2022年陜西省西安市交通大學(xué)附中高三物理期末試題含解析

2022年陜西省西安市交通大學(xué)附中高三物理期末試題含解析一、選擇題：本題共5小題，每小題3分，共計(jì)15分．每小題只有一個(gè)選項(xiàng)符合題意1.（多選）圖是靜電分選裝置的原理示意圖。將磷酸鹽和石英的混合顆粒由傳送帶送至兩個(gè)帶電平行板上方的中部，經(jīng)過電場(chǎng)區(qū)域下落．磷酸鹽顆粒帶正電，石英顆粒帶負(fù)電，兩種顆粒的帶電率（顆粒所帶電荷量與顆粒質(zhì)量之比）相同 A．石英顆粒落在左側(cè) B．磷酸鹽顆粒落在左側(cè) C．顆粒在豎直方向具有相同的加速度 D．顆粒在水平方向的加速度大小不同參考答案：答案：BC：水平電場(chǎng)方向向左，石英顆粒受力向右落右側(cè)，A錯(cuò)誤；磷酸鹽顆粒受力向左落左側(cè)，B正確；水平牛頓第二定律,加速度a大小相等，D錯(cuò)誤；豎直方向上只有mg，加速度為重力角速度相同，C正確。2.（單選）如圖所示，細(xì)線的一端系一質(zhì)量為m的小球，另一端固定在傾角為θ的光滑斜面體頂端，細(xì)線與斜面平行。在斜面體以加速度a水平向右做勻加速直線運(yùn)動(dòng)的過程中，小球始終靜止在斜面上，小球受到細(xì)線的拉力T和斜面的支持力FN分別為（重力加速度為g）A．

B．

C．

D．

參考答案：A3.如圖所示，一列簡(jiǎn)諧橫波沿x軸正方向傳播，在t=0時(shí)刻的波形如圖所示.已知這列波在P點(diǎn)處依次出現(xiàn)兩個(gè)波峰的時(shí)間間隔為0.4s，則下列說法中正確的是（

）A.這列波的波長(zhǎng)為5cm

B.這列波的波速為10cm/sC.質(zhì)點(diǎn)Q需要再經(jīng)過0.7s，才能第一次到達(dá)波峰處D.質(zhì)點(diǎn)Q到達(dá)波峰時(shí)，質(zhì)點(diǎn)P也恰好到達(dá)波谷參考答案：C4.如圖所示,甲圖為沿x軸傳播的一列簡(jiǎn)諧橫波在t=0時(shí)刻的波動(dòng)圖象,乙圖為參與波動(dòng)質(zhì)點(diǎn)P的振動(dòng)圖象,則下列判斷正確的是 (

)A.該波的傳播速率為4cm/s B.該波的傳播方向沿x軸正方向C.經(jīng)過0.5s時(shí)間,質(zhì)點(diǎn)P沿波的傳播方向向前傳播2mD.該波在傳播過程中若遇到3m的障礙物,能發(fā)生明顯衍射現(xiàn)象參考答案：D5.(單選題)某船在靜水中劃行的速率為3m/s，要渡過30m寬的河，河水的流速為5m/s，下列說法中不正確的是(

)A.該船渡河的最小速率是4m/sB.該船渡河所用時(shí)間最少為10sC.該船不可能沿垂直河岸的航線抵達(dá)對(duì)岸D.該船渡河所通過的位移的大小至少為50m參考答案：A二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計(jì)16分6.如圖所示，太空宇航員的航天服內(nèi)充有氣體，與外界絕熱，為宇航員提供適宜的環(huán)境，若宇航員出艙前航天服與艙內(nèi)氣體的壓強(qiáng)相等，艙外接近真空，在打開艙門的過程中，艙內(nèi)氣壓逐漸降低，航天服內(nèi)氣體內(nèi)能減少（選填“增加”、“減少”或“不變”）．為使航天服內(nèi)氣體保持恒溫，應(yīng)給內(nèi)部氣體加熱（選填“制冷”或“加熱”）參考答案：解：根據(jù)熱力學(xué)第一定律△U=W+Q，Q=0，氣體急劇膨脹，氣體對(duì)外界做功，W取負(fù)值，可知△U為負(fù)值，即內(nèi)能減?。疄槭购教旆?nèi)氣體保持恒溫，應(yīng)給內(nèi)部氣體加熱．故答案為：減小，加熱7.“探究加速度與物體質(zhì)量、物體受力的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)裝置如圖甲所示。

①在某次實(shí)驗(yàn)中，得到如圖乙所示紙帶，A、B、C、D為四個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)（A點(diǎn)為第一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，以后每5個(gè)計(jì)時(shí)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)），量得BC=6.81cm；CD=8.03cm，則打C點(diǎn)時(shí)小車的速度vc=

m/s，由紙帶求得小車運(yùn)動(dòng)的加速度a=

m/s2（結(jié)果均保留三位有效數(shù)字）

②用如圖甲裝置實(shí)驗(yàn)，根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作出如圖丙的a—F圖線，從圖中發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)中存在的問題是

。參考答案：①0.742，1.22②沒有平衡摩擦力或平衡摩擦力的傾角太?。?.地球半徑為R，地球表面的重力加速度為g，若高空中某處的重力加速度為g/2，則該處距地球表面的高度為____________，在該高度繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的衛(wèi)星的線速度大小為______________。

參考答案：

,

9.地球表面的重力加速度為g，地球半徑為R．有一顆衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，軌道離地面的高度是地球半徑的3倍．則該衛(wèi)星做圓周運(yùn)動(dòng)的向心加速度大小為；周期為．參考答案：考點(diǎn)：萬(wàn)有引力定律及其應(yīng)用；人造衛(wèi)星的加速度、周期和軌道的關(guān)系．版權(quán)所有專題：人造衛(wèi)星問題．分析：根據(jù)萬(wàn)有引力提供圓周運(yùn)動(dòng)向心力由軌道半徑關(guān)系求解即可．解答：解：由題意知衛(wèi)星離地面的高度為3R，則衛(wèi)星的軌道半徑為r=4R，所以在地球表面重力與萬(wàn)有引力相等有：得GM=gR2衛(wèi)星在軌道上做圓周運(yùn)動(dòng)，萬(wàn)有引力提供圓周運(yùn)動(dòng)向心力=所以衛(wèi)星的加速度：衛(wèi)星的周期：T==故答案為：；．點(diǎn)評(píng)：抓住地球表面重力與萬(wàn)有引力相等和衛(wèi)星做圓周運(yùn)動(dòng)萬(wàn)有引力提供圓周運(yùn)動(dòng)向心力求解各量即可．10.特種兵過山谷的一種方法可化簡(jiǎn)為如右圖所示的模型：將一根長(zhǎng)為2d、不可伸長(zhǎng)的細(xì)繩的兩端固定在相距為d的A、B兩等高處，懸繩上有小滑輪P，戰(zhàn)士們相互配合，可沿著細(xì)繩滑到對(duì)面。開始時(shí)，戰(zhàn)士甲拉住滑輪，質(zhì)量為m的戰(zhàn)士乙吊在滑輪上，處于靜止?fàn)顟B(tài)，AP豎直，則此時(shí)甲對(duì)滑輪的水平拉力為____________；若甲將滑輪由靜止釋放，則乙在滑動(dòng)中速度的最大值為____________。（不計(jì)滑輪與繩的質(zhì)量，不計(jì)滑輪的大小及摩擦）

參考答案：11.11．某興趣小組在做“探究動(dòng)能定理”的實(shí)驗(yàn)前，提出了以下幾種猜想：①W∝v，②W∝v2，③W∝。他們的實(shí)驗(yàn)裝置如下圖所示，PQ為一塊傾斜放置的木板，在Q處固定一個(gè)速度傳感器，物塊從斜面上某處由靜止釋放，物塊到達(dá)Q點(diǎn)的速度大小由速度傳感器測(cè)得。為探究動(dòng)能定理，本實(shí)驗(yàn)還需測(cè)量的物理量是

；根據(jù)實(shí)驗(yàn)所測(cè)數(shù)據(jù)，為了直觀地通過圖象得到實(shí)驗(yàn)結(jié)論，應(yīng)繪制

圖象。參考答案：物塊初始位置到測(cè)速器的距離L

L-v2物塊在斜面上所受合力F不變，由得，，可見本實(shí)驗(yàn)還需測(cè)量的物理量是物塊初始位置到測(cè)速器的距離L，由于L與v2成正比，所以應(yīng)繪制L-v2圖象。12.如圖所示，從傾角為θ的足夠長(zhǎng)斜面上的A點(diǎn)，先后將同一個(gè)小球以不同的初速度水平向右拋出．第一次初速度為υ1，球落到斜面上時(shí)瞬時(shí)速度方向與斜面夾角為α1；第二次初速度為υ2，球落到斜面上時(shí)瞬時(shí)速度方向與斜面夾角為α2．不計(jì)空氣阻力，若υ1>υ2，則α1

α2（填>、=、<）．參考答案：＝

13.兩列簡(jiǎn)諧波分別沿x軸正方向和負(fù)方向傳播，波速均為υ＝0.4m/s，波源的振幅均為A＝2cm。如圖所示為t＝0時(shí)刻兩列波的圖像，此刻平衡位置在x＝0.2m和x＝0.8m的P、Q兩質(zhì)點(diǎn)恰好開始振動(dòng)。質(zhì)點(diǎn)M的平衡位置位于x＝0.5m處。則兩列波相遇的時(shí)刻為t＝______s，當(dāng)t＝2.0s時(shí)質(zhì)點(diǎn)M運(yùn)動(dòng)的路程為_______cm。參考答案：0.75，20

三、簡(jiǎn)答題：本題共2小題，每小題11分，共計(jì)22分14.（4分）試通過分析比較，具有相同動(dòng)能的中子和電子的物質(zhì)波波長(zhǎng)的大小。參考答案：粒子的動(dòng)量，物質(zhì)波的波長(zhǎng)由，知，則。解析：物質(zhì)波的的波長(zhǎng)為，要比較波長(zhǎng)需要將中子和電子的動(dòng)量用動(dòng)能表示出來即，因?yàn)?，所以，故?5.（2014?宿遷三模）學(xué)?？萍脊?jié)上，同學(xué)發(fā)明了一個(gè)用彈簧槍擊打目標(biāo)的裝置，原理如圖甲，AC段是水平放置的同一木板；CD段是豎直放置的光滑半圓弧軌道，圓心為O，半徑R=0.2m；MN是與O點(diǎn)處在同一水平面的平臺(tái)；彈簧的左端固定，右端放一可視為質(zhì)點(diǎn)、質(zhì)量m=0.05kg的彈珠P，它緊貼在彈簧的原長(zhǎng)處B點(diǎn)；對(duì)彈珠P施加一水平外力F，緩慢壓縮彈簧，在這一過程中，所用外力F與彈簧壓縮量x的關(guān)系如圖乙所示．已知BC段長(zhǎng)L=1.2m，EO間的距離s=0.8m．計(jì)算時(shí)g取10m/s2，滑動(dòng)摩擦力等于最大靜摩擦力．壓縮彈簧釋放彈珠P后，求：（1）彈珠P通過D點(diǎn)時(shí)的最小速度vD；（2）彈珠P能準(zhǔn)確擊中平臺(tái)MN上的目標(biāo)E點(diǎn)，它通過C點(diǎn)時(shí)的速度vc；（3）當(dāng)緩慢壓縮彈簧到壓縮量為x0時(shí)所用的外力為8.3N，釋放后彈珠P能準(zhǔn)確擊中平臺(tái)MN上的目標(biāo)E點(diǎn)，求壓縮量x0．參考答案：（1）彈珠P通過D點(diǎn)時(shí)的最小速度為；（2）通過C點(diǎn)時(shí)的速度為m/s；（3）壓縮量為0.18m．考點(diǎn)： 動(dòng)能定理的應(yīng)用；機(jī)械能守恒定律．專題： 動(dòng)能定理的應(yīng)用專題．分析： （1）根據(jù)D點(diǎn)所受彈力為零，通過牛頓第二定律求出D點(diǎn)的最小速度；（2）根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律求出D點(diǎn)的速度，通過機(jī)械能守恒定律求出通過C點(diǎn)的速度．（3）當(dāng)外力為0.1N時(shí)，壓縮量為零，知摩擦力大小為0.1N，對(duì)B的壓縮位置到C點(diǎn)的過程運(yùn)用動(dòng)能定理求出彈簧的壓縮量．解答： 解：（1）當(dāng)彈珠做圓周運(yùn)動(dòng)到D點(diǎn)且只受重力時(shí)速度最小，根據(jù)牛頓第二定律有：mg=解得．v==m/s（2）彈珠從D點(diǎn)到E點(diǎn)做平拋運(yùn)動(dòng)，設(shè)此時(shí)它通過D點(diǎn)的速度為v，則s=vtR=gt從C點(diǎn)到D點(diǎn)，彈珠機(jī)械能守恒，有：聯(lián)立解得v=代入數(shù)據(jù)得，V=2m/s（3）由圖乙知彈珠受到的摩擦力f=0.1N，根據(jù)動(dòng)能定理得，且F1=0.1N，F(xiàn)2=8.3N．得x=代入數(shù)據(jù)解得x0=0.18m．答：（1）彈珠P通過D點(diǎn)時(shí)的最小速度為；（2）通過C點(diǎn)時(shí)的速度為m/s；（3）壓縮量為0.18m．點(diǎn)評(píng)： 本題考查了動(dòng)能定理、機(jī)械能守恒定律、牛頓第二定律的綜合，涉及到圓周運(yùn)動(dòng)和平拋運(yùn)動(dòng)，知道圓周運(yùn)動(dòng)向心力的來源，以及平拋運(yùn)動(dòng)在豎直方向和水平方向上的運(yùn)動(dòng)規(guī)律是解決本題的關(guān)鍵．四、計(jì)算題：本題共3小題，共計(jì)47分16.如圖，將質(zhì)量m=0.1kg的圓環(huán)套在固定的水平直桿上。環(huán)的直徑略大于桿的截面直徑。環(huán)與桿間動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.8。對(duì)環(huán)施加一位于豎直平面內(nèi)斜向上，與桿夾角θ=53°的拉力F，使圓環(huán)以a=4.4m/s2的加速度沿桿運(yùn)勸，求F的大小。(sin53°=0.8cos53°=0.6)參考答案：17.2012年我們中國(guó)有了自己的航空母艦“遼寧號(hào)”，航空母艦上艦載機(jī)的起飛問題一直備受關(guān)注。某學(xué)習(xí)小組的同學(xué)對(duì)艦載機(jī)的起飛進(jìn)行了模擬設(shè)計(jì)。如圖，艦載機(jī)總質(zhì)量為m，發(fā)動(dòng)機(jī)額定功率為P，在水平軌道運(yùn)行階段所受阻力恒為f。艦載機(jī)在A處啟動(dòng)，同時(shí)開啟電磁彈射系統(tǒng)，它能額外給艦載機(jī)提供水平方向推力，經(jīng)歷時(shí)間t1，艦載機(jī)勻加速運(yùn)行至B處，速度達(dá)到v1，電磁彈射系統(tǒng)關(guān)閉。艦載機(jī)然后以額定功率加速運(yùn)行至C處，經(jīng)歷的時(shí)間為t2，速度達(dá)到v2。此后，艦載機(jī)進(jìn)入傾斜曲面軌道，在D處離開航母起飛。求（1）AB間距離；（2）艦載機(jī)在AB間運(yùn)動(dòng)時(shí)獲得的總動(dòng)力；（3）BC間距離。參考答案：根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式

AB間距離

x1=

（3分）AB段勻加速運(yùn)動(dòng)的加速度a=

(2分)設(shè)AB段運(yùn)動(dòng)時(shí)獲得的總動(dòng)力為F，由牛頓第二定律

F-f=ma

（2分）F=ma+f=+f

（2分）

(由動(dòng)能定理解亦可)BC段運(yùn)動(dòng)由動(dòng)能定理：

（4分）得BC間距離x2=

18.如圖所示，MN為絕緣板，CD為板上兩個(gè)小孔，AO為CD的中垂線，在MN的下方有勻強(qiáng)磁場(chǎng)，方向垂直紙面向外（圖中未畫出），質(zhì)量為m電荷量為q的粒子（不計(jì)重力）以某一速度從A點(diǎn)平行于MN的方向進(jìn)入靜電分析器，靜電分析器內(nèi)有均勻輻向分布的電場(chǎng)（電場(chǎng)方向指向O點(diǎn)），已知圖中虛線圓弧的半徑為R，其所在處場(chǎng)強(qiáng)大小為E，若離子恰好沿圖中虛線做圓周運(yùn)動(dòng)后從小孔C垂直于MN進(jìn)入下方磁場(chǎng)．（1）求粒子運(yùn)動(dòng)的速度大?。唬?）粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)，與MN板碰撞，碰后以原速率反彈，且碰撞時(shí)無(wú)電荷的轉(zhuǎn)移，之后恰好從小孔D進(jìn)入MN上方的一個(gè)三角形勻強(qiáng)磁場(chǎng)，從A點(diǎn)射出磁場(chǎng)，則三角形磁場(chǎng)區(qū)域最小面積為多少？MN上下兩區(qū)域磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小之比為多少？（3）粒子從A點(diǎn)出發(fā)后，第一次回到A點(diǎn)所經(jīng)過的總時(shí)間為多少？參考答案：【考點(diǎn)】：帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)；牛頓第二定律；向心力．【專題】：帶電粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)專題．【分析】：粒子進(jìn)入靜電分析器做圓周運(yùn)動(dòng)，根據(jù)牛頓第二定律求出粒子運(yùn)動(dòng)的速度大小．粒子從D到A勻速圓周運(yùn)動(dòng)，根據(jù)幾何關(guān)系和粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的半徑公式、周期公式求解．：解：（1）粒子進(jìn)入靜電分析器做圓周運(yùn)動(dòng)，根據(jù)牛頓第二定律得：Eq=v=（2）粒子從D到A勻速圓周運(yùn)動(dòng)，故由圖示三角形區(qū)域面積最小值為S=在磁場(chǎng)中洛倫茲力提供向心力Bqv=R=，設(shè)MN下方的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B1，上方的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B2，若只碰撞一次，則R1==，R2=R=，故=\frac{1}{2}，若碰撞n次，R1==，R2=R=，故=（3）粒子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)間t1==，在下方的磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)間t2=×=π，在上方的磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)間t