2021-2022學(xué)年江西省景德鎮(zhèn)市天翼中學(xué)分校高三物理上學(xué)期期末試卷含解析

2021-2022學(xué)年江西省景德鎮(zhèn)市天翼中學(xué)分校高三物理上學(xué)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(jì)15分．每小題只有一個(gè)選項(xiàng)符合題意1.王同學(xué)在完成“引體向上”項(xiàng)目體育測試中，1分鐘完成了20個(gè)“引體向上”，若王同學(xué)每次“引體向上”重心上升約0.5m，則王同學(xué)在本次測試中做功的平均功率接近（

）

A．1000W

B．100W

C．10W

D．1W參考答案：B2.如右圖所示，一質(zhì)量為m的小球固定于輕質(zhì)彈簧的一端，彈簧的另一端固定于O點(diǎn)處，將小球拉至A處，彈簧恰好無形變，由靜止釋放小球，它運(yùn)動(dòng)到O點(diǎn)正下方B點(diǎn)的速度為v，與A點(diǎn)的豎直高度差為h，則()A．由A至B重力做功為mgh

B．由A至B重力勢能減少mv2C．由A至B小球克服彈力做功為mghD．小球到達(dá)位置B時(shí)彈簧的彈性勢能為參考答案：AD3.愛因斯坦沖破傳統(tǒng)思想的束縛，提出了一種新的觀念并建立起相對(duì)論，這個(gè)新觀念是A．真空中的光速是自然界中速度的極限B．牛頓定律僅適用于低速、宏觀領(lǐng)域C．牛頓定律適用于一切領(lǐng)域D．運(yùn)動(dòng)的鐘變慢，運(yùn)動(dòng)的尺縮短，運(yùn)動(dòng)物體的質(zhì)量變大參考答案：A4.如圖所示，固定于地面、傾角為的光滑斜面上有一輕質(zhì)彈簧，輕質(zhì)彈簧一端與固定于斜面底端的擋板C連接，另一端與物塊A連接，物塊A上方放置有另一物塊B，物塊A、B質(zhì)量均為m且不粘連，整個(gè)系統(tǒng)在沿斜面向下的外力F作用下處于靜止?fàn)顟B(tài)。某一時(shí)刻將力F撤去，在彈簧將A、B彈出過程中，若A、B能夠分離，重力加速度為g。則下列敘述正確的是（

）A.A、B剛分離的瞬間，兩物塊速度達(dá)到最大B.A、B剛分離的瞬間，A的加速度大小為gsinθC.從力F撤去到A、B分離的過程中，A物塊的機(jī)械能一直增加D.從力F撤去到A、B分離的過程中，A、B物塊和彈簧構(gòu)成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒參考答案：BCD【詳解】AB、當(dāng)加速度等于零時(shí)，兩個(gè)物塊的速度達(dá)到最大，A、B剛分離的瞬間，AB之間沒有彈力作用，此時(shí)AB有共同的加速度，故速度沒有達(dá)到最大，故A錯(cuò)；B對(duì)C、從力F撤去到A、B分離的過程中，彈簧對(duì)A物塊的彈力始終大于B物塊對(duì)A物塊的彈力，這兩個(gè)力的合力對(duì)A做正功，所以A的機(jī)械能增大，故C對(duì)；D、從力F撤去到A、B分離的過程中，A、B物塊和彈簧構(gòu)成的系統(tǒng)只有重力和彈簧彈力做功，所以系統(tǒng)機(jī)械能守恒，故D對(duì)故選BCD5.宇航員在探測某星球時(shí)，發(fā)現(xiàn)該星球均勻帶電，且電性為負(fù)，電荷量為Q，表面無大氣．在一次實(shí)驗(yàn)中，宇航員將一帶電－q（q<<Q）的粉塵置于離該星球表面h（h遠(yuǎn)大于星球半徑）高處，該粉塵恰處于懸浮狀態(tài)。宇航員又將此粉塵帶到距該星球表面2h處，無初速釋放，則此帶電粉塵將（

）A．背向星球球心方向飛向太空

B．仍處于懸浮狀態(tài)C．沿星球自轉(zhuǎn)的線速度方向飛向太空

D．向星球球心方向下落參考答案：B二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計(jì)16分6.興趣小組為測一遙控電動(dòng)小車的額定功率，進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)：①用天平測出電動(dòng)小車的質(zhì)量為0.4kg；②將電動(dòng)小車、紙帶和打點(diǎn)計(jì)時(shí)器按如圖甲所示安裝；③接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器（其打點(diǎn)周期為0.02s）；④使電動(dòng)小車以額定功率加速運(yùn)動(dòng)，達(dá)到最大速度一段時(shí)間后關(guān)閉小車電源，待小車靜止時(shí)再關(guān)閉打點(diǎn)計(jì)時(shí)器（設(shè)小車在整個(gè)過程中小車所受的阻力恒定）。在上述過程中，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上所打的部分點(diǎn)跡如圖乙所示。請(qǐng)你分析紙帶數(shù)據(jù)，回答下列問題：（a）該電動(dòng)小車運(yùn)動(dòng)的最大速度為

m/s；（b）關(guān)閉小車電源后，小車的加速度大小為

m/s2；（c）該電動(dòng)小車的額定功率為

W。參考答案：7.一束光從空氣射向折射率為的某種介質(zhì)，若反射光線與折射光線垂直，則入射角為_____．真空中的光速為c，則光在該介質(zhì)中的傳播速度為_____．參考答案：8.如圖所示，一根絕緣桿沿豎直方向放置，桿上有一個(gè)帶負(fù)電的圓環(huán)，它的質(zhì)量為m、電量為q，與桿間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ．所在的空間存在著方向都是水平向右的勻強(qiáng)電場與勻強(qiáng)磁場，電場強(qiáng)度大小為E、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B．現(xiàn)將圓環(huán)從靜止開始釋放，環(huán)將沿桿下落，則圓環(huán)運(yùn)動(dòng)過程中的最大加速度為為__________，最大速度為__________。

參考答案：

答案：

9.自行車的設(shè)計(jì)蘊(yùn)含了許多物理知識(shí)，利用所學(xué)知識(shí)完成下表自行車的設(shè)計(jì)目的（從物理知識(shí)角度）車架用鋁合金、鈦合金代替鋼架減輕車重車胎變寬

自行車后輪外胎上的花紋

參考答案：減小壓強(qiáng)（提高穩(wěn)定性）；增大摩擦（防止打滑；排水）解析：車胎變寬能夠增大輪胎與地面的接觸面積，提高穩(wěn)定性，減小壓強(qiáng)，有利于行車安全；自行車后輪外胎上的花紋，增大摩擦，防止打滑。10.某人站在高樓的平臺(tái)邊緣，以20m/s的初速度豎直向上拋出一石子，不考慮空氣阻力，g取，則石子拋出后通過拋出點(diǎn)下方20m處所需的時(shí)間為________________s。參考答案：11.如右圖所示，傾角為300的直角三角形底邊長為2L，底邊處在水平位置，斜邊為光滑絕緣導(dǎo)軌．現(xiàn)在底邊中點(diǎn)O處固定一正電荷Ｑ，讓一個(gè)質(zhì)量為m的帶負(fù)電的點(diǎn)電荷從斜面頂端A沿斜面滑下．已測得它滑到仍在斜邊上的垂足D處的速度為v，則該質(zhì)點(diǎn)滑到斜邊底端C點(diǎn)時(shí)的速度為__________參考答案：12.如圖所示，兩端開口、粗細(xì)均勻的足夠長玻璃管插在大水銀槽中，管的頂部有一定長度的水銀．兩段空氣柱被封閉在左右兩側(cè)的豎直管中．開啟頂部連通左右水銀的閥門，右側(cè)空氣柱長為L0，右側(cè)空氣柱底部水銀面比槽中水銀面高出h，右側(cè)空氣柱頂部水銀面比左側(cè)空氣柱頂部水銀面低h．（i）試根據(jù)上述條件推測左側(cè)空氣柱的長度為

，左側(cè)空氣柱底部水銀面與槽中水銀面的高度差為

：（ii）若初始狀態(tài)溫度為T0，大氣壓強(qiáng)為P0，關(guān)閉閥門A，則當(dāng)溫度升至

時(shí)，右側(cè)氣柱底部水銀面與水銀槽中的水銀面相平？（不考慮水銀柱下降對(duì)大水銀槽中液面高度的影響，大氣壓強(qiáng)保持不變）．參考答案：（1）L0，2h；（2）【考點(diǎn)】理想氣體的狀態(tài)方程．【分析】（1）分別以兩部分氣體為研究對(duì)象，求出兩部分氣體壓強(qiáng)，然后由幾何關(guān)系求出右管內(nèi)氣柱的長度．（2）以左管內(nèi)氣體為研究對(duì)象，列出初末的狀態(tài)，由理想氣體狀態(tài)方程可以求出空氣柱的長度．【解答】解：（1）根據(jù)連通器的原理以及液體產(chǎn)生的壓強(qiáng)可知，右側(cè)的氣體的壓強(qiáng)：P1=P0﹣h則左側(cè)氣體的壓強(qiáng)：P2=P1﹣h=P0﹣2h所以左側(cè)空氣柱底部水銀面與槽中水銀面的高度差為是2h．左側(cè)空氣柱的長度：L2=L0+h+h﹣2h=L0（2）關(guān)閉閥門A，溫度升高的過程中，右側(cè)的空氣柱的壓強(qiáng)增大，體積增大，由圖可知，右側(cè)氣柱底部水銀面與水銀槽中的水銀面相平時(shí)的空氣柱的長度：L1=L0+h壓強(qiáng)：P1′=P0設(shè)空氣柱的橫截面積是S，由理想氣體的狀態(tài)方程得：得：T1=故答案為：（1）L0，2h；（2）13.小芳和小強(qiáng)兩位同學(xué)采用了不同的實(shí)驗(yàn)方案來研究平拋運(yùn)動(dòng)。（1）小芳同學(xué)利用如圖甲所示的裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。下列說法正確的是________。A．應(yīng)使小球每次從斜槽上同一位置由靜止釋放B．斜槽軌道必須光滑C．斜槽軌道的末端必須保持水平D．本實(shí)驗(yàn)必需的器材還有刻度尺和秒表（2）小強(qiáng)同學(xué)利用頻閃照相的方式研究平拋運(yùn)動(dòng)。圖乙是在每小格的邊長為5cm的背景下拍攝的頻閃照片，不計(jì)空氣阻力，取重力加速度g＝10m/s2。則照相機(jī)兩次閃光的時(shí)間間隔Δt＝____s，小球被拋出時(shí)的水平速度v＝_____m/s。參考答案：

(1).AC

(2).0.1s

(3).2.0m/s試題分析：（1）做研究平拋運(yùn)動(dòng)的實(shí)驗(yàn)時(shí)，應(yīng)使小球每次從斜槽上同一位置由靜止釋放，使之平拋時(shí)的初速度相等，選項(xiàng)A正確；斜槽軌道不必須光滑，只要小球落下時(shí)具有一定的速度即可，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；斜槽軌道的末端必須保持水平，以保證小球能夠水平拋出，選項(xiàng)C正確；本實(shí)驗(yàn)必需的器材還有刻度尺，但不需要秒表，選項(xiàng)D錯(cuò)誤；（2）小球在豎直方向是自由落體運(yùn)動(dòng)，且ABC三點(diǎn)是相鄰的三個(gè)點(diǎn)，故存在△h=g△t2，即（5－3）L=（5－3）×0．05m=g×△t2，解之得△t=0．1s；小球被拋出時(shí)的水平速度v=4L/△t=4×0．05m/0．1s=2．0m/s?？键c(diǎn)：研究平拋運(yùn)動(dòng)。三、實(shí)驗(yàn)題：本題共2小題，每小題11分，共計(jì)22分14.利用雙縫干涉測定光的波長實(shí)驗(yàn)中，取雙縫間距d=0.5mm,雙縫到光屏間距離L=0.5m,用某種單色光照射雙縫得到干涉圖樣如圖(a)所示，分劃板在圖中A、B位置時(shí)游標(biāo)卡尺讀數(shù)如圖(b)所示，則計(jì)算單色光的波長公式為（相鄰明紋間的距離用表示），單色光的波長為m（計(jì)算結(jié)果保留三位有效數(shù)字）。參考答案：17．；

15.某同學(xué)為了研究一個(gè)小燈泡的燈絲電阻隨溫度的升高而變化的規(guī)律，用實(shí)驗(yàn)得到下表所示的數(shù)據(jù)(I和U分別表示小燈泡的電流和電壓)，則：

甲乙丙圖5－2－33

(1)當(dāng)U＝1.20V時(shí)對(duì)應(yīng)的電流表如圖甲所示，其讀數(shù)為________A.(2分)(2)實(shí)驗(yàn)中所用的器材有：電壓表(量程3V，內(nèi)阻約為2kΩ)電流表(量程0.6A，內(nèi)阻約為0.2Ω)滑動(dòng)變阻器(0～5Ω，1A)電、待測小燈泡、電鍵、導(dǎo)線若干．請(qǐng)?jiān)趫D乙方框中畫出該實(shí)驗(yàn)的電路圖．(3分)(3)根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，在圖丙中畫出小燈泡的U—I曲線．(3分)(4)如果把這個(gè)小燈泡接在一個(gè)電動(dòng)勢為1.5V、內(nèi)阻為2.0Ω的電池兩端，則小燈泡的實(shí)際功率是________W(結(jié)果保留2位有效數(shù)字)．(3分)參考答案：(1)0.42(2)如圖5－2－34甲所示(3)如圖5－2－34乙所示(4)0.28(0.25～0.32都正確)解析：（1）電流表的指針對(duì)應(yīng)的刻度超過1.4一個(gè)小格，因此可以讀作：0.42Ω

（2）由于小燈泡燈絲的電阻值遠(yuǎn)小于電壓表的內(nèi)阻，如：電壓為2.00V時(shí)，其阻值

R燈===4.0Ω，為減少由于電表接入電路引起的系統(tǒng)誤差，應(yīng)采用電流表外接法．為使小燈泡兩端的電壓的變化范圍盡可能大，滑線變阻器應(yīng)連接成分壓電路，實(shí)驗(yàn)電路如圖乙所示．

（3）根據(jù)實(shí)驗(yàn)得到的數(shù)據(jù)在U-I坐標(biāo)系中描點(diǎn)，并將這些數(shù)據(jù)點(diǎn)連接成一條平滑的曲線，如圖2所示．

（4）作出電源的U-I圖線，它與小燈泡的伏安特性曲線的交點(diǎn)坐標(biāo)就是小燈泡的工作點(diǎn)，小燈泡的實(shí)際電流為0.33-0.35A電壓為0.80-0.82V，功率P=IU=0.27～0.28W．

【思路點(diǎn)撥】（1）為測量多組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，滑動(dòng)變阻器應(yīng)采用分壓接法，燈泡電阻較小，遠(yuǎn)小于電壓表內(nèi)阻，電流表應(yīng)采用外接法，據(jù)此作出實(shí)驗(yàn)電路圖．

（2）根據(jù)表中實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，應(yīng)用描點(diǎn)法作圖，作出小燈泡的伏安特性曲線．

（3）在小燈泡的伏安特性曲線上作出電源路端電壓與電路電流關(guān)系圖象，找出該圖象與燈泡伏安特性曲線交點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的電壓與電流值，由P=UI求出燈泡的實(shí)際功率．．四、計(jì)算題：本題共3小題，共計(jì)47分16.一列橫波在x軸上傳播，在t1=0時(shí)刻波形如圖實(shí)線所示，t2=0.05s時(shí)刻波形如圖虛線所示．若周期大于（t1﹣t2），則最小波速和最大波速分別是多少？方向如何？參考答案：解：當(dāng)波沿x軸正方向傳播時(shí)，可能的周期為：△t=nT+，且n=0或1；當(dāng)波沿x軸負(fù)方向傳播時(shí)，可能的周期為：△t=nT+，且n=0或1，由波速公式v=可知，當(dāng)速度v最小時(shí)，周期T最大．分析上面兩類情況可知當(dāng)周期最大時(shí)，波沿x軸正方向傳，且在△t=nT+中取n=0，即△t=，則T大=0.2s最小速度v小==40m/s，方向沿x軸正向；當(dāng)v最大時(shí)，周期T最小，由上面分析可知周期最小時(shí)，波沿x軸負(fù)方向傳，且在△t=nT+中取n=1，即△=T+，則T小=s最大速度v大==280m/s，方向?yàn)檠豿軸負(fù)方向；答：則最小波速大小40m/s，方向沿x軸正向，而最大波速是280m/s，方向?yàn)檠豿軸負(fù)方向．【考點(diǎn)】波長、頻率和波速的關(guān)系；橫波的圖象．【分析】由y的最大值讀出振幅，由相鄰兩個(gè)波峰或波谷間的距離讀出波長．根據(jù)波形的平移法，結(jié)合波的周期性，得出波傳播的距離與波長的關(guān)系，求出最小間距和最大間距，得到對(duì)應(yīng)的波速．17.如圖，豎直平面內(nèi)有一直角坐標(biāo)系xOy，在x≥0的區(qū)域內(nèi)有一傾角為45°的絕緣光滑斜面，斜面末端O處用一極小的平滑曲面連接，恰能使斜面末端水平．在x≤0的廣泛區(qū)域內(nèi)存在正交的勻強(qiáng)磁場和勻強(qiáng)電場，磁場垂直于紙面向里，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B；電場沿豎直方向，場強(qiáng)大小為E．電荷量為﹣q的帶電小球從絕緣光滑斜面上某點(diǎn)由靜止開始下滑，小球經(jīng)斜面末端O點(diǎn)進(jìn)入電場和磁場，之后沿圓周運(yùn)動(dòng)，垂直于y軸離開電場和磁場，最后垂直打到斜面上．求：（1）小球從開始運(yùn)動(dòng)到垂直打到斜面上所用時(shí)間．（2）小球開始下滑的初始位置坐標(biāo)．參考答案：【考點(diǎn)】：帶電粒子在勻強(qiáng)磁場中的運(yùn)動(dòng)；牛頓第二定律；向心力．【專題】：帶電粒子在磁場中的運(yùn)動(dòng)專題．【分析】：（1）畫出小球運(yùn)動(dòng)的軌跡，小球經(jīng)過三個(gè)運(yùn)動(dòng)過程：1、由靜止開始勻加速運(yùn)動(dòng)到斜面末端，由速度公式v0=gsin45°t1求出時(shí)間的表達(dá)式；2、在左側(cè)復(fù)合場中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，半徑為r=，時(shí)間t2=；3、y軸離開電場和磁場后做平拋運(yùn)動(dòng)，垂直落到斜面時(shí)，v0=vytan45°=gt3，豎直方向位移為

2r﹣y2=，y2=x2=v0t3，聯(lián)立解得各段時(shí)間，即可求出總時(shí)間．（2）小球初始位置到斜面末端的距離為l=，由上求得t1，即可求出位置的坐標(biāo)．：解：（1）小球運(yùn)動(dòng)的軌跡如圖．初始位置（x1，y1），再次回到斜面的落點(diǎn)位置（x2，y2），小球經(jīng)時(shí)間t1運(yùn)動(dòng)到末端的速度為v0，則

t1=

①小球在復(fù)合場中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，則有

mg=qE

②軌道半徑為

r=

③運(yùn)動(dòng)時(shí)間為t2=④小球離開電磁場后做平拋運(yùn)動(dòng)，經(jīng)時(shí)間t3垂直落到斜面時(shí)

v0=vytan45°=gt3

⑤2r﹣y2=

⑥y2=x2=v0t3，⑦由②③⑤⑥⑦得，⑧

⑨由②④得，t2=

⑩由①⑨得，故小球從開始運(yùn)動(dòng)到垂直打到斜面上所用時(shí)間為t=t1+t2+t3=（+π）．（2）小球初始位置到斜面末端的距離為l==故

x1=y1=lsin45°=