江西省吉安市日光中学2021-2022学年高三物理上学期期末试卷含解析

江西省吉安市日光中学2021-2022学年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.某导体周围等势面和电场线（带有箭头为电场线）如图所示，已知两个相邻等势面间的电势差相等，则A．a点和d点的电场强度一定相同B．a点的电势一定低于b点的电势C．将负电荷从c点移到d点，电场力做正功D．将正电荷从c点沿虚线移到e点，电势能先减小后增大参考答案：B2.物理学是一门以实验为基础的科学，任何理论和学说的建立都离不开实验。下面有关物理实验与物理理论或学说关系的说法中不正确的是（

）A．α粒子散射实验表明了原子具有核式结构B．光电效应实验证实了光具有粒子性C．电子的发现表明了原子不是构成物质的最小微粒D．天然放射现象的发现证实了玻尔原子理论参考答案：D3.（单选）如图所示，在1687年出版的《自然哲学的数学原理》一书中，牛顿设想，抛出速度很大时，物体就不会落回地面．已知地球半径为R，月球绕地球公转的轨道半径为n2R，周期为T，不计空气阻力，为实现牛顿设想，抛出的速度至少为（）A．B．C．D．参考答案：解：根据万有引力提供向心力，即=mr=n2R在地球表面附近，万有引力等于重力得：G=m，解得：v=．故选：D．4.（多选）（2014秋?广饶县月考）发射地球同步卫星时，先将卫星发射到近地圆轨道1，然后经点火使其沿椭圆轨道2运行，最后再次点火，将卫星送入同步圆轨道3．轨道1与2相切于Q点，轨道2与3相切于P点，如图所示，则当卫星分别在1、2、3轨道上正常运行时，以下说法正确的是（）A． 卫星在轨道3上的速率大于它在轨道1上的速率B． 卫星在轨道3上的角速度小于它在轨道1上的角速度C． 卫星在轨道1上经过Q点时的速率小于它在轨道2上经过Q点时的速率D． 卫星在轨道2上运动的周期小于它在轨道3上运动的周期参考答案：BCD解：A、人造卫星绕地球做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力，设卫星的质量为m、轨道半径为r、地球质量为M，有解得：轨道3半径比轨道1半径大，卫星在轨道1上线速度较大，故A错误；B、ω==轨道3半径比轨道1半径大，卫星在轨道3上角速度较小，故B正确；C、从轨道Ⅰ到轨道Ⅱ，卫星在Q点是做逐渐远离圆心的运动，要实现这个运动必须使卫星所需向心力大于万有引力，所以应给卫星加速，增加所需的向心力．所以在轨道Ⅱ上Q点的速度大于轨道上ⅠQ点的速度．故C正确．D、根据开普勒第三定律，轨道半径或半长轴越大，周期越大，故卫星在轨道2上运动的周期小于它在轨道3上运动的周期，故D正确．故选：BCD．5.（多选）如图为一质点沿直线运动的图像，已知质点从零时刻出发，在2T时刻恰好返回出发点。则下列说法正确的是(

)A．0～T与T～2T时间内的位移相同

B．质点在1.5T时离出发点最远C．T秒末与2T秒末速度大小之比为1:2D．0～T与T～2T时间内的加速度大小之比为1:3参考答案：CD二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.在探究动能定理的实验中，某实验小组组装了一套如图所示的装置，拉力传感器固定在小车上，一端与细绳相连，用拉力传感器记录小车受到拉力的大小。穿过打点计时器的纸带与小车尾部相连接，打点计时器打点周期为T，实验的部分步骤如下：①平衡小车所受的阻力：不挂钩码，调整木板右端的高度，用手轻推小车，直到打点计时器打出一系列________的点．②测量小车和拉力传感器的总质量M，按图组装好仪器，并连接好所需电路，将小车停在打点计时器附近，先接通拉力传感器和打点计时器的电源，然后

，打出一条纸带，关闭电源．③在打出的纸带中选择一条比较理想的纸带如图所示，在纸带上按打点先后顺序依次取O、A、B、C、D、E等多个计数点，各个计数点到O点间的距离分别用hA、hB、hC、hD、hE……表示，则小车和拉力传感器在计时器打下D点时的动能表达式为

，若拉力传感器的读数为F，计时器打下A点到打下D点过程中，细绳拉力对小车所做功的表达式为

．④某同学以A点为起始点，以A点到各个计数点动能的增量为纵坐标，以A点到各个计数点拉力对小车所做的功W为横坐标，得到一条过原点的倾角为45°的直线，由此可以得到的结论是

．参考答案：①间距相等

（2分，其他表述正确的同样给分）

②释放小车

（2分）

③（2分）；（2分）④外力所做的功，等于物体动能的变化量（2分，其他表述正确的同样给分）7.一质点由位置A向北运动了4m，又转向东运动了3m，到达B点，然后转向南运动了1m，到达C点，在上述过程中质点运动的路程是

m，运动的位移是

m。参考答案：8，8.如图所示，将边长为a、质量为m、电阻为R的正方形导线框竖直向上抛出，穿过宽度为b、磁感应强度为B的匀强磁场，磁场的方向垂直纸面向里。线框向上离开磁场时的速度刚好是进入磁场时速度的一半，线框离开磁场后继续上升一段高度，然后落下并匀速进入磁场。整个运动过程中始终存在着大小恒定的空气阻力Ff，且线框不发生转动，则：线框在上升阶段刚离开磁场时的速度v1=

，线框在上升阶段通过磁场过程中产生的焦耳热Q=

。

参考答案：9.如图所示，质量为m、边长为L的等边三角形abc导线框悬挂于水平轻杆一端，离杆左端1/3处有固定转轴O，杆另一端通过细线连接地面．导线框处于磁感应强度为B的匀强磁场中，且与磁场垂直．当线圈中逆时针电流为I时，bc边所受安培力的大小及方向是___________________；接地细线对杆的拉力为____________．

参考答案：BIL向上；

mg/210.如右图所示是利用闪光照相研究平抛运动的示意图。小球A由斜槽滚下，从桌边缘水平抛出，当它恰好离开桌[边缘时，小球B也同时下落，用闪光相机拍摄的照片中B球有四个像，相邻两像间实际下落距离已在图中标出，单位cm，如图所示。两球恰在位置4相碰。则两球经过

s时间相碰，A球离开桌面时的速度

m/s。(g取10m/s2)参考答案：0.3

1.5平抛运动水平方向为匀速运动，竖直方向为自由落体运动，由于在位置4相碰，所以有：h=gt2，x=v0t，将h=5cm+15cm+25cm=45cm，带入解得：t=0.3s，v0=1.5m/s．11.在“用打点计时器测速度”的实验中，交流电源频率为50HZ，打出一段纸带如图所示．纸带经过2号计数点时，测得的瞬时速度υ=

m/s．若实验时交流电源频率大于50Hz，则纸带经过2号点的实际速度

（选填“大于”、“小于”、“等于”）测量速度．参考答案：0.36；大于．【考点】探究小车速度随时间变化的规律．【分析】根据匀变速直线运动的推论公式△x=aT2可以求出加速度的大小，根据匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度，可以求出打纸带上2点时小车的瞬时速度大小．【解答】解：从0点开始每5个点取一个计数点，所以相邻计数点间的时间间隔为0.02×5=0.1s根据匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度，可以求出打纸带上2点时小车的瞬时速度大小．小车到计数点2时的瞬时速度v2==m/s=0.36m/s，如果在某次实验中，交流电的频率偏离50Hz，交流电的频率偏高而未被发觉，那么实际打点周期变小，据v=可知，测出的速度数值将比真实值偏小．根据运动学公式△x=at2得：真实的加速度值就会偏小，所以测量的加速度值与真实的加速度值相比是偏大．故答案为：0.36；大于．12.如图所示，长度为L=6m、倾角θ＝30°的斜面AB，在斜面顶端B向左水平抛出小球1、同时在底端A正上方某高度处水平向右抛出小球2，小球2垂直撞在斜面上的位置P，小球1也同时落在P点，则两球平抛下落的高度为__________,下落的时间为_______。（v1、v2为未知量）参考答案：1.8m,

0.6s13.打点计时器是一种使用_____（填“交”或“直”）流电源的计时仪器。如图所示是打点计时器测定匀加速直线运动的加速度时得到的一条纸带，测出AB=1.2cm，AC=3.6cm，AD=7.2cm，计数点A、B、C、D中，每相邻的两个计数点之间有四个小点未画出，则运动物体的加速度a=__________m/s2，打B点时运动物体的速度vB=__________m/s。参考答案：三、实验题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.某同学为了测量木质材料与金属材料间的动摩擦因数，设计了一个实验方案：实验装置如图甲所示，金属板放在水平桌面上，且始终静止。他先用打点计时器测出木块运动的加速度，再利用牛顿第二定律计算出动摩擦因数。（1）实验时_________（填“需要”或“不需要”）使砝码和砝码盘的质量m远小于木块的质量M；_______（填“需要”或“不需要”）把金属板的一端适当垫高来平衡摩擦力。（2）图乙是某次实验时打点计时器所打出的纸带的一部分，纸带上计数点间的距离如图所示，则打点计时器打A点时木块的速度为___________m/s；木块运动的加速度为______。（打点计时器所用电源的频率为50Hz，结果均保留两位小数）。（3）若打图乙纸带时砝码和砝码盘的总质量为50g，木块的质量为200g，则测得木质材料与金属材料间的动摩擦因数为__________（重力加速度g=10m/s2，结果保留两位有效数字）参考答案：

(1).（1）不需要

(2).不需要

(3).（2）1.58，

(4).0.75，

(5).0.16(1)本实验是测量摩擦因数,故不需要平衡摩擦力,根据逐差法求得木块的加速度,把木块和砝码及砝码盘作为整体利用牛顿第二定律求得摩擦因数,故不需要使砝码和砝码盘的质量m远小于木块的质量M

(2)A点的瞬时速度为:

B点的瞬时速度为:

加速度为:

(3)根据牛顿第二定律可以知道:,

代入数据计算得出:综上所述本题答案是：(1).不需要；

不需要

（2）1.58；

0.75

（3）0.1615.（12分）从下表中选出适当的实验器材，设计一电路来测量“金属丝的电阻率”。要求方法简捷，有尽可能高的测量精度，并能得到多组数据。金属丝（L）

长度为L-0

直径为D

电阻约为几欧姆电流表（A1）

量程10mA

内阻r1=40Ω电流表（A2）

量程500A

内阻r2=750Ω电压表（V）

量程10V

内阻10kΩ电阻（R1）

阻值为100Ω

起保护作用滑动变阻器（R2）

总阻值约20Ω

额定电流1A滑动变阻器（R3）

总阻值约100Ω

额定电流10mA电池（E）[电动势1.5V内阻很小]

开关（S）

导线若干（1）（4分）在下列方框中画出电路图，并标明所用器材的代号。(2)（4分）根据你的设计方案的实验电路图，把所选仪器连成实际测量电路．

（3）（4分）若选测量数据中的一组数据计算电阻率，则所用的表达式=

，式中各符号的意义是

。参考答案：答案：（1）（4分）电路图如图，因为电源电动势E=1.5V，而电压表量程为10V，读数不明显，所以不选电压表。已知内阻的电流表可测电压，所以选用A1或A2测电压，R2的电阻约为20Ω，题中要求测多组数据，故采用分压接法，电路图如图所示。（2）（4分）实物连接如图（略）

（3）（4分）因为

所以，得，式中：I1为A1的读数，I2为A2的读数，r1为A1的内阻，r2为A2的内阻，L0为金属丝的长度，D为金属丝的直径。四、计算题：本题共3小题，共计47分16.如图所示，两根不计电阻的倾斜平行导轨与水平面的夹角θ=37o，底端接电阻R=1.5Ω.金属棒ab的质量为m=0.2kg.电阻r=0.5Ω，垂直搁在导轨上从x=0处由静止开始下滑，金属棒ab与导轨间的动摩擦因数为μ=0.25，虚线为一曲线方程y=0.8sin(x)m与x轴所围空间区域存在着匀强磁场，磁感应强度B=0.5T，方向垂直于导轨平面向上（取g=10m/s2，sin37o=0.6，cos37o=0.8）。问：（1）当金属棒ab运动到xo=6m处时，电路中的瞬时电功率为0.8W，此时金属棒的速度多大；（2）在上述过程中，安培力对金属棒ab做了多少功；（3）若金属棒以2m/s的速度从x=0处匀速下滑至xo=6m处，电阻R上产生的焦耳热为多大。参考答案：1）金属棒ab从静止开始运动至x0=6m处，

y′=0.8sin(x0)m=0.8m

(2分)设金属棒在x0处的速度为v，切割磁感线运动产生感应电动势为E′E′=By′v

(2分)

此时电路中消耗的电功率为P′P′

(2分)由以上得：m/s

(2分)(2)此过程中安培力对金属棒做功为W安，根据动能定理

mgsin370?S－μmgcos370?S+W安=mv2

(2分)联解得

W安=-3.8J

(2分)(3)

(4分)17.武汉到成都的铁路线上有很多隧道，一辆长为L的动车以加速度a匀加速通过某处的平直隧道（隧道长度大于动车长度），若动车通过隧道人口的时间为t1，动车通过隧道出口的时间为