山西省朔州市沙塄河中學(xué)2021-2022學(xué)年高三物理上學(xué)期期末試題含解析

山西省朔州市沙塄河中學(xué)2021-2022學(xué)年高三物理上學(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15分．每小題只有一個選項符合題意1.（單選）以下關(guān)于物理學(xué)史和物理方法的敘述中正確的是（） A． 在建立合力、分力、重心、質(zhì)點等概念時都用到了等效替代法 B． 在推導(dǎo)勻變速直線運動位移公式時，把整個運動過程劃分為很多小段，每一小段近似看成勻速直線運動，然后把各段位移相加，應(yīng)用了“微元法” C． 用比值法定義的物理概念在物理學(xué)中占有相當(dāng)大的比列，例如：電場強度E=，速度的定義v=，加速度的定義a=等 D． 1820年奧斯特通過實驗發(fā)現(xiàn)了電流周圍存在磁場，并首先引入了電場線來形象描述電場參考答案：考點： 物理學(xué)史．分析： 根據(jù)物理學(xué)史和常識解答，記住著名物理學(xué)家的主要貢獻(xiàn)即可．解答： 解：A、在建立合力、分力、重心等概念時都用到了等效替代法；而建立質(zhì)點概念時都用到了理想模型法；故A錯誤；B、在推導(dǎo)勻變速直線運動位移公式時，把整個運動過程劃分為很多小段，每一小段近似看成勻速直線運動，然后把各段位移相加，應(yīng)用了“微元法”，故B正確；C、用比值法定義的物理概念在物理學(xué)中占有相當(dāng)大的比列，例如：電場強度E=，速度的定義v=，加速度的定義a=等，故C錯誤；D、1820年奧斯特通過實驗發(fā)現(xiàn)了電流周圍存在磁場，法拉第首先引入了電場線來形象描述電場，故D錯誤；故選：B．點評： 本題考查物理學(xué)史，是常識性問題，對于物理學(xué)上重大發(fā)現(xiàn)、發(fā)明、著名理論要加強記憶，這也是考試內(nèi)容之一．2.已知地球質(zhì)量為M，半徑為R，自轉(zhuǎn)周期為T，地球同步衛(wèi)星質(zhì)量為m，引力常量為G。有關(guān)同步衛(wèi)星，下列表述正確的是

（

）A．衛(wèi)星距離地面的高度為

B．衛(wèi)星的運行速度小于第一宇宙速度C．衛(wèi)星運行時受到的向心力大小為

D．衛(wèi)星運行的向心加速度大于地球表面的重力加速度參考答案：B3.如圖所示，真空中兩等量異號點電荷Q1、Q2固定在x軸上，其中Q1帶正電．三角形acd為等腰三角形，cd邊與x軸垂直且與x軸相交于b點，則下列說法正確的是

A．a(chǎn)點電勢高于b點電勢

B．a(chǎn)點電勢高于b點電勢

C．將電子從a點點，電勢能減少

D．將電子從a點移動到c點，電場力做正功

參考答案：CD由于沿電場線方向電勢降低，電場線的疏密表示電場的強弱，據(jù)等量異種點電荷電場的分布特點可知a點場強大于b點場強，a、b在同一條電場線上，且沿x軸負(fù)向，故a點電勢低于b點電勢，選項AB錯誤。由于等勢線跟電場線垂直，做出過c點的等勢線分析可知，c、d兩點電勢相等，且小于b點電勢，故將電子從a點移動到b點再移動到c點，電場力一直做正功，電勢能減少，選項CD正確。4.（多選）對電場力做功與電勢能變化的關(guān)系，以下說法正確的是

(

)

A．電場力做正功，電勢能增加

B．電場力做正功，電勢能減少

C．電場力做負(fù)功，電勢能增加

D．電場力做負(fù)功，電勢能減少參考答案：BC5.功的下列幾種說法中，正確的是（

）A.人水平地托著一個物體沿水平方向勻速前進(jìn)，人沒有對物體做功B.人水平地托著一個物體沿水平方向加速前進(jìn)，人對物體做了功C.力和位移都是矢量，功也一定是矢量D.因為功有正功和負(fù)功的區(qū)別，所以功是矢量參考答案：AB二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計16分6.如圖，均勻磁場中有一由半圓弧及其直徑構(gòu)成的導(dǎo)線框，半圓直徑與磁場邊緣重合；磁場方向垂直于半圓面（紙面）向里，磁感應(yīng)強度大小為B0，半圓弧導(dǎo)線框的直徑為d，電阻為R。使該線框從靜止開始繞過圓心O、垂直于半圓面的軸以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動半周，線框中產(chǎn)生的感應(yīng)電流大小為_________。現(xiàn)使線框保持圖中所示位置，讓磁感應(yīng)強度大小隨時間線性變化。為了產(chǎn)生與線框轉(zhuǎn)動半周過程中同樣大小的電流，磁感應(yīng)強度隨時間的變化率的大小應(yīng)為_________。

參考答案：；7.某探究小組設(shè)計了“用一把尺子測定動摩擦因數(shù)”的實驗方案。如圖所示，將一個小球和一個滑塊用細(xì)繩連接，跨在斜面上端。開始時小球和滑塊均靜止，剪斷細(xì)繩后，小球自由下落，滑塊沿斜面下滑，可先后聽到小球落地和滑塊撞擊擋板的聲音。保持小球和滑塊釋放的位置不變，調(diào)整擋板位置，重復(fù)以上操作，直到能同時聽到小球落地和滑塊撞擊擋板的聲音。用刻度尺測出小球下落的高度、滑塊釋放點與擋板處的高度差和沿斜面運動的位移。（空氣阻力對本實驗的影響可以忽略）

①滑塊沿斜面運動的加速度與重力加速度的比值為________。②滑塊與斜面間的動摩擦因數(shù)為__________________。③以下能引起實驗誤差的是________。．滑塊的質(zhì)量

．當(dāng)?shù)刂亓铀俣鹊拇笮。L度測量時的讀數(shù)誤差

．小球落地和滑塊撞擊擋板不同時參考答案：①；

②；

③8.鐳核(Ra)經(jīng)過一系列α衰變和β衰變，變成鉛核(Pb)，其中經(jīng)過α衰變的次數(shù)是_____，鐳核(Ra)衰變成鉛核(Pb)的過程中損失了_______個中子．參考答案：5169.如圖所示，一單匝閉合線框在勻強磁場中繞垂直于磁場方向的轉(zhuǎn)軸勻速轉(zhuǎn)動．在轉(zhuǎn)動過程中，線框中的最大磁通量為фm，最大感應(yīng)電動勢為Em，則線框在勻強磁場中繞垂直于磁場方向轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動的角速度大小為．參考答案：Em/фm【考點】交流發(fā)電機及其產(chǎn)生正弦式電流的原理．【分析】根據(jù)最大感應(yīng)電動勢為Em=BSω和最大磁通量фm=BS間的關(guān)系，很容易求出角速度．【解答】解：最大感應(yīng)電動勢為Em=BSω

最大磁通量фm=BS所以Em=фmω所以ω=Em/фm10.如圖，一列簡諧橫波沿x軸傳播，實線為tl=0時刻的波形圖，虛線為t2=0.05s時的波形圖。(1)若波沿x軸正方向傳播且2T<t2-t1<3T(T為波的周期)，求波速.(2)若波速v=260m·s－1，則從tl=0時刻起x=2m處的質(zhì)點第三次運動到波谷所需的時間。參考答案：（1）220m/s；（2）【詳解】（1）波沿x軸正向傳播，由圖像可知：λ=4m；在?t時間內(nèi)：因為2T<t2-t1<3T，則n=2，此時，解得，（2）若波速v=260m/s，則在?t=0.05s內(nèi)傳播的距離為則波沿x軸負(fù)向傳播，此時周期為，則從tl=0時刻起x=2m處的質(zhì)點第三次運動到波谷所需的時間

11.如圖所示，在研究感應(yīng)電動勢大小的實驗中，把一根條形磁鐵從同樣高度插到線圈中同樣的位置處，第一次快插，第二次慢插，兩情況下線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢的大小關(guān)系是E1____E2；通過線圈導(dǎo)線橫截面電量的大小關(guān)系是ql____q2（選填“大于”、“等于”或“小于”）。參考答案：大于

等于

12.如圖所示，質(zhì)量為M，半徑為R的均勻圓形薄板可以繞光滑的水平軸A在豎直平面內(nèi)轉(zhuǎn)動，AB是它的直徑，O是它的圓心。現(xiàn)在薄板上挖去一個直徑為R的圓，則圓板的重心將從O點向左移動__________R的距離，在B點作用一個垂直于AB的力F使薄板平衡，此時AB恰處于水平位置，則F=_________________。

參考答案：

；

13.（6分）如圖所示，電源電動勢為E=10V，內(nèi)阻r=1Ω，R1=3Ω，R2=6Ω，C=30μF。開關(guān)S斷開時，電容器的電荷量為

C。閉合開關(guān)S，穩(wěn)定后通過R1的電流為

A。參考答案：

答案：3×10—4；

1三、簡答題：本題共2小題，每小題11分，共計22分14.（選修3-4模塊）（4分）如圖所示是一列沿x軸正方向傳播的簡諧橫波在t=0時刻的波形圖，已知波的傳播速度v=2m/s．試回答下列問題：①寫出x=1.0m處質(zhì)點的振動函數(shù)表達(dá)式；②求出x=2.5m處質(zhì)點在0～4.5s內(nèi)通過的路程及t=4.5s時的位移．參考答案：

解析：①波長λ=2.0m，周期T=λ/v=1.0s，振幅A=5cm，則y=5sin(2πt)

cm（2分）

②n=t/T=4.5，則4.5s內(nèi)路程s=4nA=90cm；x=2.5m質(zhì)點在t=0時位移為y=5cm，則經(jīng)過4個周期后與初始時刻相同，經(jīng)4.5個周期后該質(zhì)點位移y=

—5cm．（2分）15.如圖所示，質(zhì)量為m帶電量為+q的小球靜止于光滑絕緣水平面上，在恒力F作用下，由靜止開始從A點出發(fā)到B點，然后撤去F，小球沖上放置在豎直平面內(nèi)半徑為R的光滑絕緣圓形軌道，圓形軌道的最低點B與水平面相切，小球恰能沿圓形軌道運動到軌道末端D，并從D點拋出落回到原出發(fā)點A處．整個裝置處于電場強度為E=的水平向左的勻強電場中，小球落地后不反彈，運動過程中沒有空氣阻力．求：AB之間的距離和力F的大?。畢⒖即鸢福篈B之間的距離為R，力F的大小為mg．考點： 帶電粒子在勻強電場中的運動；牛頓第二定律；平拋運動；動能定理的應(yīng)用．專題： 帶電粒子在電場中的運動專題．分析： 小球在D點，重力與電場力的合力提供向心力，由牛頓第二定律即可求出D點的速度，小球離開D時，速度的方向與重力、電場力的合力的方向垂直，小球做類平拋運動，將運動分解即可；對小球從A運動到等效最高點D過程，由動能定理可求得小球受到的拉力．解答： 解：電場力F電=Eq=mg

電場力與重力的合力F合=mg，方向與水平方向成45°向左下方，小球恰能到D點，有：F合=解得：VD=從D點拋出后，只受重力與電場力，所以合為恒力，小球初速度與合力垂直，小球做類平拋運動，以D為原點沿DO方向和與DO垂直的方向建立坐標(biāo)系（如圖所示）．小球沿X軸方向做勻速運動，x=VDt

沿Y軸方向做勻加速運動，y=at2a==所形成的軌跡方程為y=直線BA的方程為：y=﹣x+（+1）R解得軌跡與BA交點坐標(biāo)為（R，R）AB之間的距離LAB=R從A點D點電場力做功：W1=（1﹣）R?Eq

重力做功W2=﹣（1+）R?mg；F所做的功W3=F?R有W1+W2+W3=mVD2，有F=mg答：AB之間的距離為R，力F的大小為mg．點評： 本題是動能定理和向心力知識的綜合應(yīng)用，分析向心力的來源是解題的關(guān)鍵．四、計算題：本題共3小題，共計47分16.如圖4所示，在坐標(biāo)系第一象限內(nèi)有正交的勻強電場和勻強磁場，電場強度E＝1.0×103V/m，方向未知，磁感應(yīng)強度B＝1.0T，方向垂直紙面向里；第二象限的某個圓形區(qū)域內(nèi)有垂直紙面向里的勻強磁場B′(圖中未畫出)．一質(zhì)量m＝1×10－14kg、電荷量q＝1×10－10C的帶正電粒子以某一速度v沿與x軸負(fù)方向成60°角的方向從A點進(jìn)入第一象限，在第一象限內(nèi)做直線運動，而后從B點進(jìn)入磁場B′區(qū)域．一段時間后，粒子經(jīng)過x軸上的C點并與x軸負(fù)方向成60°角飛出．已知A點坐標(biāo)為(10,0)，C點坐標(biāo)為(－30,0)，不計粒子重力．(1)判斷勻強電場E的方向并求出粒子的速度v；(2)畫出粒子在第二象限的運動軌跡，并求出磁感應(yīng)強度B′；(3)求第二象限磁場B′區(qū)域的最小面積．參考答案：【知識點】

帶電粒子在勻強磁場中的運動；牛頓第二定律；向心力．C2D4K3【答案解析】（1）1×103m/s；（2）T；（3）3.14×10-2m2．

解析：(1)粒子在第一象限內(nèi)做直線運動，速度的變化會引起洛倫茲力的變化，所以粒子必做勻速直線運動．這樣，電場力和洛倫茲力大小相等，方向相反，電場E的方向與微粒運動的方向垂直，即與x軸正向成30°角斜向右上方．由平衡條件有Eq＝Bqv得v＝＝m/s＝103m/s(2)粒子從B點進(jìn)入第二象限的磁場B′中，軌跡如圖粒子做圓周運動的半徑為R，由幾何關(guān)系可知R＝cm＝cm由qvB′＝m，解得B′＝＝，代入數(shù)據(jù)解得B′＝T.(3)由圖可知，B、D點應(yīng)分別是粒子進(jìn)入磁場和離開磁場的點，磁場B′的最小區(qū)域應(yīng)該分布在以BD為直徑的圓內(nèi)．由幾何關(guān)系得BD＝20cm，即磁場圓的最小半徑r＝10cm，所以，所求磁場的最小面積為S＝πr2＝3.14×10－——2m2【思路點撥】（1）粒子在第四象限內(nèi)做勻速直線運動，電場力與洛倫茲力平衡，由平衡條件可以求出粒子速度；（2）粒子在第一象限中受到洛倫茲力而做勻速圓周運動，根據(jù)幾何知識畫出粒子在第一象限的運動軌跡，由幾何知識求出軌跡半徑．由牛頓第二定律即可求得磁感應(yīng)強度B2的大?。唬?）畫出磁場B2最小區(qū)域，由幾何知識求得邊長，即可求出最小的面積．當(dāng)帶電粒子在電場與磁場中做直線運動時，由于洛倫茲力由速度決定，所以粒子必做勻速直線運動．當(dāng)粒子進(jìn)入磁場時，僅受洛倫茲力做勻速圓周運動，由幾何關(guān)系可確定磁感應(yīng)強度．17.如圖所示，一水平面與半徑R=0．5m的豎直圓弧軌道BC相切于B點，靜止于A處質(zhì)量m=lkg的物體在大小為F=10N，方向與水平面成=37o角斜向下的推力作用下沿水平面運動，到達(dá)B點時立刻撤去F，物體沿圓弧軌道向上運動并恰好到達(dá)C點，已知A、B相距L=lm，物體與水平面間的動摩擦因數(shù)0．1(g取10m/s2，sin37o=0．6，cos37o=0．8)，求：(1)物體到達(dá)B點時