山西省太原市十六中學2021-2022學年高三物理期末試題含解析

山西省太原市十六中學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.（單選）如圖，重量為G的物體A在水平向左大小為F的恒力作用下。靜止在傾角為的光滑斜面上。下列關于物體對斜面壓力N大小的表達式，正確的是

A．B．C．D.參考答案：AB解析：對物體A受力分析，受推力F、重力G、支持力N，如圖：根據(jù)共點力平衡條件，推力和重力的合力應該與支持力等值、反向、共線，結合幾何關系，有

F=Gtanα

N=N=N=將推力和重力正交分解，如圖：根據(jù)共點力平衡條件，有：

Gsinα=Fcosα

N=Fsinα+Gcosα由于物體對斜面壓力等于斜面對物體的支持力故選：AB．2.（單選）如圖5所示，左右?guī)в泄潭〒醢宓拈L木板放在水平桌面上，物體M放于長木板上靜止，此時彈簧對物體的壓力為3N，物體的質量為0．5kg，物體與木板之間無摩擦，現(xiàn)使木板與物體M一起以6m／s2的加速度向左沿水平方向做勻加速運動時

A．物體對左側擋板的壓力等于零B．物體對左側擋板的壓力等于3N C．物體受到4個力的作用D．彈簧對物體的壓力等于6N

參考答案：3.（單選）如圖甲所示，一個圓形線圈的匝數(shù)n＝100，線圈面積S＝200cm2，線圈的電阻r＝1Ω，線圈外接一個阻值R＝4Ω的電阻，把線圈放入一方向垂直線圈平面向里的勻強磁場中，磁感應強度隨時間的變化規(guī)律如圖乙所示．下列說法正確的是A．線圈中的感應電流方向為順時針方向B．電阻R兩端的電壓隨時間均勻增大C．線圈電阻r消耗的功率為4×10－4WD．前4s內通過R的電荷量為4×10－4C參考答案：C4.（單選）如圖甲所示，在豎直方向上有四條間距相等的水平虛線L1、L2、L3、L4，在L3與L4之間存在勻強磁場，磁感應強度大小均為1T，方向垂直于虛線所在平面向里．現(xiàn)有一矩形線圈abcd，寬度cd=L=0.5m，質量為0．1kg，電阻為2Ω，將其從圖示位置靜止釋放（cd邊與L1重合），速度隨時間的變化關系如圖乙所示，t1時刻cd邊與L2重合，t2時刻ab邊與L3重合，t3時刻ab邊與L4重合，t2～t3之間圖線為與t軸平行的直線，t1~t2之間和t3之后的圖線均為傾斜直線，已知t1～t2的時間間隔為0.6s，整個運動過程中線圈平面始終處于豎直方向．（重力加速度g取10m／s2）．則

A．在o～t1時間內，通過線圈的電荷量為2.5C

B．線圈勻速運動的速度大小為8m/s

C．線圈的長度為1m

D．0～t3時間內，線圈產(chǎn)生的熱量為4.2J參考答案：B5.圖示為一個內、外半徑分別為R1和R2的圓環(huán)狀均勻帶電平面，其單位面積帶電量為。取環(huán)面中心O為原點，以垂直于環(huán)面的軸線為x軸。設軸上任意點P到O點的的距離為x，P點電場強度的大小為E。下面給出E的四個表達式（式中k為靜電力常量），其中只有一個是合理的。你可能不會求解此處的場強E，但是你可以通過一定的物理分析，對下列表達式的合理性做出判斷。根據(jù)你的判斷，E的合理表達式應為A．B．C．D．參考答案：B解析：當R1=0時，對于A項而言E=0，此時帶電圓環(huán)演變?yōu)閹щ妶A面，中心軸線上一點的電場強度E>0，故A項錯誤；當x=0時，此時要求的場強為O點的場強，由對稱性可知E0=0，對于C項而言，x=0時E為一定值，故C項錯誤。當x→∞時E→0，而D項中E→4πκσ故D項錯誤；所以正確選項只能為B。二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計16分6.自行車轉彎可近似成自行車繞某個定點O（圖中未畫出）做圓周運動，如圖所示為自行車轉彎的俯視圖，自行車前后輪接觸地面的位置A、B相距L，虛線表示兩點轉彎的軌跡，OB距離。則前輪與車身夾角θ=

；B點速度大小v1=2m/s。則A點的速度v2=______m/s。參考答案：30o；2.317.在如圖所示的電場中，一電荷量q=﹣1.0×10﹣8C的點電荷在A點所受電場力大小F=2.0×10﹣4N．則A點的電場強度的大小E=

N/C；該點電荷所受電場力F的方向為

．（填“向左”“向右”）參考答案：2.0×104；向左【考點】電場線；電場強度．【分析】根據(jù)電場強度的定義式E=，可以直接求解．（2）在電場中某點電場強度的方向沿該點電場線的切線方向，正電荷受力方向和電場方向一致，負電荷受力方向和電場方向相反．【解答】解：A點電場強度的大小為：E=N/C==2.0×104N/C根據(jù)負電荷受力方向和電場方向相反可得：點電荷在A點所受電場力的方向向左故答案為：2.0×104；向左8.高三年級的一同學在科技創(chuàng)新大賽中根據(jù)所學物理知識設計了一種“闖紅燈違規(guī)證據(jù)模擬記錄器”，如圖（a）所示，它可以通過拍攝照片來記錄機動車輛闖紅燈時的情景。它的工作原理是：當光控開關接收到某種顏色光時，開關自動閉合，且當壓敏電阻受到車的壓力，它的阻值變化引起電流變化達到一定值時，繼電器的銜鐵就被吸下，工作電路中的電控照相機就工作，拍攝違規(guī)車輛。光控開關未受到該種光照射就自動斷開，銜鐵不被吸引，工作電路中的指示燈發(fā)光。（1）（2分）要記錄違規(guī)闖紅燈的情景，光控開關應在接收到________光（選填“紅”、“綠”或“黃”）時自動閉合；（2）（4分）已知控制電路電源電動勢為6V，內阻為1Ω，繼電器電阻為9Ω，當控制電路中電流大于0.06A時，銜鐵會被吸引。則只有質量超過___________kg的車輛違規(guī)時才會被記錄。（重力加速度取10m/s2）參考答案：1）紅（2）400kg9.人造地球衛(wèi)星在運行過程中由于受到微小的阻力，軌道半徑將緩慢減?。诖诉\動過程中，衛(wèi)星所受萬有引力大小將增大（填“減小”或“增大”）；其速度將增大（填“減小”或“增大”）．參考答案：考點：人造衛(wèi)星的加速度、周期和軌道的關系．專題：人造衛(wèi)星問題．分析：根據(jù)萬有引力公式F=，判斷萬有引力大小的變化，再根據(jù)萬有引力做功情況判斷動能的變化．解答：解：萬有引力公式F=，r減小，萬有引力增大．根據(jù)動能定理，萬有引力做正功，阻力做功很小很小，所以動能增大，故速度增大．故答案為：增大，增大．點評：解決本題的關鍵掌握萬有引力公式F=，以及會通過動能定理判斷動能的變化．10.某同學做了如圖所示的探究性實驗，U形管左口管套有一小氣球，管內裝有水銀，當在右管內再注入一些水銀時，氣球將鼓得更大。假設封閉氣體與外界絕熱，則在注入水銀時，封閉氣體的體積________，壓強________，溫度________，內能_______。（填“增大”、“減小”、“升高”、“降低”或“不變”）參考答案：減小增大升高增大注入水銀，封閉氣體的壓強變大，水銀對氣體做功，氣體體積減小，由于封閉氣體與外界絕熱，所以氣體內能增大，溫度升高。11.如圖所示，質點O從t=0時刻開始作簡諧振動，振動頻率為10Hz。圖中Ox代表一彈性繩，OA=7m，AB=BC=5m。已知形成的繩波在繩上的傳播速度為10m/s，則在第2s內A比B多振動_____次，B比C多振動_____次。參考答案：

２

次；

５

次。12.在“探究加速度與力、質量的關系”的實驗中（1）為了消除小車與水平木板之間摩擦力的影響，采取的做法是將帶滑輪的長木板一端適當墊高，使小車在

（填“掛”或“不掛”）鉤碼的情況下做

運動；（2）某次實驗中所用交流電的頻率為50Hz.得到的一條紙帶如圖所示，從比較清晰的點起，每五個點取一個點作為計數(shù)點，分別標明0、1、2、3、4.量得x1=30.0mm,x2=36.0mm,x3=42.0mm,x4=48.0mm,則小車的加速度為

m/s2.參考答案：（1）不掛（2分）；勻速（2分）

（2）0.6（4分）13.（4分）圖A是在高速公路上用超聲波測速儀測量車速的示意圖，測速儀發(fā)出并接收超聲波沖信號，根據(jù)發(fā)出和接收到的信號間的時間差，測出被測物體的速度。圖B中p1、p2是測速儀發(fā)出的超聲波信號，n1、n2是p1、p2由汽車反射回來的信號。設測速儀勻速掃描，p1、p2之間的時間間隔Δt＝1.0s，超聲波在空氣中傳播的速度是v＝340m/s，若汽車是勻速行駛的，則根據(jù)圖B可知，汽車在接收到p1、p2兩個信號之間的時間內前進的距離是

m，汽車的速度是

m/s。參考答案：答案：17，17.9三、簡答題：本題共2小題，每小題11分，共計22分14.（選修3—4）（7分）如圖甲所示為一列簡諧橫波在t＝2s時的波形圖，圖乙是這列波中P點的振動圖線，求該波的傳播速度的大小，并判斷該波的傳播方向。

參考答案：解析：依題由甲圖知該波的波長為……………(1分)

由乙圖知該波的振動周期為……………(1分)

設該波的傳播速度為V，有……………(1分)

又由乙圖知，P點在此時的振動方向向上，……………(1分)

所以該波的傳播方向水平向左?！?2分)15.（8分）請問高壓鍋的設計運用了哪些物理知識？參考答案：①水的沸點隨液面上方氣壓的增大而升高；②力的平衡；③壓強；④熔點（熔化）。解析：高壓鍋是現(xiàn)代家庭廚房中常見的炊具之一，以物理角度看：高壓鍋從外形到工作過程都包含有許多的物理知識在里面．高壓鍋的基本原理就是利用增大鍋內的氣壓，來提高烹飪食物的溫度，從而能夠比較快的將食物煮熟。四、計算題：本題共3小題，共計47分16.如圖所示，質量的物體在水平外力的作用下在水

平面上運動，物體和水平面間的動摩擦因數(shù)，已知物體運動過程中的坐標與時間的關系為，。根據(jù)以上條件，求：(1)t＝10s時刻物體的速度和加速度的大小和方向；(2)t＝10s時刻水平外力的大小(結果可以保留根號)參考答案：(1)t＝10s時刻物體的速度大小m/s,方向與x軸正方向夾角為，加速度的大小0.4m/s2和方向沿y軸正方向；(2)t＝10s時刻水平外力的大小17.（16分）如圖所示，一條輕質彈簧左端固定在水平桌面上，右端放一個可視為質點的小物塊，小物塊的質量為m＝1.0kg，當彈簧處于原長時，小物塊靜止于O點，現(xiàn)對小物塊施加一個外力，使它緩慢移動，壓縮彈簧（壓縮量為x=0.1m）至A點，在這一過程中，所用外力與壓縮量的關系如圖所示。然后釋放小物塊，讓小物塊沿桌面運動，已知O點至桌邊B點的距離為L＝2x。水平桌面的高為h＝5.0m，計算時，可用滑動摩擦力近似等于最大靜摩擦力。(g取10m/s2)。

求：（1）在壓縮彈簧過程中，彈簧存貯的最大彈性勢能；（2）小物塊到達桌邊B點時，速度的大小；（3）小物塊落地點與桌邊B的水平距離。

參考答案：解析：（1）從F—x圖中看出，小物塊與桌面的動摩擦力大小為f＝1.0N，

在壓縮過程中，摩擦力做功為Wf＝fx＝－0.1J

2分

由圖線與x軸所夾面積（如圖），可得外力做功為

WF＝（1+47）×0.1÷2＝2.4J

2分

所以彈簧存貯的彈性勢能為：EP=WF－Wf＝2.3J

2分

（2）從A點開始到B點的過程中，由于L=2x，摩擦力做功為Wf＇＝f3x＝0.3J

1分

對小物塊用動能定理有：

Ep＋Wf＇＝

2分

解得vB＝2m/s

2分

（3）物塊從B點開始做平拋運動

2分

下落時間t＝1s

1分

水平距離s＝vBt＝2m

2分

說明：用其他方法計算，如第（1）問用Ep＝kx2來計算，請參照上面給分辦法相應給分。18.（16分）如圖所示，A、B兩物體與一輕質彈簧相連，靜止在地面上。有一小物體C從距A物體H高度處由靜止釋放，當下落至與A相碰后立即粘在一起向下運動，以后不再分開，當A與C運動到最高點時，物體B對地面剛好無壓力。設A、B、C三物體的質量均為m，彈簧的勁度k，不計空氣阻力且彈簧始終處于彈性限度內。若彈簧的彈性勢能由彈簧勁度系數(shù)和形變量決定，求C物體下落時的高度h。參考答案：

解析：開始時A處于平衡狀態(tài)，有

（2分）

當C下落h高度時速度為v，則有：

（2分）

C與A碰撞粘在一