湖南省衡阳市 衡东县吴集红坪中学2021-2022学年高三物理上学期期末试题含解析

湖南省衡阳市衡东县吴集红坪中学2021-2022学年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.理想变压器原线圈两端输入的交变电压如图甲所示，变压器原、副线圈的匝数比为11：2，如图乙所示，定值电阻Ｒ0＝10Ω，滑动变阻器R的阻值变化范围为0～20Ω，下列说法中正确的是A、变压器输出电压的频率为100HzB、电压表的示数为56.5VC、当滑动的变阻器阻值减小时，变压器输入功率变大D、当滑动变阻器阻值调为零时，变压器的输出功率为16W参考答案：C2.在水平冰面上，一辆质量为1×103

kg的电动雪橇做匀速直线运动，关闭发动机后，雪橇滑行一段距离后停下来，其运动的v-t图象如图所示，那么关于雪橇运动情况以下判断正确的是A．关闭发动机后，雪橇的加速度为－2m/s2B．雪橇停止前30s内通过的位移是150mC．雪橇与水平冰面间的动摩擦因数约为0.03D．雪橇匀速运动过程中发动机的功率为5×103W参考答案：D3.如图，用水平力F推乙物块，使甲、乙、丙、丁四个完全相同的物块一起沿水平地面以相同的速度匀速运动，各物块受到摩擦力的情况是（

）A.甲物块受到一个摩擦力的作用B.丙物块受到两个摩擦力的作用C.乙物块受到两个摩擦力的作用D.丁物块没有受到摩擦力的作用参考答案：B4.（单选）如图所示，足够长的水平传送带以速度ν沿顺时针方向运动，传送带的右端与光滑曲面的底部平滑连接，曲面上的A点距离底部的高度为h=0.45m。一小物块从A点静止滑下，再滑上传送带，经过一段时间又返回曲面，g取，则下列说法正确的是（

）A．若ν=1m／s，则小物块能回到A点B．若ν=2m／s，则小物块能回到A点C．若ν=5m／s，则小物块能回到A点D．无论ν等于多少，小物块均能回到A点参考答案：C5.如图所示，长为L、倾角为θ＝30°的光滑绝缘斜面处于电场中，一带电量为＋q，质量为m的小球，以初速度v0由斜面底端的A点开始沿斜面上滑，到达斜面顶端的速度仍为v0，则A.小球在B点的电势能一定大于小球在A点的电势能B.A、B两点的电势差一定为C.若该电场是AC边中垂线上某点的点电荷Q产生的，则Q一定是正电荷D.若电场是匀强电场，则该电场的电场强度的最小值一定是参考答案：BD小球从A运动到B的过程中，重力势能增加，电势能减小，则小球在A点的电势能一定大于小球在B点的电势能．故A错误；根据动能定理得：，解得：，故B正确；若该电场是斜面中点正上方某点的点电荷Q产生的，离电荷远的A点电势高，所以Q一定是负电荷，故C错误；若电场是匀强电场，电场力恒定，到达B点时小球速度仍为v0，故小球做匀速直线运动，电场力与重力、支持力的合力为零．小球的重力沿斜面向下的分力为mgsin300一定，则当电场力沿斜面向上，大小为F=mgsin300时，电场力最小，场强最小，又电场力F=Eq，则该电场的场强的最小值一定是：，故D正确。所以BD正确，AC错误。二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.（8分）一辆摩托车能达到的最大速度为30m/s，要想在3min内由静止起沿一条平直公路追上在前面1000m处以20m/s的速度匀速行驶的汽车，则摩托车至少以多大的加速度起动?甲同学的解法是：设摩托车恰好在3min时追上汽车，则at2=vt+s0，代入数据得：a=0.28m/s。乙同学的解法是：设摩托车追上汽车时，摩托车的速度恰好是30m/s，则=2as=2a（vt+s0），代入数据得：a=0.1m/s2。你认为甲、乙的解法正确吗?若错误请说明其理由，并写出正确的解题过程。参考答案：解析：

7.（4分）从某金属表面逸出光电子的最大初动能与入射光的频率的图像如下图所示，则这种金属的截止频率是__________HZ；普朗克常量是____________J/HZ。参考答案：4.3(±0.1)×1014Hz

(6.2～6.8)×10-34Js8.如图所示，质量为50g的小球以12m/s的水平速度抛出，恰好与倾角为37o的斜面垂直碰撞，则此过程中重力的功为

J，重力的冲量为

N·s。

参考答案：6.4

J，0.8

N·s；9.一定质量的理想气体，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)10.如图所示,理想气体作图示的循环,其中2→3过程是绝热过程,3→1过程是等温过程,则2→3过程中气体内能____(填“增加”“减小”或“不变”),3→1过程中气体____(填“吸热”或“放热”).参考答案：

(1).减小

(2).放热2→3过程是绝热过程,体积增大，气体对外界做功,内能减小；3→1过程是等温过程,内能不变，体积减小，外界对气体做功,气体向外放热。11.(4分)如图，在“观察光的衍射现象”实验中，保持缝到光屏的距离不变，增加缝宽，屏上衍射条纹间距将

(选填:“增大”、“减小”或“不变”);该现象表明，光沿直线传播只是一种近似规律，只有在

情况下，光才可以看作是沿直线传播的。参考答案：减小；光的波长比障碍物小得多根据条纹间距由d、L和波长决定可知，增加缝宽，可以使条纹间距离减小；光遇到障碍物时，当障碍物的尺寸与波长接近时，会发生明显的衍射现象，当障碍物较大时，光近似沿直线传播。【考点】光的衍射、光的直线传播12.在某介质中形成一列简谐波，t＝0时刻的波形如图中的实线所示．若波向右传播，零时刻刚好传到B点，且再经过0.6s，P点也开始起振，该列波的周期T=______s，从t＝0时刻起到P点第一次到达波峰时止，O点相对平衡位置的位移y=____________cm.参考答案：0.2

－2

13.一个中子与某原子核发生核反应,生成一个氘核,其核反应方程式为_____________.该反应放出的能量为Q,则氘核的比结合能为_____________.参考答案：三、简答题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.（10分）如图所示，气缸放置在水平台上，活塞质量为5kg，面积为25cm2，厚度不计，气缸全长25cm，大气压强为1×105pa，当温度为27℃时，活塞封闭的气柱长10cm，若保持气体温度不变，将气缸缓慢竖起倒置．g取10m/s2．

（1）气缸倒置过程中，下列说法正确的是__________A．单位时间内气缸单位面积上气体分子撞击次数增多B．单位时间内气缸单位面积上气体分子撞击次数减少C．吸收热量，对外做功D．外界气体对缸内气体做功，放出热量（2）求气缸倒置后气柱长度；（3）气缸倒置后，温度升至多高时，活塞刚好接触平台(活塞摩擦不计)?参考答案：(1)BC(2)15cm(3)227℃15.（4分）图为一简谐波在t=0时，对的波形图，介质中的质点P做简谐运动的表达式为y=4sin5xl，求该波的速度，并指出t=0.3s时的波形图(至少画出一个波长)

参考答案：解析：由简谐运动的表达式可知，t=0时刻指点P向上运动，故波沿x轴正方向传播。由波形图读出波长，；由波速公式，联立以上两式代入数据可得。t=0.3s时的波形图如图所示。

四、计算题：本题共3小题，共计47分16.核聚变反应需要几百万度以上的高温，为了把高温条件下高速运动的离子约束在小范围内，通常采用磁约束的方法（托卡马克装置）。现用下述简化的模型来研究这一问题，如图所示，两个同心圆为匀强磁场的内外边界，，，磁场方向垂直纸面向里，已知带正电粒子的比荷，匀强磁场的磁感应强度，带正电的粒子以某一速度v从内边界上的A点射入磁场区域。不考虑带电粒子因高速运动产生的相对论效应。（1）导出带电粒子在磁场区域中作圆周运动的轨道半径r与上述各量的关系式（用已知量字母代号q、m、B、v表示）；（2）若上述带电粒子从A点沿半径方向射入磁场区域恰好不穿出外边界，请在图中画出粒子的运动轨迹示意图；（3）若大量上述粒子从A点沿各个方向射入磁场区域，求所有粒子均不穿出磁场区域外边界时粒子的最大速度v0。

参考答案：（1）带电粒子从A点射入磁场区域后，由牛顿运动定律和向心力公式得

①

（2分）∴

②

（2分）（2）粒子运动轨迹如图1所示。

（6分）（3）由①式得带电粒子运动速率，即v与r成正比。由题意可知，该粒子从A点射入磁场区域又不离开磁场外边界的最小可能轨道半径（如图2）

③

（4分）由此可得粒子从A点射入磁场区域又不离开磁场外边界的允许的最大速率

④

（2分）∴

⑤

得

17.甲、乙两汽车沿同一平直公路同向匀速行驶，甲车在前，乙车在后，它们行驶的速度均为16m/s．已知甲车紧急刹车时加速度a1=3m/s2，乙车紧急刹车时加速度a2=4m/s2，乙车司机的反应时间为0.5s(即乙车司机看到甲车刹车后0.5s才开始刹车)，求为保证两车在紧急刹车过程中不相撞，甲、乙两车行驶过程中至少应保持多大距离？参考答案：以地面为参照物，甲刹车后的一小段时间内，乙车的速度大于甲车的速度

0.5s后乙刹车，乙的速度减小得快，甲的速度减小的慢，当两车的速度相等时两车相距最近，设此时甲运动了t时间

解得：t=2s

此时的最短距离为整理的要使两车不相撞必须满足18.用如图所示的装置,可以模拟货车在水平路面上的行驶,进而研究行驶过程中车厢

里的货物运动情况。已知模拟小车(含遥控电动机)的质量M=7kg,车厢前、后壁间距L=4m,木板A的质量mA=1kg,长度LA=2m,木板上可视为质点的物体B的质量mB=4kg,A、B间的动摩擦因数u=0.3,木板与车厢底部(水平)间的动摩擦因数u0=0.32,A、B紧靠车厢前壁。现“司机″遥控小车从静止开始做匀加速直线运动,经过一定时间,A、B同时与车厢后壁碰撞。设小车运动过程中所受空气和地面总的阻力恒为F阻=16N,重力加速度大小g=10m/s2,最大静摩擦力等于滑动摩擦力。(1)从小车启动到A、B与后壁碰撞的过程中,分别求A、B的加速度大小;(2)A、B与后壁碰撞前瞬间,求遥控电动机的输出功率;(3)若碰撞后瞬间,三者速度方向不变,小车的速率变为碰前的80%A、B的速率均变为碰前小车的速率,且“司机”立即关闭遥控电动机,求从开始运动到A相对车静止的过程中,A与车之间由于摩擦产生的内能。参考答案：（1）4m/s2，方向向前，做匀加速运动

（2）10m/s；670W

（3）40J【详解】(1)由题意，从启动到A、B与后壁碰撞的过程中，三者间有相对滑动，三者受力如图所示对B：由牛顿第二定律有：代入数据解得：，方向向前，做匀加速运动对A：由牛顿