2021-2022学年湖北省武汉市第二十中学高三物理期末试卷含解析

1、2021-2022学年湖北省武汉市第二十中学高三物理期末试卷含解析一、 选择题：本题共5小题，每小题3分，共计15分每小题只有一个选项符合题意1. （多选）下列说法正确的是 A做简谐运动的质点所受的合外力总是指向平衡位置且大小恒定B火车若接近光速行驶，我们在地面上看到车厢前后距离变小而车厢的高度不变C用激光读取光盘上记录的信息是利用激光平行度好的特点D寺庙里钟声响起时，和尚禅房里挂着的磐常自鸣自响，这是声波的衍射现象参考答案：BC2. 静电场在x轴上的场强E随x的变化关系如图所示，x轴正向为场强正方向，带正电的点电荷沿x轴运动，则点电荷 (A)在x2和x4处电势能相等(B)由x1运动到x3的过

2、程中电势能增大(C)由x1运动到x4的过程中电场力先增大后减小(D)由x1运动到x4的过程中电场力先减小后增大参考答案：BC由图象可知，将正电荷沿x轴正向移动，电场力沿x轴负方向，从x2移动到x4的过程电场力做功不为零，两点电势能不相等，A项错误；从x1移动到x3的过程电场力沿x轴负方向，电场力做负功，电势能增大，B项正确；从x1到x4的过程场强先增大，后减小，所以电场力先增大后减小，C向正确；D项错误。【考点】电场力的性质，电场能的性质3. 一个小球从地面开始做竖直上抛运动（不计空气阻力）已知小球两次经过较低点A的时间间隔为TA，两次经过较高点B的时间间隔为TB重力加速度为g，则（）AA、B

3、两点间的距离为BA、B两点间的距离为C从A上升到B的时间为D从B下落到A的时间为参考答案：AC解：A、B、物体在上升过程和下降过程中经过同一段高度所用的时间相等，故物体从最高点到A和B的时间分别为和，故A与B间的位移为：=，故A正确，B错误；C、D、物体在上升过程和下降过程中经过同一段高度所用的时间相等，故从A上升到B的时间和从B下落到A的时间均为=，故C正确，D错误；故选AC4. 2015年10月8日，厦门国际高尔夫球公开赛在海沧东方高尔夫球场举行一参赛球员从高为20m的高处以某一初速度将高尔夫球水平击出，高尔夫球在空中沿水平方向运动20m后，恰好落到球洞里不计空气阻力的作用，重力加速度g取

4、10m/s2则高尔夫球（）A在空中运动的时间是4sB被击出时的水平速度大小是50m/sC落入球洞前瞬间竖直方向的速度大小是15m/sD落入球洞前瞬间的速度大小是30m/s参考答案：D【考点】平抛运动【分析】根据高度求出平抛运动的时间，结合水平位移和时间求出水平分速度根据速度位移公式求出竖直分速度，结合平行四边形定则求出落入洞前的瞬时速度【解答】解：A、根据h=得，高尔夫球在空中运动的时间t=，故A错误B、被击出时高尔夫球的水平速度m/s，故B错误C、落入洞前球竖直方向上的分速度=m/s=20m/s，根据平行四边形定则知，落入洞前瞬时速度v=m/s=30m/s，故D正确，C错误故选：D5. 如图

5、所示，两轻弹簧a、b悬挂一小铁球处于平衡状态，a弹簧与竖直方向成30角，b弹簧水平，a、b的劲度系数分别为k1、k2。则两弹簧的伸长量x1与x2之比为A B C D参考答案：C二、 填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6. 在“探究加速度与力、质量的关系”实验中，某实验小组用如图所示装置，采用控制变量的方法来研究小车质量不变的情况下，小车的加速度与小车受到力的关系。（1）此实验小组所用电源频率为50Hz，得到的纸带如图所示，舍去前面比较密集的点，从O点开始，在纸带上取A、B、C三个计时点（OA间的各点没有标出），已知d1=3.0cm，d2=4.8cm,d3=6.8cm.则小车运动的加速

6、度为 m/s2（结果保留2位有效数字）（2）某实验小组得到的图线AB段明显偏离直线，造成此误差的主要原因是（ ） A、小车与轨道之间存在摩擦 B、导轨保持了水平状态 C、砝码盘添加砝码的总质量太大 D、所用小车的质量太大参考答案：5.0,C7. 要利用轨道、滑块(其前端固定有挡光窄片K)、托盘、砝码、轻滑轮、轻绳、光电计时器、米尺等器材测定滑块和轨道间的动摩擦因数，某同学设计了如图甲所示的装置，滑块和托盘上分别放有若干砝码，滑块质量为M，滑块上砝码总质量为m，托盘和盘中砝码的总质量为m.轨道上A、B两点处放置有光电门(图中未画出)实验中，重力加速度g取10 m/s2.图甲图乙(1) 用游标卡尺

7、测量窄片K的宽度d，如图乙所示，则d_mm，用米尺测量轨道上A、B两点间的距离x，滑块在水平轨道上做匀加速直线运动，挡光窄光通过A、B两处光电门的挡光时间分别为tA、tB，根据运动学公式，可得计算滑块在轨道上加速运动的加速度的表达式为a_；(2) 该同学通过改变托盘中的砝码数量，进行了多次实验，得到的多组数据如下：实验次数托盘和盘中砝码的总质量m/(kg)滑块的加速度a/(m/s2)10.100020.150030.2000.3940.2500.9150.3001.4060.3501.9270.4002.38图丙请根据表中数据在图丙中作出am图象从数据或图象可知，a是m的一次函数，这是由于采取

8、了下列哪一项措施_A. 每次实验的Mm都相等 B. 每次实验都保证Mm远大于mC. 每次实验都保证Mm远小于m D. 每次实验的mm都相等(3) 根据am图象，可知_(请保留两位有效数字)参考答案：(1) 2.20或2.25(2分)(2分)(2) 注意：应为直线，标度的选取要合适(2分)D(2分)(3) 0.16(2分)8. 一平行板电容器充电后与电源断开，正极板接地，在两极板间有一负电荷（电量很小，不影响电场分布）固定在P点，如图所示， U表示电容器的电压，EP表示负电荷在P点的电势能，若保持正极板不动，将负极板移到图中虚线所示的位置，则U_（填变大、变小或者不变），EP_（填变大、变小或者

9、不变）.参考答案：变小 不变9. 为了探究力对物体做功与物体速度变化的关系，现提供如图所示的器材，让小车在橡皮筋的作用下弹出后，沿木板滑行，请思考回答下列问题(打点计时器交流电频率为50 Hz)： (1)为了消除摩擦力的影响应采取什么措施? (2)当我们分别用同样的橡皮筋l条、2条、3条并起来进行第l次、第2次、第3次实验时，每次实验中橡皮筋拉伸的长度应都保持一致，我们把第l次实验时橡皮筋对小车做的功记为W (3)由于橡皮筋对小车做功而使小车获得的速度可以由打点计时器和纸带测出，如图所示是其中四次实验打出的部分纸带(4)试根据第(2)、(3)项中的信息，填写下表 次数 1 2 3 4橡皮筋对小

10、车做功 W 小车速度V (m/s) V2 (m2/s2)从表中数据可得出结论： 参考答案：（1）垫高放置打点计时器一端，使自由释放的小车做匀速运动 次数 1 2 3 4橡皮筋对小车做功 W2W3W4W 小车速度V (m/s)1.001.421.732.00 V2 (m2/s2)1.002.022.994.00（2）(3) 在误差准许的范围内，做功与速度的平方成正比10. （选修34）（4分）如图所示，为某时刻一列简谐横波的波形图象，已知此列波的振动周期为4s，由图可知这列波的传播速度大小为 m/s，若此时波形上质点A正经过平衡位置向上运动，则知波的传播方向是 。参考答案：答案：6（2分）；x的

11、正方向（或水平向右）（2分）11. 为“验证牛顿第二定律”，某同学设计了如下实验方案：A实验装置如图甲所示，一端系在滑块上的轻质细绳通过转轴光滑的轻质滑轮，另一端挂一质量为m0.5 kg的钩码，用垫块将长木板的有定滑轮的一端垫起调整长木板的倾角，直至轻推滑块后，滑块沿长木板向下做匀速直线运动；B保持长木板的倾角不变，取下细绳和钩码，接好纸带，接通打点计时器的电源，然后让滑块沿长木板滑下，打点计时器打下的纸带如图乙所示请回答下列问题：(1)图乙中纸带的哪端与滑块相连_(2)图乙中相邻两个计数点之间还有4个打点未画出，打点计时器接频率为50 Hz的交流电源，根据图乙求出滑块的加速度a_m/s2.(

12、3)不计纸带与打点计时器间的阻力，滑块的质量M_kg.(g取9.8 m/s2)参考答案：(1)取下细绳和钩码后，滑块加速下滑，随着速度的增加点间距离逐渐加大，故纸带的右端与滑块相连(2)由xaT2，得a m/s21.65 m/s2.(3)匀速下滑时滑块所受合外力为零，撤去钩码滑块所受合外力等于mg，由mgMa得M2.97 kg.12. 质量分别为10kg和20kg的物体A和B，叠放在水平面上，如右图,AB间的最大静摩擦力为10N，B与水平面间的摩擦系数=0.5，以力F作用于B使AB一同加速运动，则力F满足_ (g取10 m/s)2参考答案：150NF180N13. 一个实验小组在“探究弹力和弹

13、簧伸长的关系”的实验中，使用两条不同的轻质弹簧a和b，得到弹力与弹簧长度的图象如图所示。则： _弹簧的原长更长，_弹簧的劲度系数更大。（填“a”或“b”）参考答案：b a 三、 实验题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14. 在“用单分子油膜估测分子大小”实验中，若油酸酒精溶液体积浓度为，一滴溶液的体积为，其形成的油膜面积为，则估测出油酸分子的直径为 m。参考答案：15. 某同学用图1中所示的实验装置研究小车在斜面上的运动实验步骤如下：a安装好实验器材b接通电源后，让拖着纸带的小车沿平板斜面向下运动，重复几次选出一条点迹比较清晰的纸带，舍去开始密集的点迹，从便于测量的点开始，每两个打点间

14、隔取一个计数点，如图2中0、1、2、6点所示c测量1、2、3、6计数点到0计数点的距离，分别记作：S1、S2、S3、S6d通过测量和计算，该同学判断出小车沿平板做匀加速直线运动e分别计算出S1、S2、S3、S6与对应时间的比值、f以为纵坐标、t为横坐标，标出与对应时间t的坐标点，画出t图线结合上述实验步骤，请你完成下列任务：实验中，除打点计时器（含纸带、复写纸）、小车、平板、铁架台、导线及开关外，在下面的仪器和器材中，必须使用的有A和C（填选项代号）A电压合适的50Hz交流电源 B电压可调的直流电源 C刻度尺 D秒表 E天平 F重锤将最小刻度为1mm的刻度尺的0刻线与0计数点对齐，0、1、2、

15、5计数点所在位置如图3所示，则S2=2.98（2.972.99）cm，S5=13.20（13.1913.21）cm该同学在图4中已标出1、3、4、6计数点对应的坐标，请你在该图中标出与2、5两个计数点对应的坐标点，并画出t图根据t图线判断，在打0计数点时，小车的速度v0=0.18（0.160.20）m/s；它在斜面上运动的加速度a=4.8（4.505.10）m/s2参考答案：考点：测定匀变速直线运动的加速度版权所有专题：实验题分析：明确实验原理，纸带需要测量的数据，正确使用打点计时器，即可正确解答根据刻度尺的指示可正确读出结果，注意进行读数时要进行估读利用描点法可正确得出结果根据匀变速直线运动

16、的推论公式x=aT2可以求出加速度的大小，根据匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度，可以求出打纸带上C点时小车的瞬时速度大小解答：解：实验中，除打点计时器（含纸带、复写纸）、小车、平板、铁架台、导线及开关外，在下列的器材中，必须使用的有电压合适的50Hz交流电源给打点计时器供电，需要用刻度尺测量计数点之间的距离，然后进行数据处理，打点计时器记录了小车运动时间，不需要秒表，该实验中不需要测量质量，因此不需要天平，实验中有小车带动纸带运动，因此不需要重锤，故选：A、C刻度尺读数时需要进行估读，因此有：s2=2.98cm，由于需要估读，在范围内2.972.99cm内均正确，s5=13

17、.20cm，由于需要估读，在范围13.1913.21 cm都正确2、5两个计数点对应的坐标点以及图象如下所示：根据匀变速直线运动的位移时间关系：得：t因此图象的纵轴截距大小表示初速度的大小，图象的斜率表示加速度的大小，由此得：v0=0.160.20 m/s；，a=4.505.10 m/s2故答案为：A、C；2.98（2.972.99），13.20（13.1913.21）；见上图；0.18（0.160.20），4.8（4.505.10 ）点评：此题主要考查纸带的处理问题，要注意实验原理、操作细节，单位的换算；同时注意速度时间图象的应用，要明确斜率、截距的含义，加强数学知识在物理中的应用四、计算题

18、：本题共3小题，共计47分16. 一直升机以5.0m/s速度竖直上升，某时刻从飞机上释放一物块，经2.0s落在地面上，不计空气阻力，g取10m/s2求：（1）物块落到地面时的速度；（2）物块2.0s内通过的路程；（3）物块释放时距地面的高度参考答案：解：（1）设物块落地时速度为v，由速度公式：v=v0gt带入数据解得：v=15m/s，负号说明方向竖直向下；（2）物块上升过程：由，带入数据得：h1=1.25m 下降过程：由v20=2gh2，代入数据得：h2=11.25m 物块通过的路程为：s=h1+h2=12.5m；（3）由 代入数据得，位移H=10m，释放时离地面的高度为10m答：（1）物块落

19、到地面时的速度为15m/s，方向竖直向下；（2）物块2.0s内通过的路程为12.5m；（3）物块释放时距地面的高度为10m【考点】匀变速直线运动的速度与位移的关系；匀变速直线运动的位移与时间的关系【分析】从飞机上释放一物块，物块做竖直上抛运动，根据速度时间公式求出物块落到地面时的速度根据速度位移公式求出物块上升的位移，根据位移时间公式求出下降的位移，从而得出物块2.0s内通过的路程对全过程运用位移时间公式求出物块释放点的高度17. 图18为一个小型交流发电机的原理图，其矩形线圈的面积为S，共有n匝，线圈总电阻为r，可绕与磁场方向垂直的固定对称轴OO转动；线圈处于磁感应强度为B的匀强磁场中，线圈在转动时可以通过滑环K和电刷L保持与外电路电阻R的连接。在外力作用下线圈以恒定的角速度绕轴OO匀速转动。（不计转动轴及滑环与电刷的摩擦）（1）推导发电机线圈产生感应