辽宁省沈阳市第一七六中学2021-2022学年高三物理上学期期末试卷含解析

辽宁省沈阳市第一七六中学2021-2022学年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.如图所示，左侧为一个固定在水平桌面上的半径为R的半球形碗，碗口直径AB水平，O点为球心，碗的内表面及碗口光滑。右侧是一个足够长的固定光滑斜面。一根不可伸长的轻质细绳跨过碗口及竖直固定的轻质光滑定滑轮，细绳两端分别系有可视为质点的小球m1和物块m2，且m1＞m2。开始时m1恰在A点，m2在斜面上且距离斜面顶端足够远，此时连接m1、m2的细绳与斜面平行且恰好伸直，C点是圆心O的正下方。当m1由静止释放开始运动，则下列说法中错误的是(

)A.m2沿斜面上滑过程中，地面对斜面的支持力始终保持恒定B.当m1运动到C点时，m1的速率是m2速率的倍C.在m1从A点运动到C点的过程中，m1与m2组成的系统机械能守恒D.m1可能沿碗面上升到B点参考答案：D解：m2沿斜面上滑过程中，m2对斜面的压力是一定的，斜面的受力情况不变，由平衡条件可知地面对斜面的支持力始终保持恒定。故A正确。设小球m1到达最低点C时m1、m2的速度大小分别为v1、v2，由运动的合成分解得：v1cos45°=v2，则

，故B正确。在m1从A点运动到C点的过程中，m1与m2组成的系统只有重力做功，系统的机械能守恒。故C正确。在m1从A点运动到C点的过程中，对m1、m2组成的系统由机械能守恒定律得：，结合，解得：v1＜；若m1运动到C点时绳断开，至少需要有的速度m1才能沿碗面上升到B点，现由于m1上升的过程中绳子对它做负功，所以m1不可能沿碗面上升到B点。故D错误。此题选择错误的选项，故选D。【点睛】解决本题的关键是要明确系统的机械能是守恒的，两球沿绳子方向的分速度大小相等，要注意对其中一个球来说，机械能并不守恒。2.（单选）一物体静止在光滑水平面上，同时受到两个方向相反的水平拉力F1、F2的作用，Fl、F2随位移的变化如图所示．则在该过程中物体的速度将(

)A．一直变大

B．一直变小C．先变大再变小

D．先变小再变大参考答案：C3.如图所示，某“闯关游戏”的笔直通道上每隔8m设有一个关卡，各关卡同步放行和关闭，放行和关闭的时间分别为3s和1s，关卡刚放行时，一同学立即在关卡1处以加速度2m/s2由静止加速到2m/s，然后匀速向前，则最先挡住他前进的关卡是（）A．关卡3 B．关卡4C．关卡5 D．任何关卡都无法挡住参考答案：D【考点】匀变速直线运动规律的综合运用．【分析】人先做加速运动，之后是匀速运动，计算到达各个关卡的时间与关卡放行和关闭的时间对比，得出结果．【解答】解：根据v=at可得：2=2×t1，所以加速的时间为：t1=1s加速的位移为：x1=at2==1m，之后匀速运动到达第2个关卡的时间为：s，到达关卡2的时间为：t2=1+3.5=4.5s大于4s，放行；可以通过，所以可以通过关卡2继续运动，从第2关卡到第3关卡匀速运动时间为：t2′=s=4s，所以到达第3关卡的时刻（从开始运动计时）为8.5s，8s＜8.5s＜12s，也是放行，可以通过，从第3关卡到第4关卡匀速运动时间仍然是4s，所以到达第4关卡的总时间（从开始运动计时）为：1+3.5+4+4=12.5s，12s＜12.5s＜16s，也是放行，可以通过，从第4关卡到第5关卡匀速运动时间仍然是4s，所以到达第5关卡的总时间（从开始运动计时）为：1+3.5+4+4+4=16.5s，16s＜12.5s＜20s，也是放行，可以通过．所以ABC错误，D正确；故选：D4.将一小球竖直上抛，如果小球到达最高点前的最后一秒和离开最高点后的第一秒时间内通过的路程分别为x1和x2，速度变化量的大小分别为Δv1和Δv2，假设小球所受空气阻力大小不变，则下列表述正确的是A．x1>x2，Δv1<Δv2

B．x1<x2，Δv1>Δv2

C．x1<x2，Δv1<Δv2

D．x1>x2，Δv1>Δv2参考答案：D5.如图所示，在灭火抢险的过程中，消防队员有时要借助消防车上的梯子爬到高处进行救人或灭火作业.为了节省救援时间，人沿梯子匀加速向上运动的同时消防车匀速后退，从地面上看，下列说法中正确的是A．消防队员做匀加速直线运动B．消防队员做匀变速曲线运动C．消防队员做变加速曲线运动D．消防队员水平方向的速度保持不变参考答案：B二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.利用氦—3（He）和氘进行的聚变安全无污染，容易控制．月球上有大量的氦—3，每个航天大国都将获得的氦—3作为开发月球的重要目标之一．“嫦娥一号”探月卫星执行的一项重要任务就是评估月球中氦—3的分布和储量．已知两个氘核聚变生成一个氦—3和一个中子的核反应方程是H＋H→He十n．已知H的质量为m1，n的质量为m2，He的质量为m3．它们质量之间的关系式应为____________参考答案：2m1>m2+m37.（多选题）图（a）为一列简谐横波在t=0时的波形图，图（b）为介质中平衡位置在x=4m处的质点P的振动图象。下列说法正确的是

。（填写正确答案标号。选对1个得3分，选对2个得4分，选对3个得6分。每选错1个扣3分，最低得分为0分）A．质点p的振幅为6cmB．横波传播的波速为1m/sC．横波沿x轴负方向传播D．在任意4s内P运动的路程为24cmE．在任意1s内P运动的路程为6cm参考答案：ABD【知识点】波长、频率和波速的关系．解析：A、由图像知，P点的振幅为6cm，故A正确；B、波速v=m/s=1m/s．故B正确；C、根据题意可知，图乙为质点P从此时开始的振动图象，得出质点向下振动，则可确定波的传播方向为x轴正方向传播，故C错误；D、E4s为一个周期，故P点的路程为振幅的4倍，故为24cm，但是质点不是匀速振动，故任意1s的路程不一定为6cm，故D正确、E错误；故选ABD【思路点拨】根据质点P的振动图象可确定质点P在某时刻的振动方向，从而确定波的传播方向．由振动图象与波动图象可求出波的传播速度；根据各时刻可确定质点的加速度、速度与位移的大小与方向关系．考查由波动图象与振动图象来确定波速，掌握质点不随着波迁移，理解在不同时刻时，质点的位置、加速度与速度的如何变化．8.如图所示是自行车传动装置的示意图．假设踏脚板每2s转一圈，要知道在这种情形下自行车前进的速度有多大，还需测量哪些量？________________________________

__________________________________________________________________________

请在图中用字母标注出来，并用这些量推导出自行车前进速度的表达式：___________．参考答案：．如图所示，测量R、r、R′．自行车的速度为：9.一列沿x轴正方向传播的简谐横波，在t＝0时刻波刚好传播到x＝6m处的质点A，如图所示，已知波的传播速度为48m/s。请回答下列问题：①从图示时刻起再经过________s，质点B第一次处于波峰；②写出从图示时刻起质点A的振动方程为________cm。参考答案：①0.5②①B点离x=0处波峰的距离为△x=24m，当图示时刻x=0处波峰传到质点B第一次处于波峰，则经过时间为②波的周期为，图示时刻，A点经过平衡向下运动，则从图示时刻起质点A的振动方程为10.（5分）地核的体积约为整个球体积的16%，地核的质量约为地球质量的34％。经估算，地核的地平均密度为_______________kg/m3。(结果取两位有效数字)参考答案：答案：1.2×10411.内壁光滑的环形细圆管，位于竖直平面内，环的半径为R（比细管的半径大得多）．在细圆管中有两个直径略小于细圆管管径的小球（可视为质点）A和B，质量分别为m1和m2，它们沿环形圆管（在竖直平面内）顺时针方向运动，经过最低点时的速度都是v0；设A球通过最低点时B球恰好通过最高点，此时两球作用于环形圆管的合力为零，那么m1、m2、R和v0应满足的关系式是____________．参考答案：（1）在飞机沿着抛物线运动时被训人员处于完全失重状态，加速度为g，抛物线的后一半是平抛运动，在抛物线的末端飞机速度最大，为v=250m/s.竖直方向的分量vy=250cos30o=216.5m/s．水平方向的分量vx=250sin30o=125m/s．平抛运动的时间t=vy/g=22.2s．水平方向的位移是s=vxt=2775m．被训航天员处于完全失重状态的总时间是t总=10×2t=444s．（2）T-mg=mv2/r

由题意得T=8mg，r=v2/7g=915.7m（3）每飞过一个120o的圆弧所用时间t‘=（2πr/v）/3=7.67s，t总=10t‘+t总=76.7+444=520.7s（4）s总=20s+10×2rsin30o=55500+15859=71359m．．12.为了探究加速度与力、质量的关系，某实验小组设计如图所示的实验装置：一个木块放在水平长木板上，通过细线跨过定滑轮与重物相连，木块与纸带相连，在重物牵引下，木块向左运动，重物落地后，木块做匀减速运动，打出的纸带如图2所示，不计纸带所受到的阻力。交流电频率为50Hz，重力加速度g取10m/s2。（1）木块加速阶段的加速度为

m/s2（2）木块与木板间的动摩擦因数μ=

（3）某同学发现在实验中未平衡木块与木板间的摩擦力，接着他应当

，将木板右端垫高，接通电源，使木块沿木板匀速下滑。参考答案：

1.5

m/s2（3分）（2）μ=

0.1

（3分）（3）取下重物

13.为了测定一根轻质弹簧被压缩Δx时存储的弹性势能大小，可以将弹簧固定在一个带有凹槽的轨道一端，并将轨道固定在水平桌面上，如图所示。用钢球将弹簧压缩Δx，然后突然释放钢球，钢球将沿轨道飞出桌面，实验时：（1）需要测定的物理量是

（2）凹槽轨道的光滑与否对实验结果

（填“有”或“无”）影响。参考答案：（1）桌面里地的高度h、球落地点到桌边的距离x

（2）有三、实验题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.某同学在做“研究匀变速直线运动”实验时打出纸带如图所示，舍去前面较密集的点，取O为起始位置，每隔五个间隔为一个计数点，则在A、B、C三个计数点处的瞬时速度分别为vA＝____________，vB＝________________，vC＝________________(图中刻度尺的最小刻度为mm)，整个运动中的加速度为____________．Ⅱ、（1）在《验证力的平行四边形定则》的实验中，下列哪些措施可减小实验误差()A、两个分力F1、F2间夹角要尽量大些B、两个分力F1、F2的大小要适当大些C、拉橡皮条的细绳要稍长一些D、实验前，先把所用的两只弹簧秤互相钩住，平放在桌子上，向相反方向拉动，检查读数是否相同（2）在验证力的平行四边形定则的实验中，使b弹簧秤按图所示位置开始顺时针缓慢转动，在这过程中保持O点位置不变和a弹簧秤的拉伸方向不变，则在整个过程中关于a、b弹簧秤的读数变化是

()A、a增大，b减小B、a减小，b增大C、a减小，b先增大后减小

D、a减小，b先减小后增大Ⅲ.某同学在做“研究弹簧的形变量与外力的关系”实验时，将一轻弹簧竖直悬挂让其自然下垂，测出其自然长度；然后在其下部施加外力F，测出弹簧的总长度L，改变外力F的大小，测出几组数据，作出关系图线如图所示．(实验过程是在弹簧的弹性限度内进行的)。由图可知该弹簧的自然长度为________cm；该弹簧的劲度系数为________________N/m.参考答案：Ⅰ.vA＝0.18(m/s)

vB＝0.30(m/s)

vC＝0.42(m/s)

a＝1.20(m/s2)．Ⅱ.BCD

D

Ⅲ.10cm

25N/m15.某同学用如图1所示的实验装置研究小车在斜面上的运动．实验步骤如下：a．安装好实验器材．b．接通电源后，让拖着纸带的小车沿平板斜面向下运动，重复几次．选出一条点迹比较清晰的纸带，舍去开始密集的点迹，从便于测量的点开始，每两个打点间隔取一个计数点，如图2甲中0、1、2、…、6点所示．c．测量1、2、3、…、6计数点到0计数点的距离，分别记作：x1、x2、x3、…、x6．d．通过测量和计算，该同学判断出小车沿平板做匀加速直线运动．e．分别计算出x1、x2、x3、…、x6与对应时间的比值、、、…、．f．以为纵坐标、t为横坐标，标出与对应时间t的坐标点，画出﹣t图线．结合上述实验步骤，请你完成下列任务；（1）实验中，除打点计时器（含纸带、复写纸）、小车、平板、铁架台、导线及开关外，在下面的仪器和器材中，必须使用的有A和C．（填选项代号）A．电压合适的50Hz交流电源B．电压可调的直流电源C．刻度尺D．秒表E．天平F．重锤（2）将最小刻度为1mm的刻度尺的0刻线与0计数点对齐，0、1、2、5计数点所在位置如图乙所示，则x2=2.99cm，x5=13.20cm．（3）该同学在图3中已标出1、3、4、6计数点对应的坐标点，请你在该图中标出与2、5两个计数点对应的坐标点，并画出﹣t图线．（4）根据﹣t图线判断，在打0计数点时，小车的速度v0=0.18m/s；它在斜面上运动的加速度a=2.4m/s2．参考答案：考点：测定匀变速直线运动的加速度．专题：实验题．分析：根据实验原理找出需要的实验器材，根据毫米刻度尺的读数方法求出2.5计数点所在位置．小车做匀加速直线运动，根据位移时间公式，推导出图象的表达式进行分析．解答：解：（1）实验中，除打点计时器（含纸带、复写纸）、小车、平板、铁架台、导线及开关外，在下列的器材中，必须使用的有电压合适的5066Hz交流电源给打点计时器供电，需要用刻度尺测量计数点之间的距离处理数据，故选：A和C（2）将最小刻度为1mm的刻度尺的0刻线与0计数点对齐，0、1、2、5计数点所在位置如图2乙所示，则：x2=2.99cm，x5=13.20cm，（3）根据题意得2.5两个计数点对应的坐标点分别是、．﹣t图线如图所示，

（4）小车做匀加速直线运动，根据位移时间公式x=v0t+则，故的纵轴截距为：v0=18cm/s=0.18m/s；斜率k==2.4故加速度为a=4.8m/s2．故答案为：（1）A，C（2）2.99，13.20，（3）如图

（4）0.18，2.4点评：对于基本仪器的使用和工作原理，我们不仅从理论上学习它，还要从实践上去了解它，自己动手去做做，以加强基本仪器的了解和使用，同时要加强利用匀变速直线的规律以及推论解答实验问题的能力，在平时练习中要加强基础知识的理解与应用，提高解决问题能力．四、计算题：本题共3小题，共计47分16.如下图，竖直平面坐标系\o"全品高考网"的第一象限，有垂直面向外\o"全品高考网"的水平匀强磁场和竖直向上\o"全品高考网"的匀强电场，大小分别为B和E；第四象限有垂直面向里\o"全品高考网"的水平匀强电场,大小也为；第三象限内有一绝缘光滑竖直放置\o"全品高考网"的半径为\o"全品高考网"的半圆轨道,轨道最高点与坐标原点相切,最低点与绝缘光滑水平面相切于.一质量为\o"全品高考网"的带电小球从轴上()\o"全品高考网"的点沿轴正方向进入第一象限后做圆周运动,恰好通过坐标原点,且水平切入半圆轨道并沿轨道内侧运动,过点水平进入第四象限,并在电场中运动(已知重力加速度为).(1)判断小球\o"全品高考网"的带电性质并求出其所带电荷量；(2)点距坐标原点至少多高；(3)若该小球以满足(2)中最小值\o"全品高考网"的位置和对应速度进入第一象限,通过点开始计时,经时间小球距坐标原点\o"全品高考网"的距离为多远？参考答案：解:(1)小球进入第一象限正交\o"全品高考网"的电场和磁场后,在垂直磁场\o"全品高考网"的平面内做圆周运动,说明重力与电场力平衡.设小球所带电荷量为,则有:

(1)解得:

(2)又电场方向竖直向上故小球带正电.

………3分(2)设匀速圆周运动\o"全品高考网"的速度为、轨道半径为由洛伦兹力提供向心力得:

(3)小球恰能通过半圆轨道\o"全品高考网"的最高点并沿轨道运动，则应满足：

(4)由(3)(4)得：

(5)即:\o"全品高考网"的最小距离为：

(6)………5分(3)小球由运动到\o"全品高考网"的过程中设到达点的速度为,由机械能守恒得：

(7)由(4)(7)解得：

(8)小球从点进入电场区域后,在绝缘光滑水平面上作类平抛运动.设加速度为,则有:沿轴方向有：

(9)沿电场方向有：

(10)由牛顿第二定律得:

(11)时刻小球距点为：

………6分17.如图，质量为的足够长金属导轨放在光滑的绝缘水平面上。一电阻不计，质量为的导体棒放置在导轨上，始终与导轨接触良好，构成矩形。棒与导轨间动摩擦因数为，棒左侧有两个固定于水平面的立柱。导轨段长为，开始时左侧导轨的总电阻为，右侧导轨单位长度的电阻为。以为界，其左侧匀强磁场方向竖直向上，右侧匀强磁场水平向左，磁感应强度大小均为。在时，一水平向左的拉力垂直作用于导轨的边上，使导轨由静止开始做匀加速直线运动，加速度为。（1）求回路中感应电动势及感应电流随时间变化的表达式；（2）经过多少时间拉力达到最大值，拉力的最大值为多少？（3）某一过程中回路产生的焦耳热为，导轨克服摩擦力做功为，求导轨动能的增加量。参考答案：（1）感应电动势为E＝BLv，导轨做初速为零的匀加速运动，v＝at，E＝BLat，s＝at2/2，感应电流的表达式为I＝BLv/R总＝BLat/（R＋2R0′at2/2）＝BLat/（R＋R0at2），（2）导轨受安培力FA＝BIL＝B2L2at/（R＋R0at2），摩擦力为Ff＝mFN＝m（mg＋BIL）＝m[mg＋B2L2at/（R＋R0at2）]，由牛顿定律F－FA－Ff＝Ma，F＝Ma＋FA＋Ff＝Ma＋mmg＋（1＋m）B2L2at/（R＋R0at2），上式中当R/t＝R0at即t＝时外力F取最大值，Fmax＝Ma＋mmg＋（1＋m）B2L2，（3）设此过程中导轨运动距离为s，由动能定理W合＝DEk，摩擦力为