2021-2022学年湖北省十堰市武当山中学高三物理下学期期末试题含解析

1、2021-2022学年湖北省十堰市武当山中学高三物理下学期期末试题含解析一、 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. 如图所示的皮带传动装置中，甲、乙、丙三轮的轴均为水平轴，其中甲、丙两轮半径相等，乙轮半径是丙轮半径的一半A、B、C三点分别是甲、乙、丙三轮的边缘点，若传动中皮带不打滑，则AA、B两点的线速度大小之比为2:1BA，C两点的角速度大小之比为1：2CA、B两点向心加速度大小之比为2:1DA、C两点的向心加速度大小之比为1：4参考答案：BD由于甲轮和乙轮是皮带传动，皮带传动的特点是两轮与皮带接触点的线速度的大小与皮带的线速度大小相同，故vA=vB，由

2、知A、B两点向心加速度大小之比为1：2，A、C错；由于乙轮和丙轮共轴，故两轮角速度相同，由得，所以，A、C两点的角速度大小之比为1：2，A、C两点的向心加速度大小之比为1：4，BD正确。2. 用一根长1m的轻质细绳将一副质量为1kg的画框对称悬挂在墙壁上，已知绳能承受的最大张力为，为使绳不断裂，画框上两个挂钉的间距最大为（取） （ ） A B C D参考答案：A3. （单选）下面关于结合能和平均结合能的说法中，正确的有A核子结合成原子核吸收的能量或原子核拆解成核子放出的能量称为结合能B平均结合能越大的原子核越稳定，因此它的结合能也一定越大C重核与中等质量原子核相比较，重核的结合能和平均结合能都

3、大D中等质量原子核的结合能和平均结合能均比轻核的要大参考答案：D4. （多选）某位溜冰爱好者先在岸上从O点由静止开始匀加速助地，2s后到达岸边A处，接着进入冰面(冰面与岸边相平)开始滑行，又经3s停在了冰上的B点，如图所示。则该过程中，他的速度、位移、所受的合外力F以及机械能E随时间变化规律的图象正确的是参考答案：【知识点】 HYPERLINK /physics2/ques/detail/007d1aa8-25b3-4124-a6d3-fa5a2487a83f 功能关系； HYPERLINK /physics2/ques/detail/007d1aa8-25b3-4124-a6d3-fa5a2

4、487a83f 匀变速直线运动的图像； HYPERLINK /physics2/ques/detail/007d1aa8-25b3-4124-a6d3-fa5a2487a83f 牛顿第二定律E6A5C2【答案解析】AC解析：A、前2s内：v=a1t，后3s内：v=vm-a2（t-2），故A正确；B、前2s内该人做匀加速直线运动，后3s内做匀减速直线运动，位移分别为：x=a1t2，x=vm（t-2）-a2(t-2)2，可见，x与t是二次函数关系，x-t图象应是抛物线故B错误C、根据动量定理得：前2s内：F1t1=mvm后3s内：-F2t2=0-mvm则：得：F1：F2=t2：t1=3：2，方向相

5、反故C正确D、重力势能没变，动能先增加后减小，则其机械能先增大后减小故D错误故选：AC【思路点拨】由题分析得知：此人先做匀加速直线运动，后做匀减速直线运动，根据运动学公式得出位移与时间、速度与时间的关系式在匀变速直线运动过程中，人所受的合力一定，根据动量定理研究两个过程合力大小方向关系根据动能的变化，确定该人的机械能的变化5. 下列说法正确的是A.太阳辐射的能量主要来自太阳内部的核裂变反应B.汤姆生发现电子，表明原子具有核式结构C.一束光照射到某种金属上不能发生光电效应，是因为该束光的波长太短D.按照玻尔理论，氢原子核外电子从半径较小的轨道跃迁到半径较大的轨道时，电子的动能减小，原子总能量增大

6、参考答案：答案:D解析：太阳内部有大量的氢核，太阳内部温度极高，满足氢核发生聚变的条件。所以A错误。粒子散射实验表明原子的核式结构。发生光电效应的条件是入射光的频率大于等于金属的极限频率，而对于光，频率越大，波长越小。能量守恒定律是自然界普遍成立的定律之一，在电子跃迁的过程中，能量守恒。所以D正确。二、 填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6. 某同学用如图所示装置来验证机械能守恒定律将单摆用磁铁悬挂在铁质黑板上的O点，在O点下方将穿在圆环状磁铁的细铁钉同样吸在黑板上的P点，同时在黑板上用粉笔画一条水平线MN，将细线拉直，让非磁性摆球从MN上的A点由静止释放当其摆至另一侧最高点时，观察

7、其位置是否在水平线上，从而验证摆球在此过程中在误差范围内机械能是否守恒（1）为进行多次实验验证，该同学通过调整 ，然后再次重复实验（2）在实验中，该同学发现小球摆至右侧最高点时位置总比水平线MN略低，造成该结果的原因是 （写出一条即可）参考答案：（1）P点的高度；（2）运动过程中受到摩擦阻力【考点】验证机械能守恒定律【分析】小球释放后，只有重力做功，机械能守恒，当碰到钉子后，机械能仍守恒，为多次实验验证，则可改变P点的高度；小球在摆动过程中，因存在摩擦阻力，则摆至右侧最高点时位置总比水平线MN略低【解答】解：（1）由题意可知，由于小球释放后，只有重力做功，机械能守恒，因此只要小球另一侧最高点在

8、同一水平线即可，为了多次进行实验验证，可通过调整P点的高度，再次重复实验；（2）在实验中该同学发现小球摆至右侧最高点时位置总比水平线MN略低，造成该结果的原因可能是受到摩擦阻力，故答案为：（1）P点的高度；（2）运动过程中受到摩擦阻力7. 某实验小组采用如图所示的装置探究“探究做功和物体动能变化间的关系”,图中桌面水平放置,小车可放置砝码,实验中小车碰到制动装置时,钩码尚未到达地面。实验的部分步骤如下： a.在小车放入砝码,把纸带穿过打点计时器,连在小车后端,用细绳连接小车和钩码； b.将小车停在打点计时器附近, _,_,小车拖动纸带,打点计时器在纸带上打下一列点断开开关； c.改变钩码或小车

9、中砝码的数量,更换纸带,重复第二步的操作。如图a所示是某次实验中得到的一条纸带,其中A、B、C、D、E、F是计数点,相邻计数点间的时间间隔为T则打c点时小车的速度为_。 要验证合外力的功与动能变化的关系,除钩码和砝码的质量、位移、速度外,还要测出的物理量有：_。 某同学用钩码的重力表示小车受到的合外力,为了减小这种做法带来的实验误差,你认 为在实验中还应该采取的两项措施是： a._； b. _； 实验小组根据实验数据绘出了图b中的图线(其中v2=v2-v02),根据图线可获得的 结论是_。参考答案：接通电源（1分） 释放小车（1分） （2分） 小车的质量（1分）a.平衡摩擦力（1分） b.重物

10、的重力远小于小车的总重力（1分）小车初末速度的平方差与位移成正比（或合外力做功等于物体动能的变化）。8. （5分）空间存在以ab、cd为边界的匀强磁场区域，磁感强度大小为B，方向垂直纸面向外，区域宽l1，现有一矩形线框处在图中纸面内，它的短边与ab重合，长度为，长边的长度为如图所示，某时刻线框以初速v沿与ab垂直的方向进入磁场区域，同时某人对线框放以作用力，使它的速度大小和方向保持不变，设该线框的电阻为R，从线框开始进入磁场到完全离开磁场的过程中，人对线框作用力所做的功等于_。 参考答案：答案： 9. 某防空雷达发射的电磁波频率为f3103MHz，屏幕上尖形波显示，从发射到接收经历时间t0.4

11、ms，那么被监视的目标到雷达的距离为_km；该雷达发出的电磁波的波长为_m.参考答案：60 0.110. 如图， 半径为和的圆柱体靠摩擦传动，已知，分别在小圆柱与大圆柱的边缘上，是圆柱体上的一点，如图所示，若两圆柱之间没有打滑现象，则 = ；ABc= 。参考答案：11. 同打点计时器一样，光电计时器也是一种研究物体运动情况的常用计时仪器，其结构如图甲所示。a、b分别是光电门的激光发射和接收装置，当有物体从a、b间通过时，光电计时器就可以显示物体的挡光时间。现利用图乙所示装置研究滑块的运动情况，图中MN是水平桌面，Q是木板与桌面的接触点，1和2是固定在木板上适当位置的两个光电门，与之连接的两个光

12、电计时器没有画出，让滑块从木板的顶端滑下，光电门1、2各自连接的计时器显示的挡光时间分别为5.0102 s和2.0102 s。用游标卡尺测量小滑块的宽度d，卡尺示数如图丙所示。（1）读出滑块的宽度d_ cm。（2）滑块通过光电门1的速度v1_ m/s。(保留两位有效数字)（3）若提供一把米尺，测出两个光电门之间的距离1.00 m，则滑块运动的加速度为_m/s2。(保留两位有效数字)参考答案：12. 某探究学习小组的同学欲验证“动能定理”，他们在实验室组装了一套如图所示的装置，另外他们还找到了打点计时器所用的学生电源、导线、复写纸、纸带、小木块、细沙当滑块连接上纸带，用细线通过滑轮挂上空的小沙桶

13、时，释放小桶，滑块处于静止状态若你是小组中的一位成员，要完成该项实验，则：（1）你认为还需要的实验器材有 （2）实验时为了保证滑块受到的合力与沙和沙桶的总重力大小基本相等，沙和沙桶的总质量应满足的实验条件是 ，实验时为保证细线拉力为木块的合外力首先要做的步骤是 （3）在（2）的基础上，某同学用天平称量滑块的质量M往沙桶中装入适量的细沙，用天平称出此时沙和沙桶的总质量m让沙桶带动滑块加速运动，用打点计时器记录其运动情况，在打点计时器打出的纸带上取两点，测出这两点的间距L和这两点的速度大小v1与v2（v1 v2）则本实验最终要验证的数学表达式为 （用题中的字母表示实验中测量得到的物理量）参考答案：

14、（1）天平，刻度尺（2分） （2）沙和沙桶的总质量远小于滑块的质量（2分），平衡摩擦力（2分）（3）13. 客运电梯简化模型如图甲所示，电梯的加速度a随时间t变化的关系如图乙所示。已知电梯在t=0时由静止开始上升，电梯总质最m=2.0103kg，忽略一切阻力。电梯在上升过程中受到的最大拉力F = N，电梯在前2s内的速度改变量v = m/s。参考答案：2.2104， 1.5三、 实验题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14. 某同学用右图所示的实物电路，描绘额定电压为4.0V的小灯泡的伏安特性曲线，并研究小灯泡实际功率及灯丝温度等问题根据右侧的实物图，在答题纸上的虚线框内画出电路图闭合开

15、关，将滑动变阻器的滑片 p 向 b 端移动，发现“电流表的示数几乎为零，电压表的示数逐渐增大”，则分析电路的可能故障为 A小灯泡短路 B小灯泡断路C电流表断路 D滑动变阻器断路根据 I U 图线，可确定小灯泡在电压为2.0 V时实际功率为 W已知小灯泡灯丝在27时的电阻是6.0 ，并且小灯泡灯丝电阻值 R 与灯丝温度 t 的关系为 R = k ( 273+ t )，k 为比例常数根据 I U 图线，估算该灯泡正常工作时灯丝的温度约为 参考答案： 如右图（3分）， B （2分） 0.6（0.550.65之间均可）（2分） 227（225230之间均可）（2分)【答案】根据实物图，能区分电流表外接

16、，变阻器分压即可完成电路图。小灯泡短路，则电压表示数为0；电流表断路或滑动变阻器断路则两电表均无示数。选B。由图示确定坐标点即可求解。由已知条件求得k值，结合图象求得R，进而求出温度值。15. 某同学用如图甲所示的电路测量两节干电池串联而成的电池组的电动势E和内电阻r，R为电阻箱。实验室提供的器材如下：电压表(量程03V，内阻约3kW)，电阻箱(阻值范围0999.9W)；开关、导线若干。请根据图甲的电路图，在图乙中画出连线，将器材连接成实验电路；实验时，改变并记录电阻箱R的阻值，记录对应电压表的示数U，得到如下表所示的若干组 R、U的数据。根据图丙所示，表中第4组对应的电阻值读数是 W；123

17、45678910电阻R/W60.535.220.0电压U/V2.582.432.222.001.781.401.181.050.930.85请写出的函数关系式（用题中给的字母表示） ，根据实验数据绘出如图丁所示的图线，读出图线的截距为b，斜率为k，由此得出电池组的电动势E = ，内电阻r = 。（此小题全用题中所给的字母表示）参考答案：如图 （2分） 13.7 （2分） （2分） （2分） （2分）四、计算题：本题共3小题，共计47分16. 如图（a）所示，在以O为圆心，内外半径分别为R1和R2的圆环区域内，存在辐射状电场和垂直纸面的匀强磁场，内外圆间的电势差U为常量，一电荷量为+q，质量为m

18、的粒子从内圆上的A点进入该区域，不计重力。（1）已知粒子从外圆上以速度v1射出，求粒子在A点的初速度v0的大小.（2）若撤去电场，如图（b）,已知粒子从OA延长线与外圆的交点C以速度v2射出，方向与OA延长线成45角，求粒子运动的轨道半径及粒子在磁场中运动的时间.（3）在图（b）中，若粒子从A点进入磁场，速度大小为v3，方向不确定，要使粒子一定能够从外圆射出，磁感应强度应满足的条件.参考答案：（1）由动能定理：Uq=mv12-mv02 得：v0=（2）如右图：粒子在磁场中作圆周运动的半径为r，则r=() T= t = 由得： t = =（3）由B2qv3=m 可知，B越小，R越大。与磁场边界相

19、切的圆的最大半径为R= 所以 B2答案：（1）v0= （2）r=() t = （3）B217. 如图所示，是磁流体动力发电机的工作原理图 一个水平放置的上下、前后封闭的矩形塑料管，其宽度为a，高度为b，其内充满电阻率为的水银，由涡轮机产生的压强差p使得这个流体具有恒定的流速v0管道的前后两个侧面上各有长为L的由铜组成的面，实际流体的运动非常复杂，为简化起见作如下假设：a.尽管流体有粘滞性，但整个横截面上的速度均匀；b.流体的速度总是与作用在其上的合外力成正比；c.导体的电阻：R=lS，其中、l和S分别为导体的电阻率、长度和横截面积；d.流体不可压缩若由铜组成的前后两个侧面外部短路，一个竖直向上

20、的匀强磁场只加在这两个铜面之间的区域，磁感强度为B（如图）(1)写出加磁场后，两个铜面之间区域的电阻R的表达式(2)加磁场后，假设新的稳定速度为v，写出流体所受的磁场力F与v关系式，指出F的方向(3)写出加磁场后流体新的稳定速度v的表达式（用v0、p、L、B、表示）；(4)为使速度增加到原来的值v0，涡轮机的功率必须增加，写出功率增加量的表达式（用v0、a、b、L、B和表示）。参考答案：（1）， 33.1（2分）（2）， 33.2（1分）， 33.3（1分）再利用（1）的结论，可推得， 3.4（1分）力FA的方向与流速v的方向反向 33.5（1分）（3）不加磁场时：， 33.6（1分）加磁场时：， 33.7（1分）由上面二式，得再利用（2）的结论，可推得 33.8（1分）（4）， 33.9（1分），