2022年浙江省湖州市德清縣綜合高級中學高三物理上學期期末試題含解析

2022年浙江省湖州市德清縣綜合高級中學高三物理上學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）蹦床運動可簡化為一個落到豎直放置的輕彈簧的小球運動，如圖甲所示。質(zhì)量為m的小球，從離彈簧上端高h處自由下落，接觸彈簧后繼續(xù)向下運動。以小球剛下落開始計時，以豎直向下為正方向，小球的速度v隨時間t變化的圖線如圖乙所示。圖線中的OA段為直線，與曲線ABCD相切于A點。不考慮空氣阻力，則關于小球的運動過程，下列說法正確的是A.B.下落h高度時小球速度最大C.小球在時刻所受彈簧彈力大于2mgD.小球在時刻重力勢能和彈簧的彈性勢能之和最大參考答案：C本題主要考查牛頓第二定律以及機械能守恒；

OA段自由落體，AB段加速度減小的加速，BC段加速度增大的減速，CD段加速度增大的減速，AB段與BC段由對稱性知時間等，故選項A錯誤；

下落至B時刻速度最大，故下落高度為h時，小球速度不是最大，故選項B錯誤；

A點加速度為g，向下，C點加速度也為g，向上，故，則D點彈力必定大于故選項C正確；

因時刻速度最大，即動能最大，由機械能守恒可知重力勢能和彈簧的彈性勢能之和最小，故選項D錯誤；

本題正確選項為C。2.（多選）如圖所示，在勻強電場區(qū)城內(nèi)，線段AB、AC、AD長度相等且兩兩垂直，P為BD連線中點。已知電場線平行于BC連線，B點電勢為2V，C點電勢為-2V，則

A.A點電勢為0

B.A點電勢為-1V

C.電荷量為-1.0x10-6C的帶電粒子從A點運動到P點電場力做功為1.0x10-6JD.電荷量為-1.0x10-6C的帶電粒子從A點運動到P點電場力做功為2.0x10-6J參考答案：AC解析：A、B電場線平行于BC，故BC連線的中點E電勢為零，又連接AE與BC垂直，在電場中，等勢面與電場線垂直，故A點電勢也為零，故A正確、B錯誤；C、D因為AE垂直于PE，故PE在一個等勢面上，所以P點電勢為1V，故C正確、D錯誤；故選AC3.（單選）如圖所示，足夠長的水平傳送帶以v0=2m/s的速度勻速運行。t=0時，在最左端輕放一質(zhì)量為m的小滑塊，t=2s時，傳送帶突然制動停下。已知滑塊與傳送帶之間的動摩擦因數(shù)μ=0.2。下列關于滑塊相對地面運動的v-t圖像正確的是

參考答案：D

解析：滑塊放在傳送帶上受到滑動摩擦力作用做勻加速運動，a==μg=2m/s2，滑塊運動到與傳送帶速度相同時需要的時間t1==1s然后隨傳送帶一起勻速運動的時間t2=t-t1=1s當送帶突然制動停下時，滑塊在傳送帶摩擦力作用下做勻減速運動直到靜止，a′=-a=-2m/s2運動的時間t3=＝1s所以速度時間圖象對應D選項．故選D4.如圖所示,木塊b放在一固定斜面上,其上表面水平,木塊a放在b上.用平行于斜面向上的力F作用于、b均保持靜止.則木塊b的受力個數(shù)可能是（

）

A.2個

B.3個

C.4個

D.5個參考答案：CB5.甲球的重力是乙球的5倍，甲、乙分別從高H、2H處同時自由落下（H足夠大），下列說法正確的是

（

）

A．同一時刻甲的速度比乙大

B．下落1m時，甲、乙的速度相同

C．下落過程中甲的加速度大小是乙的5倍

D．在自由下落的全過程，兩球平均速度大小相等參考答案：B二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計16分6.在“研究平拋物體運動”的實驗中，用一張印有小方格的紙記錄軌跡，小方格的邊長L=1.25cm。若小球在平拋運動途中的幾個位置中的a、b、c、d所示，則小球平拋的初速度的計算式為vo=（用L、g表示），]其值是（取g=9.8m/s2），小球在b點的速率是。（結(jié)果都保留兩位有效數(shù)字）參考答案：

0.70m/s

0.88m/s7.如右圖所示是利用閃光照相研究平拋運動的示意圖。小球A由斜槽滾下，從桌邊緣水平拋出，當它恰好離開桌[邊緣時，小球B也同時下落，用閃光相機拍攝的照片中B球有四個像，相鄰兩像間實際下落距離已在圖中標出，單位cm，如圖所示。兩球恰在位置4相碰。則兩球經(jīng)過

s時間相碰，A球離開桌面時的速度

m/s。(g取10m/s2)參考答案：

0.3

s;

1.58.雨滴落到地面的速度通常僅為幾米每秒，這與雨滴下落過程中受到空氣阻力有關。雨滴間無相互作用且雨滴質(zhì)量不變，重力加速度為g。（1）質(zhì)量為m的雨滴由靜止開始，下落高度h時速度為u，求這一過程中克服空氣阻力所做的功W。____（2）將雨滴看作半徑為r的球體，設其豎直落向地面的過程中所受空氣阻力f=kr2v2，其中v是雨滴的速度，k是比例系數(shù)。a．設雨滴的密度為ρ，推導雨滴下落趨近的最大速度vm與半徑r的關系式；____b．示意圖中畫出了半徑為r1、r2（r1>r2）的雨滴在空氣中無初速下落的v–t圖線，其中_________對應半徑為r1的雨滴（選填①、②）；若不計空氣阻力，請在圖中畫出雨滴無初速下落的v–t圖線。（

）（3）由于大量氣體分子在各方向運動的幾率相等，其對靜止雨滴的作用力為零。將雨滴簡化為垂直于運動方向面積為S的圓盤，證明：圓盤以速度v下落時受到的空氣阻力f∝v2（提示：設單位體積內(nèi)空氣分子數(shù)為n，空氣分子質(zhì)量為m0）。________參考答案：

(1).

(2).

(3).①

(4).

(5).詳見解析【分析】(1)對雨滴由動能定理解得：雨滴下落h的過程中克服阻做的功；(2)雨滴的加速度為0時速度最大解答；(3)由動量定理證明【詳解】(1)對雨滴由動能定理得：解得：；(2)a.半徑為r的雨滴體積為：，其質(zhì)量為當雨滴的重力與阻力相等時速度最大，設最大速度為，則有：其中聯(lián)立以上各式解得：由可知，雨滴半徑越大，最大速度越大，所以①對應半徑為的雨滴，不計空氣阻力，雨滴做自由落體運動，圖線如圖：；(3)設在極短時間內(nèi)，空氣分子與雨滴碰撞，設空氣分子的速率為U，在內(nèi)，空氣分子個數(shù)為：，其質(zhì)量為設向下為正方向，對圓盤下方空氣分子由動量定理有：對圓盤上方空氣分子由動量定理有：圓盤受到的空氣阻力為：聯(lián)立解得：。9.如圖所示，質(zhì)量為m的均勻直角金屬支架ABC在C端用光滑鉸鏈鉸接在墻壁上，支架處在磁感應強度為B的勻強磁場中，當金屬支架通一定電流平衡后，A、C端連線恰水平，相距為d，BC與豎直線夾角為530，則金屬支架中電流強度大小為

；若使BC邊與豎直線夾角緩慢增至900過程中，則金屬支架中電流強度變化應

（選填“增大、減小、先增大后減小、先減小后增大”）。(sin37°=0.6，cos37°=0.8)參考答案：1.07mg/Bd，先增大后減小10.登山運動員在登雪山時要注意防止紫外線的過度照射，尤其是眼睛更不能長時間被紫外線照射，否則將會嚴重地損壞視力。有人想利用薄膜干涉的原理設計一種能大大減小紫外線對眼睛的傷害的眼鏡。他選用的薄膜材料的折射率為n=1.6，所要消除的紫外線的頻率為7.5Hz。則該紫外線在薄膜材料中的波長為

m；要減少紫外線進入人眼，該種眼鏡上的鍍膜的最少厚度為

m.參考答案：

為了減少進入眼睛的紫外線，應該使入射光分別從該膜的前后兩表面的反射光的疊加后加強以加強光的反射，因此光程差應該是光波長的整數(shù)倍，即：而由波長、頻率和波速的關系：在膜中光的波長為：；聯(lián)立得：所以當m=1時，膜的厚度最小，即11.（4分）在桌面上有一倒立的玻璃圓錐，其頂點恰好與桌面接觸，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：

2r12.小楠同學利用打點計時器所記錄的紙帶來研究做勻變速直線運動小車的運動情況，實驗中得到一條紙帶，如圖所示，其中兩相鄰計數(shù)點間有四個點未畫出，已知打點計時器所用電源的頻率為50Hz，則：（1）C點相對應刻度尺的讀數(shù)為

cm；（2）打E點時小車運動的速度vE=

m/s（保留兩位有效數(shù)字）；（3）小車運動的加速度a=

m/s2（保留兩位有效數(shù)字）．參考答案：（1）3.00；（2）0.24；（3）0.40．【考點】測定勻變速直線運動的加速度．【分析】根據(jù)圖示刻度尺確定其分度值，然后讀出刻度尺示數(shù)；由△x=at2求出加速度，根據(jù)勻變速運動中平均速度等于中間時刻瞬時速度求解B點對應的速度．【解答】解：（1）由圖示刻度尺可知，其分度值為1mm，由圖可知，C、D、E、F四點對應的刻度分別是3.00cm、4.90cm、7.00cm、9.60cm，（2）利用勻變速直線運動的推論得：vE==≈0.24m/s（3）由△x=at2可知，小車的加速度：a==≈0.40m/s2．故答案為：（1）3.00；（2）0.24；（3）0.40．13.一個小物塊從底端沖上足夠長的斜面后，又返回到斜面底端。已知小物塊的初動能為E，它返回到斜面底端的速度大小為v，克服摩擦阻力做功為E/2。若小物塊沖上斜面的動能為2E，則物塊返回斜面底端時的動能為

。參考答案：三、實驗題：本題共2小題，每小題11分，共計22分14.用螺旋測微器測量金屬絲的直徑,示數(shù)如圖14－5所示,讀數(shù)為______mm；用游標為20分度的卡尺測量球的直徑,示數(shù)如圖14－6所示,讀數(shù)為________cm.參考答案：1.355

0．679—0.681mm15.“驗證機械能守恒定律”的實驗中．圖(甲)是打點計時器打出的一條紙帶，選取其中連續(xù)的計時點標為A、B、C……G、H、I，對BH段進行研究．①已知打點計時器電源頻率為50Hz，則紙帶上打相鄰兩點的時間間隔為_______．②用刻度尺測量距離時如圖(乙)，讀出A、C兩點間距為_________cm，B點對應的速度vB＝_________m/s（保留三位有效數(shù)字）；③若H點對應的速度為vH，重物下落的高度為hBH，當?shù)刂亓铀俣葹間，為完成實驗，要比較與_________________大?。ㄓ米帜副硎荆畢⒖即鸢福?1)①0.02s（2分，數(shù)值和單位各1分，可科學計數(shù)法表示）②5.40(2分，5.33~5.43均可)；1.35(2分，1.33~1.36均可)③vH2－ghBH(2分)；四、計算題：本題共3小題，共計47分16.（17分）在游樂園坐過山車是一項驚險、刺激的游戲。游樂園“翻滾過山車”的物理原理可以用如圖所示的裝置演示。斜槽軌道AB、EF與半徑R=0.4m的豎直圓軌道（圓心為O）相連，AB、EF分別與圓O相切于B、E點，C為軌道的最低點，斜軌AB傾角為37°。質(zhì)量為m=0.1kg的小球從A點靜止釋放，先后經(jīng)B、C、D、E到F點落入小框。（整個裝置的軌道均光滑，取g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8）求：

（1）小球在光滑斜軌AB上運動的過程中加速度的大?。?/p>

（2）要使小球在運動的全過程中不脫離軌道，A點距離最低點的豎直高度h至少多高及在C點時小球?qū)壍赖膲毫Γ?/p>

參考答案：解析：⑴（4分）小球在斜槽軌道AB上受到重力和支持力作用，合力為重力沿斜面向下的分力，由牛頓第二定律得

………（2分）m/s2………………（2分）

⑵（13分）要使小球從A點到F點的全過程不脫離軌道，只要在D點不脫離軌道即可。

物體在D點做圓周運動臨界條件是：

①…………（2分）由機械能守恒定律得

②………………（2分）

解①②得A點距離最低點的豎直高度h至少為：

m……（2分）

從C到D由動能定理的：

③…（2分）

在C點對小球由牛頓第二定律得：

④…………（2分）

聯(lián)解①③④得軌道對小球得支持力N……………（2分）

由牛頓第三定律得小球在C點時小球?qū)壍赖膲毫Υ笮?N，方向豎直向上…（1分）17.如圖所示，坐標系xOy在豎直平面內(nèi)，x軸正方向水平向右，y軸正方向豎直向上。y<0的區(qū)域有垂直于坐標平面向外的勻強磁場，磁感應強度大小為B；在第一象限的空間內(nèi)有與x軸平行的勻強電場（圖中未畫出）；第四象限有與x軸同方向的勻強電場；第三象限也存在著勻強電場（圖中未畫出）。一個質(zhì)量為m、電荷量為q的帶電微粒從第一象限的P點由靜止釋放，恰好能在坐標平面內(nèi)沿與x軸成θ=30°角的直線斜向下運動，經(jīng)過x軸上的a點進入y<0的區(qū)域后開始做勻速直線運動，經(jīng)過y軸上的b點進入x<0的區(qū)域后做勻速圓周運動，最后通過x軸上的c點，且Oa=Oc。已知重力加速度為g，空氣阻力可忽略不計。求：（1）微粒的電性及第一象限電場的電場強度E1；（2）帶電微粒由P點運動到c點的過程中，其電勢能的變化量大小；（3）帶電微粒從a點運動到c點所經(jīng)歷的時間。參考答案：（1）在第一象限內(nèi)，帶電微粒從靜止開始沿Pa做勻加速直線運動，受重力mg和電場力qE1的合力一定沿Pa方向，電場力qE1一定水平向左。…………1分帶電微粒在第四象限內(nèi)受重力mg、電場力qE2和洛侖茲力qvB做勻速直線運動，所受合力為零。分析受力可知微粒所受電場力一定水平向右，故微粒一定帶正電?！?分所以，在第一象限內(nèi)E1方向水平向左（或沿x軸負方向）?！?分根據(jù)平行四邊形定則，有mg=qE1tanθ………………1分解得

E1=mg/q

…………………1分（2）帶電粒子從a點運動到c點的過程中，速度大小不變，即動能不變，且重力做功為零，所以從a點運動到c點的過程中，電場力對帶電粒子做功為零?！?分由于帶電微粒在第四象限內(nèi)所受合力為零，因此有

qvBcosθ=mg………………1分帶電粒子通過a點的水平分速度vx=vcosθ=……1分帶電粒子在第一象限時的水平加速度ax=qE1/m=g……………1分帶電粒子在第一象限運動過程中沿水平方向的位移x=……………0.5分由P點到a點過程中電場力對帶電粒子所做的功W電=qE1x=………………1分因此帶電微粒由P點運動到c點的過程中，電勢能的變化量大小ΔE電=…………0.5分說明：其他方法正確的同樣得分。但用動能定理的水平分量式求解的不能得分。（3）在第三象限內(nèi)，帶電微粒由b點到c點受重力mg、電場力qE3和洛侖茲力qvB做勻速圓周運動，一定是重力與電場力平衡，所以有qE3=mg………………1分設帶電微粒做勻速圓周運動的半徑為R，根據(jù)牛頓第二定律，有

qvB=mv2/R

…………………1分帶電微粒做勻速圓周運動的周期T=

……………1分帶電微粒在第三象限運動的軌跡如圖所示，連接bc弦，因Oa=Oc，所以Δab