2021-2022学年湖南省株洲市醴陵第一中学高三物理下学期期末试题含解析

2021-2022学年湖南省株洲市醴陵第一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.如图甲所示，静止在水平地面的物块A，受到水平向右的拉力F作用，F与时间t的关系如图乙所示；设物块与地面的静摩擦力最大值与滑动摩擦力大小相等，则（）

A．0～t1时间内F的功率逐渐增大B．t2时刻物块A的加速度最大C．t3时刻物块A的动能最大D．t1～t3时间内F对物块先做正功后做负功参考答案：BC当拉力小于最大静摩擦力时，物体静止不动，静摩擦力与拉力二力平衡，当拉力大于最大静摩擦力时，物体开始加速，当拉力重新小于最大静摩擦力时，物体由于惯性继续减速运动.T1时刻前，拉力小于最大静摩擦力，物体静止不动，静摩擦力与拉力二力平衡，合力为零，力F的功率为零，故A错误；t1到t2时刻，合力向前，物体做加速度增大的加速运动，t2时刻物块A的加速度最大，故B正确；t3之后合力向后，物体由于惯性减速前进，故t3时刻A的速度最大，动能最大，C选项正确，t1～t3时间内物块速度一直增大，动能一直增大，F对物块A始终做正功，D选项错误；故选BC．2.如图甲所示，矩形线圈abcd固定于两个磁场中，两磁场的分界线OO′恰好把线圈分成对称的左右两部分，两磁场的磁感应强度随时间的变化规律如图乙所示，规定磁场垂直纸面向内为正，线圈中感应电流逆时针方向为正．则线圈感应电流随时间的变化图象为（）A． B． C． D．参考答案：A【考点】法拉第电磁感应定律；闭合电路的欧姆定律．【分析】根据楞次定律可知感应电流的方向；由法拉第电磁感应定律，结合电源的串联特征，并依闭合电路欧姆定律，则可求解．【解答】解：AB、在开始阶段OO′左侧磁场增强，OO′右侧磁场减弱，由楞次定律可知线圈中有逆时针方向的感应电流，故A正确，B错误．CD、因磁场是均匀变化的，由法拉第电磁感应定律和欧姆定律知，感应电流的大小不变，故CD项错误；故选：A．3.据报道：我国数据中继卫星“天链一号01星”于2008年4月25日在西昌卫星发射中心发射升空，经过4次变轨控制后，于5月l日成功定点在东经77°赤道上空的同步轨道。关于成功定点后的“天链一号01星”，下列说法正确的是（

）A．运行速度大于7.9Kg/sB．离地面高度一定，相对地面静止C．绕地球运行的角速度比月球绕地球运行的角速度大D．向心加速度与静止在赤道上物体的向心加速度大小相等参考答案：4.如图所示，一轻弹簧的左端固定，右端与一小球相连，小球处于光滑水面上，现对小球施加一个方向水平向右的恒力F，使小球从静止开始运动。则小球在向右运动的整个过程中：A.小球和弹簧组成的系统机械能守恒B.小球和弹簧组成的系统机械能逐渐增大C.小球的动能逐渐增大D.小球的动能先增大后减小参考答案：BD小球在运动过程中恒力F做正功，小球和弹簧组成的系统机械能增大，A错误B正确；小球向右运动时弹簧对小球的拉力逐渐增大，所以小球先做加速度减小的加速运动，后做加速度增大的减速运动，动能先增大后减小，C错误D正确。5.参考答案：C二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.到2007年底为止，人类到达过的地球以外的星球有

；牛顿有一句名言：“我之所以比别人看得高，是因为我站在巨人的肩上”，请您说说，这些巨人是谁：

。参考答案：答案：月球、哥白尼，开普勒，伽利略7.（5分）如图所示，是用20分度的游标卡尺测量甲物体高度的示意图，则甲物体的高度为______mm，若用该游标卡尺测量乙物体的长度时，游标尺的最后一根刻度线刚好与主尺的57mm刻度线对齐，则乙物体的长度为_________mm。

参考答案：

答案：102.00；380.008.如图所示的单摆，摆球a向右摆动到最低点时，恰好与一沿水平方向向左运动的粘性小球b发生碰撞，并粘接在一起，且摆动平面不变。已知碰撞前a球摆动的最高点与最低点的高度差为h，偏角θ较小，摆动的周期为T，a球质量是b球质量的4倍，碰撞前a球在最低点的速度是b球速度的一半。则碰撞后，摆动的周期为________T，摆球的最高点与最低点的高度差为_______h。参考答案：1

0.16

9.如图，倾角为37°，质量不计的支架ABCD的D端有一大小与质量均可忽略的光滑定滑轮，A点处有一固定转轴，CA⊥AB，DC＝CA＝0.3m。质量m＝lkg的物体置于支架的B端，并与跨过定滑轮的轻绳相连，绳另一端作用一竖直向下的拉力F，物体在拉力作用下沿BD做匀速直线运动，己知物体与BD间的动摩擦因数μ＝0.3。为保证支架不绕A点转动，物体向上滑行的最大距离s＝＿＿＿＿m。若增大F后，支架仍不绕A点转动，物体能向上滑行的最大距离s′＿＿＿＿s(填：“大于”、“等于”或“小于”。)(取sin37°＝0.6，cos37°＝0.8)参考答案：0.248

等于拉力F=mgsin37°+μmgcos37°=8.4N。BC=CA/sin37°＝0.5m.设m对支架BC的压力mgcos37°对A点的力臂为x，由力矩平衡条件，F·DCcos37°+μmgcos37°·CAcos37°=F·CAcos37°+mgcos37°·x，解得x=0.072m。由x+s=BC-ACsin37°解得s=0.248m。由上述方程可知，F·DCcos37°=F·CAcos37°，x值与F无关，所以若增大F后，支架仍不绕A点转动，物体能向上滑行的最大距离s′=s。10.一列简谐横波沿x轴的正方向传播，t=0时刻的波形如图所示，此时该波恰好传播到x=4m处，t=0.1s时，质点a第一次到达最低点，则该波的传播速度为10m/s；t=0.6s时，位于x=8m处的质点b恰好第一次沿y轴负方向通过平衡位置．参考答案：解：简谐横波沿x轴的正方向传播，图示时刻a质点正向下运动，经过T第一次到达最低点，即有T=0.1s，得T=0.4s由图知λ=4m，则波速v===10（m/s）当图示时刻a质点的状态传到b点处时，质点b恰好第一次沿y轴负方向通过平衡位置，则所用时间为t==s=0.6s，即t=0.6s时，位于x=8m处的质点b恰好第一次沿y轴负方向通过平衡位置．故答案为：10，0.6．11.小胡同学在学习了圆周运动的知识后，设计了一个课题，名称为：快速测量自行车的骑行速度。他的设想是：通过计算踏脚板转动的角速度，推算自行车的骑行速度。如上图所示是自行车的传动示意图，其中Ⅰ是大齿轮，Ⅱ是小齿轮，Ⅲ是后轮。当大齿轮Ⅰ（脚踏板）的转速通过测量为n（r/s）时，则大齿轮的角速度是

rad/s。若要知道在这种情况下自行车前进的速度，除需要测量大齿轮Ⅰ的半径r1，小齿轮Ⅱ的半径r2外，还需要测量的物理量是

。用上述物理量推导出自行车前进速度的表达式为：

。参考答案：2πn,

车轮半径r3,2πn根据角速度ω=2πn得：大齿轮的角速度ω=2πn。踏脚板与大齿轮共轴，所以角速度相等，小齿轮与大齿轮通过链条链接，所以线速度相等，设小齿轮的角速度为ω′，测量出自行车后轮的半径r3，根据v=r3ω′

得：v=2πn12.一个中子与某原子核发生核反应,生成一个氘核,其核反应方程式为_____________.该反应放出的能量为Q,则氘核的比结合能为_____________.参考答案：13.如图，一列简谐横波沿x轴传播，实线为tl=0时刻的波形图，虚线为t2=0.05s时的波形图。(1)若波沿x轴正方向传播且2T<t2-t1<3T(T为波的周期)，求波速.(2)若波速v=260m·s－1，则从tl=0时刻起x=2m处的质点第三次运动到波谷所需的时间。参考答案：（1）220m/s；（2）【详解】（1）波沿x轴正向传播，由图像可知：λ=4m；在?t时间内：因为2T<t2-t1<3T，则n=2，此时，解得，（2）若波速v=260m/s，则在?t=0.05s内传播的距离为则波沿x轴负向传播，此时周期为，则从tl=0时刻起x=2m处的质点第三次运动到波谷所需的时间

三、实验题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.某物理实验小组在探究弹簧的劲度系数k与其原长l0的关系实验中，按图所示安装好实验装置，让刻度尺零刻度与轻质弹簧上端平齐，在弹簧上安装可移动的轻质指针P，实验时的主要步骤是：①将指针P移到刻度尺上l01＝5cm处，在弹簧挂钩上挂上200g的钩码，静止时读出指针所指刻度并记录下来；②取下钩码，将指针P移到刻度尺上l02＝10cm处，在弹簧挂钩上挂上250g的钩码，静止时读出指针所指刻度并记录下来；③取下钩码，将指针P移到刻度尺上l03＝15cm处，在弹簧挂钩上挂上50g的钩码，静止时读出指针所指刻度并记录下来；④重复③步骤，在每次重复③时，都将指针P下移5cm，同时保持挂钩上挂的钩码质量不变．将实验所得数据记录、列表如下：次数弹簧原长l0/cm弹簧长度l/cm钩码质量m/g15.007.23200210.0015.56250315.0016.6750420.0022.2350525.0030.5650

根据实验步骤和列表数据(弹簧处在弹性限度内)，回答下列问题：(1)重力加速度g取10m/s2.在实验步骤③中，弹簧的原长为15cm时，其劲度系数k＝_____N/m.(2)同一根弹簧的原长越长，弹簧的劲度系数________(填选项前的字母)．A．不变B．越大C．越小参考答案：

(1).（1）30；

(2).（2）C解：（1）挂50g钩码时，弹簧的弹力为0.5N，根据胡克定律得：．

（2）对第3、4、5次数据分析，弹簧弹力相等，同一根弹簧，原长越长，形变量越大，根据胡克定律F=kx知，弹簧的劲度系数越小，故选C．15.如下图所示是某同学测量匀变速直线运动的加速度时，从若干纸带中选中的一条纸带的一部分，他每隔4个点取一个计数点，图上注明了他对各计数点间距离的测量结果．所接电源是频率为50Hz的交流电．(1)为了验证小车的运动是匀变速运动，请进行下列计算，填入表内(单位：cm)s2－s1s3－s2s4－s3s5－s4s6－s5

各位移差与平均值最多相差________cm，由此可以得出结论：小车的运动是______________(2)两个相邻计数点间的时间间隔Δt＝________s.(3)物体的加速度的计算式a＝_______________________，加速度为a＝________m/s2.(4)计算打计数点B时小车的速度vB＝________m/s.(保留三位有效数字)(5)在下图中绘出v－t图线，并确定物体的加速度a＝________m/s2.参考答案：(1)数据表(单位：cm)s2－s1s3－s2s4－s3s5－s4s6－s51.601.551.621.531.611.580.05匀变速直线运动(2)0.1(3)1.58(4)0.518(5)v－t图见解析1.58四、计算题：本题共3小题，共计47分16.如图20所示,在直角坐标系的I.II象限内有垂直于纸面向里的匀强磁场,第III象限有沿y轴负方向的匀强电场,第四象限内无电场和磁场.质量为m,电量为q的粒子由M点以速度v0沿x轴负方向进入电场,不计粒子的重力,粒子经N和x轴上的P点最后又回到M点.设OM=OP=l,ON=2l,求:（1）电场强度E的大小；（2）匀强磁场磁感应强度B的大小；（3）粒子从M点进入电场,经N.P点最后又回到M点所用的时间t.参考答案：（1）根据粒子在电场中的运动情况可知,粒子带负电,粒子在电场中运动所用的时间设为t1.在x方向有1在y方向有2解得③（2）设粒子到达N点的速度为v,运动方向与轴夹角由动能定理得④将③式代入,得⑤⑥粒子在磁场中做匀速圆周运动,经过P点时的速度方向也与负x方向成45°,从P到M做直线运动NP=NO+OP=3l⑦粒子在匀强磁场中在洛伦兹力的作用下做匀速圆周运动⑧半径为⑨联立上述各式解得⑩（3）粒子在电场中运动所用时间为粒子在磁场中所用时间由P→M匀速直线运动所用时间粒子从M进入电场,经N.P点最后又回到M点所用的时间17.（本题16分）如图所示，在坐标系xOy内有一半径为a的圆形区域，圆心坐标为O1（a，0），圆内分布有垂直纸面向里的匀强磁场。在直线y＝a的上方和直线x＝2a的左侧区域内，有一沿y轴负方向的匀强电场，场强大小为E．一质量为m、电荷量为+q（q>0）的粒子以速度v从O点垂直于磁场方向射入，当速度方向沿x轴正方向时，粒子恰好从O1点正上方的A点射出磁场，不计粒子重力。⑴求磁感应强度B的大小；⑵粒子在第一象限内运动到最高点时的位置坐标；⑶若粒子以速度v从O点垂直于磁场方向射入第一象限，当速度方向沿x轴正方向的夹角=30°时，求粒子从射入磁场到最终离开磁场的时间t．参考答案：

坐标为（a，）

⑴设粒子在磁场中做圆运动的轨迹半径为R，牛顿第二定律有粒子自A点射出，由几何知识解得⑵粒子从A点向上在电场中做匀减运动，设在电场中减速的距离为y1得所以在电场中最高点的坐标为（a，）⑶粒子在磁场中做圆运动的周期粒子从磁场中的P点射出，因磁场圆和粒子的轨迹圆的半径相等，OO1PO2构成菱形，故粒子从P点的出射方向与y轴平行，粒