山西省呂梁市城北中學2021-2022學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.如圖所示，A、B兩球完全相同，質量均為m，用兩根等長的細線懸掛在O

點，兩球之間連著一根勁度系數為k的輕質彈簧，靜止不動時，兩根細線之間的夾角為。則彈簧的長度被壓縮了

（

）

A.

B.

C.

D.參考答案：B2.如上右圖所示是一輛汽車從高臺水平飛出后所攝得的頻閃照片,照片上的虛線為用鉛筆畫出的正方形格子,若汽車的長度是3.6m,取,求:(1)頻閃的時間間隔t

;(2)汽車離開高臺時的速度

.參考答案：(1)0.6s(2)12m/s3.（單選）如圖所示，五根平行的長直導體棒分別過豎直平面內的正方形的四個頂點和中心，并和該正方形平面垂直，各導體棒中均通有大小相等的電流，方向如圖所示，則中心處的導體棒受到其余四根導體棒的磁場力的合力方向是（）A．豎直向上B．豎直向下C．水平向左D．水平向右參考答案：【考點】：通電直導線和通電線圈周圍磁場的方向；安培力．【分析】：根據安培定則確定出安培力的方向，再利用矢量合成法則求得B的合矢量的方向，再根據左手定則，即可求解．：解：根據題意，由右手螺旋定則對角導線電流產生磁場正好相互疊加，如圖所示，由矢量的合成法則，則得磁場方向豎直向下，根據左手定則可知，中心處的導體棒受到其余四根導體棒的磁場力的合力方向是水平向左；故選：C．【點評】：本題考查磁感應強度B的矢量合成法則，會進行磁感應強度的合成，從而確定磁場的大小與方向，并掌握左手定則的內容．4.（單選）關于繞地球作勻速圓周運動的人造地球衛星，下列說法中正確的是（）A．衛星離地球越遠，角速度越小B．衛星運行的瞬時速度可以大于7.9km/sC．同一圓軌道上運行的兩顆星，線速度大小可能不同D．地球同步衛星可以經過地球兩極上空參考答案：解：A、根據萬有引力提供向心力，得，由此可知，距離越遠，角速度越小，故A正確．B、根據萬有引力提供向心力，得，軌道半徑越小，速度越大，當軌道半徑最小等于地球半徑時，速度最大等于7.9km/s，故B錯誤．C、根據可知，軌道相同，則線速度一定大小相等，故C錯誤．D、地球同步衛星的軌道平面與赤道平面重合，故同步衛星不可能經過地球兩極上空．故D錯誤．故選：A．5.搬運工人沿粗糙斜面把一個物體拉上卡車，當力沿斜面向上，大小為F時，物體的加速度為a1；若保持力的方向不變，大小變為2F時，物體的加速度為a2，則A．al=a2

B．a1<a2<2al

C．a2=2a1

D．a2>2al參考答案：D解析：當為F時有，當為2F時有，可知，D對。二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計16分6.如圖所示，邊長為L=0.2m的正方形線框abcd處在勻強磁場中，線框的匝數為N=100匝，總電阻R=1Ω，磁場方向與線框平面的夾角θ=30°，磁感應強度的大小隨時間變化的規律B=0.02+0.005t（T），則線框中感應電流的方向為

，t=16s時，ab邊所受安培力的大小為

N。參考答案：

adcba

；

0.02

N。7.某探究學習小組的同學欲驗證“動能定理”，他們在實驗室組裝了一套如圖所示的裝置，另外他們還找到了打點計時器所用的學生電源、導線、復寫紙、紙帶、小木塊、細沙．當滑塊連接上紙帶，用細線通過滑輪掛上空的小沙桶時，釋放小桶，滑塊處于靜止狀態．若你是小組中的一位成員，要完成該項實驗，則：（1）你認為還需要的實驗器材有

．（2）實驗時為了保證滑塊受到的合力與沙和沙桶的總重力大小基本相等，沙和沙桶的總質量應滿足的實驗條件是

，實驗時為保證細線拉力為木塊的合外力首先要做的步驟是

．（3）在（2）的基礎上，某同學用天平稱量滑塊的質量M．往沙桶中裝入適量的細沙，用天平稱出此時沙和沙桶的總質量m．讓沙桶帶動滑塊加速運動，用打點計時器記錄其運動情況，在打點計時器打出的紙帶上取兩點，測出這兩點的間距L和這兩點的速度大小v1與v2（v1<v2）．則本實驗最終要驗證的數學表達式為

（用題中的字母表示實驗中測量得到的物理量）．參考答案：（1）天平，刻度尺（2分）（2）沙和沙桶的總質量遠小于滑塊的質量（2分），平衡摩擦力（2分）（3）8.（4分）有一束射線進入勻強磁場中，a、b、c分別表示組成射線的三種粒子流在磁場里的軌跡，如圖所示．已知磁場方向與速度方向垂直并指向紙內，從這些粒子流的偏轉情況可知，可能是粒子的軌跡是_______；可能是光子的軌跡是______。參考答案：

a；b9.某實驗小組采用圖所示的裝置探究“動能定理”，圖中小車中可放置砝碼，實驗中，小車碰到制動裝置時，鉤碼尚未到達地面，打點針時器工作頻率為50Hz．Ⅰ．實驗的部分步驟如下：①在小車中放入砝碼，把紙帶穿過打點計時器，連在小車后端，用細線連接小車和鉤碼；②將小車停在打點計時器附近，接通電源，釋放小車，小車拖動紙帶，打點計時器在紙帶上打下一列點，斷開開關；③改變鉤碼或小車中砝碼的數量，更換紙帶，重復②的操作。▲

▲

Ⅱ．圖是鉤碼質量為0.03kg，砝碼質量為0.02kg時得到的一條紙帶，在紙帶上選擇起始點O及A、B、C、D和E五個計數點，可獲得各計數點到O的距離s及對應時刻小車的瞬時速度v，請將C點的測量結果填在表1中的相應位置（計算結果保留兩外有效數字）．Ⅲ．在小車的運動過程中，對于鉤碼、砝碼和小車組成的系統，

做正功，

做負功．▲

▲

Ⅳ．實驗小組根據實驗數據繪出了圖中的圖線（其中Δv2=v2-v20），根據圖線可獲得的結論是

．要驗證“動能定理”，還需要測量的物理量是摩擦力和

．▲

▲

表1紙帶的測量結果參考答案：Ⅱ．5.07（±0.02）

0.49；

Ⅲ．鉤砝的重力

小車受摩擦阻力；Ⅳ．小車初末速度的平方差與位移成正比

小車的質量；10.某興趣小組在探究物體動能大小實驗時，讓一物體在恒定合外力作用下由靜止開始沿直線運動，記錄下速度、時間、位置等實驗數據，然后分別作出動能EK隨時間變化和動能EK隨位置變化的兩個圖線，但橫坐標沒有標出，請你判斷物體動能隨位置變化的圖線應是圖

；若圖甲中OA連線的斜率為p，圖乙中直線的斜率為q，則物體在A點所對應的瞬時速度的大小為

．參考答案：乙

11.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12.利用α粒子散射實驗最早提出原子核式結構模型的科學家是

；他還利用α粒子轟擊（氮核）生成和另一種粒子，寫出該核反應方程

．參考答案：盧瑟福，13.客運電梯簡化模型如圖甲所示，電梯的加速度a隨時間t變化的關系如圖乙所示。已知電梯在t=0時由靜止開始上升，電梯總質最m=2.0×103kg，忽略一切阻力。電梯在上升過程中受到的最大拉力F=

N，電梯在前2s內的速度改變量△v=

m/s。參考答案：2.2×104，1.5三、簡答題：本題共2小題，每小題11分，共計22分14.（選修3-5）（4分）已知氘核質量2.0136u，中子質量為1.0087u，核質量為3.0150u。A、寫出兩個氘核聚變成的核反應方程___________________________________。B、計算上述核反應中釋放的核能。（結果保留2位有效數字）（1u=931.5Mev）C、若兩氘以相等的動能0.35MeV作對心碰撞即可發生上述核反應，且釋放的核能全部轉化為機械能，則反應中生成的核和中子的動能各是多少？（結果保留2位有效數字）參考答案：

答案：a、

b、在核反應中質量的虧損為Δm=2×2.0136u-1.0087u-3.015u=0.0035u所以釋放的核能為0.0035×931.5Mev=3.26Mev

c、反應前總動量為0，反應后總動量仍為0，

所以氦核與中子的動量相等。

由EK=P2/2m得

EHe:En=1:3

所以En=3E/4=2.97Mev

EHe=E/4=0.99Mev15.（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°．根據折射定律，可得：∠PMQ=∠PNQ．根據反射定律，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.如圖甲所示，空間有一寬為0.2m的勻強磁場區域，磁感應強2T，方向垂直紙面向外，abcd是由均勻電阻絲做成的邊長0.1m的正方形線框，總電阻為1Ω，線框以垂直磁場邊界的速度10m/s勻速通過磁場區域，在運動過程中，線框ab、cd兩邊始終與磁場邊界平行，設線框剛進入磁場的位置t=0求：（1）線框穿過磁場的過程中，線框中產生的焦耳熱；（2）畫出線框穿過磁場過程中，cd兩端電勢差Ucd隨時間t變化的圖象（不需要分析說明）參考答案：解：（1）感應電動勢E1=BLv=2V…………(1分)進入磁場的過程中，所用時間為

…………（1分）線框中產生的焦耳熱：………………（2分）全過程線框中產生的焦耳熱：Q總=2Q=0.08J

(1分)（2）如圖所示……………（3分）17.如圖所示，在水平軌道右側安放半徑為R的豎直圓槽形光滑軌道，水平軌道的PQ段鋪設特殊材料，調節其初始長度為；水平軌道左側有一輕質彈簧左端固定，彈簧處予自然伸長狀態。小物塊A靜止放置在彈簧右端，A與彈簧接觸但不拴接：小物塊B從軌道右側以初速度v0沖上軌道，通過圓形軌道、水平軌道后與物塊A發生對心碰撞且瞬間粘連，之后A、B一起壓縮彈簧并被彈簧以原速率彈回，經水平軌道返回圓形軌道。物塊A、B均可視為質點。

已知R=0.2m，=1.0m，v0=6m/s，物塊A、B質量均為m=lkg，與PQ段間的動摩擦因數均為=0.2，軌道其他部分摩擦不計。取g=l0m/s。求：(l)物塊B與物塊A碰撞前速度大小：(2)物塊B與物塊A碰后返回到圓形軌道的高度：(3)調節PQ段的長度，B仍以v0從軌道右側沖上軌道，當滿足什么條件時，A、B物塊能返回圓形軌道且能沿軌道運動而不會脫離軌道？參考答案：18.（12分）輕繩一端掛一質量為M的物體，另一端系在質量為m的圓環上，圓環套在豎直固定的細桿上，定滑輪與細桿相距0.3m，如圖所示，將環拉至與定滑