2022年黑龍江省哈爾濱市第九中學(xué)高三物理期末試題含解析

2022年黑龍江省哈爾濱市第九中學(xué)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．每小題只有一個選項(xiàng)符合題意1.虛線是用實(shí)驗(yàn)方法描繪出的某一靜電場的一簇等勢線及其電勢的值，一帶電粒子只在電場力作用下飛經(jīng)該電場時，恰能沿圖中的實(shí)線AC運(yùn)動，則下列判斷正確的是A．粒子一定帶負(fù)電；B．粒子在A點(diǎn)的電勢能大于在C點(diǎn)的電勢能；C．A點(diǎn)的場強(qiáng)大于C點(diǎn)的場強(qiáng)；D．粒子在A點(diǎn)的動能大于在C點(diǎn)的動能參考答案：2.（多選）如圖所示，一正弦交流電瞬時值為，通過一個理想電流表，接在一個理想變壓器兩端，變壓器起到降壓作用。開關(guān)閉合前后，AB兩端電功率相等，以下說法正確的是A.流過r的電流方向每秒鐘變化50次B.變壓器原線圈匝數(shù)大于副線圈匝數(shù)C.開關(guān)從斷開到閉合時，電流表示數(shù)變小D.參考答案：BD3.（多選）我國發(fā)射的神九飛船經(jīng)過變軌，在距“天宮一號”后下方52公里處的圓形軌道上做勻速圓周運(yùn)動，如圖所示，以下說法正確的A.要完成對接任務(wù).神九飛船需要點(diǎn)火加速B.要完成對接任務(wù)，神九飛船需要制動減速C.“天宮一號”內(nèi)的實(shí)驗(yàn)儀器不受引力作用D.對接完成后“天宮一號”的速度小于第一宇宙速度參考答案：AD4.如圖1-6所示，半徑為R的環(huán)形塑料管豎直放置，AB為該環(huán)的水平直徑，且管的內(nèi)徑遠(yuǎn)小于環(huán)的半徑，環(huán)的AB及其以下部分處于向左的勻強(qiáng)電場中，管的內(nèi)壁光滑，現(xiàn)將一質(zhì)量為m，帶電量為+q的小球從管中A點(diǎn)由靜止釋放，已知qE=mg，以下說法正確的是（

）A．小球釋放后，到達(dá)B點(diǎn)時的速度為零，并在BDA間往復(fù)運(yùn)動，B．小球釋放后，將在管內(nèi)做圓周運(yùn)動C．小球釋放后，第一次經(jīng)過最低點(diǎn)D和最高點(diǎn)C時對管壁的壓力之比為5：1D．小球釋放后，第一次和第二次經(jīng)過最高點(diǎn)C時對管壁的壓力之比為1：5參考答案：C5.如圖所示的電路中，當(dāng)滑動變阻器滑動觸頭向左滑動時，正確的是:A．L1燈泡變亮

B．L2燈炮變亮C．電壓表讀數(shù)變大

D．電流表讀數(shù)變小參考答案：B二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計(jì)16分6.一物體沿x軸做直線運(yùn)動，其位置坐標(biāo)x隨時間t變化的規(guī)律為x=15+2t2，（采用SI單位制），則該物體在前2秒內(nèi)的位移為8m，第5秒末的速度為20m/s．參考答案：【考點(diǎn)】：勻變速直線運(yùn)動的位移與時間的關(guān)系．【專題】：運(yùn)動學(xué)中的圖像專題．【分析】：由位移公式和所給定表達(dá)式對應(yīng)項(xiàng)相等，求出初速度以及加速度，再由速度公式分別求出5s時的瞬時速度．由速度公式求出第5秒末的速度．：解：由位移公式x=v0tat2，按時間對應(yīng)項(xiàng)相等，可得：v0=0，a=4m/s2由v5=at5，得第5秒末的速度為：v5=4×5=20m/s物體在前2秒內(nèi)的位移為：x=x2﹣x0=15+2t2﹣15=2×22=8m故答案為：8，20【點(diǎn)評】：本題就是對勻變速運(yùn)動的位移公式和速度公式的直接考查，比較簡單．7.圖示是某時刻兩列簡諧橫波的波形圖，波速大小均為10m/s，一列波沿x軸正向傳播(實(shí)線所示)；另一列波沿x軸負(fù)向傳播(虛線所示)，則在x軸上質(zhì)點(diǎn)a(x=1m)和b(x=2m)中，質(zhì)點(diǎn)___________(選填“a”或“b”)振動加強(qiáng)，從該時刻起經(jīng)過0.1s時，c質(zhì)點(diǎn)坐標(biāo)為___________。參考答案：

(1).a

(2).（3m,0.4m）【詳解】(1)兩列波長相同的波疊加，由圖象知，b、d兩點(diǎn)都是波峰與波谷相遇點(diǎn)，則b、d兩點(diǎn)振動始終減弱，是振動減弱點(diǎn)；(2)由圖象可知，兩列波的波長都為λ=4m，則周期,而，c點(diǎn)此時向上運(yùn)動，經(jīng)過到達(dá)波谷，此時y方向的位移為y=-2A=-0.4cm，故c點(diǎn)的坐標(biāo)為（3m，-0.4cm）.【點(diǎn)睛】本題考查了波的疊加原理，要知道波峰與波峰或波谷與波谷相遇點(diǎn)振動加強(qiáng)，波峰與波谷相遇點(diǎn)振動減弱，要注意：振動加強(qiáng)點(diǎn)并不是位移始終最大.8.小明同學(xué)設(shè)計(jì)了一個實(shí)驗(yàn)來探究自行車的初速度與其克服阻力作功的關(guān)系。實(shí)驗(yàn)的主要步驟是：①找一段平直的路面，并在路面上畫一道起點(diǎn)線；②騎上自行車用較快速度駛過起點(diǎn)線，并從車把手處自由釋放一團(tuán)很容易辨別的橡皮泥；③車駛過起點(diǎn)線后就不再蹬自行車腳蹬，讓車依靠慣性沿直線繼續(xù)前進(jìn)；④待車停下，記錄自行車停下時的位置；⑥用卷尺量出起點(diǎn)線到橡皮泥落地點(diǎn)間的距離s、起點(diǎn)線到終點(diǎn)的距離L及車把手處離地高度h。若自行車在行駛中所受的阻力為f并保持恒定。（1）自行車經(jīng)過起點(diǎn)線時的速度v=；（用己知的物理量和所測量得到的物理量表示）（2）自行車經(jīng)過起點(diǎn)線后克服阻力做功W=；（用己知的物理量和所測量得到的物理量表示）（3）多次改變自行車經(jīng)過起點(diǎn)時的初速度，重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)步驟②~④，則每次只需測量上述物理量中的和，就能通過數(shù)據(jù)分析達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康?。參考答案：?），（2）fL，（3）s

L解析：橡皮泥做平拋運(yùn)動，由s=vt，h=gt2/2聯(lián)立解得，v=；自行車經(jīng)過起點(diǎn)線后克服阻力做功W=fL。多次改變自行車經(jīng)過起點(diǎn)時的初速度，重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)步驟②~④，則每次只需測量上述物理量中的s和L，就能通過數(shù)據(jù)分析達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?.在“觀察水波的干涉”實(shí)驗(yàn)中得到如圖所示的干涉圖樣．O1、O2為波源，實(shí)線表示波峰，虛線為P位置與波源連線，且O1P=O2P．（1）P點(diǎn)是振動加強(qiáng)點(diǎn)（選填“加強(qiáng)”或“減弱”）．（2）（單選題）若有一小紙片被輕放在P點(diǎn)浮于水面上，則此后紙片運(yùn)動情況是D（A）一定沿箭頭A方向運(yùn)動

（B）一定沿箭頭B方向運(yùn)動（C）一定沿箭頭C方向運(yùn)動

（D）在P點(diǎn)處隨水面上下運(yùn)動．參考答案：解：（1）據(jù)圖可知，兩列波的波長相同，所以兩列波的頻率相同，由于且O1P=O2P，所以路程差為半個波長的整數(shù)倍，所以該點(diǎn)P為振動加強(qiáng)點(diǎn)．（2）據(jù)波傳播的特點(diǎn)，各質(zhì)點(diǎn)并不隨波遷移，而是在平衡位置附近做簡諧運(yùn)動，所以小紙片在P點(diǎn)隨水面上下運(yùn)動，故ABC錯誤，D正確．故答案為：（1）加強(qiáng)；（2）D．10.．已知地球自轉(zhuǎn)周期為T，地球半徑為R，引力常量為G，地球同步衛(wèi)星離地面的高度約為地球半徑的6倍，則地球同步衛(wèi)星的速度大小為____________；地球的質(zhì)量為___________。參考答案：，11.(12分)某同學(xué)設(shè)計(jì)了一個探究加速度與物體所受合力F及質(zhì)量m的關(guān)系實(shí)驗(yàn)。如圖(a)為實(shí)驗(yàn)裝置簡圖，A為小車，B為打點(diǎn)計(jì)時器，C為裝有砂的砂桶，D為一端帶有定滑輪的長方形木板，實(shí)驗(yàn)中認(rèn)為細(xì)繩對小車?yán)等于砂和砂桶總重量，小車運(yùn)動加速度a可用紙帶上點(diǎn)求得：

(1)圖(b)為某次實(shí)驗(yàn)得到的紙帶(交流電的頻率為50Hz)，試由圖中數(shù)據(jù)求出小車加速度值；

(2)保持砂和砂桶質(zhì)量不變，改變小車質(zhì)量m，分別得到小車加速度a與質(zhì)量m及對應(yīng)的數(shù)據(jù)如下表：

根據(jù)上表數(shù)據(jù)，為直觀反映：F不變時，a與m的關(guān)系，請?jiān)诜礁褡鴺?biāo)紙中選擇恰當(dāng)物理量，建立坐標(biāo)系，并作出圖線.從圖線中得到：F不變時，小車加速度a與質(zhì)量之間定量關(guān)系式是_____________.

(3)保持小車質(zhì)量不變，改變砂和砂桶重量，該同學(xué)根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作出了加速度a與合力F圖線，如圖(d)所示，該圖線不通過原點(diǎn)，明顯超出偶然誤差范圍，其主要原因是_______________________________________________.參考答案：答案：(1)，T=0.04s，a=3.0m/s2(4分)

(2)如圖所示，(作圖2分，結(jié)論3分)(3)實(shí)驗(yàn)前未平衡摩擦力(3分)

12.在地球是重力加速度g=9．8m/s2的地方，用一個豎直向上的大小為20N的拉力提質(zhì)量為2000g的重物，此重物獲得的加速度為

參考答案：13.如題12B-2圖所示，兩艘飛船A、B沿同一直線同向飛行，相對地面的速度均為v（v接近光速c）。地面上測得它們相距為L，則A測得兩飛船間的距離___▲____（選填“大于”、“等于”或“小于”）L。當(dāng)B向A發(fā)出一光信號，A測得該信號的速度為___▲____。參考答案：大于

c(或光速)A測得兩飛船間的距離為靜止長度，地面上測得兩飛船間的距離為運(yùn)動長度，靜止長度大于運(yùn)動長度L。

根據(jù)光速不變原理，A測得該信號的速度為c(或光速)。三、簡答題：本題共2小題，每小題11分，共計(jì)22分14.如圖，光滑絕緣底座上固定兩豎直放置、帶等量異種電荷的金屬板a、b，間距略大于L，板間電場強(qiáng)度大小為E，方向由a指向b，整個裝置質(zhì)量為m?，F(xiàn)在絕綠底座上施加大小等于qE的水平外力，運(yùn)動一段距離L后，在靠近b板處放置一個無初速度的帶正電滑塊，電荷量為q，質(zhì)量為m，不計(jì)一切摩擦及滑塊的大小，則(1)試通過計(jì)算分析滑塊能否與a板相撞(2)若滑塊與a板相碰，相碰前，外力F做了多少功;若滑塊與a板不相碰，滑塊剛準(zhǔn)備返回時，外力F做了多少功?參考答案：（1）恰好不發(fā)生碰撞（2）【詳解】(1)剛釋放小滑塊時，設(shè)底座及其裝置的速度為v由動能定理：放上小滑塊后，底座及裝置做勻速直線運(yùn)動，小滑塊向右做勻加速直線運(yùn)動當(dāng)兩者速度相等時，小滑塊位移絕緣底座的位移故小滑塊剛好相對絕緣底座向后運(yùn)動的位移，剛好不相碰(2)整個過程絕緣底座位移為3L則答：(1)通過計(jì)算分析可各滑塊剛好與a板不相撞；(2)滑塊與a板不相碰，滑塊剛準(zhǔn)備返回時，外力F做功為3qEL。15.（9分）我國登月的“嫦娥計(jì)劃”已經(jīng)啟動，2007年10月24日，我國自行研制的探月衛(wèi)星“嫦娥一號”探測器成功發(fā)射。相比較美國宇航員已經(jīng)多次登陸月球。而言，中國航天還有很多艱難的路要走。若一位物理學(xué)家通過電視機(jī)觀看宇航員登月球的情況，他發(fā)現(xiàn)在發(fā)射到月球上的一個儀器艙旁邊懸掛著一個重物在那里擺動,懸掛重物的繩長跟宇航員的身高相仿,這位物理學(xué)家看了看自己的手表，測了一下時間，于是他估測出月球表面上的自由落體加速度。請?zhí)骄恳幌?他是怎樣估測的?參考答案：據(jù)宇航員的身高估測出擺長；測出時間，數(shù)出擺動次數(shù)，算得擺動周期；據(jù)公式,求得月球的重力加速度。解析：據(jù)單擺周期公式,只要測出單擺擺長和擺動周期,即可測出月球表面上的自由落體加速度．據(jù)宇航員的身高估測出擺長；測出時間，數(shù)出擺動次數(shù)，算得擺動周期；據(jù)公式求得月球的重力加速度。(9分)

四、計(jì)算題：本題共3小題，共計(jì)47分16.在可控核反應(yīng)堆中需要給快中子減速，輕水、重水和石墨等常用作減速劑。中子在重水中可與核碰撞減速，在石墨中與核碰撞減速。上述碰撞可簡化為彈性碰撞模型。某反應(yīng)堆中快中子與靜止的靶核發(fā)生對心正碰，通過計(jì)算說明，僅從一次碰撞

考慮，用重水和石墨作減速劑，哪種減速效果更好？參考答案：設(shè)中子質(zhì)量為mn靶核質(zhì)量為m，由動量守恒定律

（1分）由能量守恒定律

（2分）解得：（1分）在重水中靶核質(zhì)量：則碰后中子速度為

（2分）在石墨中靶核質(zhì)量：則碰后中子速度為（2分）與重水靶核碰后中子速度較小，故重水減速效果更好。（1分）17.如圖所示，將質(zhì)量為m＝1kg的小物塊放在半圓形軌道最低點(diǎn)M左側(cè)的A處，AM距離為L=1.5m，物塊與地面間的動摩擦因數(shù)μ=0.5，半圓形軌道直徑d＝1.8m；固定在水平面上，且直徑MON豎直，現(xiàn)物塊以10m/s的初速度在水平地面上向右運(yùn)動，求：（1）小物塊到達(dá)M時的速度。（2）受上升過程中摩擦阻力影響，小物塊剛好能到達(dá)軌道最高點(diǎn)N。求小物塊落地點(diǎn)到M的水平距離。參考答案：18.如圖所示，邊長L=0．2m的正方彤a(chǎn)bcd區(qū)域（含邊界）內(nèi)，存在著垂直于區(qū)域表面向內(nèi)的勻強(qiáng)磁場B．B=5．0×10-2T。帶電平行金屬板MN、PQ間形成了勻強(qiáng)電場E（不考慮金屬板在其它區(qū)域形成的電場）,MN放在ad邊上，兩板左端M、P恰在ab邊上，兩板右端N、Q間有一絕緣擋板EF．EF中間有一小孔O，金屬板長度、板間距、擋板長度均為l=0．lm。在M和P的中間位置有一離子源S，能夠正對孔O不斷發(fā)射出各種速率的帶負(fù)電離子，離子的電荷量均為q=3．2×l0-18C，質(zhì)量均為m=6．4×l0-26kg。（不計(jì)離子的重力，不考慮離子之間的相互作用，離子打到金屬板或擋板上后將不反彈）

（l）當(dāng)電場強(qiáng)度E=106N/C時，求能夠沿SO連線穿過孔O的離子的速率；

（2）電場強(qiáng)度取值在定范圍內(nèi)時，可使沿SO連線穿過O并進(jìn)入磁場區(qū)域的離子直接從bc邊射出．求滿足條件的電場強(qiáng)度最大值；

（3）在電場強(qiáng)度取第（2）問中滿足條件的最小值的情況下，緊貼磁場邊緣cd的內(nèi)側(cè)，從c點(diǎn)沿cd方向入射一電荷量也為q、質(zhì)量也為m的帶正電離子，要保證磁場中能夠發(fā)生正、負(fù)離子的相向正碰（碰撞時兩離子的速度方向恰好相反），求該正離子入射的速率。參考答案：（l）2×107m/s；（2）1.25×104N/C；（3）5×105m/s．解析解：（1）能穿過速度選擇器的離子洛倫茲力與電場力相等，即：qv0B=qE，代入數(shù)據(jù)解得：v0=2×107m/s；

（2）穿過O孔的離子滿足：qvB=qE，

離子在磁場中做勻速圓周運(yùn)動，洛倫茲力提供向心力，

由牛頓第二定律得：qvB=m解得：E=從b