安徽省淮南市實驗中學2022年高三物理上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.（多選）如圖所示，水面下的光源S向水面A點發射一束光線，反射光線為c，折射光線分成a、b兩束，則（

）A．在水中a光的速度比b光的速度大B．若a光能使某金屬發生光電效應，則b光一定能使該金屬發生光電效應C．用同一雙縫干涉實驗裝置分別以a、b光做實驗，a光的干涉條紋間距大于b光的干涉條紋間距D．若保持入射點A位置不變，將入射光線順時針旋轉，則從水面上方觀察，a光先消失參考答案：ABC2.(多選)如圖所示，工廠利用皮帶傳輸機把貨物從地面運送到平臺C上，普通離地的高度一定，運輸機的皮帶以一定速度υ順時針轉動且不打滑．將貨物輕放在A處，貨物隨皮帶到達平臺，貨物在皮帶上相對滑動時會留下一定的痕跡．認為最大摩擦力等與滑動摩擦力．若皮帶的傾角θ、運動速度υ和貨物質量m都可以改變，則下列說法正確的是（） A． 貨物到達平臺的速度一定等于皮帶的運行速度υ B． 當皮帶的傾角θ一定時，增大皮帶的運行速度υ，運送時間可能不變 C． 當皮帶的傾角θ和運行速度υ一定時，貨物質量m越小，皮帶上留下的痕跡越短 D． 當皮帶的傾角θ和運行速度υ一定時，貨物質量m越大，皮帶上摩擦產生的熱量越多參考答案：BD3.(單選)水平路面上行駛的汽車所受到的阻力大小與汽車行駛的速率成正比，若汽車從靜止出發，先做勻加速直線運動，達到額定功率后保持額定功率行駛，則在整個行駛過程中，汽車受到的牽引力大小與阻力大小關系圖像正確的是參考答案：A4.如圖所示，水平地面上的物體Ａ在斜向上的拉力F的作用下，向右做勻速運動，則下列說法中正確的是

（

）A．物體Ａ可能只受到二個力的作用B．物體Ａ一定只受到三個力的作用C．物體Ａ一定受到了四個力的作用D．物體Ａ可能受到了四個力的作用參考答案：C5.如圖所示，兩塊同樣的玻璃直角三棱鏡ABC，兩者的AC面是平行放置的，在它們之間是均勻的未知透明介質。一單色細光束O垂直于AB面入射，在圖示的出射光線中

A．1、2、3（彼此平行）中的任一條都有可能

B．4、5、6（彼此平行）中的任一條都有可能

C．7、8、9（彼此平行）中的任一條都有可能

D．只能是4、6中的某一條參考答案：答案：B二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計16分6.氫原子第n能級的能量為En=，其中E1為基態能量．當氫原子由第5能級躍遷到第3能級時，發出光子的頻率為；若氫原子由第3能級躍遷到基態，發出光子的頻率為，則=

。參考答案：7.如圖，在真空中有兩個點電荷A和B，電量分別為-Q和+2Q，它們相距L，如果在兩點電荷連線的中點O有一個半徑為r(2r<L)的空心金屬球，且球心位于O點，則球殼上的感應電荷在。點處的場強大小為________，方向____．

參考答案：8.地球的半徑約為R=6400km，A、B兩顆人造地球衛星沿圓軌道繞地球運行，它們離地球表面的高度分別為hA=3600km，hB=1700km，那末A、B兩顆衛星的運行速率之比vA:vB=

，運行周期之比TA：TB=

。參考答案：9.(5分)在離地面200m高處，以初速度v0豎直上拋一個小球，9s后小球的速率為2v0，g＝10m/s2，則可知v0＝

m/s；再經過時間

s后小球落回地面。參考答案：

答案：30、110.兩列簡諧波分別沿x軸正方向和負方向傳播，波速均為υ＝0.4m/s，波源的振幅均為A＝2cm。如圖所示為t＝0時刻兩列波的圖像，此刻平衡位置在x＝0.2m和x＝0.8m的P、Q兩質點恰好開始振動。質點M的平衡位置位于x＝0.5m處。則兩列波相遇的時刻為t＝______s，當t＝2.0s時質點M運動的路程為_______cm。參考答案：0.75，20

11.如圖所示，一個重力G＝4N的物體放在傾角為30°的光滑斜面上，斜面放在臺秤上，當燒斷細線后，物塊正在下滑的過程中與靜止時比較，臺秤示數減小

N。參考答案：1N

12.質量為2kg的物體，在水平推力的作用下沿水平面做直線運動，一段時間后撤去F，其運動的v-t圖像如圖所示，g取10m/s2，則物體與水平面間的動摩擦因數

；水平推力

。參考答案：

0.2

6

13.如圖所示，相距為d的兩條水平虛線L1、L2之間有水平方向的勻強磁場，磁感應強度為B，正方形銅制線圈abcd邊長為L（L＜d），質量為m，將線圈在磁場上方高h處靜止釋放，cd邊剛離開磁場時速度與cd邊剛進入磁場時速度相等，則線圈穿越磁場的過程中（從cd邊剛進入磁場起一直到ab邊離開磁場為止），感應電流所做的功為

，線圈的最小速度為

．參考答案：2mgd三、簡答題：本題共2小題，每小題11分，共計22分14.（4分）歷史上第一次利用加速器實現的核反應，是用加速后動能為0.5MeV的質子H轟擊靜止的X，生成兩個動能均為8.9MeV的He.（1MeV=1.6×-13J）①上述核反應方程為___________。②質量虧損為_______________kg。參考答案：解析：或，。考點：原子核15.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．現將一質量為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，當小鐵塊的速度達到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達到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數值可以使L2變大．四、計算題：本題共3小題，共計47分16.相距L=1.5m的足夠長金屬導軌豎直放置，質量為m1=1kg的金屬棒ab和質量為m2=0.27kg的金屬棒cd均通過棒兩端的套環水平地套在金屬導軌上，如圖（a）所示，虛線上方磁場方向垂直紙面向里，虛線下方磁場方向豎直向下，兩處磁場磁感應強度大小相同．ab棒光滑，cd棒與導軌間動摩擦因數為μ=0.75，兩棒總電阻為1.8Ω，導軌電阻不計．t=0時刻起，ab棒在方向豎直向上、大小按圖（b）所示規律變化的外力F作用下，由靜止沿導軌向上勻加速運動，同時也由靜止釋放cd棒．g取10m/s2（1）求磁感應強度B的大小和ab棒加速度大小；（2）已知在2s內外力F做功40J，求這一過程中兩金屬棒產生的總焦耳熱；（3）求出cd棒達到最大速度所對應的時刻t1．參考答案：解：（1）經過時間t，金屬棒ab的速率為：v=at此時，回路中的感應電流為：I==，對金屬棒ab，由牛頓第二定律得：F﹣BIL﹣m1g=m1a由以上各式整理得：F=m1a+m1g+，在圖線上取兩點：t1=0，F1=11N；t2=2s，F2=14.6N，代入上式得：a=1m/s2，B=1.2T；（2）在2s末金屬棒ab的速率為：vt=at=2m/s所發生的位移為：s=at2=2m由動能定律得：WF﹣m1gs﹣W安=m1vt2又Q=W安聯立以上方程，解得：Q=WF﹣mgs﹣mvt2=（40﹣1×10×2﹣×1×22）J=18J；（3）由題意可知：cd棒先做加速度逐漸減小的加速運動，當cd棒所受重力與滑動摩擦力相等時，速度達到最大；然后做加速度逐漸增大的減速運動，最后停止運動．當cd棒速度達到最大時，有m2g=μFN，又FN=FA=BIL，根據閉合電路的歐姆定律可得電流強度I==，根據運動學公式可得：vm=at1整理得t1=2s．答：（1）磁感應強度B的大小為1.2T；ab棒加速度大小為1m/s2；（2）已知在2s內外力F做功40J，則這一過程中兩金屬棒產生的總焦耳熱為18J；（3）cd棒達到最大速度所對應的時刻為2s．【考點】導體切割磁感線時的感應電動勢；電磁感應中的能量轉化．【分析】（1）由E=BLv、I=、F=BIL、v=at，及牛頓第二定律得到F與時間t的關系式，再根據數學知識研究圖象（b）斜率和截距的意義，即可求磁感應強度B的大小和ab棒加速度大小；（2）由運動學公式求出2s末金屬棒ab的速率和位移，根據動能定理求出兩金屬棒產生的總焦耳熱；（3）根據平衡條件結合安培力的計算公式、速度時間關系列方程求解cd棒達到最大速度所對應的時刻t1．17.（22分）神奇的黑洞是近代引力理論所預言的一種特殊天體，探尋黑洞的方案之一是觀測雙星系統的運動規律。天文學家觀測河外星系麥哲倫云時，發現了LMCX-3雙星系統，它由可見星A和不可見的暗星B構成，兩星視為質點，不考慮其它天體的影響，A、B圍繞兩者連線上的O點做勻速圓周運動，它們之間的距離保持不變，如圖所示。引力常量為G，由觀測能夠得到可見星A的速率v和運行周期T。（1）可見得A所受暗星B的引力FA可等效為位于O點處質量為m/的星體（視為質點）對它的引力，設A和B的質量分別為m1、m2。試求m/的（用m1、m2表示）；（2）求暗星B的質量m2與可見星A的速率v、運行周期T和質量m1之間的關系式；（3）恒星演化到末期，如果其質量大于太陽質量ms的兩倍，它將有可能成為黑洞。若可見星A的速率v＝2.7m/s，運行周期T＝4.7π×104s，質量m1＝6ms，試通過估算來判斷暗星B有可能是黑洞嗎？（G＝6.67×10N·m/kg2，ms＝2.0×1030kg）參考答案：解析：（1）設A、B的圓軌道半徑分別為r1、r2，由題意知，A、B做勻速圓周運動的角速相同，其為ω。由牛頓運動定律，有FA＝m1ω2r1

FB＝m2ω2r2

FA＝FB設A、B之間的距離為r，又r＝r1＋r2，由上述各式得r＝

①

由萬有引力定律，有FA＝G

將①代入得

FA＝G

令FA＝G

比較可得

②

（2）由牛頓第二定律，有

③

又可見星A的軌道半徑

r1＝

④

由②③④式可得

（3）將m1＝6mI代入⑤式，得

⑤

代入數據得

⑥

設m2＝nms，（n＞0），將其代入⑥式，得

⑦可見，的值隨n的增大而增大，試令n=2，得

⑧

若使⑦式成立，則n必須大于2，即暗星B的質量m2必須大于2ms，由此得出結論：暗星B有可能是黑洞。18.（14分）如圖16（a）所示，水平桌面的左端固定一個豎直放置的光滑圓弧軌道，其半徑R＝0．5m，圓弧軌道底端與水平桌面相切C點，桌面CD長L＝1m，高h2＝0．5m，有質量為m（m為末知）的小物塊從圓弧上A點由靜止釋放，A點距桌面的高度h1＝0．2m，小物塊經過圓弧軌道底端滑到桌面CD上，在桌面CD上運動時始終受到一個水平向右的恒力F作用，然后從D點飛出做平拋運動，最后落到水平地面上，設小物塊從D點飛落到的水平地面上的水平距離為x，如圖16（b）是－F的圖像，取重力加速度g＝10m／s2．

（1）試寫出小物塊經D點時的速度vD與x的關系表達式；（2）小物體與水平桌面CD間動摩擦因數μ是多大?（3）若小物體與水平桌面CD間動摩擦因數μ是從第（2）問中的值開始由C到D均勻減少，且在D點恰好減少為0，再