山西省臨汾市賈罕中學(xué)2021-2022學(xué)年高三物理上學(xué)期期末試卷含解析

山西省臨汾市賈罕中學(xué)2021-2022學(xué)年高三物理上學(xué)期期末試卷含解析一、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.質(zhì)量為m的小球放在光滑水平面上，在豎直線MN的左方受到水平恒力F1作用(m可視為質(zhì)點(diǎn))，在MN的右方除受F1外還受到與F1在同一條直線上的水平恒力F2作用，現(xiàn)設(shè)小球由A點(diǎn)靜止開始運(yùn)動(dòng)如圖a所示，小球運(yùn)動(dòng)的v-t圖象如圖b所示：由圖可知下列說法正確的是

：(

)A．小球在MN的右方加速度大小為

B．F2的大小為C．小球在MN右方運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為D．小球在t=0到t=t4這段時(shí)間最大位移為v1t2參考答案：DCB2.為模擬凈化空氣過程，有人設(shè)計(jì)了如圖所示的含有灰塵空氣的密閉玻璃圓柱桶（圓桶的高和直徑相等）。第一種除塵方式是：在圓柱桶頂面和底面間加上電壓U，沿圓柱桶的軸線方向形成一個(gè)勻強(qiáng)電場(chǎng)，塵粒運(yùn)動(dòng)方向如圖甲所示；第二種除塵方式是：圓柱桶軸線處放一直導(dǎo)線，在導(dǎo)線與容器壁間加上的電壓也等于U，形成沿半徑方向的輻向電場(chǎng)，塵粒運(yùn)動(dòng)方向如圖乙所示。已知空氣阻力與塵粒運(yùn)動(dòng)的速度成正比，即f=kv（k為一定值）。假設(shè)每個(gè)塵粒的質(zhì)量和電荷量均相同，重力忽略不計(jì)，塵粒的初速為零。則上述兩種除塵方式中A．塵粒的電勢(shì)能均不斷增大 B．灰塵沉積處的電場(chǎng)強(qiáng)度相等C．塵粒最終均有可能做勻速運(yùn)動(dòng)D．電場(chǎng)對(duì)單個(gè)塵粒做功的最大值相等參考答案：D3.如圖所示，質(zhì)量為m1=2kg的物體A經(jīng)跨過定滑輪的輕繩與質(zhì)量為M=5kg的箱子B相連，箱子底板上放一質(zhì)量為m2=1kg的物體C，不計(jì)定滑輪的質(zhì)量和一切阻力，在箱子加速下落的過程中，取g=10m/s2，下列正確的是（

）

A．物體A處于失重狀態(tài)，加速度大小為10m/s2

B．物體A處于超重狀態(tài)，加速度大小為20m/s2

C．物體C處于失重狀態(tài)，對(duì)箱子的壓力大小為5N

D．輕繩對(duì)定滑輪的作用力大小為80N參考答案：C4.（多選）兩電荷量分別為q1和q2的點(diǎn)電荷放在x軸上的A、B兩點(diǎn)，兩電荷連線上各點(diǎn)電勢(shì)φ隨x變化的關(guān)系圖線如圖所示，其中P點(diǎn)電勢(shì)最低，且AP＞BP，取無窮遠(yuǎn)處為電勢(shì)零點(diǎn)，則以下說法正確的是A．P點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為零

B．q1的電荷量可能等于q2的電荷量

C．q1和q2可能是同種電荷，也可能是異種電荷

D．負(fù)電荷從P點(diǎn)左側(cè)移到P點(diǎn)右側(cè)，電勢(shì)能先增大后減小參考答案：AD5.一個(gè)點(diǎn)電荷從靜電場(chǎng)中a點(diǎn)移動(dòng)到b點(diǎn)，其電勢(shì)能變化為零，則（A）ab兩點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)一定相等

（B）此點(diǎn)電荷一定沿著等勢(shì)面移動(dòng)（C）a、b兩點(diǎn)的電勢(shì)一定相等

（D）作用于此電荷的電場(chǎng)力與其移動(dòng)方向總是垂直的參考答案：C二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計(jì)16分6.（4分）隨著能量消耗的迅速增加，如何有效的提高能量利用率是人類所面臨的一項(xiàng)重要任務(wù)。如圖是上?！懊髦榫€”某輕軌車站的設(shè)計(jì)方案，與站臺(tái)連接的軌道有一個(gè)小的坡度，從提高能量利用的角度來看，這種設(shè)計(jì)的優(yōu)點(diǎn)是

。參考答案：

上坡時(shí)，部分動(dòng)能轉(zhuǎn)化為重力勢(shì)能；下坡時(shí)部分重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能。7.用金屬制成的線材（如鋼絲、鋼筋）受到的拉力會(huì)伸長(zhǎng)，17世紀(jì)英國物理學(xué)家胡克發(fā)現(xiàn)，金屬絲或金屬桿在彈性限度內(nèi)的伸長(zhǎng)與拉力成正比，這就是著名的胡克定律．這個(gè)發(fā)現(xiàn)為后人對(duì)材料的研究奠定了重要的基礎(chǔ)．現(xiàn)有一根用新材料制成的金屬桿，長(zhǎng)為4m，橫截面積為0.8cm2，設(shè)計(jì)要求它受到拉力后的伸長(zhǎng)不超過原長(zhǎng)的1/100,由于這一拉力很大，桿又較長(zhǎng)，直接測(cè)試有困難，就選用同種材料制成樣品進(jìn)行測(cè)試，通過測(cè)試取得數(shù)據(jù)如右圖：(1)根據(jù)測(cè)試結(jié)果，推導(dǎo)出線材伸長(zhǎng)x與材料的長(zhǎng)度L、材料的橫截面積S及拉力F的函數(shù)關(guān)系為x=

（用所給字母表示,比例系數(shù)用k表示）。(2)在尋找上述關(guān)系中，運(yùn)用

科學(xué)研究方法。

參考答案：（其中k為比例系數(shù)）；

(2)控制變量法8.從地面A處豎直上拋一質(zhì)量為m的小球，小球上升到B點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能與小球上升到最高點(diǎn)后返回至C點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能相等，B點(diǎn)離地高度為，C點(diǎn)離地高度為．空氣阻力f=0.1mg，大小不變，則小球上升的最大高度為_________；小球下落過程中從B點(diǎn)到C點(diǎn)動(dòng)能的增量為___________．

參考答案：4h；

0.6mgh9.兩點(diǎn)電荷間距離為r時(shí)，相互作用力為F，當(dāng)距離變?yōu)閞/2時(shí)，它們之間相互作用力為______________F，為使作用力仍為F，則兩點(diǎn)電荷的電量可同時(shí)為原來的_________________倍.參考答案：4

，

10.因?yàn)槭诌厸]有天平,小王同學(xué)思考如何利用一已知?jiǎng)哦认禂?shù)為k的彈簧和長(zhǎng)度測(cè)量工具來粗測(cè)一小球的質(zhì)量,他從資料上查得彈簧的彈性勢(shì)能(其中x為彈簧形變量)后,設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn):將彈簧一端固定在水平桌面上,另一端緊靠小球,彈簧原長(zhǎng)時(shí)小球恰好在桌邊,然后壓縮彈簧并測(cè)得壓縮量x,釋放彈簧,小球飛出后落在水平地面上,測(cè)出桌高h(yuǎn)以及落點(diǎn)到桌邊沿的水平距離s．(1)小球質(zhì)量的表達(dá)式為:

．（4分）(2)如果桌面摩擦是本次實(shí)驗(yàn)誤差的主要因素,那么小球質(zhì)量的測(cè)量值將

（4分）(填“偏大”、“偏小”或“準(zhǔn)確”)．參考答案：⑴；⑵偏大11.（15分）已知萬有引力常量為G，地球半徑為R，同步衛(wèi)星距地面的高度為h，地球的自轉(zhuǎn)周期T，地球表面的重力加速度g.某同學(xué)根據(jù)以上條件，提出一種估算地球赤道表面的物體隨地球自轉(zhuǎn)的線速度大小的方法：地球赤道表面的物體隨地球作圓周運(yùn)動(dòng)，由牛頓運(yùn)動(dòng)定律有又因?yàn)榈厍蛏系奈矬w的重力約等于萬有引力,有

由以上兩式得:

⑴請(qǐng)判斷上面的結(jié)果是否正確，并說明理由。如不正確，請(qǐng)給出正確的解法和結(jié)果。

⑵由以上已知條件還可以估算出哪些物理量?(請(qǐng)估算兩個(gè)物理量,并寫出估算過程).參考答案：解析：（1）以上結(jié)果是不正確的。因?yàn)榈厍虺嗟辣砻娴奈矬w隨地球作圓周運(yùn)動(dòng)的向心力并不是物體所受的萬有引力，而是萬有引力與地面對(duì)物體支持力的合力?！?3分)

正確解答如下：地球赤道表面的物體隨地球自轉(zhuǎn)的周期為T，軌道半徑為R，所以線速度大小為：……………(4分)

(2)①可估算地球的質(zhì)量M，設(shè)同步衛(wèi)星的質(zhì)量為m，軌道半徑為，周期等于地球自轉(zhuǎn)的周期為T，由牛頓第二定律有：……………(3分)

所以……………(1分)

②可估算同步衛(wèi)星運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)線速度的大小，由①知地球同步衛(wèi)星的周期為T，軌道半徑為，所以……………(4分)【或：萬有引力提供向心力……………(1分)

對(duì)地面上的物體有：……………(1分)，

所以得：……(2分)】12.馬拉著質(zhì)量為60kg的雪橇，從靜止開始用80s的時(shí)間沿平直冰面跑完1000m。設(shè)雪橇在運(yùn)動(dòng)過程中受到的阻力不變，并且它在開始運(yùn)動(dòng)的8s時(shí)間內(nèi)作勻加速直線運(yùn)動(dòng)，從第8s末開始，馬拉雪橇做功的功率保持不變，繼續(xù)做直線運(yùn)動(dòng)，最后一段時(shí)間雪橇做的是勻速直線運(yùn)動(dòng)，速度大小為15m/s，已知開始運(yùn)動(dòng)的8s內(nèi)馬拉雪橇的平均功率是8s后功率的一半。則在整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中馬拉雪橇做功的平均功率是

w；雪橇在運(yùn)動(dòng)過程中所受的阻力大小是

N。參考答案：687，48.213.如圖所示，一質(zhì)量不計(jì)的彈簧原長(zhǎng)為10cm，一端固定于質(zhì)量m＝2kg的物體上，另一端施一水平拉力F.若物體與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.2，當(dāng)彈簧拉長(zhǎng)至12cm時(shí)，物體恰好勻速運(yùn)動(dòng)，彈簧的勁度系數(shù)為

，若將彈簧拉長(zhǎng)至13cm時(shí)，物體所受的摩擦力為

(設(shè)最大靜摩擦力與滑動(dòng)摩擦力相等)。參考答案：200N/m

，

4N三、實(shí)驗(yàn)題：本題共2小題，每小題11分，共計(jì)22分14.某同學(xué)在用如圖甲所示的裝置做“探究加速度與物體受力的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)時(shí)：（1）該同學(xué)在實(shí)驗(yàn)室找到了一個(gè)小正方體木塊，用實(shí)驗(yàn)桌上的一把十分度的游標(biāo)卡尺測(cè)出正方體木塊的邊長(zhǎng)，如圖乙所示，則正方體木塊的邊長(zhǎng)為3.56cm；（2）接著用這個(gè)小正方體木塊把小車軌道的一端墊高，通過速度傳感器發(fā)現(xiàn)小車剛好做勻速直線運(yùn)動(dòng)．這個(gè)步驟的目的是平衡摩擦力；（3）然后用細(xì)線通過定滑輪掛上重物讓小車勻加速下滑，不斷改變重物的質(zhì)量m，測(cè)出對(duì)應(yīng)的加速度a，則下列圖象中能正確反映小車加速度a與所掛重物質(zhì)量m的關(guān)系的是C．參考答案：考點(diǎn)：探究加速度與物體質(zhì)量、物體受力的關(guān)系．專題：實(shí)驗(yàn)題．分析：（1）根據(jù)游標(biāo)卡尺讀數(shù)的方法直接讀數(shù)即可；（2）對(duì)小車進(jìn)行受力分析，根據(jù)平衡關(guān)系分析；（3）隨著m的逐漸增大，當(dāng)小桶與砂子的質(zhì)量為m變大后不能滿足m＜＜M的條件，圖象就會(huì)發(fā)生彎曲．解答：解：（1）由圖乙可以讀出正方體木塊的邊長(zhǎng)為：a=35mm+6×0.1mm=35.6mm=3.56cm；（2）接著用這個(gè)小正方體木塊把小車軌道的一端墊高，通過速度傳感器發(fā)現(xiàn)小車剛好做勻速直線運(yùn)動(dòng)．這個(gè)步驟的目的是平衡摩擦力．（3）設(shè)小車與砝碼的質(zhì)量為M，小桶與砂子的質(zhì)量為m，根據(jù)牛頓第二定律得：對(duì)m：mg﹣F拉=ma對(duì)M：F拉=Ma解得：F拉=，當(dāng)m＜＜M時(shí)，繩子的拉力近似等于砂和砂桶的總重力．所以剛開始a﹣m圖象是一條過原點(diǎn)的直線，當(dāng)小桶與砂子的質(zhì)量為m變大后不能滿足m＜＜M的條件，圖象彎曲，且加速度增大的速度變慢，故選：C故答案為：（1）3.56；（2）平衡摩擦力；（3）C點(diǎn)評(píng)：要求同學(xué)們?cè)龃笥螛?biāo)卡尺讀數(shù)的方法，掌握該實(shí)驗(yàn)原理，了解實(shí)驗(yàn)的操作步驟和數(shù)據(jù)處理以及注意事項(xiàng)．15.某同學(xué)要測(cè)量一均勻新材料制成的圓柱體的電阻率ρ．步驟如下：（1）用游標(biāo)為20分度的卡尺測(cè)量其長(zhǎng)度如圖1，由圖可知其長(zhǎng)度為50.20mm；（2）用螺旋測(cè)微器測(cè)量其直徑如圖2，由圖可知其直徑為4.700mm；（3）用多用電表的電阻“×10”擋，按正確的操作步驟測(cè)此圓柱體的電阻，表盤的示數(shù)如圖3，則該電阻的阻值約為220Ω．（4）該同學(xué)想用伏安法更精確地測(cè)量其電阻R，現(xiàn)有的器材及其代號(hào)和規(guī)格如下：待測(cè)圓柱體電阻R直流電源E（電動(dòng)勢(shì)4V，內(nèi)阻不計(jì)）電流表A1（量程0～4mA，內(nèi)阻約50Ω）

電流表A2（量程0～10mA，內(nèi)阻約30Ω）電壓表V1（量程0～3V，內(nèi)阻約10kΩ）

電壓表V2（量程0～15V，內(nèi)阻約25kΩ）滑動(dòng)變阻器R1（阻值范圍0～15Ω，允許通過的最大電流2.0A）滑動(dòng)變阻器R2（阻值范圍0～2kΩ，允許通過的最大電流0.5A）開關(guān)S

導(dǎo)線若干為使實(shí)驗(yàn)誤差較小，要求測(cè)得多組數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，請(qǐng)?jiān)趫D4中畫出測(cè)量的電路圖，并標(biāo)明所用器材的代號(hào)．參考答案：考點(diǎn)：測(cè)定金屬的電阻率．專題：實(shí)驗(yàn)題．分析：（1）游標(biāo)卡尺讀數(shù)的方法是主尺讀數(shù)加上游標(biāo)讀數(shù)，不需估讀；（2）螺旋測(cè)微器固定刻度與可動(dòng)刻度示數(shù)之和是螺旋測(cè)微器的示數(shù)；（3）歐姆表讀數(shù)時(shí)要注意乘以倍率；（4）根據(jù)提供的電源選擇電壓表；根據(jù)電路中的電流選擇電流表；根據(jù)實(shí)驗(yàn)器材確定滑動(dòng)變阻器接法，根據(jù)待測(cè)電阻阻值與電表內(nèi)阻關(guān)系確定電流表接法，作出電路圖．解答：解：（1）20分度的游標(biāo)卡尺最小分度是0.05mm，主尺讀數(shù)是5.0cm=50mm；游標(biāo)讀數(shù)是0.05×4=0.20mm；總讀數(shù)是：50mm+0.20mm=50.20mm（2）由圖示螺旋測(cè)微器可知，螺旋測(cè)微器固定刻度示數(shù)為4.5mm，可動(dòng)刻度示數(shù)為20.0×0.01mm=0.200mm，螺旋測(cè)微器示數(shù)為4.5mm+0.200m=4.700mm；（3）歐姆表讀數(shù)：22×10=220Ω（4）電源的電動(dòng)勢(shì)是4V，所以要選擇量程是3V的電壓表V1；電路中的電流約為：．所以要選擇量程是10mA的電流表A2．題目要求測(cè)得多組數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，所以需要采用分壓式接法，滑動(dòng)變阻器選擇電阻值比較小的R1．由于，所以采用電流表外接法．電路圖如圖：故答案為：（1）50.20；（2）4.700；（3）220；（4）如圖點(diǎn)評(píng)：本題考查了電阻定律的應(yīng)用、游標(biāo)卡尺與螺旋測(cè)微器的讀數(shù)，應(yīng)用電阻定律即可求出電阻率的表達(dá)式；螺旋測(cè)微器固定刻度與可動(dòng)刻度示數(shù)之和是螺旋測(cè)微器的示數(shù)，螺旋測(cè)微器需要估讀．四、計(jì)算題：本題共3小題，共計(jì)47分16.在某生產(chǎn)車間的流水線中，有一裝有貨物的小車從傾角為θ的光滑斜坡上下滑，撞擊擋板后停下，貨物被工人取走（如圖1）．為了減少小車對(duì)擋板的沖擊，某同學(xué)設(shè)想了一個(gè)電磁緩沖裝置，在小車的底部固定與小車前端平齊、匝數(shù)為n、邊長(zhǎng)為L(zhǎng)、總電阻為R的正方形閉合線框；在斜坡的下端加上寬度同為L(zhǎng)的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，方向垂直斜坡向下，如圖2所示（小車未畫出）．若小車和貨物的總質(zhì)量為m1，線框的質(zhì)量為m2，小車在線框的下邊離底部擋板距離為d時(shí)靜止釋放，線圈進(jìn)入磁場(chǎng)后，小車立即做減速運(yùn)動(dòng)，已知小車在撞擊擋板前已經(jīng)勻速運(yùn)動(dòng)．求：（1）線框剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的速度v大小和小車勻速運(yùn)動(dòng)的速度v2大?。唬?）若采用適當(dāng)粗些的導(dǎo)線繞制線框，保持匝數(shù)、邊長(zhǎng)、形狀不變，能否減小小車勻速運(yùn)動(dòng)的速度，從而增大緩沖的效果？請(qǐng)說明理由．（3）小車運(yùn)動(dòng)過程中線框產(chǎn)生的焦耳熱．參考答案：解：（1）小車下滑d距離的過程，由機(jī)械能守恒定律得：（m1+m2）gsinθ=可得：v=小車勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，所受的安培力大小為：F=nBIL=nBL=由平衡條件得：（m1+m2）gsinθ=F聯(lián)立解得：v2=（2）由v2=得：v2==則知，保持匝數(shù)、邊長(zhǎng)、形狀不變，導(dǎo)線加粗時(shí)，截面積S增大，由上式知能減小小車勻速運(yùn)動(dòng)的速度v2，從而增大緩沖的效果．（3）根據(jù)能量守恒定律，小車運(yùn)動(dòng)過程中線框產(chǎn)生的焦耳熱為：Q=（m1+m2）gLsinθ+[﹣]聯(lián)立解得：Q=（m1+m2）g（L+d）sinθ﹣答：（1）線框剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的速度v大小和小車勻速運(yùn)動(dòng)的速度v2大小分別為和；（2）能減小小車勻速運(yùn)動(dòng)的速度，從而增大緩沖的效果．（3）小車運(yùn)動(dòng)過程中線框產(chǎn)生的焦耳熱為（m1+m2）g（L+d）sinθ﹣．【考點(diǎn)】導(dǎo)體切割磁感線時(shí)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)；電磁感應(yīng)中的能量轉(zhuǎn)化．【分析】（1）研究小車下滑d距離的過程，由機(jī)械能守恒定律求線框剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的速度v大?。≤噭蛩龠\(yùn)動(dòng)時(shí)，合力為零，推導(dǎo)出安培力與速度的關(guān)系，再由平衡條件求速度v2大?。?）根據(jù)v2的表達(dá)式，分析v2的大小與哪些因素有關(guān)．（3）根據(jù)能量守恒定律求小車運(yùn)動(dòng)過程中線框產(chǎn)生的焦耳熱．17.如圖所示，離子發(fā)生器發(fā)射一束質(zhì)量為m，電荷量為+q的離子，從靜止經(jīng)PQ兩板間的加速電壓加速后，以初速度v0再從a點(diǎn)沿ab方向進(jìn)入一勻強(qiáng)電場(chǎng)區(qū)域，abcd所圍成的正方形區(qū)域是該勻強(qiáng)電場(chǎng)的邊界，已知正方形的邊長(zhǎng)為L(zhǎng)，勻強(qiáng)電場(chǎng)的方向與ad邊平行且由a指向d．（1）求加速電壓U0；（2）若離子恰從c點(diǎn)飛離電場(chǎng)，求ac兩點(diǎn)間的電勢(shì)差Uac；（3）若離子從abcd邊界上某點(diǎn)飛出時(shí)的動(dòng)能為mv02，求此時(shí)勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)大小E．參考答案：

考點(diǎn)：帶電粒子在勻強(qiáng)電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)．專題：帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)專題．分析：（1）對(duì)直線加速過程運(yùn)用動(dòng)能定理列式求解即可；（2）粒子做類似平拋運(yùn)動(dòng)，根據(jù)類平拋運(yùn)動(dòng)的分位移公式列式求解即可；（3）粒子做類似平拋運(yùn)動(dòng)，根據(jù)類平拋運(yùn)動(dòng)的分速度公式和分位移公式列式，再結(jié)合動(dòng)能定理列式，最后聯(lián)立求解即可．解答：解：（1）對(duì)直線加速過程，根據(jù)動(dòng)能定理，有：解得：（2）設(shè)此時(shí)場(chǎng)強(qiáng)大小為EC，則：ab方向，有：L=v0tad方向，有：L=又Uac=EL，解得：Uac=（3）根據(jù)Ek=m可知，離子射出電場(chǎng)時(shí)的速度v=v0，方向與ab所在直線的夾角為45°，即vx=vy，根據(jù)x=vxt，v