2021-2022学年湖南省娄底市娘家乡川石中学高三物理下学期期末试题含解析

1、2021-2022学年湖南省娄底市娘家乡川石中学高三物理下学期期末试题含解析一、 选择题：本题共5小题，每小题3分，共计15分每小题只有一个选项符合题意1. 彩虹产生的原因是由阳光射入雨滴（视为球形）时，经一次反射和两次折射而产生色散形成的。如图所示为太阳光射到空气中的小水珠发生色散形成彩虹的光路示意图，a、b为两种单色光的出射光线。以下说法正确的是A光线a的光子能量较小B在雨滴中光线a的传播速度比b光的传播速度小C用同一双缝干涉装置看到的a光干涉条纹间距比b光窄D如果b光能使金属发生光电效应，则a光也一定能使该金属发生光电效应参考答案：A2. 如图所示，空间分布着竖直向上的匀强电场E，现在电

2、场区域内某点O处放置一负点电荷Q，并在以O点为球心的球面上选取a、b、c、d四点，其中ac连线为球的水平大圆直径，bd连线与电场方向平行。不计空气阻力，则下列说法中正确的是 （）.b、d两点的电场强度大小相等，电势相等.a、c两点的电场强度大小相等，电势相等.若从a点抛出一带正电小球，小球可能沿a、c所在圆周作匀速圆周运动D.若从a点抛出一带负电小球，小球可能沿b、d所在圆周作匀速圆周运动参考答案：BC3. （单选）下列关于摩擦力说法中正确的是（ ）A. 在同一接触面上有弹力必定有摩擦力，有摩擦力必定有弹力B. 两个相对运动的物体之间，不一定有动摩擦力存在C. 摩擦力的大小一定与物体间的正压力

3、大小成正比D. 摩擦力的方向总是与运动方向共线参考答案：B4. 发射通信卫星的常用方法是：先用火箭将卫星送入一个椭圆轨道（转移轨道），如图所示，当卫星到达远地点P时，启动卫星上的发动机，使之进入与地球自转同步的圆形轨道（同步轨道）。设卫星在轨道改变前后的质量不变，那么，卫星在“同步轨道”与在“转移轨道”的远地点P相比A速度减小了 B速度增大了 C加速度增大了 D机械能增大了参考答案：答案：BD5. （多选）如图，固定在地面的斜面体上开有凹槽，槽内紧挨放置六个半径均为r的相同小球，各球编号如图。斜面与水平轨道OA平滑连接，OA长度为6r。现将六个小球由静止同时释放，小球离开A点后均做平抛运动，不

4、计一切摩擦。则在各小球运动过程中，下列说法正确的是（ ）A球1的机械能守恒B球6在OA段机械能增大C球6的水平射程最小D六个球落地点各不相同参考答案：BC二、 填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6. 用能量为E0的光子照射基态氢原子，刚好可使该原子中的电子成为自由电子，这一能量E0称为氢的电离能现用一频率为v的光子从基态氢原子中击出一电子（电子质量为m)。该电子在远离核以后速度的大小为 ，其德布罗意波长为 （普朗克常全为h)参考答案： 7. P、Q是一列简谐横波中的质点，相距30m，各自的振动图象如图所示此列波的频率f_Hz.如果P比Q离波源近，且P与Q间距离小于1个波长，那么波长_

5、m.如果P比Q离波源远，那么波长_m.参考答案：（6分）(1)0.25(2)40(3)m(n0,1,2,3)8. 一个质量为m、直径为d、电阻为R的金属圆环，在范围很大的磁场中沿竖直方向下落，磁场的分布情况如图所示，已知磁感应强度竖直方向的分量By的大小只随高度变化，其随高度y变化关系为（此处k为比例常数，且），其中沿圆环轴线的磁场方向始终竖直向上，在下落过程中金属圆环所在的平面始终保持水平，速度越来越大，最终稳定为某一数值，称为收尾速度俯视观察，圆环中的感应电流方向为（顺时针，逆时针）；圆环收尾速度的大小为参考答案：顺时针 ; 9. 如图所示，木箱高为L，其底部有一个小物体Q(可视为质点)，

6、现用力竖直向上拉木箱，使木箱由静止开始向上运动若保持拉力的功率不变，经过时间t，木箱达到最大速度，这时让木箱突然停止，小物体会继续向上运动，且恰能到达木箱顶端已知重力加速度为g，不计空气阻力，则木箱的最大速度为 时间t内木箱上升的高度为 参考答案： 10. 一小球从水平台面边缘以速度v水平飞出，落到水平地面上需要时间为t，落地点距台面边缘的水平距离为s。若使小球以速度2v仍从同一位置水平飞出，落到水平地面上需要时间为 ；落地点距台面边缘的水平距离为 。参考答案：11. 在探究弹簧振子（如图在一根轻质弹簧下悬挂质量为m的重物，让其在竖直方向上振动）振动周期T与物体质量m间的关系的实验中：(1)如

7、图，某同学尝试用DIS测量周期，把弹簧振子挂在力传感器的挂钩上，图中力传感器的引出端A应接到_使重物做竖直方向小幅度振动，当力的测量值最大时重物位于_若测得连续N个力最大值之间的时间间隔为t，则重物的周期为_(2) 为了探究周期T与质量m间的关系，某同学改变重物质量，多次测量，得到了下表中所示的实验数据。为了得到T与m的明确关系，该同学建立了右下图的坐标系，并将横轴用来表示质量m，请在图中标出纵轴表示的物理量，然后在坐标系中画出图线。(3)周期T与质量m间的关系是 参考答案：（1）数据采集器（1分），最低点（1分），（2分）（2）如右图（ 2分）（3）振动周期T的平方与重物的质量m成正比。（或

8、者：T2m，T2=0.20m，T2=km）（2分）12. 用多用电表欧姆档的“l0”倍率，按正确的操作步骤测此圆柱体的电阻，表盘的示数如图3所示，则该电阻的阻值约为 。参考答案：欧姆表表盘读数为22，由于选择的是“l0”倍率，故待测电阻的阻值是220。13. 如图所示，在O点处放置一个正电荷在过O点的竖直平面内的A点，自由释放一个带正电的小球，小球的质量为m、电荷量为q小球落下的轨迹如图中虚线所示，它与以O为圆心、R为半径的圆（如图中实线所示）相交于B、C两点，O、C在同一水平线上，BOC=30，A距离OC的竖直高度为h若小球通过B点的速度为v，则小球通过C点的速度大小为，小球由A到C电场力做

9、功为mv2+mgmgh参考答案：解：小球从A点到C点的过程中，电场力总体上做的是负功，重力做正功，由动能定理可以知道电荷在C点的大小是，C、D、小球由A点到C点机械能的损失就是除了重力以外的其他力做的功，即电场力做的功由动能定理得mgh+W电=则：W电=mv2+mgmgh 故答案为：，mv2+mgmgh三、 简答题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14. （10分）在2008年9月27日“神舟七号”宇航员翟志刚顺利完成出舱活动，他的第一次太空行走标志着中国航天事业全新的时代即将到来。 “神舟七号”围绕地球做圆周运动时所需的向心力是由 提供，宇航员翟志刚出舱任务之一是取回外挂的实验样品，假

10、如不小心实验样品脱手（相对速度近似为零），则它（填“会”或“不会”）做自由落体运动。设地球半径为R、质量为M ，“神舟七号”距地面高度为h，引力常数为G，试求“神舟七号”此时的速度大小。参考答案： 答案：地球引力（重力、万有引力）； 不会。（每空2分）以“神舟七号”为研究对象，由牛顿第二定律得： （2分）由匀速圆周运动可知： （2分）解得线速度 （2分）15. 如图所示，在平面直角坐标系中有一个垂直纸面向里的圆形匀强磁场，其边界过原点O和y轴上的点A（0，L）一质量为m、电荷量为e的电子从A点以初速度v0平行于x轴正方向射入磁场，并从x轴上的B点射出磁场，射出B点时的速度方向与x轴正方向的夹角

11、为60求：（1）匀强磁场的磁感应强度B的大小；（2）电子在磁场中运动的时间t参考答案：答：（1）匀强磁场的磁感应强度B的大小为 ；（2）电子在磁场中运动的时间t为考点：带电粒子在匀强磁场中的运动；牛顿第二定律；向心力专题：带电粒子在磁场中的运动专题分析：（1）电子在磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，由牛顿第二定律可以求出磁感应强度（2）根据电子转过的圆心角与电子做圆周运动的周期可以求出电子的运动时间解答：解：（1）设电子在磁场中轨迹的半径为r，运动轨迹如图，可得电子在磁场中转动的圆心角为60，由几何关系可得：rL=rcos60，解得，轨迹半径：r=2L，对于电子在磁场中运动，有：ev0

12、B=m ，解得，磁感应强度B的大小：B= ；（2）电子在磁场中转动的周期：T= = ，电子转动的圆心角为60，则电子在磁场中运动的时间t= T= ；答：（1）匀强磁场的磁感应强度B的大小为 ；（2）电子在磁场中运动的时间t为 点评：本题考查了电子在磁场中的运动，分析清楚电子运动过程，应用牛顿第二定律与周期公式即可正确解题四、计算题：本题共3小题，共计47分16. （14分）如图所示，在真空中，半径为b的虚线所围的圆形区域内存在匀强磁场，磁场方向垂直纸面向外在磁场右侧有一对平行金属板M和N，两板间距离也为b，板长为2b，两板的中心线O1O2与磁场区域的圆心O在同一直线上，两板左端与O1也在同一直

13、线上有一电荷量为q、质量为m的带正电的粒子，以速率v0从圆周上的P点沿垂直于半径OO1并指向圆心O的方向进入磁场，当从圆周上的O1点飞出磁场时，给M、N板加上如图所示电压u最后粒子刚好以平行于N板的速度，从N板的边缘飞出不计平行金属板两端的边缘效应及粒子所受的重力(1)求磁场的磁感应强度B的大小；(2)求交变电压的周期T和电压U0的值；(3)若时，将该粒子从MN板右侧沿板的中心线O2O1，仍以速率v0射入M、N之间，求粒子从磁场中射出的点到P点的距离参考答案：解析：（1）粒子自P点进入磁场，从O1点水平飞出磁场，运动的半径必为b，则 解得 （4分） （2）粒子自O1点进入磁场，最后恰好从N板的

14、边缘平行飞出，设运动时间为t，则2bv0t （2分） （2分） tnT（n1，2，） 解得 （n1，2，） （1分） （n1，2，） （1分） （3）当t=粒子以速度v0沿O2O1射入电场时，则该粒子恰好从M板边缘以平行于极板的速度射入磁场，且进入磁场的速度仍为v0，运动的轨道半径仍为b设进入磁场的点为Q，离开磁场的点为R，圆心为O3，如图所示，四边形OQ O3R是菱形，故O R QO3所以P、O、R三点共线，即POR为圆的直径即PR间的距离为2b（4分）17. （10分）如图所示，质量M = 1kg的木板静止在粗糙的水平地面上，木板与地面间的动摩擦因数1=0.1，在木板的左端放置一个质量m=

15、1kg、大小可以忽略的铁块，铁块与木板间的动摩擦因数2=0.4，取g=10m/s2，试求： （1）若木板长L=1m，在铁块上加一个水平向右的恒力F=8N，经过多长时间铁块运动到木板的右端？（2）若在木板（足够长）的右端施加一个大小从零开始连续增加的水平向左的力F，请在图中画出铁块受到的摩擦力f随力F大小变化的图像。参考答案：解析：（1）研究木块m F-2mg=ma1研究木板M 2mg-1（mg+Mg）=Ma2 L=a1t2-a2t2 解得：t=1s （2）当F1（mg+Mg）时，f=0N当1（mg+Mg）F10N时，M、m相对静止则有：F-1（mg+Mg）=（m+M）af=ma即：f=-1（N

16、） 当10N F时，m相对M滑动，此时摩擦力f=2mg=4N 18. 如图所示，一粗糙斜面 AB 与圆心角为37的光滑圆弧 BC 相切，经过 C 点的切线方向水平已知圆弧的半径为 R = 1.25 m，斜面 AB 的长度为 L = 1 m 质量为 m = 1 kg的小物块（可视为质点）在水平外力 F = 1 N作用下，从斜面顶端 A点处由静止开始，沿斜面向下运动，当到达 B 点时撤去外力，物块沿圆弧滑至 C 点抛出，若落地点 E 距离与 C 点间的水平距离为 x = 1.2 m，C 点距离地面高度为 h = 0.8 m（sin37= 0.6，cos37= 0.8 ，重力加速度 g 取10 m/s2）求：（1）物块经 C 点时对圆弧面的压力；（2）物块滑至 B 点时的速度；