山东省青岛市胶州振华中学2021-2022学年高三物理下学期期末试卷含解析

山东省青岛市胶州振华中学2021-2022学年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，质量为m的两个球A、B固定在横杆的两端，将其放入光滑的半圆形碗中，杆的长度等于碗的半径，当杆与碗的竖直半径垂直时，两球刚好能平衡，则杆的作用力为

A．mg

B．mg

C．mg

D．2mg参考答案：A解析：对球进行受力分析，利用合力为零可求出杆的弹力为mg，故A正确。2.根据热学知识，下面说法正确的是___________A.一定质量的理想气体，当温度升高时，内能增加，压强增大B.晶体熔化过程中，温度保持不变，晶体分了势能增加C.液体表面层分子间距离较其内部分子间距离小，表面层分子间表现为斥力D.物体温度升高时，热运动速率大的分子数占总分子数比例增大E.即使在现代化的热电厂中，燃气的内能也不可能百分之百转化为电能参考答案：BDE【详解】A、由，可知当温度升高时，PV乘积增大，压强不一定增大，故选项A错误；B、晶体熔化过程中温度不变，吸收的热量用来增加分子势能，故选项B正确；C、液体表面层分子稀疏，分子间距离较大，分子间力为引力，就是表面张力，故选项C错误；D、温度升高，由速率分布图可知，热运动速率大的分子数占总分子数比例增大，故选项D正确；E、根据热力学第二定律，热机效率不肯能是百分之百，故选项E正确；故选选项BDE。3.2014年诺贝尔物理学奖被授予了日本科学家赤崎勇、天野浩和美籍日裔科学家中村修二，以

表彰他们发明蓝色发光二极管(LED)，并因此带来新型的节能光源．在物理学的发展过程中，

许多物理学家的科学发现推动了人类历史的进步，下列表述符合物理学史实的是A．开普勒认为只有在一定的条件下，弹簧的弹力才与弹簧的形变量成正比．B．奥斯特发现了电流的周围存在磁场并最早提出了场的概念C．牛顿认为在足够高的高山上以足够大的水平速度抛出一物体，物体就不会再落在地球上D．安培首先引入电场线和磁感线，极大地促进了他对电磁现象的研究参考答案：C试题分析：胡克认为只有在一定的条件下，弹簧的弹力才与弹簧的形变量成正比，选项A错误；奥斯特发现了电流的周围存在磁场，法拉第最早提出了场的概念，选项B错误；牛顿认为在足够高的高山上以足够大的水平速度抛出一物体，物体就不会再落在地球上，选项C正确；法拉第首先引入电场线和磁感线，极大地促进了他对电磁现象的研究，选项D错误；故选C.考点：物理学史4.（单选）如图所示，A、B两小球由绕过轻质定滑轮的细线相连，A放在固定的光滑斜面上，B、C两小球在竖直方向上通过劲度系数为k的轻质弹簧相连，C球放在水平地面上．现用手控制住A，并使细线刚刚拉直但无拉力作用，并保证滑轮左侧细线竖直、右侧细线与斜面平行．已知A的质量为4m，B、C的质量均为m，重力加速度为g，细线与滑轮之间的摩擦不计，开始时整个系统处于静止状态．释放A后，A沿斜面下滑至速度最大时C恰好离开地面．下列说法正确的是（）A．斜面倾角α=60°B．A获得最大速度为2gC．C刚离开地面时，B的加速度最大D．从释放A到C刚离开地面的过程中，A、B两小球组成的系统机械能守恒参考答案：考点：机械能守恒定律．专题：机械能守恒定律应用专题．分析：C刚离开地面时，物体A沿斜面下滑的距离应该等于弹簧原来被压缩的长度再加上后来弹簧被拉长的长度，B获得最大速度，B应该处于受力平衡状态，对B受力分析，可以求得斜面的倾角α；对于整个系统机械能守恒，根据机械能守恒列出方程就可以求得B的最大速度．解答：解：A、设当物体C刚刚离开地面时，弹簧的伸长量为xC，则

kxC=mg…①物体C刚刚离开地面时，以B为研究对象，物体B受到重力mg、弹簧的弹力kxC、细线的拉力T三个力的作用，设物体B的加速度为a，根据牛顿第二定律，对B有：T﹣mg﹣kxC=ma…②对A有：4mgsinα﹣T=4ma…③由②、③两式得：4mgsinα﹣mg﹣kxC=5ma…④当B获得最大速度时，有：a=0…⑤由①④⑤式联立，解得sinα=0.5，所以：α=30°，故A错误；B、设开始时弹簧的压缩量xB，则有：kxB=mg设当物体C刚刚离开地面时，弹簧的伸长量为xA，则有：kxC=mg当物体C刚离开地面时，物体B上升的距离以及物体A沿斜面下滑的距离均为：h=xC+xB由于弹簧处于压缩状态和伸长状态时的弹性势能相等，且物体C刚刚离开地面时，A、B两物体的速度相等，设为vBm，以A、B及弹簧组成的系统为研究对象，由机械能守恒定律得：4mghsinα﹣mgh=（4m+m）VBm2代入数据解得：VBm=2g，故B正确；C、C刚离开地面时，B的速度最大，加速度为零，故C错误；D、从释放A到C刚离开地面的过程中，A、B两小球以及弹簧构成的系统机械能守恒，A、B两小球组成的系统机械能不守恒．故D错误；故选：B．点评：本题关键是分析求出系统的运动情况，然后结合机械能守恒定律和胡克定律多次列式求解分析，难度中等．5.一质量为m的铁球在水平推力F的作用下，静止在倾角为θ的斜面和竖直墙壁之间，铁球与斜面的接触点为A，推力F的作用线通过球心O，如图所示，假设斜面、墙壁均光滑。若水平推力缓慢增大，则在此过程中：A．铁球对斜面的作用力缓慢增大；B．斜面对铁球的支持力大小为mg/cosθ；C．墙对铁球的作用力大小始终等于推力F；D．墙对铁球的作用力大小始终小于推力F。参考答案：BD二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.激光在真空中传播速度为c，进入某种均匀介质时，传播速度变为真空中的，则激光在此均匀介质中的波长变为在真空中波长的__________倍；某激光光源的发光功率为P，该激光进入上述介质时由于反射，入射能量减少了10%，该激光在这种介质中形成的光束横截面积为S，若已知单个光子能量为E0，则在垂直于光束传播方向的截面内，单位时间内通过单位面积的光子个数为__________。

参考答案：，

7.如图所示，平行板电容器充电后，b板与静电计金属球连接，a板、静电计外壳均接地，静电计的指针偏转开一定角度．若减小两极板a、b间的距离，同时在两极板间插入电介质，则静电计指针的偏转角度会

（填变大、变小或不变）参考答案：变小8.在竖直平面内，一根光滑金属杆弯成如图所示形状，相应的曲线方程为（单位：m），式中。将一光滑小环套在该金属杆上，并从x＝0处以的初速度沿杆向下运动，取重力加速度。则当小环运动到时的速度大小v＝

m/s；该小环在x轴方向最远能运动到x＝

m处。参考答案：答案：5，解析：小环在金属杆上运动时，只有重力做功，机械能守恒。取为零势能面，根据机械能守恒定律有，将和分别代入曲线方程，求得此时环的纵坐标位置，，，将数据你入上式得。当小环在运动到最远位置时，小环的速度等于零。根据机械能守恒定律有，而，所以有，所以有。9.一质量为0.5kg的小球以2m/s的速度和原来静止在光滑水平面上的质量为1kg的另一小球发生正碰，碰后以0.2m/s的速度被反弹，则碰后两球的总动量是______kg·m/s，原来静止的小球获得的速度大小是________m/s[jf22]

。参考答案：1，1.110.一个电流表的内阻Rg=36Ω,满偏电流Ig=10mA，将它改装成较大量程的电流表，测得改装后电流表得内阻是0.36Ω，则改装后电流表的量程为

A，并联的分流电阻为

Ω。参考答案：1

0.364略11.

(4分)A、B两幅图是由单色光分别射到圆孔而形成的图象，其中图A是光的

（填干涉或衍射）图象。由此可以判断出图A所对应的圆孔的孔径

（填大于或小于）图B所对应的圆孔的孔径。

参考答案：答案：衍射，小于

12.一辆公共汽车进站后开始刹车，做匀减速直线运动，开始刹车后的第1s内和第2s内位移大小依次为9m和7m，则刹车后6s内的位移是

m参考答案：25m13.我国交流电的周期为________，频率为________，1min内电流方向改变了___次。参考答案：0.02s

50Hz

6000次。三、简答题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.（10分）一物体在A、B两点的正中间由静止开始运动（设不会超越A、B），其加速度随时间变化如图所示，设向A的加速度方向为正方向，若从出发开始计时，则：

（1）物体的运动情况是___________________。（2）4S末物体的速度是______，0-4S内物体的平均速度是________。（3）请根据图画出该物体运动的速度-时间图像。参考答案：（1）一直向A运动（2分）；（2）0；2m（4分）；（3）如图（4分）

15.（6分）题11图2为一列沿x轴正方向传播的简谐机械横波某时刻的波形图，质点P的振动周期为0.4s.求该波的波速并判断P点此时的振动方向。参考答案：；P点沿y轴正向振动考点：本题考查横波的性质、机械振动与机械波的关系。四、计算题：本题共3小题，共计47分16.如图所示，圆管构成的半圆轨道竖直固定在水平面上，半径为R，直径比管内径略小的小球A，以某一初速冲进轨道，到达最高点M时与静止在该处的质量相同的小球B发生碰撞，然后粘在一起飞出轨道，落地点距离N点为2R，重力加速度为g，忽略管的内径和一切阻力，求：（1）粘合后两球飞出轨道到落地的时间；（2）小球A冲进轨道时的速度大小．参考答案：（1）粘合后两球飞出轨道过程做平抛运动，有

①

解得两球飞出轨道到落地的时间

②（2）小球A从N点运动到M点过程，机械能守恒ks5u

③

在M点与B碰撞后粘在一起，动量守恒

④飞出轨道后做平抛运动，有

⑤联立解得小球A冲进轨道时的速度大小

⑥17.如图所示,在倾角为θ的没滑斜面上,有一长为

的细线,细线的一端固定在O点,另一端拴一质量为m的小球,现使小球恰好能在斜面上做完整的圆周运动,已知0点到斜面底边的距离Soc=L,求:

(1)小球通过最高点A时的速度vA(2)小球通过最低点B时,细线对小球的拉力(3)小球运动到A点或B点时细线断裂,小球滑落到斜面底边时到C点的距离若相等,则和L应满足什么关系?参考答案：(1)

(2)

(3)18.中国中车的高铁技术创新取得了令人瞩目的成绩，研发了覆盖时速140公里到时速380公里的具有全球领先水平的系列高速动车．设一动车组由6节车厢连接而成，每节车厢的总质量均为m=4×104kg．其中第一节、第二节带动力，他们的额定功率都是P=1.2×107W（启动时，第一节车厢先达到额定功率，如功率不够用时启动第二节车厢），车在行驶过程中阻力恒为重力的0.1倍．（g=10m/s2）（1）求该动车组的最大行驶速度；（2）若只启用第一节车厢的动力，以额定功率启动行驶40秒达到匀速，求该段加速的路程；（3）若列车启动后先以1m/s2的加速度匀加速，达到两节动力车厢的总额定功率后变加速行驶，在匀加速行驶的时间段内，求出动车组第一节和第二节车厢之间拉力大小与时间的关系．参考答案：解：（1）动车组受到的阻力：Ff=6?kmg=又：代入数据得：Vm=100m/s（2）设只启用第一节车厢的动力达到的最大速度是且该段加速的路程为S对该过程列动能定理：代入数据解得：S=750m（3）研究动车组，设匀加速动力为F，根据牛顿第二定律，有：代入数据解得：设第一节车厢达到额定功率时的速度为V1，第二节车厢也达到额定功率时的速度为V2设动车达到V1之前时间为t1，动车达到V2的时间为t2，第一、二节车厢间的拉力为FT当t≤25s时，研究后五节车厢，可得：FT﹣5kmg=5ma解得：当25s≤t≤50s时，研究第一节车厢，可得：解得：答：（1）求该动车组的最大行驶速度100m/s；（2）若只启用第一节车厢的动力，以额定功率启动行驶40秒达到匀速，求该段加速的路程750m；（3）若列车启动后先以1m/s2的加速度匀加速，达到两节动力车厢的总额定功率后