河南省鄭州市第四十四中學2021年高三物理下學期期末試題含解析

河南省鄭州市第四十四中學2021年高三物理下學期期末試題含解析一、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1.一輛公共汽車進站后開始剎車，做勻減速直線運動．開始剎車后的第1s內(nèi)和第2s內(nèi)位移大小依次為9m和7m．則剎車后6s內(nèi)的位移是

(

)A．20m

B．24m

C．25m

D．75m參考答案：C2.如圖，兩等量異號的點電荷相距為。M與兩點電荷共線，N位于兩點電荷連線的中垂線上，兩點電荷連線中點到M和N的距離都為L，且。略去項的貢獻，則兩點電荷的合電場在M和N點的強度A．大小之比為2，方向相反B．大小之比為1，方向相反C．大小均與成正比，方向相反D．大小均與L的平方成反比，方向相互垂直參考答案：AC解析：如圖所示，合電場在M和N點的強度分別為E1＝－＝、E2＝2×＝，E1：E2＝2；又N點處強場方向由＋q指向－q，在M點的場強表現(xiàn)＋q的點電荷、由－q指向＋q。

3.（2015?湖北模擬）如圖所示，勁度系數(shù)為k的輕彈簧一端固定在墻上，另一端與置于水平面上的質(zhì)量為m的小物體接觸（未連接），如圖中O點，彈簧水平且無形變．用水平力F緩慢向左推動物體，在彈性限度內(nèi)彈簧長度被壓縮了x0，如圖中B點，此時物體靜止．撤去F后，物體開始向右運動，運動的最大距離距B點為3x0，C點是物體向右運動過程中彈力和摩擦力大小相等的位置，物體與水平面間的動摩擦因數(shù)為μ，重力加速度為g．則（）A．撤去F時，物體的加速度最大，大小為﹣μgB．物體先做加速度逐漸變小的加速運動，再做加速度逐漸變大的減速運動，最后做勻減速運動C．從B→C位置物體彈簧彈性勢能的減少量大于物體動能的增加量D．撤去F后，物體向右運動到O點時的動能最大參考答案：ABC：【考點】：功能關(guān)系；牛頓第二定律．【分析】：本題通過分析物體的受力情況，來確定其運動情況：撤去F后，物體水平方向上受到彈簧的彈力和滑動摩擦力，滑動摩擦力大小不變，而彈簧的彈力隨著壓縮量的減小而減小，物體先做變加速運動，再做變減速運動，最后物體離開彈簧后做勻減速運動；撤去F后，根據(jù)牛頓第二定律求解物體剛運動時的加速度大??；物體離開彈簧后通過的最大距離為3x0，由動能定理求解彈力滑動摩擦力力所做的總功；當彈簧的彈力與電場力、滑動摩擦力的合力大小相等、方向相反時，速度最大，可求得此時彈簧的壓縮量，即可求解物體開始向左運動到速度最大的過程中克服摩擦力做的功．解：A、撤去F時，物體的加速度最大，大小為a==﹣μg，故A正確；B、撤去F后，物體水平方向上受到彈簧的彈力和滑動摩擦力，滑動摩擦力不變，而彈簧的彈力隨著壓縮量的減小而減小，彈簧的彈力隨著壓縮量的減小而減小，加速度先減小后增大，物體先做變加速運動，再做變減速運動，物體離開彈簧后做勻減速運動．故B正確；C、由動能定理可知，彈力做功減去摩擦力做的功的絕對值等于物體動能的增加量，故彈簧彈性勢能的減少量大于物體動能的增加量，故C正確；D、物體向右運動過程中，加速度為零時，速度最大，故到C點時的動能最大，故D錯誤．故選：ABC．4.一輛公交汽車勻速駛?cè)胝九_時，站臺上等候的某乘客不小心將手中小球掉落。若小球的下落過程可視做自由落體運動，那么在這個過程中，以公交汽車為參照系，以汽車前進方向為正x軸方向，豎直向下為y軸，符合小球運動軌跡是圖（

）參考答案：A5.質(zhì)量為m的汽車，啟動后發(fā)動機以額定功率P沿水平道路行駛，經(jīng)過一段時間后將達到以速度v勻速行駛，若行駛中受到的摩擦阻力大小不變，則在加速過程中車速為v/3時，汽車的加速度大小為（

）A．3P/mv

B．P/mv

C．2P/mv

D．0參考答案：C二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計16分6.如圖所示是一列沿x軸正方向傳播的簡諧橫波在t=0時刻的波形圖，已知波的傳播速度v=2m/s。①寫出x=2.0m處質(zhì)點的振動方程式y(tǒng)=

▲

㎝；②求出x=0.5m處質(zhì)點在0～4.5s內(nèi)通過的路程s=▲㎝。參考答案：①y=-5sin(2πt)②907.（9分）某同學做了一個小實驗：先把空的燒瓶放到冰箱冷凍，一小時后取出燒瓶，并迅速把一個氣球緊密的套在瓶頸上，然后將燒瓶放進盛滿熱水的燒杯里，氣球逐漸膨脹起來，如圖所示。這是因為燒瓶里的氣體吸收了水的

，溫度

，體積

。

參考答案：熱量，升高，增大解析：當用氣球封住燒瓶，在瓶內(nèi)就封閉了一定質(zhì)量的氣體，當將瓶子放到熱水中，瓶內(nèi)氣體將吸收水的熱量，增加氣體的內(nèi)能，溫度升高，由理氣方程PV/T=C可知，氣體體積增大。8.設(shè)地球半徑為R，地球表面的重力加速度為g，地球自轉(zhuǎn)角速度為，則沿地球表面運行的人造地球衛(wèi)星的周期為________；某地球同步通訊衛(wèi)星離地面的高度H為_________．參考答案：9.一物體靜止在光滑水平面上，先對物體施加一個水平向右的恒力F1，經(jīng)過時間t物體運動到距離出發(fā)點為s的位置，此時立即撤去F1，同時對物體施加一水平向左的恒力F2，又經(jīng)過相同的時間t，物體運動到距離出發(fā)點s/2的位置，在這一過程中力F1和F2的比可能是

和

參考答案：2:5

2:7

解：由牛頓第二定律得：，撤去時物體的速度由勻變速運動的位移公式得：解得：;或者;解得：10.物體A、B的質(zhì)量之比為mA:mB=4:1，使它們以相同的初速度沿水平地面滑行，若它們受到的阻力相等，那么它們停下來所用的時間之比為tA:tB=______，若兩物體與地面的動摩擦因數(shù)相同，那么它們停下來所用的時間之比為tA:tB=______參考答案：4:1;1:111.1919年盧瑟福通過如圖所示的實驗裝置，第一次完成了原子核的人工轉(zhuǎn)變，并由此發(fā)現(xiàn)______________。圖中A為放射源發(fā)出的射線，銀箔的作用是吸收______________。參考答案：質(zhì)子，α粒子

12.如圖所示，質(zhì)量為M的小車靜止在光滑的水平地面上，車上裝有半徑為R的半圓形光滑軌道?，F(xiàn)將質(zhì)量為m的小球放于半圓形軌道的邊緣上，并由靜止開始釋放，當小球滑至半圓形軌道的最低點位置時，小車移動的距離為______________，小球的速度為_________參考答案：13.如圖7甲所示為用打點計時器記錄小車運動情況的裝置，開始時小車在水平玻璃板上做勻速直線運動，后來在薄布面上做勻減速直線運動，所打出的紙帶如圖乙所示(附有刻度尺)，紙帶上相鄰兩點對應的時間間隔為0.02s.圖7從紙帶上記錄的點跡情況可知，A、E兩點跡之間的距離為________cm，小車在玻璃板上做勻速直線運動的速度大小為________m/s，小車在布面上運動的加速度大小為________m/s2.參考答案：7.20(7.19～7.21均可)；0.90(0.89～0.91均可)；5.0(4.9～5.1均可)三、實驗題：本題共2小題，每小題11分，共計22分14.用如圖甲所示裝置做“探究物體的加速度跟力的關(guān)系”的實驗。實驗時保持小車的質(zhì)量不變，用鉤碼所受的重力作為小車受到的合力，用打點計時器和小車后端拖動的紙帶測出小車運動的加速度。（1）實驗時先

（填“掛”或“不掛”）鉤碼，

（填“安裝”或“不安裝”）紙帶。反復調(diào)整墊木的左右位置，直到可以判斷小車做勻速運動，這樣做的目的是

。（2）圖乙為實驗中打出的一條紙帶的一部分，從比較清晰的點跡起，在紙帶上標出了連續(xù)的5個計數(shù)點A、B、C、D、E，相鄰兩個計數(shù)點之間都有4個點跡沒有標出，測出各計數(shù)點到A點之間的距離，如圖乙所示。已知打點計時器接在頻率為50Hz的交流電源兩端，則此次實驗中小車運動的加速度的測量值a=______m/s2。（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）參考答案：15.利用圖1所示的裝置可測量滑塊在斜面上運動的加速度．一斜面上安裝有兩個光電門，其中光電門乙固定在斜面上靠近底端處，光電門甲的位置可移動，當一帶有遮光片的滑塊自斜面上滑下時，與兩個光電門都相連的計時器可以顯示出遮光片從光電門甲至乙所用的時間t．改變光電門甲的位置進行多次測量，每次都使滑塊從同一點由靜止開始下滑，并用米尺測量甲、乙之間的距離s，記下相應的t值；所得數(shù)據(jù)如下表所示．完成填空和作圖：（1）若滑塊所受摩擦力為一常量，滑塊加速度的大小a、滑塊經(jīng)過光電門乙時的瞬時速度v1、測量值s和t四個物理量之間所滿足的關(guān)系式是s=v1t﹣at2；（2）根據(jù)表中給出的數(shù)據(jù)，在圖2給出的坐標紙上畫出s/t﹣t圖線；（3）由所畫出的s/t﹣t圖線，得出滑塊加速度的大小為a=2.0m/s2（保留2位有效數(shù)字）．參考答案：考點：測定勻變速直線運動的加速度．專題：實驗題；直線運動規(guī)律專題．分析：可以把光電門甲至乙的勻加速運動看成反向的勻減速運動，寫出測量值s和t四個物理量之間所滿足的關(guān)系式．由位移時間關(guān)系式整理得到﹣t圖線的表達式，并找出圖線的斜率和加速度關(guān)系．解答：解：（1）已知滑塊沿斜面下滑時做勻加速運動，滑塊加速度的大小a、滑塊經(jīng)過光電門乙時的瞬時速度v1、測量值s和t四個物理量．因為時速度v1是下滑的末速度，所以我們可以看下滑的逆過程，所以滿足的關(guān)系式是：s=v1t﹣at2（2）見下圖（3）由得作圖求出斜率k=﹣0.9897m/s2，a=2|k|≈2.0m/s2（1）；（2）如圖；（3）2.0．點評：題目的難度在于：物體加速下滑時，我們研究了它的逆過程，并且要整理圖象所要求的表達式．四、計算題：本題共3小題，共計47分16.如圖甲所示，在光滑絕緣水平桌面內(nèi)建立xoy坐標系，在第Ⅱ象限內(nèi)有平行于桌面的勻強電場，場強方向與x軸負方向的夾角θ=45°．在第Ⅲ象限垂直于桌面放置兩塊相互平行的平板C1、C2，兩板間距為d1=0.6m，板間有豎直向上的勻強磁場，兩板右端在y軸上，板C1與x軸重合，在其左端緊貼桌面有一小孔M，小孔M離坐標原點O的距離為l1=0.72m．在第Ⅳ象限垂直于x軸放置一豎直平板C3，垂足為Q，Q、O相距d2=0.18m，板C3長l2=0.6m．現(xiàn)將一帶負電的小球從桌面上的P點以初速度v0=2m/s垂直于電場方向射出，剛好垂直于x軸穿過C1板上的M孔，進入磁場區(qū)域．已知小球可視為質(zhì)點，小球的比荷=20C/kg，P點與小孔M在垂直于電場方向上的距離為s=m，不考慮空氣阻力．求：（1）勻強電場的場強大小；（2）要使帶電小球無碰撞地穿出磁場并打到平板C3上，求磁感應強度B的取值范圍；（3）以小球從M點進入磁場開始計時，磁場的磁感應強度隨時間呈周期性變化，規(guī)定豎直向上為磁感強度的正方向，如圖乙所示，則小球能否打在平板C3上？若能，求出所打位置到Q點距離；若不能，求出其軌跡與平板C3間的最短距離．（=1.73，計算結(jié)果保留兩位小數(shù)）參考答案：【考點】：帶電粒子在勻強磁場中的運動；帶電粒子在勻強電場中的運動．【專題】：帶電粒子在復合場中的運動專題．【分析】：（1）小球在第二象限內(nèi)做類平拋運動，結(jié)合牛頓第二定律和運動學公式求出電場強度的大小．（2）根據(jù)類平拋運動的規(guī)律求出經(jīng)過M點的速度，作出粒子在磁場中的臨界運動軌跡，結(jié)合幾何關(guān)系和半徑公式求出磁感應強度的范圍．（3）根據(jù)半徑公式和周期公式求出粒子在磁場中運動的軌道半徑和周期，由磁場的周期得出小球在磁場中運動的軌跡圖，以及得出在一個磁場周期內(nèi)小球在x軸方向的位移，判斷能否打在平板C3上，若能打在平板C3上，通過幾何關(guān)系求出其軌跡與平板C3間的最短距離．：解：（1）小球在第Ⅱ象限內(nèi)做類平拋運動有：v0t=sat=v0tanθ由牛頓第二定律有：qE=ma代入據(jù)解得：E=．（2）設(shè)小球通過M點時的速度為v，由類平拋運動規(guī)律：==4m/s，小球垂直磁場方向進入兩板間做勻速圓周運動，軌跡如圖，由牛頓第二定律有：，得：B=小球剛好能打到Q點磁感應強度最強設(shè)為B1．此時小球的軌跡半徑為R1，由幾何關(guān)系有：=代入數(shù)據(jù)解得：．小球剛好不與C2板相碰時磁感應強度最小設(shè)為B2，此時粒子的軌跡半徑為R2，由幾何關(guān)系有：R2=d1，代入數(shù)據(jù)解得：．綜合得磁感應強度的取值范圍：（3）小球進入磁場做勻速圓周運動，設(shè)半徑為為R3，周期為T有：，代入數(shù)據(jù)解得：R3=0.09m．，代入數(shù)據(jù)解得：T=．由磁場周期得小球在磁場中運動的軌跡如圖可得：一個磁場周期內(nèi)小球在x軸方向的位移為3R3由分析知有：l1=（3n+2）R3，n=2則小球能打在平板C3上，設(shè)位置到Q點距離為h有：h=2（n+1）R3cosβ﹣R3，解得：h==0.38m．答：（1）勻強電場的場強大小為；（2）磁感應強度B的取值范圍為；（3）小球能打在平板C3上，軌跡與平板C3間的最短距離為0.38m．【點評】：本題關(guān)鍵是明確粒子的運動規(guī)律、畫出運動軌跡，然后結(jié)合牛頓第二定律、類似平拋運動的分位移公式和幾何關(guān)系列式求解，難度較大．17.如圖所示，擋板P固定在足夠高的水平絕緣桌面上，小物塊A和B的大小可忽略，它們分別帶有+QA和+QB的電量，質(zhì)量分別為mA、mB，兩物塊由絕緣的輕彈簧相連，一不可伸長的輕繩跨過滑輪，一端與B連接，另一端連接一輕質(zhì)小鉤．整個裝置處于場強為E、方向水平向左的勻強電場中．A、B開始時靜止，已知彈簧的勁度系數(shù)為k，不計一切摩擦及A、B間的庫侖力，A、B所帶電量保持不變，且B不會碰到滑輪.(1)若小鉤上掛一質(zhì)量為M的不帶電物塊C并由靜止釋放，可使物塊A恰好能離開擋板P，求物塊C下落的最大距離．(2)若C的質(zhì)量改為2M，則當A剛離開擋板P時，B的速度為多大?參考答案：18.如圖所示，光滑絕緣水平桌面上固定一絕緣擋板P，質(zhì)量分別為和的小物塊A和B（可視為質(zhì)點）分別帶有和的電荷量，兩物塊由絕緣的輕彈簧相連，一不可伸長的輕繩跨過定滑輪，一端與物塊B連接，另一端連接輕質(zhì)小鉤．整個裝置處于正交的場強大小為E、方向水平向左的勻強電場和磁感應強度大小為B、方向水平向里的勻強磁場中。物塊A，B開始時均靜止，已知彈簧的勁度系數(shù)為K，不計一切摩擦及AB間的庫侖力，物塊A、B所帶的電荷量