2021-2022学年湖南省娄底市双峰中学高三物理下学期期末试卷含解析

1、2021-2022学年湖南省娄底市双峰中学高三物理下学期期末试卷含解析一、 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. 如图所示，有一等腰直角三角形的区域，其斜边长为2L，高为L。在该区域内分布着如图所示的磁场，左侧磁场方向垂直纸面向外，右侧磁场方向垂直纸面向里，磁感应强度大小均为B。一边长为L、总电阻为R的正方形导线框abcd，从图示位置开始沿x轴正方向以速度v匀速穿过磁场区域。取沿顺时针的感应电流方向为正，由图乙中表示线框中电流i随bc边的位置坐标x变化的图象正确的是参考答案：B2. 如图所示，电荷q射入一固定的点电荷Q的电场中，仅受电场力的作用，先后经过a

2、点和b点，图中虚线表示其运动轨迹。a、b两点到点电荷Q的距离分别为和，且，则 Aa点的电场强度是b点电场强度的2倍B电场力对电荷q先做正功后做负功C电荷q在b点的动能大于在a点的动能 D.带电粒子在b点的电势能大于在a点的电势能参考答案：C3. （单选）如图所示，用轻绳系住一小球静止在光滑斜面上若要按力的实际作用效果来分解小球的重力G，则G的两个分力的方向分别是图中的（） A 1和4 B 2和4 C 3和4 D 3和2参考答案：【考点】： 力的分解【专题】： 平行四边形法则图解法专题【分析】： 将力进行分解时，一般要按照力的实际作用效果来分解或按需要正交分解，若要按照力的实际作用效果来分解，要

3、看力产生的实际效果： 解：小球重力产生两个效果，一是使绳子拉伸，二是使斜面受压，故应按此两个方向分解，分别是3和4故选：C【点评】： 按照力的实际作用效果来分解是常用方法，看准产生的效果即可，比较简单4. 如图所示，带正电的物块A放在足够长的不带电小车B上，两者均保持静止，处在垂直纸面向里的匀强磁场中，在t=0时用水平恒力F向右拉小车B，t=t1时A相对B开始滑动，t=t2以后B作匀加速直线运动，已知地面光滑、AB间粗糙，A带电荷量保持不变，则关于A、B的图象，下图大致正确的是（ ）A B C D参考答案：C5. 空间存在匀强电场，有一电荷量为q(q0)、质量为m的粒子从O点以速率v0射入电场

4、，运动到A点时速率为2v0。现有另一电荷量为-q、质量为m的粒子以速率2v0 仍从O点射入该电场，运动到B点时速率为3v0。若忽略重力的影响，则 A在O、A、B三点中，B点电势最高 B在O、A、B三点中，A点电势最高 COA间的电势差比BO间的电势差大 DOA间的电势差比BA间的电势差小参考答案：AD二、 填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6. “用DIS测变速直线运动的瞬时速度”实验中，使用的传感器是_传感器。小王同学利用DIS实验器材研究某物体沿X轴运动的规律，发现物体所处的坐标X与时间t满足X=t3-2t（单位均是SI制单位），则该物体在第2秒末的瞬时速度大小为_m/s。 参考

5、答案：光电门 10 7. （选修3-3）（6分）蒸汽机、内燃机等热机以及电冰箱工作时都利用了气体状态变化来实现能量的转移和转化，我们把这些气体称为工质某热机经过一个循环后，工质从高温热源吸热Q1，对外做功W，又对低温热源放热Q2，工质完全回复初始状态，内能没有变化根据热力学第一定律，在工质的一个循环中，Q1、Q2、W三者之间满足的关系是 热机的效率不可能达到100%，从能量转换的角度，说明 能不能完全转化为 能参考答案：答案：（2分） 内 （2分） 机械（2分）8. 为探究力对同一个原来静止的物体所做的功与物体获得的速度的关系，可通过如图所示的实验装置进行：在木板上钉两个铁钉，将并接在一起的相

6、同橡皮筋的两端固定在铁钉的顶端，橡皮筋的中央都挂在小车前端上方的小挂钩上，通过拉动小车使橡皮筋伸长，由静止释放小车，橡皮筋对小车做功，再利用打点计时器和小车后端拖动的纸带记录小车的运动情况。现有主要的探究步骤如下： a保持小车由静止释放的位置相同，通过改变并接在一起的相同橡皮筋的条数，使橡皮筋对小车做的功分别为W、2W、3W； b由打点计时器打出的若干条纸带分别求出小车各次运动的最大速度； c做出Wv图象； d分析Wv图象。如果Wv图象是一条直线，表明v；如果不是直线，可考虑是否存在等关系。 在实验中，除了图中已有的实验器材以及交流电源、导线、开关以外，还需要哪种测量工具？答： 。 对于该实验

7、，下列操作中属于实验要求的是 。（填写选项前的序号） A小车每次都应从静止开始释放 B实验中应将平板倾斜适当角度以平衡摩擦力 C应在纸带上选取点迹间隔均匀的部分计算小车的最大速度v D必须测量出小车的质量参考答案：9. 电动车所需能量有它所携带的蓄电池供给。图为某电动车与汽油车性能的比较。通常车用电动机的质量是汽油机电动机质量的4倍或者5倍。为促进电动车的推广使用，在技术上应对电动车的_、_等部件加以改进。 给电动车蓄电池充电的能量实际上来自于发电站。一般发电站燃烧燃料释放出来的能量仅30转化为电能，在向用户输送及充电过程中又损失了20%，这意味着使用电动车时能量转化的总效率约为_。参考答案：

8、答案：蓄电池 电动机 16.8解析：根据题意，使用电动车时能量转化的总效率约为30%80%70%=16.8。10. 电子所带的电荷量（元电荷e)最先是由密立根通过油滴实验测量出的，图 6是该实验装置的示意图，将两块水平放置的金属板A、B连接到电路中，板间产 生竖直向下的匀强电场。用一个喷雾器把许多油滴从上板中间的小孔喷入电场，油 滴从喷口出来时由于摩擦带负电。在实验中通过调节金属板间的电压，利用显微镜 观察，找到悬浮不动的油滴。所用部分器材已在图中给出，其中E为直流电源，R 为滑动变阻器，V为电压表，S为开关，此外还有若干轻质导线。(1) 在图中画线连接成实验电路图（其中是已经连接好的导线）。

9、(2) 实验时观察到某个悬浮不动的油滴半径为r，此时电压表的示数为U,金属板 A、B间的距离为d。已知油滴密度为p，重力加速度为g，空气浮力不计，则 该油滴所带的电荷量为_。（用题目中所给的物理量表示）参考答案：11. 某实验小组利用如图甲所示的实验装置来“探究物体运动的加速度与合外力、质量关系”光电计时器和气垫导轨是一种研究物体运动情况的常见仪器，如图乙所示a、b分别是光电门的激光发射和接收装置当物体从a、b间通过时，光电计时器就可以显示物体的挡光时间实验前需要调节气垫导轨使之平衡为了测量滑块的加速度a，实验时将滑块从图示位置由静止释放，由数字计时器读出遮光条通过光电门的时间t，用天平测钩码

10、的质量m和滑块的质量M，测出滑块上的遮光条初始位置到光电门的距离L，测得遮光条的宽度。（1）小车的加速度表达式= （用字母表示）（2）实验中如把砝码的重力当作小车的合外力F，作出图线，如图丙中的实线所示试分析：图线不通过坐标原点O的原因是 ，曲线上部弯曲的原因是 参考答案：12. 如图所示，一弹簧振子在M、N间沿光滑水平杆做简谐运动，坐标原点O为平衡位置，MN8 cm.从小球经过图中N点时开始计时，到第一次经过O点的时间为0.2 s，则小球的振动周期为_ s，振动方程的表达式为x_ cm。参考答案：0.8 （1）从小球经过图中N点时开始计时，到第一次经过O点的时间为0.2s，故有：T=40.2

11、s=0.8s（2）简谐运动，从正向最大位移处开始计时，其位移时间关系公式为：x=Acost；A=4cm；所以，位移时间关系公式为：13. 如图所示，质点O从t=0时刻开始作简谐振动，振动频率为10Hz。图中Ox代表一弹性绳，OA=7 m，AB=BC=5m。已知形成的绳波在绳上的传播速度为10m/s，则在第2 s内A比B多振动_次，B比C多振动_次。参考答案： 次； 次。三、 简答题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14. 静止在水平地面上的两小物块A、B，质量分别为mA=l.0kg，mB=4.0kg；两者之间有一被压缩的微型弹簧，A与其右侧的竖直墙壁距离l=1.0m，如图所示。某时刻，将

12、压缩的微型弹簧释放，使A、B瞬间分离，两物块获得的动能之和为Ek=10.0J。释放后，A沿着与墙壁垂直的方向向右运动。A、B与地面之间的动摩擦因数均为u=0.20。重力加速度取g=10m/s2。A、B运动过程中所涉及的碰撞均为弹性碰撞且碰撞时间极短。（1）求弹簧释放后瞬间A、B速度的大小；（2）物块A、B中的哪一个先停止？该物块刚停止时A与B之间的距离是多少？（3）A和B都停止后，A与B之间的距离是多少？参考答案：（1）vA=4.0m/s，vB=1.0m/s；（2）A先停止； 0.50m；（3）0.91m；分析】首先需要理解弹簧释放后瞬间的过程内A、B组成的系统动量守恒，再结合能量关系求解出A

13、、B各自的速度大小；很容易判定A、B都会做匀减速直线运动，并且易知是B先停下，至于A是否已经到达墙处，则需要根据计算确定，结合几何关系可算出第二问结果；再判断A向左运动停下来之前是否与B发生碰撞，也需要通过计算确定，结合空间关系，列式求解即可。【详解】（1）设弹簧释放瞬间A和B的速度大小分别为vA、vB，以向右为正，由动量守恒定律和题给条件有0=mAvA-mBvB联立式并代入题给数据得vA=4.0m/s，vB=1.0m/s（2）A、B两物块与地面间的动摩擦因数相等，因而两者滑动时加速度大小相等，设为a。假设A和B发生碰撞前，已经有一个物块停止，此物块应为弹簧释放后速度较小的B。设从弹簧释放到B

14、停止所需时间为t，B向左运动的路程为sB。，则有在时间t内，A可能与墙发生弹性碰撞，碰撞后A将向左运动，碰撞并不改变A的速度大小，所以无论此碰撞是否发生，A在时间t内的路程SA都可表示为sA=vAt联立式并代入题给数据得sA=1.75m，sB=0.25m这表明在时间t内A已与墙壁发生碰撞，但没有与B发生碰撞，此时A位于出发点右边0.25m处。B位于出发点左边0.25m处，两物块之间的距离s为s=025m+0.25m=0.50m（3）t时刻后A将继续向左运动，假设它能与静止的B碰撞，碰撞时速度的大小为vA，由动能定理有联立式并代入题给数据得 故A与B将发生碰撞。设碰撞后A、B的速度分别为vA以和

15、vB，由动量守恒定律与机械能守恒定律有 联立式并代入题给数据得 这表明碰撞后A将向右运动，B继续向左运动。设碰撞后A向右运动距离为sA时停止，B向左运动距离为sB时停止，由运动学公式 由式及题给数据得sA小于碰撞处到墙壁的距离。由上式可得两物块停止后的距离15. 如图所示，在滑雪运动中一滑雪运动员，从倾角为37的斜坡顶端平台上以某一水平初速度垂直于平台边飞出平台，从飞出到落至斜坡上的时间为1.5s，斜坡足够长，不计空气阻力，若g取10m/s2，已知sin37=0.6，cos37=0.8求：(1)运动员在斜坡上的落点到斜坡顶点(即飞出点)间的距离；(2)运动员从斜坡顶端水平飞出时的初速度v0大小

16、.参考答案：18.75m 试题分析：（1）根据位移时间公式求出下落的高度，结合平行四边形定则求出落点和斜坡顶点间的距离。（2）根据水平位移和时间求出初速度的大小。（1）平抛运动下落的高度为：则落点与斜坡顶点间的距离为：（2）平抛运动的初速度为：【点睛】解决本题的关键知道平抛运动在水平方向和竖直方向上的运动规律，结合运动学公式和数学公式进行求解，并且要知道斜面的倾角是与位移有关，还是与速度有关。四、计算题：本题共3小题，共计47分16. 雨过天晴，人们常看到天空中出现彩虹，它是阳光照射到空气中弥漫的水珠上时出现的现象，在说明这个现象时，需要分析光线射入水珠后的光路。一细束光线射入水珠，水珠可视为

17、一个半径为R的球，球心O到入射光线的垂直距离为d，水的折射率为n。 在图上画出该束光线射入水珠内经一次反射后又从水珠中射出的光路图，并求这束光线从射向水珠到射出水珠一次偏转的角度（用反三角函数表示）。参考答案：解析：光线经二次折射和一次反射角度之间关系如图所示： 由几何关系得sinid/R （1分）第一次折射应用折射定律得：sininsinr （1分）解得sinrd/nR从图中可以看出，第一次折射光线偏转 第二次折射光线偏转反射偏转 所以从光线射入到射出共偏转角度为17. 如图所示，在xOy平面直角坐标系中，直角三角形ACD内存在垂直平面向里磁感应强度为B的匀强磁场，线段CO=OD=L，CD边

18、在x轴上，ADC=30。电子束沿y轴方向以相同的速度v0从CD边上的各点射入磁场，已知这些电子在磁场中做圆周运动的半径均为，在第四象限正方形ODQP内存在沿x轴正方向、大小为E=Bv0的匀强电场，在y=L处垂直于y轴放置一足够大的平面荧光屏，屏与y轴交点为P。忽略电子间的相互作用，不计电子的重力。(1)电子的比荷；(2)从x轴最右端射入电场中的电子打到荧光屏上的点与P点间的距离：(3)射入电场中的电子打到荧光屏上的点距P的最远距离。参考答案：(1) (2) (3) 分析】根据电子束沿速度v0射入磁场，然后进入电场可知，本题考查带电粒子在磁场和电场中的运动，根据在磁场中做圆周运动，在电场中做类平抛运动，运用牛顿第二定律结合几何知识并且精确作图进行分析求解；【详解】（1）由题意可知电子在磁场中的轨迹半径由牛顿第二定律得 电子的比荷；（2）若电子能进入电场中，且离O点右侧最远，则电子在磁场中运动圆轨迹应恰好与边AD相切，即粒子从F点离开磁场进入电场时，离O点最远：设电子运动轨迹的圆心为点。则从F点射出的电子，做类平抛运动，有，代入得电子射出电场时与水平方向的夹角为有 所以，从x轴最右端射入电场中电子打到荧光屏上的点为G，则它与P点的距离；（3）设打到屏上离P点最远的电子是从(x