山西省太原市十六中學(xué)2021-2022學(xué)年高三物理期末試題含解析

山西省太原市十六中學(xué)2021-2022學(xué)年高三物理期末試題含解析一、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.（單選）如圖，重量為G的物體A在水平向左大小為F的恒力作用下。靜止在傾角為的光滑斜面上。下列關(guān)于物體對(duì)斜面壓力N大小的表達(dá)式，正確的是

A．B．C．D.參考答案：AB解析：對(duì)物體A受力分析，受推力F、重力G、支持力N，如圖：根據(jù)共點(diǎn)力平衡條件，推力和重力的合力應(yīng)該與支持力等值、反向、共線，結(jié)合幾何關(guān)系，有

F=Gtanα

N=N=N=將推力和重力正交分解，如圖：根據(jù)共點(diǎn)力平衡條件，有：

Gsinα=Fcosα

N=Fsinα+Gcosα由于物體對(duì)斜面壓力等于斜面對(duì)物體的支持力故選：AB．2.（單選）如圖5所示，左右?guī)в泄潭〒醢宓拈L(zhǎng)木板放在水平桌面上，物體M放于長(zhǎng)木板上靜止，此時(shí)彈簧對(duì)物體的壓力為3N，物體的質(zhì)量為0．5kg，物體與木板之間無摩擦，現(xiàn)使木板與物體M一起以6m／s2的加速度向左沿水平方向做勻加速運(yùn)動(dòng)時(shí)

A．物體對(duì)左側(cè)擋板的壓力等于零B．物體對(duì)左側(cè)擋板的壓力等于3N C．物體受到4個(gè)力的作用D．彈簧對(duì)物體的壓力等于6N

參考答案：3.（單選）如圖甲所示，一個(gè)圓形線圈的匝數(shù)n＝100，線圈面積S＝200cm2，線圈的電阻r＝1Ω，線圈外接一個(gè)阻值R＝4Ω的電阻，把線圈放入一方向垂直線圈平面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間的變化規(guī)律如圖乙所示．下列說法正確的是A．線圈中的感應(yīng)電流方向?yàn)轫槙r(shí)針方向B．電阻R兩端的電壓隨時(shí)間均勻增大C．線圈電阻r消耗的功率為4×10－4WD．前4s內(nèi)通過R的電荷量為4×10－4C參考答案：C4.（單選）如圖甲所示，在豎直方向上有四條間距相等的水平虛線L1、L2、L3、L4，在L3與L4之間存在勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為1T，方向垂直于虛線所在平面向里．現(xiàn)有一矩形線圈abcd，寬度cd=L=0.5m，質(zhì)量為0．1kg，電阻為2Ω，將其從圖示位置靜止釋放（cd邊與L1重合），速度隨時(shí)間的變化關(guān)系如圖乙所示，t1時(shí)刻cd邊與L2重合，t2時(shí)刻ab邊與L3重合，t3時(shí)刻ab邊與L4重合，t2～t3之間圖線為與t軸平行的直線，t1~t2之間和t3之后的圖線均為傾斜直線，已知t1～t2的時(shí)間間隔為0.6s，整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中線圈平面始終處于豎直方向．（重力加速度g取10m／s2）．則

A．在o～t1時(shí)間內(nèi)，通過線圈的電荷量為2.5C

B．線圈勻速運(yùn)動(dòng)的速度大小為8m/s

C．線圈的長(zhǎng)度為1m

D．0～t3時(shí)間內(nèi)，線圈產(chǎn)生的熱量為4.2J參考答案：B5.圖示為一個(gè)內(nèi)、外半徑分別為R1和R2的圓環(huán)狀均勻帶電平面，其單位面積帶電量為。取環(huán)面中心O為原點(diǎn)，以垂直于環(huán)面的軸線為x軸。設(shè)軸上任意點(diǎn)P到O點(diǎn)的的距離為x，P點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度的大小為E。下面給出E的四個(gè)表達(dá)式（式中k為靜電力常量），其中只有一個(gè)是合理的。你可能不會(huì)求解此處的場(chǎng)強(qiáng)E，但是你可以通過一定的物理分析，對(duì)下列表達(dá)式的合理性做出判斷。根據(jù)你的判斷，E的合理表達(dá)式應(yīng)為A．B．C．D．參考答案：B解析：當(dāng)R1=0時(shí)，對(duì)于A項(xiàng)而言E=0，此時(shí)帶電圓環(huán)演變?yōu)閹щ妶A面，中心軸線上一點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度E>0，故A項(xiàng)錯(cuò)誤；當(dāng)x=0時(shí)，此時(shí)要求的場(chǎng)強(qiáng)為O點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)，由對(duì)稱性可知E0=0，對(duì)于C項(xiàng)而言，x=0時(shí)E為一定值，故C項(xiàng)錯(cuò)誤。當(dāng)x→∞時(shí)E→0，而D項(xiàng)中E→4πκσ故D項(xiàng)錯(cuò)誤；所以正確選項(xiàng)只能為B。二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計(jì)16分6.自行車轉(zhuǎn)彎可近似成自行車?yán)@某個(gè)定點(diǎn)O（圖中未畫出）做圓周運(yùn)動(dòng)，如圖所示為自行車轉(zhuǎn)彎的俯視圖，自行車前后輪接觸地面的位置A、B相距L，虛線表示兩點(diǎn)轉(zhuǎn)彎的軌跡，OB距離。則前輪與車身夾角θ=

；B點(diǎn)速度大小v1=2m/s。則A點(diǎn)的速度v2=______m/s。參考答案：30o；2.317.在如圖所示的電場(chǎng)中，一電荷量q=﹣1.0×10﹣8C的點(diǎn)電荷在A點(diǎn)所受電場(chǎng)力大小F=2.0×10﹣4N．則A點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度的大小E=

N/C；該點(diǎn)電荷所受電場(chǎng)力F的方向?yàn)?/p>

．（填“向左”“向右”）參考答案：2.0×104；向左【考點(diǎn)】電場(chǎng)線；電場(chǎng)強(qiáng)度．【分析】根據(jù)電場(chǎng)強(qiáng)度的定義式E=，可以直接求解．（2）在電場(chǎng)中某點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度的方向沿該點(diǎn)電場(chǎng)線的切線方向，正電荷受力方向和電場(chǎng)方向一致，負(fù)電荷受力方向和電場(chǎng)方向相反．【解答】解：A點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度的大小為：E=N/C==2.0×104N/C根據(jù)負(fù)電荷受力方向和電場(chǎng)方向相反可得：點(diǎn)電荷在A點(diǎn)所受電場(chǎng)力的方向向左故答案為：2.0×104；向左8.高三年級(jí)的一同學(xué)在科技創(chuàng)新大賽中根據(jù)所學(xué)物理知識(shí)設(shè)計(jì)了一種“闖紅燈違規(guī)證據(jù)模擬記錄器”，如圖（a）所示，它可以通過拍攝照片來記錄機(jī)動(dòng)車輛闖紅燈時(shí)的情景。它的工作原理是：當(dāng)光控開關(guān)接收到某種顏色光時(shí)，開關(guān)自動(dòng)閉合，且當(dāng)壓敏電阻受到車的壓力，它的阻值變化引起電流變化達(dá)到一定值時(shí)，繼電器的銜鐵就被吸下，工作電路中的電控照相機(jī)就工作，拍攝違規(guī)車輛。光控開關(guān)未受到該種光照射就自動(dòng)斷開，銜鐵不被吸引，工作電路中的指示燈發(fā)光。（1）（2分）要記錄違規(guī)闖紅燈的情景，光控開關(guān)應(yīng)在接收到________光（選填“紅”、“綠”或“黃”）時(shí)自動(dòng)閉合；（2）（4分）已知控制電路電源電動(dòng)勢(shì)為6V，內(nèi)阻為1Ω，繼電器電阻為9Ω，當(dāng)控制電路中電流大于0.06A時(shí)，銜鐵會(huì)被吸引。則只有質(zhì)量超過___________kg的車輛違規(guī)時(shí)才會(huì)被記錄。（重力加速度取10m/s2）參考答案：1）紅（2）400kg9.人造地球衛(wèi)星在運(yùn)行過程中由于受到微小的阻力，軌道半徑將緩慢減?。诖诉\(yùn)動(dòng)過程中，衛(wèi)星所受萬有引力大小將增大（填“減小”或“增大”）；其速度將增大（填“減小”或“增大”）．參考答案：考點(diǎn)：人造衛(wèi)星的加速度、周期和軌道的關(guān)系．專題：人造衛(wèi)星問題．分析：根據(jù)萬有引力公式F=，判斷萬有引力大小的變化，再根據(jù)萬有引力做功情況判斷動(dòng)能的變化．解答：解：萬有引力公式F=，r減小，萬有引力增大．根據(jù)動(dòng)能定理，萬有引力做正功，阻力做功很小很小，所以動(dòng)能增大，故速度增大．故答案為：增大，增大．點(diǎn)評(píng)：解決本題的關(guān)鍵掌握萬有引力公式F=，以及會(huì)通過動(dòng)能定理判斷動(dòng)能的變化．10.某同學(xué)做了如圖所示的探究性實(shí)驗(yàn)，U形管左口管套有一小氣球，管內(nèi)裝有水銀，當(dāng)在右管內(nèi)再注入一些水銀時(shí)，氣球?qū)⒐牡酶?。假設(shè)封閉氣體與外界絕熱，則在注入水銀時(shí)，封閉氣體的體積________，壓強(qiáng)________，溫度________，內(nèi)能_______。（填“增大”、“減小”、“升高”、“降低”或“不變”）參考答案：減小增大升高增大注入水銀，封閉氣體的壓強(qiáng)變大，水銀對(duì)氣體做功，氣體體積減小，由于封閉氣體與外界絕熱，所以氣體內(nèi)能增大，溫度升高。11.如圖所示，質(zhì)點(diǎn)O從t=0時(shí)刻開始作簡(jiǎn)諧振動(dòng)，振動(dòng)頻率為10Hz。圖中Ox代表一彈性繩，OA=7m，AB=BC=5m。已知形成的繩波在繩上的傳播速度為10m/s，則在第2s內(nèi)A比B多振動(dòng)_____次，B比C多振動(dòng)_____次。參考答案：

２

次；

５

次。12.在“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中（1）為了消除小車與水平木板之間摩擦力的影響，采取的做法是將帶滑輪的長(zhǎng)木板一端適當(dāng)墊高，使小車在

（填“掛”或“不掛”）鉤碼的情況下做

運(yùn)動(dòng)；（2）某次實(shí)驗(yàn)中所用交流電的頻率為50Hz.得到的一條紙帶如圖所示，從比較清晰的點(diǎn)起，每五個(gè)點(diǎn)取一個(gè)點(diǎn)作為計(jì)數(shù)點(diǎn)，分別標(biāo)明0、1、2、3、4.量得x1=30.0mm,x2=36.0mm,x3=42.0mm,x4=48.0mm,則小車的加速度為

m/s2.參考答案：（1）不掛（2分）；勻速（2分）

（2）0.6（4分）13.（4分）圖A是在高速公路上用超聲波測(cè)速儀測(cè)量車速的示意圖，測(cè)速儀發(fā)出并接收超聲波沖信號(hào)，根據(jù)發(fā)出和接收到的信號(hào)間的時(shí)間差，測(cè)出被測(cè)物體的速度。圖B中p1、p2是測(cè)速儀發(fā)出的超聲波信號(hào)，n1、n2是p1、p2由汽車反射回來的信號(hào)。設(shè)測(cè)速儀勻速掃描，p1、p2之間的時(shí)間間隔Δt＝1.0s，超聲波在空氣中傳播的速度是v＝340m/s，若汽車是勻速行駛的，則根據(jù)圖B可知，汽車在接收到p1、p2兩個(gè)信號(hào)之間的時(shí)間內(nèi)前進(jìn)的距離是

m，汽車的速度是

m/s。參考答案：答案：17，17.9三、簡(jiǎn)答題：本題共2小題，每小題11分，共計(jì)22分14.（選修3—4）（7分）如圖甲所示為一列簡(jiǎn)諧橫波在t＝2s時(shí)的波形圖，圖乙是這列波中P點(diǎn)的振動(dòng)圖線，求該波的傳播速度的大小，并判斷該波的傳播方向。

參考答案：解析：依題由甲圖知該波的波長(zhǎng)為……………(1分)

由乙圖知該波的振動(dòng)周期為……………(1分)

設(shè)該波的傳播速度為V，有……………(1分)

又由乙圖知，P點(diǎn)在此時(shí)的振動(dòng)方向向上，……………(1分)

所以該波的傳播方向水平向左?！?2分)15.（8分）請(qǐng)問高壓鍋的設(shè)計(jì)運(yùn)用了哪些物理知識(shí)？參考答案：①水的沸點(diǎn)隨液面上方氣壓的增大而升高；②力的平衡；③壓強(qiáng)；④熔點(diǎn)（熔化）。解析：高壓鍋是現(xiàn)代家庭廚房中常見的炊具之一，以物理角度看：高壓鍋從外形到工作過程都包含有許多的物理知識(shí)在里面．高壓鍋的基本原理就是利用增大鍋內(nèi)的氣壓，來提高烹飪食物的溫度，從而能夠比較快的將食物煮熟。四、計(jì)算題：本題共3小題，共計(jì)47分16.如圖所示，質(zhì)量的物體在水平外力的作用下在水

平面上運(yùn)動(dòng)，物體和水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)，已知物體運(yùn)動(dòng)過程中的坐標(biāo)與時(shí)間的關(guān)系為，。根據(jù)以上條件，求：(1)t＝10s時(shí)刻物體的速度和加速度的大小和方向；(2)t＝10s時(shí)刻水平外力的大小(結(jié)果可以保留根號(hào))參考答案：(1)t＝10s時(shí)刻物體的速度大小m/s,方向與x軸正方向夾角為，加速度的大小0.4m/s2和方向沿y軸正方向；(2)t＝10s時(shí)刻水平外力的大小17.（16分）如圖所示，一條輕質(zhì)彈簧左端固定在水平桌面上，右端放一個(gè)可視為質(zhì)點(diǎn)的小物塊，小物塊的質(zhì)量為m＝1.0kg，當(dāng)彈簧處于原長(zhǎng)時(shí)，小物塊靜止于O點(diǎn)，現(xiàn)對(duì)小物塊施加一個(gè)外力，使它緩慢移動(dòng)，壓縮彈簧（壓縮量為x=0.1m）至A點(diǎn)，在這一過程中，所用外力與壓縮量的關(guān)系如圖所示。然后釋放小物塊，讓小物塊沿桌面運(yùn)動(dòng)，已知O點(diǎn)至桌邊B點(diǎn)的距離為L(zhǎng)＝2x。水平桌面的高為h＝5.0m，計(jì)算時(shí)，可用滑動(dòng)摩擦力近似等于最大靜摩擦力。(g取10m/s2)。

求：（1）在壓縮彈簧過程中，彈簧存貯的最大彈性勢(shì)能；（2）小物塊到達(dá)桌邊B點(diǎn)時(shí)，速度的大小；（3）小物塊落地點(diǎn)與桌邊B的水平距離。

參考答案：解析：（1）從F—x圖中看出，小物塊與桌面的動(dòng)摩擦力大小為f＝1.0N，

在壓縮過程中，摩擦力做功為Wf＝fx＝－0.1J

2分

由圖線與x軸所夾面積（如圖），可得外力做功為

WF＝（1+47）×0.1÷2＝2.4J

2分

所以彈簧存貯的彈性勢(shì)能為：EP=WF－Wf＝2.3J

2分

（2）從A點(diǎn)開始到B點(diǎn)的過程中，由于L=2x，摩擦力做功為Wf＇＝f3x＝0.3J

1分

對(duì)小物塊用動(dòng)能定理有：

Ep＋Wf＇＝

2分

解得vB＝2m/s

2分

（3）物塊從B點(diǎn)開始做平拋運(yùn)動(dòng)

2分

下落時(shí)間t＝1s

1分

水平距離s＝vBt＝2m

2分

說明：用其他方法計(jì)算，如第（1）問用Ep＝kx2來計(jì)算，請(qǐng)參照上面給分辦法相應(yīng)給分。18.（16分）如圖所示，A、B兩物體與一輕質(zhì)彈簧相連，靜止在地面上。有一小物體C從距A物體H高度處由靜止釋放，當(dāng)下落至與A相碰后立即粘在一起向下運(yùn)動(dòng)，以后不再分開，當(dāng)A與C運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)時(shí)，物體B對(duì)地面剛好無壓力。設(shè)A、B、C三物體的質(zhì)量均為m，彈簧的勁度k，不計(jì)空氣阻力且彈簧始終處于彈性限度內(nèi)。若彈簧的彈性勢(shì)能由彈簧勁度系數(shù)和形變量決定，求C物體下落時(shí)的高度h。參考答案：

解析：開始時(shí)A處于平衡狀態(tài)，有

（2分）

當(dāng)C下落h高度時(shí)速度為v，則有：

（2分）

C與A碰撞粘在一