2021-2022學(xué)年湖南省株洲市醴陵第一中學(xué)高三物理下學(xué)期期末試題含解析

2021-2022學(xué)年湖南省株洲市醴陵第一中學(xué)高三物理下學(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.如圖甲所示，靜止在水平地面的物塊A，受到水平向右的拉力F作用，F(xiàn)與時(shí)間t的關(guān)系如圖乙所示；設(shè)物塊與地面的靜摩擦力最大值與滑動(dòng)摩擦力大小相等，則（）

A．0～t1時(shí)間內(nèi)F的功率逐漸增大B．t2時(shí)刻物塊A的加速度最大C．t3時(shí)刻物塊A的動(dòng)能最大D．t1～t3時(shí)間內(nèi)F對(duì)物塊先做正功后做負(fù)功參考答案：BC當(dāng)拉力小于最大靜摩擦力時(shí)，物體靜止不動(dòng)，靜摩擦力與拉力二力平衡，當(dāng)拉力大于最大靜摩擦力時(shí)，物體開始加速，當(dāng)拉力重新小于最大靜摩擦力時(shí)，物體由于慣性繼續(xù)減速運(yùn)動(dòng).T1時(shí)刻前，拉力小于最大靜摩擦力，物體靜止不動(dòng)，靜摩擦力與拉力二力平衡，合力為零，力F的功率為零，故A錯(cuò)誤；t1到t2時(shí)刻，合力向前，物體做加速度增大的加速運(yùn)動(dòng)，t2時(shí)刻物塊A的加速度最大，故B正確；t3之后合力向后，物體由于慣性減速前進(jìn)，故t3時(shí)刻A的速度最大，動(dòng)能最大，C選項(xiàng)正確，t1～t3時(shí)間內(nèi)物塊速度一直增大，動(dòng)能一直增大，F(xiàn)對(duì)物塊A始終做正功，D選項(xiàng)錯(cuò)誤；故選BC．2.如圖甲所示，矩形線圈abcd固定于兩個(gè)磁場(chǎng)中，兩磁場(chǎng)的分界線OO′恰好把線圈分成對(duì)稱的左右兩部分，兩磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間的變化規(guī)律如圖乙所示，規(guī)定磁場(chǎng)垂直紙面向內(nèi)為正，線圈中感應(yīng)電流逆時(shí)針方向?yàn)檎畡t線圈感應(yīng)電流隨時(shí)間的變化圖象為（）A． B． C． D．參考答案：A【考點(diǎn)】法拉第電磁感應(yīng)定律；閉合電路的歐姆定律．【分析】根據(jù)楞次定律可知感應(yīng)電流的方向；由法拉第電磁感應(yīng)定律，結(jié)合電源的串聯(lián)特征，并依閉合電路歐姆定律，則可求解．【解答】解：AB、在開始階段OO′左側(cè)磁場(chǎng)增強(qiáng)，OO′右側(cè)磁場(chǎng)減弱，由楞次定律可知線圈中有逆時(shí)針方向的感應(yīng)電流，故A正確，B錯(cuò)誤．CD、因磁場(chǎng)是均勻變化的，由法拉第電磁感應(yīng)定律和歐姆定律知，感應(yīng)電流的大小不變，故CD項(xiàng)錯(cuò)誤；故選：A．3.據(jù)報(bào)道：我國(guó)數(shù)據(jù)中繼衛(wèi)星“天鏈一號(hào)01星”于2008年4月25日在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心發(fā)射升空，經(jīng)過4次變軌控制后，于5月l日成功定點(diǎn)在東經(jīng)77°赤道上空的同步軌道。關(guān)于成功定點(diǎn)后的“天鏈一號(hào)01星”，下列說法正確的是（

）A．運(yùn)行速度大于7.9Kg/sB．離地面高度一定，相對(duì)地面靜止C．繞地球運(yùn)行的角速度比月球繞地球運(yùn)行的角速度大D．向心加速度與靜止在赤道上物體的向心加速度大小相等參考答案：4.如圖所示，一輕彈簧的左端固定，右端與一小球相連，小球處于光滑水面上，現(xiàn)對(duì)小球施加一個(gè)方向水平向右的恒力F，使小球從靜止開始運(yùn)動(dòng)。則小球在向右運(yùn)動(dòng)的整個(gè)過程中：A.小球和彈簧組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒B.小球和彈簧組成的系統(tǒng)機(jī)械能逐漸增大C.小球的動(dòng)能逐漸增大D.小球的動(dòng)能先增大后減小參考答案：BD小球在運(yùn)動(dòng)過程中恒力F做正功，小球和彈簧組成的系統(tǒng)機(jī)械能增大，A錯(cuò)誤B正確；小球向右運(yùn)動(dòng)時(shí)彈簧對(duì)小球的拉力逐漸增大，所以小球先做加速度減小的加速運(yùn)動(dòng)，后做加速度增大的減速運(yùn)動(dòng)，動(dòng)能先增大后減小，C錯(cuò)誤D正確。5.參考答案：C二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計(jì)16分6.到2007年底為止，人類到達(dá)過的地球以外的星球有

；牛頓有一句名言：“我之所以比別人看得高，是因?yàn)槲艺驹诰奕说募缟稀?，?qǐng)您說說，這些巨人是誰：

。參考答案：答案：月球、哥白尼，開普勒，伽利略7.（5分）如圖所示，是用20分度的游標(biāo)卡尺測(cè)量甲物體高度的示意圖，則甲物體的高度為______mm，若用該游標(biāo)卡尺測(cè)量乙物體的長(zhǎng)度時(shí)，游標(biāo)尺的最后一根刻度線剛好與主尺的57mm刻度線對(duì)齊，則乙物體的長(zhǎng)度為_________mm。

參考答案：

答案：102.00；380.008.如圖所示的單擺，擺球a向右擺動(dòng)到最低點(diǎn)時(shí)，恰好與一沿水平方向向左運(yùn)動(dòng)的粘性小球b發(fā)生碰撞，并粘接在一起，且擺動(dòng)平面不變。已知碰撞前a球擺動(dòng)的最高點(diǎn)與最低點(diǎn)的高度差為h，偏角θ較小，擺動(dòng)的周期為T，a球質(zhì)量是b球質(zhì)量的4倍，碰撞前a球在最低點(diǎn)的速度是b球速度的一半。則碰撞后，擺動(dòng)的周期為________T，擺球的最高點(diǎn)與最低點(diǎn)的高度差為_______h。參考答案：1

0.16

9.如圖，傾角為37°，質(zhì)量不計(jì)的支架ABCD的D端有一大小與質(zhì)量均可忽略的光滑定滑輪，A點(diǎn)處有一固定轉(zhuǎn)軸，CA⊥AB，DC＝CA＝0.3m。質(zhì)量m＝lkg的物體置于支架的B端，并與跨過定滑輪的輕繩相連，繩另一端作用一豎直向下的拉力F，物體在拉力作用下沿BD做勻速直線運(yùn)動(dòng)，己知物體與BD間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝0.3。為保證支架不繞A點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)，物體向上滑行的最大距離s＝＿＿＿＿m。若增大F后，支架仍不繞A點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)，物體能向上滑行的最大距離s′＿＿＿＿s(填：“大于”、“等于”或“小于”。)(取sin37°＝0.6，cos37°＝0.8)參考答案：0.248

等于拉力F=mgsin37°+μmgcos37°=8.4N。BC=CA/sin37°＝0.5m.設(shè)m對(duì)支架BC的壓力mgcos37°對(duì)A點(diǎn)的力臂為x，由力矩平衡條件，F(xiàn)·DCcos37°+μmgcos37°·CAcos37°=F·CAcos37°+mgcos37°·x，解得x=0.072m。由x+s=BC-ACsin37°解得s=0.248m。由上述方程可知，F(xiàn)·DCcos37°=F·CAcos37°，x值與F無關(guān)，所以若增大F后，支架仍不繞A點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)，物體能向上滑行的最大距離s′=s。10.一列簡(jiǎn)諧橫波沿x軸的正方向傳播，t=0時(shí)刻的波形如圖所示，此時(shí)該波恰好傳播到x=4m處，t=0.1s時(shí)，質(zhì)點(diǎn)a第一次到達(dá)最低點(diǎn)，則該波的傳播速度為10m/s；t=0.6s時(shí)，位于x=8m處的質(zhì)點(diǎn)b恰好第一次沿y軸負(fù)方向通過平衡位置．參考答案：解：簡(jiǎn)諧橫波沿x軸的正方向傳播，圖示時(shí)刻a質(zhì)點(diǎn)正向下運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過T第一次到達(dá)最低點(diǎn)，即有T=0.1s，得T=0.4s由圖知λ=4m，則波速v===10（m/s）當(dāng)圖示時(shí)刻a質(zhì)點(diǎn)的狀態(tài)傳到b點(diǎn)處時(shí)，質(zhì)點(diǎn)b恰好第一次沿y軸負(fù)方向通過平衡位置，則所用時(shí)間為t==s=0.6s，即t=0.6s時(shí)，位于x=8m處的質(zhì)點(diǎn)b恰好第一次沿y軸負(fù)方向通過平衡位置．故答案為：10，0.6．11.小胡同學(xué)在學(xué)習(xí)了圓周運(yùn)動(dòng)的知識(shí)后，設(shè)計(jì)了一個(gè)課題，名稱為：快速測(cè)量自行車的騎行速度。他的設(shè)想是：通過計(jì)算踏腳板轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度，推算自行車的騎行速度。如上圖所示是自行車的傳動(dòng)示意圖，其中Ⅰ是大齒輪，Ⅱ是小齒輪，Ⅲ是后輪。當(dāng)大齒輪Ⅰ（腳踏板）的轉(zhuǎn)速通過測(cè)量為n（r/s）時(shí)，則大齒輪的角速度是

rad/s。若要知道在這種情況下自行車前進(jìn)的速度，除需要測(cè)量大齒輪Ⅰ的半徑r1，小齒輪Ⅱ的半徑r2外，還需要測(cè)量的物理量是

。用上述物理量推導(dǎo)出自行車前進(jìn)速度的表達(dá)式為：

。參考答案：2πn,

車輪半徑r3,2πn根據(jù)角速度ω=2πn得：大齒輪的角速度ω=2πn。踏腳板與大齒輪共軸，所以角速度相等，小齒輪與大齒輪通過鏈條鏈接，所以線速度相等，設(shè)小齒輪的角速度為ω′，測(cè)量出自行車后輪的半徑r3，根據(jù)v=r3ω′

得：v=2πn12.一個(gè)中子與某原子核發(fā)生核反應(yīng),生成一個(gè)氘核,其核反應(yīng)方程式為_____________.該反應(yīng)放出的能量為Q,則氘核的比結(jié)合能為_____________.參考答案：13.如圖，一列簡(jiǎn)諧橫波沿x軸傳播，實(shí)線為tl=0時(shí)刻的波形圖，虛線為t2=0.05s時(shí)的波形圖。(1)若波沿x軸正方向傳播且2T<t2-t1<3T(T為波的周期)，求波速.(2)若波速v=260m·s－1，則從tl=0時(shí)刻起x=2m處的質(zhì)點(diǎn)第三次運(yùn)動(dòng)到波谷所需的時(shí)間。參考答案：（1）220m/s；（2）【詳解】（1）波沿x軸正向傳播，由圖像可知：λ=4m；在?t時(shí)間內(nèi)：因?yàn)?T<t2-t1<3T，則n=2，此時(shí)，解得，（2）若波速v=260m/s，則在?t=0.05s內(nèi)傳播的距離為則波沿x軸負(fù)向傳播，此時(shí)周期為，則從tl=0時(shí)刻起x=2m處的質(zhì)點(diǎn)第三次運(yùn)動(dòng)到波谷所需的時(shí)間

三、實(shí)驗(yàn)題：本題共2小題，每小題11分，共計(jì)22分14.某物理實(shí)驗(yàn)小組在探究彈簧的勁度系數(shù)k與其原長(zhǎng)l0的關(guān)系實(shí)驗(yàn)中，按圖所示安裝好實(shí)驗(yàn)裝置，讓刻度尺零刻度與輕質(zhì)彈簧上端平齊，在彈簧上安裝可移動(dòng)的輕質(zhì)指針P，實(shí)驗(yàn)時(shí)的主要步驟是：①將指針P移到刻度尺上l01＝5cm處，在彈簧掛鉤上掛上200g的鉤碼，靜止時(shí)讀出指針?biāo)缚潭炔⒂涗浵聛?；②取下鉤碼，將指針P移到刻度尺上l02＝10cm處，在彈簧掛鉤上掛上250g的鉤碼，靜止時(shí)讀出指針?biāo)缚潭炔⒂涗浵聛恚虎廴∠裸^碼，將指針P移到刻度尺上l03＝15cm處，在彈簧掛鉤上掛上50g的鉤碼，靜止時(shí)讀出指針?biāo)缚潭炔⒂涗浵聛恚虎苤貜?fù)③步驟，在每次重復(fù)③時(shí)，都將指針P下移5cm，同時(shí)保持掛鉤上掛的鉤碼質(zhì)量不變．將實(shí)驗(yàn)所得數(shù)據(jù)記錄、列表如下：次數(shù)彈簧原長(zhǎng)l0/cm彈簧長(zhǎng)度l/cm鉤碼質(zhì)量m/g15.007.23200210.0015.56250315.0016.6750420.0022.2350525.0030.5650

根據(jù)實(shí)驗(yàn)步驟和列表數(shù)據(jù)(彈簧處在彈性限度內(nèi))，回答下列問題：(1)重力加速度g取10m/s2.在實(shí)驗(yàn)步驟③中，彈簧的原長(zhǎng)為15cm時(shí)，其勁度系數(shù)k＝_____N/m.(2)同一根彈簧的原長(zhǎng)越長(zhǎng)，彈簧的勁度系數(shù)________(填選項(xiàng)前的字母)．A．不變B．越大C．越小參考答案：

(1).（1）30；

(2).（2）C解：（1）掛50g鉤碼時(shí)，彈簧的彈力為0.5N，根據(jù)胡克定律得：．

（2）對(duì)第3、4、5次數(shù)據(jù)分析，彈簧彈力相等，同一根彈簧，原長(zhǎng)越長(zhǎng)，形變量越大，根據(jù)胡克定律F=kx知，彈簧的勁度系數(shù)越小，故選C．15.如下圖所示是某同學(xué)測(cè)量勻變速直線運(yùn)動(dòng)的加速度時(shí)，從若干紙帶中選中的一條紙帶的一部分，他每隔4個(gè)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，圖上注明了他對(duì)各計(jì)數(shù)點(diǎn)間距離的測(cè)量結(jié)果．所接電源是頻率為50Hz的交流電．(1)為了驗(yàn)證小車的運(yùn)動(dòng)是勻變速運(yùn)動(dòng)，請(qǐng)進(jìn)行下列計(jì)算，填入表內(nèi)(單位：cm)s2－s1s3－s2s4－s3s5－s4s6－s5

各位移差與平均值最多相差________cm，由此可以得出結(jié)論：小車的運(yùn)動(dòng)是______________(2)兩個(gè)相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔Δt＝________s.(3)物體的加速度的計(jì)算式a＝_______________________，加速度為a＝________m/s2.(4)計(jì)算打計(jì)數(shù)點(diǎn)B時(shí)小車的速度vB＝________m/s.(保留三位有效數(shù)字)(5)在下圖中繪出v－t圖線，并確定物體的加速度a＝________m/s2.參考答案：(1)數(shù)據(jù)表(單位：cm)s2－s1s3－s2s4－s3s5－s4s6－s51.601.551.621.531.611.580.05勻變速直線運(yùn)動(dòng)(2)0.1(3)1.58(4)0.518(5)v－t圖見解析1.58四、計(jì)算題：本題共3小題，共計(jì)47分16.如圖20所示,在直角坐標(biāo)系的I.II象限內(nèi)有垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng),第III象限有沿y軸負(fù)方向的勻強(qiáng)電場(chǎng),第四象限內(nèi)無電場(chǎng)和磁場(chǎng).質(zhì)量為m,電量為q的粒子由M點(diǎn)以速度v0沿x軸負(fù)方向進(jìn)入電場(chǎng),不計(jì)粒子的重力,粒子經(jīng)N和x軸上的P點(diǎn)最后又回到M點(diǎn).設(shè)OM=OP=l,ON=2l,求:（1）電場(chǎng)強(qiáng)度E的大小；（2）勻強(qiáng)磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大??；（3）粒子從M點(diǎn)進(jìn)入電場(chǎng),經(jīng)N.P點(diǎn)最后又回到M點(diǎn)所用的時(shí)間t.參考答案：（1）根據(jù)粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)情況可知,粒子帶負(fù)電,粒子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)所用的時(shí)間設(shè)為t1.在x方向有1在y方向有2解得③（2）設(shè)粒子到達(dá)N點(diǎn)的速度為v,運(yùn)動(dòng)方向與軸夾角由動(dòng)能定理得④將③式代入,得⑤⑥粒子在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng),經(jīng)過P點(diǎn)時(shí)的速度方向也與負(fù)x方向成45°,從P到M做直線運(yùn)動(dòng)NP=NO+OP=3l⑦粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中在洛倫茲力的作用下做勻速圓周運(yùn)動(dòng)⑧半徑為⑨聯(lián)立上述各式解得⑩（3）粒子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)所用時(shí)間為粒子在磁場(chǎng)中所用時(shí)間由P→M勻速直線運(yùn)動(dòng)所用時(shí)間粒子從M進(jìn)入電場(chǎng),經(jīng)N.P點(diǎn)最后又回到M點(diǎn)所用的時(shí)間17.（本題16分）如圖所示，在坐標(biāo)系xOy內(nèi)有一半徑為a的圓形區(qū)域，圓心坐標(biāo)為O1（a，0），圓內(nèi)分布有垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。在直線y＝a的上方和直線x＝2a的左側(cè)區(qū)域內(nèi)，有一沿y軸負(fù)方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)，場(chǎng)強(qiáng)大小為E．一質(zhì)量為m、電荷量為+q（q>0）的粒子以速度v從O點(diǎn)垂直于磁場(chǎng)方向射入，當(dāng)速度方向沿x軸正方向時(shí)，粒子恰好從O1點(diǎn)正上方的A點(diǎn)射出磁場(chǎng)，不計(jì)粒子重力。⑴求磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小；⑵粒子在第一象限內(nèi)運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)時(shí)的位置坐標(biāo)；⑶若粒子以速度v從O點(diǎn)垂直于磁場(chǎng)方向射入第一象限，當(dāng)速度方向沿x軸正方向的夾角=30°時(shí)，求粒子從射入磁場(chǎng)到最終離開磁場(chǎng)的時(shí)間t．參考答案：

坐標(biāo)為（a，）

⑴設(shè)粒子在磁場(chǎng)中做圓運(yùn)動(dòng)的軌跡半徑為R，牛頓第二定律有粒子自A點(diǎn)射出，由幾何知識(shí)解得⑵粒子從A點(diǎn)向上在電場(chǎng)中做勻減運(yùn)動(dòng)，設(shè)在電場(chǎng)中減速的距離為y1得所以在電場(chǎng)中最高點(diǎn)的坐標(biāo)為（a，）⑶粒子在磁場(chǎng)中做圓運(yùn)動(dòng)的周期粒子從磁場(chǎng)中的P點(diǎn)射出，因磁場(chǎng)圓和粒子的軌跡圓的半徑相等，OO1PO2構(gòu)成菱形，故粒子從P點(diǎn)的出射方向與y軸平行，粒