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1、2021-2022学年陕西省咸阳市武功县苏坊镇凤安中学高三物理上学期期末试卷含解析一、 选择题：本题共5小题，每小题3分，共计15分每小题只有一个选项符合题意1. （单选）如图所示，体积相同的小铁球（如图中黑色球所示）和小塑料球（如图中白色球所示）分别用细线系于两个带盖的盛水的瓶子中，当两瓶和车一起加速向右运动时，会发生的现象最接近图中的哪一种情景( )参考答案：B2. （单选）将一正电荷从无限远处移入电场中M点，静电力做功W1=6109J，若将一个等量的负电荷从电场中N点移至无限远处，静电力做功W2=7109J，则M、N两点的电势M、N关系正确的是（）ANM0BNM0CMN0DMN0参考答案
2、：解：正电荷从无穷处移向电场中M点，电场力做功为W1=6109J，电荷的电势能减小，由电势能公式Ep=q，知M点的电势小于无穷远的电势，即M0负电荷从电场中N点移向无穷远处，静电力做功W2=7109J，电势能减小，电势升高，则N点的电势小于无穷远的电势，即N0由于两电荷电量相等，从无限远处移入电场中N点电场力做功较大，N点与无穷远间的电势差较大，则N点的电势低于M点的电势，即得到NM0故选：A3. 理想变压器原线圈两端输入的交变电压如图甲所示，变压器原、副线圈的匝数比为112，如图乙所示，定值电阻R0 = 10 ，滑动变阻器R的阻值变化范围为020 ，下列说法中正确的是A变压器输出电压的频率为
3、100 HzB电压表的示数为56.5 VC当滑动变阻器阻值减小时，变压器输入功率变大D当滑动变阻器阻值调为零时，变压器的输出功率为16 W参考答案：C由图象可知，交流电的周期为0.02s，所以交流电的频率为50Hz，所以A错误根据原副线圈电压与匝数成正比可知，原线圈的电压的有效值为220V，所以副线圈的电压的有效值为40V，所以电压表的示数为40V，所以B错误滑动变阻器阻值变小，原副线圈的电流都变大，变压器输入功率变大，故C正确滑动变阻器的电阻为0时，副线圈的电压不变，电路消耗的功率,U=40V，解得P=160W，故变压器的输出功率为160W，所以D错误故选C4. 图6是点电荷Q周围的电场线，
4、以下判断正确的是 A.Q是正电荷，A点的电场强度大于B点的电场强度B.Q是正电荷，A点的电场强度小于B点的电场强度C.Q是负电荷，A点的电场强度大于B点的电场强度D.Q是负电荷，A点的电场强度小于B点的电场经度参考答案：答案：A解析：正点电荷的电场是向外辐射状的，电场线密的地方电场强度大。所以A正确。5. （单选）如图4所示为一个做匀变速曲线运动的质点的轨迹示意图，已知在B点的速度与加速度相互垂直，则下列说法中正确的是()AD点的速率比C点的速率大BA点的加速度与速度的夹角小于90CA点的加速度比D点的加速度大D从B到D加速度与速度的夹角先增大后减小参考答案：A二、 填空题：本题共8小题，每小
5、题2分，共计16分6. 在点电荷电场中的A点分别由静止释放质子和粒子，从A运动到B的过程中，电场力对质子和粒子的冲量之比为 。参考答案： 答案：4 7. 一飞船在某星球表面附近，受星球引力作用而绕其做匀速圆周运动的速率为，飞船在离该星球表面高度为h处，受星球引力作用而绕其做匀速圆周运动的速率为，已知引力常量为G，则该星球的质量表达式为 。参考答案：8. 某同学为了探究“恒力做功与物体动能变化的关系”，他设计了如下实验：他的操作步骤是：安装好实验装置如图。将质量为200g的小车拉到打点计时器附近，并按住小车。在质量为10g、30g、50g的三种钩码中，他挑选了一个质 量为50g的钩码挂在拉线P上
6、。先接通打点计时器的电源，后释放小车，打出一条纸带。在多次重复实验得到的纸带中取出自认为满意的一条，经测量、计算，得到如下数据：（g=9.8m/s2）第一个点到第N个点的距离为40.00cm.打下第N点时小车的速度大小为1.20m/s。该同学将钩码的重力当作小车所受的拉力，算出从打下第一点到打下第N点拉力对小车做的功为 J，小车动能的增量为 - J。（计算结果保留三位有效数字） 此次实验探究结果的误差很大，显然，在实验探究过程中忽视了某些产生误差的因素。请你根据该同学的实验装置和操作过程帮助他分析一下，造成较大误差的主要原因是： 。参考答案： 小车质量没有远大于钩码的质量；没有平衡摩擦力；9.
7、 放射性物质碘131的衰变方程为可知Y粒子为 。若的质量为m1，的质量为m2，Y粒子的质量为m3。真空中的光速为c，则此核反应释放出的核能为 。参考答案：粒子（或电子） （m1m2m3）c2 10. 小明同学设计了一个实验来探究自行车的初速度与其克服阻力作功的关系。实验的主要步骤是：找一段平直的路面，并在路面上画一道起点线；骑上自行车用较快速度驶过起点线，并从车把手处自由释放一团很容易辨别的橡皮泥；车驶过起点线后就不再蹬自行车脚蹬，让车依靠惯性沿直线继续前进；待车停下，记录自行车停下时的位置；用卷尺量出起点线到橡皮泥落地点间的距离s、起点线到终点的距离L及车把手处离地高度h。若自行车在行驶中所
8、受的阻力为f并保持恒定。（1）自行车经过起点线时的速度v=；（用己知的物理量和所测量得到的物理量表示）（2）自行车经过起点线后克服阻力做功W=；（用己知的物理量和所测量得到的物理量表示）（3）多次改变自行车经过起点时的初速度，重复上述实验步骤，则每次只需测量上述物理量中的和，就能通过数据分析达到实验目的。参考答案：11. 一列简谐横波沿直线传播以波源O由平衡位置开始振动为计时零点，质点A的振动图象如图所示，已知O、A的平衡位置相距0.9m，则该横波波长为 m，波速大小为 m/s，波源的起振方向是沿y轴 方向（选填“正”或“负”）参考答案：1.2，0.3，正【考点】波长、频率和波速的关系；横波的
9、图象【分析】首先明确yt图象是振动图象，由图可知周期为4s和A点的起振方向，即可得到波源的起振方向；据波速公式v=求解波速【解答】解：据图象可知：A点比波源O晚振动3s，即波从O传到A的时间 t=3s，所以波速为：v=0.3m/s振动周期为 T=4s，则波长为：=vT=0.34m=1.2m据波的传播特点，各质点的起振方向与波源的起振方向相同；据图象可知，A点的起振方向沿y轴的正方向，则波源的起振方向是沿y轴正方向故答案为：1.2，0.3，正12. 如图，水平地面上有一坑，其竖直截面为半圆，abab为沿水平方向的直径若在a点以初速度v0沿ab方向抛出一小球，小球会击中坑壁上的c点已知c点与水平地
10、面的距离为圆半径的一半，则圆的半径为 参考答案：【考点】平抛运动【分析】平抛运动可以分解为在水平方向上的匀速直线运动和竖直方向上的自由落体运动，竖直方向上的位移已经知道了，但是水平方向的位移要用三角形的知识来求，然后才能求圆的半径【解答】解：如图所示h=R则Od=R小球做平抛运动的水平位移为：x=R+R竖直位移为：y=h=R根据平抛运动的规律得：y=gt2x=v0t联立解得：R=故答案为：13. 卢瑟福用a粒子轰击氮核时发现了质子.完成其核反应方程：_参考答案：三、 简答题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14. （4分）试通过分析比较，具有相同动能的中子和电子的物质波波长的大小。参考答
11、案：粒子的动量 ，物质波的波长由，知，则。解析： 物质波的的波长为，要比较波长需要将中子和电子的动量用动能表示出来即，因为，所以，故。15. 图所示摩托车做腾跃特技表演，沿曲面冲上高0.8m顶部水平高台，接着以4m/s水平速度离开平台，落至地面时，恰能无碰撞地沿圆弧切线从A点切入光滑竖直圆弧轨道,并沿轨道下滑.A、B为圆弧两端点,其连线水平.已知圆弧半径为2m，人和车的总质量为200kg，特技表演的全过程中，空气阻力不计.(计算中取g=10m/s2.求:(1)从平台飞出到A点，人和车运动的水平距离s.(2)从平台飞出到达A点时速度大小及圆弧对应圆心角.(3)若已知人和车运动到圆弧轨道最低点O速
12、度为6m/s,求此时人和车对轨道的压力.参考答案：(1)1.6m (2)m/s，90 (3)5600N【详解】(1)车做的是平抛运动，很据平抛运动的规律可得：竖直方向上：水平方向上：可得：.(2)摩托车落至A点时其竖直方向的分速度：到达A点时速度：设摩托车落地时速度方向与水平方向的夹角为，则：即，所以：(3)对摩托车受力分析可以知道，摩托车受到的指向圆心方向的合力作为圆周运动的向心力，所以有：当时，计算得出.由牛顿第三定律可以知道人和车在最低点O时对轨道的压力为5600N.答：(1)从平台飞出到A点，人和车运动的水平距离.(2)从平台飞出到达A点时速度，圆弧对应圆心角.(3)当最低点O速度为6
13、m/s，人和车对轨道的压力5600N.四、计算题：本题共3小题，共计47分16. 如图所示的电路中，电源由4个相同的干电池串联而成，每个电池的电动势为1.5V，每个电池内电阻为0.5，外电路电阻R1=2，R2=R3=4。试求：（1）当开关S与A接通时，电路中的总电流和R2消耗的功率；（2）当开关S与B接通时，电源的路端电压。参考答案：17. 神奇的黑洞是近代引力理论所预言的一种特殊天体，探寻黑洞的方案之一是观测双星系统的运动规律。天文学家观测河外星系大麦哲伦云时，发现了LMCX-3双星系统，它由可见星A和不可见的暗星B构成。两星视为质点，不考虑其它天体的影响，A、B围绕两者连线，上的为为O点做
14、匀速圆周运动，它们之间的距离保持不变，如图所示。引力常量为G；由观测能够得到可见星A的速率v和运行周期T。 (1)可见星A所受暗星B的引力可等效为位于O。点处质量为的星体（视为质点）对它的引力，设A和B的质量分别为、，试求，（用、表示）； (2)求暗星B的质量与可见星A的速率v、运行周期T和质量之间的关系式； (3)恒星演化到末期，如果其质量大于太阳质量的2倍，它将有可能成为黑洞。若可见星A的速率v = ，运行周期，质量,试通过估算来判断暗星B有可能是黑洞吗？（）参考答案：18. （物理选修35）（9分）某同学利用如图所示的装置验证动量守恒定律。图中两摆摆长相同，悬挂于同一高度，A、B两摆球均很小，质量之比为12。当两摆均处于自由静止状态时，其侧面刚好接触。向右上方拉动B球使其摆线伸直并与竖直方向成45角，然后将其由静止释放。结果观察到两摆球粘在一起摆动，且最大摆角成30。若本实验允许的最大误差为4，此实验是否成功地验证了动量守恒定律？参考答案：解析：设摆球A、B的质量分别为、，
