河北省唐山市第七十二中學2021-2022學年高三物理期末試卷含解析

河北省唐山市第七十二中學2021-2022學年高三物理期末試卷含解析一、選擇題：本題共5小題，每小題3分，共計15分．每小題只有一個選項符合題意1.（單選）如圖，在水平地面上內壁光滑的車廂中兩正對豎直面AB、CD間放有半球P和光滑均勻圓球Q，質量分別為m、M，當車向右做加速為a的勻加速直線運動時，P、Q車廂三者相對靜止，球心連線與水平方向的夾角為θ，則Q受到CD面的彈力FN和P受到AB面的彈力分別是：（

）

A．B．

C．

D．

參考答案：D。隔離Q進行受力分析和牛頓第二定律得：受力圖略，設CD面的彈力為，P對Q的作用力為，列方程有：和聯(lián)立解得：，再整體分析，設AB面對P的作用力為，在水平方向有：，將代入得：。由計算可得D答案正確。2.如圖，地球衛(wèi)星B、C的軌道b、c的圓心與地心O重合，圓a在地球表面上且與自轉軸線垂直，軌道b的平面與地軸垂直，下列表述正確的是A．處于圓a上的地面物體的向心力方向指向地心O B．衛(wèi)星C可能是地球的同步衛(wèi)星 C．在軌道b上運動的衛(wèi)星處于失重狀態(tài) D．若軌道半徑rb>rc，則衛(wèi)星B、C的運行速度vB<vC參考答案：CD3.如圖所示，靜止的彈簧測力計受到大小都為40N的F1，F(xiàn)2的作用，彈簧測力計的示數(shù)為（

）A、0

B、40N

C、80N

D、無法確定參考答案：B4.(單選)如圖所示，一運送救災物資的直升飛機沿水平方向勻速飛行．已知物資的總質量為m，吊運物資的懸索與豎直方向成θ角．設物資所受的空氣阻力為f，懸索對物資的拉力為T，重力加速度為g，則

(

)．A．f＝mgsinθ

B．f＝mgtanθ

C．T＝mgcosθ

D．T＝

參考答案：B5.（多選）如圖所示，空間存在著與圓臺母線垂直向外的磁場，各處的磁感應強度大小均為B，圓臺母線與豎直方向的夾角為θ，一個質量為m、半徑為r的勻質金屬環(huán)位于圓臺底部。當給環(huán)通以恒定的電流I，圓環(huán)由靜止向上運動，經過時間t后撤去該恒定電流并保持圓環(huán)閉合，圓環(huán)全程上升的最大高度為H。已知重力加速度為g，不計空氣阻力，磁場的范圍足夠大。在圓環(huán)向上運動的過程中，下列說法正確的是

A．圓環(huán)先做加速運動后做減速運動

B．在時間t內安培力對圓環(huán)做功為mgH

C．圓環(huán)運動的最大速度為－gt

D．圓環(huán)先有擴張后有收縮的趨勢參考答案：【知識點】

安培力；功的計算E1

K1【答案解析】AC

解析：環(huán)中通以恒定電流I后，圓環(huán)所受安培力為BI2πr，則在豎直方向的分力為2πrBIcosθ，A、圓環(huán)先向上加速運動，當電流撤去后，由于慣性，圓環(huán)繼續(xù)向上運動，在磁場中切割磁感線而做變減速運動，故A項正確；B、由牛頓第二定律，可得：BI?2πrcosθ-mg=ma，則圓環(huán)向上的加速度為a=，則豎直方向上，在電流未撤去時，圓環(huán)將做勻加速直線運動，經過時間t，速度會達到最大值，由v=at得v=，故C正確；在時間t內，上升的高度h=at2，則安培力對圓環(huán)做功為W=Fh，故B錯誤；D、圓環(huán)通電流時，電流方向為順時針，安培力分量指向圓心，有收縮的趨勢，撤去電流后，切割產生的感應電流為逆時針，則安培力分量背離圓心，則有擴張的趨勢，故D項錯誤;故選：AC【思路點撥】根據(jù)牛頓第二定律，與運動學公式，依據(jù)做功表達式，結合電磁感應與安培力，即可求解．磁場中力做功與牛頓第二定律、電磁感應等的綜合問題，注意掌握線圈擴張與收縮的原因．二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計16分6.在研究勻變速直線運動的實驗中，某同學打出的一條紙帶如圖所示，圖中的點為計數(shù)點，相鄰兩計數(shù)點間還有4個點未畫出，圖上注明了各計數(shù)點間距離的測量結果，所接交流電源的頻率為50Hz。（1）兩個相鄰計數(shù)點間的時間間隔：Δt＝________s。（2）打下計數(shù)點B時小車的速度：vB＝_________m/s。（3）物體勻變速直線運動的加速度a＝_________m/s2。參考答案：（1）Δt＝0.1s。（2）vB＝0.5175m/s。（3）a＝1.58m/s2。7.一物體從A點由靜止開始作加速度大小為a1的勻加速直線運動，經過時間t后，到達B點，此時物體的加速度大小變?yōu)閍2，方向與a1的方向相反，經過時間t后，物體又回到A點。則a1：a2=

；參考答案：1：38.如圖所示，A、B兩滑環(huán)分別套在間距為1m的光滑水平細桿上，A和B的質量之比為1∶3，用一自然長度為1m的輕彈簧將兩環(huán)相連，在A環(huán)上作用一沿桿方向的、大小為20N的拉力F，當兩環(huán)都沿桿以相同的加速度a運動時，彈簧與桿夾角為53°。（cos53°=0.6）則彈簧的勁度系數(shù)為________N/m。若突然撤去拉力F，在撤去拉力F的瞬間，A的加速度為a′，a′與a大小之比為

。參考答案：100N/m。

3:19.一質點繞半徑為R的圓周運動了一圈，則其位移大小為

，路程是

，若質點運動了圓周，則其位移大小為

，路程是

。參考答案：、、、10.（3分）一個質量為m的皮球，從距地面高為h處自由落下，反彈回去的高度為原來的3/4，若此時立即用力向下拍球，使球再次反彈回到h高度。設空氣阻力大小不變，且不計皮球與地面碰撞時的機械能損失，則拍球時需對球做的功為

。參考答案：mgH/211.如圖所示，質量均為m的a、b兩木塊疊放在水平面上，a受到斜向上與水平面成θ角的力F作用，b受到斜向下與水平面成θ角的力F作用，兩力在同一豎直平面內，此時兩木塊保持靜止，則水平面對b的支持力可能

2mg（填“大于”“小于”或“等于”）

參考答案：等于12.（1）某次研究彈簧所受彈力F與彈簧長度L關系實驗時得到如圖a所示的F﹣L圖象．由圖象可知：彈簧原長L0=

cm．求得彈簧的勁度系數(shù)k=

N/m．（2）按如圖b的方式掛上鉤碼（已知每個鉤碼重G=1N），使（1）中研究的彈簧壓縮，穩(wěn)定后指針如圖b，則指針所指刻度尺示數(shù)為

cm．由此可推測圖b中所掛鉤碼的個數(shù)為

個．參考答案：（1）3.0，200；（2）1.50，3．【考點】探究彈力和彈簧伸長的關系．【分析】根據(jù)圖線的橫軸截距得出彈簧的原長，結合圖線的斜率求出他和的勁度系數(shù)．刻度尺的讀數(shù)要讀到最小刻度的下一位，根據(jù)形變量，結合胡克定律求出彈力的大小，從而得出所掛鉤碼的個數(shù)．【解答】解：（1）當彈力為零時，彈簧的長度等于原長，可知圖線的橫軸截距等于原長，則L0=3.0cm，圖線的斜率表示彈簧的勁度系數(shù)，則有：k==200N/m．（2）刻度尺所指的示數(shù)為1.50cm，則彈簧的形變量為：△x=3.0﹣1.50cm=1.50cm，根據(jù)胡克定律得，彈簧的彈力為：F=k△x=200×0.015N=3N=3G，可知圖b中所掛鉤碼的個數(shù)為3個．故答案為：（1）3.0，200；（2）1.50，3．13.在“探究小車的速度隨時間變化的規(guī)律”實驗中，如圖1是一條記錄小車運動情況的紙帶，圖中A、B、C、D、E為相鄰計數(shù)點，相鄰計數(shù)點間的時間間隔為T=0.1s（1）計算各點的瞬時速度，vB=

m/s，vC=

m/s，vD=

m/s，vE=

m/s．（2）在圖2所示坐標中作出小車的v﹣t圖線，并根據(jù)圖線求出a=

m/s2．（3）將圖線延長與縱軸相交，交點的速度是

，該速度的物理意義是 ．參考答案：（1）1.38，2.64；3.90，5.16；（2）12.6；（3）0，物體的初速度為零．【考點】測定勻變速直線運動的加速度．【分析】（1）若物體做勻變速直線運動，則時間中點的瞬時速度大小等于該過程中的平均速度大??；（2）v﹣t圖象中圖線的斜率等于小車的加速度大小．（3）根據(jù)圖象物理意義可正確得出結果．【解答】解：（1）打B點時小車的瞬時速度：vB==×10﹣2m/s=1.38m/s打C點時小車的瞬時速度：vC==×10﹣2m/s=2.64m/s打D點時小車的瞬時速度：vD==×10﹣2m/s=3.90m/s．根據(jù)勻變速直線運動規(guī)律有：vD=，因此有：vE=2vD﹣vC=2×3.90m/s﹣2.64m/s=5.16m/s（2）由上述數(shù)據(jù)作出小車的v﹣t圖象如圖所示：由圖象斜率可求得小車的加速度：a==m/s2=12.6m/s2．（3）由圖象可知，圖象與縱軸交點速度為0，其物理意義為：物體的初速度為零．故答案為：（1）1.38，2.64；3.90，5.16；（2）12.6；（3）0，物體的初速度為零．三、簡答題：本題共2小題，每小題11分，共計22分14.（4分）圖為一簡諧波在t=0時，對的波形圖，介質中的質點P做簡諧運動的表達式為y=4sin5xl，求該波的速度，并指出t=0.3s時的波形圖(至少畫出一個波長)

參考答案：解析：由簡諧運動的表達式可知，t=0時刻指點P向上運動，故波沿x軸正方向傳播。由波形圖讀出波長，；由波速公式，聯(lián)立以上兩式代入數(shù)據(jù)可得。t=0.3s時的波形圖如圖所示。

15.(4分)在橄欖球比賽中，一個95kg的橄欖球前鋒以5m/s的速度跑動，想穿越防守隊員到底線觸地得分．就在他剛要到底線時，迎面撞上了對方兩名均為75kg的隊員，一個速度為2m/s，另一個為4m/s，然后他們就扭在了一起。①他們碰撞后的共同速率是；②在右面方框中標出碰撞后他們動量的方向，并說明這名前鋒能否得分：。參考答案：答案：①0.1m/s

（2分）

②方向見圖（1分）

能得分（1分）

四、計算題：本題共3小題，共計47分16.1928年，德國物理學家玻特用α粒子（）轟擊輕金屬鈹（）時，發(fā)現(xiàn)有一種貫穿能力很強的中性射線．查德威克對該粒子進行研究，進而發(fā)現(xiàn)了新的粒子——中子．（1）請寫出α粒子轟擊輕金屬鈹?shù)暮朔磻匠蹋?）若中子以速度v0與一質量為mN的靜止氮核發(fā)生碰撞，測得中子反向彈回的速率為v1，氮核碰后的速率為v2，則中子的質量m等于多少？參考答案：17.電動機帶動滾輪勻速轉動,在滾輪的作用下,將金屬桿從最底端A送往傾角θ=30°的足夠長斜面上部．滾輪中心B與斜面底部A的距離為L=6.5m，當金屬桿的下端運動到B處時，滾輪提起，與桿脫離接觸．桿由于自身重力作用最終會返回斜面底部，與擋板相撞后，立即靜止不動．此時滾輪再次壓緊桿，又將金屬桿從最底端送往斜面上部，如此周而復始．已知滾輪邊緣線速度恒為v=4m/s，滾輪對桿的正壓力FN=2×104N，滾輪與桿間的動摩擦因數(shù)為μ=0.35，桿的質量為m=1×103Kg，不計桿與斜面間的摩擦，取g=10m/s2。求：（1）在滾輪的作用下，桿加速上升的加速度；

（2）桿加速上升至與滾輪速度相同時前進的距離；

（3）桿往復運動的周期．（4）若在桿返回時放下滾輪。桿的下端距A點多遠時放下滾輪才能使桿下端到A點時速度恰好為零。參考答案：、解:（1）f=μN=7×103N

a=f-mgsinθ/m=2m/s2………（2分）(2)

s==4m………（2分）（3）加速階段：t1=v/a=2s

勻速：t2=L-s/v=0.625sKs5u后做勻變速運動a’=gsinθ=5m/s2…（3分）有位移公式：L=v0t+at2

取向下為正：

6.5=-4t3+×5t32

得t3＝2.6s………（3分）∴T=t1+t2+t3=5.225s………（1分）Ks5u（4）由上升時桿離開滾輪上升的長度為X=42/2x5=1.6m。。。。.(1分)設：桿返回滾輪與桿接觸時桿的速度為Vm,有關系：V2m/2x2+V2m/2x5=6.5+1.6

……….(2分)得V2m=162/7

;所以放下滾輪時板下端距A點的距離為X1=V2m/2x2=81/14=5.8m。。。.(1分)Ks5u18.有一個導熱性能良好的圓柱形容器，頂部由一活塞密封，容器內盛有一定量的水，通過一根細管（體積可忽略）與外界相通，如圖所示。當溫度為t℃時，細管中水面與容