湖北省荆州市石首第一中学2021-2022学年高三物理期末试题含解析

湖北省荆州市石首第一中学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.如图所示，在第Ⅱ象限内有水平向右的匀强电场，在第Ⅰ、Ⅳ象限内分别存在如图所示的匀强磁场，磁感应强度大小相等．有一个带正电的带电粒子以垂直于x轴的初速度v0从x轴上的P点进入匀强电场中，并且恰好与y轴的正方向成45°角进入磁场，又恰好垂直进入第Ⅳ象限的磁场．已知OP之间的距离为d，则带电粒子在磁场中第二次经过x轴时，在电场和磁场中运动的总时间为A． B．(2＋5π) C．(2＋) D．(2＋)参考答案：D根据题意作出粒子的运动轨迹，如图所示：

粒子进入电场后做类平抛运动，从x轴上的P点进入匀强电场，恰好与y轴成45°角射出电场，所以v==v0

vx=v0tan45°=v0，沿x轴方向有：x=at2，所以=，故OA=2OP=2d，在垂直电场方向做匀速运动，所以在电场中运动的时间为：t1=，

如图，AO1为在磁场中运动的轨道半径，根据几何关系可知：

AO1=d，粒子从A点进入磁场，先在第一象限运动个圆周而进入第四象限，后经过半个圆周，第二次经过x轴，所以自进入磁场至第二次经过x轴所用时间为t2=，故自进入电场至在磁场中第二次经过x轴的时间为t=t1+t2=(2＋)，故D正确．2.如图所示，飞船从轨道1变轨到轨道2。若飞船在两轨道上都做习速圆周运动，不考虑质量变化，相对于在轨道1上，飞船在轨道2上的

（

）

A．动能大

B．向心加速度大

C．运行周期长

D．角速度小参考答案：AB3.如图，一定质量的理想气体从状态a开始，经历过程①、②、③、④到达状态e，对此气体，下列说法正确的是_____A．过程①中气体的压强逐渐减小B．过程②中气体对外界做正功C．过程④中气体从外界吸收了热量D．状态c、d的内能相等E．状态d的压强比状态b的压强小参考答案：BDE本题考查对一定质量的理想气体的V—T图线的理解、理想气体状态方程、热力学第一定律、理想气体内能及其相关的知识点。由理想气体状态方程paVa/Ta=pbVb/Tb可知，pb>pa，即过程中气体的压强逐渐增大，选项A错误；由于过程中气体体积增大，所以过程中气体对外做功，选项B正确；过程中气体体积不变，对外做功为零，温度降低，内能减小，根据热力学第一定律，过程中气体放出热量，选项C错误；由于状态c、d的温度相等，根据理想气体的内能只与温度有关，可知状态c、d的内能相等，选项D正确；由理想气体状态方程pdVd/Td=pbVb/Tb可知，状态d的压强比状态b的压强小，选项E正确。4.如图，木块A、B紧挨在一起静止在斜面上，木块A、B的接触面光滑，下列说法正确的是（

）A.木块A的质量一定小于木块B的质量B.木块A的质量一定不大于木块B的质量C.术块A、B间可能没有弹力D.术块A一定受到4个力的作用参考答案：C解：滑块能否在斜面上静止取决于滑块与斜面之间的摩擦因数，与滑块的质量大小无关，选项AB错误；当AB与斜面之间的摩擦因数满足μ≥tanθ时，两物块之间没有弹力作用，此时A受到重力、斜面的支持力和摩擦力三个力的作用，则选项C正确，D错误；故选C；5.（单选）如图所示，整个装置静止时，绳与竖直方向的夹角为30°.AB连线与OB垂直．若使带电小球A的电量加倍，带电小球B重新稳定时绳的拉力为()A．Gcos30°

B．Gcos60°

C．Gcos45°

D．2G参考答案：A二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.蛟龙号载人潜水艇是一艘由中国自行设计的载人潜水器．2012年6月27日潜水深度7062.68m，这标志着我国具备了载人到达全球99%以上海域深处进行作业的能力．潜水艇外壳是国产钛合金做成的，呈鸡蛋形状，舱内空间约为80m3与外界导热良好．开始潜入时，舱内空气（看成理想气体）的压强为latm，温度为27℃，水深7062.68m处的温度为4℃．求：①当蛟龙号载人潜水艇在水深7062.68m处停留足够长的时间后，舱内气体的压强为多少atm；②在上述过程中舱内气体放热（填“放热”或“吸热”）；③从微观的角度解释舱内压强的变化：舱内空气的体积不变，分子数密度不变，温度降低，分子的平均动能减小，所以压强降低．．参考答案：【考点】：热力学第一定律；理想气体的状态方程．【专题】：热力学定理专题．【分析】：①舱内空气为等容变化，列出初态和末态的压强和温度，由查理定律求解．②舱内空气看成理想气体，其内能只跟温度有关，根据温度变化分析内能的变化，放热还是吸热．③气体的压强与分子的平均动能和分子数密度有关，根据气体压强微观意义进行分析．：解：①舱内空气为等容变化，初态：p1=1atm，T1=300K；末态：p2=？，T1=277K由查理定律得：=代入数据解得：p2==×1atm=0.92atm，②在上述过程中舱内气体的温度降低，内能减小，而体积不变，气体不做功，由热力学第一定律判断得知，气体放热．③舱内空气的体积不变，分子数密度不变，温度降低，分子的平均动能减小，所以压强降低．答：①舱内气体的压强为0.92atm．②放热．③舱内空气的体积不变，分子数密度不变，温度降低，分子的平均动能减小，所以压强降低．【点评】：对于气体问题，往往是气态方程和热力学第一定律的综合，关键要正确分析不变量，灵活选择状态方程．7.宇宙中存在一些离其它恒星较远的、由质量相等的三颗星组成的三星系统（假设三颗星的质量均为m，引力常量为G），通常可忽略其它星体对它们的引力作用。已观测到稳定的三星系统存在两种基本的构成形式：第一种形式是三颗星位于同一直线上，两颗星围绕中央星在同一半径为R的圆轨道上运行，则两颗运动星体的运动周期为

；第二种形式是三颗星位于等边三角形的三个顶点上，并沿外接于等边三角形的圆形轨道运行，周期与第一种形式相同，则三颗星之间的距离为

。参考答案：8.（4分）如图为某报警装置示意图，该报警装置在一扇门、两扇窗上各装有一个联动开关，门、窗未关上时，开关不闭合，只要有一个开关未闭合，报警器就会报警。该报警装置中用了两个串联的逻辑电路，虚线框甲内应选用_________门电路，虚线框乙内应选用_________门电路（填与、非、或）。参考答案：或，或解析：题意只要有一个开关未闭合，报警器就会报警，结合或门的特点因此虚线框甲内应选用或门；虚线框乙内应选用或门。9.“探究加速度与物体质量，物体受力关系”的实验装置如图所示，（1）本实验的研究对象是

。（2）当作用力一定时（悬挂的小盘和盘内的砝码重力不变），探究加速度与质量的关系时，以下说法中正确的是（

）A．平衡摩擦力时，应将小盘用细绳通过定滑轮系在小车上B．每次改变小车质量时，不需要重新平衡摩擦力C．实验时，先放开小车，再接通打点计时器的电源D．小车运动的加速度可用天平测出小车的质量M和小盘及盘内砝码的质量m后，直接用公式求出。（3）若确保小车质量一定时，加速度a与合外力F的关系数据如下表：1.984.065.958.129.951.002.003.004.005.00①根据表中数据在右侧坐标纸中画出a—F图象。②从图象可以判定

。参考答案：（1）小车

（2分）

（2）B

（2分）

（3）①如图：

（3分）

②当小车质量一定时，加速度与合外力成正比

（2分）10.一个小球从长为4m的斜面顶端无初速度下滑，接着又在水平面上做匀减速运动，直至运动6m停止，小球共运动了10s．则小球在运动过程中的最大速度为2m/s；小球在斜面上运动的加速度大小为m/s2．参考答案：考点：匀变速直线运动的位移与时间的关系．专题：直线运动规律专题．分析：根据匀变速直线运动的平均速度推论，结合总路程和总时间求出最大速度的大小，根据速度位移公式求出小球在斜面上的加速度．解答：解：设小球在运动过程中的最大速度为v，根据平均速度的推论知，，解得最大速度v=．小球在斜面上的加速度a=．故答案为：2，点评：解决本题的关键掌握匀变速直线运动的运动学公式和推论，并能灵活运用，有时运用推论求解会使问题更加简捷．11.(6分)A、B两小球同时从距地面高为h=15m处的同一点抛出，初速度大小均为v0=10m/s，A球竖直向下抛出，B球水平抛出，空气阻力不计(g=10m/s2)，则A球经

s落地，A球落地时AB相距

m。参考答案：

1

12.一内壁光滑的环形细圆管，位于竖直平面内，环的半径为R(比细管的半径大得多)，圆管中有两个直径与细管内径相同的小球(可视为质点).A球的质量为m1，B球的质量为m2.它们沿环形圆管顺时针运动，经过最低点时的速度都为v0.设A球运动到最低点时，B球恰好运动到最高点，若要此时两球作用于圆管的合力为零，那么m1、m2、R与v0应满足的关系式是.参考答案：答案：

解析：首先画出小球运动达到最高点和最低点的受力图，如图所示.A球在圆管最低点必受向上的弹力N1，此时两球对圆管的合力为零，m2必受圆管向下的弹力N2，且N1＝N2据牛顿第二定律A球在圆管的最低点有N1－m1g＝m1

①同理B球在最高点有m2g＋N2＝m2

②B球由最高点到最低点机械能守恒2m2gR＋

③又N1＝N2由①②③式解得v0＝13.质量为2kg的物体，在水平推力的作用下沿水平面做直线运动，一段时间后撤去F，其运动的v-t图像如图所示。g取10m/s2，则物体与水平面间的动摩擦因数

；水平推力

。参考答案：0.2；6

三、实验题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.在“测定金属的电阻率”实验中，所用测量仪器均已校准．待测金属丝接入电路部分的长度约为50cm.(1)用螺旋测微器测量金属丝的直径，其中某一次测量结果如图所示，其读数应为____________mm(该值接近多次测量的平均值)．

(2)用伏安法测金属丝的电阻Rx.实验所用器材为：电池组(电动势3V，内阻约1Ω)、电流表(内阻约0.1Ω)、电压表(内阻约3kΩ)、滑动变阻器R(0～20Ω，额定电流2A)、开关、导线若干．某小组同学利用以上器材正确连接好电路，进行实验测量，记录数据如下：

次数1234567U/V0.100.300.701.001.501.702.30I/A0.0200.0600.1600.2200.3400.4600.520由以上实验数据可知，他们测量Rx是采用下图中的______________(选填“甲”或“乙”)．(3)下图是测量Rx的实验器材实物图，图中已连接了部分导线，滑动变阻器的滑片P置于变阻器的一端．请根据(2)所选的电路图，补充完成下图中实物间的连线，并使闭合开关的瞬间，电压表或电流表不至于被烧坏．(4)这个小组的同学在坐标纸上建立U、I坐标，如图所示，图中已标出了与测量数据对应的4个坐标点．请在图4中标出第2、4、6次测量数据的坐标点，并描绘出U－I图线．由图线得到金属丝的阻值Rx＝________Ω(保留两位有效数字)．(5)根据以上数据可以估算出金属丝电阻率约为________(填选项前的符号)．A．1×10－2Ω·m

B．1×10－3Ω·mC．1×10－6Ω·m

D．1×10－8Ω·m参考答案：(1)

(0.395～0.399)

（2）

甲

（3）连线

（4）(4.3～4.7)

(5)

C

15.小华在竖直悬挂的弹簧下端加挂钩码，测量一轻弹簧的劲度系数，根据所测实验数据，在弹力F跟弹簧长度L关系的坐标系中描点如图所示．全过程未超过弹簧的弹性限度．（1）请根据已描出的点作出F—L图象；（2）由图象知弹簧的劲度系数K=

N／m.参考答案：（1）如图（2分）

（2）23~26（2分）四、计算题：本题共3小题，共计47分16.平面直角坐标系中，第1象限存在沿轴负方向的匀强电场，第Ⅳ象限存在垂直于坐标平面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为B。一质量为m、电荷量为q的带正电的粒子从y轴正半轴上的M点以速度垂直于轴射入电场，经轴上的N点与轴正方向成60o角射入磁场，最后从轴负半轴上的P点与轴正方向成60o角射出磁场，如图所示。不计粒子重力，求：（1）粒子在磁场中运动的轨道半径R；（2）粒子从M点运动到P点的总时间；（3）匀强电场的场强大小E。参考答案：解析：（1）如图所示，设粒子过N点时的速度为，根据平抛运动的速度关系得分别过N、P点作速度方向的垂线，相交于Q点，则Q是粒子在磁场中做匀速圆周运动的圆心，根据牛顿第二定律得：，联立解得轨道半径为：R=（2）设粒子在电场中运动的时间为，有ON=由几何关系得ON=Rsin30o+Rcos30o联立解得粒子在磁场中做匀速圆周运动的周期为T=由几何关系知∠NQP=150o，设粒子在磁场中运动的时间为，则联立解得故粒子从M点运动到P点的总时间为（3）粒子在电场中类平抛运动，设加速度为，则设沿电场方向的分速度为，有联立解得E=

17.拖把是由拖杆和拖把头构成的擦地工具(如图)．设拖把头的质量为m，拖杆质量可忽略；拖把头与地板之间的动摩擦因数为常数μ，重力加速度为g.某同学用该拖把在水平地板上拖地时，沿拖杆方向推拖把，拖杆与竖直方向的夹角为θ.(1)若拖把头在地板上匀速移动，求推拖把的力的大小．(2)设能使该拖把在地板上从静止刚好开始运动的水平推力与此时地板对拖把的正压力的比值为λ.已知存在一临界角θ0，若θ≤θ0，则不管沿拖杆方向的推力多大，都不可能使拖把从静止开始运动．求这一临界角的正切tanθ0.参考答案：(1)设该同学沿拖杆方向用大小为F的力推拖把．将推拖把的力沿竖直和水平方向分解，按平衡条件有Fcosθ＋mg＝N①Fsinθ＝f②式中N和f分别为地板对拖把的正压力和摩擦力．按摩擦定律有f＝μN③联立①②③式得F＝mg④(2)若不管沿拖杆方向用多大的力都不能使拖把从静止开始运动，应有Fsinθ≤λN⑤这时，①式仍满足．联立①⑤式得sinθ－λcosθ≤λ⑥现考察使上式成立的θ角的取值范围．注意到上式右边总是大于零，且当F无限大时极限为零，有sinθ－λcosθ≤0⑦使上式成立的θ角满足θ≤θ0，这里θ0是题中所定义的临界角，即当θ≤θ0时，不管沿拖杆方向用多大的力都推不动拖把．临界角的正切为tanθ0＝λ⑧18.如图16所示，一个质量为kg，电荷量q=+1．0×10-5C的带电微粒（重力忽略不计），从静止开始经U1=100V电压加速后，水平进入两平行金属板间的偏转电场中，上极板带正电。金