的距离减小，所以小球一定不变，故C正确，ABD错误．故选：C．5.（多选题）如图所示，水平面内的等边三角形ABP的边长为L，顶点P恰好位于一倾角为30°的光滑，绝缘直轨道O'P的最低点，O'为竖直投影点O处三角形AB边的中点，现将一对等量异种电荷固定于A、B两点，各自所带电荷量为Q，在光滑直导轨O'P上端O'处将质量为m，带电荷量为+q的小球套在轨道上（忽略它对原电场的影响）由静止开始释放，取无穷远处电势为零，静电力常量为k，重力加速度为g，空气阻力可忽略，则小球沿轨道O'P下滑过程中（）A．小球刚释放时的加速度大小为0.5gB．小球的电势能先增大后减小C．小球到达轨道底端P的速度为D．轨道O'与P处场强大小之比为参考答案：ACD【考点】电场的叠加；电荷守恒定律．【分析】根据矢量合成的方法，结合库仑定律即可求出o′点的电场强度；对o′点的小球进行受力分析，结合库仑定律即可求出小球在o′点点的加速度；根据功能关系即可求出小球到达C的动能；根据等量同种点电荷的电场的特点分析各点的电势的变化，然后结合电势与电势能的关系分析小球的电势能的变化【解答】解：A、在o′点电场强度方向水平向右，则加速度由重力沿斜面向下的分量产生：a=gsin30°=0.5g，故A正确B、因等量异种电荷固定于A、B两点，则在其连线的中垂面上所有点的场强方向垂直于该面，则为等势面，则小球O'P下滑过程中电势能不变，故B错误C、因由o′点到P点电势相等，电场力不做功，只有重力做功：mgLsin30°=得v=，故C正确D、对于o′点：AO=L，oo′=Lsin60°tan30°=，则Ao′==，Ω∠o′Ao=45°，则其场强为：E=对于P点：E′=2×Kcos60°则=，故D正确故选：ACD二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.如图所示，质量M=2kg均匀矩形木块靠在光滑墙上，A点处有固定光滑转动轴，AB与水平方向夹角30°，CD边长为2m，B、D两点连线与地面平行，一质量m=10kg的小物体若固定在CD边上且位于A点正上方处，则墙对木块的弹力为______________N；若将小物体从C点处静止释放使其沿CD边自由下滑，物体与木块间动摩擦因数为μ=0.2，物体维持匀加速直线运动的时间为______________s。参考答案：，1.08

7.一物体在水平面上运动，以它运动的起点作为坐标原点，表中记录了物体在x轴、y轴方向的速度变化的情况。物体的质量为m＝4kg，由表格中提供的数据可知物体所受合外力的大小为__________N，该物体所做运动的性质为__________。参考答案：

答案：4（14.4)

匀加速曲线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：不做功；不变解析：轨道支持力与运动方向垂直，轨道对小球不做功，小球的线速度不变。9.光滑斜面的倾角为α，将一个质量为m的小球从斜面上A点以初速度v0，沿平行斜面底边的方向射出，小球沿斜面运动到底边上的B点。如图所示，已知A点高为h，则小球运动到B点时的速度大小为__________，在斜面上运动的时间为___________。

参考答案：

答案：

10.如图所示，由导热材料制成的气缸和活塞将一定质量的理想气体封闭在气缸内，活塞与气缸壁之间无摩擦，活塞上方存有少量液体，将一细管插入液体，利用虹吸现象，使活塞上方液体缓慢流出，在此过程中，大气压强与外界的温度均保持不变，下列各个描述理想气体状态变化的图象中与上述过程相符合的是

图，该过程为

过程。（选填“吸热”、“放热”或“绝热”）参考答案：D

吸热气体做等温变化，随着压强减小，气体体积增大。A、B图中温度都是变化的；等温情况下，PV＝C，图象是一条过原点的直线，故图D正确。故选D。该过程中，体积增大，气体对外界做功，W＜0，等温变化，所以Q＞0，气体要吸收热量。11.一个质量为50kg的人站立在静止于平静水面上的质量为400kg的船上，突然船上人对地以2m/s的水平速度跳向岸，不计水的阻力，则船以_____

___m/s的速度后退，若该人向上跳起后，以人船为系统，人船系统的动量_________。（填守恒或不守恒）参考答案：0.25

不守恒12.在研究摩擦力特点的实验中，将质量为0.52kg木块放在水平长木板上，如图甲所示，用力沿水平方向拉木块，拉力从0开始逐渐增大．分别用力传感器采集拉力和木块受到的摩擦力，并用计算机绘制出摩擦力f随拉力F的变化图象，如图乙所示．（g=10m/s2）可测得木块与长木板间的动摩擦因数μ=

。参考答案：0.6

13.（4分）两个额定电压为220V的白炽灯L1和L2的U－I特性曲线如图所示。L2的额定功率约为_______W；现将L1和L2串联后接到220V的电源上，电源内阻忽略不计，此时L2的实际功率约为________W。参考答案：答案：99，17.5三、简答题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.（选修3-5）（4分）已知氘核质量2.0136u，中子质量为1.0087u，核质量为3.0150u。A、写出两个氘核聚变成的核反应方程___________________________________。B、计算上述核反应中释放的核能。（结果保留2位有效数字）（1u=931.5Mev）C、若两氘以相等的动能0.35MeV作对心碰撞即可发生上述核反应，且释放的核能全部转化为机械能，则反应中生成的核和中子的动能各是多少？（结果保留2位有效数字）参考答案：

答案：a、

b、在核反应中质量的亏损为Δm=2×2.0136u-1.0087u-3.015u=0.0035u所以释放的核能为0.0035×931.5Mev=3.26Mev

c、反应前总动量为0，反应后总动量仍为0，

所以氦核与中子的动量相等。

由EK=P2/2m得

EHe:En=1:3

所以En=3E/4=2.97Mev

EHe=E/4=0.99Mev15.(2)一定质量的理想气体，在保持温度不变的情况下，如果增大气体体积，气体压强将如何变化？请你从分子动理论的观点加以解释．如果在此过程中气体对外界做了900J的功，则此过程中气体是放出热量还是吸收热量？放出或吸收多少热量？(简要说明理由)参考答案：一定质量的气体，温度不变时，分子的平均动能一定，气体体积增大，分子的密集程度减小，所以气体压强减小．一定质量的理想气体，温度不变时，内能不变，根据热力学第一定律，当气体对外做功时气体一定吸收热量，吸收的热量等于气体对外做的功，即900J.四、计算题：本题共3小题，共计47分16.在竖直平面内建立一平面直角坐标系xoy，x轴沿水平方向，如图甲所示.第二象限内有一水平向右的匀强电场，场强为E1.坐标系的第一、四象限内有一正交的匀强电场和匀强交变磁场，电场方向竖直向上，场强E2=E1/2，匀强磁场方向垂直纸面.一个比荷q/m=102C/kg的带正电的粒子（可视为质点）以v0=4m/s的速度从-x轴上的A点垂直于x轴进入第二象限，并以v1=8m/s速度从+y轴上的C点沿水平方向进入第一象限.从粒子通过C点开始计时，磁感应强度B按图乙所示规律变化（以垂直纸面向外的磁场方向为正方向），g=10m/s2.试求：（1）带电粒子运动到C点的纵坐标值h及电场强度E1的大小；（2）+x轴上有一点D，OD=OC，若带电粒子在通过C点后不再越过y轴，且要使其恰能沿x轴正方向通过D点，求磁感应强度B0的大小及其磁场的变化周期T0.参考答案：解：（1）

（2分）OC高：

（2分）

（1分）qE1=max

（1分）

解得：

（1分）（2），所以带电的粒子在第一象限将做匀速圆周运动。

（2分）设粒子运动圆轨道半径为R，周期为T，则

（2分）

可得使粒子从C点运动到D点，则有：

（2分）

得（1分）

（1分）

……（2分）ks5u

………（1分）17.飞行时间质谱仪可以根据带电粒子的飞行时间对气体分子进行分析。如图所示，在真空状态下，自脉冲阀P喷出微量气体，经激光照射产生不同正离子，自a板小孔进入a、b间的加速电场，从b板小孔射出，沿中线方向进入M、N板间的方形区域，然后到达紧靠在其右侧的探测器。已知极板a、b间的电压为U0，间距为d，极板M、N的长度和间距均为L。不计离子重力及经过a板时的初速度。（1）若M、N板间无电场和磁场，请推导出离子从a板到探测器的飞行时间t与比荷k（k=，q和m分别为离子的电荷量和质量）的关系式；（2）若在M、N间只加上偏转电压U1，请论证说明不同正离子的轨迹是否重合；（3）若在M、N间只加上垂直于纸面的匀强磁场。已知进入a、b间的正离子有一价和二价的两种，质量均为m，元电荷为e。要使所有正离子均能通过方形区域从右侧飞出，求所加磁场的磁感应强度的最大值Bm。参考答案：（1）带电离子在平行板a、b间运动时，根据动能定理

①

解得：，即

带电离子在平行板a、b间的加速度，即

所以，带电离子在平行板a、b间的运动时间

带电离子在平行板M、N间的运动时间

所以，带电离子的全部飞行时间（2）正离子在平行板M、N间水平方向运动位移为x时，在竖直方向运动的位移为y。

水平方向满足

②竖直方向满足

③加速度

④

由上述②、③、④式得：

⑤

⑤式是正离子的轨迹方程，与正离子的质量和电荷量均无关。所以，不同正离子的轨迹是重合的。（3）当M、N间磁感应强度大小为B时，离子做圆周运动，满足

⑥由上述①、⑥两式，解得：带电离子的轨道半径

⑦上式表明：在离子质量一定的情况下，离子的电荷量越大，在磁场中做圆周运动的半径越小，也就越不容易穿过方形区从右侧飞出。所以，要使所有的一价和二价正离子均能通过方形区从右侧飞出，只要二价正离子能从方形区飞出即可。当二价正离子刚好能从方形区域飞出时的磁感应强度为满足题目条件的磁感应强度的最大值。设当离子刚好通过方形区从右侧飞出时的轨道半径为R，由几何关系得解得：

⑧将二价正离子的电量2e代入⑦式得：

⑨由⑧、⑨式得：，此值即为所求的磁感应强度的最大值Bm。18.一辆车通过一根跨过定滑轮的绳PQ提升井中质量m=10kg的物体．如图，绳的P端拴在车后的挂钩上，Q端拴在物体上．设绳的总长不变，绳的质量、定滑轮的质量和尺寸、滑轮上的摩擦都忽略不计．开始时，车在A点，左右两侧绳都已绷紧并且是竖直的，左侧绳长H=1m．提升时，车加速向左运动，沿水平方向从A经过B驶向C．设A到B的距离H=1m，车经过B点时的速度为vB=5m/s．求：（1）当车运动到B点时，物体升高的高度h；（2）车由A移到B的过程中，绳Q端的拉力