河南省南陽市方城縣第一中學2022年高三物理下學期期末試卷含解析

河南省南陽市方城縣第一中學2022年高三物理下學期期末試卷含解析一、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.（多選）從同一點沿水平方向拋出的甲、乙兩個小球能落在同一個斜面上，運動軌跡如圖所示，不計空氣阻力，則A．甲球下落的時間比乙球下落的時間長B．甲球下落的時間比乙球下落的時間短C．甲球的初速度比乙球初速度大D．甲球的初速度比乙球初速度小參考答案：BC2.（多選）某同學設(shè)計的家庭電路保護裝置如圖所示，鐵芯左側(cè)線圈L1由火線和零線并行繞成．當右側(cè)線圈L2中產(chǎn)生電流時，電流經(jīng)放大器放大后，使電磁鐵吸起鐵質(zhì)開關(guān)K，從而切斷家庭電路．僅考慮L1在鐵芯中產(chǎn)生的磁場，下列說法正確的有(

)A．家庭電路正常工作時，L2中的磁通量為零B．家庭電路中使用的電器增多時，L2中的磁通量不變C．家庭電路發(fā)生短路時，開關(guān)K將被電磁鐵吸起D．地面上的人接觸火線發(fā)生觸電時，開關(guān)K將被電磁鐵吸起參考答案：ABD3.如圖所示為兩塊質(zhì)量均為m，長度均為L的木板放置在光滑的水平桌面上，木塊1質(zhì)量也為m（可視為質(zhì)點），放于木板2的最右端，木板3沿光滑水平桌面運動并與疊放在下面的木板2發(fā)生碰撞后粘合在一起，如果要求碰后木塊1停留在木板3的正中央，木板3碰撞前的初速度v0為多大？已知木塊與木板之間的動摩擦因數(shù)為μ．參考答案：解：設(shè)第3塊木塊的初速度為V0，對于3、2兩木塊的系統(tǒng)，設(shè)碰撞后的速度為V1，據(jù)動量守恒定律得：mV0=2mV1…①對于3、2整體與1組成的系統(tǒng)，設(shè)共同速度為V2，則據(jù)動量守恒定律得：2mV1=3mV2…②第1塊木塊恰好運動到第3塊正中央，則據(jù)能量守恒有：…③由①②③聯(lián)立方程得：v0=3答：木板3碰碰撞前的速度v0為3．4.（多選題）如圖，兩根平行長直導線相距2L，通有大小相等、方向相同的恒定電流，a、b、c是導線所在平面內(nèi)的三點，左側(cè)導線與它們的距離分別為、和3.關(guān)于這三點處的磁感應(yīng)強度，下列判斷正確的是A．a(chǎn)處的磁感應(yīng)強度大小比c處的大B．b、c兩處的磁感應(yīng)強度大小相等C．a(chǎn)、c兩處的磁感應(yīng)強度方向相同D．b處的磁感應(yīng)強度為零參考答案：AD5.如圖所示，獵人非法獵猴，用兩根輕繩將猴子懸于空中，猴子處于靜止狀態(tài)。以下相關(guān)說法正確的是：（

）A．猴子受到三個力的作用B．繩拉猴子的力和猴子拉繩的力相互平衡C．地球?qū)镒拥囊εc猴子對地球的引力是一對作用力和反作用力D．人將繩子拉得越緊，猴子受到的合力越大參考答案：AC二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計16分6.一列簡諧橫波沿直線由a向b傳播，相距10m的a、b兩處的質(zhì)點振動圖象如圖中a、b所示，波長大于10m，再經(jīng)過6s，質(zhì)點a通過的路程是___cm，這列波的波速是_____m/s．參考答案：60

10（2分，每空1分）由題意可知a、b兩點相距，該簡諧橫波波長為40m,周期為4s。故波速為10m/s。7.（3分）一個質(zhì)量為m0靜止的ω介子衰變?yōu)槿齻€靜止質(zhì)量都是m的π介子，它們在同一平面內(nèi)運動，彼此運動方向的夾角為120°，光在真空中的傳播速度為c，則每個π介子的動能為

。參考答案：（3分）8.2011年11月3日，中國自行研制的神舟八號飛船與天宮一號目標飛行器在距地球343km的軌道實現(xiàn)自動對接。神舟八號飛船離地面346.9km處圓軌道速度

（選填“大于”或“小于”）離地面200km處圓軌道速度；假設(shè)神舟八號在近圓軌道做勻速圓周運動時，離地高度為H，地球表面重力加速度為g，地球半徑為R，則神舟八號的運行速度為

。參考答案：小于，9.如圖所示，重力大小均為G的桿O1B和O2A，長度均為L，O1和O2為光滑固定轉(zhuǎn)軸，A處有一凸起的擱在O1B的中點，B處用繩系在O2A的中點，此時兩短桿便組合成一根長桿，則A處受到的支承力大小為

B處繩子的張力大小為

。

參考答案：G，G10.設(shè)地球半徑為R，地球表面的重力加速度為g，若某質(zhì)量為m的地球同步通訊衛(wèi)星，離開地面的高度為H，則它繞地球運行時所受的向心力大小為________，運行時的線速度大小為________。參考答案：

11.在《研究有固定轉(zhuǎn)動軸的物體平衡》實驗中：（1）判斷力矩盤重心是否在盤的轉(zhuǎn)軸上的簡便方法是輕轉(zhuǎn)，看能否停在任意位置；（2）除用鉤碼外還需用一只彈簧秤是因為：易找到平衡位置．參考答案：考點：力矩的平衡條件．分析：（1）實驗原理是研究力矩盤平衡時四個拉力的力矩關(guān)系，通過輕轉(zhuǎn)判斷重心是否在盤的轉(zhuǎn)軸上．（2）除用鉤碼外還需用一只彈簧秤容易找到平衡位置．解答：解：（1）實驗前要時重力、摩擦力的合力矩近似為零，輕輕撥動力矩盤，觀察其是否能自由轉(zhuǎn)動并隨遇平衡，即判斷力矩盤重心是否在盤的轉(zhuǎn)軸上的簡便方法是輕轉(zhuǎn)，看能否停在任意位置．（2）除用鉤碼外還需用一只彈簧秤容易找到平衡位置．故答案為：（1）輕轉(zhuǎn)，看能否停在任意位置．（2）易找到平衡位置．點評：本題關(guān)鍵要抓住實驗原理，根據(jù)實驗要求進行分析．考查分析設(shè)計實驗操作要求和技巧的能力．12.如圖所示是某種“研究平拋運動”的實驗裝置：（1）當a小球從斜槽末端水平飛出時與b小球離地面的高度均為H，此瞬間電路斷開使電磁鐵釋放b小球，最終兩小球同時落地，改變H大小，重復實驗，a、b仍同時落地，該實驗結(jié)果可表明（

）。A.兩小球落地速度的大小相同

B.兩小球在空中運動的時間相等C.a小球在豎直方向的分運動與b小球的運動相同D.a小球在水平方向的分運動是勻加速直線運動（2）利用該實驗裝置研究a小球平拋運動的速度，從斜槽同一位置釋放小球，實驗得到小球運動軌跡中的三個點A、B、C，如圖乙所示，圖中O為拋出點，B點在兩坐標線交點，坐標xB=40cm，yB=20cm，則a小球水平飛出時的初速度大小為v0=_______m/s；平拋小球在B點處的瞬時速度的大小為vB=_____m/s（g=10m/s2）。參考答案：

(1).（1）BC

(2).（2）

(3).(1)當a小球從斜槽末端水平飛出時與b小球離地面的高度均為H，此瞬間電路斷開使電磁鐵釋放b小球，最終兩小球同時落地，知運動時間相等，a球在豎直方向上的分運動與b小球的運動相同，但不能說明a小球水平方向的分運動是勻速直線運動，故選BC。

（2）A點的橫坐標為20cm，縱坐標為5cm，C點的橫坐標為60cm，縱坐標為45cm，根據(jù)得，，則平拋運動的初速度:；B點豎直方向上的分速度，則B點的瞬時速度:。13.質(zhì)點做直線運動，其s-t關(guān)系如圖所示，質(zhì)點在0-20s內(nèi)的平均速度大小為_________m/s，質(zhì)點在_________時的瞬時速度等于它在6-20s內(nèi)的平均速度。

參考答案：0.8，

10s或14s

三、簡答題：本題共2小題，每小題11分，共計22分14.靜止在水平地面上的兩小物塊A、B，質(zhì)量分別為mA=l.0kg，mB=4.0kg；兩者之間有一被壓縮的微型彈簧，A與其右側(cè)的豎直墻壁距離l=1.0m，如圖所示。某時刻，將壓縮的微型彈簧釋放，使A、B瞬間分離，兩物塊獲得的動能之和為Ek=10.0J。釋放后，A沿著與墻壁垂直的方向向右運動。A、B與地面之間的動摩擦因數(shù)均為u=0.20。重力加速度取g=10m/s2。A、B運動過程中所涉及的碰撞均為彈性碰撞且碰撞時間極短。（1）求彈簧釋放后瞬間A、B速度的大??；（2）物塊A、B中的哪一個先停止？該物塊剛停止時A與B之間的距離是多少？（3）A和B都停止后，A與B之間的距離是多少？參考答案：（1）vA=4.0m/s，vB=1.0m/s；（2）A先停止；0.50m；（3）0.91m；分析】首先需要理解彈簧釋放后瞬間的過程內(nèi)A、B組成的系統(tǒng)動量守恒，再結(jié)合能量關(guān)系求解出A、B各自的速度大小；很容易判定A、B都會做勻減速直線運動，并且易知是B先停下，至于A是否已經(jīng)到達墻處，則需要根據(jù)計算確定，結(jié)合幾何關(guān)系可算出第二問結(jié)果；再判斷A向左運動停下來之前是否與B發(fā)生碰撞，也需要通過計算確定，結(jié)合空間關(guān)系，列式求解即可。【詳解】（1）設(shè)彈簧釋放瞬間A和B的速度大小分別為vA、vB，以向右為正，由動量守恒定律和題給條件有0=mAvA-mBvB①②聯(lián)立①②式并代入題給數(shù)據(jù)得vA=4.0m/s，vB=1.0m/s（2）A、B兩物塊與地面間的動摩擦因數(shù)相等，因而兩者滑動時加速度大小相等，設(shè)為a。假設(shè)A和B發(fā)生碰撞前，已經(jīng)有一個物塊停止，此物塊應(yīng)為彈簧釋放后速度較小的B。設(shè)從彈簧釋放到B停止所需時間為t，B向左運動的路程為sB。，則有④⑤⑥在時間t內(nèi)，A可能與墻發(fā)生彈性碰撞，碰撞后A將向左運動，碰撞并不改變A的速度大小，所以無論此碰撞是否發(fā)生，A在時間t內(nèi)的路程SA都可表示為sA=vAt–⑦聯(lián)立③④⑤⑥⑦式并代入題給數(shù)據(jù)得sA=1.75m，sB=0.25m⑧這表明在時間t內(nèi)A已與墻壁發(fā)生碰撞，但沒有與B發(fā)生碰撞，此時A位于出發(fā)點右邊0.25m處。B位于出發(fā)點左邊0.25m處，兩物塊之間的距離s為s=025m+0.25m=0.50m⑨（3）t時刻后A將繼續(xù)向左運動，假設(shè)它能與靜止的B碰撞，碰撞時速度的大小為vA′，由動能定理有⑩聯(lián)立③⑧⑩式并代入題給數(shù)據(jù)得

故A與B將發(fā)生碰撞。設(shè)碰撞后A、B的速度分別為vA′′以和vB′′，由動量守恒定律與機械能守恒定律有

聯(lián)立式并代入題給數(shù)據(jù)得

這表明碰撞后A將向右運動，B繼續(xù)向左運動。設(shè)碰撞后A向右運動距離為sA′時停止，B向左運動距離為sB′時停止，由運動學公式

由④式及題給數(shù)據(jù)得sA′小于碰撞處到墻壁的距離。由上式可得兩物塊停止后的距離15.（8分）為確定愛因斯坦的質(zhì)能方程的正確性，設(shè)計了如下實驗：用動能為MeV的質(zhì)子轟擊靜止的鋰核Li，生成兩個粒子，測得兩個粒子的動能之和為MeV。寫出該反應(yīng)方程，并通過計算說明正確。（已知質(zhì)子、粒子、鋰核的質(zhì)量分別取、、）參考答案：核反應(yīng)方程為核反應(yīng)的質(zhì)量虧損，由質(zhì)能方程可得，質(zhì)量虧損相當?shù)哪芰縈eV而系統(tǒng)增加的能量MeV，這些能量來自核反應(yīng)中，在誤差允許的范圍內(nèi)可認為相等，所以正確。四、計算題：本題共3小題，共計47分16.（19分）如圖所示的裝置中，兩個光滑定滑輪的半徑很小，表面粗糙的斜面固定在地面上。現(xiàn)用一根伸長量可以忽略的輕質(zhì)細繩跨過定滑輪連接可視為質(zhì)點的甲、乙兩物體，其中甲放在斜面上且連線與斜面平行，乙懸在空中，放手后，甲、乙均處于靜止狀態(tài)。當一水平向右飛來的子彈擊中乙（未穿出）后，子彈立即和乙一起在豎直平面內(nèi)來回運動，若乙在擺動過程中，懸線偏離豎直方向的最大偏角為α＝60°，整個過程中，甲均未動，且乙經(jīng)過最高點（此時乙沿繩方向的合外力為零）和最低點時，甲在斜面上均即將滑動。已知乙的重心到懸點O的距離為l＝0.9m，乙的質(zhì)量為m乙＝0.99kg，子彈的質(zhì)量m＝0.01kg，重力加速度g取10m/s2，求：（1）子彈射入射以前的速度大??；（2）斜面對甲的最大靜摩擦力。參考答案：解析：（1）設(shè)子彈射入物塊前的速度大小為v0，射入后共同速度的大小為v，子彈擊中乙的過程中動量守恒，有mv0＝（m＋m乙）v

①

（3分）乙上擺到最高點的過程，機械能守恒有

②

（3分）聯(lián)立②③解得v0＝300m/s

（2分）（2）設(shè)甲物體的質(zhì)量為m甲，說受的最大靜摩擦力為f，斜面的傾角為θ，當乙物體運動到最高點時，繩子上的彈力設(shè)為T1，T1＝（m＋m乙）gcosθ

③

（2分）此時甲物體恰好不下滑，有m甲gsinθ＝f＋T1

④

（2分）當乙物體運動到最低點時，繩子上的彈力設(shè)為T2，由牛頓第二定律：

⑤

（2分）此時甲物體恰好不上滑，有m甲gsinθ＋f＝T2

⑥

（2分）聯(lián)立②③④⑤⑥解得N

（3分）17.(20分)在光滑水平地面上有一凹槽A，中央放一小物塊B，物塊與左右兩邊槽壁的距離如圖所示，L為1.0m，凹槽與物塊的質(zhì)量均為m，兩者之間的動摩擦因數(shù)μ為0.05，開始時物塊靜止，凹槽以v0＝5m/s初速度向右運動，設(shè)物塊與凹槽槽壁碰撞過程