2021-2022學(xué)年廣東省江門市江海區(qū)禮樂中學(xué)高三物理上學(xué)期期末試題含解析

2021-2022學(xué)年廣東省江門市江海區(qū)禮樂中學(xué)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(jì)15分．每小題只有一個(gè)選項(xiàng)符合題意1.如圖所示，傾斜固定直桿與水平方向成60°角，直桿上套有一個(gè)圓環(huán)，圓環(huán)通過一根細(xì)線與一只小球相連接．當(dāng)圓環(huán)沿直桿下滑時(shí)，小球與圓環(huán)保持相對(duì)靜止，細(xì)線伸直，且與豎直方向成30°角．下列說法中正確的是（）A.圓環(huán)不一定加速下滑B.圓環(huán)可能勻速下滑C.圓環(huán)與桿之間一定沒有摩擦D.圓環(huán)與桿之間一定存在摩擦參考答案：D試題分析：以小球?yàn)檠芯繉?duì)象，對(duì)小球進(jìn)行受力分析，小球受到豎直向下的重力和沿繩子收縮方向的拉力，小球的合外力不為零，小球不可能勻速下滑，小球與圓環(huán)相對(duì)靜止，圓環(huán)也不可能勻速下滑，所以B項(xiàng)錯(cuò)誤；根據(jù)牛頓第二定律，加速度，小球與圓環(huán)相對(duì)靜止，圓環(huán)一定加速下滑，所以A項(xiàng)錯(cuò)誤；整體的加速度也應(yīng)該為，假設(shè)圓環(huán)與桿之間沒有摩擦，取整體為研究對(duì)象，，加速度，說明假設(shè)錯(cuò)誤，C項(xiàng)錯(cuò)誤；圓環(huán)與桿之間一定存在摩擦，所以D項(xiàng)正確?？键c(diǎn)：本題考查了整體和隔離法與牛頓第二定律2.如圖所示為一列沿著x軸正方向傳播的橫波在t=0時(shí)刻的波形圖。已知這列波的周期T=2.0s。則A．這列波的波速v=2.0m/sB．在t=0時(shí)，x=0.5m處的質(zhì)點(diǎn)速度為零C．經(jīng)過2.0s，這列波沿x軸正方向傳播0.8mD．在t=0.4s時(shí)，x=0.5m處的質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)方向?yàn)閥軸正方向參考答案：D由圖像可知波長(zhǎng)=1m，由可知這列波的波速v=0.5m/s，A錯(cuò)誤；在t=0時(shí)，x=0.5m處的質(zhì)點(diǎn)在平衡位置，速度最大，B錯(cuò)誤；經(jīng)過2.0s，這列波沿x軸正方向傳播1.0m，C錯(cuò)誤；由于波沿x軸正方向傳播，經(jīng)過t=0.4s<，x=0.5m處的質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)方向?yàn)閥軸正方向，D正確。3.（單選）如圖所示，一個(gè)質(zhì)量為m=2.0kg的物體放在傾角為30°的斜面上靜止不動(dòng)，若用豎直向上的力F=5.0N提物體，物體仍靜止，取g=10m/s2，下述結(jié)論正確的是（）A．物體受到的合外力減小5.0NB．物體受到的摩擦力減小5.0NC．斜面受到的壓力減小5.0ND．物體對(duì)斜面的作用力減小5.0N參考答案：考點(diǎn)：共點(diǎn)力平衡的條件及其應(yīng)用；力的合成與分解的運(yùn)用．專題：共點(diǎn)力作用下物體平衡專題．分析：無拉力時(shí)對(duì)物體受力分析，受重力、支持力和靜摩擦力，根據(jù)共點(diǎn)力平衡條件求解各個(gè)力；有拉力F作用后，再次對(duì)物體受力分析，受到拉力、重力、支持力和靜摩擦力，根據(jù)共點(diǎn)力平衡條件求解各個(gè)力．解答：解：A、物體在有無拉力時(shí)，都處于靜止?fàn)顟B(tài)，合力都為零．故A錯(cuò)誤．BC、無拉力時(shí)對(duì)物體受力分析，受重力、支持力和靜摩擦力，如圖根據(jù)共點(diǎn)力平衡條件，有f=mgsinθN=mgcosθ有拉力F作用后，再次對(duì)物體受力分析，受到拉力、重力、支持力和靜摩擦力，如圖根據(jù)共點(diǎn)力平衡條件，有f1=（mg﹣F）sinθN1=（mg﹣F）cosθ故f﹣f1=Fsin30°=2.5NN﹣N1=Fcos30°=N．物體對(duì)斜面體的摩擦等于斜面體對(duì)物體的摩擦，減小2.5N．物體對(duì)斜面體的壓力等于斜面體對(duì)物體的支持力，減小了N．故B、C錯(cuò)誤．D、物體對(duì)斜面的作用力為壓力和摩擦力的合力，壓力和摩擦力的合力方向豎直向下，知作用力減小5N．故D正確．故選D．點(diǎn)評(píng)：本題關(guān)鍵是對(duì)物體受力分析后，根據(jù)共點(diǎn)力平衡條件用正交分解法列方程求解．施加向上的拉力后，可以等效為將物體的重力減?。奈恢茫?.右圖是科學(xué)史上一張著名的實(shí)驗(yàn)照片，顯示一個(gè)帶電粒子在云室中穿過某種金屬板運(yùn)動(dòng)的徑跡。云室旋轉(zhuǎn)在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)方向垂直照片向里。云室中橫放的金屬板對(duì)粒子的運(yùn)動(dòng)起阻礙作用。分析此徑跡可知粒子

A.帶正電，由下往上運(yùn)動(dòng)B.帶正電，由上往下運(yùn)動(dòng)C.帶負(fù)電，由上往下運(yùn)動(dòng)D.帶負(fù)電，由下往上運(yùn)動(dòng)參考答案：A解析：粒子穿過金屬板后，速度變小，由半徑公式可知，半徑變小，粒子運(yùn)動(dòng)方向?yàn)橛上孪蛏?；又由于洛侖茲力的方向指向圓心，由左手定則，粒子帶正電。選A。5.某跳傘運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練研究所，讓一名跳傘運(yùn)動(dòng)員從懸停在高空的直升機(jī)中跳下，研究人員利用運(yùn)動(dòng)員隨身攜帶的儀器記錄下了他的運(yùn)動(dòng)情況，通過分析數(shù)據(jù)，畫出了運(yùn)動(dòng)員從跳離飛機(jī)到落地的過程中在空中沿豎直方向運(yùn)動(dòng)的v－t圖像如圖1所示，則對(duì)運(yùn)動(dòng)員的運(yùn)動(dòng)，下列說法正確的是（

） A．0～10s內(nèi)做加速度逐漸減小的加速運(yùn)動(dòng) B．0～10s內(nèi)做自由落體運(yùn)動(dòng)，15s時(shí)開始做勻速直線運(yùn)動(dòng) C．10s時(shí)打開降落傘，以后做勻減速運(yùn)動(dòng)，直至t=15s時(shí) D．10s～15s內(nèi)加速度方向豎直向下，加速度的大小在逐漸小參考答案：A二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計(jì)16分6.在“用DIS研究小車加速度與所受合外力的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)中時(shí)，甲、乙兩組分別用如圖（a）、（b）所示的實(shí)驗(yàn)裝置實(shí)驗(yàn)，重物通過細(xì)線跨過滑輪拉相同質(zhì)量小車，位移傳感器（B）隨小車一起沿水平軌道運(yùn)動(dòng)，位移傳感器（A）固定在軌道一端．甲組實(shí)驗(yàn)中把重物的重力作為拉力F，乙組直接用力傳感器測(cè)得拉力F，改變重物的重力重復(fù)實(shí)驗(yàn)多次，記錄多組數(shù)據(jù)，并畫出a-F圖像。（1）位移傳感器（B）屬于

。（填“發(fā)射器”或“接收器”）（2）甲組實(shí)驗(yàn)把重物的重力作為拉力F的條件是

。（3）圖（c）中符合甲組同學(xué)做出的實(shí)驗(yàn)圖像的是

；符合乙組同學(xué)做出的實(shí)驗(yàn)圖像的是

。參考答案：（1）發(fā)射器（2分）（2）小車的質(zhì)量遠(yuǎn)大于重物的質(zhì)量（2分）（3）②（1分）；①（1分）7.利用α粒子散射實(shí)驗(yàn)最早提出原子核式結(jié)構(gòu)模型的科學(xué)家是

；他還利用α粒子轟擊（氮核）生成和另一種粒子，寫出該核反應(yīng)方程

．參考答案：8.（4分）在桌面上有一倒立的玻璃圓錐，其頂點(diǎn)恰好與桌面接觸，圓錐的軸（圖中虛線）與桌面垂直，過軸線的截面為等邊三角形，如圖所示。有一半徑為r的圓柱形平行光束垂直入射到圓錐的底面上，光束的中心軸與圓錐的軸重合。已知玻璃的折射率為1.5，則光束在桌面上形成的光斑半徑為

。參考答案：

2r9.如圖，長(zhǎng)方形線框abcd通有電流I，放在直線電流I'附近，線框與直線電流共面，則下列表述正確的是

A.線圈四個(gè)邊都受安培力作用，它們的合力方向向左B.只有ad和bc邊受安培力作用，它們的合力為零C.ab和dc邊所受安培力大小相等，方向相同D.線圈四個(gè)邊都受安培力作用，它們的合力為零參考答案：A10.利用氦—3（He）和氘進(jìn)行的聚變安全無污染，容易控制．月球上有大量的氦—3，每個(gè)航天大國都將獲得的氦—3作為開發(fā)月球的重要目標(biāo)之一．“嫦娥一號(hào)”探月衛(wèi)星執(zhí)行的一項(xiàng)重要任務(wù)就是評(píng)估月球中氦—3的分布和儲(chǔ)量．已知兩個(gè)氘核（H）聚變生成一個(gè)氦—3，則該核反應(yīng)方程為_________________________；已知H的質(zhì)量為m1，He的質(zhì)量為m2，反應(yīng)中新產(chǎn)生的粒子的質(zhì)量為m3，光速為c,則上述核反應(yīng)中釋放的核能為____________參考答案：H＋H→He十n

，

11.（6分）物體以5m/s的初速度沿光滑斜槽向上做直線運(yùn)動(dòng)，經(jīng)4s滑回原處時(shí)速度的大小仍為5m/s，則物體的速度變化為

m/s，加速度為

m/s2．（規(guī)定初速度方向?yàn)檎较颍?。參考答案?/p>

－10；－2.512.如圖，在：半徑為2.5m的光滑圓環(huán)上切下一小段圓弧，放置于豎直平面內(nèi)，兩端點(diǎn)距最低點(diǎn)高度差H為1cm。將小環(huán)置于圓弧端點(diǎn)并從靜止釋放，小環(huán)運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)所需的最短時(shí)間為＿＿＿＿s，在最低點(diǎn)處的加速度為＿＿＿＿m/s2。(取g＝10m/s2)參考答案：0.785

0.08小環(huán)運(yùn)動(dòng)沿圓弧的運(yùn)動(dòng)可類比于單擺的簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，小環(huán)運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)所需的最短時(shí)間為t=T/4==0.785s。由機(jī)械能守恒定律，mgH=mv2，在最低點(diǎn)處的速度為v=。在最低點(diǎn)處的加速度為a===0.08m/s2。

13.如圖所示是飲水器的自動(dòng)控制電路。左邊是一個(gè)在水溫較低時(shí)對(duì)水加熱的容器，內(nèi)有密封絕緣的電熱絲發(fā)熱器和接觸開關(guān)S1。只要有水浸沒S1，它就會(huì)導(dǎo)通；水面低于S1時(shí)，不會(huì)加熱。（1）Rx是一個(gè)熱敏電阻，低溫時(shí)呈現(xiàn)高電阻，右邊P是一個(gè)___________（選填“與”、“或”、“非”）邏輯門，接在0～5V電源之間，圖中J是一個(gè)繼電器，可以控制發(fā)熱器工作與否。Ry是一個(gè)可變電阻，低溫時(shí)Rx應(yīng)_____________（選填“遠(yuǎn)大于”、“遠(yuǎn)小于”）Ry。（2）請(qǐng)闡述飲水機(jī)的自動(dòng)加熱原理：__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。參考答案：（1）與；遠(yuǎn)大于。（每空2分）

（2）當(dāng)水溫較低時(shí)，Rx阻值較大，A為高電勢(shì)，且有水浸沒S1，B也為高電勢(shì)，則QC之間才有高電壓輸出，電磁繼電器有電流通過，將吸動(dòng)S2閉合，發(fā)熱器工作。（表述合理酌情給分）三、簡(jiǎn)答題：本題共2小題，每小題11分，共計(jì)22分14.（7分）如圖所示，一束光從空氣射入玻璃中，MN為空氣與玻璃的分界面．試判斷玻璃在圖中哪個(gè)區(qū)域內(nèi)（Ⅰ或Ⅱ）？簡(jiǎn)要說明理由．并在入射光線和反射光線上標(biāo)出箭頭。參考答案：當(dāng)光由空氣射入玻璃中時(shí)，根據(jù)折射定律

=n，因n>1，所以i>γ，即當(dāng)光由空氣射入玻璃中時(shí)，入射角應(yīng)該大于折射角．如圖，在圖中作出法線，比較角度i和γ的大小，即可得出玻璃介質(zhì)應(yīng)在區(qū)域?內(nèi)．箭頭如圖所示．（7分）15.（09年大連24中質(zhì)檢）（選修3—4）（5分）半徑為R的半圓柱形玻璃，橫截面如圖所O為圓心，已知玻璃的折射率為，當(dāng)光由玻璃射向空氣時(shí)，發(fā)生全反射的臨界角為45°．一束與MN平面成45°的平行光束射到玻璃的半圓柱面上，經(jīng)玻璃折射后，有部分光能從MN平面上射出．求①說明光能從MN平面上射出的理由?

②能從MN射出的光束的寬度d為多少?參考答案：解析：①如下圖所示，進(jìn)入玻璃中的光線a垂直半球面，沿半徑方向直達(dá)球心位置O，且入射角等于臨界角，恰好在O點(diǎn)發(fā)生全反射。光線a右側(cè)的光線（如：光線b）經(jīng)球面折射后，射在MN上的入射角一定大于臨界角，在MN上發(fā)生全反射，不能射出。光線a左側(cè)的光線經(jīng)半球面折射后，射到MN面上的入射角均小于臨界角，能從MN面上射出。（1分）最左邊射向半球的光線c與球面相切，入射角i=90°折射角r=45°。故光線c將垂直MN射出（1分）

②由折射定律知（1分）

則r=45°

（1分）

所以在MN面上射出的光束寬度應(yīng)是

（1分）四、計(jì)算題：本題共3小題，共計(jì)47分16.利用水流和太陽能發(fā)電，可以為人類提供清潔能源。水的密度ρ=1×103kg/m3，太陽光垂直照射到地面上時(shí)的輻射功率P0=1×103W/m2，地球半徑為R=6.4×106m，地球表面的重力加速度取g=10m/s2。⑴寫出太陽光照射到地球表面的總功率P的字母表達(dá)式；⑵發(fā)射一顆衛(wèi)星到地球同步軌道上（軌道半徑約為地球半徑的6.6≈倍）利用太陽能發(fā)電，然后通過微波持續(xù)不斷地將電力輸送到地面，這樣就建成了太陽能發(fā)電站。求衛(wèi)星在地球同步軌道上向心加速度的大小（答案保留兩位有效數(shù)字）；⑶三峽水電站水庫面積約為S=1×109m2，平均流量Q=1.5×104m3/s，水庫水面與發(fā)電機(jī)所在位置的平均高度差為h=100m，發(fā)電站將水的勢(shì)能轉(zhuǎn)化為電能的總效率η1=60%。在地球同步軌道上，太陽光垂直照射時(shí)的輻射功率為1.4P0。太陽能電池板將太陽能轉(zhuǎn)化為電能的效率為η2=20％，將電能輸送到地面的過程要損失50%。若要使⑵中的太陽能發(fā)電站在被太陽照射時(shí)地面接收到的電功率相當(dāng)于三峽電站發(fā)電的平均功率，衛(wèi)星上太陽能電池板的面積應(yīng)為多大？(保留一位有效數(shù)字)參考答案：⑴πR2P0⑵0.23m/s2⑶6×107m2（1）如右圖所示，地球表面接受太陽光照射的有效面積是投影面積πR2，太陽光照射到地球表面的總功率P的表達(dá)式為：P=πR2P017.如圖所示，在xOy平面內(nèi)，y軸左側(cè)有沿x軸正方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)，電場(chǎng)強(qiáng)度大小為E；在0＜x＜L區(qū)域內(nèi)，x軸上、下方有相反方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)，電場(chǎng)強(qiáng)度大小均為2E；在x＞L的區(qū)域內(nèi)有垂直于xOy平面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小不變、方向做周期性變化．一電荷量為q、質(zhì)量為m的帶正電粒子（粒子重力不計(jì)），由坐標(biāo)為（﹣L，）的A點(diǎn)靜止釋放．（1）求粒子第一次通過y軸時(shí)速度大?。唬?）求粒子第一次射入磁場(chǎng)時(shí)的位置坐標(biāo)及速度；（3）現(xiàn)控制磁場(chǎng)方向的變化周期和釋放粒子的時(shí)刻，實(shí)現(xiàn)粒子能沿一定軌道做往復(fù)運(yùn)動(dòng)，求磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B大小取值范圍．參考答案：（1）粒子第一次通過y軸時(shí)速度大小為；（2）粒子第一次射入磁場(chǎng)時(shí)的位置坐標(biāo)為（L，L），速度為；（3）磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B大小取值范圍為0＜B＜．：解：（1）粒子從A點(diǎn)到y(tǒng)軸的過程，根據(jù)動(dòng)能定理得：得：；（2）進(jìn)入0＜x＜L區(qū)域間偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)作類平拋運(yùn)動(dòng)，則得：

L=v0t，，解得：，vy=v0所以第一次射入磁場(chǎng)時(shí)的位置坐標(biāo)為（L，L）；

速度大?。?，方向與x軸正方向成45°角斜向上．（3）在磁場(chǎng)中，粒子做勻速