2022年河南省郑州市第五十一中学高三物理上学期期末试题含解析

2022年河南省郑州市第五十一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.．2010年广东亚运会，我国运动员陈一冰勇夺吊环冠军，为中国体育军团勇夺第一金，其中有一个高难度的动作就是先双手撑住吊环（设开始时两绳与肩同宽），然后身体下移，双臂缓慢张开到如图所示位置，则在两手之间的距离增大过程中，吊环的两根绳的拉力FT(两个拉力大小相等)及它们的合力F的大小变化情况为（

）A．FT增大，F不变

B．FT增大，F增大

C．FT增大，F减小

D．FT减小，F不变参考答案：A2.小明将一瓶薄塑料瓶装的饮料喝完后用瓶盖将瓶子密封，然后放入冰箱，一段时间后将其取出，发现瓶子变扁了，对于瓶内的空气，若不计分子势能，下列说法中正确的是（

）A．温度降低，压强增大

B．温度降低，压强减小C．外界对其做功，内能增大

D．外界对其做功，内能减小参考答案：D3.（单选）如图，直线a和曲线b分别是在平直公路上行驶的汽车a和b的位移—时间(x－t)图线，由图可知(

)A．在t1时刻，a、b两车运动方向相反B．在t1到t2这段时间内，b车始终向同一方向运动C．在t1到t2这段时间内，b车的平均速度比a车的大D．在t1到t2这段时间内，b车的平均速率比a车的大参考答案：D4.（多选题）蹦床类似于竖直放置的轻弹簧（共弹力满足F=kx，弹性势能满足EP=kx2，x为床面下沉的距离，k为常量）．质量为m的运动员静止站在蹦床上时，床面下沉；蹦床比赛中，运动员经过多次蹦跳，逐渐增加上升高度，测得某次运动员离开床面在空中的最长时间为△t．运动员可视为质点，空气阻力忽略不计，重力加速度为g．则可求（）A．常量k=B．运动员上升的最大高度h=g（△t）2C．床面压缩的最大深度x=x0+D．整个比赛过程中运动员增加的机械能△E=mg2（△t）2参考答案：AC【考点】功能关系；弹性势能．【分析】由胡克定律可求得常量k；根据匀变速直线运动的规律可求得上升的高度，则可判断是否符合要求；根据功能关系可求得床面压缩的最大深度和整个比赛过程中运动员增加的机械能．【解答】解：A、根据运动员静止站在蹦床上时，床面下沉x0；则：mg=kx0解得k=；故A正确；

B、根据匀变速直线运动公式，上升下落时间相等，即上升时间为，上升的最大高度：h=．故B错误；C、运动员从最高点到最低点的过程中重力势能转化为蹦床的弹性势能，即：所以：x=．故C正确；D、整个比赛过程中运动员增加的机械能等于运动员从x0处到最高点的重力势能与减小的弹性势能的差，即：△E=mg（x0+h）﹣=mgx0+mg2（△t）2﹣??=mgx0+mg2（△t）2．故D错误．故选：AC5.如图所示，在一个桌面上方有三个金属小球a、b、c，离桌面高度分别为h1∶h2∶h3=3∶2∶1．若先后顺次释放a、b、c，三球刚好同时落到桌面上，不计空气阻力，则（

）,A．三者到达桌面时的速度之比是∶∶1B.三者运动时间之比为3∶2∶1C.b与a开始下落的时间差小于c与b开始下落的时间差D.三个小球运动的加速度与小球受到的重力成正比，与质量成反比参考答案：AC二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.如图1所示，有人对“利用频闪照相研究平抛运动规律”装置进行了改变，在装置两侧都装上完全相同的斜槽A、B，但位置有一定高度差，白色与黑色的两个相同的小球都从斜槽某位置由静止开始释放．实验后对照片做一定处理并建立直角坐标系，得到如图所示的部分小球位置示意图．（g取10m/s2）（1）观察改进后的实验装置可以发现，斜槽末端都接有一小段水平槽，这样做的目的是

．（2）根据部分小球位置示意图（如图2），下列说法正确的是

A．闪光间隔为0.1sB．A球抛出点坐标（0，0）C．B球抛出点坐标（0.95，0.50）D．两小球作平抛运动的水平速度大小不等．参考答案：（1）保证小球抛出时的速度在水平方向；（2）AB．【考点】研究平抛物体的运动．【分析】（1）斜槽末端都接有一小段水平槽，是为了保证小球水平抛出，做平抛运动．（2）A、平抛运动在竖直方向上做自由落体运动，根据△y=gT2求出闪光的间隔．

BC、求出小球在某一位置竖直方向上的分速度，从而求出运动的时间，根据h=gt2，x=v0t求出抛出点的坐标．

D、根据平抛运动的初速度是否相等，从而即可求解．【解答】解：（1）观察改进后的实验装置可以发现，斜槽末端都接有一小段水平槽，这样做的目的是保证小球抛出时的速度在水平方向．（2）A、由图可知，每格边长为0.05m，对A球，根据△y=2L=gT2得闪光的周期为T=，故A正确．B、A球在第二位置的竖直分速度为，在抛出点到该位置运动的时间为t=，等于闪光的周期，可知A球的抛出点坐标为（0，0），故B正确．C、横坐标为0.80m的小球在竖直方向上的分速度为vy==1.5m/s．则运行的时间为t==0.15s．水平分速度为v0=m/s=1.5m/s．则此时B球的水平位移为x=v0t=1.5×0.15m=0.225m，竖直位移为y=gt2=×10×0.152m=0.1125m．所以B球抛出点的坐标为：（1.025，0.4875）．故C错误．D、两球在水平方向上相等时间间隔内的位移相等，则初速度相等，故D错误．故答案为：（1）保证小球抛出时的速度在水平方向；（2）AB．7.(4分)如图所示，放置在水平地面上的支架质量为M，一长为L的细线连接一小球后另一端固定在支架顶端的前面，现将细线拉至水平后无初速释放小球，小球将来回摆动，且此过程支架始终不动，则小球在最低位置时，支架对地面的压力大小为

。参考答案：

答案：(M+3m)g

8.1919年，卢瑟福用α粒子轰击氮核发现质子．科学研究表明其核反应过程是：α粒子轰击静止的氮核后形成了不稳定的复核，复核发生衰变放出质子，变成氧核．设α粒子质量为m1，初速度为v0，氮核质量为m2，质子质量为m0,氧核的质量为m3，不考虑相对论效应．α粒子轰击氮核形成不稳定复核的瞬间，复核的速度大小为

，此过程中释放的核能为________________________________．参考答案：

设复核速度为v，由动量守恒得解得整个过程中质量亏损由爱因斯坦质能方程，得9.现有a、b两种单色光，其波长关系为用a光照射某种金属时，恰好发生光电效应。则：①用b光照射该金属时，

发生光电效应；（填“能”或“不能”）②若增加a光强度，释放出光电子的最大初动能

增大。（填“能”或“不能”）参考答案：10.在“探究加速度与物体受力的关系”活动中，某小组设计了如图所示的实验。图中上下两层水平轨道表面光滑，两完全相同的小车前端系上细线，细线跨过滑轮并分别挂上装有不同质量砝码的盘，两小车尾部细线水平连到控制装置上，实验时通过控制细线使两小车同时开始运动，然后同时停止。实验中：（1）应使砝码和盘的总质量远小于小车的质量，这时可认为小车受到的合力的大小等于

。（2）若测得小车1、2的位移分别为x1和x2，则小车1、2的加速度之比

。（3）要达到实验目的，还需测量的物理量是

。参考答案：(1)砝码和盘的总重

(2分)(2)x1/x2

(2分)

(3)两组砝码和盘的总重量（质量）（或盘的质量、两砝码和盘的总重量的比值）11.后，该矿石中的铀、钍质量之比为___________．参考答案：39：11512.某同学设计了一个探究小车的加速度a与小车所受拉力F及质量关系的实验，图中（甲）为实验装置简图。钩码的总质量为，小车和砝码的总质量为（1）他想用钩码的重力表示小车受到的合外力，为了减小这种做法带来的实验误差，你认为下列说法中正确的是________（选填字母代号）.A．实验时要平衡摩擦力

B．实验时不需要平衡摩擦力C．钩码的重力要远小于小车和砝码的总重力

D．实验进行时应先释放小车再接通电源（2）如图（乙）所示是某次实验中得到的一条纸带，其中A、B、C、D、E是计数点(每打5个点取一个计数点)，已知打点计时器采用的是频率为50HZ的交流电，其中L1=3.07cm,L2=12.38cm,L3=27.87cm,L4=49.62cm。则打C点时小车的速度为

m/s，小车的加速度是

m/s2。(计算结果均保留三位有效数字)（3）由于他操作不当得到的a－F关系图象如图所示，其原因是：_______________________________________

(4)实验中要进行质量和的选取，以下最合理的一组是（

）

A.=200,=10、15、20、25、30、40B.=200,=20、40、60、80、100、120C.=400,=10、15、20、25、30、40D.=400,=2040、60、80、100、120参考答案：（1）AC(2分，选对一个给1分)

（2）

1.24(2分)

6.22(2分)（3）没有平衡摩擦力或木板的倾角过小（2分）

（4）C（2分）13.如图所示，水平平行线代表电场线，但未指明方向，带电量为10-8C的正电微粒，在电场中只受电场力的作用，由A运动到B，动能损失2×10-4J，A点的电势为-2×103V，则微粒运动轨迹是虚线______（填“1”或“2”），B点的电势为_________V．

参考答案：

2

，

1.8×104三、实验题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.某同学利用打点计时器研究做匀加速直线运动小车的运动情况，图11所示为该同学实验时打出的一条纸带中的部分计数点（后面计数点未画出），相邻计数点间有4个点迹未画出。(打点计时器每隔0.02s打出一个点)为研究小车的运动，此同学用剪刀沿虚线方向把纸带上OB、BD、DF……等各段纸带剪下，将剪下的纸带一端对齐，按顺序贴好，如图12所示。简要说明怎样判断此小车是否做匀变速直线运动。方法：

。（2）在图11中x1=7.05cm、x2=7.68cm、x3=8.31cm、x4=8.94cm、x5=9.57cm、x6=10.20cm，则打下点迹A时，小车运动的速度大小是_______m/s，小车运动的加速度大小是_______m/s2。（本小题计算结果保留两位有效数字）参考答案：（1）连接纸带左上角（上方中点或纸带中点）为一条直线或每条纸带比前一条纸带长度增加量相等。（写出一条即可）（2分）

（2）0.74（3分），0.63（3分）(2)根据匀变速直线运动的推论可得，T=0.1s,a=。代入数据即可解答。15.某课题研究小组，收集了数码相机、手机等用旧了的各种类型的电池，及从收音机上拆下的电阻、电容、电感线圈。现从这些材料中选取两个待测元件，一是电阻R0。（约为2k）,二是手机中常用的锂电池（电动势E标称值为3．7V）。在操作台上还准备了如下实验器材：

A．电压表V（量程4V，电阻R。约为4.0k）

B_电流表A1（量程100mA，电阻RA1约为5）

C．电流表A2（量程2mA，电阻RA2约为50）

D．滑动变阻器R1（0～100，额定电流lA）

E．电阻箱R2（0～999.9，最小分度值0.1）

F．开关S一只、导线若干

（1）为了测定电阻R0的阻值，小组的一位成员，设计了如图所示的电路原理图，并选取了相应的

器材（电源用待测的锂电池）均标在图上，在器材选取中有不妥之处，你认为应该怎样调整?

。

（2）在实际操作过程中，发现电流表A1、A2已损坏，请用余下的器材测量锂电池的电动势E和内阻r。①请你在方框中画出实验电路图（标注所用器材符号）；②利用上述电路图测出的电压U与电阻R不是线性关系，为了便于分析，一般采用线性图象处理数据，请写出与线性图象对应的上述物理量间的函数关系式

。参考答案：四、计算题：本题共3小题，共计47分16.（17分）在如图所示的竖直平面内。水平轨道CD和倾斜轨道GH与半径r=m的光滑圆弧轨道分别相切于D点和G点，GH与水平面的夹角θ=370。过G点、垂直于纸面的竖直平面左侧有匀强磁场，磁场方向垂直于纸面向里，磁感应强度B=1.25T；过D点、垂直于纸面的竖直平面右侧有匀强电场，电场方向水平向右，电场强度E=1×104N/C。小物体P1质量m=2×10-3kg、电荷量q=+8×10-6C，受到水平向右的推力F=9.98×10-3N的作用，沿CD向右做匀速直线运动，到达D点后撤去推力。当P1到达倾斜轨道底端G点时，不带电的小物体P2在GH顶端静止释放，经过时间t=0.1s与P1相遇。P1和P2与轨道CD、GH间的动摩擦因数均为u=0.5，取g=10m/s2,sin370=0.6，cos370=0.8，物体电荷量保持不变，不计空气阻力。求：⑴小物体P1在水平轨道CD上运动速度v的大小；⑵倾斜轨道GH的长度s。参考答案：解：设小物体P1在匀强磁场中运动的速度为v，受到向上的洛伦兹力为F1，受到的摩擦力为f，则F1＝qvB

①f＝μ(mg－F1)

②由题意，水平方向合理为零F－f＝0

③联立①②③式，代入数据解得v＝4m/s

④说明：①③式各1分，②④式各2分（2）设P1在G点的速度大小为vG，由于洛伦兹力不做功，根据动能定理

⑤P1在GH上运动，受到重力、电场力和摩擦力的作用，设加速度为a1，根据牛顿第二定律qEcosθ－mgsinθ－μ(mgcosθ＋qEsinθ)＝ma1

⑥P1与P2在GH上相遇时，设P1在GH上运动的距离为s1，则

⑦设P2质量为m2，在GH上运动的加速度为a2，则m2gsinθ－μm2gcosθ＝m2a2

⑧

P1与P2在GH上相遇时，设P2在GH上运动的距离为s2，则

⑨联立⑤～⑨式，代入数据得s＝s1＋s2

⑩s＝0.56m

⑾说明：⑦⑧⑨⑩式各1分，⑥⑾式各2分

⑤式3分

17.铁路列车与其它车辆的运行方式不同，列车自重加载重达千余吨甚至数千吨，列车奔驰在轨道上时的动能很大。当铁路机车司机驾驶机车发现前方有险情或障碍物时，从采取紧急刹车的地点开始至列车停止地点为止，这段距离称之为制动距离。制动距离不仅与列车重量有关，还与列车的行驶速度密切相关。目前，我国一般的普通列车行驶的速度约为v01＝80km/h，其制动距离为s0＝800m左右，提速后的