2021-2022学年山东省临沂市横山中学高三物理上学期期末试题含解析

2021-2022学年山东省临沂市横山中学高三物理上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，一导体圆环位于纸面内，O为圆心。环内两个圆心角为90°的扇形区域内分别有匀强磁场，两磁场磁感应强度的大小相等，方向相反且均与纸面垂直。导体杆OM可绕O转动，M端通过滑动触点与圆环良好接触。在圆心和圆环间连有电阻R。杆OM以匀角速度逆时针转动，t=0时恰好在图示位置。规定从a到b流经电阻R的电流方向为正，圆环和导体杆的电阻忽略不计，则杆从t=0开始转动一周的过程中，电流随变化的图象是参考答案：C解析：依据右手定则，可知在0-内，电流方向M到O，在电阻R内则是由b到a，为负值，且大小为为一定值，内没有感应电流，内电流的方向相反，即沿正方向，内没有感应电流，因此C正确。2.（单选）关于牛顿第二定律的下列说法中，正确的是（）

A．物体加速度的大小由物体的质量和所受合力大小决定，与物体的速度大小无关

B．物体的加速度的方向不仅与它所受合力的方向有关，且与速度方向有关

C．物体的加速度的方向与速度的方向总是相同的

D．一旦物体所受合力为零，则物体的加速度和速度立即变为零参考答案：考点：牛顿第二定律．分析：加速度的大小与合力成正比，与物体的质量成反比，方向与合力的方向相同，与速度方向无关．解答：解：A、根据牛顿第二定律知，加速度的大小与物体的质量成反比，与合力成正比，与物体的速度无关，故A正确．B、加速度的方向与合力的方向相同，与速度方向无关，故B错误．C、加速度的方向与速度方向可能相同，可能相反，可能不在同一条直线上，故C错误．D、物体所受的合力为零，加速度为零，但是速度不一定立即变为零，故D错误．故选：A．3.（多选）如图所示，平行金属导轨ab、cd与水平面成θ角，间距为L，导轨与固定电阻R1和R2相连，磁感应强度为B的匀强磁场垂直穿过导轨平面．有一导体棒MN，质量为m，与导轨之间的动摩擦因数为μ，导体棒的电阻与固定电阻R1和R2的阻值均为R，导体棒以速度v沿导轨匀速下滑，忽略感应电流之间的作用及导轨的电阻，则（）A．导体棒两端电压为B．电阻R1消耗的热功率为mgv（sinθ﹣μcosθ）C．t时间内通过导体棒的电荷量为D．导体棒所受重力与安培力的合力方向与竖直方向夹角小于θ参考答案：【考点】：导体切割磁感线时的感应电动势；电磁感应中的能量转化．【专题】：电磁感应——功能问题．【分析】：导体棒匀速运动时，合力为零，由平衡条件列式可求感应电流，根据部分电路的欧姆定律求出MN两端的电压（路端电压）安培力对导体棒做负功，导体棒克服安培力做功和摩擦力做功之和等于导体棒机械能的减少量；根据q=It求出流过导体棒的电荷量．：解：A、导体棒匀速运动时，合力为零，即：mgsinθ=μmgcosθ+BIL电磁感应的过程中，R外=RMN两端的电压U=IR外，联立以上三式得：U=．故A错误．B、导体棒的重力的功率：PG=mgvsinθ，摩擦力的功率：Pf=μmgcosθ?v，根据P=I2R知，MN上的功率：PMN=I2R，R1R2上的功率：PR=（I）2?R=根据功能关系知：PG=Pf+PMN+2PR1，即有：mgv（sinθ﹣μcosθ）=2PR1+PMN=6PR1，解得电阻R1消耗的热功率为：PR1=mgv（sinθ﹣μcosθ）．故B错误．C、t时间内通过导体棒的电荷量为：q=It=．故C正确．D、导体棒受到重力、支持力、摩擦力和安培力四个力作用．根据平衡条件得知：支持力、摩擦力和安培力三个力的合力与重力大小相等、方向相反，摩擦力与安培力方向相同，则支持力与摩擦力的合力与竖直方向的夹角小于θ．而重力与安培力的合力和支持力和摩擦力的合力方向相反，则知导体棒所受重力与安培力的合力方向与竖直方向夹角小于θ．故D正确．故选：CD【点评】：本题分析导体棒的受力情况是求解的关键，不能将滑动摩擦力遗漏．画出该电路的等效电路有助于分析电路中的电流与电阻消耗的功率．4.质量为M的小球，用长为的细线悬挂在O点，在O点的正下方处有一光滑的钉子P，把小球拉到与钉子P等高的位置，摆线被钉子挡住。如图所示，让小球从静止释放，当小球第一次经过最低点时A.小球运动的线速突然减小

B.小球的角速度突然减小C.小球的向心加速度突然增大

D.悬线的拉力突然增大参考答案：B5.在2012伦敦奥运会上，牙买加选手博尔特在男子100m决赛和男子200m决赛中分别以9.63s和19.32s的成绩获得两枚金牌，成为奥运会历史上连续两届卫冕100米和200米冠军的第一人．关于他在这两次决赛中的运动情况，下列说法正确的是（

）

A．200m决赛的位移是100m决赛的两倍B．200m决赛的平均速度约为10.35m/sC．100m决赛的平均速度约为10.38m/sD．100m决赛的最大速度约为20.76m/s参考答案：C200米比赛为弯道，位移大小不是200米，100米比赛为直道，位移大小为100米，故A错误；由于200米比赛为弯道，无法求出其位移大小，故平均速度无法求，故B错误；100米比赛的位移大小为100米，因此其平均速度为：

m/s10.38m/s，故C正确；由于100比赛过程中运动员并不是一直匀加速运动，平均速度等于最大速度的一半不成立，无法求出其最大速度，故D错误．二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.（2）“用DIS测变速直线运动的瞬时速度”实验中，使用光电门传感器。小王同学利用DIS实验器材研究某物体沿X轴运动的规律，发现物体所处的坐标X与时间t满足X=t3-2t（单位均是SI制单位），则该物体在第2秒末的瞬时速度大小为__________m/s。参考答案：107.某同学研究小车在斜面上的运动，用打点计时器记录了小车做匀变速直线运动的位移，得到一段纸带如图所示。在纸带上选取几个相邻计数点A、B、C、D，相邻计数点间的时间间隔均为T，B、C和D各点到A的距离为、和。由此可算出小车运动的加速度大小=____________________，打点计时器在打C点时，小车的速度大小=_______。

（用已知的物理量符号表示）参考答案：8.现要验证“当质量一定时，物体运动的加速度与它所受的合外力成正比”这一物理规律。给定的器材如下：一倾角可以调节的长斜面(如图)、小车、计时器一个、米尺。(1)填入适当的公式或文字，完善以下实验步骤(不考虑摩擦力的影响)

①让小车自斜面上方一固定点Al从静止开始下滑至斜面底端A2，记下所用的时间t。

②用米尺测量Al与A2之间的距离s．则小车的加速度a=

。

③用米尺测量A1相对于A2的高度h。所受重力为mg，则小车所受的合外力F=

。

④改变

，重复上述测量。

⑤以h为横坐标，1/t2为缎坐标，根据实验数据作图。如能得到一条过原点的直线，则可以验证“当质量一定时，物体运动的加速度与它所受的合外力成正比”这一规律。(2)在探究如何消除上述实验中摩擦阻力影响的过程中，某同学设计的方案是：

①调节斜面倾角，使小车在斜面上匀速下滑。测量此时A1相对于斜面底端A2的高度h0。

②进行(1)中的各项测量。

③计算与作图时用（h-h0）代替h。

对此方案有以下几种评论意见：

A、方案正确可行。

B、方案的理论依据正确，但利用所给的器材无法确定小车在斜面上是否做匀速运动。

C、方案的理论依据有问题，小车所受摩擦力与斜面倾向有关。

其中合理的意见是

。参考答案：9.由某门电路构成的一简单控制电路如图，其中为光敏电阻，光照时电阻很小，R为变阻器，L为小灯泡。其工作情况是：当光敏电阻受到光照时，小灯L不亮，不受光照时，小灯L亮。该门电路是________；符号是________。参考答案：

答案：非门；

10.如题12B-1图所示的装置，弹簧振子的固有频率是4Hz。现匀速转动把手，给弹簧振子以周期性的驱动力，测得弹簧振子振动达到稳定时的频率为1Hz，则把手转动的频率为___▲____。（A）1Hz（B）3Hz（C）4Hz（D）5Hz参考答案：A)受迫振动的频率等于驱动力的频率，f=1hz，故A对；B、C、D错。

11.一条纸带与做匀加速直线运动的小车相连，通过打点计时器打下一系列点，从打下的点中选取若干计数点，如图中A、B、C、D、E所示，纸带上相邻的两个计数点之间都有四个点未画出。现测出AB=2.20cm，AC=6.39cm，AD=12.59cm，AE=20.79cm，已知打点计时器电源频率为50Hz。①打D点时，小车的瞬时速度大小为___

____m/s（保留两位有效数字）。②小车运动的加速度大小为___

____m/s2（保留两位有效数字）。③在“探究加速度与物体质量、物体受力的关系”活动中，某同学设计了如图所示的实验装置。图中上下两层水平轨道表面光滑，两小车前端系上细线，细线跨过滑轮并挂上砝码盘，两小车尾部细线连到控制装置上，实验时通过控制装置使两小车同时开始运动，然后同时停止，本探究实验可以通过比较两小车的位移来得到两小车加速度关系。若测量得到两个小车的位移分别为x1和x2，设两个小车的加速度分别为a1和a2，上述四个物理量的关系式为______________________。参考答案：①0.72

②2.0

③

12.（多选）质量为m的小球由轻绳a和b系于一轻质木架上的A点和C点，如图所示。当轻杆绕轴BC以角速度ω匀速转动时，小球在水平面内作匀速圆周运动，绳a在竖直方向、绳b在水平方向。当小球运动在图示位置时．绳b被烧断的同时杆也停止转动，则(

)A．小球仍在水平面内作匀速圆周运动

B．在绳被烧断瞬间，a绳中张力突然增大C．若角速度ω较小，小球在垂直于平面ABC的竖直平面内摆动D．若角速度ω较大，小球可以在垂直于平面ABC的竖直平面内作圆周运动参考答案：BCD13.

真空中波长为３×１０-7米的紫外线的频率是

_赫。这种紫外线的光子打到金属钠的表面时

（填“能”或“不能”）发生光电效应（已知钠的极限频率是6.0×1014赫，真空中光速为３×１０8米/秒）。参考答案：答案：1.0×1015、能三、简答题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.（09年大连24中质检）（选修3—3）（5分）在图所示的气缸中封闭着温度为100℃的理想气体．一重物用绳索经滑轮与缸中活塞相连接．重物和活塞均处于平衡状态，这时活塞离缸底的高度为20cm．如果缸内气体变为0℃，问：

①重物是上升还是下降？说明理由。②这时重物将从原处移动多少厘米？（设活塞与气缸壁问无摩擦）（结果保留一位小数）参考答案：

解析：

①缸内气体温度降低，压强减小，故活塞下移，重物上升。（2分）

②分析可知缸内气体作等压变化，设活塞截面积为S㎝2，气体初态体积V1=20S㎝3，温度T1=373K，末态温度T2=273K，体积设为V2=hS㎝3（h为活塞到缸底的距离）

据

（1分）

可得h=14.6㎝

则重物上升高度

（1分）15.（9分）我国登月的“嫦娥计划”已经启动，2007年10月24日，我国自行研制的探月卫星“嫦娥一号”探测器成功发射。相比较美国宇航员已经多次登陆月球。而言，中国航天还有很多艰难的路要走。若一位物理学家通过电视机观看宇航员登月球的情况，他发现在发射到月球上的一个仪器舱旁边悬挂着一个重物在那里摆动,悬挂重物的绳长跟宇航员的身高相仿,这位物理学家看了看自己的手表，测了一下时间，于是他估测出月球表面上的自由落体加速度。请探究一下,他是怎样估测的?参考答案：据宇航员的身高估测出摆长；测出时间，数出摆动次数，算得摆动周期；据公式,求得月球的重力加速度。解析：据单摆周期公式,只要测出单摆摆长和摆动周期,即可测出月球表面上的自由落体加速度．据宇航员的身高估测出摆长；测出时间，数出摆动次数，算得摆动周期；据公式求得月球的重力加速度。(9分)

四、计算题：本题共3小题，共计47分16.在光滑的水平面上，质量为m1的小球A以速率向右运动。在小球A的前方O点处有一质量为m2的小球B处于静止状态，如图所示。小球A与小球B发生正碰后，小球A的速率为2m/s，B被挡板反弹后速率不变，且返回后不再与A碰撞。求：两小球质量满足的条件。参考答案：依题意可知，A球碰后速度向左，其大小为，且碰后B球速率，由动量守恒得：得：。17.如图所示，是磁流体动力发电机的工作原理图．一个水平放置的上下、前后封闭的矩形塑料管，其宽度为a，高度为b，其内充满电阻率为ρ的水银，由涡轮机产生的压强差p使得这个流体具有恒定的流速v0．管道的前后两个侧面上各有长为L的由铜组成的面，实际流体的运动非常复杂，为简化起见作如下假设：a.尽管流体有粘滞性，但整个横截面上的速度均匀；b.流体的速度总是与作用在其上的合外力成正比；c.导体的电阻：R=ρl／S，其中ρ、l和S分别为导体的电阻率、长度和横截面积；d.流体不可压缩．若由铜组成的前后两个侧面外部短路，一个竖直向上的匀强磁场只加在这两个铜面之间的区域，磁感强度为B（如图）．(1)写出加磁场后，两个铜面之间区域的电阻R的表达式(2)加磁场后，假设新的稳定速度为v，写出流体所受的磁场力F与v关系式，指出F的方向(3)写出加磁场后流体新的稳定速度v的表达式（用v0、p、L、B、ρ表示）；(4)为使速度增加到原来的值v0，涡轮机的功率必须增加，写出功率增加量的表达式（用v0、a、b、L、B和ρ表示）。参考答案：（1），

33.1（2分）（2）∵，

33.2（1分），

33.3（1分）再利用（1）的结论，可推得∴，

3.4（1分）力FA的方向与流速v的方向反向．

33.5（1分）（3）不加磁场时：，

33.6（