2022年福建省福州市市第十四中學高三物理期末試卷含解析一、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.第一宇宙速度又叫做環(huán)繞速度，第二宇宙速度又叫做逃逸速度．理論分析表明，逃逸速度是環(huán)繞速度的倍，這個關系對其他天體也是成立的．有些恒星，在核聚變反應的燃料耗盡而“死亡”后，強大的引力把其中的物質緊緊地壓在一起，它的質量非常大，半徑又非常小，以致于任何物質和輻射進入其中都不能逃逸，甚至光也不能逃逸，這種天體被稱為黑洞．已知光在真空中傳播的速度為c，太陽的半徑為R，太陽的逃逸速度為．假定太陽能夠收縮成半徑為r的黑洞，且認為質量不變，則應大于（）A．500B．500C．2.5×105D．5.0×105參考答案：C萬有引力定律及其應用；向心力解：第一宇宙速度為v1=，由題目所提供的信息可知，任何天體均存在其所對應的逃逸速度v2=，太陽的半徑為R，太陽的逃逸速度為=，假定太陽能夠收縮成半徑為r的黑洞，且認為質量不變，v2=＞c，解得：＞2.5×105，故選：C．2.某控制電路如圖所示，主要由電源(電動勢為E、內阻為r)與定值電阻R1、R2及電位器(滑動變阻器)R連接而成，L1、L2是紅綠兩個指示燈，當電位器的觸片滑向a端時，下列說法正確的是(

)

A．L1、L2兩個指示燈都變亮B．L1、L2兩個指示燈都變暗C．L1變亮，L2變暗D．L1變暗，L2變亮參考答案：B當電位器的觸片滑向a端時，電位器接入電路的有效電阻減小，電路總電阻減小，流過電源的電流增大，路端電壓減小，則L1兩端電壓減小，L1變暗；由于電位器電阻減小，則與電位器并聯的支路兩端的電壓減小，則L2兩端分得的電壓減小，L2變暗，選B。3.一個小物塊從斜面底端沖上足夠長的斜面后又返回到斜面底端．已知小物塊的初動能為E，它返回到斜面底端的動能為E/2，小物塊上滑到最大路程的中點時速度為v；若木塊以2E的初動能沖上斜面，則有A．返回斜面底端時的動能為EB．返回斜面底端時的動能為3E/2C．小物塊上滑到最大路程的中點時速度為D．小物塊上滑到最大路程的中點時速度為【必做題】參考答案：AC4.石塊A自塔頂自由下落時，石塊B從離塔頂處自由下落，后來兩石塊同時到達地面，由此可知此塔高為A．

B．C．

D．參考答案：B5.（填空）（2015?長沙模擬）物理課題小組參與設計某道路的“風光互補路燈”系統(tǒng)．如圖所示，其主要部分為：A．風力發(fā)電機（最大輸出功率300W）B．太陽能電池（太陽能轉化為電能的效率為20%，最大輸出功率為36W）C．蓄電池（12V

500A?h）D．LED路燈（12V

60W）（1）如果當地垂直于太陽光的平面得到的太陽輻射強度約為200W/m2，要想使太陽能電池達到最大輸出功率，則太陽能電池板的面積至少要0.9m2．（2）若只用風力發(fā)電機給蓄電池充電，將蓄電池的電能由20%至充滿所需時間為25h，則風力發(fā)電機的輸出功率為192W．參考答案：（1）0.9

（2）192功率、平均功率和瞬時功率解：（1）由太陽能電池達到最大輸出功率等于輻射功率乘以面積再乘以效率得：200S×20%=36，解得，S=0.9m2（2）根據能量守恒列方程得：12×500×（1﹣20%）=P×25，解得，P=192W故答案為：（1）0.9

（2）192二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計16分6.一列頻率為2.5Hz的簡諧橫波沿x軸傳播，在t1=0時刻波形如圖中實線所示，在t2=0.7s時刻波形如圖中虛線所示。則虛線時刻橫坐標為x=3m的質點的速度是______________（選填“最大，零”）；在t3=0.1s時位于0<x<5m區(qū)間的質點中有一部分正向y軸正方向運動，這些質點在x軸上的坐標區(qū)間是______________。

參考答案：零，1m<x<3m7.寫出鈉核(Na)俘獲一個粒子后放出一個質子的核反應方程{

}參考答案：由質量數守恒和電荷數守恒可得結果。8.空氣壓縮機在一次壓縮過程中，活塞對氣缸中的氣體做功為2.0×105J，同時氣體的內能增加了1.5×l05J．試問：此壓縮過程中，氣體

(填“吸收”或“放出”)的熱量等于

J．參考答案：放出；

5×104；9.某學習小組設計了一種粗測小物體質量的方法．使用的器材有細繩、硬紙板、支架、刻度尺、鉛筆、白紙、自制小滑輪、已知質量的小物塊和若干待測小物體等．簡化的實驗裝置如圖所示，在A點固定一根細繩AP，以A為圓心、AP為半徑描出圓弧CD，直線AC水平，AD豎直．在B點固定小滑輪，一根細繩繞過小滑輪，一端懸掛小物塊（質量m0已知），另一端連接繩端P點．在結點P懸掛不同質量的待測小物體m，平衡時結點P處在圓弧CD上不同的位置．利用學過的物理知識，可求出結點P在圓弧CD上不同的位置時對應的待測物體的質量值m，并標在CD弧上．（1）在圓弧CD上從C點至D點標出的質量值應逐漸

（填寫“增大”或“減小”）；（2）如圖所示，BP延長線交豎直線AD于P′點，用刻度尺量出AP′長為l1，PP′長為l2，則在結點P處標出的質量值應為

．參考答案：解：（1）對物體m0分析，受重力和拉力，根據平衡條件，有：T=m0g…①再對結點P受力分析，如圖所示：圖中的力三角形與幾何三角形APP′相似，故：…②解得：聯立①②解得：m==越靠近D點，m增大；故答案為：（1）增大；（2）．10.已知繞中心天體做勻速圓周運動的星體的軌道半徑r，運動周期為T。

(1)若中心天體的半徑為R，則其平均密度ρ=_______(2)若星體是在中心天體的表面附近做勻速圓周運動，則其平均密度的表達式ρ=_______。參考答案：答案：11.氫彈的工作原理是利用氫核聚變放出巨大能量。在某次聚變中，一個氘核與一個氚核結合成一個氦核．已知氘核的比結合能是1.09MeV；氚核的比結合能是2.78MeV；氦核的比結合能是7.03MeV.則氫核聚變的方程是________；一次氫核聚變釋放出的能量是________MeV.參考答案：(1)H＋H→He＋n(2分)聚變釋放出的能量ΔE＝E2－E1＝7.03×4－(2.78×3＋1.09×2)＝17.6MeV12.模塊3－4試題（4分）設宇宙射線粒子的能量是其靜止能量的k倍。則粒子運動時的質量等于其靜止質量的

倍，粒子運動速度是光速的

倍。參考答案：答案：k；解析：以速度v運動時的能量E=mv2，靜止時的能量為E0=m0v2，依題意E=kE0，故m=km0；由m=，解得v=c。13.在萬有引力定律研究太陽系中的行星圍繞太陽運動時，我們可以根據地球的公轉周期，求出太陽的質量。在運算過程中，采用理想化方法，把太陽和地球簡化成質點，還做了

和

的簡化處理。參考答案：答案：把地球的運動簡化為勻速圓周運動（勻速、軌跡圓周分別填在兩空上得一空分），忽略其他星體對地球的作用，認為地球只受太陽引力作用。三、簡答題：本題共2小題，每小題11分，共計22分14.（8分）一定質量的理想氣體由狀態(tài)A經狀態(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，，代入數據得。(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增加的內能與BC減小的內能相同，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15.2004年1月25日，繼“勇氣”號之后，“機遇”號火星探測器再次成功登陸火星．人類為了探測距離地球大約3.0×105km的月球，也發(fā)射了一種類似四輪小車的月球探測器．它能夠在自動導航系統(tǒng)的控制下行走，且每隔10s向地球發(fā)射一次信號，探測器上還裝著兩個相同的減速器(其中一只是備用的)，這種減速器可提供的最大加速度為5m/s2，某次探測器的自動導航系統(tǒng)出現故障，從而使探測器只能勻速前進而不再避開障礙物．此時地球上的科學家只能對探測器進行人工遙控操作．下表為控制中心的顯示屏上的數據：

已知控制中心的信號發(fā)射和接收設備工作速度極快．科學家每次分析數據并輸入命令至少需要3s.問：(1)經過數據分析，你認為減速器是否執(zhí)行了命令？(2)假如你是控制中心的工作人員，采取怎樣的措施？加速度滿足什么條件？請計算說明．

參考答案：(1)未執(zhí)行命令(2)立即輸入命令，啟動另一個備用減速器，加速度a>1m/s2，便可使探測器不與障礙物相碰．

四、計算題：本題共3小題，共計47分16.（16分）如圖（甲）所示，一對平行光滑軌道放置在水平面上，兩軌道間距L＝0.20m，電阻R＝10W，有一質量為1kg的導體桿放在軌道上，與兩軌道垂直，桿及軌道的電阻皆可忽略不計，整個裝置處于垂直軌道面向下的勻強磁場中，現用一外力F沿軌道方向拉桿，使之做勻加速運動，測得力F與時間t的關系如圖（乙）所示，試求：

（1）桿運動的加速度a。（2）磁場的磁感應強度B。（3）導體桿運動到第20s時，電阻R的電功率。（4）若改為恒定拉力作用，但仍要導體棒以該加速度做勻加速運動，在不斷開電路也不撤去磁場的情況下，你對該裝置能提出什么合理的改進措施，請做簡要說明。參考答案：解析：（1）t=0時，v=0，F=ma，得a＝1m/s2。（2）由，得，B＝5T。（3）v＝at＝20m/s，P＝（F拉－ma）v，代入數據得：P＝40W。（4）根據F－＝ma，可以讓導軌間距逐漸增大，L∝，或者加隨距離變化的磁場B∝。17.如圖所示，內壁粗糙、半徑R=0.4m的四分之一圓弧軌道AB在最低點B與光滑水平軌道BC相切．質量m2=0.2kg的小球b左端連接一輕質彈簧，靜止在光滑水平軌道上，另一質量m1=0.2kg的小球a自圓弧軌道頂端由靜止釋放，運動到圓弧軌道最低點B時對軌道的壓力為小球a重力的2倍．忽略空氣阻力，重力加速度g=10m/s2．求（1）小球a由A點運動到B點的過程中，摩擦力做功Wf；（2）小球a通過彈簧與小球b相互作用的過程中，彈簧的最大彈性勢能Ep；（3）小球a通過彈簧與小球b相互作用的整個過程中，彈簧對小球b的沖量I的大小．參考答案：【考點】：動能定理；牛頓第二定律．【專題】：動能定理的應用專題．【分析】：（1）小球由釋放到最低點的過程中依據動能定理和牛頓第二定律可得摩擦力的功．（2）碰撞過程，由動量守恒可表示速度關系；進而由能量轉化和守恒可得彈簧的最大彈性勢能；（3）碰撞的整個過程由動量守恒和能量轉化和守恒可得小球b最終速度，由沖量I=mv可得彈簧對b的沖量．：解：（1）小球由釋放到最低點的過程中，根據動能定理：…①小球在最低點，根據牛頓第二定律：…②由①②聯立可得：Wf=﹣0.4J…③（2）小球a與小球b通過彈簧相互作用，達到共同速度v2過程中，由動量關系：m1v1=（m1+m2）v2…④由能量轉化和守恒：…⑤由④⑤聯立可得：EP=0.2J…⑥（3）小球a與小球b通過彈簧相互作用的整個過程中，a后來速度為v3，b后來速度為v4，由動量關系：m1v1=m1v3+m2v4…⑦由能量轉化和守恒：…⑧根據動量定理有：I=m2v4…⑨由⑦⑧⑨聯立可得：I=0.4N?S．答：（1）小球a由A點運動到B點的過程中，摩擦力做功為﹣0.4J；（2）小球a通過彈簧與小球b相互作用的過程中，彈簧的最大彈性勢能為0.2J；（3）小球a通過彈簧與小球b相互作用的整個過程中，彈簧對小球b的沖量I的大小0.4N?S．【點評】：該題重點是動量守恒和能量轉化與守恒的應用，動量守恒的應用要注意速度的方向性，在物體碰撞過程中要注意判定碰撞之后速度是同向還是反向，以此來確定好動量守恒公式中速度的正負號．18.如圖甲所示，豎直面的左側空間存在豎直向上的勻強電場(上、下及左側無邊界)．一個質量