湖北省武汉市钢城德才中学2021-2022学年高三物理下学期期末试题含解析

湖北省武汉市钢城德才中学2021-2022学年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.如图所示，将小球从地面以初速度v0竖直上抛的同时，将另一小球从距地面处由静止释放，a的质量小于b的质量，两球恰在处相遇（不计空气阻力）。则(

)（A）两球同时落地（B）相遇时两球速度大小相等（C）从开始运动到相遇，球动能的减少量等于球动能的增加量（D）相遇后的任意时刻，重力对球a做功功率小于重力对球b做功功率参考答案：D2.右图是一种测定风力的仪器的原理图，质量为m的金属球，固定在一细长的轻金属丝下端，能绕悬点Ｏ在竖直平面内转动，无风时金属丝自然下垂，有风时金属丝将偏离竖直方向一定角度θ，角θ的大小与风力大小F有关，下列关于风力Ｆ与θ的关系式正确的是Ａ．Ｆ＝mg·tanθ

Ｂ．Ｆ＝mg·sinθＣ．Ｆ＝mg·cosθＤ．Ｆ＝mg∕cosθ参考答案：答案：A3.（多选）在如图所示的倾角为θ的光滑斜面上，存在着两个磁感应强度大小均为B的强磁场区域，区域I的磁场方向垂直斜面向上，区域II的磁场方向垂直斜面向下，磁场的宽度HP及PN均为L，一个质量为m、电阻为R、边长也为L的正方形导线框，由静止开始沿斜面下滑，t1时刻ab边刚越过GH进入磁场I区域，此时导线框恰好以速度v1做匀速直线运动；t2时刻ab边下滑到JP与MN的中间位置，此时导线框又恰好以速度v2做匀速直线运动。重力加速度为g，下列说法中正确的是(

)

A．当ab边刚越过JP时，导线框具有加速度大小为a=gsinθB．导线框两次匀速直线运动的速度v1:v2=4：1C．从t1到t2的过程中，导线框克服安培力做功的大小等于重力势能的减少D．从t1到t2的过程中，有机械能转化为电能参考答案：BD4.关于功率，下列说法中正确的是:

(

)

A、功率是说明做功多少的物理量

B、功率是说明力做功快慢的物理量C、做功时间越长，功率一定小

D、力做功越多，功率一定大参考答案：B5.（单选）质量为m的汽车在平直公路上保持恒定功率以某一未知的初速度开始加速运动，最后达到了一个稳定速度。上述过程中其加速度a和速度的倒数1/v的关系图象如图所示。根据图象所给信息，不能求出的物理量有（

B

）A．汽车所保持的恒定功率B．汽车运动到最大速度所需的时间C．汽车受到的阻力D．汽车行驶的最大速度参考答案：B二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.用图（a）所示的实验装置探究加速度与力、质量的关系。（1）完成平衡摩擦力的相关内容：

（A）取下沙桶，把木板不带滑轮的一端垫高；

（B）接通打点计时器电源，轻推小车，让小车拖着纸带运动。如果打出的纸带如图（b）所示，则应

（选填“增大”、“减小”或“不改变”）木板的倾角，反复调节，直到纸带上打出的点迹

为止。（2）某同学实验时得到如图（c）所示的a—F图象（沙和沙桶质量远小于小车质量），则该同学探究的是：在

条件下，

成正比。（3）上题中若沙和沙桶质量过大，不能远小于小车质量，则可能会出现下列哪种图像参考答案：（1）减小（2分），间隔相等（2分），

（2）小车质量一定的（2分），小车的加速度与所受拉力（2分）

（3）B7.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，则振动的周期为

s，x=1.0m处质点的振动方向沿

(填“y轴正方向”或“y轴负方向”)，x=2.0m处的质点在0—1.5s内通过的路程为

cm．参考答案：8.（选修3－4）（4分）如图所示，为某时刻一列简谐横波的波形图象，已知此列波的振动周期为4s，由图可知这列波的传播速度大小为

m/s，若此时波形上质点A正经过平衡位置向上运动，则知波的传播方向是

。参考答案：答案：6（2分）；x的正方向（或水平向右）（2分）9.将打点计时器固定在斜面上某处，一小车拖着穿过打点计时器的纸带从斜面上滑下，如图所示是打出的纸带的一段．当电源频率为50Hz时，每隔0.1s取一个计数点，它们是图中a、b、c、d、e、f等点，这段时间内加速度的平均值是____________(取两位有效数字)．若电源频率高于50Hz，但计算仍按50Hz计算，其加速度数值将____________(填“偏大”、“偏小”或“相同”)．参考答案：10.如图所示，质量为m的小球，以初速度v0从斜面上A点水平抛出，落在斜面上B点时动能为初动能的5倍，则在此过程中重力冲量为__________，所用的时间为__________。参考答案：2mv0

2v0/g11.（6分）若加在某导体两端的电压变为原来的时，导体中的电流减小了0.4A.如果所加电压变为原来的2倍，则导体中的电流为__________A。参考答案：2.012.如图所示，两条平行金属导轨ab、cd置于磁感应强度B=0.5T的匀强磁场中，两导轨间的距离l=0.6m，导轨间连有电阻R。金属杆MN垂直置于导轨上，且与轨道接触良好，现使金属杆MN沿两条导轨向右匀速运动，产生的感应电动势为3V。由此可知，金属杆MN滑动的速度大小为 m/s；通过电阻R的电流方向为

（填“aRc”或“cRa”）。参考答案：13.图甲为某一小灯泡的U－I图线，现将两个这样的小灯泡并联后再与一个4Ω的定值电阻R串联，接在内阻为1Ω、电动势为5V的电源两端，如图乙所示。则通过每盏小灯泡的电流强度为________A，此时每盏小灯泡的电功率为________W。

参考答案：0.3

0.6 三、实验题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.某同学利用如图所示的实验装置验证机械能守恒定律．弧形轨道末端水平，离地面的高度为H．将钢球从轨道的不同高度h处静止释放，钢球的落点距轨道末端的水平距离为s．⑴若轨道完全光滑，s2与h的理论关系应满足s2＝（用H、h表示）．⑵该同学经实验测量得到一组数据，如下表所示：

h（10－1m）2.003.004.005.006.00s2（10－1m2）2.623.895.206.537.78

请在坐标纸上作出s2－h关系图．

⑶对比实验结果与理论计算得到的s2－h关系图线（图中已画出），自同一高度静止释放的钢球，水平抛出的速率

（填“小于”或“大于”）理论值．

⑷从s2－h关系图线中分析得出钢球水平抛出的速率差十分显著，你认为造成上述偏差的可能原因是

．

参考答案：15.“探究加速度与物体质量、物体受力的关系”实验中，某小组同学实验时先正确平衡摩擦力，并利用钩码和小车之间连接的力传感器测出细线上的拉力，改变钩码的个数，确定加速度与细线上拉力F的关系。(1)下列图象中能表示该同学实验结果的是_____(2)某次实验中打出如图乙所示的纸带（打点计时器电源的频率为50Hz），则这个加速度值a=___________m/s2．参考答案：（1）a

（2）0.80四、计算题：本题共3小题，共计47分16.如图所示，固定在水平地面上一圆柱形左端开口气缸，一定量的理想气体被活塞封闭其中．已知气缸壁导热良好，活塞可沿汽缸壁无摩擦的滑动。活塞与另一在水平平台上一质量为m的物块用水平细杆相连，物块与水平平台间的动摩擦因数为μ，活塞的横截面积为S。活塞内表面相对气缸底部的长度为L，外界温度为T，此时细杆恰好没有弹力，大气压强为po且始终保持不变，可以认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力大小，重力加速度大小为g。（1）当环境的温度为,物块仍处于静止状态，求它受到的摩擦力大小和方向；（2）若物块离平台右端的距离为（），外界的温度缓慢变化使得物块可以缓慢移动，当物块将要离开平台时环境的温度是多少？参考答案：（1）P0S，方向为水平向右（2）【分析】（1）根据查理定律求解气体的压强，然后对活塞和物体的整体受力分析列出平衡方程求解摩擦力；（2）由理想气体状态方程求解当物块将要离开平台时环境的温度.【详解】（1）物块仍处于静止状态，说明活塞没有移动，即封闭气体体积不变，由查理定律定律得

求得P=2P0

对活塞轻杆物块整体有

方向为水平向右

（2）由题意可知物块受到的摩擦力水平向左，设物块将要离开平台时，气缸内气体的压强为p′,环境温度为T′则

由理想气体状态方程有

联解得

17.如图所示，A、B为两块平行金属板，A板带正电、B板带负电。两板之间存在着匀强电场，两板间距为d、电势差为U，在B板上开有两个间距为L的小孔。C、D为两块同心半圆形金属板，圆心都在贴近B板的处，C板带正电、D板带负电。两板间的距离很近，两板末端的中心线正对着B板上的小孔，两板间的电场强度可认为大小处处相等，方向都指向。半圆形金属板两端与B板的间隙可忽略不计。现从正对B板小孔紧靠A板的O处由静止释放一个质量为m、电量为q的带正电微粒（微粒的重力不计）。试问：⑴微粒穿过B板小孔时的速度为多大？⑵为了使微粒能在CD板间运动而不碰板，CD板间的电场强度应为多大？⑶从释放微粒开始计时，经过多长时间微粒通过半圆形金属板间的最低点P点？

参考答案：⑴设微粒穿过B板小孔时的速度为v，根据动能定理，有

2分解得

2分⑵微粒进入半圆形金属板后，电场力提供向心力，有

2分联立⑴、⑵，得

2分⑶微粒从释放开始经t1射出B板的小孔，则

1分设微粒在半圆形金属板间运动经过t2第一次到达最低点P点，则

2分所以从释放微粒开始，经过微粒第一次到达P点；

2分根据运动的对称性，易知再经过微粒再一次经过P点；所以经过时间，时微粒经过P点。1分18.（计算）如图所示，匀强磁场B1垂直水平光滑金属导轨平面向下，垂直导轨放置的导体棒ab在平行于导轨的外力F作用下做匀加速直线运动，通过两线圈感应出电压，使电压表示数U保持不变。已知变阻器最大阻值为R，且是定值电阻R2的三倍，平行金属板MN相距为d。在电场作用下，一个带正电粒子从O1由静止开始经O2小孔垂直AC边射入第二个匀强磁场区，该磁场的磁感应强度为B2，方向垂直纸面向外，其下边界AD距O1O2连线的距离为h。已知场强B2=B，设带电粒子的电荷量为q、质量为m，则高度，请注意两线圈绕法，不计粒子重力。求：（1）试判断拉力F能否为恒力以及F的方向（直接判断）；（2）调节变阻器R的滑动头位于最右端时，MN两板间电场强度多大？（3）保持电压表示数U不变，调节R的滑动头，带电粒子进入磁场B2后都能击中AD边界，求粒子打在AD边界上的落点距A点的距离范围。参考答案：（1）F不能为恒力，F方向向左（2）

（3）带电粒子在匀强磁场中的运动；牛顿第二定律；向心力；导体切割磁感线时的感应电动势C2D4L2L3解析：（1）ab棒不能做匀速运动，否则副线圈中没有感应电流，故ab棒做变速运动，ab棒做变速运动，产生的感应电动势是变化的，原线圈电流是变化的，ab棒受到的安培力是变力，ab棒做匀加速运动，由牛顿第二定律可知，ab棒受到的合外力为恒力，由于安培力是变力，则拉力F为变力；粒子带正电，粒子在两极板间加速，说明极板间的电场强度方向水平向右，M板电势高于N板电势，副线圈所在电路电流沿顺时针方向，由楞次定律与右手定则可知，ab棒应向左运动．（2），R1=3R2=3R

①

MN两板间电压：

②

场强：

③

解得场强大小：

④

说明：（1）U2可用其它符号，如UMN；（2）个别式子没单独写出，但包含在过程中，且结果正确的给6分。（3）带电粒子在O1O2间加速：

⑤

在磁场B2中：

⑥

∴

运动半径：

①当变阻器的滑动头位于最右端时，MN间电压最小，带电粒子在磁场中运动的半径最小。此时：