2021-2022学年广东省湛江市麻章中学高三物理上学期期末试卷含解析

2021-2022学年广东省湛江市麻章中学高三物理上学期期末试卷含解析一、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.（单选）如图1所示，劲度系数为k的轻弹簧竖直放置，下端固定在水平地面上，一质量为m的小球，从离弹簧上端高h处自由释放，压上弹簧后与弹簧一起运动．若以小球开始下落的位置为原点，沿竖直向下建一坐标系ox，则小球的速度v2随x的变化图象如图2所示．其中OA段为直线，AB段是与OA相切于A点的曲线，BC是平滑的曲线，则关于A、B、C各点对应的位置坐标及加速度，以下说法正确的是（）A．xA=h，aA=0B．xB=h，aB=gC．xB=h+，aB=0D．xC=h+，aC＞g参考答案：考点：牛顿第二定律．专题：牛顿运动定律综合专题．分析：由小球OA段是直线可以知道，其加速度恒定，故此段代表小球接触弹簧前的运动，故而可以知道A点的位置坐标为h由图知B点加速度为零，既此时弹力等于重力，故由此可以求得弹簧形变量，继而可以知道B的坐标．而D点的速度为零，即弹簧被压缩到最大，由此可以知此时弹力大于重力，故而此点的加速度一定不是零．解答：解：A、由小球OA段是直线可以知道，其加速度恒定，故此段代表小球接触弹簧前的自由落体运动，故而可以知道A点的位置坐标为h，加速度为重力加速度，故A错误；B、由图知B点加速度为零，既此时弹力等于重力，此时弹簧形变量为：，故B点坐标为：，故B错误；C：由B知C正确；D：小球过B后会继续会继续向下运动，故而D点的坐标应大于B点的坐标，由在B点时弹力已经等于重力，故在D点时弹力一定大于重力，故D错误；故选：C．点评：本题难点一是对图象的识别和理解，二是由图象分析小球的几个特殊运动阶段，对这种小球弹簧的一般分为三个阶段：自由落体，弹力小于重力，弹力大于重力．各自运动性质不一样，应注意掌握．2.如图所示，将圆柱形强磁铁吸在干电池负极，金属导线折成上端有一支点、下端开口的导线框，使导线框的顶端支点和底端分别与电源正极和磁铁都接触良好但不固定，这样整个线框就可以绕电池轴心旋转起来．下列判断中正确的是A.线框能旋转起来，是因为电磁感应B.俯视观察，线框沿顺时针方向旋转C.电池输出的电功率大于线框旋转的机械功率D.旋转达到稳定时，线框中电流比刚开始转动时的大参考答案：C试题分析：根据左手定则判断螺丝钉的转动方向，根据能量守恒定律判断电流的大小解：A、小磁铁产生的磁场方向为螺丝的下端A向下流向磁铁，对螺丝的下端平台侧面分析，扁圆柱形磁铁上端为S极，下端为N极周围磁感线由上往下斜穿入螺丝内部在垂直于纸面向外的径向上，磁感应线有垂直于纸面向里的分量在此径向上的负电荷由下往上运动，由左手定则知：此负电荷受到垂直于径向沿纸面向右的洛伦兹力，即在径向的左垂线方向；同理，其他任一径向上电荷均受到左垂线方向的洛伦兹力（中心原点除外）所以，由上往下看（俯视），螺丝沿逆时针转动，所以该装置的原理是电流在磁场中的受力，不是电磁感应．故A错误，B正确；C、因为电源消耗的总功率一部分转化为内能，另一部分转化为动能，所以总功率大于热功率．故C正确．D、受到的安培力开始时使线圈做加速运动，当安培力等于阻力时速度达到最大．故D错误故选：BC【点评】解决本题的关键掌握左手定则判断安培力的方向，以及知道在本题中电能部分转化为内能，还有部分转化为机械能3.（单选）在物理学的发展过程中，科学的物理思想与方法对物理学的发展起到了重要作用，下列关于物理思想和方法说法不正确的是（）A．质点和点电荷是同一种思想方法B．重心、合力和分力、总电阻都体现了等效替换的思想C．伽利略用小球在斜面上的运动验证了速度与位移成正比D．加速度、电场强度、电势都是采取比值法定义的物理量参考答案：解：A、质点及点电荷采用了理想化的物理模型的方法，所以质点和点电荷是同一种思想方法，故A正确；B、重心、合力和分力、总电阻都采用了等效替代的思想，故B正确；C、伽利略提出了“落体运动的速度v与时间t成正比”的观点，不是速度跟位移成正比，故C错误；D、加速度、电场强度、电势都是采取比值法定义的物理量．故D正确；本题选错误的，故选：C．4.（单选）目前，在地球周围有许多人造地球卫星绕着它运转，其中一些卫星的轨道可近似为圆，且轨道半径逐渐变小。若卫星在轨道半径逐渐变小的过程中，只受到地球引力和稀薄气体阻力的作用，则下列判断正确的是（

）A．卫星的动能逐渐减小

B．由于地球引力做正功，引力势能一定减小 C．由于气体阻力做负功，地球引力做正功，机械能保持不变

D．卫星克服气体阻力做的功等于引力势能的减小参考答案：．B卫星轨道半径逐渐减小，线速度可认为依然满足，则卫星的动能逐渐增大，A错误。由于，则引力势能减小，B正确。由于，有非重力做功，则机械能不守恒，C错误。由，所以，可知D错误。5.（多选）如图甲所示，轻质弹簧上端固定，下端悬挂一个质量m=0.5kg的物块，处于静止状态．以物块所在处为原点，竖直向下为正方向建立x轴，重力加速度g=10m/s2．现对物块施加竖直向下的拉力F，F随x变化的情况如图乙所示．若物块运动至x=0.4m处时速度为零，则物块在下移0.4m的过程中，弹簧的弹性势能的增加量为（）A． 5.5J B． 3.5J C． 2.0J D． 1.5J参考答案：A解：由图线与坐标轴围成的面积表示功可以得到力F做的功：W=×（5+10）×0.2+10×（0.4﹣0.2）=3.5J设克服弹簧弹力做的功为WF，根据动能定理：W﹣WF+mgx=03.5﹣WF+0.5×10×0.4=0得：WF=5.5J则EP=5.5J故选：A．二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.一探测飞船，在以X星球中心为圆心、半径为r1的圆轨道上运动，周期为T1，则X星球的质量为M＝__________；当飞船进入到离X星球表面更近的、半径为r2的圆轨道上运动时的周期为T2＝___________。（已知引力常量为G）参考答案：，T17.某同学设计了如下实验方案用来‘验证牛顿运动定律’:

(1)如图甲所示，将木板有定滑轮的一端垫起，把滑块通过细绳与带夹的重锤相连，然后跨过定滑轮，重锤下夹一纸带，穿过打点计时器。调整木板倾角，直到轻推滑块后，滑块沿木板匀速运动。

(2)如图乙所示，保持长木板的倾角不变，将打点计时器安装在长木板上靠近滑轮处，取下细绳和重锤，将滑块与纸带相连，使其穿过打点计时器，然后接通电源释放滑块，使之由静止开始加速运动。打点计时器使用的交流电的频率为50Hz，打出的纸带如图丙所示，A,B,C,D,E是纸带上五个计数点。

①图乙中滑块下滑的加速度为_______。(结果保留两位有效数字)

②若重锤质量为m，滑块质量为M,重力加速度为g，则滑块加速下滑受到的合力为________。

③某同学在保持滑块质量不变的情况下，通过多次改变滑块所受合力，由实验数据作出的a-F，图象如图丁所示，则滑块的质量为______kg.(结果保留两位有效数字)参考答案：8.一位同学受到“研究平抛运动”昀实验启示，他想用如图所示的装置来验证动量守恒定律：一光滑水平台上，等大的甲、乙两小球间有一根被压缩的轻质弹簧，弹簧的原长较短。当弹簧突然释放后，两个小球被弹簧弹射，分别落在水平地面上的P、Q两点，然后该同学进行了下列物理量的测量：A．用天平测出甲、乙两个小球的质量分别是m1、m2B．用米尺测出甲、乙两个小球的落地点与平台边缘的水平距离分别为s1、s2C．用米尺测出平台离地面的高度h(1)上面的三个步骤中，你认为不必要的步骤有____（填序号）。(2)根据需要选用上面A、B、C三个步骤中的物理量来表示，只要满足关系式_________,则说明弹簧弹射小球的过程中动量守恒。参考答案：

(1).C

(2).m1s1?m2s2【详解】（1）两球均做平抛运动，因高度相同，则时间相同；要验证的表达式：m1v1-m2v2=0，即，即m1s1?m2s2，故不需要测量平台离地面的高度h，即不必要的步骤有C；（2）只要满足关系式m1s1?m2s2，则说明弹簧弹射小球的过程中动量守恒。9.

（选修3－3（含2－2））（4分）已知某物质摩尔质量为M，密度为ρ，阿伏加德罗常数为NA，则该物质的分子质量为

，单位体积的分子数为

。参考答案：答案：M/NA（2分）

；

ρNA/M（2分）10.如图所示是一列沿x轴负方向传播的简谐横波在t=0时刻的波形图，已知波的传播速度v=2m/s，则x=1.5m处质点的振动函数表达式y=

▲

cm，x=2.0m处质点在0-1.5s内通过的路程为

▲

cm。参考答案：、3011.某同学从冰箱冷冻室中取出经较长时间冷冻的空烧瓶后，迅速把一个气球紧密地套在瓶口上，并将烧瓶放进盛有热水的烧杯里，气球逐渐膨胀起来，如图所示．烧瓶和气球里的气体内能＿＿＿(选填“增大”、“不变”或“减小”)，外界对气体＿＿＿(选填“做正功”、“做负功”或“不做功”)参考答案：增大

做负功12.如图所示是半径为5cm的玻璃球，某单色细光束AB通过此玻璃球时的折射率为，光束AB平行于过球心的直线MN，且两线相距2.5cm，CD为出射光线。则此单色光线AB进入玻璃球时的折射角为

，出射光线CD与MN所成的角为

。参考答案：300，300。13.一列简谐横波沿x轴正方向传播，t=0时刻的波形如图19所示，经0.6s时间质点a从t=0开始第一次到达波峰位置，则这列波的传播速度为

m/s，质点b第一次出现在波谷的时刻为

s。参考答案：5

1.4因为a第一次到波峰的时间为=0.6，T=0.8s，波长λ=4m，由v==5m/s。波传到8m处的时间为一个T，又经到波谷，所以时间t=T+=1.4s。三、实验题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.对某导电元件（圆柱状）进行研究，图甲是说明书中给出的伏安特性曲线．

（1）用多用表的欧姆挡试测元件在常温下的电阻，操作步骤正确，发现表头指针偏转的角度过大或过小时应选用其它挡位测量，换挡后进行测量之前，应当

．

（2）可由U—I图线得到各状态下的电阻值，为了进一步研究材料电阻率，需要测量元件的长度和截面直径，如图乙，用螺旋测微器测得的直径读数为

mm。

（3）实验室中提供以下器材：

A．电压表V（量程为0~3V，内阻约5k）

B．电流表A（量程为0～0．6A，内阻约0．l）

C．滑动变阻器R1（0一l0，额定电流1．5A）D．滑动变阻器R2（0一l000，额定电流0．5A）

E．直流电源（电动势3V，内阻忽略不计）

F．电键一个、导线若干

设计一个电路，验证该元件的伏安特性线是否和说明书中所给的一致，则滑动变阻器应选择

；试在图丙方框中画出实验原理图．参考答案：15.某同学利用螺旋测微器测量一金属板的厚度。该螺旋测微器校零时的示数如图（a）所示，测量金属板厚度时的示数如图（b）所示。图（a）所示读数为_________mm，图（b）所示读数为_________mm，所测金属板的厚度为_________mm。参考答案：0.010；

6.870；

6.860四、计算题：本题共3小题，共计47分16.如图所示，有一与地面平行的、沿水平方向的有界匀强磁场，磁场区域高度为h，有一宽度为b（b<h）、电阻为R、质量为m的矩形金属线框（导线粗细均匀），紧贴磁场区域的上边界从静止起竖直下落，结果线框下边刚出磁场下边界时，线框就做匀速运动。已知线框穿出磁场过程产生的热量是穿入磁场过程产生热量的2倍。重力加速度为g，求：（1）线框匀速穿出磁场时的速度大小；（2）线框穿出磁场过程中，线框中感应电流大小；（3）线框下落速度时，线框的加速度大小；（4）换用相同材料的导线较粗的线框，其它条件均不变，试描述线框穿出磁场过程的运动情况，并比较粗、细两个线框穿越整个磁场过程产生热量的大小关系。参考答案：（1）由题意，线框匀速穿出磁场区域，设穿出时产生的热量为Q2，由动能定理得：

（1分）设线框穿入时产生的热量为Q1，由题意有：

设线框穿出磁场时的速度大小为vm，对线框由静止到刚要离开磁场区域过程，由动能定理可得：

（2分）解得：

（2分）（2）设磁场的磁感应强度为B，线框切割磁感线的长度为l。线框匀速穿出时，由平衡条件可得：

（1分）又由：

（1分）即：

将代入上式得：

（1分）代入上式得：

（2分）（3）设线框恰好完全进入磁场时的速度为v1，对线框由恰好完全进入磁场到刚要穿出磁场过程研究，线框只受重力作用，由动能定理可得：可得：，说明当时，线框还未完全进入磁场。

（2分）对线框由牛顿第二定律得：

（1分）代入得：

（2分）（4）换用相同材料的导线较粗的线框时，唯一不同的是两线框导线横截面积s的不同，若能说明线框的速度与s无关，便可知道线框的运动情况跟原来的完全相同。当线框进入磁场后速度为v时，对线框研究，由牛顿第二定律得：加速度：

（1分）设导线的电阻率为，密度为，线框总长度为L，则有：

（1分）可见，此时加速度a与导线横截面积s无关，由此类推，便可知速度v与导线横截面积s无关。故粗线框穿出磁场过程也是匀速运动，速度大小也为。

（2分）设全过程线框产生的热量