浙江省金華市浦江建華中學2021-2022學年高三物理期末試題含解析

浙江省金華市浦江建華中學2021-2022學年高三物理期末試題含解析一、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，空氣中有一橫截面為半圓環(huán)的均勻透明柱體，其內(nèi)圓半徑為r，外圓半徑為R，R＝r。現(xiàn)有一束單色光垂直于水平端面A射入透明柱體，只經(jīng)過兩次全反射就垂直于水平端面B射出。設透明柱體的折射率為n，光在透明柱體內(nèi)傳播的時間為t，若真空中的光速為c，則A.n可能為B.n可能為2C.t可能為D.t可能為參考答案：AB解析：只經(jīng)過兩次全反射，可知第一次入射角為45°，反射光路圖如圖所示。根據(jù)全反射可知臨界角C≤45°，再根據(jù)n＝可知n≥；光在透明柱體中運動路程為L＝4r，運動時間為t＝L/V＝4nr/c，則t≥4r/c，CD均錯。2.（單選）如圖所示，一個帶正電的小球穿在一根絕緣的粗糙直桿AC上，桿與水平方向成θ角，整個空間存在著豎直向上的勻強電場和垂直于桿方向斜向上的勻強磁場．小球沿桿向下運動，在A點時的動能為100J，在C點時動能減為零，D為AC的中點，在運動過程中，則（）A．小球在D點時的動能為50JB．到達C點后小球可能沿桿向上運動C．小球電勢能的增加量一定等于重力勢能的減少量D．小球在AD段克服摩擦力做的功與小球在DC段克服摩擦力做的功不相等參考答案：解：A、D、小球與桿之間的壓力減小，摩擦力也在減小，所以小球在AD段克服摩擦力做的功與在DC段克服摩擦力做的功不相等；AD段和DC段合外力不同，因此合外力做的功也不同，所以根據(jù)動能定理，動能的變化量不同，故A錯誤，D正確；B、小球運動到C點后，有可能靜止，也有可能沿桿向上運動，故B正確；C、電勢能增加是由電場力做功決定，而重力勢能減小是由重力做功決定，由于動能與重力勢能減少，轉(zhuǎn)化小球的電勢能，故C錯誤；故選：BD．3.如圖，兩個輕環(huán)a和b套在位于豎直面內(nèi)的一段固定圓弧上：一細線穿過兩輕環(huán)，其兩端各系一質(zhì)量為m的小球，在a和b之間的細線上懸掛一小物塊．平衡時，a、b間的距離恰好等于圓弧的半徑．不計所有摩擦，小物塊的質(zhì)量為（）A． B．m C．m D．2m參考答案：C【考點】共點力平衡的條件及其應用．【分析】同一根繩子上的張力大小相等，根據(jù)ab距離等于圓環(huán)半徑可知繩所成角度，據(jù)此由平衡分析即可．【解答】解：設懸掛小物塊的點為O'，圓弧的圓心為O，由于ab=R，所以三角形Oab為等邊三角形．由于圓弧對輕環(huán)的支持力平行于半徑，所以小球和小物塊對輕環(huán)的合力方向由輕環(huán)指向圓心O，因為小物塊和小球?qū)p環(huán)的作用力大小相等，所以aO、bO是∠maO′、∠mbO′的角平分線，所以∠O'Oa=∠maO=∠mbO=30°，那么∠mbO′=60°，所以由幾何關(guān)系可得∠aO'b=120°，而在一條繩子上的張力大小相等，故有T=mg，小物塊受到兩條繩子的拉力作用大小相等，夾角為120°，故受到的合力等于mg，因為小物塊受到繩子的拉力和重力作用，且處于平衡狀態(tài)，故拉力的合力等于小物塊的重力為mg，所以小物塊的質(zhì)量為m故ABD錯誤，C正確．故選：C．4.如圖所示，豎直放置的兩塊很大的平行金屬板a、b，相距為d，ab間的電場強度為E，今有一帶正電的微粒從a板下邊緣以初速度v0豎直向上射入電場，當它飛到b板時，速度大小不變，而方向變成水平方向，且剛好從高度也為d的狹縫穿過b板而進入bc區(qū)域，bc寬度也為d，所加電場大小為E，方向豎直向上，磁感應強度方向垂直于紙面向里，磁感應強度大小等于，重力加速度為g，則下列關(guān)于粒子運動的有關(guān)說法中正確的是：（

）A、粒子在ab區(qū)域中做勻變速運動，運動時間為B、粒子在bc區(qū)域中做勻速圓周運動，圓周半徑C、粒子在bc區(qū)域中做勻速圓周運動，運動時間為D、粒子在ab、bc區(qū)域中運動的總時間為參考答案：ABD5.如圖甲所示，垂直紙面向里的有界勻強磁場磁感應強度B=1.0T，質(zhì)量為m=0.04kg、高h=0.05m、總電阻R=5Ω、n=100匝的矩形線圈豎直固定在質(zhì)量為M=0.08kg的小車上，小車與線圈的水平長度l相同．當線圈和小車一起沿光滑水平面運動，并以初速度v1=10m/s進入磁場，線圈平面和磁場方向始終垂直。若小車運動的速度v隨車的位移x變化的v－x圖象如圖乙所示，則根據(jù)以上信息可知

（

）

A．小車的水平長度l=15cm

B．磁場的寬度d=35cm

C．小車的位移x=10cm時線圈中的電流I=7A

D．線圈通過磁場的過程中線圈產(chǎn)生的熱量Q=1.92J參考答案：C本題考查電磁感應綜合，意在考查學生分析綜合能力。從x=5cm開始，線圈進入磁場，線圈中有感應電流，在安培力作用下小車做減速運動，速度v隨位移x減小，當x=15cm時，線圈完全進入磁場，小車做勻速運動．小車的水平長度l=10cm.，A項錯；當x=30cm時，線圈開始離開磁場，則d=30cm－5cm=25cm.，B項錯；當x=10cm時，由圖象知，線圈速度v2=7m/s，感應電流I==7A，C項正確；線圈左邊離開磁場時，小車的速度為v3=2m/s.，線圈上產(chǎn)生的電熱為Q=（M＋m）（）=5.76J，D項錯。二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計16分6.將打點計時器固定在斜面上某處，一小車拖著穿過打點計時器的紙帶從斜面上滑下，如圖所示是打出的紙帶的一段．當電源頻率為50Hz時，每隔0.1s取一個計數(shù)點，它們是圖中a、b、c、d、e、f等點，這段時間內(nèi)加速度的平均值是____________(取兩位有效數(shù)字)．若電源頻率高于50Hz，但計算仍按50Hz計算，其加速度數(shù)值將____________(填“偏大”、“偏小”或“相同”)．參考答案：7.利用油膜法可粗略測寫分子的大小和阿伏加德羅常數(shù)。若已知n滴油的總體積為v，一滴油所形成的單分子油膜的面積為S，這種油的摩爾質(zhì)量為，密度為.則可求出一個油分子的直徑d=

△△；阿伏加德羅常數(shù)=△△

。參考答案：

8.某同學設計了只用一把刻度尺作為測量工具測量動摩擦因數(shù)的實驗，主要設計思路為:用同種材料制作的兩個平直木板，一木板放在水平面上，另一木板放在斜面上，兩木板間用短小光滑圓弧形曲面連接，如圖所示；實驗中讓一小滑塊從斜面上木板的某點P由靜止釋放，小滑塊最終滑到水平上木板的某點Q停下來。短小光滑圓弧形曲面可使小滑塊經(jīng)過時，速度大小不變，方向由沿斜面方向變?yōu)檠厮椒较颉?/p>

若實驗要求測量長度的次數(shù)最少，你認為應測量下列哪些物理量______(填選項前的字母序號），小滑塊與木板間動摩擦因數(shù)μ的計算公式為_________(用你選取的物理量對應的符號表達)。A.P點距地面的高度HB.P點到斜面底端的水平距離LC.斜面底端到Q點的距離XD.P點到Q點的水平距離S參考答案：

(1).AD

(2).【詳解】由能量關(guān)系可知：（其中S1和x分別是斜面的長度和水平面的長度，S是P點在水平面上的投影到Q點的距離；H是斜面的高度），解得，則需要測量：P點距地面的高度H和P點到Q點的水平距離S。小滑塊與木板間動摩擦因數(shù)的計算公式為.9.用如圖甲所示的裝置做“探究加速度a與力F、質(zhì)量m的關(guān)系”的實驗。①為使小車所受的合外力近似等于小桶和細沙的總重力，除需要進行“平衡摩擦力”的操作以外，還需要保證

小桶與沙的總質(zhì)量遠小于小車的總質(zhì)量

；②某次實驗中得到的一條紙帶如圖乙所示，A、B、C、D、E、F、G為7個相鄰的計數(shù)點，相鄰兩個計數(shù)點間的時間間隔為0.1s，為了使用圖象的方法得出小車的加速度，需要計算出各計數(shù)點的瞬時速度，利用圖乙中的數(shù)據(jù)計算出的打計數(shù)點C時小車瞬時速度大小為

0.37

m/s。（計算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）參考答案：10.若地球的第一宇宙速度近似等于8km/s．某人造地球衛(wèi)星離地面的高度等于地球半徑，則它繞地球運行的速率大約為4km/s．若地球表面的重力加速度為10m/s2，該人造地球衛(wèi)星繞地球運行的向心加速度2.5m/s2．參考答案：解：（1）人造地球衛(wèi)星在圓形軌道上運行時，由萬有引力提供向心力，則有：

G=m解得，v==對于地球的第一宇宙速度，即為：v1=所以v=v1=4km/s（2）對人造地球衛(wèi)星，根據(jù)牛頓第二定律得：

ma=G，得加速度為a==又mg=G聯(lián)立是兩式得a===2.5m/s2故答案為：4，2.5．11.如圖所示，半徑為R的光滑半圓球固定在水平面上，頂部有一小物體A，現(xiàn)給它一個水平初速度，當這一水平初速度v0至少為_______________時，它將做平拋運動，這時小物體A的落地點P到球心O的距離=_______________.參考答案：;12.

如圖所示，電阻R1=6kΩ，R2=4kΩ，兩電壓表示數(shù)均為35V，當兩電壓表位置對調(diào)后，V1表示數(shù)為30V，V2表示數(shù)為40V，則V1表的內(nèi)阻Rv1＝__________,V2表的內(nèi)阻Rv2＝__________.

參考答案：答案：2.4kΩ，3kΩ13.“用DIS研究加速度與力的關(guān)系”的實驗裝置如圖（a）所示。實驗中通過增加鉤碼的數(shù)量，多次測量，可得小車運動的加速度a和所受拉力F的關(guān)系圖象。他們在軌道水平和傾斜的兩種情況下分別做了實驗，得到了兩條a-F圖線，如圖（b）所示。（1）圖線______是在軌道右側(cè)抬高成為斜面情況下得到的；（選填“①”或“②”）（2）在軌道水平時小車運動的阻力f=__________；（3）（單選）圖（b）中，拉力F較大時，a-F圖線明顯彎曲，產(chǎn)生誤差。為消除此誤差可采取的措施是_________。A．調(diào)整軌道的傾角，在未掛鉤碼時使小車能在軌道上勻速運動。B．在增加鉤碼數(shù)量的同時在小車上增加砝碼，使鉤碼的總質(zhì)量始終遠小于小車的總質(zhì)量。C．在鉤碼與細繩之間接入一力傳感器，用力傳感器讀數(shù)代替鉤碼的重力。D．更換實驗中使用的鉤碼規(guī)格，采用質(zhì)量較小的鉤碼進行上述實驗。參考答案：（1）①；

（2）0.5N；

（3）C

；三、簡答題：本題共2小題，每小題11分，共計22分14.(3-5模塊)(5分)有兩個質(zhì)量為m的均處于基態(tài)的氫原子A、B，A靜止，B以速度v0與之發(fā)生碰撞．己知：碰撞前后二者的速度均在一條直線上，碰撞過程中部分動能有可能被某一氫原子吸收。從而該原子由基態(tài)躍遷到激發(fā)態(tài)，然后，此原子向低能級態(tài)躍遷，并發(fā)出光子．如欲碰后發(fā)出一個光子，則速度v0至少需要多大？己知氫原子的基態(tài)能量為E1(E1<0)。參考答案：解析：，--------------(1分)

，--------------(1分)

，--------------(1分)

--------------(2分)15.(6分)如圖所示，己知平行玻璃磚的折射率，厚度為.入射光線以入射角60°射到玻璃磚的上表面，經(jīng)玻璃磚折射從下表面射出，出射光線與入射光線平行，求兩平行光線間距離。（結(jié)果可用根式表示）

參考答案：解析：作出光路如圖

由折射定律得（2分）

所以r=30°（2分）

由圖知

則AB—AC=d·tan30°=d

出射光線與入射光線間的距離是d（2分）四、計算題：本題共3小題，共計47分16.（20分）對于兩物體碰撞前后速度在同一直線上，且無機械能損失的碰撞過程，可以簡化為如下模型：A、B兩物體位于光滑水平面上，僅限于沿同一直線運動。等它們之間的距離大于等于某一定值d時.相互作用力為零：當它們之間的距離小于d時，存在大小恒為F的斥力。設A物休質(zhì)量m1=1.0kg，開始時靜止在直線上某點；B物體質(zhì)量m2=3.0kg，以速度v0從遠處沿該直線向A運動，如圖所示。若d=0.10m，F(xiàn)=0.60N，v0=0.20m/s，求：（1）相互作用過程中A、B加速度的大小；（2）從開始相互作用到A、B間的距離最小時，系統(tǒng)（物體組）動能的減少量；（3）A、B間的最小距離。

參考答案：解析：（1）

（2）兩者速度相同時，距離最近，由動量守恒

（3）根據(jù)勻變速直線運動規(guī)律

v1=a1t

v2=v0－a2t

當v1=v2時

解得A、B兩者距離最近時所用時間

t=0.25s

s1=a1t2

s2=v0t－a2t2

△s=s1+d－s2

將t=0.25s代入，解得A、B間的最小距離

△smin=0.075m17.如圖所示，在粗糙水平臺階上靜止放置一質(zhì)量m=0.5kg的小物塊，它與水平臺階表面的動摩擦因數(shù)μ=0.5，且與臺階邊緣O點的距離s=5m．在臺階右側(cè)固定了一個1/4圓弧擋板，圓弧半徑R=1m，今以O點為原點建立平面直角坐標系．現(xiàn)用F=5N的水平恒力拉動小物塊，一段時間后撤去拉力，小物塊最終水平拋出并擊中擋板．（1）若小物塊恰能擊中檔板上的P點（OP與水平方向夾角為37°，已知，），則其離開O點時的速度大??；（2）為使小物塊擊中檔板，求拉力F作用的最短時間；（3）改變拉力F的作用時間，使小物塊擊中擋板的不同位置．求擊中擋板時小物塊動能的最小值．參考答案：解：（1）小物塊從O到P，做平拋運動

水平方向：

（2分）豎直方向：

（2分）

解得：

（1分）（2）為使小物塊擊中檔板，小物塊必須能運動到O點，由動能定理得：

（1分）解得：

（1分）由牛頓第二定律得：

（1分）解得：

（1分）由運動學公式得：解得：

（1分）（3）設小物塊擊中擋板的任意點坐標為（x，y），則