2021-2022学年山西省太原市西山煤电集团公司第四中学高三物理期末试题含解析

2021-2022学年山西省太原市西山煤电集团公司第四中学高三物理期末试题含解析一、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，水平地面上有一个坑，其竖直截面为半圆，O为圆心，AB为沿水平方向的直径．若在A点以初速度v1沿AB方向平抛一小球，小球将击中坑壁上的最低点D点；若A点小球抛出的同时，在C点以初速度v2沿BA方向平抛另一相同质量的小球并也能击中D点．已知∠COD=60°，且不计空气阻力，则（）A．两小球同时落到D点B．两小球在此过程中动能的增加量相等C．在击中D点前瞬间，重力对两小球做功的瞬时功率之比为2：1D．两小球初速度之比v1：v2=：3参考答案：D：解：A、平抛运动的时间由高度决定，高度越高，时间越长，可知两球平抛运动的时间不等，不能同时落到D点，故A错误．B、根据动能定理知，重力做功不同，则动能的增加量不同，故B错误．C、根据，以及P=mgvy知，重力做功的瞬时功率P=mgvy=，根据几何关系知，下降的高度之比2：1，则重力做功的瞬时功率之比．故C错误．D、因为平抛运动的高度之比为2：1，根据t=，则时间之比为，根据，因为水平位移之比为1：，解得两小球初速度之比v1：v2=：3，故D正确．故选：D．2.一物体沿斜面向上运动，运动过程中质点的机械能E与竖直高度h关系的图象如图所示，其中0—h1过程的图线为水平线，h1—h2过程的图线为倾斜直线。根据该图象，下列判断正确的是（

）

A．物体在0—h1过程中除重力外不受其它力的作用

B．物体在0—h1过程中动能始终不变

C．物体在h1—h2过程中合外力与速度的方向一定相反

D．物体在h1—h2过程中不可能做匀速直线运动参考答案：答案：CD3.如图所示，两个相对的斜面，倾角分别为37°和53°。在顶点把两个小球以同样大小的初速度分别为向左、向右水平抛出，小球都落在斜面上。若不计空气阻力，则A、B两个小球的运动时间之比为（

）

A．1：1

B．4：3

C．16：9

D．9：16参考答案：D4.以下有关近代物理内容的若干叙述正确的是(

)A.光电效应实验中，遏止电压与入射光的频率有关B.结合能越大，表示原子核中核子结合得越牢固，原子核越稳定C.重核的裂变过程质量增大，轻核的聚变过程有质量亏损D.自然界中含有少量的14C,14C具有放射性，能够自发地进行β衰变，因此在考古中可利用14C来测定年代参考答案：ABD5.质量为m的小球在竖直平面内的圆形轨道的内侧运动，经过最高点而不脱离轨道的最小速度为v，当小球以2v的速度经过最高点时，对轨道的压力为（）A．0 B．mg C．3mg D．4mg参考答案：C【考点】向心力；牛顿第二定律．【分析】小球在最高点刚好不脱离轨道，知轨道对小球的弹力为零，根据牛顿第二定律求出最高点的速度；使小球以2v的速率通过轨道最高点内侧，由重力和轨道的弹力的合力提供向心力，再通过牛顿第二定律求出轨道对小球的支持力，即可得到它对轨道压力．【解答】解：在最高点，小球经过轨道内侧最高点而不脱离轨道时，根据牛顿第二定律有：mg=m…①使小球以2v的速率通过轨道最高点内侧时，则有：mg+N=m…②由①②解得，N=3mg根据牛顿第三定律得知，小球对轨道的压力大小为N′=N=3mg．故选：C二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.（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．7.（4分）如图所示，河水的流速为4m/s，一条船要从河的南岸A点沿与河岸成30°角的直线航行到北岸下游某处，则船的开行速度（相对于水的速度）最小为

。参考答案：

答案：8.在用油膜法测定分子直径的实验中，若已知该种油的摩尔质量为M，密度为ρ，油滴质量为m，油滴在液面上扩展后的最大面积为S（以上各量均为国际单位），那么油分子直径d＝___________，油滴所含分子数N＝_______。v参考答案：m/(ρ·S)，NA9.某探究小组设计了“用一把尺子测定动摩擦因数”的实验方案。如图所示，将一个小球和一个滑块用细绳连接，跨在斜面上端。开始时小球和滑块均静止，剪断细绳后，小球自由下落，滑块沿斜面下滑，可先后听到小球落地和滑块撞击挡板的声音。保持小球和滑块释放的位置不变，调整挡板位置，重复以上操作，直到能同时听到小球落地和滑块撞击挡板的声音。用刻度尺测出小球下落的高度、滑块释放点与挡板处的高度差和沿斜面运动的位移。（空气阻力对本实验的影响可以忽略）

①滑块沿斜面运动的加速度与重力加速度的比值为________。②滑块与斜面间的动摩擦因数为__________________。③以下能引起实验误差的是________。．滑块的质量

．当地重力加速度的大小．长度测量时的读数误差

．小球落地和滑块撞击挡板不同时参考答案：①；

②；

③10.（4分）如图所示，在平静的水面下有一点光源s，点光源到水面的距离为H，水对该光源发出的单色光的折射率为n。①在水面上方可以看到一圆形的透光面，该圆的半径为

。②该单色光在真空中的波长为，该光在水中的波长为

。参考答案：①

(2分)

②

(2分)11.如图，汽车在平直路面上匀速运动，用跨过光滑定滑轮的轻绳牵引轮船，汽车与滑轮间的绳保持水平。当牵引轮船的绳与水平方向成角时，轮船速度为v，绳的拉力对船做功的功率为P，此时绳对船的拉力为__________。若汽车还受到恒定阻力f，则汽车发动机的输出功率为__________。参考答案：；【考点定位】功率；速度的合成与分解【名师点睛】本题重点是掌握运动的合成与分解，功率的计算。重点理解：因为绳不可伸长，沿绳方向的速度大小相等。12.一打点计时器固定在斜面上某处，一小车拖着穿过打点计时器的纸带从斜面上滑下，如图甲。图乙是打出的纸带的一段。（1）已知打点计时器使用的交流电频率为50Hz，利用图所给出的数据可求出小车下滑的加速度a=

。（2）为了求出小车在下滑过程中所受的阻力，还需测量的物理量有_____________。用测得的加速度a表示阻力的计算式为Ff=________。参考答案：（1）4；（2）斜面倾角、物体质量（共4分，各2分）；13.如图所示为一定质量的理想气体的状态变化过程的图线A→B→C→A，则B→C的变化是过程，若已知A点对应的温度TA=300K，B点对应的温度TB=400K，则C点的对应的温度TC=

K。参考答案：

等压、533.3三、实验题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.（7分）现有一根粗细均匀长约40厘米，两端开口的玻璃管，内有一小段水柱，一个弹簧秤，一把毫米刻度尺，一小块橡皮泥，一个足够高的玻璃容器，内盛有冰和水的混合物，选用合适的器材，设计一个实验，估测当时的室内温度，要求：（1）在右边方框中画出实验示意图；（2）写出要测定的物理量

，写出可直接应用的物理量

，（3）写出计算室温的表达式

。参考答案：答案：（1）实验示意图如下，

（3分）（2）玻璃管放在室温中时空气柱的长度，玻璃管浸在冰水内时空气柱的长度，冰水的温度（2分，每个空格1分）（3）

（2分）15.（6分）某学习小组通过实验来研究用电器Z的导电规律。他们在实验中测得用电器Z两端的电压与通过Z的电流的数据如下表：U/V0.00.20.51.01.52.02.53.0I/A0.0000.0500.1000.1500.1800.1950.2050.215

（1）请根据上述表格中的数据，在图中用笔连线补充完成该电路的实物图；

（2）利用这些数据绘出的用电器Z的伏安特性曲线如图所示，请根据这些数据和图线解决下列问题：①若把用电器Z接入图22所示的电路中时，电流表的读数为0.100A，已知A、B两端电压恒为1.5V，则定值电阻R0阻值为________Ω；

②若将两个与上述电阻相同的定值电阻R0并联后接入同一电路，如图，则在该电路中用电器Z的工作压为__________V。参考答案：答案：（1）如图；（2）①10Ω，②0.83V四、计算题：本题共3小题，共计47分16.如图所示，在xy坐标系中的一个矩形区域里，存在着沿y轴负方向的匀强电场，场强E＝1.0×10２N/C，该区域的水平宽度为L＝3.0ｍ，竖直宽度足够大．一带电粒子从y轴上的A点（纵坐标为h＝2.0m）以初动能Ek＝1.0×10－8J沿x轴正方向射出，粒子的带电量为q＝1.0×10－10C，为使粒子通过x轴上的B点（横坐标为d＝4.0m），则该电场区域应处于何位置，求出其左边界位置对应的横坐标？（不计粒子的重力作用）参考答案：设粒子的质量为m，初速度为v0．则

①粒子在电场内的运动规律为ks5u

②

③

④由以上各式解得

⑤讨论：（1）若粒子从匀强电场内通过B点，则

⑥

代入数据解得

m=2.8m

⑦

因为x<L，且x<d，所以粒子能从匀强电场内B点

这种情况下电场区左边界位置对应的横坐标

=1.2m

⑧（2）若粒子穿过完整的电场区，因为x=L，所以y>h，粒子不能通过B点（3）若粒子开始时处于电场区内射出，离开电场时

⑨

⑩ks5u

⑾由以上各式代入数据解得m=1.2m

⑿

这种情况下电场区左边界位置对应的横坐标

=－1.8m

⒀17.如图，空间区域Ⅰ、Ⅱ有匀强电场和匀强磁场，MN、PQ为理想边界，Ⅰ区域高度为d，Ⅱ区域的高度足够大．匀强电场方向竖直向上；Ⅰ、Ⅱ区域的磁感应强度均为B，方向分别垂直纸面向里和向外．一个质量为m，电量为q的带电小球从磁场上方的O点由静止开始下落，进入场区后，恰能做匀速圆周运动．已知重力加速度为g．(1)试判断小球的电性并求出电场强度E的大小；(2)若带电小球运动一定时间后恰能回到O点，求它释放时距MN的高度h；(3)试讨论在h取不同值时，带电小球第一次穿出Ⅰ区域的过程中，电场力所做的功．参考答案：解析：(1)带电小球进入复合场后，恰能做匀速圆周运动，合力为洛伦兹力，重力与电场力平衡，重力竖直向下，电场力竖直向上，即小球带正电。

由qE=mg①解得②

(2)带电小球在进入磁场前做自由落体运动，依机械能守恒有mgh=mv2③

带电小球在磁场中作匀速圆周运动，设半径为R，依牛顿第二定律有qvB=m④

由于带电小球在Ⅰ、Ⅱ两个区域运动过程中q、v、B、m的大小不变，故三段圆周运动的半径相同，以三个圆心为顶点的三角形为等边三角形，边长为2R，内角为60o，如答图(a)所示．由几何关系知R=⑤

解得h=⑥；作出小球运动大致轨迹图

(3)当带电小球在Ⅰ区域作圆周运动的圆弧与PQ相切时，运动轨迹如答图(b)所示，有

半径R=d⑦

联立③④⑦式，解得h0=⑧

讨论：i．当h<h0时，带电小球