2021-2022学年湖北省咸宁市云溪中学高三物理下学期期末试卷含解析

2021-2022学年湖北省咸宁市云溪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.为了解释地球的磁性，19世纪安培假设：地球的磁场是由绕过地心的轴的环形电流I引起的．在下列四个图中，正确表示安培假设中环形电流方向的是()参考答案：B2.下列有关运动的说法正确的是A．图甲中撤掉挡板A的瞬间，小球的加速度竖直向下B．图乙中固定在竖直面内的圆环内径r=1.6m，小球沿内圆表面过最高点速度可以为2m/sC．图丙中皮带轮上b点的加速度小于a点的加速度D．图丁中用铁锤水平打击弹簧片后，B球比A球先着地参考答案：C3.（多选）矩形导线框abcd与长直导线MN放在同一水平面上，ab边与MN平行，导线

MN中通入如图所示的电流方向，当MN中的电流增大时，下列说法正确的是

A．导线框abcd中有顺时针方向的感应电流

B．导线框abcd中有逆时针方向的感应电流

C．导线框所受的安培力的合力向左

D．导线框所受的安培力的合力向右参考答案：答案：BD：当MN中的电流增大时，磁感应强度增加，磁通量增加，依据楞次定律所以导线框abcd中有逆时针方向的感应电流，B正确；由于是非匀强磁场，b-a边起主要作用，平行反向电流相互排斥，D正确。4.固定在竖直平面的光滑圆弧轨道ABCD。其A点与圆心O等高，D点为轨道最高点，DB为竖直直线，AC为水平线，AE为水平面。今使小球自A点正上方某处由静止释放，从A点进入圆轨道，只要调节释放点的高度，总能使小球通过圆轨道的最高点D，则小球通过D点后：

（

）

A．一定会落在到水平面AE上

B．一定会再次落到圆轨道上

C．可能会落到水平面AE上也可能会再次落到圆轨道上

D．以上说法都不正确参考答案：5.（单选）两个等量异种点电荷位于x轴上，相对原点对称分布，能正确描述x轴上的电势随位置变化规律的是图（

）参考答案：【知识点】电势差与电场强度的关系；电场的叠加；电势．I1I2【答案解析】A解析：两个等量异号电荷的电场线如下图，根据“沿电场线方向电势降低”的原理，从左侧无穷远处向右电势应升高，正电荷所在位置处最高；然后再慢慢减小，O点处电势为零，则O点右侧电势为负，同理到达负电荷时电势最小，经过负电荷后，电势开始升高，直到无穷远处，电势为零；故B、C、D是错误的；A正确．故选A．【思路点拨】本题根据电场线的性质，沿电场线的方向电势降低进行判断即可．本题中应明确沿电场线的方向电势降低；并且异号电荷连线的中垂线上的电势为零；因为其中垂线为等势面，与无穷远处电势相等．二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.某同学为了探究杆转动时的动能表达式，设计了如图所示的实验：质量为m的均匀长直杆一端固定在光滑转轴O处，杆由水平位置静止释放，用光电门测出另一端A经过某位置时的瞬时速度vA，并记下该位置与转轴O的高度差h。⑴设杆的宽度为L（L很小），A端通过光电门的时间为t，则A端通过光电门的瞬时速度vA的表达式为

▲

。组

次123456h/m0.050.100.150.200.250.30vA/（m·s-1）1.231.732.122.462.743.00vA-1/（s·m-1）0.810.580.470.410.360.33vA2/（m2·s-2）1.503.004.506.057.519.00

⑵调节h的大小并记录对应的速度vA，数据如上表。为了形象直观地反映vA和h的关系，请选择适当的纵坐标并画出图象。⑶当地重力加速度g取10m/s2，结合图象分析，杆转动时的动能Ek=

▲

（请用质量m、速度vA表示）。参考答案：⑴（3分）⑵如图（纵坐标1分，图象2分）⑶（2分）7.（4分）研究物理问题时，常常需要忽略某些次要因素，建立理想化的物理模型。例如“质点”模型忽略了物体的体积、形状，只计其质量。请再写出两个你所学过的物理模型的名称：

和

模型。参考答案：答案：点电荷、理想气体等8.如图所示电路中，电源电动势E＝8V，内电阻r＝4Ω，定值电阻R1＝6Ω，R为最大阻值是40Ω的滑动变阻器．则在滑动变阻器左右滑动过程中，电压表的最大读数为V，电源的最大输出功率为W．参考答案：6.4

3.849.某同学用如图所示的装置验证动能定理．为提高实验精度，该同学多次改变小滑块下落高度胃的值．测出对应的平撼水平位移x，并算出x2如下表，进而画出x2一H图线如图所示：

①原理分析：若滑块在下滑过程中所受阻力很小．则只要测量量满足

，便可验证动能定理．

②实验结果分析：实验中获得的图线未过坐标原点，而交在了大约(0.2h，0)处，原因是

。

参考答案：①x2与H成正比

②滑块需要克服阻力做功若滑块在下滑过程中所受阻力很小．由动能定理，mgH=mv2，根据平抛运动规律，x=vt，h=gt2，显然x2与H成正比，即只要测量量满足x2与H成正比，便可验证动能定理．实验中获得的图线未过坐标原点，而交在了大约(0.2h，0)处，原因是滑块需要克服阻力做功。10.已知绕中心天体做匀速圆周运动的星体的轨道半径r，运动周期为T。

(1)若中心天体的半径为R，则其平均密度ρ=_______(2)若星体是在中心天体的表面附近做匀速圆周运动，则其平均密度的表达式ρ=_______。参考答案：答案：11.一列简谐横波在t=0时的波形图如图所示。介质中x=3m处的质点P沿y轴方向做简谐运动的表达式为cm。则此波沿x轴

（选填“正”或“负”）方向传播，传播速度为

m/s。参考答案：负

1012.如果一种手持喷水枪的枪口截面积为0.6cm2，喷出水的速度为20m/s（水的密度为1×103kg/m3）．当它工作时，估计水枪的功率为240W，如果喷出的水垂直冲击到煤层速度变为零，则对煤层的压强为4×105Pa．参考答案：考点：功率、平均功率和瞬时功率．专题：功率的计算专题．分析：先求出时间ts内喷出水的质量，再求出做的功，由P=求得功率；根据压强的公式，结合作用力的大小求出压强的大小．解答：解：ts时间内喷水质量为m=ρSvt=1000×0.00006×20tkg=1.2tkg，水枪在时间ts内做功为W=故水枪的功率为P=．压强pa．故答案为：240，4×105，点评：本题主要考查了功率的计算，注意先求出时间t内喷水枪所做的功即可；13.如图所示，地面上某区域存在着匀强电场，其等势面与地面平行等间距．一个质量为m、电荷量为q的带电小球以水平方向的初速度v0由等势线上的O点进入电场区域，经过时间t，小球由O点到达同一竖直平面上的另一等势线上的P点．已知连线OP与水平方向成45°夹角，重力加速度为g，则OP两点的电势差为________．参考答案：三、简答题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.（9分）我国登月的“嫦娥计划”已经启动，2007年10月24日，我国自行研制的探月卫星“嫦娥一号”探测器成功发射。相比较美国宇航员已经多次登陆月球。而言，中国航天还有很多艰难的路要走。若一位物理学家通过电视机观看宇航员登月球的情况，他发现在发射到月球上的一个仪器舱旁边悬挂着一个重物在那里摆动,悬挂重物的绳长跟宇航员的身高相仿,这位物理学家看了看自己的手表，测了一下时间，于是他估测出月球表面上的自由落体加速度。请探究一下,他是怎样估测的?参考答案：据宇航员的身高估测出摆长；测出时间，数出摆动次数，算得摆动周期；据公式,求得月球的重力加速度。解析：据单摆周期公式,只要测出单摆摆长和摆动周期,即可测出月球表面上的自由落体加速度．据宇航员的身高估测出摆长；测出时间，数出摆动次数，算得摆动周期；据公式求得月球的重力加速度。(9分)

15.“水立方”国家游泳中心是北京为2008年夏季奥运会修建的主游泳馆．水立方游泳馆共有8条泳道的国际标准比赛用游泳池，游泳池长50m、宽25m、水深3m．设水的摩尔质量为M＝1.8×10-2kg／mol，试估算该游泳池中水分子数．参考答案：1.3×1032个解：游泳池中水的质量为m，阿伏加德罗常数为，游泳池中水的总体积为。则游泳池中水的物质的量为；所含的水分子数为个四、计算题：本题共3小题，共计47分16.航模兴趣小组设计出一架遥控飞行器，其质量m=2㎏，动力系统提供的恒定升力F=28N。试飞时，飞行器从地面由静止开始竖直上升。设飞行器飞行时所受的阻力大小不变，g取10m/s2。

（1）第一次试飞，飞行器飞行t1=8s时到达高度H=64m。求飞行器所阻力f的大小；

（2）第二次试飞，飞行器飞行t2=6s时遥控器出现故障，飞行器立即失去升力。求飞行器能达到的最大宽度h；

（3）为了使飞行器不致坠落到地面，求飞行器从开始下落到恢复升力的最长时间t3。参考答案：（1）第一次飞行中，设加速度为匀加速运动由牛顿第二定律解得

（3分） （2）第二次飞行中，设失去升力时的速度为，上升的高度为匀加速运动设失去升力后的速度为，上升的高度为由牛顿第二定律

解得（4分）（3）设失去升力下降阶段加速度为；恢复升力后加速度为，恢复升力时速度为由牛顿第二定律F+f-mg=ma4且V3=a3t3解得t3=(s)(或2.1s)（4分）17.（18分）如图所示，BC为半径等于竖直放置的光滑细圆管，O为细圆管的圆心，在圆管的末端C连接倾斜角为450、的足够长粗糙斜面，一质量为m=0.5kg的小球从O点正上方某处A点以V0水平抛出，恰好能垂直OB从B点进入细圆管，小球从进入圆管开始受到始终竖直向上的力F=5N的作用，当小球运动到圆管的末端C时作用力F立即消失，能平滑的冲上粗糙斜面。（g=10m/s2）求：

（1）小球从O点的正上方某处A点水平抛出的初速度V0为多少？（2）小球在圆管中运动对圆管的压力是多少？（3）小球在CD斜面上运动的最大位移是多少？参考答案：解析：（1）小球从A运动到B为平抛运动，有：

（2分）在B点有

（2分）解以上两式得：

（2分）（2）在B点据平抛运动的速度规律有：

（2分）小球在管中的受力分析为三个力：得小球在管中以做匀速圆周运动。（2分）据圆周运动的规律得细管对小球的作用力（2分）据牛顿第三定律得小球对细管的压力

（2分）（3）据牛顿第二定律得小球在斜面上滑的加速度为：

（2分）据匀变速运动规律得：小球在CD斜面上运动的最大位移

（2分）18.如图1是用传送带传送行李的示意图．图1中水平传送带AB间的长度为8m，它的右侧是一竖直的半径为0.8m的圆形光滑轨道，轨道底端与传送带在B点相切．若传送带向右以6m/s的恒定速度匀速运动，当在传送带的左侧A点轻轻放上一个质量为4kg的行李箱时，箱子运动到传送带的最右侧如果没被捡起，能滑上圆形轨道，而后做往复运动直到被捡起为止．已知箱子与传送带间的动摩擦因数为0.1，重力加速度大小为g=10m/s2，求：（1）箱子从A点到B点所用的时间及箱子滑到圆形轨道底端时对轨道的压力大小；（2）若行李箱放上A点时给它一个5m/s的水平向右的初速度，到达B点时如果没被捡起，则箱子离开圆形轨道最高点后还能上升多大高度？在如图2给定的坐标系中定性画出箱子从A点到最高点过程中速率v随时间t变化的图象．参考答案：解：（1）皮带的速度v0=6m/s箱子在传送带上匀加速运动的加速度a==μg=1m/s2设箱子在B点的速度为vB，由=2ax解得：vB=4m/s＜v0所以箱子从A点到B点一直做匀加速运动由x=，解得从A点到B点运动的时间为t=4s箱子在圆形轨道最低点时，由牛顿第二定律得：

F﹣mg=m解得：F=120N由牛顿第三定律知箱子对轨道的压