山西省呂梁市廟灣中學2021-2022學年高三物理期末試題含解析

山西省呂梁市廟灣中學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.“北斗”導航系統(tǒng)是我國自行研發(fā)的全球?qū)Ш较到y(tǒng)，它由5顆靜止軌道衛(wèi)星（同步衛(wèi)星）與30顆非靜止軌道衛(wèi)星組成．已知月球公轉(zhuǎn)周期約為27天，則靜止軌道衛(wèi)星與月球（）A．角速度之比約為27：1 B．線速度之比約為27：1C．半徑之比約為1：27 D．向心加速度之比約為1：27參考答案：A【考點】同步衛(wèi)星．【分析】根據(jù)萬有引力提供圓周運動向心力求出圓周運動的周期與半徑的關系，周期與角速度關系，及周期與線速度的關系，從而確定向心加速度關系．【解答】解：A、根據(jù)，可知，角速度與周期成反比，因靜止軌道衛(wèi)星與月球的公轉(zhuǎn)周期之比為1：27，則角速度之比約為27：1，故A正確；BC、根據(jù)萬有引力提供圓周運動向心力有：=得衛(wèi)星運動的周期T=2π可得月球周期與同步衛(wèi)星周期的比值：=所以月球到地球的距離與同步衛(wèi)星到地球的距離比為：=（）=即同步衛(wèi)星到地球的距離與月球到地球的距離比為1：9；再根據(jù)，即得線速度之比約為3：1，故BC錯誤；D、根據(jù)an=vω，得向心加速度之比約為81：1，故D錯誤；故選：A．2.電磁感應現(xiàn)象揭示了電和磁之間的內(nèi)在聯(lián)系，根據(jù)這一發(fā)現(xiàn)，發(fā)明了許多電器設備。下列電器設備中，哪個沒有利用電磁感應原理（

）

A.動圈式話筒

B.白熾燈泡

C.磁帶錄音機

D.日光燈鎮(zhèn)流器參考答案：答案：B3.（單選）如圖所示.一輕質(zhì)彈簧一端系在墻上的O點,自由伸長到B點,今用一小物體m把彈簧壓縮到A點,然后釋放,小物體能運動到C點靜止,物體與水平地面間的動摩擦因數(shù)恒定,試判斷下列說法正確的是

(

) A.物體從A到B速度越來越大,從B到C速度越來越小B.物體從A到B速度越來越小,從B到C加速度不變C.物體從A到B先加速后減速,從B到C一直減速運動D.物體在B點受合外力為零參考答案：C4.（單選）如圖甲所示，兩個平行金屬板P、Q正對豎直放置，兩板間加上如圖乙所示的交變電壓．t=0時，Q板比P板電勢高U0，在兩板的正中央M點有一電子在電場力作用下由靜止開始運動（電子所受重力可忽略不計），已知電子在0～4t0時間內(nèi)未與兩板相碰．則電子速度方向向左且速度大小逐漸減小的時間是（）A．0＜t＜t0B．t0＜t＜2t0C．2t0＜t＜3t0D．3t0＜t＜4t0參考答案：考點：帶電粒子在勻強電場中的運動．專題：帶電粒子在電場中的運動專題．分析：平行板電容器兩極板帶電后形成勻強電場，帶電離子在電場中受到力的作用，根據(jù)牛頓第二定律求出加速度，根據(jù)運動學基本公式分析即可求解．解答：解：A、在0＜t＜t0，電子所受電場力方向向右，電子向右做勻加速直線運動，速度逐漸增大．故A錯誤．B、在t0＜t＜2t0，電子所受的電場力方向向左，電子向右做勻減速直線運動，2t0時速度為零．故B錯誤．C、在2t0＜t＜3t0，電子所受電場力方向向左，電子向左做勻加速直線運動．故C錯誤．D、在3t0＜t＜4t0，電子所受電場力向右，電子向左做勻減速直線運動．故D正確．故選：D．點評：電子在極板間做往復運動，分析時要注意電場力反向時，并不意味著電子的速度方向反向，也可以畫出電子運動的速度時間圖象分析．5.質(zhì)量為m的帶正電小球由空中A點無初速度自由下落，在t秒末加上豎直向上、范圍足夠大的勻強電場，再經(jīng)過t秒小球又回到A點，不計空氣阻力且小球從未落地，重力加速度為g，則（

）A.整個過程中小球電勢能改變了B.從A點到最低點小球重力勢能變化了C.從加電場開始到小球運動到最低點時電勢能改變了D.從加電場開始到小球運動到最低點時小球動能變化了參考答案：BC自由落體運動的位移x1=gt2，末速度v=gt，設加上電場后的加速度為a，則加上電場后在ts內(nèi)的位移x2=vt-at2=gt2-at2，因為x1=-x2，則a=3g，因為a=，所以電場力F=4mg．電場力做功與路徑無關，則電場力做功W=Fx1=2mg2t2，電勢能減小2mg2t2，故A錯誤。加電場時，物體的速度v=gt，末速度為零，則動能減小了mg2t2，故D錯誤．ts末加上電場勻減速運動到零的位移x′===，電勢能增加了，則從A點到最低點的位移x=+gt2=gt2．則重力勢能減小量為，故BC正確．故選BC．二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計16分6.如圖所示，自耦變壓器輸入端A、B接交流穩(wěn)壓電源，其電壓有效值UAB＝100V，R0＝40W，當滑動片處于線圈中點位置時，C、D兩端電壓的有效值UCD為

V，通過電阻R0的電流有效值為

A。參考答案：答案：200，5解析：自耦變壓器的原副線圈在一起，由題可知，原線圈的匝數(shù)為副線圈匝數(shù)的一半。理想變壓器的變壓比為，所以。根據(jù)部分電路歐姆定律有。7.(3-5模塊)（3分）如圖所示是使用光電管的原理圖。當頻率為ν的可見光照射到陰極K上時，電流表中有電流通過。如果將變阻器的滑動端P由A向B滑動，通過電流表的電流強度將會___▲__(填“增加”、“減小”或“不變”)。當電流表電流剛減小到零時，電壓表的讀數(shù)為U，則光電子的最大初動能為____▲__(已知電子電量為e)。如果不改變?nèi)肷涔獾念l率，而增加入射光的強度，則光電子的最大初動能將_____▲____(填“增加”、“減小”或“不變”)。參考答案：答案：減小，，不變8.如圖甲所示，利用打點計時器測量小車沿斜面下滑時所受阻力的示意圖，小車拖在斜面上下滑時，打出的一段紙帶如圖乙所示，其中O為小車開始運動時打出的點。設在斜面上運動時所受阻力恒定。(1)已知打點計時器使用的交流電頻率為50Hz，則小車下滑的加速度α=

▲

m/s2，打E點時小車速度=

▲

m/s（均取兩位有效數(shù)字）。(2)為了求出小車在下滑過程中所受的阻力，可運用牛頓運動定律或動能定理求解，在這兩種方案中除知道小車下滑的加速度a、打E點時速度、小車質(zhì)量m、重力加速度g外，利用米尺還需要測量哪些物理量，列出阻力的表達式。方案一：需要測量的物理量

▲

，阻力的表達式（用字母表示）

▲

；方案二：需要測量的物理量

▲

，阻力的表達式（用字母表示）

▲

。參考答案：量斜面的長度L和高度H,

(前1分,后2分)

方案二:測量斜面長度L和高度H,還有紙帶上OE距離S,9.用打點計時器研究物體的自由落體運動，得到如圖一段紙帶，測得AB=7.65cm，

BC=9.17cm。已知交流電頻率是50Hz，則打B點時物體的瞬時速度為

m/s（保留三位有效數(shù)字）。如果實驗測出的重力加速度值比公認值偏小，可能的原因是

。參考答案：2.10，空氣阻力、紙帶與打點計時器摩擦。解:根據(jù)某點瞬時速度等于該點的相鄰的兩段位移內(nèi)的平均速度得如果實驗測出的重力加速度值比公認值偏小,可能的原因是下落過程中有存在阻力等.故答案為:,下落過程中有存在阻力等10.如圖，AB為豎直固定的金屬棒，B為轉(zhuǎn)軸，金屬桿BC重為G、長為L，并可在豎直平面內(nèi)繞B軸無摩擦轉(zhuǎn)動，AC為輕質(zhì)金屬絲，。。從時刻開始加上一個有界的均勻變化的勻強磁場，其磁感線垂直穿過的一部分，初始時刻磁感應強度，變化率為K，整個閉合回路的總電阻為R，則回路中感應電流為

經(jīng)過

時間后金屬絲所受的拉力為零參考答案：

11.如圖所示的導熱氣缸中封閉著一定質(zhì)量的理想氣體，活塞與氣缸間無摩擦，氣缸開口向上。開始氣缸所處的環(huán)境溫度為87℃，活塞距氣缸底部距離為12cm,后來環(huán)境溫度降為27℃，則：①此時活塞距氣缸底部距離為多少?②此過程中氣體內(nèi)能

（填“增大”或“減小”），氣體將

(填“吸熱”或者“放熱”).參考答案：見解析解：①設

由蓋?呂薩克定律可知：

┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅（1分）解得：h2=10cm

┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅（1分）②減小（1分），放熱（1分）12.如圖所示甲為用干涉法檢查平面平整程度裝置。如圖所示乙中干涉條紋彎曲處說明被檢查的平面在此處是________（凹下或凸起）；若僅增大單色光的頻率，干涉條紋將________（變密或變疏）；若僅減小薄片的厚度，干涉條紋將________（變密或變疏）。參考答案：

(1).凹下

(2).變密

(3).變疏【詳解】薄膜干涉是等厚干涉，即明條紋處空氣膜厚度相同，從彎曲的條紋可知，檢查平面左邊處的空氣膜與后面的空氣膜厚度相同，知該處凹下；增大光的頻率，則波長變短，由可知，干涉條紋將密，若僅減小薄片的厚度即減小，干涉條紋將變疏。13.一汽艇在相距2km的甲乙兩碼頭之間往返航行，逆水時用1.5h，順水時用1h，則往返一次的平均速度為________，平均速率為_________。參考答案：0，0.8km/h三、簡答題：本題共2小題，每小題11分，共計22分14.(4分)在橄欖球比賽中，一個95kg的橄欖球前鋒以5m/s的速度跑動，想穿越防守隊員到底線觸地得分．就在他剛要到底線時，迎面撞上了對方兩名均為75kg的隊員，一個速度為2m/s，另一個為4m/s，然后他們就扭在了一起。①他們碰撞后的共同速率是；②在右面方框中標出碰撞后他們動量的方向，并說明這名前鋒能否得分：。參考答案：答案：①0.1m/s

（2分）

②方向見圖（1分）

能得分（1分）

15.（選修3-5）（6分）a、b兩個小球在一直線上發(fā)生碰撞，它們在碰撞前后的s～t圖象如圖所示，若a球的質(zhì)量ma=1kg，則b球的質(zhì)量mb等于多少?參考答案：解析：由圖知=4m/s、=—1m/s、=2m/s

（2分）

根據(jù)動量守恒定律有：ma=ma

+

mb

（2分）

∴mb=2.5kg （2分）四、計算題：本題共3小題，共計47分16.如圖所示,質(zhì)量為m可看作質(zhì)點的小球從靜止開始沿斜面由A點滑到B點后,進入與斜面圓滑連接的豎直圓弧管道,管道出口為C,圓弧半徑R=15cm,AB的豎直高度差h=35cm．在緊靠出口C處,有一水平放置且繞其水平軸線勻速旋轉(zhuǎn)的圓筒(不計筒皮厚度),筒上開有小孔D,筒旋轉(zhuǎn)時,小孔D恰好能經(jīng)過出口C處．若小球射出C口時,恰好能接著穿過D孔,并且還能再從D孔向上穿出圓筒,小球返回后又先后兩次向下穿過D孔而未發(fā)生碰撞．不計摩擦和空氣阻力,取重力加速度g=10m/s2,問:

(1)小球到達C點的速度vc為多少？

(2)圓筒轉(zhuǎn)動的最大周期T為多少？(3)在圓筒以最大周期T轉(zhuǎn)動的情況下,要完成上述運動圓筒的半徑r必須為多少？

參考答案：解:(1)對小球從A→C由機械能守恒定律得:

①

代入數(shù)值解出vc=2m/s

(2)小球向上穿出圓筒所用時間為t

(k=1,2,3……)②

小球從離開圓筒到第二次進入圓筒所用時間為2t2.

2t2=nT(n=1,2,3……)③

對小球由C豎直上拋的上升階段,由速度公式得:

④

聯(lián)立解得⑤

當n=k=1時,

(3)對小球在圓筒內(nèi)上升的階段,由位移公式得:

⑥

代入數(shù)值解得

17.如圖所示，航空母艦上的起飛跑道由長度為l1=1.6×102m的水平跑道和長度為l2=20m的傾斜跑道兩部分組成．水平跑道與傾斜跑道末端的高度差h=4.0m．一架質(zhì)量為m=2.0×104kg的飛機，其噴氣發(fā)動機的推力大小恒為F=1.2×105N，方向與速度方向相同，在運動過程中飛機受到的平均阻力大小為飛機重力的0.1倍．假設航母處于靜止狀態(tài)，飛機質(zhì)量視為不變并可看成質(zhì)點，取g=10m/s2．（1）求飛機在水平跑道運動的時間及到達傾斜跑道末端時的速度大??；（2）為了使飛機在傾斜跑道的末端達到起飛速度100m/s，外界還需要在整個水平軌道對飛機施加助推力，求助推力F推的大?。畢⒖即鸢福航猓海?）飛機在水平跑道上運動時，水平方向受到推力與阻力作用，設加速度大小為a1、末速度大小為v1，運動時間為t1，有F合=F﹣Ff=ma1

①v12﹣v02=2a1l1②

v1=a1t1

③注意到v0=0，F(xiàn)f=0.1mg，代入已知數(shù)據(jù)可得a1=5.0m/s2，v1=40m/s，t1=8.0s

④飛機在傾斜跑道上運動時，沿傾斜跑道受到推力、阻力與重力沿斜面分力作用，設沿斜面方向的加速度大小為a2、末速度大小為v2，沿斜面方向有

F合′=F﹣Ff﹣mgsinα=ma2

⑤

mgsin

⑥

⑦注意到v1=40m/s，代入已知數(shù)據(jù)可得a2=3.0m/s2，

⑧故飛機在水平跑道上運動的時間為8.0s，到達傾斜跑道末端時的速度大小為41.3m/s．（2）飛機在水平跑道上運動時，水平方向受到推力、助推力與阻力作用，設加速度大小為a′1、末速度大小為v′1，有F合″=F推+F﹣Ff=ma1′⑨

⑩飛機在傾斜跑道上運動時，沿傾斜跑道受到推力、阻力與重力沿斜面分力作用沒有變化，加速度大小仍有a′2=3.0m/s2根據(jù)題意，v′2=100m/s，代入數(shù)據(jù)解得故助推力F推的大小為5.2×105N．【考點】牛頓第二定律；勻變速直線運動