2021-2022學(xué)年湖北省十堰市武當(dāng)山中學(xué)高三物理下學(xué)期期末試題含解析

1、2021-2022學(xué)年湖北省十堰市武當(dāng)山中學(xué)高三物理下學(xué)期期末試題含解析一、 選擇題：本題共5小題，每小題3分，共計(jì)15分每小題只有一個(gè)選項(xiàng)符合題意1. 如圖所示的皮帶傳動(dòng)裝置中，甲、乙、丙三輪的軸均為水平軸，其中甲、丙兩輪半徑相等，乙輪半徑是丙輪半徑的一半A、B、C三點(diǎn)分別是甲、乙、丙三輪的邊緣點(diǎn)，若傳動(dòng)中皮帶不打滑，則AA、B兩點(diǎn)的線速度大小之比為2:1BA，C兩點(diǎn)的角速度大小之比為1：2CA、B兩點(diǎn)向心加速度大小之比為2:1DA、C兩點(diǎn)的向心加速度大小之比為1：4參考答案：BD由于甲輪和乙輪是皮帶傳動(dòng)，皮帶傳動(dòng)的特點(diǎn)是兩輪與皮帶接觸點(diǎn)的線速度的大小與皮帶的線速度大小相同，故vA=vB，由

2、知A、B兩點(diǎn)向心加速度大小之比為1：2，A、C錯(cuò)；由于乙輪和丙輪共軸，故兩輪角速度相同，由得，所以，A、C兩點(diǎn)的角速度大小之比為1：2，A、C兩點(diǎn)的向心加速度大小之比為1：4，BD正確。2. 用一根長(zhǎng)1m的輕質(zhì)細(xì)繩將一副質(zhì)量為1kg的畫框?qū)ΨQ懸掛在墻壁上，已知繩能承受的最大張力為，為使繩不斷裂，畫框上兩個(gè)掛釘?shù)拈g距最大為（取） （ ） A B C D參考答案：A3. （單選）下面關(guān)于結(jié)合能和平均結(jié)合能的說(shuō)法中，正確的有A核子結(jié)合成原子核吸收的能量或原子核拆解成核子放出的能量稱為結(jié)合能B平均結(jié)合能越大的原子核越穩(wěn)定，因此它的結(jié)合能也一定越大C重核與中等質(zhì)量原子核相比較，重核的結(jié)合能和平均結(jié)合能都

3、大D中等質(zhì)量原子核的結(jié)合能和平均結(jié)合能均比輕核的要大參考答案：D4. （多選）某位溜冰愛(ài)好者先在岸上從O點(diǎn)由靜止開(kāi)始勻加速助地，2s后到達(dá)岸邊A處，接著進(jìn)入冰面(冰面與岸邊相平)開(kāi)始滑行，又經(jīng)3s停在了冰上的B點(diǎn)，如圖所示。則該過(guò)程中，他的速度、位移、所受的合外力F以及機(jī)械能E隨時(shí)間變化規(guī)律的圖象正確的是參考答案：【知識(shí)點(diǎn)】 HYPERLINK /physics2/ques/detail/007d1aa8-25b3-4124-a6d3-fa5a2487a83f 功能關(guān)系； HYPERLINK /physics2/ques/detail/007d1aa8-25b3-4124-a6d3-fa5a2

4、487a83f 勻變速直線運(yùn)動(dòng)的圖像； HYPERLINK /physics2/ques/detail/007d1aa8-25b3-4124-a6d3-fa5a2487a83f 牛頓第二定律E6A5C2【答案解析】AC解析：A、前2s內(nèi)：v=a1t，后3s內(nèi)：v=vm-a2（t-2），故A正確；B、前2s內(nèi)該人做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，后3s內(nèi)做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，位移分別為：x=a1t2，x=vm（t-2）-a2(t-2)2，可見(jiàn)，x與t是二次函數(shù)關(guān)系，x-t圖象應(yīng)是拋物線故B錯(cuò)誤C、根據(jù)動(dòng)量定理得：前2s內(nèi)：F1t1=mvm后3s內(nèi)：-F2t2=0-mvm則：得：F1：F2=t2：t1=3：2，方向相

5、反故C正確D、重力勢(shì)能沒(méi)變，動(dòng)能先增加后減小，則其機(jī)械能先增大后減小故D錯(cuò)誤故選：AC【思路點(diǎn)撥】由題分析得知：此人先做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，后做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式得出位移與時(shí)間、速度與時(shí)間的關(guān)系式在勻變速直線運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，人所受的合力一定，根據(jù)動(dòng)量定理研究?jī)蓚€(gè)過(guò)程合力大小方向關(guān)系根據(jù)動(dòng)能的變化，確定該人的機(jī)械能的變化5. 下列說(shuō)法正確的是A.太陽(yáng)輻射的能量主要來(lái)自太陽(yáng)內(nèi)部的核裂變反應(yīng)B.湯姆生發(fā)現(xiàn)電子，表明原子具有核式結(jié)構(gòu)C.一束光照射到某種金屬上不能發(fā)生光電效應(yīng)，是因?yàn)樵撌獾牟ㄩL(zhǎng)太短D.按照玻爾理論，氫原子核外電子從半徑較小的軌道躍遷到半徑較大的軌道時(shí)，電子的動(dòng)能減小，原子總能量增大

6、參考答案：答案:D解析：太陽(yáng)內(nèi)部有大量的氫核，太陽(yáng)內(nèi)部溫度極高，滿足氫核發(fā)生聚變的條件。所以A錯(cuò)誤。粒子散射實(shí)驗(yàn)表明原子的核式結(jié)構(gòu)。發(fā)生光電效應(yīng)的條件是入射光的頻率大于等于金屬的極限頻率，而對(duì)于光，頻率越大，波長(zhǎng)越小。能量守恒定律是自然界普遍成立的定律之一，在電子躍遷的過(guò)程中，能量守恒。所以D正確。二、 填空題：本題共8小題，每小題2分，共計(jì)16分6. 某同學(xué)用如圖所示裝置來(lái)驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律將單擺用磁鐵懸掛在鐵質(zhì)黑板上的O點(diǎn)，在O點(diǎn)下方將穿在圓環(huán)狀磁鐵的細(xì)鐵釘同樣吸在黑板上的P點(diǎn)，同時(shí)在黑板上用粉筆畫一條水平線MN，將細(xì)線拉直，讓非磁性擺球從MN上的A點(diǎn)由靜止釋放當(dāng)其擺至另一側(cè)最高點(diǎn)時(shí)，觀察

7、其位置是否在水平線上，從而驗(yàn)證擺球在此過(guò)程中在誤差范圍內(nèi)機(jī)械能是否守恒（1）為進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，該同學(xué)通過(guò)調(diào)整 ，然后再次重復(fù)實(shí)驗(yàn)（2）在實(shí)驗(yàn)中，該同學(xué)發(fā)現(xiàn)小球擺至右側(cè)最高點(diǎn)時(shí)位置總比水平線MN略低，造成該結(jié)果的原因是 （寫出一條即可）參考答案：（1）P點(diǎn)的高度；（2）運(yùn)動(dòng)過(guò)程中受到摩擦阻力【考點(diǎn)】驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律【分析】小球釋放后，只有重力做功，機(jī)械能守恒，當(dāng)碰到釘子后，機(jī)械能仍守恒，為多次實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，則可改變P點(diǎn)的高度；小球在擺動(dòng)過(guò)程中，因存在摩擦阻力，則擺至右側(cè)最高點(diǎn)時(shí)位置總比水平線MN略低【解答】解：（1）由題意可知，由于小球釋放后，只有重力做功，機(jī)械能守恒，因此只要小球另一側(cè)最高點(diǎn)在

8、同一水平線即可，為了多次進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，可通過(guò)調(diào)整P點(diǎn)的高度，再次重復(fù)實(shí)驗(yàn)；（2）在實(shí)驗(yàn)中該同學(xué)發(fā)現(xiàn)小球擺至右側(cè)最高點(diǎn)時(shí)位置總比水平線MN略低，造成該結(jié)果的原因可能是受到摩擦阻力，故答案為：（1）P點(diǎn)的高度；（2）運(yùn)動(dòng)過(guò)程中受到摩擦阻力7. 某實(shí)驗(yàn)小組采用如圖所示的裝置探究“探究做功和物體動(dòng)能變化間的關(guān)系”,圖中桌面水平放置,小車可放置砝碼,實(shí)驗(yàn)中小車碰到制動(dòng)裝置時(shí),鉤碼尚未到達(dá)地面。實(shí)驗(yàn)的部分步驟如下： a.在小車放入砝碼,把紙帶穿過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器,連在小車后端,用細(xì)繩連接小車和鉤碼； b.將小車停在打點(diǎn)計(jì)時(shí)器附近, _,_,小車拖動(dòng)紙帶,打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上打下一列點(diǎn)斷開(kāi)開(kāi)關(guān)； c.改變鉤碼或小車

9、中砝碼的數(shù)量,更換紙帶,重復(fù)第二步的操作。如圖a所示是某次實(shí)驗(yàn)中得到的一條紙帶,其中A、B、C、D、E、F是計(jì)數(shù)點(diǎn),相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔為T則打c點(diǎn)時(shí)小車的速度為_(kāi)。 要驗(yàn)證合外力的功與動(dòng)能變化的關(guān)系,除鉤碼和砝碼的質(zhì)量、位移、速度外,還要測(cè)出的物理量有：_。 某同學(xué)用鉤碼的重力表示小車受到的合外力,為了減小這種做法帶來(lái)的實(shí)驗(yàn)誤差,你認(rèn) 為在實(shí)驗(yàn)中還應(yīng)該采取的兩項(xiàng)措施是： a._； b. _； 實(shí)驗(yàn)小組根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)繪出了圖b中的圖線(其中v2=v2-v02),根據(jù)圖線可獲得的 結(jié)論是_。參考答案：接通電源（1分） 釋放小車（1分） （2分） 小車的質(zhì)量（1分）a.平衡摩擦力（1分） b.重物

10、的重力遠(yuǎn)小于小車的總重力（1分）小車初末速度的平方差與位移成正比（或合外力做功等于物體動(dòng)能的變化）。8. （5分）空間存在以ab、cd為邊界的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，磁感強(qiáng)度大小為B，方向垂直紙面向外，區(qū)域?qū)抣1，現(xiàn)有一矩形線框處在圖中紙面內(nèi)，它的短邊與ab重合，長(zhǎng)度為，長(zhǎng)邊的長(zhǎng)度為如圖所示，某時(shí)刻線框以初速v沿與ab垂直的方向進(jìn)入磁場(chǎng)區(qū)域，同時(shí)某人對(duì)線框放以作用力，使它的速度大小和方向保持不變，設(shè)該線框的電阻為R，從線框開(kāi)始進(jìn)入磁場(chǎng)到完全離開(kāi)磁場(chǎng)的過(guò)程中，人對(duì)線框作用力所做的功等于_。 參考答案：答案： 9. 某防空雷達(dá)發(fā)射的電磁波頻率為f3103MHz，屏幕上尖形波顯示，從發(fā)射到接收經(jīng)歷時(shí)間t0.4

11、ms，那么被監(jiān)視的目標(biāo)到雷達(dá)的距離為_(kāi)km；該雷達(dá)發(fā)出的電磁波的波長(zhǎng)為_(kāi)m.參考答案：60 0.110. 如圖， 半徑為和的圓柱體靠摩擦傳動(dòng)，已知，分別在小圓柱與大圓柱的邊緣上，是圓柱體上的一點(diǎn)，如圖所示，若兩圓柱之間沒(méi)有打滑現(xiàn)象，則 = ；ABc= 。參考答案：11. 同打點(diǎn)計(jì)時(shí)器一樣，光電計(jì)時(shí)器也是一種研究物體運(yùn)動(dòng)情況的常用計(jì)時(shí)儀器，其結(jié)構(gòu)如圖甲所示。a、b分別是光電門的激光發(fā)射和接收裝置，當(dāng)有物體從a、b間通過(guò)時(shí)，光電計(jì)時(shí)器就可以顯示物體的擋光時(shí)間?，F(xiàn)利用圖乙所示裝置研究滑塊的運(yùn)動(dòng)情況，圖中MN是水平桌面，Q是木板與桌面的接觸點(diǎn)，1和2是固定在木板上適當(dāng)位置的兩個(gè)光電門，與之連接的兩個(gè)光

12、電計(jì)時(shí)器沒(méi)有畫出，讓滑塊從木板的頂端滑下，光電門1、2各自連接的計(jì)時(shí)器顯示的擋光時(shí)間分別為5.0102 s和2.0102 s。用游標(biāo)卡尺測(cè)量小滑塊的寬度d，卡尺示數(shù)如圖丙所示。（1）讀出滑塊的寬度d_ cm。（2）滑塊通過(guò)光電門1的速度v1_ m/s。(保留兩位有效數(shù)字)（3）若提供一把米尺，測(cè)出兩個(gè)光電門之間的距離1.00 m，則滑塊運(yùn)動(dòng)的加速度為_(kāi)m/s2。(保留兩位有效數(shù)字)參考答案：12. 某探究學(xué)習(xí)小組的同學(xué)欲驗(yàn)證“動(dòng)能定理”，他們?cè)趯?shí)驗(yàn)室組裝了一套如圖所示的裝置，另外他們還找到了打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所用的學(xué)生電源、導(dǎo)線、復(fù)寫紙、紙帶、小木塊、細(xì)沙當(dāng)滑塊連接上紙帶，用細(xì)線通過(guò)滑輪掛上空的小沙桶

13、時(shí)，釋放小桶，滑塊處于靜止?fàn)顟B(tài)若你是小組中的一位成員，要完成該項(xiàng)實(shí)驗(yàn)，則：（1）你認(rèn)為還需要的實(shí)驗(yàn)器材有 （2）實(shí)驗(yàn)時(shí)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(zhì)量應(yīng)滿足的實(shí)驗(yàn)條件是 ，實(shí)驗(yàn)時(shí)為保證細(xì)線拉力為木塊的合外力首先要做的步驟是 （3）在（2）的基礎(chǔ)上，某同學(xué)用天平稱量滑塊的質(zhì)量M往沙桶中裝入適量的細(xì)沙，用天平稱出此時(shí)沙和沙桶的總質(zhì)量m讓沙桶帶動(dòng)滑塊加速運(yùn)動(dòng)，用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器記錄其運(yùn)動(dòng)情況，在打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的紙帶上取兩點(diǎn)，測(cè)出這兩點(diǎn)的間距L和這兩點(diǎn)的速度大小v1與v2（v1 v2）則本實(shí)驗(yàn)最終要驗(yàn)證的數(shù)學(xué)表達(dá)式為 （用題中的字母表示實(shí)驗(yàn)中測(cè)量得到的物理量）參考答案：

14、（1）天平，刻度尺（2分） （2）沙和沙桶的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于滑塊的質(zhì)量（2分），平衡摩擦力（2分）（3）13. 客運(yùn)電梯簡(jiǎn)化模型如圖甲所示，電梯的加速度a隨時(shí)間t變化的關(guān)系如圖乙所示。已知電梯在t=0時(shí)由靜止開(kāi)始上升，電梯總質(zhì)最m=2.0103kg，忽略一切阻力。電梯在上升過(guò)程中受到的最大拉力F = N，電梯在前2s內(nèi)的速度改變量v = m/s。參考答案：2.2104， 1.5三、 實(shí)驗(yàn)題：本題共2小題，每小題11分，共計(jì)22分14. 某同學(xué)用右圖所示的實(shí)物電路，描繪額定電壓為4.0V的小燈泡的伏安特性曲線，并研究小燈泡實(shí)際功率及燈絲溫度等問(wèn)題根據(jù)右側(cè)的實(shí)物圖，在答題紙上的虛線框內(nèi)畫出電路圖閉合開(kāi)

15、關(guān)，將滑動(dòng)變阻器的滑片 p 向 b 端移動(dòng)，發(fā)現(xiàn)“電流表的示數(shù)幾乎為零，電壓表的示數(shù)逐漸增大”，則分析電路的可能故障為 A小燈泡短路 B小燈泡斷路C電流表斷路 D滑動(dòng)變阻器斷路根據(jù) I U 圖線，可確定小燈泡在電壓為2.0 V時(shí)實(shí)際功率為 W已知小燈泡燈絲在27時(shí)的電阻是6.0 ，并且小燈泡燈絲電阻值 R 與燈絲溫度 t 的關(guān)系為 R = k ( 273+ t )，k 為比例常數(shù)根據(jù) I U 圖線，估算該燈泡正常工作時(shí)燈絲的溫度約為 參考答案： 如右圖（3分）， B （2分） 0.6（0.550.65之間均可）（2分） 227（225230之間均可）（2分)【答案】根據(jù)實(shí)物圖，能區(qū)分電流表外接

16、，變阻器分壓即可完成電路圖。小燈泡短路，則電壓表示數(shù)為0；電流表斷路或滑動(dòng)變阻器斷路則兩電表均無(wú)示數(shù)。選B。由圖示確定坐標(biāo)點(diǎn)即可求解。由已知條件求得k值，結(jié)合圖象求得R，進(jìn)而求出溫度值。15. 某同學(xué)用如圖甲所示的電路測(cè)量?jī)晒?jié)干電池串聯(lián)而成的電池組的電動(dòng)勢(shì)E和內(nèi)電阻r，R為電阻箱。實(shí)驗(yàn)室提供的器材如下：電壓表(量程03V，內(nèi)阻約3kW)，電阻箱(阻值范圍0999.9W)；開(kāi)關(guān)、導(dǎo)線若干。請(qǐng)根據(jù)圖甲的電路圖，在圖乙中畫出連線，將器材連接成實(shí)驗(yàn)電路；實(shí)驗(yàn)時(shí)，改變并記錄電阻箱R的阻值，記錄對(duì)應(yīng)電壓表的示數(shù)U，得到如下表所示的若干組 R、U的數(shù)據(jù)。根據(jù)圖丙所示，表中第4組對(duì)應(yīng)的電阻值讀數(shù)是 W；123

17、45678910電阻R/W60.535.220.0電壓U/V2.582.432.222.001.781.401.181.050.930.85請(qǐng)寫出的函數(shù)關(guān)系式（用題中給的字母表示） ，根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)繪出如圖丁所示的圖線，讀出圖線的截距為b，斜率為k，由此得出電池組的電動(dòng)勢(shì)E = ，內(nèi)電阻r = 。（此小題全用題中所給的字母表示）參考答案：如圖 （2分） 13.7 （2分） （2分） （2分） （2分）四、計(jì)算題：本題共3小題，共計(jì)47分16. 如圖（a）所示，在以O(shè)為圓心，內(nèi)外半徑分別為R1和R2的圓環(huán)區(qū)域內(nèi)，存在輻射狀電場(chǎng)和垂直紙面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，內(nèi)外圓間的電勢(shì)差U為常量，一電荷量為+q，質(zhì)量為m

18、的粒子從內(nèi)圓上的A點(diǎn)進(jìn)入該區(qū)域，不計(jì)重力。（1）已知粒子從外圓上以速度v1射出，求粒子在A點(diǎn)的初速度v0的大小.（2）若撤去電場(chǎng)，如圖（b）,已知粒子從OA延長(zhǎng)線與外圓的交點(diǎn)C以速度v2射出，方向與OA延長(zhǎng)線成45角，求粒子運(yùn)動(dòng)的軌道半徑及粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間.（3）在圖（b）中，若粒子從A點(diǎn)進(jìn)入磁場(chǎng)，速度大小為v3，方向不確定，要使粒子一定能夠從外圓射出，磁感應(yīng)強(qiáng)度應(yīng)滿足的條件.參考答案：（1）由動(dòng)能定理：Uq=mv12-mv02 得：v0=（2）如右圖：粒子在磁場(chǎng)中作圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為r，則r=() T= t = 由得： t = =（3）由B2qv3=m 可知，B越小，R越大。與磁場(chǎng)邊界相

19、切的圓的最大半徑為R= 所以 B2答案：（1）v0= （2）r=() t = （3）B217. 如圖所示，是磁流體動(dòng)力發(fā)電機(jī)的工作原理圖 一個(gè)水平放置的上下、前后封閉的矩形塑料管，其寬度為a，高度為b，其內(nèi)充滿電阻率為的水銀，由渦輪機(jī)產(chǎn)生的壓強(qiáng)差p使得這個(gè)流體具有恒定的流速v0管道的前后兩個(gè)側(cè)面上各有長(zhǎng)為L(zhǎng)的由銅組成的面，實(shí)際流體的運(yùn)動(dòng)非常復(fù)雜，為簡(jiǎn)化起見(jiàn)作如下假設(shè)：a.盡管流體有粘滯性，但整個(gè)橫截面上的速度均勻；b.流體的速度總是與作用在其上的合外力成正比；c.導(dǎo)體的電阻：R=lS，其中、l和S分別為導(dǎo)體的電阻率、長(zhǎng)度和橫截面積；d.流體不可壓縮若由銅組成的前后兩個(gè)側(cè)面外部短路，一個(gè)豎直向上

20、的勻強(qiáng)磁場(chǎng)只加在這兩個(gè)銅面之間的區(qū)域，磁感強(qiáng)度為B（如圖）(1)寫出加磁場(chǎng)后，兩個(gè)銅面之間區(qū)域的電阻R的表達(dá)式(2)加磁場(chǎng)后，假設(shè)新的穩(wěn)定速度為v，寫出流體所受的磁場(chǎng)力F與v關(guān)系式，指出F的方向(3)寫出加磁場(chǎng)后流體新的穩(wěn)定速度v的表達(dá)式（用v0、p、L、B、表示）；(4)為使速度增加到原來(lái)的值v0，渦輪機(jī)的功率必須增加，寫出功率增加量的表達(dá)式（用v0、a、b、L、B和表示）。參考答案：（1）， 33.1（2分）（2）， 33.2（1分）， 33.3（1分）再利用（1）的結(jié)論，可推得， 3.4（1分）力FA的方向與流速v的方向反向 33.5（1分）（3）不加磁場(chǎng)時(shí)：， 33.6（1分）加磁場(chǎng)時(shí)：， 33.7（1分）由上面二式，得再利用（2）的結(jié)論，可推得 33.8（1分）（4）， 33.9（1分），