2021-2022学年河北省唐山市迁安沙河驿高级中学高三物理下学期期末试题含解析

2021-2022学年河北省唐山市迁安沙河驿高级中学高三物理下学期期末试题含解析一、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.在19世纪60年代建立经典电磁理论，并预言了电磁波存在的物理学家是（A）麦克斯韦（B）法拉第

（C）赫兹（D）奥斯特参考答案：A2.“天宫一号”（Tiangong-1）是中国第一个目标飞行器，于2011年9月29日在酒泉卫星发射中心发射，在此之后还将发射“神舟八号”，并且完成与“天宫一号”对接试验。某同学得知上述消息后，画出“天宫一号”和“神舟八号”绕地球做匀速圆周运动的假想图如图所示，A代表“天宫一号”，B代表“神舟八号”，虚线为各自的轨道。由此假想图，可以判断（

）A．“天宫一号”的运行速率大于“神舟八号”的运行速率B．“天宫一号”的周期小于“神舟八号”的周期C．“天宫一号”的向心加速度大于“神舟八号”的向心加速度D．“神舟八号”选择合适的时机加速可以与“天宫一号”实现对接参考答案：D3.（多选）水平光滑直轨道ab与半径为R的竖直半圆形光滑轨道bc相切，一小球以初速度v0沿直轨道向右运动．如图所示，小球进入圆形轨道后刚好能通过c点，然后小球做平抛运动落在直轨道上的d点，则

A．小球到达c点的速度为B．小球到达b点时对轨道的压力为5mgC．小球在直轨道上的落点d与b点距离为2RD．小球从c点落到d点所需时间为2参考答案：ACD4.线上的两个力F1和F2的作用，F1、F2随时间的变化规律如图所示，力的方向始终在一条直线上且方向相反。已知t=0时质点的速度为零。在图示的t1、t2、t3和t4各时刻中，哪一时刻质点的速率最大？

A．t1

B．t2

C．t3

D．t4参考答案：B5.某同学利用如图所示的装置，探究水平面上两物体间滑动摩擦力与正压力之间的关系，按照正确的操作步骤，适当添加钩码，使其能够带动小车向右运动。①实验中小车的运动是否必须为匀速直线运动？答：

（填“是”或者“否”）②实验中用来表示滑动摩擦力大小的是：

；表示两物体间正压力大小的是

（填选项符号）A．钩码重力

B．小车、木块和砝码重力

C．木块和砝码总重力

D.弹簧秤的读数参考答案：否

D

C二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.

（3分）原子弹是利用

反应而获得巨大核能，氢弹是利用

反应而获得巨大核能。图所示是国际原子能机构和国际标准化组织公布的新的

标志．参考答案：答案：核裂变

核聚变

辐射警示（每空1分，共3分）7.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

158.如图所示，A、B两物体相距s=7m，物体A以vA=4m/s的速度向右匀速运动。而物体B此时的速度vB=10m/s，向右做匀减速运动，加速度a=－2m/s2。那么物体A追上物体B所用的时间为

（

）A．7s

B．8s

C．9s

D．10s参考答案：B9.如右图所示，粗糙斜面的倾角为30°轻绳通过两个滑轮与A相连，轻绳的另一端固定于天花板上，不计轻绳与滑轮的摩擦．物块A的质量为m不计滑轮的质量，挂上物块B后，当滑轮两边轻绳的夹角为90°时，A、B恰能保持静止且A所受摩擦力向下，则物块B的质量为

参考答案：10.某同学设计了一个测定列车加速度的仪器，如图所示。AB是一段圆弧形的电阻，O点为其圆心，圆弧半径为r。O点下用一电阻不计的金属线悬挂着金属球，球的下部与AB接触良好且无摩擦。AB之间接有内阻不计、电动势为9V的电池，OB间接有一个伏特表。整个装置的竖直面沿列车前进的方向放置。当列车做匀加速运动，悬线就偏过一定角度。若伏特表显示3V，则列车的加速度为

。如果根据伏特表示数与列车加速度的一一对应关系将伏特表改制成一个加速度表，则加速度的刻度是

的（选填“均匀”或“不均匀”）。参考答案：答案：，不均匀11.某同学设计了如图1所示的实验电路测量电压表的内阻和电阻丝的电阻，实验室提供的器材有：两节干电池、电阻箱R0、粗细均匀的电阻丝、与电阻丝接触良好的滑动触头P、开关、灵敏电流计（灵敏电流计的零刻度在表盘正中央）、待测电压表、导线。他进行了下列实验操作：（1）按原理图1将如图2所示的实物图连接成完整电路，请你帮他完成实物连线_______；（2）先将电阻箱的阻值调至最大，将滑动触头P移至电阻丝的正中间位置；（3）闭合开关K，将电阻箱的阻值逐渐减小，当电阻箱的阻值为R0时，灵敏电流计示数为0，可知电压表内阻RV＝_________；（4）将电阻箱的阻值调至0，将cd导线断开，然后将滑动触头P移至最左端。此时电压表的示数为U，灵敏电流计的示数为I，则电阻丝的电阻为_____________，测得的电阻值______________（填“偏大”“偏小”或“准确”）。参考答案：

(1).电路连线如图:

(2).R0

(3).

(4).偏大【详解】（1）电路连线如图：（3）灵敏电流计的示数为0时，说明电压表和电阻箱分压之比与电阻丝右边和左边电阻分压相等，故；（4）将电阻箱的阻值调至0，将cd导线断开，将滑动触头P移至最左端后，电阻丝的全部电阻与灵敏电流计串联，电压表测量的是灵敏电流计和电阻丝的总电压，电阻丝电阻的测量值，因为采用了内接法，，故电阻的测量值偏大。12.（5分）一质量为，电量为的带正电质点，以的速度垂直于电场方向从点进入匀强电场区域，并从点离开电场区域。离开电场时的速度为。由此可知，电场中、两点间的电势差____________V；带电质点离开电场时，速度在电场方向的分量为______________。不考虑重力作用。参考答案：答案：，

13.利用水滴下落可以测出当地的重力加速度。调节水龙头，让水一滴一滴地流出，在水龙头的正下方放一盘子，调节盘子的高度，使一个水滴碰到盘子时恰好有另一水滴从水龙头开始下落，而空中还有两个正在下落中的水滴。测出水龙头到盘子间距离为，再用秒表测时间，以第一个水滴离开水龙头开始计时，到第个水滴落在盘中，共用时间为，则重力加速度。参考答案：）三、简答题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.为了测量木块与长木板间的动摩擦因数，某同学用铁架台将长板倾斜支在水平桌面上，组成如图甲所示的装置，所提供的器材有：长木板、木块（其前端固定有用于挡光的窄片K）、光电计时器、米尺、铁架台等，在长木板上标出A、B两点，B点处放置光电门（图中未画出），用于记录窄片通过光电门时的挡光时间，该同学进行了如下实验：（1）用游标尺测量窄片K的宽度d如图乙所示，则d=______mm，测量长木板上A、B两点间的距离L和竖直高度差h。（2）从A点由静止释放木块使其沿斜面下滑，测得木块经过光电门时的档光时间为△t=2.50×10-3s，算出木块经B点时的速度v=_____m/s，由L和v得出滑块的加速度a。（3）由以上测量和算出的物理量可以得出木块与长木板间的动摩擦因数的表达式为μ=_______（用题中所给字母h、L、a和重力加速度g表示）参考答案：

(1).(1)2.50；

(2).（2）1.0；

(3).（3）试题分析：(1)游标卡尺的读数是主尺读数加上游标读数；(2)挡光片通过光电门的时间很短，因此可以用其通过的平均速度来代替瞬时速度；(3)根据牛顿运动定律写出表达式，求动摩擦因数的大小。解：(1)主尺读数是2mm，游标读数是，则窄片K的宽度；(2)木块经B点时的速度(3)对木块受力分析，根据牛顿运动定律有：据运动学公式有其中、联立解得：15.（6分）如图所示，在水平光滑直导轨上，静止着三个质量均为的相同小球、、，现让球以的速度向着球运动，、两球碰撞后黏合在一起，两球继续向右运动并跟球碰撞，球的最终速度.①、两球跟球相碰前的共同速度多大？②两次碰撞过程中一共损失了多少动能？参考答案：解析：①A、B相碰满足动量守恒（1分）

得两球跟C球相碰前的速度v1=1m/s（1分）

②两球与C碰撞同样满足动量守恒（1分）

得两球碰后的速度v2=0.5m/s，（1分）

两次碰撞损失的动能（2分）四、计算题：本题共3小题，共计47分16.如图甲所示，MN、PQ为间距L=0.5m足够长的平行导轨，NQ⊥MN，导轨的电阻均不计．导轨平面与水平面间的夹角θ=37°，NQ间连接有一个R=4Ω的电阻．有一匀强磁场垂直于导轨平面且方向向上，磁感应强度为B0=1T．将一根质量为m=0.05kg的金属棒ab紧靠NQ放置在导轨上，且与导轨接触良好．现由静止释放金属棒，当金属棒滑行至cd处时达到稳定速度，已知在此过程中通过金属棒截面的电量q=0.2C，且金属棒的加速度a与速度v的关系如图乙所示，设金属棒沿导轨向下运动过程中始终与NQ平行．（取g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8）．求：（1）金属棒与导轨间的动摩擦因数μ（2）cd离NQ的距离s（3）金属棒滑行至cd处的过程中，电阻R上产生的热量（4）若将金属棒滑行至cd处的时刻记作t=0，从此时刻起，让磁感应强度逐渐减小，为使金属棒中不产生感应电流，则磁感应强度B应怎样随时间t变化（写出B与t的关系式）．参考答案：考点：导体切割磁感线时的感应电动势；共点力平衡的条件及其应用；牛顿第二定律；电磁感应中的能量转化．专题：压轴题；电磁感应——功能问题．分析：（1）当刚释放时，导体棒中没有感应电流，所以只受重力、支持力与静摩擦力，由牛顿第二定律可求出动摩擦因数．（2）当金属棒速度稳定时，则受到重力、支持力、安培力与滑动摩擦力达到平衡，这样可以列出安培力公式，产生感应电动势的公式，再由闭合电路殴姆定律，列出平衡方程可求出金属棒的内阻，从而利用通过棒的电量来确定发生的距离．（3）金属棒滑行至cd处的过程中，由动能定理可求出安培力做的功，而由于安培力做功导致电能转化为热能．（4）要使金属棒中不产生感应电流，则穿过线框的磁通量不变．同时棒受到重力、支持力与滑动摩擦力做匀加速直线运动．从而可求出磁感应强度B应怎样随时间t变化的．解答：解：（1）当v=0时，a=2m/s2由牛顿第二定律得：mgsinθ﹣μmgcosθ=maμ=0.5

（2）由图象可知：vm=2m/s

当金属棒达到稳定速度时，有FA=B0IL切割产生的感应电动势：E=B0Lv平衡方程：mgsinθ=FA+μmgcosθr=1Ω电量为：s=2m（3）产生热量：WF=Q总=0.1J（4）当回路中的总磁通量不变时，金属棒中不产生感应电流．此时金属棒将沿导轨做匀加速运动． 牛顿第二定律：mgsinθ﹣μmgcosθ=maa=g（sinθ﹣μcosθ）=10×（0.6﹣0.5×0.8）m/s2=2m/s2则磁感应强度与时间变化关系：．所以：（1）金属棒与导轨间的动摩擦因数为0.5（2）cd离NQ的距离2m（3）金属棒滑行至cd处的过程中，电阻R上产生的热量0.08J（4）若将金属棒滑行至cd处的时刻记作t=0，从此时刻起，让磁感应强度逐渐减小，为使金属棒中不产生感应电流，则磁感应强度B应怎样随时间t变化为．点评：本题考查了牛顿运动定律、闭合电路殴姆定律，安培力公式、感应电动势公式，还有动能定理．同时当金属棒速度达到稳定时，则一定是处于平衡状态，原因是安培力受到速度约束的．还巧妙用磁通量的变化去求出面积从而算出棒的距离．最后线框的总磁通量不变时，金属棒中不产生感应电流是解题的突破点．17.如图，光滑的足够长的平行水平金属导轨MN、PQ相距l，在M、P点和N、Q点间各连接一个额定电压为U、阻值恒为R的灯泡，在两导轨间efhg矩形区域内有垂直导轨平面竖直向下、宽为d的有界匀强磁场，磁感应强度为B0，且磁场区域可以移动．一电阻也为R、长度也刚好为l的导体棒ab垂直固定在磁场左边的导轨上，离灯L1足够远．现让匀强磁场在导轨间以某一恒定速度向左移动，当棒ab刚处于磁场时两灯恰好正常工作，棒ab与导轨始终保持良好接触，导轨电阻不计．（1）求磁场移动的速度υ0；（2）求在磁场区域经过棒ab的过程中整个回路产生的热量Q；（3）若取走导体棒ab，保持磁场不移动（仍在efhg矩形区域），而是均匀改变磁感应强度，为保证两灯都不会烧坏且有电流通过，试求磁感应强度减小到零的最短时间tmin．参考答案：考点： 导体切割磁感线时的感应电动势；焦耳定律．专题： 电磁感应与电路结合．分析： （1）当ab刚处于磁场时，灯正好正常工作，则电路中外电压U外=U，内电压U内=2U，感应电动势为E=3U，由法拉第电磁感应定律可得磁场移动的速度；（2）个回路产生的热量等于棒产生的热量与灯产生的热量之和；（3）保证灯不烧坏，电流的最大植为，经最短时间t，磁感应强度从B0均匀减小到零感应电动势最大，据此可解．解答： 解：（1）当ab刚处于磁场时，灯正好正常工作，则电路中外电压U外=U，内电压U内=2U，感应电动势为：E=3U=Blv0解得：（2）因为匀速移动，所以在磁场区域经过棒ab的过程中，灯一直正常工作，故每个灯L1（L2）产生的热能为：棒ab中产