河北省廊坊市霸州职成教育总校2021-2022学年高三物理上学期期末试卷含解析

河北省廊坊市霸州职成教育总校2021-2022学年高三物理上学期期末试卷含解析一、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，在地面上方的A点以Ek1=4.0J的初动能水平抛出一小球，小球刚要落地时的动能Ek2=13.0J，落地点在B点．不计空气阻力，则A、B两点的连线与水平面间的夹角约为：A．30°

B．37°

C．45°

D．60°参考答案：B2.（多选题）如图所示，质量为m=1kg的物体与水平地面之间的动摩擦因数为0.3，当物体运动的速度为10m/s时，给物体施加一个与速度方向相反的大小为F=2N的恒力，在此恒力作用下（取g=10m/s2）（）A．物体经10s速度减为零B．物体经2s速度减为零C．物体速度减为零后将保持静止D．物体速度减为零后将向右运动参考答案：BC【考点】牛顿第二定律；匀变速直线运动的速度与时间的关系．【分析】先分析物体的运动情况和受力情况：物体向右做匀减速运动，水平方向受到向右的恒力F和滑动摩擦力．由公式f=μFN=μG求出滑动摩擦力，根据牛顿第二定律得求出物体的加速度大小，由运动学公式求出物体减速到0所需的时间．减速到零后，F＜f，物体处于静止状态，不再运动．【解答】解：A、B物体受到向右恒力和滑动摩擦力，做匀减速直线运动．滑动摩擦力大小为f=μFN=μG=3N，根据牛顿第二定律得，

a==m/s2=5m/s2，方向向右．物体减速到0所需的时间t==s=2s，故B正确，A错误．C、D减速到零后，F＜f，物体处于静止状态．故C正确，D错误．故选BC3.下列说法中正确的是A．玻璃裂痕处在光的照射下，看上去会比周围明显变亮，是由于光的全反射B．无影灯主要是应用了光的衍射，光导纤维是应用了光的全反射现象C．放射性元素的原子核的半衰期与温度、压强有关D．正、负电子对撞后湮灭成两个频率相同的光子，已知普朗克常量为，电子质量为，电子电荷量为，电磁波在真空中传播的波速为，则生成的光子在折射率为（不等于1）的介质中传播时，其波长为参考答案：AD4.（多选题）质量为M的足够长的木板A在光滑的水平面上以速度v0匀速运动，在t=0时刻将物块B无初速度轻放到A的上面，此后长木板A在运动过程中的v﹣t图线如图所．根据图中所给出的数据v0和v1，可以求出的物理量是（）A．物块B的质量B．A、B组成的系统损失的机械能C．木板A所受的滑动摩擦力大小D．A、B之间的动摩擦因数参考答案：AB【考点】功能关系；摩擦力的判断与计算．【分析】木板A在光滑的水平面上运动，当物块B放在长木板上后两者组成的系统动量守恒，由动量守恒定律可求得物块B的质量．由能量守恒定律可求得系统损失的机械能．以A为研究对象，根据牛顿第二定律分析能否求出摩擦力．由摩擦力公式分析能否求得动摩擦因数．【解答】解：A、设物块B的质量为m．取长木板的速度方向为正方向，由动量守恒定律得：Mv0=（M+m）v1．可知能求出m，故A正确．B、A、B组成的系统损失的机械能为△E=Mv02﹣（M+m）v12．可知可以求出系统损失的机械能，故B正确．C、以A为研究对象，由牛顿第二定律得：木板A所受的滑动摩擦力大小为f=Ma，由于根据图象的斜率不能求出A的加速度a，所以不能求出木板A所受的滑动摩擦力，故C错误．D、由f=μmg，可知不能求出A、B之间的动摩擦因数，故D错误．故选：AB5.物块从光滑曲面的P点由静止下滑，通过粗糙的静止水平传送带后落到了地面上的Q点，现使传送带开始匀速转动，再把物块由P点静止释放，则有关下列说法正确的是

A．若传送带逆时针转动，物块将会落到Q点左侧

B．若传送带顺时针转动，物块一定会落到Q点右侧

C．若传送带顺时针转动，物块可能会落到Q点D．无论传送带转动方向如何，物块不可能落到Q点左侧参考答案：CD二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.如图所示，一储油圆桶，底面直径与桶高均为d．当桶内无油时，从某点A恰能看到桶底边缘上的某点B．当桶内油的深度等于桶高的一半时，在A点沿AB方向看去，看到桶底上的C点，C、B相距，由此可得油的折射率n=

；光在油中传播的速度

．（结果可用根式表示）参考答案：7.（6分）变速自行车靠变换齿轮组合来改变行驶速度档，下图是某一“奇安特”变速车齿轮转动结构示意图，图中A轮有48齿，B轮有42齿，C轮有18齿，D轮有12齿。那么该车可变换________种不同档位；且A与D轮组合时，两轮的角速度之比wA:wD=_____________。

参考答案：4；1：48.一定质量的理想气体在某一过程中，外界对气体做功，气体内能减少1.3×105J，则此过程中气体

（填“吸收”或“放出”）的热量是

J。此后保持气体压强不变，升高温度，气体对外界做了J的功，同时吸收了J的热量，则此过程中，气体内能增加了

J。参考答案：9.如图为用DIS（位移传感器、数据采集器、计算机）研究加速度和力的关系的实验装置．实验前已平衡摩擦力．①实验中采用控制变量法，应保持_______不变，用钩码所受的重力作为小车所受的________，用DIS测小车的加速度．②改变所挂钩码的数量，多次重复测量。根据测得的多组数据可画出a-F关系图线（如图所示）．分析此图线的OA段可得出的实验结论是______________．此图线的AB段明显偏离直线，造成此误差的主要原因是：A．小车与轨道之间存在摩擦

B．导轨保持了水平状态C．所挂钩码的总质量太大

D．所用小车的质量太大参考答案：小车的质量

、合力

、小车的质量一定，a与F成正比

、

C10.有一半径为r1，电阻为R，密度为ρ的均匀圆环落入磁感应强度B的径向磁场中，圆环截面的半径为r2（r2?r1）。如图所示，当圆环在加速下落到某一时刻时的速度为v，则此时圆环的加速度a＝________，如果径向磁场足够长，则圆环的最大速度vm＝[jf26]

_________。参考答案：．a＝g－，vm＝11.如图所示，在研究感应电动势大小的实验中，把一根条形磁铁从同样高度插到线圈中同样的位置处，第一次快插，第二次慢插，两情况下线圈中产生的感应电动势的大小关系是E1____E2；通过线圈导线横截面电量的大小关系是ql____q2（选填“大于”、“等于”或“小于”）。参考答案：大于

等于

12.有一个电压表V，其内阻为30kΩ、量程约25V～35V，共有30个均匀小格，但刻度已经模糊。为了测量其量程并重新刻度，现有下列器材供选用：

标准电压表V1：量程3V，内阻为3kΩ标准电压表V2:量程12V，内阻为3kΩ电流表A:量程0～3A，内阻未知滑动变阻器R:总阻值1kΩ稳压电源E:30V，内阻不能忽略开关、导线若干(1)根据上述器材，小明同学设计了如图所示的实验电路图。你认为此电路设计是否可行？请简述理由：________________。(2)请设计一个合理的电路图，画在答题卡的方框内，将所选用的器材用相应的符号表示（要求V表指针的偏转过半，并能测量多组数据）_________。(3)若某次测量时V表指针所指格数为N，写出计算量程的表达式Ug=______；式中字母的意义是_______。参考答案：

(1).电流表A的量程太大，而电压表与其串联时实际流过的电流太小，即电流表的指针偏转不明显；

(2).如图所示；

(3).300U1/N

(4).其中N为V表指针所指格数，U1为V1表读数【详解】（1）用此电路，电流表A的量程太大，而电压表与其串联时实际流过的电流太小，即电流表的指针偏转不明显，则此电路不可行；（2）待测电压表V的最大电流与标准电压表V1的最大电流接近相同，可用待测电压表V与标准电压表V1串联进行实验；电路如图；（3）待测电压表V的内阻是标准电压表V1内阻的10倍，则待测电压表V两端的电压是标准电压表V1电压的10倍，则当V1读数为U1时，待测电压表两端电压为10U1，则量程为：；其中N为V表指针所指格数，U1为V1表读数。13.设地球的半径为R0，质量为m的卫星在距地面2R0高处做匀速圆周运动，地面的重力加速度为g，则卫星的加速度为

，卫星的周期为

。参考答案：三、实验题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.（1）用如图（甲）所示的实验装置来验证牛顿第二定律，为消除摩擦力的影响，实验前必须平衡摩擦力．①某同学平衡摩擦力时是这样操作的：将小车静止地放在水平长木板上，把木板不带滑轮的一端慢慢垫高，如图（乙），直到小车由静止开始沿木板向下滑动为止．请问这位同学的操作是否正确？如果不正确，应当如何进行操作？答：

．②如果这位同学先如①中的操作，然后不断改变对小车的拉力F，他得到M（小车质量）保持不变情况下的a—F图线是下图中的

（填选项代号的字母）．③调整好装置之后，实验小组进行实验。设砂和砂桶的总质量为M，小车的质量为m，则小车在运动过程中受到的合外力表达式F=

（用m、M、g表示），分析该表达式可知在满足

的条件下，能减小该实验的系统误差。参考答案：①不正确

②

,C

③

F=

m>>M15.某同学做“验证力的平行四边形定则”实验的情况如图甲所示，其中A为固定橡皮筋的图钉，O为橡皮筋与细绳的结点，OB和OC为细绳．图乙是在白纸上根据实验结果画出的图．（1）实验中用弹簧测力计测量力的大小时，下列使用方法中正确的是BCDA．拿起弹簧测力计就进行测量读数B．拉橡皮筋的拉力大小不能超过弹簧测力计的量程C．测量前检查弹簧指针是否指在零刻线，用标准砝码检查示数正确后，再进行测量读数D．应尽量避免弹簧、指针、拉杆与刻度板间的摩擦（2）关于此实验的下列说法中正确的是AA．同一次实验中，O点位置不允许变动B．实验中，只需记录弹簧测力计的读数和O点的位置C．实验中，把橡皮条的另一端拉到O点时，两个弹簧测力计之间的夹角必须取90°D．实验中，要始终将其中一个弹簧测力计沿某一方向拉到最大量程，然后调节另一弹簧测力计拉力的大小和方向，把橡皮条另一端拉到O点（3）图乙中的F与F′两力中，方向一定沿AO方向的是F′（4）本实验采用的科学方法是BA．理想实验法

B．等效替代法

C．逆向思维法

D．建立物理模型法．参考答案：考点：验证力的平行四边形定则．专题：实验题．分析：正确使用弹簧测力计，要做到：首先看清弹簧测力计的量程，也就是弹簧测力计上的最大刻度即弹簧测力计的测量范围．加在弹簧测力计上的力，不能超出这个范围．测量时，要使测力计内的弹簧轴线方向跟所测力的一致，不可用力猛拉弹簧或让弹簧测力计长久受力，以免损坏．根据合力与分力的关系是等效的，分析橡皮筯的结点位置要求．按实验原理和方法分析实验要求．解答：解：（1）A、弹簧测力计读数前要进行调零，故A错误；B、拉橡皮筋的拉力大小不能超过弹簧测力计的量程，故B正确；C．测量前检查弹簧指针是否指在零刻线，用标准砝码检查示数正确后，再进行测量读数，故C正确；D．应尽量避免弹簧、指针、拉杆与刻度板间的摩擦，故D正确；故选：BCD．（2）A．本实验采用的是等效替代的方法，同一次实验中，O点位置不允许变动，故A正确；B、实验中，需记录弹簧测力计的读数和O点的位置，以及拉力方向，故B错误；C、实验中，把橡皮筋的另一端拉到O点时，两个弹簧测力计之间的夹角不一定是取90°，故C错误；D、本实验只要达到效果相同，对弹簧称拉力的大小没有要求，不需要将其中一个弹簧测力计沿某一方向拉到最大量程．故D错误；故选：A．（3）F1与F2的合力的实际值测量值为一个弹簧拉绳套时的弹簧的弹力大小和方向，而理论值是通过平行四边形定则得到的值．所以图乙中的F与F′两力中，方向一定沿AO方向的是F′．（4）合力与分力是等效替代的关系，所以本实验采用的等效替代法，因此ACD错误，B正确．故选：B．故答案为：（1）BCD

（2）A

（3）F′（4）B点评：本实验采用的是等效替代的方法，即一个合力与几个分力共同作用的效果相同，可以互相替代．解答实验的出发点为明确实验原理、实验步骤、数据处理，明确合力和分力之间的关系，同时注意应用所学物理基本规律解决实验问题．四、计算题：本题共3小题，共计47分16.在场强为B的水平匀强磁场中，有两块长为2L，间距为d的竖直放置的平行带电金属板，从CD板的正中央O点由静止释放一个初速为0的电子，电子恰好从AB板的边缘平行于AB板射出，且能回到O点，试求：（电子的电量为e，质量为m，重力可忽略不计）（1）电子从板间射出的速度（2）两板间所加电压（3）电子在复合场区域运动到A点的曲率半径参考答案：解析：（1）电子离开A点后在磁场中做匀速圆周运动，洛伦磁力提供电子做匀速圆周运动的向心力．设其运动半径为R，由几何关系可知：R2=L2+(R－d)2

①（2分）

由

②（3分）

由①②式得：

③（2分）

（2）电子由O运动到A处过程中洛伦磁力不做功，由动能定理可得：

④

（2分）

解得：电压

⑤（2分）

（3）在A点，电场力和洛伦磁力的合力提供加速度，由牛顿第二定律得：

⑥

（3分）

得加速度

17.如图所示，轻弹簧一端连于固定点O，可在竖直平面内自由转动，另一端连接一带电小球P,其质量m=2×10-2kg,电荷量q=0.2C.将弹簧拉至水平后，以初速度V0=20m/s竖直向下射出小球P,小球P到达O点的正下方O1点时速度恰好水平，其大小V=15m/s.若O、O1相距R=1.5m,小球P在O1点与另一由细绳悬挂的、不带电的、质量M=1.6×10-1kg的静止绝缘小球N相碰。碰后瞬间，小球P脱离弹簧，小球N脱离细绳，同时在空间加上竖直向上的匀强电场E和垂直于纸面的磁感应强度B=1T的弱强磁场。此后，小球P在竖直平面内做半径r=0.5m的圆周运动。小球P、N均可视为质点，小球P的电荷量保持不变，不计空气阻力，取g=10m/s2。那么，（1）弹簧从水平摆至竖直位置的过程中，其弹力做功为多少？（2）请通过计算并比较相关物理量，判断小球P、N碰撞后能否在某一时刻具有相同的速度。

(3)若题中各量为变量，在保证小球P、N碰撞后某一时刻具有相同速度的前提下，请推导出r的表达式(要求用B、q、m、θ表示，其中θ为小球N的运动速度与水平方向的夹角)。参考答案：（1）设弹簧的弹力做功为W，有：①代入数据，得：W＝J②（2）由题给条件知，N碰后作平抛运动，P所受电场力和重力平衡，P带正电荷。设P、N碰后的速度大小分别为v1和V，并令水平向右为正方向，有:

③而：

④若P、N碰后速度同向时，计算可得V<v1，这种碰撞不能实现。P、N碰后瞬时必为反向运动。有：

⑤P、N速度相同时，N经过的时间为，P经过的时间为。设此时N的速