2022年山西省大同市西萬莊鄉(xiāng)中學高三物理下學期期末試題含解析

2022年山西省大同市西萬莊鄉(xiāng)中學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.（單選）如圖，固定斜面，段光滑，段粗糙，、兩物體疊放在一起從點由靜止下滑，下滑過程中、保持相對靜止，則（

）A．在段時，受三個力作用B．在段時，可能受三個力作用C．在段時，受摩擦力方向一定沿斜面向上D．整個下滑過程中，、均處于失重狀態(tài)參考答案：【知識點】共點力平衡的條件及其應用；物體的彈性和彈力．B1B4B7【答案解析】C

解析：：A、在CD段，整體的加速度a=＝gsinθ，隔離對A分析，有：mAgsinθ+fA=mAa，解得fA=0，可知A受重力和支持力兩個力作用．故A錯誤．B、設DE段物塊與斜面間的動摩擦因數(shù)為μ，在DE段，整體的加速度a==gsinθ-μgcosθ，隔離對A分析，有：mAgsinθ+fA=mAa，解得fA=-μmAgcosθ，方向沿斜面向上．若勻速運動，A受到靜摩擦力也是沿斜面向上，所以A一定受三個力．故B錯誤，C正確．D、整體下滑的過程中，CD段加速度沿斜面向下，A、B均處于失重狀態(tài)．在DE段，可能做勻速直線運動，不處于失重狀態(tài)．故D錯誤．故選：C．【思路點撥】根據(jù)牛頓第二定律求出整體的加速度，隔離對A分析，判斷B對A是否有摩擦力．本題考查了物體的受力分析，A、B保持相對靜止，之間有無摩擦力是解決本題的突破口，本題通過整體隔離分析，運用牛頓第二定律求解．2.（多選題）如圖所示，重80N的物體A放在傾角為30°的粗糙斜面上，有一根原長為10cm、勁度系數(shù)為1000N/m的彈簧，其一端固定在斜面底端，另一端放置物體A后，彈簧長度縮短為8cm，現(xiàn)用一測力計沿斜面向上拉物體，若物體與斜面間最大靜摩擦力為25N，當彈簧的長度仍為8cm時，測力計讀數(shù)可能為（）A．10N B．20N C．40N D．60N參考答案：ABC【考點】牛頓第二定律；胡克定律．【分析】根據(jù)共點力平衡和胡克定律求出未施加拉力時靜摩擦力的大小和方向，彈簧的長度不變，抓住拉力和靜摩擦力的合力不變，結合最大靜摩擦力求出測力計拉力的范圍．【解答】解：施加拉力前，物體受到四個力的作用而平衡：重力G、垂直斜面向上的支持力N、沿斜面向上的摩擦力f和彈簧對物體施加沿斜面向上的彈力T，受力如圖，其中T=kx=1000×0.02=20N，根據(jù)平衡條件可求出，f=Gsin30°﹣T=20N，方向沿斜面向上；施加拉力F后，彈簧長度不變，說明物體仍然靜止，并且彈簧對物體施加的彈力大小和方向不變，若摩擦力沿斜面向上，則F+f+T=Gsin30°，即F+f=20N，摩擦力f隨著F增大而較小，當F=20N時，f=0，若F＞20N，摩擦力沿斜面向下，因為物體沒有滑動，所以F+T＜Gsin30°+fm，代入數(shù)據(jù)可得，F(xiàn)＜45N，所以測力計讀數(shù)在0～45N之間．故A、B、C正確，D錯誤．故選ABC．3.如圖所示，圓柱形的倉庫內(nèi)有三塊長度不同的滑板aO、bO、cO，其下端都固定于底部的圓心O點，而上端則擱在倉庫側壁，三塊滑塊與水平面的夾角依次是30o、45o、60o。若有三個小孩同時從a、b、c處開始下滑（忽略阻力），則:A.a處小孩先到O點

B.b處小孩先到O點C.c處小孩先到O點

D.a、b、c處小孩同時到O點參考答案：B解：斜面上小孩的加速度：a=gsinθ；斜面的長度s=at2，得：，，把與水平面的夾角分別代入得：，，，知tb＜ta=tc，即b先到，ac同時到。故B正確，ACD錯誤。故選B?！军c睛】解決本題的關鍵是根據(jù)牛頓第二定律對物體進行受力分析，并根據(jù)勻變速直線運動規(guī)律計算出時間．4.（單選）如圖,質(zhì)量mA>mB的兩物體A、B疊放在一起,靠著豎直墻面。讓它們由靜止釋放,在沿粗糙墻面下落過程中,物體B的受力示意圖是()

參考答案：A5.電荷量為q＝1×10－4C的帶正電小物塊置于絕緣水平面上，所在空間存在沿水平方向且方向始終不變的電場，電場強度E的大小與時間t的關系和物塊速度v與時間t的關系如圖3所示。若重力加速度g取10m/s2，則物塊的質(zhì)量m和物塊與地面之間的動摩擦因數(shù)μ分別是()圖3A．m＝1kg，μ＝0.2

B．m＝1.5kg，μ＝0.13C．m＝0.5kg，μ＝0.2

D．m＝0.5kg，μ＝0.4參考答案：A二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計16分6.某研究性學習小組為“探究加速度與力、質(zhì)量的關系”獨力設計了如圖甲所示的實驗裝置。已知小車質(zhì)量為m1，砝碼和盤的質(zhì)量為m2，交流電的頻率為50Hz，除了裝置圖中所給的器材外，另外備有復寫紙、電鍵及導線若干。（1）除了上面涉及的實驗器材外，本次實驗還缺少的器材有

。（2）保持m1不變，改變m2的大小，小明同學根據(jù)實驗數(shù)據(jù)作出了加速度a隨拉力F的變化圖象如圖乙所示，該圖線不通過坐標原點，最可能的原因是：

。（3）如圖丙所示為某次實驗得到的一條紙帶，相鄰計數(shù)點間還有四個點沒有畫出。AB、CD計數(shù)點之間的距離已測出，由于疏漏B、C兩計數(shù)點之間的距離忘記了標注，根據(jù)紙帶上現(xiàn)有的數(shù)據(jù)情況，可計算出小車運動的加速度為

m/s2（結果保留兩位有效數(shù)字）（4）在探究加速度與力的關系實驗中，要盡可能保證a-F圖象是一條直線，需要控制的條件是_________________________________________。參考答案：（1）交流電源（或答學生電源）和刻度尺（2分）（2）沒有平衡摩擦力或平衡摩擦力不夠（2分）（3）0.52（3分）（4）小車質(zhì)量m1遠大于砝碼和盤的質(zhì)量m2（或答m1>>m2）解析：（1）打點計時器需要交流電源，所以需要交流電源，紙帶上計數(shù)點間距離需要測量，還缺少刻度尺。（2）由圖象可知，當施加一定外力時，小車的加速度還為零，則外力與小車受到的摩擦力平衡。（3）根據(jù)勻變速運動的規(guī)律可得，x3-x1=2aT2，解得，a=0.52m/s2。（4）小車質(zhì)量m1遠大于砝碼和盤的質(zhì)量m2時，繩中拉力近似等于小車所受合外力（或答m1>>m2）7.質(zhì)量為1kg的物體在水平面上滑行，且動能隨位移變化的情況如圖所示，取g＝10m/s2，則物體滑行持續(xù)的時間是_____S,摩擦系數(shù)是

。

參考答案：5

0.2

8.如右圖所示是利用沙擺演示簡諧運動圖象的裝置。當

盛沙的漏斗下面的薄木板被水平勻速拉出時，做簡諧運動的漏斗漏出的沙在板上形成的曲線顯示出沙擺的振動位移隨時間的變化關系，已知木板被水平拉動的速度為，右圖所示的一段木板的長度為，重力加速度為，漏沙時不計沙擺的重心變化。則這次實驗沙擺的振動周期

▲

，擺長

▲

。參考答案：

9.如圖所示是半徑為5cm的玻璃球，某單色細光束AB通過此玻璃球時的折射率為，光束AB平行于過球心的直線MN，且兩線相距2.5cm，CD為出射光線。則此單色光線AB進入玻璃球時的折射角為

，出射光線CD與MN所成的角為

。參考答案：300，300。10.如圖所示為皮帶轉(zhuǎn)動裝置，右邊兩輪共軸連接，且RA=RC=2RB皮帶不打滑，則在A、B、C三輪中的周期TA：TB：TC=

，線速度vA：vB：vC=

，向心加速度aA：aB：aC=

、

參考答案：2：1：1，1：1：2，1：2：4解：由于A輪和B輪是皮帶傳動，皮帶傳動的特點是兩輪與皮帶接觸點的線速度的大小與皮帶的線速度大小相同，故，所以，

由角速度和線速度的關系式可得，由于B輪和C輪共軸，故兩輪角速度相同，即，故

，所以周期之比為

由角速度和線速度的關系式可得。11.在某些恒星內(nèi)部，3個α粒子可以結合成一個核，已知核的質(zhì)量為1.99302×10-26kg，α粒子的質(zhì)量為6.64672×10-27kg，真空中光速c=3×108m/s，這個核反應方程是

，這個反應中釋放的核能為

（結果保留一位有效數(shù)字）。參考答案：3

(2分)

9×10-13J12.（6分）木塊A、B分別重50N和60N，它們與水平地面之間的動摩擦因數(shù)均為0.25，夾在A、B之間的輕彈簧被壓縮了2cm，彈簧的勁度系數(shù)為400N/m，系統(tǒng)置于水平地面上靜止不動，現(xiàn)用F=1N的水平拉力作用在木塊B上，如圖所示，力F的作用后木塊A所受摩擦力大小是

N，木塊B所受摩擦力大小是

N。參考答案：

8

913.如圖a所示，傾角為45°、高為h的斜面固定在水平地面上，小球從高為H（2h＞H＞h）的某處自由下落，與斜面碰撞（無能量損失）后做平拋運動。若小球做平拋運動后能直接落到水平地面上，自由下落的起始點距斜面左端的水平距離x應滿足的條件是

（用符號表示）；若測得x＝1m時，小球平拋運動的水平射程s最大，且水平射程的平方s2與x關系如圖b所示，則斜面的高h應為

m。參考答案：h＞x＞h－H，4三、簡答題：本題共2小題，每小題11分，共計22分14.（8分）一定質(zhì)量的理想氣體由狀態(tài)A經(jīng)狀態(tài)B變?yōu)闋顟B(tài)C，其中AB過程為等壓變化，BC過程為等容變化。已知VA=0.3m3，TA=TB=300K、TB=400K。（1）求氣體在狀態(tài)B時的體積。（2）說明BC過程壓強變化的微觀原因（3）沒AB過程氣體吸收熱量為Q，BC過氣體

放出熱量為Q2，比較Q1、Q2的大小說明原因。參考答案：解析：（1）設氣體在B狀態(tài)時的體積為VB，由蓋--呂薩克定律得，，代入數(shù)據(jù)得。(2)微觀原因：氣體體積不變，分子密集程度不變，溫度變小，氣體分子平均動能減小，導致氣體壓強減小。(3)大于；因為TA=TB，故AB增加的內(nèi)能與BC減小的內(nèi)能相同，而AB過程氣體對外做正功，BC過程氣體不做功，由熱力學第一定律可知大于?？键c：壓強的微觀意義、理想氣體狀態(tài)方程、熱力學第一定律15.（2013?黃岡模擬）某種材料的三棱鏡截面ABC如圖所示，底邊BC水平且鍍銀，其中∠A=90°，∠B=60°，一束豎直向下的光束從AB邊上的M點入射，經(jīng)過BC面反射后，從AC邊上的N點平行于BC邊射出，且MN連線平行于BC．求：（Ⅰ）光線在M點的折射角；（Ⅱ）三棱鏡的折射率．（可用根式表示）參考答案：（Ⅰ）光線在M點的折射角是15°；（Ⅱ）三棱鏡的折射率是．考點： 光的折射定律．專題： 光的折射專題．分析： （Ⅰ）由幾何知識求出光線在M點的入射角和折射角．（Ⅱ）運用折射定律求解三棱鏡的折射率．解答： 解：（Ⅰ）如圖，∠A=90°，∠B=60°，∠C=30°．由題意可得∠1=∠2=60°，∠NMQ=30°，∠MNQ=60°．根據(jù)折射定律，可得：∠PMQ=∠PNQ．根據(jù)反射定律，可得：∠PMN=∠PNM．即為：∠NMQ+∠PMQ=∠MNQ﹣∠PNQ．故折射角∠PMQ=15°（Ⅱ）折射率n==答：（Ⅰ）光線在M點的折射角是15°；（Ⅱ）三棱鏡的折射率是．點評： 本題是幾何光學問題，作出光路圖，運用幾何知識求出入射角和折射角是解題的關鍵之處，即能很容易解決此類問題．四、計算題：本題共3小題，共計47分16.光滑水平軌道上有三個木塊A、B、C，質(zhì)量分別為、，開始時B、C均靜止，A以初速度向右運動，A與B相撞后分開，B又與C發(fā)生碰撞并粘在一起，此后A與B間的距離保持不變。求B與C碰撞前B的速度大小。參考答案：設AB碰撞后，A的速度為，B與C碰撞前B的速度為，B與V碰撞后粘在一起的速度為，由動量守恒定律得對A、B木塊：

①對B、C木塊：

②由A與B間的距離保持不變可知

③聯(lián)立①②③式，代入數(shù)據(jù)得

④17.（19分）如圖甲所示，將質(zhì)量為m的兩個小球（可看成質(zhì)點），用長為L的兩根細軟線拴連，線的上端連于O點且繞O點自由轉(zhuǎn)動時與豎直方向夾角為θ。如圖乙所示，將其中一質(zhì)量為m的小球仍與一長為L的細繩連接，放在表面光滑的正圓錐體表面，上端可繞圓錐頂點自由轉(zhuǎn)動。圓錐體放在水平面上，其軸線沿豎直方向，圓錐母線與軸線之間夾角α為30°，試求：（1）圖甲中小球圓周運動的周期T=？（2）圖乙中當正圓錐體沿水平x軸方向勻加速運動的加速度a多大時，小球剛要離開錐面？（3）將圖乙中與小球相連的細線穿過圓錐頂端的光滑小圓環(huán)后,與放在傾角β=37°的對稱斜槽（斜槽兩平面材料相同，與豎直面都成30°）里的質(zhì)量為M的圓柱體相連，連接圓柱的細線平行斜槽的棱，如圖丙所示。當小球以速度v=繞圓錐軸線做水平勻速圓周運動而圓柱M不動時，圓柱與兩接觸面間的摩擦因數(shù)μ至少多大？參考答案：解析：（1）對甲圖中小球由向心力公式:得：（2）對乙圖中小球，由牛頓定律得:所以：（3）設小球剛好飛起的臨界速度為v