山東省濟(jì)寧市鄒城張莊鎮(zhèn)大律中學(xué)2021-2022學(xué)年高三物理下學(xué)期期末試題含解析

山東省濟(jì)寧市鄒城張莊鎮(zhèn)大律中學(xué)2021-2022學(xué)年高三物理下學(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.（單選）如圖所示，固定的錐形漏斗內(nèi)壁是光滑的，內(nèi)壁上有兩個(gè)質(zhì)量相等的小球A和B，在各自不同的水平面做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，以下說(shuō)法正確的是（）A．VA＞VBB．ωA＞ωBC．a(chǎn)A＞aBD．壓力NA＞NB參考答案：考點(diǎn)：向心力；牛頓第二定律．專(zhuān)題：牛頓第二定律在圓周運(yùn)動(dòng)中的應(yīng)用．分析：小球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，因此合外力提供向心力，對(duì)物體正確進(jìn)行受力分析，然后根據(jù)向心力公式列方程求解即可．解答：解：研究任意一個(gè)小球：受力如圖．將FN沿水平和豎直方向分解得：FNcosθ=ma…①FNsinθ=mg…②．由②可知支持力相等，則A、B對(duì)內(nèi)壁的壓力大小相等：NA=NB．根據(jù)牛頓第二定律，合外力提供向心力，合外力相等，則向心力相等．由①②可得：mgcotθ=ma=m=mω2r．可知半徑大的線速度大，角速度?。畡tA的線速度大于B的線速度，VA＞VB，A的角速度小于B的角速度，ωA＜ωB．向心加速度a=gcotθ，則知兩球的向心加速度相等，aA=aB．故A正確，B、C、D錯(cuò)誤．故選：A．點(diǎn)評(píng)：解決這類(lèi)圓周運(yùn)動(dòng)問(wèn)題的關(guān)鍵是對(duì)物體正確受力分析，根據(jù)向心力公式列方程進(jìn)行討論，注意各種向心加速度表達(dá)式的應(yīng)用．2.平行單色光射向一橫截面為半圓形玻璃柱體，射向其圓弧面的光只有圖中所示圓心角為的一段圓弧上有光射出（不考慮光在玻璃內(nèi)的多次反射）.已知當(dāng)入射為光為a光時(shí)，，當(dāng)入射光為b光時(shí)，，則（

）

A.該玻璃對(duì)a光的折射率為B.在玻璃中a光的速度比b光的速度大C.用a光和b光在同一裝置上做雙縫干涉實(shí)驗(yàn)，a光的條件間距大D.如果a光是氫原子從n=3能級(jí)躍遷到n=2能級(jí)發(fā)出的，則b光可能是氫原子從n=4能級(jí)躍遷到n=3能級(jí)發(fā)出的參考答案：D3.(單選題)如圖所示，直線a和曲線b分別是在平直公路上行駛的汽車(chē)a和b的位置－時(shí)間(x－t)圖線．由圖可知A．在時(shí)刻t1，a車(chē)從后面追上b車(chē)B．在時(shí)刻t2，a、b兩車(chē)運(yùn)動(dòng)方向相反C．在t1到t2這段時(shí)間內(nèi)，b車(chē)的速率先增加后減少D．在t1到t2這段時(shí)間內(nèi)，b車(chē)的速率一直比a車(chē)的大參考答案：B4.（單選）

一個(gè)人造地球衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，假如該衛(wèi)星變軌后仍做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，動(dòng)能減小為原來(lái)的1/4，不考慮衛(wèi)星質(zhì)量的變化，則變軌前后衛(wèi)星的(

)A向心加速度大小之比為4:1B角速度大小之比為2:1C周期之比為1:8D.

軌道半徑之比為1:2參考答案：C5.（多選）如圖所示，AOB為一個(gè)邊界為四分之一圓的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，O點(diǎn)為圓心，D點(diǎn)為邊界OB的中點(diǎn)，C點(diǎn)為邊界上一點(diǎn)，且CD平行AO．現(xiàn)有兩個(gè)完全相同的帶電粒子以相同的速度射入磁場(chǎng)（不計(jì)粒子重力），其中粒子1從A點(diǎn)正對(duì)圓心射入，恰從B點(diǎn)射出，粒子2從C點(diǎn)沿CD射入，從某點(diǎn)離開(kāi)磁場(chǎng)，則可判斷（）A．粒子2在BC之間某點(diǎn)射出磁場(chǎng)B．粒子2必在B點(diǎn)射出磁場(chǎng)C．粒子1與粒子2在磁場(chǎng)中的運(yùn)行時(shí)間之比為3：2D．粒子1與粒子2的速度偏轉(zhuǎn)角度應(yīng)相同參考答案：【考點(diǎn)】：帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)．【專(zhuān)題】：帶電粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)專(zhuān)題．【分析】：粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，洛倫茲力提供向心力，作出粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡，應(yīng)用數(shù)學(xué)知識(shí)與牛頓第二定律分析答題．：解：粒子運(yùn)動(dòng)軌跡如圖所示：A、粒子1從A點(diǎn)正對(duì)圓心射入，恰從B點(diǎn)射出，粒子在你磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的圓心角為90°，粒子軌道半徑等于BO，粒子2從C點(diǎn)沿CD射入其運(yùn)動(dòng)軌跡如圖所示，設(shè)對(duì)應(yīng)的圓心為O1，運(yùn)動(dòng)軌道半徑也為BO，連接O1C、O1B，O1COB是平行四邊形，O1B=CO，則粒子2一定從B點(diǎn)射出磁場(chǎng)，故A錯(cuò)誤，B正確；C、粒子1的速度偏角，粒子在磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)過(guò)的圓心角θ1=90°，連接PB，可知P為O1C的中點(diǎn)，由數(shù)學(xué)知識(shí)可知，θ2=∠BO1P=60°，兩粒子的速度偏角不同，粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的周期：T=，兩粒子的周期相等，粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間t=T，的運(yùn)動(dòng)時(shí)間之比：t1：t2=θ1：θ2=90°：60°=3：2，故C正確，D錯(cuò)誤；故選：BC．【點(diǎn)評(píng)】：本題考查了粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)，粒子在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，洛倫茲力提供向心力，作出粒子運(yùn)動(dòng)軌跡、應(yīng)用數(shù)學(xué)知識(shí)、周期公式即可正確解題．二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計(jì)16分6.某探究學(xué)習(xí)小組的同學(xué)欲驗(yàn)證“動(dòng)能定理”，他們?cè)趯?shí)驗(yàn)室組裝了一套如圖所示的裝置，另外他們還找到了打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所用的學(xué)生電源、導(dǎo)線、復(fù)寫(xiě)紙、紙帶、小木塊、細(xì)沙．當(dāng)滑塊連接上紙帶，用細(xì)線通過(guò)滑輪掛上空的小沙桶時(shí)，釋放小桶，滑塊處于靜止?fàn)顟B(tài)．若你是小組中的一位成員，要完成該項(xiàng)實(shí)驗(yàn)，則：（1）你認(rèn)為還需要的實(shí)驗(yàn)器材有

（2）實(shí)驗(yàn)時(shí)為了保證滑塊受到的合力與沙和沙桶的總重力大小基本相等，沙和沙桶的總質(zhì)量應(yīng)滿(mǎn)足的實(shí)驗(yàn)條件是

，實(shí)驗(yàn)時(shí)為保證細(xì)線拉力為木塊的合外力首先要做的步驟

（3）在（2）的基礎(chǔ)上，某同學(xué)用天平稱(chēng)量滑塊的質(zhì)量M.往沙桶中裝入適量的細(xì)沙，用天平稱(chēng)出此時(shí)沙和沙桶的總質(zhì)量m.讓沙桶帶動(dòng)滑塊加速運(yùn)動(dòng)，用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器記錄其運(yùn)動(dòng)情況，在打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的紙帶上取兩點(diǎn)，測(cè)出這兩點(diǎn)的間距L和這兩點(diǎn)的速度大小v1與v2（v1＜v2）。則本實(shí)驗(yàn)最終要驗(yàn)證的數(shù)學(xué)表達(dá)式為

（用題中的字母表示實(shí)驗(yàn)中測(cè)量得到的物理量）.參考答案：（1）天平，刻度尺（2分）（2）沙和沙桶的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于滑塊的質(zhì)量（2分），平衡摩擦力（2分）（3）（3分）（1）實(shí)驗(yàn)要驗(yàn)證動(dòng)能增加量和總功是否相等，故需要求出總功和動(dòng)能，故還要天平和刻度尺；故答案為：刻度尺、天平；

（2）沙和沙桶加速下滑，處于失重狀態(tài)，其對(duì)細(xì)線的拉力小于重力，設(shè)拉力為T(mén)，根據(jù)牛頓第二定律，有

對(duì)沙和沙桶，有mg-T=ma

對(duì)小車(chē)，有T=Ma

解得故當(dāng)M＞＞m時(shí)，有T≈mg

小車(chē)下滑時(shí)受到重力、細(xì)線的拉力、支持力和摩擦力，要使拉力等于合力，則應(yīng)該用重力的下滑分量來(lái)平衡摩擦力，故可以將長(zhǎng)木板的一端墊高；

故答案為：沙和沙桶的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于滑塊的質(zhì)量，平衡摩擦力；

（3）總功為：mgL，動(dòng)能增加量為：故答案為：mgL=7.（選修3－3（含2－2）模塊）（6分）如圖所示，絕熱氣缸開(kāi)口向下豎直放置，內(nèi)有一定質(zhì)量的氣體，缸內(nèi)活塞可無(wú)摩擦的自由滑動(dòng)且不漏氣，活塞質(zhì)量為m0，面積為S，在其下掛一砂桶，砂桶裝滿(mǎn)砂子時(shí)質(zhì)量為m1，此時(shí)活塞恰好靜止，此時(shí)外界氣壓為p0，則此時(shí)氣缸內(nèi)氣體壓強(qiáng)大小為

?，F(xiàn)在把砂桶底部鉆一個(gè)小洞，細(xì)砂慢慢漏出，則氣缸內(nèi)氣體的壓強(qiáng)將

。氣缸內(nèi)氣體的內(nèi)能將

（填增大、減小、不變）。參考答案：答案：p0-(m0+m1)g/s增大增大（各2分）8.某汽車(chē)的部分參數(shù)如下表，請(qǐng)根據(jù)表中數(shù)據(jù)完成表的其他部分。整車(chē)行使質(zhì)量1500Kg最大功率92KW

加速性能0－108Km/h(即30m/s)所需時(shí)間平均加速度11s_________m/s2

制動(dòng)性能車(chē)輛以36Km/h（即10m/s）行使時(shí)的制動(dòng)距離制動(dòng)過(guò)程中所受合外力6.5m_________N

參考答案：答案：2.73，1.15×104解析：由可得a＝2.73m/s2；根據(jù)和F＝ma可得F＝1.15×104N。9.在探究加速度與力和質(zhì)量的關(guān)系實(shí)驗(yàn)中，用裝有沙子的小桶通過(guò)細(xì)線繞過(guò)木板一端的定滑輪來(lái)拉動(dòng)板上的小車(chē)做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，通過(guò)改變沙子質(zhì)量來(lái)改變拉力大小。多次實(shí)驗(yàn)后根據(jù)由紙帶求出的加速度與拉力作出—圖像如圖所示，根據(jù)圖像判斷下列說(shuō)法正確的是（

）A、一定沒(méi)有平衡摩擦力，且小車(chē)質(zhì)量較小B、平衡摩擦力時(shí)，木板傾斜程度過(guò)大，且小車(chē)質(zhì)量較大C、可能平衡摩擦力時(shí)忘記掛上紙帶，且沙桶和沙子質(zhì)量較大D、可能平衡摩擦力不徹底，木板傾斜程度偏小，且沙桶和沙子質(zhì)量較大參考答案：10.（4分）從某金屬表面逸出光電子的最大初動(dòng)能與入射光的頻率的圖像如下圖所示，則這種金屬的截止頻率是__________HZ；普朗克常量是____________J/HZ。參考答案：4.3(±0.1)×1014Hz

(6.2～6.8)×10-34Js11.一行星繞某恒星做圓周運(yùn)動(dòng)。由天文觀測(cè)可得其運(yùn)行的周期為T(mén)、線速度的大小為v，已知引力常量為G，則行星運(yùn)動(dòng)的軌道半徑為_(kāi)_________，恒星的質(zhì)量為_(kāi)_________。參考答案：，12.（4分）在陽(yáng)光照射下，充滿(mǎn)霧氣的瀑布上方常常會(huì)出現(xiàn)美麗的彩虹。彩虹是太陽(yáng)光射入球形水珠經(jīng)折射、內(nèi)反射，再折射后形成的。光的折射發(fā)生在兩種不同介質(zhì)的

上，不同的單色光在同種均勻介質(zhì)中

不同。參考答案：界面，傳播速度13.某探究小組設(shè)計(jì)了“用一把尺子測(cè)定動(dòng)摩擦因數(shù)”的實(shí)驗(yàn)方案。如圖所示，將一個(gè)小球和一個(gè)滑塊用細(xì)繩連接，跨在斜面上端。開(kāi)始時(shí)小球和滑塊均靜止，剪斷細(xì)繩后，小球自由下落，滑塊沿斜面下滑，可先后聽(tīng)到小球落地和滑塊撞擊擋板的聲音。保持小球和滑塊釋放的位置不變，調(diào)整擋板位置，重復(fù)以上操作，直到能同時(shí)聽(tīng)到小球落地和滑塊撞擊擋板的聲音。用刻度尺測(cè)出小球下落的高度、滑塊釋放點(diǎn)與擋板處的高度差和沿斜面運(yùn)動(dòng)的位移。（空氣阻力對(duì)本實(shí)驗(yàn)的影響可以忽略）

①滑塊沿斜面運(yùn)動(dòng)的加速度與重力加速度的比值為_(kāi)_______。②滑塊與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為_(kāi)_________________。③以下能引起實(shí)驗(yàn)誤差的是________。．滑塊的質(zhì)量

．當(dāng)?shù)刂亓铀俣鹊拇笮。L(zhǎng)度測(cè)量時(shí)的讀數(shù)誤差

．小球落地和滑塊撞擊擋板不同時(shí)參考答案：①；

②；

③三、簡(jiǎn)答題：本題共2小題，每小題11分，共計(jì)22分14.如圖為一塊直角三棱鏡，頂角A為30°．一束激光沿平行于BC邊的方向射向直角邊AB，并從AC邊射出，出射光線與AC邊夾角也為30°．則該激光在棱鏡中的傳播速度為多少？(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)參考答案：1.7×108m/s解：光路圖如圖：

由幾何關(guān)系得：α=∠A=30°，β=90°-30°=60°

折射率

激光在棱鏡中傳播速【點(diǎn)睛】幾何光學(xué)要正確作出光路圖，由幾何知識(shí)找出入射角和折射角是關(guān)鍵．知道光速和折射率的關(guān)系.15.為了測(cè)量木塊與長(zhǎng)木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)，某同學(xué)用鐵架臺(tái)將長(zhǎng)板傾斜支在水平桌面上，組成如圖甲所示的裝置，所提供的器材有：長(zhǎng)木板、木塊（其前端固定有用于擋光的窄片K）、光電計(jì)時(shí)器、米尺、鐵架臺(tái)等，在長(zhǎng)木板上標(biāo)出A、B兩點(diǎn)，B點(diǎn)處放置光電門(mén)（圖中未畫(huà)出），用于記錄窄片通過(guò)光電門(mén)時(shí)的擋光時(shí)間，該同學(xué)進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)：（1）用游標(biāo)尺測(cè)量窄片K的寬度d如圖乙所示，則d=______mm，測(cè)量長(zhǎng)木板上A、B兩點(diǎn)間的距離L和豎直高度差h。（2）從A點(diǎn)由靜止釋放木塊使其沿斜面下滑，測(cè)得木塊經(jīng)過(guò)光電門(mén)時(shí)的檔光時(shí)間為△t=2.50×10-3s，算出木塊經(jīng)B點(diǎn)時(shí)的速度v=_____m/s，由L和v得出滑塊的加速度a。（3）由以上測(cè)量和算出的物理量可以得出木塊與長(zhǎng)木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)的表達(dá)式為μ=_______（用題中所給字母h、L、a和重力加速度g表示）參考答案：

(1).(1)2.50；

(2).（2）1.0；

(3).（3）試題分析：(1)游標(biāo)卡尺的讀數(shù)是主尺讀數(shù)加上游標(biāo)讀數(shù)；(2)擋光片通過(guò)光電門(mén)的時(shí)間很短，因此可以用其通過(guò)的平均速度來(lái)代替瞬時(shí)速度；(3)根據(jù)牛頓運(yùn)動(dòng)定律寫(xiě)出表達(dá)式，求動(dòng)摩擦因數(shù)的大小。解：(1)主尺讀數(shù)是2mm，游標(biāo)讀數(shù)是，則窄片K的寬度；(2)木塊經(jīng)B點(diǎn)時(shí)的速度(3)對(duì)木塊受力分析，根據(jù)牛頓運(yùn)動(dòng)定律有：據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式有其中、聯(lián)立解得：四、計(jì)算題：本題共3小題，共計(jì)47分16.如圖所示是一個(gè)設(shè)計(jì)“過(guò)山車(chē)”的試驗(yàn)裝置的原理示意圖，光滑斜面AB與豎直面內(nèi)的圓形軌道在B點(diǎn)平滑連接，圓形軌道半徑為R.一個(gè)質(zhì)量為m的小車(chē)（可視為質(zhì)點(diǎn)）在A點(diǎn)由靜止釋放沿斜面滑下，當(dāng)它第一次經(jīng)過(guò)B點(diǎn)進(jìn)入圓形軌道時(shí)對(duì)軌道的壓力為其重力的8倍，且小車(chē)恰能完成圓周運(yùn)動(dòng)并第二次經(jīng)過(guò)最低點(diǎn)沿水平軌道向右運(yùn)動(dòng)。已知重力加速度為g.

（1）求A點(diǎn)距水平面的高度h；（2）假設(shè)小車(chē)在豎直圓軌道左半圓軌道部分克服摩擦阻力做的功是它在右半圓軌道部分克服摩擦阻力做的功的，求小車(chē)第二次經(jīng)過(guò)豎直圓軌道最低點(diǎn)時(shí)對(duì)軌道的壓力。

參考答案：17.如圖所示，在平面直角坐標(biāo)系xOy中的第一象限內(nèi)存在磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B、方向垂直于坐標(biāo)平面向里的有界圓形勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域（圖中未畫(huà)出）；在第二象限內(nèi)存在沿軸負(fù)方向的勻強(qiáng)電場(chǎng).一粒子源固定在x軸上的A點(diǎn)，A點(diǎn)坐標(biāo)為（-L，0）。.粒子源沿y軸正方向釋放出速度大小為v的電子，電子恰好能通過(guò)y軸上的C點(diǎn)，C點(diǎn)坐標(biāo)為（0,2L），電子經(jīng)過(guò)磁場(chǎng)偏轉(zhuǎn)后方向恰好垂直于x軸射入第四象限.（電子的質(zhì)量間的相互作用.）求：（1）第二象限內(nèi)電場(chǎng)強(qiáng)度E的大??；（2）電子離開(kāi)電場(chǎng)時(shí)的速度方向與y軸正方向的夾角θ；（3）圓形磁場(chǎng)的最小半徑Rmin.參考答案：對(duì)于帶電粒子在勻強(qiáng)電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)運(yùn)用類(lèi)平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律解答。帶電粒子進(jìn)入勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，洛倫茲力提供向心力，結(jié)合相關(guān)知識(shí)列方程解答。解：（1）從A到C的過(guò)程中，電子做類(lèi)平拋運(yùn)動(dòng)，有，電子的加速度a=eE/m，L=at2/22L=vt，聯(lián)立解得E=。（2）設(shè)電子到達(dá)C點(diǎn)的速度大小為vC，方向與y軸正方向的夾角為θ。由動(dòng)能定理，有：mvC2-mv2=eEL解得vC=2v。cosθ=v/vC=0.5，電子離開(kāi)電場(chǎng)時(shí)的速度方向與y軸正方向的夾角θ=60°。（3）電子運(yùn)動(dòng)軌跡如圖所示。由公式qvCB=m，解得電子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的半徑r=2mv/eB。電子在磁場(chǎng)中偏轉(zhuǎn)120°后垂直于x軸射出，由三角形知識(shí)得磁場(chǎng)最小半徑：Rmin=PQ/2=rsinθ=rsin60°，聯(lián)立解得：Rmin=mv/eB。點(diǎn)評(píng)：此題考查帶電粒子在電場(chǎng)中的類(lèi)平拋運(yùn)動(dòng)和在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的勻速圓周運(yùn)動(dòng)。18.如圖所示，水平面上有一長(zhǎng)度L=4m的薄凹槽，長(zhǎng)L1=2m、質(zhì)最M=1kg的薄板放在凹槽右側(cè)D點(diǎn)靜止，水平面兩側(cè)各有一個(gè)R=0.5m的半圓軌道．D點(diǎn)右側(cè)靜止一質(zhì)量m=0.98kg的小木塊．現(xiàn)有一顆質(zhì)量m0=20g的子彈以V0=100m/s的速度射入木塊，共速后滑上薄板，板與木塊間動(dòng)摩擦因素μ=0.05，其余一切摩擦不計(jì)．若薄板每次與C、D面碰后速度立即減為0且與C、D而不粘連，重力加速g=10m/s2求：（1）子彈與木塊碰后共同的速度為多大？（2）木塊過(guò)圓弧B點(diǎn)時(shí)對(duì)B點(diǎn)壓力為多大？（3）木塊最終停止時(shí)離D點(diǎn)多遠(yuǎn)？參考答案：解：（1）設(shè)子彈與木塊的共同速度為v，取向左為正方向，根據(jù)動(dòng)量守恒定律得：m0v0=（m0+m）v

①代入相關(guān)