2021-2022学年山东省菏泽市菜园集中学高三物理期末试题含解析

2021-2022学年山东省菏泽市菜园集中学高三物理期末试题含解析一、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.（单选）如图所示，空间的某一区域内存在着相互垂直的匀强电场和匀强磁场，一个带电粒子以某一初速度由A点进入这个区域并沿直线运动，从C点离开场区；如果这个场区只有电场，则粒子从B点离开场区；如果这个区域只有磁场，则这个粒子从D点离开场区。设粒子在上述三种情况下，从A到B、从A到C和从A到D所用的时间分别是t1、t2和t3，比较t1、t2、和t3的大小，则（）A、t1=t2=t3

B、t1=t2＜t3

C、t1＜t2=t3

D、t1＜t2＜t3参考答案：B2.如图所示，在等量异种电荷形成的电场中，画一正方形ABCD，对角线AC与两点电荷连线重合，两对角线交点O恰为电荷连线的中点。下列说法中正确的是

A．B、D两点的电场强度相同B．A点的电场强度大于C点的电场强度且两点电场强度方向相同C．一电子在B点的电势能大于在C点的电势能D．一电子沿对角线B→O→D路径移动电场力不做功参考答案：AD3.（单选）一定质量的理想气体由状态A变化到状态B，气体的压强随热力学温度的变化如图所示，则此过程中（）A．气体的密度增大B．气体对外界做功C．气体从外界吸收了热量D．气体分子的平均动能增大参考答案：解：由图线可知，在从A到B的过程中，气体温度不变，压强变大，由玻意耳定律可知，气体体积变小，VB＜VA；A、气体质量不变，体积变小，由密度公式可知气体密度变大，故A正确；B、气体体积变小，外界对气体做功，故B错误；C、气体温度不变，内能不变，△U=0，外界对气体做功，W＞0，由热力学第一定律△U=Q+W可知：Q＜0，气体要放出热量，故C错误；D、气体温度不变，分子平均动能不变，故D错误；故选：A．4.为了让乘客乘车更为舒适，某探究小组设计了一种新的交通工具，乘客的座椅能随着坡度的变化而自动调整，使座椅始终保持水平，如图所示。当此车减速上坡时，下列说法正确的是（

）

A．乘客处于失重状态B．乘客所受合力越来越小ks5uC．乘客受到水平向右的摩擦力作用D．乘客所受力的合力沿斜坡向上参考答案：A5.用电流传感器可以清楚地演示一些电学元件对电路中电流的影响，如图所示，在AB间分别接入电容器、电感线圈、定值电阻．闭合开关时，计算机显示的电流随时间变化的图象分别如图a、b、c所示，则下列判断中正确的是

A．AB间接入定值电阻显示图象aB．AB间接入电容器显示图象bC．AB间接入电感线圈显示图象cD．AB间接入电感线圈显示图象b参考答案：答案：D二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.做平抛运动的物体可以分解成水平方向上的

运动和竖直方向上的

运动．物体在水平方向上的速度为

，竖直方向上的速度为

．参考答案：匀速直线，自由落体，v0，gt．【考点】平抛运动．【分析】根据平抛运动水平方向和竖直方向上的受力情况判断物体的运动规律，再由分速度公式求解．【解答】解：平抛运动在水平方向上不受力，有初速度，根据牛顿第一定律知，物体在水平方向上做匀速直线运动．竖直方向上，物体仅受重力，初速度为零，所以竖直方向上做自由落体运动．物体在水平方向上的速度为vx=v0，竖直方向上的速度为vy=gt故答案为：匀速直线，自由落体，v0，gt．7.如图所示，内径均匀的U形管竖直放置，内部装有水银，温度为27°C时在封闭端内的空气柱长为12cm，开口端水银面比封闭端水银面高2cm，已知大气压强为p0＝75cmHg，则当温度变为___________°C时，两侧水银面高度相等，若不改变温度而在开口管内加入25cm长的水银柱，则管内空气柱长度为___________cm。参考答案：-5.14；9.52

8.（1）甲乙两个同学共同做“验证牛顿第二定律”的实验，装置如图所示。①两位同学用砝码盘（连同砝码）的重力作为小车受到的合力，需要平衡桌面的摩擦力对小车运动的影响，将长木板的一端适当垫高，在不挂砝码盘的情况下，轻推小车，能使小车做_______________运动。另外，还应满足砝码盘（连同砝码）的质量m

小车的质量M。（填“远小于”、“远大于”或“近似等于”）接下来，甲同学在保持小车质量不变的条件下，研究加速度与合力的关系；乙同学在保持合力不变的条件下，研究小车的加速度与质量的关系。②甲同学通过对小车所牵引纸带的测量，就能得出小车的加速度a。图2是某次实验所打出的一条纸带，在纸带上标出了5个计数点，在相邻的两个计数点之间还有4个点未标出，图中数据的单位是cm。实验中使用的电源是频率f=50Hz的交变电流。根据以上数据，可以算出小车的加速度a=

m/s2。（结果保留三位有效数字）（2）（12分）小明利用实验室提供的器材测量某种电阻丝材料的电阻率，所用电阻丝的电阻约为20Ω。他首先把电阻丝拉直后将其两端固定在刻度尺两端的接线柱a和b上，在电阻丝上夹上一个与接线柱c相连的小金属夹，沿电阻丝移动金属夹，可改变其与电阻丝接触点P的位置，从而改变接入电路中电阻丝的长度。可供选择的器材还有：电池组E（电动势为3.0V，内阻约1Ω）；电流表A1（量程0～100mA，内阻约5W）；电流表A2（量程0～0.6A，内阻约0.2Ω）；电阻箱R（0～999.9W）；开关、导线若干。小明的实验操作步骤如下：A．用螺旋测微器在电阻丝上三个不同的位置分别测量电阻丝的直径d；B．根据所提供的实验器材，设计并连接好如图甲所示的实验电路；C．调节电阻箱使其接入电路中的电阻值较大，闭合开关；D．将金属夹夹在电阻丝上某位置，调整电阻箱接入电路中的电阻值，使电流表满偏，记录电阻箱的电阻值R和接入电路的电阻丝长度L；E．改变金属夹与电阻丝接触点的位置，调整电阻箱接入电路中的阻值，使电流表再次满偏。重复多次，记录每一次电阻箱的电阻值R和接入电路的电阻丝长度L。F．断开开关。①小明某次用螺旋测微器测量电阻丝直径时其示数如图乙所示，则这次测量中该电阻丝直径的测量值d=____________mm；②实验中电流表应选择_____________（选填“A1”或“A2”）；③小明用记录的多组电阻箱的电阻值R和对应的接入电路中电阻丝长度L的数据，绘出了如图丙所示的R-L关系图线，图线在R轴的截距为R0，在L轴的截距为L0，再结合测出的电阻丝直径d，可求出这种电阻丝材料的电阻率r=____________（用给定的物理量符号和已知常数表示）。④若在本实验中的操作、读数及计算均正确无误，那么由于电流表内阻的存在，对电阻率的测量结果是否会产生影响？若有影响，请说明测量结果将偏大还是偏小。（不要求分析的过程，只回答出分析结果即可）答：

。参考答案：1）（6分）①匀速直线（2分）远小于

（2分）

②0.343

（2分）（2）（12分）①0.728～0.732……（3分）

②A1……（3分）③……（3分）

④不产生影响……（3分）9.在学了自由落体运动这一部分内容后，有同学计算，若有雨滴从距地面2.5km高空自由落下，到达地面时速度将超过200m／s，事实上谁也未见过如此高速的雨滴．这引发了一些同学的思考：雨滴在下落时肯定受到了空气阻力的作用．那它究竟是如何运动的呢?有一组同学设计了一个实验，用胶木球在水中的自由下落来模拟雨滴在空气中的下落过程．实验中，胶木球从某一高度竖直落下，用闪光照相方法拍摄了小球在不同时刻的位置，如图所示．(1)请你根据此闪光照片定性描述出小球的运动情形：_______________；(2)对于小球下落时所受的阻力，我们可以作最简单的猜想：阻力(F)与小球速度(v)_________________，即F＝k__________(k为阻力常数)．已知照相机的闪光频率为f，图中刻度尺的最小分度为s0，小球的质量为m．若猜想成立，则由此闪光照片及上述已知条件可求得胶木球在水中下落时的阻力常数k＝________________。参考答案：10.如图所示，质量为m、边长为L的正方形线圈ABCD由n匝导线绕成，导线中通有顺时针方向大小为I的电流，在AB边的中点用细线竖直悬挂于轻杆右端，轻杆左端通过竖直的弹簧与地面相连，轻杆可绕杆中央的固定转轴O在竖直平面内转动．在图中虚线的下方，有与线圈平面垂直的匀强磁场，磁感强度为B，平衡时，CD边水平且线圈有一半面积在磁场中，忽略电流I产生的磁场，穿过线圈的磁通量为；弹簧受到的拉力为mg+nBIL．参考答案：解：穿过线圈的磁通量为：=；根据左手定则可知，CD边所受安培力为nBIL，而方向竖直向下；由杠杆平衡条件得：mg+nBIL=F拉，解得：F拉=mg+nBIL故答案为：，mg+nBIL11.如图所示，是一列横波在某一时刻的波形图象．已知这列波的频率为5Hz，此时的质点正向轴正方向振动，由此可知：这列波正在沿轴

(填“正”或“负”)方向传播，波速大小为

m/s.参考答案：负，1012.

（选修3－4模块）（5分）机械波和电磁波都能传递能量，其中电磁波的能量随波的频率的增大而

。波的传播及其速度与介质有一定的关系，在真空中，机械波是

传播的，电磁波是

传播的。（填能、不能、不确定），在从空气进入水的过程中，机械波的传播速度将

，电磁波的传播速度将

（填增大、减小、不变）。参考答案：答案：增大

不能

能

增大

减小13.某同学用如图所示的装置验证动能定理．为提高实验精度，该同学多次改变小滑块下落高度胃的值．测出对应的平撼水平位移x，并算出x2如下表，进而画出x2一H图线如图所示：

①原理分析：若滑块在下滑过程中所受阻力很小．则只要测量量满足

，便可验证动能定理．

②实验结果分析：实验中获得的图线未过坐标原点，而交在了大约(0.2h，0)处，原因是

。参考答案：①x2与H成正比

②滑块需要克服阻力做功三、实验题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.如图12所示，（甲）图是某学生测量“匀变速直线运动的加速度”的实验装置，由于实验中连接重物和木块的细线过长，所以当重物着地后，木块还会在木板上继续滑行，图（乙）所示纸带是重物着地后的一段打点纸带（注意图中任两个计数点间都有四个点没有标出）。若打点计时器所用的交流电频率为50Hz，则木块的加速度为a=_____m/s2，木块与木板间的动摩擦因数μ=_____。（g=10m/s2忽略空气阻力以及纸带与打点计时器间的摩擦，所有结果保留两位有效数字）参考答案：

－0．50

；

0．050

（或5．0×10－2）15.金属材料的电阻率通常随温度的升高而增大，半导体材料的电阻率随温度的升高而减少。某同学需要研究某导电材料的导电规律，他用该种导电材料制作为电阻较小的线状元件Z做实验，测量元件Z中的电流随两端电压从零逐渐增大过程中的变化规律。（1）他应选用下图所示的______电路进行实验；（2）实验测得元件Z的电压与电流的关系如下表所示。根据表中数据，判断元件Z是______（填“金属材料”或“半导体材料”）；（3）用螺旋测微器测量线状元件Z的直径如图所示，则元件Z的直径是_________mm。（4）把元件Z接入如图所示的电路中，当电阻R的阻值为R1=2Ω时，电流表的读数为1.25A；当电阻R的阻值为R2=3.6Ω时，电流表的读数为0.80A.结合上表数据，求出电池的电动势为________V,内阻为________Ω.(不计电流表的内阻)参考答案：四、计算题：本题共3小题，共计47分16.如图所示，直角三角形ABC为一三棱镜的截面，∠C＝90°，∠A＝60°，现有一束单色光垂直AB面，从P点进入三棱镜。在BC面上出射光线与AB面上出射光线夹角为105°．求：（i）该三棱镜的折射率：（ii）该光束在AC面上是否有出射光线？参考答案：（i）（ii）该光束在AC面上没有出射光线【详解】（i）如图所示，为光在三棱镜中的光路图。根据几何关系可知，从AB面出射的光线恰好与AB面垂直，α＝60°

θ＝30°，β＝45°根据折射定律得：解得：n＝（2）设光从三棱镜射向空气的临界角为C，由sinC＝，得:C＝45°因α＞C，所以光线在AC面发生全反射，无光线射出。17.如图甲所示，电荷量为q=1×10-4C的带正电的小物块置于绝缘水平面上，所在空间存在方向沿水平向右的电场，电场强度E的大小与时间的关系如图乙所示，物块运动的速度v与时间t的关系如图丙所示，取重力加速度g=10m/s2．求：（1）物体的质量m;（2）物块与水平面间的动摩擦因数μ;（3）前4s内电场力做的功。参考答案：（1）由题意得

在2—4秒内由图像得：qE2=umg

。前2秒物块的加速度a=