2022年湖北省黄冈市百丈河中学高三物理下学期期末试卷含解析

2022年湖北省黄冈市百丈河中学高三物理下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，光滑水平面上存在有界匀强磁场，直径与磁场宽度相同的金属圆形线框以一定的初速度斜向匀速通过磁场。在必要的时间段内施加必要的水平拉力保证其匀速运动，则（A）金属框内感应电流方向先逆时针再顺时针（B）金属框内感应电流经历两次先增大后减小（C）水平拉力方向与速度同向（D）水平拉力方向与速度方向无关参考答案：ABD2.如图所示的虚线框为一长方形区域，该区域内有一垂直于纸面向里的匀强磁场，一束电子以不同的速率从O点垂直于磁场、沿图中方向射入磁场后，分别从a、b、c、d四点射出磁场，比较它们在磁场中的运动时间ta、tb、tc、td，其大小关系是（）

A．ta<tb<tc<td

B．ta＝tb＝tc＝td

C．ta＝tb<tc<td

D．ta＝tb>tc>td参考答案：D3.如图所示，线圈两端与电阻相连构成闭合回路，在线圈上方有一竖直放置的条形磁铁，磁铁的S极朝下．在将磁铁的S极插入线圈的过程中,下列正确的是A．通过电阻的感应电流的方向为由a到b，线圈与磁铁相互排斥B．通过电阻的感应电流的方向为由b到a，线圈与磁铁相互排斥C．通过电阻的感应电流的方向为由a到b，线圈与磁铁相互吸引D．通过电阻的感应电流的方向为由b到a，线圈与磁铁相互吸引参考答案：B考点：楞次定律【名师点睛】当磁铁向下运动时，穿过线圈的磁通量变大，原磁场方向向上，所以感应电流产生的磁场阻碍原磁场的变化，方向向下，根据右手螺旋定则判断感应电流的方向；根据楞次定律“来拒去留”可判断磁铁与线圈的相互作用。4.如图所示，一轻质弹簧竖直固定在水平地面上，在弹簧的正上方高h的位置有一物体从静止开始下落，在A点时与弹簧接触，并向下压缩弹簧，其中B点为物体受力平衡点。C点为弹簧压缩最大的位置处，且在弹簧的弹性限度内。若不计弹簧的质量和空气阻力，将物体、弹簧和地球看作系统。物体由P→A→B→C的运动过程中，下列判断正确的是

（

）

A．物体在A点时动能最大

B．物体在B点时系统的势能最小

C．物体在P点时系统的势能和在C点时系统的势能不相等

D．物体由A→B→C的运动过程中加速度逐渐增大、速度逐渐减小参考答案：B5.（单选）如图所示，A和B为竖直放置的平行金属板，在两极板间用绝缘线悬挂一带电小球。开始时开关S闭合且滑动变阻器的滑动头P在a处，此时绝缘线向右偏离竖直方向。（电源的内阻不能忽略）下列判断正确的是A．小球带负电B．当滑动头从a向b滑动时,细线的偏角θ变大C．当滑动头从a向b滑动时,电流表中有电流,方向从上向下D．当滑动头从a向b滑动时,电源的总功率一定变小.参考答案：C二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.我国航天计划的下一个目标是登上月球，当飞船靠近月球表面的圆形轨道绕行几圈后登陆月球，飞船上备有以下实验器材：A．计时表一只；B．弹簧测力计一把；C．已知质量为m的物体一个；D．天平一只(附砝码一盒)。已知宇航员在绕行时及着陆后各做了一次测量，依据测量的数据，可求出月球的半径R

及月球的质量M(已知万有引力常量为G)(1)两次测量所选用的器材分别为________、________和________(用选项符号表示)；(2)两次测量的物理量是________和________；(3)试用所给物理量的符号分别写出月球半径R和质量M的表达式R＝________，M＝________。参考答案：7.一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：8.参考答案：9.如图是小球做平抛运动的一段运动轨迹，P点在轨迹上．已知P点的坐标为（20cm，15cm），小球质量为0.2kg，取重力加速度g=10m/s2，则小球做平抛运动的初速度为2m/s；若取抛出点为零势能参考平面，小球经P点时的重力势能为﹣0.4J．参考答案：【考点】：研究平抛物体的运动．【专题】：实验题；平抛运动专题．【分析】：平抛运动在竖直方向上做自由落体运动，根据△y=gT2求出相等的时间间隔，再根据v0=求出平抛运动的初速度．求出横坐标为20cm点的竖直方向的分速度，从而根据vy=gt求出运动的时间，得出此时水平位移和竖直位移，从而得出抛出点的坐标，进而确定重力势能的大小．：解：在竖直方向上有：△y=gT2，则T==s=0.2s．则v0==m/s=2m/s．横坐标为20cm点的竖直方向的分速度vy=m/s=2m/s，经历的时间t==0.2s．在这段时间内水平位移x=v0t=0.2m，竖直位移y=gt2=0.2m，所以抛出点的横坐标为0.1﹣0.2=﹣0.1m=﹣10cm．纵坐标为0.15﹣0.20m=﹣0.05m=﹣5cm，即抛出点的坐标为（﹣10cm，﹣5cm）．那么小球经P点时的重力势能Ep=﹣mgh=﹣0.2×10×（0.15+0.05）=﹣0.4J．故答案为：2；﹣0.4．【点评】：解决本题的关键掌握“研究平抛运动”实验的注意事项，以及知道平抛运动在水平方向和竖直方向上的运动规律，灵活运用运动学公式求解．10.电磁波在真空中的传播速度是_____________m/s。有一电台发射的电磁波的频率范围是535.0kHz到1605kHz，则它发射的电磁波的最长波长是________________m。

参考答案：答案：3.0×108；5.61×102

11.质量为m的物体(可看成质点)以某一速度冲上倾角为300的固定斜面，其运动的加速度为，此物体在斜面上上升的最大高度为h，则在这个过程中物体重力势能增加了______________，机械能损失了_________________。参考答案：，

12.如图所示，质量为m的小球A以速率v0向右运动时跟静止的小球B发生碰撞，碰后A球以的速率反向弹回，而B球以的速率向右运动，则B的质量mB=_______；碰撞过程中，B对A做功为

。参考答案：4.5m

；

3mv02/8

13.氢原子的能级图如图所示，一群氢原子处于量子数n＝4能量状态，则氢原子最多辐射

种频率的光子。辐射光子的最大能量为

。参考答案：三、实验题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.（13分）某同学得用图1所示装置做“研究平抛运动”的实验，根据实验结果在坐标纸上描出了小球水平抛出后的运动轨迹，但不慎将画有轨迹图线的坐标纸丢失了一部分，剩余部分如图2所示。图2中水平方向与竖直方向每小格的长度均代表0.10m，、和是轨迹图线上的3个点，和、和之间的水平距离相等。完成下列真空：（重力加速度取）（1）设、和的横坐标分别为、和，纵坐标分别为、和，从图2中可读出=____①_____m，=____②______m，=____③______m（保留两位小数）。（2）若已测知抛出后小球在水平方向上做匀速运动。利用（1）中读取的数据，

求出小球从运动到所用的时间为______④__________s，小球抛出后的水平速度为________⑤__________（均可用根号表示）。（3）已测得小球抛也前下滑的高度为0.50m。设和分别为开始下滑时和抛出时的机械能，则小球从开始下滑到抛出的过程中机械能的相对损失，=________⑥__________%（保留两位有效数字）

参考答案：①0.61；②1.61；③0.60；④0.20；⑤3.0；⑥8.2；解析：本题考查研究平抛运动的实验.由图可知P1到P2两点在竖直方向的间隔为6格,P1到P3两点在竖直方向的间隔为16格所以有=0.60m.=1.60m.P1到P2两点在水平方向的距离为6个格.则有=0.60m(2)由水平方向的运动特点可知P1到P2与P2到P3的时间相等,根据,解得时间约为0.2s,则有(3)设抛出点为势能零点,则开始下滑时的机械能为E1=mgh=mg/2,抛出时的机械能为E2==4.5m,则根据0.082。15.如图甲所示是某同学探究加速度与力的关系的实验装置．他在气垫导轨上安装了一个光电门B，滑块上固定一遮光条，滑块用细线绕过气垫导轨左端的定滑轮与力传感器相连，传感器下方悬挂钩码，每次滑块都从A处由静止释放．①该同学用游标卡尺测量遮光条的宽度d，如图乙所示，则d=

mm．②实验时，将滑块从A位置由静止释放，由数字计时器读出遮光条通过光电门B的时间t，若要得到滑块的加速度，还需要测量的物理量是

；③下列不必要的一项实验要求是

．（请填写选项前对应的字母）A．应使滑块质量远大于钩码和力传感器的总质量B．应使A位置与光电门间的距离适当大些C．应将气垫导轨调节水平D．应使细线与气垫导轨平行④改变钩码质量，测出对应的力传感器的示数F和遮光条通过光电门的时间t，通过描点作出线性图象，研究滑块的加速度与力的关系，处理数据时应作出

图象．（选填“”、“”或“”）．参考答案：①

2.25mm

②

遮光条到光电门的距离L

③

A

④

四、计算题：本题共3小题，共计47分16.如图，光滑半圆弧轨道半径为r，OA为水平半径，BC为竖直直径。水平轨道CM与C点相切，轨道上有一轻弹簧，一端固定在竖直墙上，另一端恰位于轨道的末端C点(此时弹簧处于自然状态)。一质量为m的小物块自A处以竖直向下的初速度v0=滑下，到C点后压缩弹簧进入水平轨道，被弹簧反弹后恰能通过B点。重力加速度为g，求：（1）物块通过B点时的速度大小；(2)物块离开弹簧刚进入半圆轨道C点时对轨道的压力大小；(3)弹簧的最大弹性势能。参考答案：【知识点】机械能守恒定律；向心力．E3D4【答案解析】（1）物块通过B点时的速度大小；（2）物块离开弹簧刚进入半圆轨道C点时对轨道的压力大小6mg；（3）弹簧的最大弹性势能4mgr．解析：（1）物体恰能通过B点，此时对轨道压力为零mg=，解得（2）物体由C到B机械能守恒：

，在C点联立解得FN=6mg，由牛顿第三定律可知F′N=FN=6mg（3）物体从A点到弹簧最短的过程中，根据能量守恒物体从弹簧最短到B点过程根据能量守恒解得EP=4mgr．【思路点拨】（1）物体恰能通过B点，由牛顿第二定律即可求得；（2）由动能定理和牛顿第二定律即可求得（3）有能量守恒即可判断17.中国海军歼﹣15舰载机已经在“辽宁”舰上多次进行触舰复飞，并已经进行了舰载机着陆和甲板起飞．这标志着我国已经基本拥有在航母上起降舰载机的能力．消息人士还记录了歼15起飞的大概过程．10时55分，飞机由机库运到飞行甲板上．11时15分，清理跑道，拖车把飞机拉到跑道起点，刹车．11时25分，甲板阻力板打开，舰载机发动机点火，保持转速70%．11时28分许，舰载机刹车松开，加速至最大推力，飞机滑跃离开甲板，顺利升空．现将飞机起飞模型简化为飞机先在水平甲板上做匀加速直线运动，再在倾角为θ=15°的斜面甲板上以最大功率做加速运动，最后从甲板飞出的速度为360km/h．若飞机的质量为18t（1t=1000kg），甲板AB=180m，BC=50m，（飞机长度忽略当做质点，不计一切摩擦和空气阻力，取sin15°=0.3，g=10m/s2）（1）如果要求到达甲板B点的速度至少为离开斜面甲板速度的70%，则飞机在水平甲板上运动时的牵引力至少为多大才能使飞机起飞？（2）如果到达B点时飞机刚好到达最大功率，则从飞机开始运动到飞离甲板共需多少时间？（结果均保留三位有效数字）参考答案：【考点】：动能定理的应用；牛顿第二定律．【专题】：动能定理的应用专题．【分析】：（1）对全过程运用动能定理，求出牵引力的大小．（2）飞机从A运动到B的过程中做匀加速直线运动，位移等于平均速度与时间的乘积，求得在AB之间的时间；B到C的过程中飞机的功率恒定，使用动能定理即可求得在斜面是运动的时间．总时间是两段时间的和．：解：（1）v=360km/h×70%=100m/s×70%=70m/s由动能定律得，

①代入数据解得，F=2.45×105N

②（2）到达B点时的功率为：P=Fv=2.45×105×100×70%=1.72×107W

③飞机从A运动到B的时间，④B到C的时间由动能定理，得

⑤则t=t1+t2

⑥联立代入数据解得，t=7.97s

⑦答：（1）飞机在水平甲板上运动时的牵引力至少为2.45×105N才能使飞机起飞；（2）从飞机开始运动到飞离甲板共需7.97s．18.如图所示，两个带电小球（可视为质点），固定在轻质绝缘等腰直角三角形框架OAB的两个端点A、B上，整个装置可以绕过O点且垂直于纸面的水平轴在竖直平面内自由转动.直角三角形的直角边长为L.质量分别为mA＝3m