山西省長治市城南中學2021-2022學年高三物理期末試題含解析

山西省長治市城南中學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）豎直上拋一球，球又落回原處，已知空氣阻力的大小正比于球的速度，則以下說法正確的是A．上升過程中克服重力做的功大于下降過程中重力做的功B．上升過程中克服重力做的功小于下降過程中重力做的功C．上升過程中克服重力做功的平均功率大于下降過程中重力做功的平均功率D．上升過程中克服重力做功的平均功率等于下降過程中重力做功的平均功率參考答案：C解析：重力是保守力，做功的大小只與物體的初末的位置有關，與物體的路徑等無關，所以在上升和下降的過程中，重力做功的大小是相等的，所以A、B錯誤．物體在上升的過程中，受到的阻力向下，在下降的過程中受到的阻力向上，所以在上升時物體受到的合力大，加速度大，此時物體運動的時間短，在上升和下降的過程中物體重力做功的大小是相同的，由P=可知，上升的過程中的重力的功率較大，所以C正確，D錯誤．故選BC．2.1831年，法拉第經(jīng)過十年的研究和努力，終于發(fā)現(xiàn)了電磁感應定律。如圖所示為法拉第發(fā)明的人類歷史上第一臺感應發(fā)電機的原理圖：一金屬圓盤在垂直紙面向里的勻強磁場中以中點b為圓心逆時針旋轉(zhuǎn)。在圓盤的邊緣和中心取一直線上的三個位置，記為a、b、c，則關于三點的電勢的判斷正確的是A．

B．C．

D．參考答案：C3.（多選）兩個等量同種電荷固定于光滑水平面上，其連線中垂線上有A、B、C三點，如圖所示。一個電荷量為2C，質(zhì)量為1kg的小物塊從C點靜止釋放，其運動的vt圖象如圖所示，其中B點處為整條圖線切線斜率最大的位置（圖中標出了該切線）。則下列說法正確的是

A．B點為中垂線上電場強度最大的點，場強E=1V/m

B．由C到A的過程中物塊的電勢能先減小后變大

C．由C點到A點的過程中，電勢逐漸升高

D．AB兩點的電勢差UAB=-5V參考答案：AD4.（2015?昌平區(qū)二模）一單色光照到某金屬表面時，有光電子從金屬表面逸出，下列說法中正確的是（）A．增大入射光的頻率，金屬的逸出功將增大B．增大入射光的頻率，光電子的最大初動能將增大C．增大入射光的強度，光電子的最大初動能將增大D．延長入射光照射時間，光電子的最大初動能將增大參考答案：B光電效應解：A、金屬的逸出功由金屬本身決定，增大入射光的頻率，金屬逸出功也將不變，故A錯誤；B、根據(jù)光電效應方程可知，Ek=hγ﹣W；可知，光電子的最大初動能由入射光的頻率和逸出功決定，只增大入射光的頻率，光電子的最大初動能將增大，故B正確；C、光的強弱不影響光電子的能量，只影響單位時間內(nèi)發(fā)出光電子的數(shù)目，只增大入射光的強度，單位時間內(nèi)逸出的光電子數(shù)目將增多，光電子的最大初動能不變．故C錯誤；D、根據(jù)光電效應方程可知，Ek=hγ﹣W；可知，光電子的最大初動能由入射光的頻率和逸出功決定，即使只延長入射光照射時間，光電子的最大初動能也將不變，故D錯誤；故選：B5.（單選）在物理學的重大發(fā)現(xiàn)中科學家們總結出了許多物理學方法，如理想實驗法、控制變量法、極限思想法、類比法、科學假設法和建立物理模型法等。以下關于物理學研究方法的敘述不正確的是（

）A．在不需要考慮物體本身的大小和形狀時，用質(zhì)點來代替物體的方法運用了假設法B．根據(jù)速度的定義式，當趨近于零時，就可以表示物體在t時刻的瞬時速度，該定義運用了極限思想法C．在實驗探究加速度與力、質(zhì)量的關系時，運用了控制變量法D．在推導勻變速直線運動位移公式時，把整個運動過程等分成很多小段，然后將各小段位移相加，運用了微元法參考答案：A。本題是物理學研究和思維方法考查題，A選項就是建立理想模型法處理問題，A是不正確的；B是極限思想對速度下的定義，正確；在探究加速度與力、質(zhì)量的關系時，運用了控制變量法：是控制力或質(zhì)量不變分析另一因素與加速度的關系，C正確；同樣D是利用微元法處理問題，正確。本題是選擇不正確答案，即A是本題的答案。二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計16分6.

（6分）伽利略通過研究自由落體和物塊沿光滑斜面的運動，首次發(fā)現(xiàn)了勻加速運動規(guī)律。伽利略假設物塊沿斜面運動與物塊自由下落遵從同樣的法則，他在斜面上用刻度表示物塊滑下的路程，并測出物塊通過相應路程的時間，然后用圖線表示整個運動過程，圖中OA表示測得的時間，矩形OAED的面積表示該時間內(nèi)物塊經(jīng)過的路程，則圖中OD的長度表示

。P為DE的中點，連接OP且延長交AE的延長線于B，則AB的長度表示

。參考答案：

答案：平均速度，物體的末速度

7.一探月衛(wèi)星在地月轉(zhuǎn)移軌道上運行，某一時刻正好處于地心和月心的連線上，衛(wèi)星在此處所受地球引力與月球引力之比為4∶1。已知地球與月球的質(zhì)量之比約為81∶1，則該處到地心與到月心的距離之比約為

。參考答案：答案：9:2解析：由萬有引力定律，衛(wèi)星受到地球和月球的萬有引力分別為F地=G，F(xiàn)月=G，代入題目給定的數(shù)據(jù)可得R地:R月=9:2。8.已知引力常量月球中心到地球中心的距離及和月球繞地球運行的周期T。僅利用這三個數(shù)據(jù)，可以估算出的物理量有（）。A.月球的質(zhì)量B.地球的密度C.地球的半徑D.月球繞地球運行速度的大小參考答案：D【詳解】研究月球繞地球做勻速圓周運動，根據(jù)萬有引力提供向心力，列出等式，得，所以可以估算出地球的質(zhì)量，不能估算出月球的質(zhì)量；由題中條件不能求解地球的半徑，也就不能求解地球的密度；故ABC錯誤。研究月球繞地球做勻速圓周運動，根據(jù)圓周運動知識得：月球繞地球運行速度的大小，故D正確。故選D。9.（1）甲乙兩個同學共同做“驗證牛頓第二定律”的實驗，裝置如圖所示。①兩位同學用砝碼盤（連同砝碼）的重力作為小車受到的合力，需要平衡桌面的摩擦力對小車運動的影響，將長木板的一端適當墊高，在不掛砝碼盤的情況下，輕推小車，能使小車做_______________運動。另外，還應滿足砝碼盤（連同砝碼）的質(zhì)量m

小車的質(zhì)量M。（填“遠小于”、“遠大于”或“近似等于”）接下來，甲同學在保持小車質(zhì)量不變的條件下，研究加速度與合力的關系；乙同學在保持合力不變的條件下，研究小車的加速度與質(zhì)量的關系。②甲同學通過對小車所牽引紙帶的測量，就能得出小車的加速度a。圖2是某次實驗所打出的一條紙帶，在紙帶上標出了5個計數(shù)點，在相鄰的兩個計數(shù)點之間還有4個點未標出，圖中數(shù)據(jù)的單位是cm。實驗中使用的電源是頻率f=50Hz的交變電流。根據(jù)以上數(shù)據(jù)，可以算出小車的加速度a=

m/s2。（結果保留三位有效數(shù)字）（2）（12分）小明利用實驗室提供的器材測量某種電阻絲材料的電阻率，所用電阻絲的電阻約為20Ω。他首先把電阻絲拉直后將其兩端固定在刻度尺兩端的接線柱a和b上，在電阻絲上夾上一個與接線柱c相連的小金屬夾，沿電阻絲移動金屬夾，可改變其與電阻絲接觸點P的位置，從而改變接入電路中電阻絲的長度。可供選擇的器材還有：電池組E（電動勢為3.0V，內(nèi)阻約1Ω）；電流表A1（量程0～100mA，內(nèi)阻約5W）；電流表A2（量程0～0.6A，內(nèi)阻約0.2Ω）；電阻箱R（0～999.9W）；開關、導線若干。小明的實驗操作步驟如下：A．用螺旋測微器在電阻絲上三個不同的位置分別測量電阻絲的直徑d；B．根據(jù)所提供的實驗器材，設計并連接好如圖甲所示的實驗電路；C．調(diào)節(jié)電阻箱使其接入電路中的電阻值較大，閉合開關；D．將金屬夾夾在電阻絲上某位置，調(diào)整電阻箱接入電路中的電阻值，使電流表滿偏，記錄電阻箱的電阻值R和接入電路的電阻絲長度L；E．改變金屬夾與電阻絲接觸點的位置，調(diào)整電阻箱接入電路中的阻值，使電流表再次滿偏。重復多次，記錄每一次電阻箱的電阻值R和接入電路的電阻絲長度L。F．斷開開關。①小明某次用螺旋測微器測量電阻絲直徑時其示數(shù)如圖乙所示，則這次測量中該電阻絲直徑的測量值d=____________mm；②實驗中電流表應選擇_____________（選填“A1”或“A2”）；③小明用記錄的多組電阻箱的電阻值R和對應的接入電路中電阻絲長度L的數(shù)據(jù)，繪出了如圖丙所示的R-L關系圖線，圖線在R軸的截距為R0，在L軸的截距為L0，再結合測出的電阻絲直徑d，可求出這種電阻絲材料的電阻率r=____________（用給定的物理量符號和已知常數(shù)表示）。④若在本實驗中的操作、讀數(shù)及計算均正確無誤，那么由于電流表內(nèi)阻的存在，對電阻率的測量結果是否會產(chǎn)生影響？若有影響，請說明測量結果將偏大還是偏小。（不要求分析的過程，只回答出分析結果即可）答：

。參考答案：1）（6分）①勻速直線（2分）遠小于

（2分）

②0.343

（2分）（2）（12分）①0.728～0.732……（3分）

②A1……（3分）③……（3分）

④不產(chǎn)生影響……（3分）10.一列簡諧橫波在t=0時的波形圖如圖所示。介質(zhì)中x=3m處的質(zhì)點P沿y軸方向做簡諧運動的表達式為cm。則此波沿x軸

▲

(選填“正”或“負”)方向傳播，傳播速度為▲

m/s。參考答案：

負（2分）

10m/s

(2分)11.在“探究加速度與物體受力的關系”活動中，某小組設計了如圖所示的實驗。圖中上下兩層水平軌道表面光滑，兩完全相同的小車前端系上細線，細線跨過滑輪并分別掛上裝有不同質(zhì)量砝碼的盤，兩小車尾部細線水平連到控制裝置上，實驗時通過控制細線使兩小車同時開始運動，然后同時停止。實驗中：（1）應使砝碼和盤的總質(zhì)量遠小于小車的質(zhì)量，這時可認為小車受到的合力的大小等于

。（2）若測得小車1、2的位移分別為x1和x2，則小車1、2的加速度之比

。（3）要達到實驗目的，還需測量的物理量是

。參考答案：(1)砝碼和盤的總重

(2分)(2)x1/x2

(2分)

(3)兩組砝碼和盤的總重量（質(zhì)量）（或盤的質(zhì)量、兩砝碼和盤的總重量的比值）12.如圖所示的實驗電路，當用黃光照射光電管中的堿金屬涂層時，毫安表的指針發(fā)生了偏轉(zhuǎn).若將電路中的滑動變阻器的滑片P向右移動到某一位置時，毫安表的讀數(shù)恰好減小到零，此時電壓表讀數(shù)為U.若此時增加黃光照射的強度，則毫安表

(選填“有”或“無”)示數(shù).若改用藍光照射光電管中的金屬涂層，則毫安表

(選填“有”或“無”)示數(shù).參考答案：無

有13.如圖所示的傳動機構中，截面為三角形的楔塊A底角為θ，圓盤B的半徑為r，與楔塊A間無滑動，當楔塊A以速度vA勻速向右前進時，圓盤的角速度為______________，滑塊C向上的速度為_____________。參考答案：，三、簡答題：本題共2小題，每小題11分，共計22分14.

(12分)(1)用簡明的語言表述臨界角的的定義：(2)玻璃和空所相接觸。試畫出入射角等于臨界角時的光路圖，并標明臨界角。(3)當透明介質(zhì)處在真空中時，根據(jù)臨界角的定義導出透明介質(zhì)的折射率n與臨界角θc的關系式。

參考答案：解析：(1)光從光密介質(zhì)射到光疏介質(zhì)中，折射角為90°時的入射角叫做臨界角(2)如圖，θC為臨界角。(3)用n表示透明介質(zhì)的折射率，θC表示臨界角，由折射定律

15.（6分）題11圖2為一列沿x軸正方向傳播的簡諧機械橫波某時刻的波形圖，質(zhì)點P的振動周期為0.4s.求該波的波速并判斷P點此時的振動方向。參考答案：；P點沿y軸正向振動考點：本題考查橫波的性質(zhì)、機械振動與機械波的關系。四、計算題：本題共3小題，共計47分16.有一種試驗階段的超導電磁推進船。它取消了傳統(tǒng)的螺旋槳，是船舶推進的重大革新，其原理如圖所示，強磁場方向豎直向，在垂直于船身方向兩邊安裝正負電極，電極都在海水里。當電源接通時海水中產(chǎn)生垂直于船體方向的強電流，其在磁場作用下產(chǎn)生推力F=50N，推動船體運動。如磁感應強度B=5T（看作勻強磁場），水通道寬L=0.5m，設電源接通時回路的電阻為R=5Ω。求：（1）結合題中的原理圖說明船的運動方向；（2）通過電源的電流I；（3）電源兩端的路端電壓U。參考答案：17.如圖5－2－14所示，豎直平面坐標系xOy的第一象限，有垂直xOy平面向外的水平勻強磁場和豎直向上的勻強電場，大小分別為B和E；第四象限有垂直xOy平面向里的水平勻強電場，大小也為E；第三象限內(nèi)有一絕緣光滑豎直放置的半徑為R的半圓軌道，軌道最高點與x軸相切于坐標原點O，最低點與絕緣光滑水平面相切于N.一質(zhì)量為m的帶電小球從y軸上(y＞0)的P點沿x軸正方向進入第一象限后做圓周運動，恰好通過坐標原點O，且水平切入半圓軌道并恰好沿軌道內(nèi)側運動，過N點水平進入第四象限，并在電場中運動(已知重力加速度為g)．（1）判斷小球的帶電性質(zhì)并求出其所帶電荷量．

（2）P點距坐標原點O至少多高？

（3）若該小球以滿足（2）中OP最小值的位置和對應速度進入第一象限，通過N點開始計時，經(jīng)時間t=2，小球距N點的距離s為多遠？參考答案：（1）q=mg/E，小球帶正電；（2）PO的最小距離為：Y=2；（3）小球距N點：s=6R18.（17分）如圖xy平面位于豎直平面內(nèi)，x軸上方和下方有理想邊界的勻強電場，x軸負向和OC之間所轄區(qū)域內(nèi)有勻強磁場B，其中OC與y軸負向成600夾角。一帶電小球電量為+q，質(zhì)量為m,電場強度為mg/q，自y軸