湖南省常德市道河中學2022年高三物理下學期期末試卷含解析

湖南省常德市道河中學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.（單選）如圖所示，放在斜面上的小盒子中裝有一些沙子，恰沿斜面勻速下滑，若在小盒子中再緩緩加入一些沙子，那么（

）A．小盒所受的合外力增大

B．斜面對小盒的摩擦力不變C．小盒仍將勻速下滑

D．小盒將加速下滑參考答案：C2.酒精測試儀用于對機動車駕駛人員是否酒后駕車及其他嚴禁酒后作業(yè)人員的現場檢測，它利用的是一種二氧化錫半導體型酒精氣體傳感器。酒精氣體傳感器的電阻隨酒精氣體濃度的變化而變化。在如圖所示的電路中，不同的酒精氣體濃度對應著傳感器的不同電阻值，這樣，儀表顯示的數據就與酒精氣體濃度有了對應關系。如果二氧化錫半導體型酒精氣體傳感器電阻r′的倒數與酒精氣體的濃度c成正比，那么，電壓表示數U與酒精氣體濃度c之間的對應關系正確的是A.U越大，表示c越大，c與U成正比

B.U越大，表示c越大，但c與U不成正比C.U越大，表示c越小，c與U成反比

D.U越大，表示c越小，但c與U不成反比參考答案：B3.如圖所示的xOy坐標系中，x軸上固定一個點電荷Q，y軸上固定一根光滑絕緣細桿（細桿的下端剛好在坐標原點O處），將一個套在桿上重力不計的帶電圓環(huán)（視為質點）從桿上P處由靜止釋放，圓環(huán)從O處離開細桿后恰好繞點電荷Q做圓周運動。下列說法正確的是（）A.圓環(huán)沿細桿從P運動到O的過程中，速度可能先增大后減小B.圓環(huán)沿細桿從P運動到O的過程中，加速度可能先增大后減小C.增大圓環(huán)所帶的電荷量，其他條件不變，圓環(huán)離開細桿后仍然能繞點電荷做圓周運動D.將圓環(huán)從桿上P的上方由靜止釋放，其他條件不變，圓環(huán)離開細桿后仍然能繞點電荷做圓周運動參考答案：C試題分析：圓環(huán)從P運動到O的過程中，對環(huán)受力分析，環(huán)受庫侖引力和桿的彈力，庫侖引力沿桿方向上的分力等于圓環(huán)的合力，滑到O點時，所受的合力為零，加速度為零，故A錯誤；圓環(huán)從P運動到O的過程中，庫侖引力做正功，動能一直增大，速度一直增大，故B錯誤；圓環(huán)從P運動到O的過程中，根據動能定理得，，根據牛頓第二定律有，可知，軌跡半徑與圓環(huán)所帶電荷量無關，故C正確；若增大高度，電勢差U增大，軌跡半徑發(fā)生變化，圓環(huán)不能做圓周運動，故D正確?？键c：向心力，牛頓第二定律，帶電粒子在電場中運動的綜合應用4.如圖所示電路中，電源內阻不能忽略，電流表、電壓表都是理想電表，當滑動變阻器R0的滑片P從a端移到b端的過程中，下列不符合實際的是A．電壓表示數先增大后減小，電流表示數不斷減小B．電流表示數不斷減小，小燈亮度先變暗后變亮C．電流表示數先減小后增大，小燈亮度先變暗后變亮D．流過滑動變阻器Pb部分電流不斷增大參考答案：C5.（單選）如圖，重量為G的物體A在水平向左大小為F的恒力作用下。靜止在傾角為的光滑斜面上。下列關于物體對斜面壓力N大小的表達式，正確的是

A．B．C．D.參考答案：AB解析：對物體A受力分析，受推力F、重力G、支持力N，如圖：根據共點力平衡條件，推力和重力的合力應該與支持力等值、反向、共線，結合幾何關系，有

F=Gtanα

N=N=N=將推力和重力正交分解，如圖：根據共點力平衡條件，有：

Gsinα=Fcosα

N=Fsinα+Gcosα由于物體對斜面壓力等于斜面對物體的支持力故選：AB．二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計16分6.如圖所示為某運動員在平靜的湖面訓練滑板運動的示意圖，在進行滑板運動時，水對滑板的作用力垂直于板面，大小為kv2，其中v為滑板的速率。某次運動中，在水平牽引力F作用下，當滑板和水面的夾角θ=37°時，滑板做勻速直線運動，相應的k=50kg/m，人和滑板的總質量為100kg，水平牽引力的大小為

牛，水平牽引力的功率為

瓦。參考答案：

答案：750N、

3750W7.（4分）如圖是給墻壁粉刷涂料用的“涂料滾”的示意圖。使用時，用撐竿推著粘有涂料的涂料滾沿墻壁上下緩緩滾動，把涂料均勻地粉刷到墻上。撐竿的重量和墻壁的摩擦均不計，而且撐竿足夠長，粉刷工人站在離墻壁一定距離處緩緩上推涂料滾，該過程中撐竿對涂料滾的推力將

，涂料滾對墻壁的壓力將

。（填：“增大”、“減小”或“不變”）參考答案：答案：減小、減小8.（選修3—4）（5分）某種媒質的折射率為，有一束光從該媒質射向真空，要使真空中有折射光，入射角應滿足的條件是____________。

參考答案：答案：i＜45°

9.為了用彈簧測力計測定木塊A和長木板B間的動摩擦因數μ，甲、乙兩同學分別設計了如圖所示的甲、乙兩個試驗方案。（1）為了用某一彈簧測力計的示數表示A和B之間的滑動摩擦力大小，你認為方案

更易于操作。簡述理由

。（2）若A和B的重力分別為100N和150N，當甲中A被拉動時，彈簧測力計a示數為60N，b示數為110N，則A、B間的動摩擦因數為

。

參考答案：（1）甲；因為甲方案拉木塊時不需要勻速拉動（2）0.410.豎直上拋運動，可看成是豎直向上的

和一個豎直向下

的運動的合運動參考答案：勻速直線運動，自由落體運動11.（4分）完成核反應方程：Th→Pa＋

。衰變?yōu)榈陌胨テ谑?.2分鐘，則64克Th經過6分鐘還有

克尚未衰變。參考答案：答案：，212.氫原子第n能級的能量為En=，其中E1為基態(tài)能量．當氫原子由第5能級躍遷到第3能級時，發(fā)出光子的頻率為；若氫原子由第3能級躍遷到基態(tài)，發(fā)出光子的頻率為，則=

。參考答案：13.在軌道半徑是地球半徑n倍的圓形軌道上，人造地球衛(wèi)星運行的向心加速度大小是地表重力加速度的倍，人造地球衛(wèi)星的運行速度大小是第一宇宙速度大小的倍．參考答案：考點：第一宇宙速度、第二宇宙速度和第三宇宙速度．專題：萬有引力定律的應用專題．分析：由萬有引力提供向心力可表示人造衛(wèi)星的加速度，第一宇宙速度是衛(wèi)星在近地圓軌道上的環(huán)繞速度，根據引力等于向心力，列式求解；根據萬有引力提供向心力表示出線速度即可求解．解答：解：由萬有引力提供向心力可得：G=ma，解得：a=，則人造衛(wèi)星的加速度與地面重力加速度之比為：a：g=：=第一宇宙速度為v：G=m，解得：v=同理可得人造衛(wèi)星的速度為：v=故人造衛(wèi)星的速度與第一宇宙速度之比為：故答案為：；．點評：抓住衛(wèi)星所受的萬有引力等于向心力這個關系即可列式求解！向心力公式根據需要合理選擇．三、簡答題：本題共2小題，每小題11分，共計22分14.如圖所示，質量m=1kg的小物塊靜止放置在固定水平臺的最左端，質量2kg的小車左端緊靠平臺靜置在光滑水平地面上，平臺、小車的長度均為0.6m?，F對小物塊施加一水平向右的恒力F，使小物塊開始運動，當小物塊到達平臺最右端時撤去恒力F，小物塊剛好能夠到達小車的右端。小物塊大小不計，與平臺間、小車間的動摩擦因數均為0.5,重力加速度g取10m/s2，水平面足夠長，求:(1)小物塊離開平臺時速度的大?。?2)水平恒力F對小物塊沖量的大小。參考答案：（1）v0=3m/s；（2）【詳解】（1）設撤去水平外力時小車的速度大小為v0，小物塊和小車的共同速度大小為v1。從撤去恒力到小物塊到達小車右端過程，對小物塊和小車系統(tǒng)：動量守恒：能量守恒：聯立以上兩式并代入數據得：v0=3m/s（2）設水平外力對小物塊的沖量大小為I，小物塊在平臺上運動的時間為t。小物塊在平臺上運動過程，對小物塊：動量定理：運動學規(guī)律：聯立以上兩式并代入數據得：15.（簡答）如圖13所示,滑塊A套在光滑的堅直桿上,滑塊A通過細繩繞過光滑滑輪連接物塊B,B又與一輕質彈贊連接在一起，輕質彈簧另一端固定在地面上,’開始用手托住物塊.使繩子剛好伸直處于水平位位置但無張力?，F將A由靜止釋放.當A下滑到C點時(C點圖中未標出)A的速度剛好為零，此時B還沒有到達滑輪位置，已知彈簧的勁度系數k=100N/m,滑輪質量和大小及摩擦可忽略不計，滑輪與桿的水平距離L=0.3m,AC距離為0.4m，mB=lkg,重力加速度g=10m/s2。試求：(1)滑'塊A的質量mA(2)若滑塊A質量增加一倍,其他條件不變，仍讓滑塊A從靜止滑到C點,則滑塊A到達C點時A、B的速度大小分別是多少？參考答案：（1）

（2）

（3），功能關系．解析：（1）開始繩子無張力，對B分析有kx1=mBg，解得：彈簧的壓縮量x1=0.1m（1分）當物塊A滑到C點時，根據勾股定理繩伸出滑輪的長度為0.5m，則B上升了0.2m,所以彈簧又伸長了0.1m。（1分）由A、B及彈簧組成的系統(tǒng)機械能守恒，又彈簧伸長量與壓縮量相等則彈性勢能變化量為零所以mAgh1=mBgh2（2分）其中h1=0.4m，h2=0.2m所以mA=0.5kg（1分）（2）滑塊A質量增加一倍，則mA=1kg，令滑塊到達C點時A、B的速度分別為v1和v2

由A、B及彈簧組成的系統(tǒng)機械能守恒得（2分）又有幾何關系可得AB的速度關系有vAcosθ=vB（1分）其中θ為繩與桿的夾角且cosθ=0.8解得：（1分）（1分）（1）首先由物體靜止條件求出彈簧壓縮的長度，再根據幾何知識求出物體B上升的距離，從而可求出彈簧伸長的長度，然后再根據能量守恒定律即可求解物體A的質量；題（2）的關鍵是根據速度合成與分解規(guī)律求出物體B與A的速度關系，然后再根據能量守恒定律列式求解即可．四、計算題：本題共3小題，共計47分16.如圖甲所示，在邊界MN左側存在斜方向的勻強電場E1，在MN的右側有豎直向上、場強大小為E2=0.4N/C的勻強電場，還有垂直紙面向內的勻強磁場B（圖甲中未畫出）和水平向右的勻強電場E3（圖甲中未畫出），B和E3隨時間變化的情況如圖乙所示，P1P2為距MN邊界2.28m的豎直墻壁，現有一帶正電微粒質量為4×10-7kg，電量為1×10-5C，從左側電場中距MN邊界m的A處無初速釋放后，沿直線以1m/s速度垂直MN邊界進入右側場區(qū)，設進入右側場時刻t=0，取g=10m/s2．求：（1）MN左側勻強電場的電場強度E1的大小及方向。（sin37o=0.6）；（2）帶電微粒在MN右側場區(qū)中運動了1.5s時的速度的大小及方向；（3）帶電微粒在MN右側場區(qū)中運動多長時間與墻壁碰撞？（≈0.19）參考答案：(1)設MN左側勻強電場場強為E1，方向與水平方向夾角為θ．帶電小球受力如右圖．沿水平方向有qE1cosθ=ma

（1分）沿豎直方向有qE1sinθ=mg

（1分）

對水平方向的勻加速運動有

v2=2as

（1分）

代入數據可解得E1=0.5N/C

（1分）θ=53o

（1分）即E1大小為0.5N/C,方向與水平向右方向夾53o角斜向上．帶電微粒在MN右側場區(qū)始終滿足qE2=mg

（1分）在0~1s時間內，帶電微粒在E3電場中

m/s2

（1分）

帶電微粒在1s時的速度大小為v1=v+at=1+0.1×1=1.1m/s

（1分）在1~1.5s時間內，帶電微粒在磁場B中運動，周期為s

（1分）

在1~1.5s時間內，帶電微粒在磁場B中正好作半個圓周運動．所以帶電微粒在MN右側場區(qū)中運動了1.5s時的速度大小為1.1m/s,方向水平向左．

（1分）(3)在0s~1s時間內帶電微粒前進距離s1=vt+at2=1×1+×0.1×12=1.05m

(1分)帶電微粒在磁場B中作圓周運動的半徑m

（1分）因為r+s1＜2.28m，所以在1s~2s時間內帶電微粒未碰及墻壁．在2s~3s時間內帶電微粒作勻加速運動，加速度仍為a=0.1m/s2，在3s內帶電微粒共前進距離s3=m

（1分）在3s時帶電微粒的速度大小為m/s在3s~4s時間內帶電微粒在磁場B中作圓周運動的半徑

m=0.19m

（2分）因為r3+s3＞2.28m，所以在4s時間內帶電微粒碰及墻壁．

帶電微粒在3s以后運動情況如右圖，其中d=2.28-2.2=0.08m

（1分）

sinθ=

，

θ＝30o

（1分）

所以，帶電微粒作圓周運動的時間為s

（1分）帶電微粒與墻壁碰撞的時間為t總＝3+=s

（1分）

17.（22分）下圖是某種靜電分選器的原理示意圖。兩個豎直放置的平行金屬板帶有等量異號電荷，形成勻強電場。分選器漏斗的出口與兩板上端處于同一高度，到兩板距離相等?；旌显谝黄鸬腶、b兩種顆粒從漏斗出口下落時，a種顆粒帶上正電，b種顆粒帶上負電。經分選電場后，a、b兩種顆粒分別落到水平傳送帶A、B上。已知兩板間距d=0.1m，板的度l=0.5m，電場僅局限在平行板之間；各顆粒所帶電量大小與其質量之比均為1×10－5C/kg。設顆粒進入電場時的初速度為零，分選過程中顆粒大小及顆粒間的相互作用力不計。要求兩種顆粒離開電場區(qū)域時，不接觸到極板但有最大偏轉量。重力加速度g取10m/s2。（1）左右兩板各帶何種電荷？兩極板間的電壓多大？（2）若兩帶電平行板的下端距傳送帶A、B的高度H=0.3m，顆粒落至傳送帶時的速度大小是多少？（3）設顆粒每次與傳帶碰撞反彈時，沿豎直方向的速度大小為碰撞前豎直方向速度大小的一半。寫出顆粒第n次碰撞反彈高度的表達式，并求出經過多少次碰撞，顆粒反彈的高度小于0.01。

參考答案：解析：（1）左板帶負電荷，右板帶正電荷。

依題意，顆粒在平行板間的豎直方向上滿足

<1>

在水平方向上滿足