上海金汇中学2021-2022学年高三物理下学期期末试题含解析

上海金汇中学2021-2022学年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.（多选）如图所示，A、B两个小物体用不可伸长的轻绳连接跨在一尺寸不计的滑轮两端，小物体B置于一表面呈凹形的光滑曲面上，曲面底端切线沿水平方向，曲面放在桌子边缘并使A悬空，开始时将B物体从曲面顶端由静止释放，B将能滑到曲面的底端．不计一切摩擦，轻绳足够长，则下列说法正确的是（）A．物体B从曲面顶端到达曲面底端过程中，B的机械能守恒B．物体B到达曲面底端时的速率大于A的速度C．物体B在曲面顶端和底端时，重力对B的功率相等D．物体B机械能的减小量等于物体A的动能和重力势能的增加量参考答案：BCD2.下列说法中正确的是A．在国际单位制中，力学的单位被选为基本单位的是米、千克、秒B．物体的加速度一定和物体所受合外力同时产生，同时消失，且方向永远一致

C．在月球上举重比在地球上容易，所以同一个物体在月球上比在地球上惯性小D．升降机地板上放一个弹簧盘秤，盘上放一质量为m的物体，当秤的读数为0.8mg时，升降机一定是加速下降参考答案：AB3.（多选）一块横截面为矩形的金属导体的宽度为b，厚度为d，将导体置于一磁感应强度为B的匀强磁场中，磁感应强度的方向垂直于侧面，如图所示．当在导体中通以图示方向的电流I时，在导体的上下表面间用电压表测得的电压为UH，已知自由电子的电量为e，则下列判断正确的是（）A．导体内自由电子只受洛伦兹力作用B．用电压表测UH时，电压表的“+”接线柱接下表面C．金属导体的厚度d越大，UH越小D．该导体单位体积内的自由电子数为参考答案：考点：霍尔效应及其应用．分析：定向移动的电子受到洛伦兹力发生偏转，在上下表面间形成电势差，电子到达的表面带负电，导致两表面形成电场．最终电子在电场力和洛伦兹力作用下处于平衡，根据平衡求出感应电动势的大小，及单位体积内的自由电子数．解答：解：A、定向移动的电子受到洛伦兹力发生偏转，在上下表面间形成电势差，最终电子在电场力和洛伦兹力作用下处于平衡，故A错误；B、由图，磁场方向向里，电流方向向右，则电子向左移动，根据左手定则，电子向上表面偏转，则上表面得到电子带负电，那么下表面带上正电，所以电压表的“+”接线柱接下表面，故B正确；C、根据电场力与洛伦兹力平衡，则有：，解得：，则金属导体的厚度d越大，UH越大，故C错误；D、根据，再由I=neSv=nebdv，得导体单位体积内的自由电子数为：n=，故D正确．故选：BD．点评：解决本题的关键掌握洛伦兹力的偏转，从而导致两表面出现电势差，形成电场，产生电场力，以及知道最终电子在电场力和洛伦兹力作用下处于平衡的应用．4.如图甲所示，一轻杆一端固定在O点，另一端固定一小球，在竖直平面内做半径为R的圆周运动。小球运动到最高点时，杆与小球间弹力大小为N，小球在最高点的速度大小为v，N－图像如乙图所示。下列说法正确的是（

）A．当地的重力加速度大小为

B．小球的质量为C．时，杆对小球弹力方向向上

D．若，则杆对小球弹力大小为参考答案：B5.如图所示，理想变压器的原副线圈匝数比为10：1，变压器输入端的交变电压如图甲所示，若乙图中电流表的示数为2A，则下列说法正确的是（）A．电压表的示数为VB．电压表的示数为20VC．电阻R的阻值为14.1ΩD．变压器的输入功率为40W参考答案：解：由理想变压器输入信号如图甲所示，可知原线圈的输入端的电压有效值为200V，频率为50Hz．原、副线圈匝数比为10：1，则副线圈的电压有效值为20V，则电压表读数为20V．由于电路中电流表读数为2A，所以电阻R=10Ω，副线圈得到的功率为P=UI=20×2W=40W．故选：BD．二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.在磁感强度为B的匀强磁场中，一个面积为S的矩形线圈匀速转动时所产生的交流电电压随时间变化的波形如图所示，则该交流电的电压有效值为________V，图中t=1.0×10-2s时，穿过线圈平面的磁通量为________。参考答案：答案：V；BS7.如图所示竖直放置的上粗下细的密闭细管，水银柱将气体分隔成A、B两部分，初始温度相同．使A、B升高相同温度达到稳定后，体积变化量为△VA___________△VB，压强变化量为△pA_________△pB（填“大于”、“等于”或“小于”）。参考答案：等于，大于8.汽车电动机启动时车灯会瞬时变暗，如图所示，在打开车灯的情况下，电动机未启动时电流表读数为4.8A，电动机启动时电流表读数为80A，若电源电动势为12V，内阻为0.05Ω，电流表内阻不计，则车灯的电阻为______________Ω，因电动机启动，车灯的电功率的减少量为______________W。参考答案：2.45Ω，30.3W9.在“探究加速度与力、质量的关系”的实验中（1）为了消除小车与水平木板之间摩擦力的影响，采取的做法是将带滑轮的长木板一端适当垫高，使小车在

（填“挂”或“不挂”）钩码的情况下做

运动；（2）某次实验中所用交流电的频率为50Hz.得到的一条纸带如图所示，从比较清晰的点起，每五个点取一个点作为计数点，分别标明0、1、2、3、4.量得x1=30.0mm,x2=36.0mm,x3=42.0mm,x4=48.0mm,则小车的加速度为

m/s2.参考答案：（1）不挂（2分）；匀速（2分）

（2）0.6（4分）10.磁电式电流表（表头）最基本的组成部分是磁铁和放在磁铁两极之间的线圈，由于线圈的导线很细，允许通过的电流很弱，所以在使用时还要扩大量程．已知某一表头G，内阻Rg=30Ω，满偏电流Ig=5mA，要将它改装为量程为0～3A的电流表，所做的操作是并联（填“串”或者“并”）一个0.05Ω的电阻．参考答案：考点：磁电式电表原理．分析：把电流表改装成大量程电流表，应给电流表并联一个电阻，阻值R并=，I为量程．解答：解：改装成电流表是要扩大电流的量程，使用并联电路的分流原理；要并联的阻值为：R并===0.05Ω；故答案为：并，0.05．点评：改装成电流表要并联电阻分流，电阻值等于满偏电压除以所分最大电流，改装成电压表要串联电阻分压，电阻值等于量程除以满偏电流减去原内阻．11.图甲为一列简谐横波在t＝0.10s时刻的波形图，P是平衡位置为x＝1m处的质点，Q是平衡位置为x＝4m处的质点，图乙为质点Q的振动图象．则波传播的速度为________m/s，t＝0.15s时质点P的运动方向沿y轴________方向(选填“正”或“负”)．参考答案：40负12.（4分）一辆汽车从静止开始先做匀加速直线运动，然后做匀速直线运动，最后做匀减速直线运动直到停止。从汽车开始运动起计时，下表给出了某些时刻汽车的瞬时速度，从表中的数据可以得出：汽车匀加速运动经历的时间是

s，汽车通过的总路程是

米。

时刻（s）1.02.03.05.07.09.510.5速度（m/s）3.06.09.012129.03.0参考答案：

答案：4，9613.如图甲所示，质量为m、边长为l的正方形金属线框位于绝缘光滑水平面上，线框右边紧贴着竖直向下的有界匀强磁场的边界OO/．线框在水平向右的外力F作用下从静止开始做匀加速直线运动，外力F随时间t呈线性变化，如图乙所示，图中的F0、t0均为已知量．在t＝t0时刻，线框左边恰到达OO/．此时线框受到的合力为_______或__________（写出两种表达）；在t＝t0时刻，线框的发热功率与外力F的功率之比P热：PF＝_______．参考答案：F0

或

；

3:5三、实验题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.某同学采用如图所示的装置，利用A、B两球的碰撞来验证动量守恒定律．图中MN是斜槽，NR为水平槽．实验时先使A球从斜槽上某一固定位置由静止开始滚下，落到位于水平地面的记录纸上，留下痕迹．重复上述操作10次，得到10个落点痕迹平均位置P；再把B球放在水平槽上靠近槽末端的地方，让A球仍从固定位置由静止开始滚下，与B球碰撞后，A、B球分别在记录纸上留下各自的落点痕迹．重复这种操作10次得到10个落点痕迹平均位置E、F．（1）若A球质量为m1，半径为r1；B球质量为m2，半径为r2，则（单选）A．m1＞m2

r1＞r2

B．m1＞m2

r1＜r2C．m1＞m2

r1=r2

D．m1＜m2

r1=r2（2）以下提供的器材中，本实验必需的是

（单选）A．刻度尺

B．打点计时器

C．天平

D．秒表（3）设A球的质量为m1，B球的质量为m2，则本实验验证动量守恒定律的表达式为（用装置图中的字母表示）

．参考答案：（1）C；（2）AC；（3）m1?OP=m1?OE+m2?OF．【考点】验证动量守恒定律．【分析】（1）为了保证碰撞前后使入射小球的速度方向不变，故必须使入射小球的质量大于被碰小球的质量．（2）先根据平抛运动的特点判断碰撞前后两个小球的落地点，再求出碰撞前后两个小球的速度，根据动量的公式列出表达式，代入数据看碰撞前后的动量是否相等，根据表达式确定需要测量的量，然后确定需要的实验器材．（3）根据动量守恒定律求出需要验证的表达式．【解答】解：（1）小球在碰撞过程中水平方向动量守恒，由动量守恒定律得：m1v0=m1v1+m2v2，在碰撞过程中机械能守，由机械能守恒定律得：m1v02=m1v12+m2v22，解得：v1=v0，要碰后入射小球的速度v1＞0，即m1﹣m2＞0，要使两小球发生对心正碰，两球的半径应相等，r1=r2，故选C．（2）P为碰前入射小球落点的位置，E为碰后入射小球的位置，F为碰后被碰小球的位置，小球离开轨道后做平抛运动，它们抛出点的高度相等，在空中的运动时间t相等，碰撞前入射小球的速度v1=，碰撞后入射小球的速度：v2=，碰撞后被碰小球的速度：v3=，若m1v1=m2v3+m1v2，表明通过该实验验证了两球碰撞过程中动量守恒，带入数据得：m1?OP=m1?OE+m2?OF，实验需要测量小球的质量，物体的水平位移，因此需要的用天平测小球质量，用刻度尺测小球的水平位移，故选AC；（3）由（2）可知，实验需要验证的表达式为：m1?OP=m1?OE+m2?OF．故答案为：（1）C；（2）AC；（3）m1?OP=m1?OE+m2?OF．15.某课题研究小组，收集了数码相机、手机等用旧了的各种类型的电池，及从废旧收音机上拆下的电阻、电容、电感线圈。现从这些材料中选取两个待测元件：一是电阻R0(约为2kΩ)，二是手机中常用的锂电池(电动势E的标称值为3.7V，允许最大放电电流为100mA)。在操作台上还准备了如下实验器材：A．电压表V(量程4V，电阻RV约为10.0kΩ)B．电流表A1(量程100mA，电阻RA1约为5Ω)C．电流表A2(量程2mA，电阻RA2约为50Ω)D．滑动变阻器R1(0～50Ω，额定电流1A)E．电阻箱R2(0～999.9Ω，最小分度值0.1Ω)F．开关S一只、导线若干（1）为了测定电阻R0的阻值，该小组的一位成员，设计了如图所示的电路原理图并选取了相应的器材(电源用待测的锂电池)。结果发现其电路设计和器材选取中不妥之处有两处，你认为这两处应该怎样调整？①________；②________。

（2）在实际操作过程中，发现滑动变阻器R1、电流表A1、电流表A2已损坏，请用余下的器材测量锂电池的电动势E和内阻r。①请你在方框中画出实验电路图(标注所用器材符号)。②为了便于分析，一般采用线性图象处理数据，请写出与线性图象坐标轴（x，y）对应的物理量表达式x=__________；y=________。参考答案：四、计算题：本题共3小题，共计47分16.一列横波在x轴上传播，在t1=0时刻波形如图实线所示，t2=0.05s时刻波形如图虚线所示．若周期大于（t1﹣t2），则最小波速和最大波速分别是多少？方向如何？参考答案：解：当波沿x轴正方向传播时，可能的周期为：△t=nT+，且n=0或1；当波沿x轴负方向传播时，可能的周期为：△t=nT+，且n=0或1，由波速公式v=可知，当速度v最小时，周期T最大．分析上面两类情况可知当周期最大时，波沿x轴正方向传，且在△t=nT+中取n=0，即△t=，则T大=0.2s最小速度v小==40m/s，方向沿x轴正向；当v最大时，周期T最小，由上面分析可知周期最小时，波沿x轴负方向传，且在△t=nT+中取n=1，即△=T+，则T小=s最大速度v大==280m/s，方向为沿x轴负方向；答：则最小波速大小40m/s，方向沿x轴正向，而最大波速是280m/s，方向为沿x轴负方向．【考点】波长、频率和波速的关系；横波的图象．【分析】由y的最大值读出振幅，由相邻两个波峰或波谷间的距离读出波长．根据波形的平移法，结合波的周期性，得出波传播的距离与波长的关系，求出最小间距和最大间距，得到对应的波速．17.(12分)如图所示，一块质量为0.6kg均匀平板AB长0.8m，其左端搁在水平地面上，板与地面的夹角为370，板中心C垂直固定在支架上，支架长OC为0.3m，支架下端与水平固定转轴O连接．在平板A点处有一质量为0.5kg的小物体m以初速v0沿板向上运动，物体与平板间的动摩擦因数为0.2．试求：（1）平板所受的重力的力矩；（2）小物体运动到距B端多远恰能使平板翻转？（3）若要保证平板不翻倒，给物体的初速度v0不能超过多大？参考答案：解析：（1）MG=mgLG=0.6×10×0.3×0.6Nm=1.08Nm

(3分)

(2)MN+Mf=MG

(2分)

m1gXcos370+μm1gLcos370=MG

代入数据，求得X=0.21m

(2分)

即距B端距离为0.4－0.21m=0.19