2021-2022學(xué)年廣東省梅州市南礤中學(xué)高三物理上學(xué)期期末試題含解析

2021-2022學(xué)年廣東省梅州市南礤中學(xué)高三物理上學(xué)期期末試題含解析一、選擇題：本題共5小題，每小題3分，共計(jì)15分．每小題只有一個(gè)選項(xiàng)符合題意1.如圖9所示，一個(gè)小球沿豎直放置的光滑圓環(huán)形軌道做圓周運(yùn)動(dòng)，圓環(huán)的半徑為R，關(guān)于小球的運(yùn)動(dòng)情況，以下說法正確的是A．小球的線速度方向時(shí)刻在變化，但總是在圓周切線方向上B．小球的加速度方向時(shí)刻在變，但總是指向圓心的C．小球的線速度大小一定大于D．球通過軌道最低點(diǎn)的加速度的大小可能小于g

參考答案：A2.（單選）在水平桌面上有一個(gè)傾角為α的斜面體。一個(gè)質(zhì)量為m的物塊，在平行于斜面的拉力F作用下，沿斜面向上做勻速運(yùn)動(dòng)。斜面體始終處于靜止?fàn)顟B(tài)。已知物塊與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，重力加速度為g。下列結(jié)論正確的是A．斜面對(duì)物塊的摩擦力大小是FB．斜面對(duì)物塊的摩擦力大小是μmgC．桌面對(duì)斜面體的摩擦力大小是0D．桌面對(duì)斜面體的摩擦力大小是Fcosα參考答案：D3.（多選題）如圖所示，靜止在光滑水平面上的木板，右端有一根輕質(zhì)彈簧沿水平方向與木板相連，木板質(zhì)量M=3kg，質(zhì)量m=1kg的鐵塊以水平速度v0=4m/s從木板的左端沿板面向右滑行，壓縮彈簧后又被彈回，最后恰好停在木板的左端，則下列說法中正確的是（）A．鐵塊和木塊最終共同以1m/s的速度向右做勻速直線運(yùn)動(dòng)B．運(yùn)動(dòng)過程中彈簧的最大彈性勢(shì)能為3JC．運(yùn)動(dòng)過程中鐵塊與木板因摩擦而產(chǎn)生的熱量為3JD．運(yùn)動(dòng)過程中鐵塊與木板因摩擦而產(chǎn)生的熱量為6J參考答案：ABD【分析】木板放在光滑水平面上，鐵塊與木板組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒，由動(dòng)量守恒定律求兩者最終的共同速度．運(yùn)用能量守恒定律求彈簧的最大彈性勢(shì)能，并求摩擦產(chǎn)生的熱量．【解答】解：設(shè)最終鐵塊與木板速度相同時(shí)共同速度大小為v，鐵塊相對(duì)木板向右運(yùn)動(dòng)時(shí)，滑行的最大路程為L(zhǎng)，滑動(dòng)摩擦力大小為f．取向右為正方向，根據(jù)系統(tǒng)動(dòng)量守恒可知：mv0=（M+m）v得v=1m/s，方向向右，所以鐵塊和木塊最終共同以1m/s的速度向右做勻速直線運(yùn)動(dòng)，故A正確．B、鐵塊相對(duì)于木板向右時(shí)，當(dāng)鐵塊與木板的速度相同時(shí)，彈簧的彈性勢(shì)能最大，由動(dòng)量守恒定律知此時(shí)兩者的速度也為v=1m/s．根據(jù)能量守恒定律，鐵塊相對(duì)于木板向右運(yùn)動(dòng)過程有：mv02=fL+（M+m）v2+EP鐵塊相對(duì)于木板運(yùn)動(dòng)的整個(gè)過程有：mv02=2fL+（M+m）v2又聯(lián)立解得彈簧的最大彈性勢(shì)能EP=3J．fL=3JCD、由功能關(guān)系知：運(yùn)動(dòng)過程中鐵塊與木板因摩擦而產(chǎn)生的熱量Q=2fL=6J，故C錯(cuò)誤，D正確．故選：ABD4.（單選）一列簡(jiǎn)諧橫波，某時(shí)刻的圖象如圖甲所示，從該時(shí)刻開始計(jì)時(shí)，波上A質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖象如圖乙所示，則以下說法正確的是（

）

A．這列波的波速是25m/s，沿x軸正向傳播B．質(zhì)點(diǎn)P將比質(zhì)點(diǎn)Q先回到平衡位置C．經(jīng)過△t=0.4s，A質(zhì)點(diǎn)通過的路程為4mD．經(jīng)過△t=0.8s，A質(zhì)點(diǎn)通過的位移為2m參考答案：C5.如圖所示，虛線a、b、c代表電場(chǎng)中三個(gè)等勢(shì)面，相鄰等勢(shì)面之間的電勢(shì)差相等，即Uab=Ubc，實(shí)線為一帶電質(zhì)點(diǎn)僅在電場(chǎng)力作用下通過該區(qū)域時(shí)的運(yùn)動(dòng)軌跡，P、Q是這條軌跡上的兩點(diǎn)，據(jù)此可知A.三個(gè)等勢(shì)面中，a的電勢(shì)最高B.帶電質(zhì)點(diǎn)在p點(diǎn)具有的電勢(shì)能比在Q點(diǎn)具有電勢(shì)能大C.帶電質(zhì)點(diǎn)通過p點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能比通過Q點(diǎn)時(shí)大D.帶電質(zhì)點(diǎn)通過p點(diǎn)時(shí)的加速度比通過Q點(diǎn)時(shí)大參考答案：BD根據(jù)軌跡彎曲的方向和電場(chǎng)線與等勢(shì)線垂直，畫出P、Q兩點(diǎn)處電場(chǎng)力的方向，如圖．由于帶點(diǎn)質(zhì)點(diǎn)的電性不確定，所以電場(chǎng)強(qiáng)度的方向不確定，三個(gè)等勢(shì)面的電勢(shì)高低不確定，故A錯(cuò)誤．質(zhì)點(diǎn)從P到Q過程，電場(chǎng)力做正功，質(zhì)點(diǎn)的電勢(shì)能減小，動(dòng)能增大，則質(zhì)點(diǎn)在P點(diǎn)具有的電勢(shì)能比在Q點(diǎn)具有的電勢(shì)能大，通過P點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能比通過Q點(diǎn)時(shí)?。蔅正確，C錯(cuò)誤．據(jù)題，相鄰等勢(shì)面之間的電勢(shì)差相等，而P處等差等勢(shì)面較密，則P點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)較大，質(zhì)點(diǎn)通過P點(diǎn)時(shí)的加速度比通過Q點(diǎn)時(shí)大．故D正確．二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計(jì)16分6.磁電式電流表（表頭）最基本的組成部分是磁鐵和放在磁鐵兩極之間的線圈，由于線圈的導(dǎo)線很細(xì)，允許通過的電流很弱，所以在使用時(shí)還要擴(kuò)大量程．已知某一表頭G，內(nèi)阻Rg=30Ω，滿偏電流Ig=5mA，要將它改裝為量程為0～3A的電流表，所做的操作是并聯(lián)（填“串”或者“并”）一個(gè)0.05Ω的電阻．參考答案：考點(diǎn)：磁電式電表原理．分析：把電流表改裝成大量程電流表，應(yīng)給電流表并聯(lián)一個(gè)電阻，阻值R并=，I為量程．解答：解：改裝成電流表是要擴(kuò)大電流的量程，使用并聯(lián)電路的分流原理；要并聯(lián)的阻值為：R并===0.05Ω；故答案為：并，0.05．點(diǎn)評(píng)：改裝成電流表要并聯(lián)電阻分流，電阻值等于滿偏電壓除以所分最大電流，改裝成電壓表要串聯(lián)電阻分壓，電阻值等于量程除以滿偏電流減去原內(nèi)阻．7.如圖12所示，（甲）圖是某學(xué)生測(cè)量“勻變速直線運(yùn)動(dòng)的加速度”的實(shí)驗(yàn)裝置，由于實(shí)驗(yàn)中連接重物和木塊的細(xì)線過長(zhǎng)，所以當(dāng)重物著地后，木塊還會(huì)在木板上繼續(xù)滑行，圖（乙）所示紙帶是重物著地后的一段打點(diǎn)紙帶（注意圖中任兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)間都有四個(gè)點(diǎn)沒有標(biāo)出）。若打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所用的交流電頻率為50Hz，則木塊的加速度為a=_____m/s2，木塊與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=_____。（g=10m/s2忽略空氣阻力以及紙帶與打點(diǎn)計(jì)時(shí)器間的摩擦，所有結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）圖12

參考答案：

－0．50

0．050（或5．0×10－2）以a表示加速度，根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律，有a=

解得：a=-0.50m/s2

重物落地后木塊只受摩擦力的作用，用m表示木塊的質(zhì)量，根據(jù)牛頓第二定律有：

-μmg=ma

解得μ=0.0508.小楠同學(xué)利用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所記錄的紙帶來(lái)研究做勻變速直線運(yùn)動(dòng)小車的運(yùn)動(dòng)情況，實(shí)驗(yàn)中得到一條紙帶，如圖所示，其中兩相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間有四個(gè)點(diǎn)未畫出，已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所用電源的頻率為50Hz，則：（1）C點(diǎn)相對(duì)應(yīng)刻度尺的讀數(shù)為

cm；（2）打E點(diǎn)時(shí)小車運(yùn)動(dòng)的速度vE=

m/s（保留兩位有效數(shù)字）；（3）小車運(yùn)動(dòng)的加速度a=

m/s2（保留兩位有效數(shù)字）．參考答案：（1）3.00；（2）0.24；（3）0.40．【考點(diǎn)】測(cè)定勻變速直線運(yùn)動(dòng)的加速度．【分析】根據(jù)圖示刻度尺確定其分度值，然后讀出刻度尺示數(shù)；由△x=at2求出加速度，根據(jù)勻變速運(yùn)動(dòng)中平均速度等于中間時(shí)刻瞬時(shí)速度求解B點(diǎn)對(duì)應(yīng)的速度．【解答】解：（1）由圖示刻度尺可知，其分度值為1mm，由圖可知，C、D、E、F四點(diǎn)對(duì)應(yīng)的刻度分別是3.00cm、4.90cm、7.00cm、9.60cm，（2）利用勻變速直線運(yùn)動(dòng)的推論得：vE==≈0.24m/s（3）由△x=at2可知，小車的加速度：a==≈0.40m/s2．故答案為：（1）3.00；（2）0.24；（3）0.40．9.如圖為懸掛街燈的支架示意圖，橫梁BE質(zhì)量為6kg，重心在其中點(diǎn)。直角桿ADC重力不計(jì)，兩端用鉸鏈連接。已知BE=3m，BC=2m，∠ACB=30°，橫梁E處懸掛燈的質(zhì)量為2kg，則直角桿對(duì)橫梁的力矩為_______N·m，直角桿對(duì)橫梁的作用力大小為_______N。（重力加速度g=l0m/s2）參考答案：150

150

10.已知?dú)馀輧?nèi)氣體的密度為30g/，平均摩爾質(zhì)量為1.152g/mol。阿伏加德羅常數(shù)，估算氣體分子間距離d=___________m，氣泡的體積為1cm3，則氣泡內(nèi)氣體分子數(shù)為_____________個(gè)。參考答案：d=4×10-9m

，)

1.56×1019

11.如圖，三個(gè)電阻R1、R2、R3依次標(biāo)有“12Ω，3W”、“8Ω，5W”、“6Ω，6W”，則允許接入電路的最大電壓為10.8V，此時(shí)三個(gè)電阻消耗的總功率為10.8W．參考答案：考點(diǎn)：電功、電功率；串聯(lián)電路和并聯(lián)電路．專題：恒定電流專題．分析：根據(jù)電路結(jié)構(gòu)及已知條件：三個(gè)電阻允許消耗的最大功率分別為3W、15W、6W，分析保證電路安全的條件，然后求電路的最大功率．解答：解：由可求得R1的額定電壓U1=6V，R2的額定電壓U2=2V，R3的額定電壓U3=6V，

R1與R2的并聯(lián)阻值為R′=，則因R3大于其并聯(lián)值，則當(dāng)R3達(dá)到6V時(shí)，并聯(lián)電壓小于6V，

則以R3達(dá)到額定電壓為安全值計(jì)算：

即

求得U1=4.8V

則接入電路的最大的電壓為Um=U1+U3=10.8V功率為：P=故答案為：10.8，10.8點(diǎn)評(píng)：考查串聯(lián)并聯(lián)電路，明確安全的要求是每個(gè)電阻都不能超出額定電壓．12.一列簡(jiǎn)諧橫波沿x軸正方向傳播，波速大小為0.6m/s，t=0時(shí)刻波形如圖所示。質(zhì)點(diǎn)P的橫坐標(biāo)為x=0.96m，則質(zhì)點(diǎn)P起動(dòng)時(shí)向_______方向運(yùn)動(dòng)（選填“上”或“下”），t=______s時(shí)質(zhì)點(diǎn)P第二次到達(dá)波谷。參考答案：下，1.7s13.B.動(dòng)能相等的兩人造地球衛(wèi)星A、B的軌道半徑之比RA:RB=1:2，它們的角速度之比=

，質(zhì)量之比mA:mB=

.參考答案：；1：2兩衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，其萬(wàn)有引力充當(dāng)向心力，，所以兩者角速度之比為；線速度之比為，根據(jù)題意知兩者動(dòng)能相等，所以質(zhì)量之比為：1:2。【考點(diǎn)】勻速圓周運(yùn)動(dòng)的描述、萬(wàn)有引力定律的應(yīng)用

三、簡(jiǎn)答題：本題共2小題，每小題11分，共計(jì)22分14.（10分）一物體在A、B兩點(diǎn)的正中間由靜止開始運(yùn)動(dòng)（設(shè)不會(huì)超越A、B），其加速度隨時(shí)間變化如圖所示，設(shè)向A的加速度方向?yàn)檎较?，若從出發(fā)開始計(jì)時(shí)，則：

（1）物體的運(yùn)動(dòng)情況是___________________。（2）4S末物體的速度是______，0-4S內(nèi)物體的平均速度是________。（3）請(qǐng)根據(jù)圖畫出該物體運(yùn)動(dòng)的速度-時(shí)間圖像。參考答案：（1）一直向A運(yùn)動(dòng)（2分）；（2）0；2m（4分）；（3）如圖（4分）

15.（8分）小明測(cè)得家中高壓鍋出氣孔的直徑為4mm，壓在出氣孔上的安全閥的質(zhì)量為80g。通過計(jì)算并對(duì)照?qǐng)D像（如圖)說明利用這種高壓鍋燒水時(shí)，最高溫度大約是多少？假若要把這種高壓鍋向西藏地區(qū)銷售，你認(rèn)為需要做哪方面的改進(jìn)，如何改進(jìn)？參考答案：大約為115℃解析：

P＝Po＋Pm＝1．01×105Pa＋＝1．63×105Pa由圖像可得鍋內(nèi)最高溫度大約為115℃．若要把這種鍋向西藏地區(qū)銷售，由于西藏大氣壓較小，要使鍋內(nèi)最高溫度仍為115℃，鍋內(nèi)外壓強(qiáng)差變大，應(yīng)適當(dāng)提高鍋的承壓能力，并適當(dāng)增加安全閥的質(zhì)量。四、計(jì)算題：本題共3小題，共計(jì)47分16.一圓環(huán)A套在一均勻圓木棒B上，A的高度相對(duì)B的長(zhǎng)度來(lái)說可以忽略不計(jì)。A和B的質(zhì)量都等于m，A和B之間的滑動(dòng)摩擦力為f（f<mg），開始時(shí)B豎直放置，下端離地面高度為h，A在B的頂端，如圖所示，讓它們由靜止開始自由下落，當(dāng)木棒與地面相碰后，木棒以豎直向上的速度反向運(yùn)動(dòng)，并且碰撞前后的速度大小相等，設(shè)碰撞時(shí)間很短，不考慮空氣阻力，問：在B再次著地前，要使A不脫離B，B至少應(yīng)該多長(zhǎng)？參考答案：17.質(zhì)譜儀是一種研究?jī)x器，在科學(xué)研究中有廣泛應(yīng)用，如圖甲所示是一種測(cè)定帶電粒子比荷的質(zhì)譜儀原理圖。某種未知比荷的帶正電的粒子連續(xù)從小孔O1進(jìn)入電壓為U0=50V的加速電場(chǎng)（初速度不計(jì)），粒子被加速后從小孔O2沿豎直放置的，間距d=0.15m的平行金屬板a、b中心線射入，經(jīng)勻強(qiáng)磁場(chǎng)偏轉(zhuǎn)，最后打到水平放置的感光片MN上。已知磁場(chǎng)上邊界MN水平，且與金屬板a、b下端相平，與O1O2相交于點(diǎn)O，方向垂直紙面向里，B=1.0×10-2T。不計(jì)粒子重力和粒子間的作用力。（1）當(dāng)a、b間不加電壓時(shí)，帶電粒子經(jīng)電場(chǎng)加速和磁場(chǎng)偏轉(zhuǎn)，最后打在感光片上的P點(diǎn)而形成亮點(diǎn)，經(jīng)測(cè)量P到O點(diǎn)的距離x=0.20m，求粒子的比荷；（2）當(dāng)a、b間加上如圖乙所示的電壓Uab時(shí)，帶電粒子打在感光片上形成一條亮線P1P2，到O點(diǎn)的距離=0.15m，到O點(diǎn)的距離=0.25m。求打擊感光片的粒子動(dòng)能的最大值與最小值的比。（由于粒子通過板間的時(shí)間極短，可以認(rèn)為粒子在通過a、b板間的過程中電壓Uab不變。）參考答案：解析：（1）當(dāng)平行金屬板a、b間不加電壓時(shí)，設(shè)粒子以速度v0進(jìn)入磁場(chǎng)后做勻速圓周運(yùn)動(dòng)到達(dá)P點(diǎn)，軌跡半徑為R0，有x=2R0

（2分）由牛頓第二定律得

（2分）由動(dòng)能定理有

（2分）得：帶電粒子的比荷=1.0′108C/kg

（2分）（2）設(shè)進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)粒子速度為，它的方向與O1O的夾角為θ，其射入磁場(chǎng)時(shí)的入射點(diǎn)和打到感光片上的位置之間的距離Dx，有：

（2分）

（2分）

由幾何關(guān)系得：

（2分）

即Dx與θ無(wú)關(guān)，為定值。則帶電粒子在平行金屬板a、b間的最大偏移量y==0.05m<，

對(duì)應(yīng)的偏轉(zhuǎn)電壓U=50V

（2分）由功能關(guān)系可知偏移量最大的帶電粒子離開平行金屬板a、b時(shí)有