2021-2022学年安徽省宿州市四新中学高三物理下学期期末试卷含解析

2021-2022学年安徽省宿州市四新中学高三物理下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.（06年全国卷Ⅰ）如图，在匀强磁场中固定放置一根串接一电阻R的直角形金属导轨aob（在纸面内），磁场方向垂直于纸面朝里，另有两根金属导轨c、d分别平等于oa、ob放置。保持导注意事项：第二金属导轨的电阻不计。现经历以下四个过程：①以速率v移动d，使它与ab的距离增大一倍；②再以速率v移动c，使它与oa的距离减小一半；③然后，再以速率2v移动c，使它回到原处；④最后以速率2v移动d，使它也回到原处。设上述四个过程中通过电阻R的电量的大小依次为Q1、Q2、Q3和Q4，则A．Q1=Q2=Q3=Q4B．Q1=Q2=2Q3=2Q4C．2Q1=2Q2=Q3=Q4D．Q1≠Q2＝Q3≠Q4参考答案：答案：A解析：设开始导轨d与Ob的距离为x1，导轨c与Oa的距离为x2，由法拉第电磁感应定律知，移动c或d时产生的感应电动势：E＝＝通过导体R的电量为：Q＝I＝Δt＝由上式可知，通过导体R的电量与导体d或c移动的速度无关，由于B与R为定值，其电量取决于所围成面积的变化。①若导轨d与Ob距离增大一倍，即由x1变2x1，则所围成的面积增大了ΔS1＝x1·x2；②若导轨c再与Oa距离减小一半，即由x2变为，则所围成的面积又减小了ΔS2＝·2x1＝x1·x2；③若导轨c再回到原处，此过程面积的变化为ΔS3＝ΔS2＝·2x1＝x1·x2；④最后导轨d又回到原处，此过程面积的变化为ΔS4＝x1·x2；

由于ΔS1＝ΔS2＝ΔS3＝ΔS4，则通过电阻R的电量是相等的，即Q1＝Q2＝Q3＝Q4。2.（单选）不同材料之间的动摩擦因数是不同的，例如木与木的动摩擦因数是0.30，木与金属之间的动摩擦因数是0.20。现分别用木与金属制作成多个形状一样，粗糙程度一样的长方体。选择其中两个长方体A与B，将它们叠放在木制的水平桌面上。如图所示，如果A叠放在B上，用一个水平拉力作用在B上，当拉力大小为F1时，A、B两物体恰好要分开运动。如果B叠放在A上，当拉力大小为F2时，A、B两物体恰好要分开运动。则下列分析正确的是：（

）A．如果F1>F2，可确定A的材料是木，B的材料是金属B．如果F1<F2，可确定A的材料是木，B的材料是金属C．如果F1=F2，可确定A、B是同种材料D．不管A、B材料如何，一定满足F1=F2参考答案：BC3.如图所示，两个相同的细圆环带有等量异种电荷，相隔一定距离同轴平行固定放置，、分别为两环圆心，一带正电的粒子从很远处沿水平轴线飞来并顺次穿过两环.若粒子只受电场力作用，则在粒子运动过程中A.在点粒子的加速度方向向左B.从到的过程，粒子电势能一直增大C.轴线上点右侧存在一点，粒子在该点动能最小D.轴线上点右侧、点左侧都存在合场为零的点，且它们关于、连线中点对称参考答案：ACD在O1点时，右环上电荷由于关于O1对称，所以其在O1产生的电场强度为0，而-Q各点在O1产生的场强水平向左，故+q在O1点所受电场力方向向左，故加速度的方向水平向左，故A正确．在+q从O1向O2运动的过程中+Q对+q的电场力向左，-Q对+q的作用力方向也向左，故电场力对+q始终做正功，故+q的电势能一直减小，故B错误．根据E=可知在O1右侧+Q产生的场强的先增大后减小且一直减小到0，而-Q的场强大多数情况下小于+Q产生的电场但场强却不会为0，故合场强为0的位置应该在O1的右侧，而在合力为0之前合外力做负功，动能持续减小，之后合力做正功，动能增大，故动能最小的点在O1的右侧，故C正确．根据E=可知在O1右侧+Q产生的场强先增大后减小且一直减小到0，而-Q的场强大多数情况下小于+Q产生的电场但场强却不会为0，故合场强为0的位置应该在O1的右侧，同理O2的左侧也有场强为0的位置，而O1和O2之间场强始终大于0，由于两个电荷的电荷量相同，故电场关于O1、O2的连线对称，故D正确．故选ACD．4.如图所示的电路，a、b、c为三个相同的灯泡，其电阻大于电源内阻，当变阻器R的滑臂P向上移动时，下列判断中正确的是(

)A．b灯中电流变化值小于c灯中电流变化值B．a、b两灯变亮，c灯变暗C．电源输出功率增大

D．电源的供电效率增大参考答案：BC当滑片向上移动时，滑动变阻器接入电路的电阻变小，并联部分的总电阻变小，所以外电路总电阻变小，总电流变大，a灯变亮；总电流变大，电路内阻消耗电压增大，路端电压变小，通过c灯的电流变小，c灯变暗；总电流变大，通过c灯的电流变小，所以通过b灯的电流变大，b灯变亮，易得b灯中电流变化值大于c灯中电流变化值，所以A错B对；电源的输出功率根据P=EI即可判断，电源的供电效率根据即可判断，C对D错。5.(单选)初动能为Ek的带电粒子以速度vo垂直于电场方向射入平行金属板间的匀强电场中，射离电场时动能为2Ek。若该粒子射入同一电场时的初速度为2vo，则它射离该电场时的动能为A、4Ek

B、4.25Ek

C、4.5Ek

D、5Ek参考答案：D二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.如图甲，水平面内的三个质点分别位于直角三角形ABC的三个顶点上，已知AB=3m，AC=4m。t0=0时刻A、B同时开始振动，此后形成的波动图象均如图乙，所形成的机械波在水平面内传播，在t=4s时C点开始振动。则该机械波的传播速度大小为_________；两列波相遇后，C点振动_________（填“加强”或“减弱”）。该列波的波长是______m，周期是______s。参考答案：（1）1m／s

减弱

2m

2s

7.如图所示，半径为R的光滑半圆球固定在水平面上，顶部有一小物体A，现给它一个水平初速度，当这一水平初速度v0至少为_______________时，它将做平抛运动，这时小物体A的落地点P到球心O的距离=_______________.参考答案：;8.．2011年11月3日，中国自行研制的神舟八号飞船与天宫一号目标飞行器在距地球343km的轨道实现自动对接。神舟八号飞船远地点处圆轨道速度

（选填“大于”、“小于”或“等于”）近地点处圆轨道速度；假设神舟八号在近圆轨道做匀速圆周运动时，离地高度为H，地球表面重力加速度为g、地球半径为R，则神舟八号的运行速度为

。参考答案：小于

9.为了验证“当质量一定时，物体的加速度与它所受的合外力成正比”，一组同学用图甲所示的装置进行实验，并将得到的实验数据描在图乙所示的坐标图中．(1)在图乙中作出a－F图线．(2)由a－F图线可以发现，该组同学在实验操作中遗漏了____________这个步骤．(3)根据a－F图线可以求出系统的质量是________(保留两位有效数字)．参考答案：10.在用油膜法测定分子直径的实验中，若已知该种油的摩尔质量为M，密度为ρ，油滴质量为m，油滴在液面上扩展后的最大面积为S（以上各量均为国际单位），那么油分子直径d＝___________，油滴所含分子数N＝_______。v参考答案：m/(ρ·S)，NA11.

（2分）已知水的折射率是n=1.33，则光在水中的传播速度为

。

参考答案：

答案：2.3Χ108m/s12.已知地球半径R、自转周期T、地球表面重力加速度g，则其第一宇宙速度为_________。地球同步卫星离地面的高度为___________。参考答案：，13.若某时刻该密闭气体的体积为V，密度为ρ，平均摩尔质量为M，阿伏加德罗常数为NA，则该密闭气体的分子个数为

；参考答案：三、实验题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.用如图1实验装置验证m1、m1组成的系统机械能守恒．m2从高处由静止开始下落，m1向上拖着的纸带打出一系列的点，对纸带上的点迹进行测量，即可验证机械能守恒定律．图2给出的是实验中获取的一条纸带：0是打下的第一个点，每相邻两计数点间还有4个点（图中未标出），计数点间的距离如图所示．已知m1=50g、m2=150g，打点计时器使用的交流电频率为50Hz，则（g取9.8m/s2，所有结果均保留三位有效数字）．（1）在纸带上打下计数点5时的速度v5=2.40m/s；（2）在打点0～5过程中系统动能的增量△Ek=0.576J，系统势能的减少量△Ep=0.588J；（3）若某同学作出﹣h图象如图3，则当地的重力加速度g=9.70m/s2．参考答案：解：（1）由于每相邻两个计数点间还有4个点没有画出，所以相邻的计数点间的时间间隔T=0.1s，根据在匀变速直线运动中时间中点的瞬时速度大小等于该过程中的平均速度，可知打第5个点时的速度为：v5==2.40/s，（2）物体的初速度为零，所以动能的增加量为：△EK=（m1+m2）v52=×0.2×2.42J=0.576J重力势能的减小量等于物体重力做功，故：△EP=W=mgh=0.588J；（3）本题中根据机械能守恒可知，（m1+m2）v2=（m2﹣m1）gh，即有：v2=gh，所以v2﹣h图象中图象的斜率k=g=，由图可知当地的实际重力加速度g=9.70m/s2．故答案为：①2.40②0.576、0.588③9.7015.某同学在做探究弹力和弹簧伸长的关系的实验时，设计了如图甲所示的实验装置．所用的钩码的质量都是30g．他先测出不挂钩码时弹簧的自然长度，再将5个钩码逐个挂在弹簧的下端，每次都测出相应的弹簧总长度，将数据填在了下面的表中．(弹力始终未超过弹性限度，取g＝10m/s2)

砝码质量M(g)0306090120150弹簧总长L(cm)6.007.158.349.4810.6411.79①试根据这些实验数据，在图乙所示的坐标纸上作出砝码质量M与弹簧总长度L之间的函数关系图线．②上一问所得图线的物理意义是：____________________________________________③该弹簧劲度系数k＝___N/m.(结果保留两位有效数字)参考答案：

①（3分）如图所示．（无用尺划线不得分）②（3分）表明弹簧的弹力和弹簧伸长量成正比[③25-26

(3分)四、计算题：本题共3小题，共计47分16.如图10甲所示，A、B表示真空中水平放置的相距为d的平行金属板，长为L，两板加电压后板间可视为匀强电场，图乙表示一周期性变化的交变电压。t＝0时，将图乙中交变电压加在A、B两板上，此时恰好有一质量为m、电荷量为q的粒子在两板中央沿平行两板中线以速度v0射入电场。若此粒子离开电场时恰能以平行A、B两板的速度飞出，求：图10(1)A、B两板上所加交变电压的频率应满足的条件；(2)该交变电压U0的取值范围(忽略粒子的重力)

参考答案：(1)由于粒子水平方向匀速运动，故穿过两板时间为t＝。离开电场时恰能以平行A、B两板的速度飞出，则竖直速度分量为零，则它在电场中运动时间必为交变电压周期的整数倍，即t＝nT(n＝1,2,3，…)。交变电压的频率应为f＝＝(n＝1,2,3，…)。(2)一个周期内，粒子的侧向位移为y＝2×a()2＝()2＝·()2欲刚好不打在板上且水平射出，必须≥ny所以得U0≤(n＝1,2,3，…)。17.如图所示，在空中有一水平方向的匀强磁场区域，区域的上、下边缘间距为h，磁感应强度为B。有一宽度为b（b<h)、长度为L、电阻为R、质量为m的矩形导体线圈紧贴磁场区域的上边缘从静止起竖直下落，当线圈的PQ边出磁场下边缘时，恰好开始匀速运动。求：(1)当线圈的PQ边出磁场下边缘时，匀速运动的速度大小。(2)线圈穿越磁场区域过程中所产生的焦耳热。(3)线圈穿越磁场区域经历的时间。参考答案：(1)

(2)

(3)（1）线圈受到的安培力：，线圈离开磁场时做匀速运动，处于平衡状态，由平衡条件得：，线圈的速度：；（2）由能量守恒定律得：，解得：；（3）设线圈匀速穿出磁场区域的速度为v，此过程线圈的重力与磁场作用于线圈的安培力平衡，即有：，所以对线圈从开始到刚好完全进入磁场的过程，经历的时间设为t1，线圈所受安培力的平均值为.，线圈速度的平均值为，此过程线圈的末速度值为v1，根据动量定理，得：，而，解得：因为b＜h，所以接着线圈在磁场里作匀加速运动，直到线圈的下边到达磁场的下边界为止，此过程经历的时间：之后线圈以速度v匀速穿出磁场，经历时间所以线圈穿越磁场区域经历的时间：。18.如图所示，为一磁约束装置的原理图，圆心为原点O、半径为R0的圆形区域Ⅰ内有方向垂直xoy平面向里的匀强磁场。一束质量为m、电量为q、动能为E0的带正电粒子从坐标为(0、R0)的A点沿y负方向射入磁场区域Ⅰ，粒子全部经过x轴上的P点，方向沿x轴正方向。当在环形区域Ⅱ加上方向垂直于xoy平面的匀强磁场时，上述粒子仍从A点沿y轴负方向射入区域Ⅰ，粒子经过区域Ⅱ后从Q点第2次射入区域Ⅰ，已知OQ与x轴正方向成60°。不计重力和粒子间的相互作