江西省宜春市上高泗溪中学2021-2022学年高三物理期末试题含解析

江西省宜春市上高泗溪中学2021-2022学年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.由于天气原因断电，某小区启动了临时供电系统，它由备用发电机和副线圈匝数可调的变压器组成，如图所示，图中R0表示输电线的电阻。滑动触头P置于某处时，用户的用电器恰好正常工作，在下列情况下，要保证用电器仍能正常工作，则(

)A．当发电机输出的电压发生波动使V1示数小于正常值，用电器不变时，应使滑动触头P向上滑动B．当发电机输出的电压发生波动使V1示数小于正常值，用电器不变时，应使滑动触头P向下滑动C．如果V1示数保持正常值不变，那么当用电器增加时，滑动触头P应向上滑D．如果V1示数保持正常值不变，那么当用电器增加时，滑动触头P应向下滑参考答案：AC2.（多选）如图所示，将一质量为m的小球从空中O点以速度v0水平抛山，飞行一段时间后，小球经过P点时动能Ek=5mv，不计空气阻力，则小球从O到P（）A．下落的高度为B．经过的时间为C．运动方向改变的角度为arctanD．速度增量为3v0，方向竖直向下参考答案：考点：平抛运动．专题：平抛运动专题．分析：A、结合P点的动能求出P点竖直方向上的分速度，结合速度位移公式求出小球从O点到P点下落的高度；B、根据动能的改变量为重力做功增加量，求出下落的高度，根据自由落体的位移时间公式求出时间；C、根据平行四边形定则求出运动方向改变的角度；D、速度的增量为加速度与时间的乘积，直接计算出结果．解答：解：AD、小球在P点的动能：，解得：vy=3v0；O和P点的高度差：；故选项A错误，D正确；B、经过的时间满足竖直方向上的位移时间公式：，代入h解得：；故选项B正确；C、设运动方向改变的角度为θ，知P点的速度方向与水平方向的夹角为θ，则：，解得θ=arctan3，故选项C错误；故选：BD．点评：解决本题的关键知道平抛运动在水平方向和竖直方向上的运动规律，结合平行四边形定则，抓住等时性，运用运动学公式灵活求解．3.宇宙飞船绕地球做匀速圆周运动，关于宇宙飞船内的宇航员，有下列几种说法正确的是（

）A．航天员处于超重状态

B．航天员处于失重状态C．航天员不受地球引力

D．航天员仍受地球引力，参考答案：BD4.质量为m的物体从桌边竖直向上抛出，桌面离地面高度为h，小球到达的最高点距桌面高为H，若以桌面为零势能面，则小球落地时的机械能为A．mgH

B．mgh

C．mg(H+h)

D．mg(H－h)参考答案：A取桌面为零势能面，小球的机械能守恒，在最高点时的机械能为mgH，所以整个过程中的机械能都是mgH，所以A正确。5.（单选）某大型游乐场内的新型滑梯放在水平地面上，可以等效为如图所示的物理模型。一个小朋友在AB段的动摩擦因数，BC段的动摩擦因数为，他从A点开始下滑，滑到C点恰好静止，整个过程中滑梯保持静止状态。则该小朋友从斜面顶端A点滑到底端C点的过程中

（

）A．地面对滑梯始终无摩擦力作用B．地面对滑梯的摩擦力方向先水平向左，后水平向右C．地面对滑梯的支持力的大小始终等于小朋友和滑梯的总重力的大小D．地面对滑梯的支持力的大小先大于、后小于小朋友和滑梯的总重力的大小参考答案：B。小朋友在AB段做匀加速直线运动，加速度沿斜面向下；在BC段做匀减速直线运动，加速度沿斜面向上，再将两个加速度进行分解到水平方向和竖直方向，就可知道小朋友先有水平向左的分加速度，后有水平向右的加速度，根据牛顿第二、第三定律和斜面又静止不动就可知道地面对滑梯的摩擦力方向先水平向左，后水平向右，B正确，A错误；再以小朋友和滑梯整体为研究对象，在AB段小朋友有竖直向下的分加速度，在BC段有竖直向上的分加速度，先失重，后超重，即地面对滑梯的支持力先小于后大于，所以C、D两答案都错误，故本题选择B答案。二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.如图所示，位于竖直平面内的固定半径为R的光滑圆环轨道，圆环轨道与水平面相切于M点，与竖直墙相切于A点，竖直墙上另一点B与M的连线和水平面的夹角为600，C是圆环轨道的圆心，D是圆环上与M靠得很近的一点（DM远小于CM）．已知在同一时刻：a、b两球分别由A、B两点从静止开始沿光滑倾斜直轨道运动到M点；c球由C点自由下落到M点；d球从D点静止出发沿圆环运动到M点．则a、b、c、d四个小球最先到达M点的球是_______球。重力加速度取为g，d球到达M点的时间为____________。参考答案：c球；tD=。

7.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：、308.如图所示是某原子的能级图，a、b、c为原子跃迁所发出的三种波长的光．在下列该原子光谱的各选项中，谱线从左向右的波长依次增大，则正确的是________。参考答案：C9.光纤通信中，光导纤维递光信号的物理原理是利用光的

现象，要发生这种现象，必须满足的条件是：光从光密介质射向，且入射角等于或大于。参考答案：答案：全反射

光疏介质

临界角解析：“光纤通信”就是利用了全反射的原理。这里的光纤就是光导纤维的简称。发生全反射现象的条件是：光从光密介质射入光疏介质，且入射角等于或大于临界角。10.要测定个人的反应速度，按图所示，请你的同学用手指拿着一把长30cm的直尺，当他松开直尺，你见到直尺向下落下，立即用手抓住直尺，记录抓住处的数据，重复以上步骤多次．现有A、B、C三位同学相互测定反应速度得到的数据，如下表所示（单位：cm）。这三位同学中反应速度最快的是________，他的最快反应时间为________s．（g=10m/s2）

第一次第二次第三次A252426B282421C242220参考答案：11.如图所示的电路中，电源电动势E=6V，内电阻r=1Ω，M为一小电动机，其内部线圈的导线电阻RM=2Ω。R为一只保护电阻，R=3Ω。电动机正常运转时，电压表（可当作理想电表）的示数为1.5V，则电源的输出功率为

W，电动机的输出功率为Ｗ。

参考答案：2.5；1.5

1512.一列简谐横波沿x轴正方向传播，波速大小为0.6m/s，t=0时刻波形如图所示。质点P的横坐标为x=0.96m，则质点P起动时向_______方向运动（选填“上”或“下”），t=______s时质点P第二次到达波谷。参考答案：下，1.7s13.如图，质量为M=3kg的木板放在光滑水平面上，质量为m=1kg的物块在木板上，它们之间有摩擦，木板足够长，两者都以v=4m/s的初速度向相反方向运动，当木板的速度为v1=2.4m/s时，物块的速度是

m/s，木板和物块最终的共同速度为

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.某同学采用如图的实验装置来验证动量守恒定律（图中小球A和B半径相同、质量分别为mA和mB），先调节轨道末端水平，木板竖直固定（B球和O’点在同一水平线上）。当不放置B球时，让A球从挡板处由静止开始运动，它能打到木板上的P点，将B球置于轨道末端，同样让A球从挡板处由静止开始运动，得到木板上两球的落点N和M，分别测量O’点到N、P和M点的距离为H1、H2和H3。（1）该实验要求两球的质量关系为mA______（填“大于”“小于”或“等于”）mB（2）若A球与B球碰撞动量守恒，则应有mA、mB、H1、H2和H3之间关系式为________。（3）若A球与B球碰撞为弹性碰撞，则H1、H2和H3之间关系式为__________。参考答案：

(1).（1）大于

(2).（2）

(3).（3）【详解】（1）实验中为了防止入射球反弹，则要求入射球的质量大于被碰球的质量，即mA大于mB；（2）小球离开斜槽后做平抛运动，设其水平位移为L，则小球做平抛运动的时间：，小球的竖直位移：y=gt2，解得：，碰撞前入射球A的水平速度：，碰撞后入射球A的水平速度：，碰撞后被碰球B的水平速度：，如果碰撞过程系统动量守恒，则：mAv1=mAv2+mBv3，即：，整理得：；（3）若A球与B球碰撞为弹性碰撞，则，即，联立解得：.15.在“验证机械能守恒定律”实验中，

B

（1）电磁打点计时器与电源相接，图甲中接线正确的是

（填“A”或“B”）；（2）已知重锤质量m=0.300kg，当地重力加速度g=9.80m/s2，经正确操作后获得的一条纸带如图乙所示，则C、D两点间对应运动过程的动能变化值___________J和势能变化值___________J；（本题两空保留两位有效数字）（3）分析实验误差产生的原因。

参考答案：（1）B

（3分）（2），（3分）

（3分）（3）动能的增加量小于势能的减小量。纸带所受摩擦阻力，空气阻力，测量误差。四、计算题：本题共3小题，共计47分16.（14分）如图甲所示，光滑且足够长的平行金属导轨MN、PQ固定在同一水平面上，两导轨间距为L＝1m，定值电阻R1＝4Ω，R2＝2Ω，导轨上放一质量为m＝1kg的金属杆，导轨和金属杆的电阻不计，整个装置处于磁感应强度为B＝0.8T的匀强磁场中，磁场的方向垂直导轨平面向下，现用一拉力F沿水平方向拉杆，使金属杆由静止开始运动。图乙所示为通过R1中的电流平方随时间变化的I12—t图线，求：（1）5s末金属杆的动能；（2）5s末安培力的功率；（3）5s内拉力F做的功。参考答案：解析：（1）E＝BLv＝I1R1（2分），v＝m/s（1分），Ek＝mv2＝2.5J（1分）；（2）I＝3I1＝3A（2分），PA＝I12R1＋I22R2＝3I12R1＝2.4W或FA＝BIL＝2.4N，PA＝FAv＝2.4W（3分）；（3）由PA＝3I12R1和图线可知，PAμt，所以WA＝PAmt＝6J，（或根据图线，I12t即为图线与时间轴包围的面积，所以WA＝3I12R1t＝3××5×0.2×4＝6J）（3分）又WF－WA＝Ek，得WF＝WA＋Ek＝8.5J（2分）。17.（8分）两名登山运动员要完成测定海拔5000米高度的重力加速度，他们攀到了某这一高山的峰顶，用他们随身携带的安全绳索、量程为5米长的卷尺和腕表，来完成此实验。测量步骤如下①他们用安全绳的一端系一重石块，别一端固定在山崖上，把石块探出山涯放下约三十米形成一个单摆；②让单摆摆起来，用腕表测出它摆动100次的时间t1=600S③将绳索上收4.9米后，重新固定，再一次让单摆摆起来，仍用腕表测出它摆动100次的时间t2=400S。π=3.14；保留3位有效数字请你帮忙求出此高度的重力加速度。参考答案：解析：设单摆的摆长为L，摆动100次用600s，其振动周期为

(1分)

则由周期公式T=2π

得到6=2×3.14

①

(2分)

单摆收上4.9米后的摆长为L-4.9，摆动100次用400s，

其振动周期为

(1分)

同理可得到

4=2×3.14

②

(2分)

由①②解得g=9.66m/s2

(2分)18.预警雷达探测到敌机在20000m上空水平匀速飞行，立即启动质量m=100kg的防空导弹，导弹的火箭发动机在制导系统控制下竖直向下喷气，使导弹由静止以a=10g（g=10m/s2）的加速度竖直向上匀加速上升至5000m高空，喷气方向立即变为与竖直方向成θ角（cosθ=）斜向下，导弹做曲线运动，直至击中敌机．假设导弹飞行过程中火箭推力大小恒定，且不考虑导弹质量变化及空气阻力，导弹可视为质点．试求：（1）火箭喷气产生的推力；（2）导弹从发射到击中敌机所用的时间；（3）导弹击中敌机时的动能．参考答案：解：（1）对导弹，由牛顿第二定律得

F﹣mg=ma解得火箭喷气产生的推力F=m（g+a）=100×（10+100）N=11mg=1.1×104N（2）导弹竖直向上做匀加速直线运动的过程，有=h1，得t1==s=10s推力改变方向后，由于Fcosθ=11mg×=mg所以导弹在竖直方向上作匀速运动，运动时间为t2=又vy=at1=100×10=1000m/s，H=20000m联立解得t2=15s故t总=t1+t2=25s（3）在5000m高处之后，导弹在竖直方向作匀速运动，水平方向作匀加速运动，则水平方向有

Fsinθ=max，sinθ==解得ax==20m/s2；导弹击中飞机时水平分速度为vx=axt2=300m/s则导弹击中飞机时的动能为Ek==1.85×108J答：（1）火箭喷