湖南省衡陽(yáng)市 衡東縣吳集紅坪中學(xué)2021-2022學(xué)年高三物理上學(xué)期期末試題含解析

湖南省衡陽(yáng)市衡東縣吳集紅坪中學(xué)2021-2022學(xué)年高三物理上學(xué)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(jì)15分．每小題只有一個(gè)選項(xiàng)符合題意1.理想變壓器原線圈兩端輸入的交變電壓如圖甲所示，變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為11：2，如圖乙所示，定值電阻Ｒ0＝10Ω，滑動(dòng)變阻器R的阻值變化范圍為0～20Ω，下列說(shuō)法中正確的是A、變壓器輸出電壓的頻率為100HzB、電壓表的示數(shù)為56.5VC、當(dāng)滑動(dòng)的變阻器阻值減小時(shí)，變壓器輸入功率變大D、當(dāng)滑動(dòng)變阻器阻值調(diào)為零時(shí)，變壓器的輸出功率為16W參考答案：C2.在水平冰面上，一輛質(zhì)量為1×103

kg的電動(dòng)雪橇做勻速直線運(yùn)動(dòng)，關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)后，雪橇滑行一段距離后停下來(lái)，其運(yùn)動(dòng)的v-t圖象如圖所示，那么關(guān)于雪橇運(yùn)動(dòng)情況以下判斷正確的是A．關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)后，雪橇的加速度為－2m/s2B．雪橇停止前30s內(nèi)通過(guò)的位移是150mC．雪橇與水平冰面間的動(dòng)摩擦因數(shù)約為0.03D．雪橇勻速運(yùn)動(dòng)過(guò)程中發(fā)動(dòng)機(jī)的功率為5×103W參考答案：D3.如圖，用水平力F推乙物塊，使甲、乙、丙、丁四個(gè)完全相同的物塊一起沿水平地面以相同的速度勻速運(yùn)動(dòng)，各物塊受到摩擦力的情況是（

）A.甲物塊受到一個(gè)摩擦力的作用B.丙物塊受到兩個(gè)摩擦力的作用C.乙物塊受到兩個(gè)摩擦力的作用D.丁物塊沒(méi)有受到摩擦力的作用參考答案：B4.（單選）如圖所示，足夠長(zhǎng)的水平傳送帶以速度ν沿順時(shí)針?lè)较蜻\(yùn)動(dòng)，傳送帶的右端與光滑曲面的底部平滑連接，曲面上的A點(diǎn)距離底部的高度為h=0.45m。一小物塊從A點(diǎn)靜止滑下，再滑上傳送帶，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間又返回曲面，g取，則下列說(shuō)法正確的是（

）A．若ν=1m／s，則小物塊能回到A點(diǎn)B．若ν=2m／s，則小物塊能回到A點(diǎn)C．若ν=5m／s，則小物塊能回到A點(diǎn)D．無(wú)論ν等于多少，小物塊均能回到A點(diǎn)參考答案：C5.如圖所示，長(zhǎng)為L(zhǎng)、傾角為θ＝30°的光滑絕緣斜面處于電場(chǎng)中，一帶電量為＋q，質(zhì)量為m的小球，以初速度v0由斜面底端的A點(diǎn)開(kāi)始沿斜面上滑，到達(dá)斜面頂端的速度仍為v0，則A.小球在B點(diǎn)的電勢(shì)能一定大于小球在A點(diǎn)的電勢(shì)能B.A、B兩點(diǎn)的電勢(shì)差一定為C.若該電場(chǎng)是AC邊中垂線上某點(diǎn)的點(diǎn)電荷Q產(chǎn)生的，則Q一定是正電荷D.若電場(chǎng)是勻強(qiáng)電場(chǎng)，則該電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度的最小值一定是參考答案：BD小球從A運(yùn)動(dòng)到B的過(guò)程中，重力勢(shì)能增加，電勢(shì)能減小，則小球在A點(diǎn)的電勢(shì)能一定大于小球在B點(diǎn)的電勢(shì)能．故A錯(cuò)誤；根據(jù)動(dòng)能定理得：，解得：，故B正確；若該電場(chǎng)是斜面中點(diǎn)正上方某點(diǎn)的點(diǎn)電荷Q產(chǎn)生的，離電荷遠(yuǎn)的A點(diǎn)電勢(shì)高，所以Q一定是負(fù)電荷，故C錯(cuò)誤；若電場(chǎng)是勻強(qiáng)電場(chǎng)，電場(chǎng)力恒定，到達(dá)B點(diǎn)時(shí)小球速度仍為v0，故小球做勻速直線運(yùn)動(dòng)，電場(chǎng)力與重力、支持力的合力為零．小球的重力沿斜面向下的分力為mgsin300一定，則當(dāng)電場(chǎng)力沿斜面向上，大小為F=mgsin300時(shí)，電場(chǎng)力最小，場(chǎng)強(qiáng)最小，又電場(chǎng)力F=Eq，則該電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)的最小值一定是：，故D正確。所以BD正確，AC錯(cuò)誤。二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計(jì)16分6.（8分）一輛摩托車能達(dá)到的最大速度為30m/s，要想在3min內(nèi)由靜止起沿一條平直公路追上在前面1000m處以20m/s的速度勻速行駛的汽車，則摩托車至少以多大的加速度起動(dòng)?甲同學(xué)的解法是：設(shè)摩托車恰好在3min時(shí)追上汽車，則at2=vt+s0，代入數(shù)據(jù)得：a=0.28m/s。乙同學(xué)的解法是：設(shè)摩托車追上汽車時(shí)，摩托車的速度恰好是30m/s，則=2as=2a（vt+s0），代入數(shù)據(jù)得：a=0.1m/s2。你認(rèn)為甲、乙的解法正確嗎?若錯(cuò)誤請(qǐng)說(shuō)明其理由，并寫出正確的解題過(guò)程。參考答案：解析：

7.（4分）從某金屬表面逸出光電子的最大初動(dòng)能與入射光的頻率的圖像如下圖所示，則這種金屬的截止頻率是__________HZ；普朗克常量是____________J/HZ。參考答案：4.3(±0.1)×1014Hz

(6.2～6.8)×10-34Js8.如圖所示，質(zhì)量為50g的小球以12m/s的水平速度拋出，恰好與傾角為37o的斜面垂直碰撞，則此過(guò)程中重力的功為

J，重力的沖量為

N·s。

參考答案：6.4

J，0.8

N·s；9.一定質(zhì)量的理想氣體，狀態(tài)從A→B→C→D→A的變化過(guò)程可用如圖所示的p－V的圖描述，圖中p1、p2、V1、V2和V3為已知量。(1)氣體狀態(tài)從A到B是______過(guò)程(填“等容”、“等壓”或“等溫”)；(2)狀態(tài)從B到C的變化過(guò)程中，氣體的溫度______(填“升高”、“不變”或“降低”)；(3)狀態(tài)從C到D的變化過(guò)程中，氣體______(填“吸熱”或“放熱”)；(4)狀態(tài)從A→B→C→D的變化過(guò)程中，氣體對(duì)外界所做的總功為_(kāi)_______。參考答案：(1)等壓

(2)降低

(3)放熱

(4)p1(V3－V1)－p2(V3－V2)10.如圖所示,理想氣體作圖示的循環(huán),其中2→3過(guò)程是絕熱過(guò)程,3→1過(guò)程是等溫過(guò)程,則2→3過(guò)程中氣體內(nèi)能____(填“增加”“減小”或“不變”),3→1過(guò)程中氣體____(填“吸熱”或“放熱”).參考答案：

(1).減小

(2).放熱2→3過(guò)程是絕熱過(guò)程,體積增大，氣體對(duì)外界做功,內(nèi)能減小；3→1過(guò)程是等溫過(guò)程,內(nèi)能不變，體積減小，外界對(duì)氣體做功,氣體向外放熱。11.(4分)如圖，在“觀察光的衍射現(xiàn)象”實(shí)驗(yàn)中，保持縫到光屏的距離不變，增加縫寬，屏上衍射條紋間距將

(選填:“增大”、“減小”或“不變”);該現(xiàn)象表明，光沿直線傳播只是一種近似規(guī)律，只有在

情況下，光才可以看作是沿直線傳播的。參考答案：減?。还獾牟ㄩL(zhǎng)比障礙物小得多根據(jù)條紋間距由d、L和波長(zhǎng)決定可知，增加縫寬，可以使條紋間距離減??；光遇到障礙物時(shí)，當(dāng)障礙物的尺寸與波長(zhǎng)接近時(shí)，會(huì)發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象，當(dāng)障礙物較大時(shí)，光近似沿直線傳播?！究键c(diǎn)】光的衍射、光的直線傳播12.在某介質(zhì)中形成一列簡(jiǎn)諧波，t＝0時(shí)刻的波形如圖中的實(shí)線所示．若波向右傳播，零時(shí)刻剛好傳到B點(diǎn)，且再經(jīng)過(guò)0.6s，P點(diǎn)也開(kāi)始起振，該列波的周期T=______s，從t＝0時(shí)刻起到P點(diǎn)第一次到達(dá)波峰時(shí)止，O點(diǎn)相對(duì)平衡位置的位移y=____________cm.參考答案：0.2

－2

13.一個(gè)中子與某原子核發(fā)生核反應(yīng),生成一個(gè)氘核,其核反應(yīng)方程式為_(kāi)____________.該反應(yīng)放出的能量為Q,則氘核的比結(jié)合能為_(kāi)____________.參考答案：三、簡(jiǎn)答題：本題共2小題，每小題11分，共計(jì)22分14.（10分）如圖所示，氣缸放置在水平臺(tái)上，活塞質(zhì)量為5kg，面積為25cm2，厚度不計(jì)，氣缸全長(zhǎng)25cm，大氣壓強(qiáng)為1×105pa，當(dāng)溫度為27℃時(shí)，活塞封閉的氣柱長(zhǎng)10cm，若保持氣體溫度不變，將氣缸緩慢豎起倒置．g取10m/s2．

（1）氣缸倒置過(guò)程中，下列說(shuō)法正確的是__________A．單位時(shí)間內(nèi)氣缸單位面積上氣體分子撞擊次數(shù)增多B．單位時(shí)間內(nèi)氣缸單位面積上氣體分子撞擊次數(shù)減少C．吸收熱量，對(duì)外做功D．外界氣體對(duì)缸內(nèi)氣體做功，放出熱量（2）求氣缸倒置后氣柱長(zhǎng)度；（3）氣缸倒置后，溫度升至多高時(shí)，活塞剛好接觸平臺(tái)(活塞摩擦不計(jì))?參考答案：(1)BC(2)15cm(3)227℃15.（4分）圖為一簡(jiǎn)諧波在t=0時(shí)，對(duì)的波形圖，介質(zhì)中的質(zhì)點(diǎn)P做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的表達(dá)式為y=4sin5xl，求該波的速度，并指出t=0.3s時(shí)的波形圖(至少畫出一個(gè)波長(zhǎng))

參考答案：解析：由簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的表達(dá)式可知，t=0時(shí)刻指點(diǎn)P向上運(yùn)動(dòng)，故波沿x軸正方向傳播。由波形圖讀出波長(zhǎng)，；由波速公式，聯(lián)立以上兩式代入數(shù)據(jù)可得。t=0.3s時(shí)的波形圖如圖所示。

四、計(jì)算題：本題共3小題，共計(jì)47分16.核聚變反應(yīng)需要幾百萬(wàn)度以上的高溫，為了把高溫條件下高速運(yùn)動(dòng)的離子約束在小范圍內(nèi)，通常采用磁約束的方法（托卡馬克裝置）。現(xiàn)用下述簡(jiǎn)化的模型來(lái)研究這一問(wèn)題，如圖所示，兩個(gè)同心圓為勻強(qiáng)磁場(chǎng)的內(nèi)外邊界，，，磁場(chǎng)方向垂直紙面向里，已知帶正電粒子的比荷，勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度，帶正電的粒子以某一速度v從內(nèi)邊界上的A點(diǎn)射入磁場(chǎng)區(qū)域。不考慮帶電粒子因高速運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的相對(duì)論效應(yīng)。（1）導(dǎo)出帶電粒子在磁場(chǎng)區(qū)域中作圓周運(yùn)動(dòng)的軌道半徑r與上述各量的關(guān)系式（用已知量字母代號(hào)q、m、B、v表示）；（2）若上述帶電粒子從A點(diǎn)沿半徑方向射入磁場(chǎng)區(qū)域恰好不穿出外邊界，請(qǐng)?jiān)趫D中畫出粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡示意圖；（3）若大量上述粒子從A點(diǎn)沿各個(gè)方向射入磁場(chǎng)區(qū)域，求所有粒子均不穿出磁場(chǎng)區(qū)域外邊界時(shí)粒子的最大速度v0。

參考答案：（1）帶電粒子從A點(diǎn)射入磁場(chǎng)區(qū)域后，由牛頓運(yùn)動(dòng)定律和向心力公式得

①

（2分）∴

②

（2分）（2）粒子運(yùn)動(dòng)軌跡如圖1所示。

（6分）（3）由①式得帶電粒子運(yùn)動(dòng)速率，即v與r成正比。由題意可知，該粒子從A點(diǎn)射入磁場(chǎng)區(qū)域又不離開(kāi)磁場(chǎng)外邊界的最小可能軌道半徑（如圖2）

③

（4分）由此可得粒子從A點(diǎn)射入磁場(chǎng)區(qū)域又不離開(kāi)磁場(chǎng)外邊界的允許的最大速率

④

（2分）∴

⑤

得

17.甲、乙兩汽車沿同一平直公路同向勻速行駛，甲車在前，乙車在后，它們行駛的速度均為16m/s．已知甲車緊急剎車時(shí)加速度a1=3m/s2，乙車緊急剎車時(shí)加速度a2=4m/s2，乙車司機(jī)的反應(yīng)時(shí)間為0.5s(即乙車司機(jī)看到甲車剎車后0.5s才開(kāi)始剎車)，求為保證兩車在緊急剎車過(guò)程中不相撞，甲、乙兩車行駛過(guò)程中至少應(yīng)保持多大距離？參考答案：以地面為參照物，甲剎車后的一小段時(shí)間內(nèi)，乙車的速度大于甲車的速度

0.5s后乙剎車，乙的速度減小得快，甲的速度減小的慢，當(dāng)兩車的速度相等時(shí)兩車相距最近，設(shè)此時(shí)甲運(yùn)動(dòng)了t時(shí)間

解得：t=2s

此時(shí)的最短距離為整理的要使兩車不相撞必須滿足18.用如圖所示的裝置,可以模擬貨車在水平路面上的行駛,進(jìn)而研究行駛過(guò)程中車廂

里的貨物運(yùn)動(dòng)情況。已知模擬小車(含遙控電動(dòng)機(jī))的質(zhì)量M=7kg,車廂前、后壁間距L=4m,木板A的質(zhì)量mA=1kg,長(zhǎng)度LA=2m,木板上可視為質(zhì)點(diǎn)的物體B的質(zhì)量mB=4kg,A、B間的動(dòng)摩擦因數(shù)u=0.3,木板與車廂底部(水平)間的動(dòng)摩擦因數(shù)u0=0.32,A、B緊靠車廂前壁。現(xiàn)“司機(jī)″遙控小車從靜止開(kāi)始做勻加速直線運(yùn)動(dòng),經(jīng)過(guò)一定時(shí)間,A、B同時(shí)與車廂后壁碰撞。設(shè)小車運(yùn)動(dòng)過(guò)程中所受空氣和地面總的阻力恒為F阻=16N,重力加速度大小g=10m/s2,最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力。(1)從小車啟動(dòng)到A、B與后壁碰撞的過(guò)程中,分別求A、B的加速度大小;(2)A、B與后壁碰撞前瞬間,求遙控電動(dòng)機(jī)的輸出功率;(3)若碰撞后瞬間,三者速度方向不變,小車的速率變?yōu)榕銮暗?0%A、B的速率均變?yōu)榕銮靶≤嚨乃俾?且“司機(jī)”立即關(guān)閉遙控電動(dòng)機(jī),求從開(kāi)始運(yùn)動(dòng)到A相對(duì)車靜止的過(guò)程中,A與車之間由于摩擦產(chǎn)生的內(nèi)能。參考答案：（1）4m/s2，方向向前，做勻加速運(yùn)動(dòng)

（2）10m/s；670W

（3）40J【詳解】(1)由題意，從啟動(dòng)到A、B與后壁碰撞的過(guò)程中，三者間有相對(duì)滑動(dòng)，三者受力如圖所示對(duì)B：由牛頓第二定律有：代入數(shù)據(jù)解得：，方向向前，做勻加速運(yùn)動(dòng)對(duì)A：由牛頓