河南省商丘市芒山第一中學(xué)2021-2022學(xué)年高三物理上學(xué)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）關(guān)于下列四幅圖中所涉及物理知識的論述中，正確的是

▲

A．甲圖中，由兩分子間作用力隨距離變化的關(guān)系圖線可知，當(dāng)兩個相鄰的分子間距離為r0時，它們間相互作用的引力和斥力均為零B．乙圖中，由一定質(zhì)量的氧氣分子分別在不同溫度下速率分布情況，可知溫度T1<T2C．丙圖中，在固體薄片上涂上石蠟，用燒熱的針接觸其上一點，從石蠟熔化情況可判定固體薄片必為非晶體D．丁圖中，液體表面層分子間相互作用表現(xiàn)為斥力，正是因為斥力才使得水黽可以停在水面上參考答案：B2.農(nóng)民在精選谷種時，常用一種叫“風(fēng)車”的農(nóng)具進(jìn)行分選．在同一風(fēng)力作用下，谷種和癟谷（空殼）都從洞口水平飛出，結(jié)果谷種和癟谷落地點不同，自然分開，M處是癟谷，N處是谷種，如圖所示．若不計空氣阻力，對這一現(xiàn)象，下列分析正確的是（）A．谷種飛出洞口時的速度比癟谷飛出洞口時的速度大些B．谷種和癟谷飛出洞口后都做勻變速曲線運動C．谷種運動過程中加速度較大D．癟谷從飛出洞口到落地所用的時間較長參考答案：解：A、在大小相同的風(fēng)力作用下，風(fēng)車做的功相同，由于谷種的質(zhì)量大，所以離開風(fēng)車時的速度小，所以A錯誤．B、谷種和癟谷做的是平拋運動，平拋運動是勻變速曲線運動，故谷種和癟谷飛出洞口后都做勻變速曲線運動，所以B正確．C、谷種和癟谷都做平拋運動，加速度相等．故C錯誤．D、平拋運動在豎直方向做自由落體運動，高度相同，故運動時間相同，所以D錯誤．故選B．3.下列關(guān)于速度和加速度的說法中，正確的是(

)A．加速度表示速度變化的大小；B．物體的速度為零，加速度也一定為零；C．運動物體的加速度越來越小，表示速度變化越來越慢；D．運動物體的加速度越來越小，表示物體運動的速度也越來越小參考答案：C4.如圖，在滅火搶險的過程中，消防隊員有時要借助消防車上的梯子爬到高處進(jìn)行救人或滅火作業(yè)。為了節(jié)省救援時間，消防車向前前進(jìn)的過程中，人相對梯子勻加速向上運動，在地面上看消防隊員的運動，下列說法中正確的是（

）A．當(dāng)消防車勻速前進(jìn)時，消防隊員可能做勻加速直線運動B．當(dāng)消防車勻速前進(jìn)時，消防隊員水平方向的速度保持不變C．當(dāng)消防車勻加速前進(jìn)時，消防隊員一定做勻變速曲線運動D．當(dāng)消防車勻減速前進(jìn)時，消防隊員一定做勻變速曲線運動參考答案：D5.質(zhì)量為m的人站在質(zhì)量為2m的平板小車上，以共同的速度在水平地面上沿直線前行，車所受地面阻力的大小與車對地面壓力的大小成正比。當(dāng)車速為v0時，人從車上以相對于地面大小為v0的速度水平向后跳下。跳離瞬間地面阻力的沖量忽略不計，則能正確表示車運動的v－t圖象為()參考答案：B二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計16分6.傾角為30°的直角三角形底邊長為2l，底邊處在水平位置，斜邊為光滑絕緣導(dǎo)軌．現(xiàn)在底邊中點O處固定一正電荷Q，讓一個質(zhì)量為m、帶正電的點電荷q沿斜邊頂端A滑下（不脫離斜面）．測得它滑到斜邊上的垂足D處時速度為υ，加速度為a，方向沿斜面向下．該點電荷滑到斜邊底端C點時的速度υc=，加速度ac=g﹣a．（重力加速度為g）參考答案：考點：電勢差與電場強度的關(guān)系．專題：電場力與電勢的性質(zhì)專題．分析：根據(jù)幾何知識分析得到B、C、D三點在以O(shè)為圓心的同一圓周上，三點的電勢相等，電荷q從D到C過程中只有重力做功，根據(jù)動能定理求出質(zhì)點滑到斜邊底端C點時的速度．分析質(zhì)點q在C點的受力情況，根據(jù)牛頓第二定律和庫侖定律求出質(zhì)點滑到斜邊底端C點時加速度．解答：解：由題，BD⊥AC，O點是BC的中點，根據(jù)幾何知識得到B、C、D三點在以O(shè)為圓心的同一圓周上，三點在點電荷Q產(chǎn)生的電場中是等勢點，所以，q由D到C的過程中電場中電場力作功為零．由動能定理得：mgh=而h==，所以vC=質(zhì)點在D點受三個力的作用；電場F，方向由O指向D點；重力mg，方向豎直向下；支持力N，方向垂直于斜面向上．由牛頓第二定律，有

mgsin30°﹣Fcos30°=ma…①質(zhì)點在C受三個力的作用；電場F，方向由O指向C點；重力mg，方向豎直向下；支持力N，方向垂直于斜面向上．由牛頓第二定律，有

mgsin30°+Fcos30°=maC…②由①②解得：aC=g﹣a．故答案為：；g﹣a．點評：本題難點在于分析D與C兩點電勢相等，根據(jù)動能定理求速度、由牛頓第二定律求加速度都常規(guī)思路．7.某物質(zhì)的摩爾質(zhì)量為μ，密度為ρ，NA為阿伏加德羅常數(shù)，則每單位體積中這種物質(zhì)所包含的分子數(shù)目是___________．若這種物質(zhì)的分子是一個挨一個排列的，則它的直徑約為__________。參考答案：；或

()8.某研究性學(xué)習(xí)小組進(jìn)行了如下實驗：如圖所示，在一端封閉的光滑細(xì)玻璃管中注滿清水，水中放一個紅蠟塊做成的小圓柱體R。將玻璃管的開口端用膠塞塞緊后豎直倒置且與y軸重合，在R從坐標(biāo)原點以速度υ0=3cm/s勻速上浮的同時，玻璃管沿x軸正方向做初速度為零的勻加速直線運動。同學(xué)們測出某時刻R的坐標(biāo)為（4，6），此時R的速度大小為

cm/s。R在上升過程中的運動軌跡，在如圖所示的坐標(biāo)系中（單位：cm）對應(yīng)的軌跡方程為

。(R視為質(zhì)點)參考答案：5cm/s

y2=9χ9.某研究性實驗小組為探索航天器球形返回艙穿過大氣層時所受空氣阻力(風(fēng)力)的影響因素，進(jìn)行了模擬實驗研究。如圖為測定風(fēng)力的實驗裝置圖。其中CD是一段水平放置的長為L的光滑均勻電阻絲，電阻絲阻值較大；一質(zhì)量和電阻均不計的細(xì)長裸金屬絲一端固定于O點，另一端懸掛小球P，無風(fēng)時細(xì)金屬絲豎直，恰與電阻絲在C點接觸，OC=H；有風(fēng)時細(xì)金屬絲將偏離豎直方向，與電阻絲相交于某一點(如圖中虛線所示，細(xì)金屬絲與電阻絲始終保持良好的導(dǎo)電接觸)。(1)已知電源電動勢為E，內(nèi)阻不計，理想電壓表兩接線柱分別與O點和C點相連，球P的質(zhì)童為m，重力加速度為g，由此可推得風(fēng)力大小F與電壓表示數(shù)U的關(guān)系為F=_______。(2)研究小組的同學(xué)猜想:風(fēng)力大小F可能與風(fēng)速大小v和球半徑r這兩個因數(shù)有關(guān)，于是他們進(jìn)行了實驗后獲得了如下數(shù)據(jù)：(下表中風(fēng)速v的單位為m/s，電壓U的單位為V，球半徑r的單位為m)根據(jù)表中數(shù)據(jù)可知，風(fēng)力大小F與風(fēng)速大小v和球半徑r的關(guān)系是_______(比例系數(shù)用k表示)。參考答案：

(1).

(2).【詳解】(1)以小球為研究對象，對小球受力分析，設(shè)金屬絲與豎直方向的夾角為，由平衡條件可得，風(fēng)力。金屬絲與電阻絲交點與C點間長度為，電阻；由串聯(lián)分壓規(guī)律可知電壓表示數(shù)。聯(lián)立解得：。(2)由表中數(shù)據(jù)可得，在球半徑一定的情況下，電壓表示數(shù)與風(fēng)速成正式，則風(fēng)力大小與風(fēng)速成正比，即與成正比。由球的體積公式、密度公式和可得，；在風(fēng)速一定的情況下，球半徑增大到原來的兩倍，電壓表示數(shù)減小為原來的，可得風(fēng)速一定的條件下，風(fēng)力與半徑的關(guān)系為與成正比。綜上，風(fēng)力大小與風(fēng)速大小和球半徑的關(guān)系是。10.用如圖1所示裝置研究平地運動。將白紙和復(fù)寫紙對齊重疊并固定在豎直的硬板上。鋼球沿斜槽軌道PQ滑下后從Q點飛出，落在水平擋板MN上。由于擋板靠近硬板一側(cè)較低，鋼球落在擋板上時，鋼球側(cè)面會在白紙上擠壓出一個痕跡點。移動擋板，重新釋放鋼球，如此重復(fù)，白紙上將留下一系列痕跡點。（1）下列實驗條件必須滿足的有____________。A．斜槽軌道光滑B．斜槽軌道末段水平C．擋板高度等間距變化D．每次從斜槽上相同的位置無初速度釋放鋼球（2）為定量研究，建立以水平方向為x軸、豎直方向為y軸的坐標(biāo)系。a．取平拋運動的起始點為坐標(biāo)原點，將鋼球靜置于Q點，鋼球的________（選填“最上端”、“最下端”或者“球心”）對應(yīng)白紙上的位置即為原點；在確定y軸時______（選填“需要”或者“不需要”）y軸與重錘線平行。b．若遺漏記錄平拋軌跡的起始點，也可按下述方法處理數(shù)據(jù)：如圖2所示，在軌跡上取A、B、C三點，AB和BC的水平間距相等且均為x，測得AB和BC的豎直間距分別是y1和y2，則______（選填“大于”、“等于”或者“小于”）。可求得鋼球平拋的初速度大小為____________（已知當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹間，結(jié)果用上述字母表示）。（3）為了得到平拋物體的運動軌跡，同學(xué)們還提出了以下三種方案，其中可行的是____________。A．從細(xì)管水平噴出穩(wěn)定的細(xì)水柱，拍攝照片，即可得到平拋運動軌跡B．用頻閃照相在同一底片上記錄平拋小球在不同時刻的位置，平滑連接各位置，即可得到平拋運動軌跡C．將鉛筆垂直于豎直的白紙板放置，筆尖緊靠白紙板，鉛筆以一定初速度水平拋出，將會在白紙上留下筆尖的平拋運動軌跡（4）伽利略曾研究過平拋運動，他推斷：從同一炮臺水平發(fā)射的炮彈，如果不受空氣阻力，不論它們能射多遠(yuǎn)，在空中飛行的時間都一樣。這實際上揭示了平拋物體_________。A．在水平方向上做勻速直線運動B．在豎直方向上做自由落體運動C．在下落過程中機械能守恒（5）牛頓設(shè)想，把物體從高山上水平拋出，速度一次比一次大，落地點就一次比一次遠(yuǎn)，如果速度足夠大，物體就不再落回地面，它將繞地球運動，成為人造地球衛(wèi)星。同樣是受地球引力，隨著拋出速度增大，物體會從做平拋運動逐漸變?yōu)樽鰣A周運動，請分析原因。___________________________參考答案：

(1).BD

(2).球心

(3).需要

(4).大于

(5).

(6).B

(7).B

(8).利用平拋運動的軌跡的拋物線和圓周運動知識證明即可【詳解】根據(jù)平拋運動的規(guī)律：水平方向勻速直線運動，豎直方向自由落體運動解答。(1)本實驗中要保證小球飛出斜槽末端時的速度為水平，即小球做平拋運動，且每次飛出時的速度應(yīng)相同，所以只要每次將小球從斜槽上同一位置由靜止釋放即可，故BD正確；(2)a.平拋運動的起始點應(yīng)為鋼球靜置于Q點時，鋼球的球心對應(yīng)紙上的位置，由于平拋運動在豎直方向做自由落體運動，所以在確定y軸時需要y軸與重錘線平行；b.由初速度為零的勻加速直線運動規(guī)律即在相等時間間隔內(nèi)所通過的位移之比為可知，由于A點不是拋出點，所以；設(shè)AB，BC間所用的時間為T，豎直方向有：，水平方向有：，聯(lián)立解得：；(3)A項：從細(xì)管水平噴出穩(wěn)定的細(xì)水柱，由于細(xì)水柱射出后受到空氣阻力的作用，所以此方案不可行；B項：用頻閃照相在同一底片上記錄小球不同時刻位置即平拋運動的軌跡上的點，平滑連接在一起即為平拋運動軌跡，所以此方案可行；C項：將鉛筆垂直于豎直的白板放軒，以一定初速度水平拋出，筆尖與白紙間有摩擦阻力的作用，所以鉛筆作的不是平拋運動，故此方案不可行；(4)由平拋運動豎直方向運動可知，，時間，所以只要高度相同，時間相同，故B正確；(5)由平拋運動可知，豎直方向：，水平方向：，聯(lián)立解得：，即拋出物體的軌跡為拋物線，當(dāng)拋出的速度越大，在拋物線上某點的速度足以提供該點做圓周運動的向心力時，物體的軌跡從拋物線變?yōu)閳A。11.如圖所示，一輕桿上端可以繞固定的水平軸O無摩擦轉(zhuǎn)動，輕桿下端固定一個質(zhì)量為m的小球（可視為質(zhì)點），開始時輕桿豎直靜止。現(xiàn)用力F＝mg垂直作用于輕桿的中點，使輕桿轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)動過程中保持力F與輕桿始終垂直，當(dāng)輕桿轉(zhuǎn)過的角度θ＝_________時，F(xiàn)的功率最大。若從輕桿豎直靜止開始，保持F＝mg，且F始終水平作用于輕桿的中點，則桿能轉(zhuǎn)過的最大角度θM＝_________。參考答案：30o，53o12.（4分）用相同的表頭改裝成的電流表內(nèi)阻為lΩ，電壓表內(nèi)阻為：100Ω，當(dāng)把電流表和電壓表串聯(lián)后接入某電路，發(fā)現(xiàn)兩者指針偏轉(zhuǎn)角度之比為1：3，則改裝電流表時需接上

Ω的分流電阻，改裝電壓表時需接上

Ω的分壓電阻。參考答案：

答案：1.5

9713.質(zhì)量為0.4kg的小球甲以速度3m/s沿光滑水平面向右運動，質(zhì)量為4kg的小球乙以速度5m/s沿光滑水平面向左運動，它們相碰后，甲球以速度8m/s被彈回，求此時乙球的速度大小為

m/s，方向

。參考答案：3.9，水平向左

三、簡答題：本題共2小題，每小題11分，共計22分14.如圖所示，水平傳送帶兩輪心O1O2相距L1=6.25m，以大小為v0=6m/s不變的速率順時針運動，傳送帶上表面與地面相距h=1.25m．現(xiàn)將一質(zhì)量為m=2kg的小鐵塊輕輕放在O1的正上方，已知小鐵塊與傳送帶間動摩擦因數(shù)μ=0.2，重力加速度g取10m/s2，求：（1）小鐵塊離開傳送帶后落地點P距離O2的水平距離L2；（2）只增加L1、m、v0中的哪一個物理量的數(shù)值可以使L2變大．參考答案：（1）小鐵塊離開傳送帶后落地點P距離O2的水平距離為2.5m；（2）只增加L1數(shù)值可以使L2變大．解：（1）小鐵塊輕放在傳送帶上后受到摩擦力的作用，由μmg=ma得a=μg=2m/s2，當(dāng)小鐵塊的速度達(dá)到6m/s時，由vt2=2ax得：x=9m由于9m＞L1=6.25m，說明小鐵塊一直做加速運動設(shè)達(dá)到O2上方的速度為v，則v==5m/s小鐵塊離開傳送帶后做平拋運動根據(jù)h=gt2得下落時間：t==0.5s由L2=vt=5×0.5=2.5m（2）欲使L2變大，應(yīng)使v變大由v=可知，L1增大符合要求m、v0增大對a沒有影響，也就對v和L2沒有影響因此，只增加L1、m、v0中的L1的數(shù)值可以使L2變大．答：（1）小鐵塊離開傳送帶后落地點P距離O2的水平距離為2.5m；（2）只增加L1數(shù)值可以使L2變大．15.（選修3-5模塊）（4分）2008年北京奧運會場館周圍80％～90％的路燈將利用太陽能發(fā)電技術(shù)來供電，奧運會90％的洗浴熱水將采用全玻真空太陽能集熱技術(shù)．科學(xué)研究發(fā)現(xiàn)太陽發(fā)光是由于其內(nèi)部不斷發(fā)生從氫核到氦核的核聚變反應(yīng)，即在太陽內(nèi)部4個氫核（H）轉(zhuǎn)化成一個氦核（He）和兩個正電子（e）并放出能量.已知質(zhì)子質(zhì)量mP=1.0073u，α粒子的質(zhì)量mα=4.0015u，電子的質(zhì)量me=0.0005u．1u的質(zhì)量相當(dāng)于931.MeV的能量．①寫出該熱核反應(yīng)方程；②一次這樣的熱核反應(yīng)過程中釋放出多少MeV的能量?（結(jié)果保留四位有效數(shù)字）參考答案：

答案：①4H→He+2e（2分）②Δm=4mP－mα－2me=4×1.0073u－4.0015u－2×0.0005u=0.0267u（2分）ΔE=Δmc2

=0.0267u×931.5MeV/u＝24.86MeV

（2分）四、計算題：本題共3小題，共計47分16.如圖所示，離子發(fā)生器發(fā)射一束質(zhì)量為m，電荷量為+q的離子，從靜止經(jīng)PQ兩板間的加速電壓加速后，以初速度v0再從a點沿ab方向進(jìn)入一勻強電場區(qū)域，abcd所圍成的正方形區(qū)域是該勻強電場的邊界，已知正方形的邊長為L，勻強電場的方向與ad邊平行且由a指向d．（1）求加速電壓U0；（2）若離子恰從c點飛離電場，求ac兩點間的電勢差Uac；（3）若離子從abcd邊界上某點飛出時的動能為mv02，求此時勻強電場的場強大小E．參考答案：考點：帶電粒子在勻強電場中的運動．版權(quán)所有專題：帶電粒子在電場中的運動專題．分析：（1）對直線加速過程運用動能定理列式求解即可；（2）粒子做類似平拋運動，根據(jù)類平拋運動的分位移公式列式求解即可；（3）粒子做類似平拋運動，根據(jù)類平拋運動的分速度公式和分位移公式列式，再結(jié)合動能定理列式，最后聯(lián)立求解即可．解答：解：（1）對直線加速過程，根據(jù)動能定理，有：解得：（2）設(shè)此時場強大小為EC，則：ab方向，有：L=v0tad方向，有：L=又Uac=EL，解得：Uac=（3）根據(jù)Ek=m可知，離子射出電場時的速度v=v0，方向與ab所在直線的夾角為45°，即vx=vy，根據(jù)x=vxt，v=可得x=2y，則離子應(yīng)該從bc邊上的某點飛出．a(chǎn)b方向，有：L=v0tad方向，有：y=解得：y=根據(jù)動能定理，有：Eqy=m﹣解得：E=答：（1）加速電壓U0為；（2）ac兩點間的電勢差Uac為；（3）此時勻強電場的場強大小E為．點評：本題關(guān)鍵是明確粒子的運動是類似平拋運動，然后根據(jù)類似平拋運動的分運動公式列式求解，不難．17.如圖所示，在傾角為37°的固定斜面上靜置一個質(zhì)量為5kg的物體，物體與斜面間的動摩擦因數(shù)為0.8.求：?1?物體所受的摩擦力；?sin37°＝0.6，cos37°＝0.8??2?若用原長為10cm，勁度系數(shù)為3.1×103N/m的彈簧沿斜面向上拉物體，使之向上勻速運動，則彈簧的最終長度是多少？?取g＝10m/s2??????????????????????????????????????????????????????參考答案：(1)物體靜止在斜面上受力分析如圖所示，物體受到的靜摩擦力Ff＝mgsin37°﹙1分代入數(shù)據(jù)得Ff＝5×10×sin37°N＝30N，﹙1分﹚摩擦力方向為沿斜面向上．﹙1分﹚(2)當(dāng)物體沿斜面向上被勻速拉動時，如下圖所示，彈簧拉力設(shè)為F，伸長量為x，則F＝kxF＝mgsin37°＋F滑

﹙2分﹚F滑＝μmgcos37°

﹙2分﹚彈簧最終長度L＝L0＋x，由以上方程解得L＝12cm.