四川省德阳市东汽中学2021-2022学年高三物理下学期期末试卷含解析

四川省德阳市东汽中学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，abcd为水平放置的平行“?”形光滑金属导轨，间距为l，导轨间有垂直于导轨平面的匀强磁场，磁感应强度大小为B，导轨电阻不计，已知金属杆MN倾斜放置，与导轨成θ角，单位长度的电阻为r，保持金属杆以速度v沿平行于cd的方向滑动（金属杆滑动过程中与导轨接触良好）．则（）A．电路中感应电动势的大小为B．电路中感应电流的大小为C．金属杆所受安培力的大小为D．金属杆的热功率为参考答案：B【考点】导体切割磁感线时的感应电动势；电磁感应中的能量转化．【分析】由导体切割磁感线公式可求得感应电动势的大小，由安培力公式F=BIL可求得安培力以；由P=FV即可求得功率；注意公式中的l均为导轨间的距离．【解答】解：A、电路中感应电动势的大小E=Blv；公式中的l为切割的有效长度，故电动势E=Blv；故A错误；B、感应电流i==；故B正确；C、导线与磁场均垂直且长度为，故安培力的大小F=BIL=；故C错误；D、功率P=FV=；故D错误；故选：B．2.如图所示的皮带传动装置中，轮B和C同轴，A、B、C分别是三个轮边缘的质点，且其半径RA＝RC＝2RB，则三质点的向心加速度之比aA：aB：aC等于（）A.4：2：1 B.2：1：2 C.1：2：4 D.4：1：4参考答案：C【详解】由于B轮和A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，∴vB：vA＝1：1；由于C轮和B轮共轴，故两轮角速度相同，即ωC＝ωB，故ωC：ωB＝1：1，由角速度和线速度的关系式v＝ωR可得vC：vB＝RC：RB＝2：1，∴vA：vB：vC＝1：1：2，又因为RA＝RC＝2RB，根据得：aA：aB：aC＝1：2：4，故选C。3.（单选）在有雾霾的早晨，一辆小汽车以25m/s的速度行驶在平直高速公路上，突然发现正前方50m处有一辆大卡车以10m/s的速度同方向匀速行驶，司机紧急刹车后小汽车做匀减速直线运动，在前1.5s内的v﹣t图象如图所示，则（） A．第3s末小汽车的速度会减到10m/s B． 在t=3.5s时两车会相撞 C．由于刹车及时，两车不会相撞 D． 两车最近距离为30m参考答案：考点： 匀变速直线运动的图像；匀变速直线运动的速度与时间的关系．专题： 追及、相遇问题．分析： 速度﹣时间图象的斜率表示加速度大小，图线与时间轴所围“面积”大小等于位移．解答： 解：A、0.5s后汽车开始刹车后的加速度为：a===5m/s2则第3s末的速度为：v=20﹣1.5×5=12.5m/s，故A错误；B、判断两车是否相撞时的临界速度为两车速度相等时，即25﹣5×△t=10，得：△t=3s，即3.5s末时；由图线与时间轴所围“面积”大小等于位移知3.5s内二者的位移差等于v=10m/s上方的梯形面积：△s=（0.5+3.5）×15×=30m，而此前两车相距50m，50m﹣30m=20m，故两车不会相撞，最近距离为20m，故BD错误C正确；故选：C．点评： 本题属于借用v﹣t图象考查的追及问题，匀减速追匀速，速度相等时是判断能否追上的临界，而不是比较匀减速的质点减速到零时二者的位移大小．4.（单选）如图所示，一个箱子内放置质量为m的物体，现让箱子以初速度为零从足够高的高空释放，已知箱子所受的空气阻力与箱子下落速度成正比，则在箱子下落过程中，下列说法正确的是（）A．开始的一段时间内箱内物体处于超重状态B．箱内物体经历了先失重后超重的状态C．箱内物体对箱子底部的压力逐渐减小D．箱子接近地面时，箱内物体所受的重力与箱子底部对物体的支持力是一对平衡力参考答案：解：以箱子和m整体为研究对象，设总质量为M，根据牛顿第二定律得：

Mg﹣f=Ma得a=g﹣=g﹣可知，加速向下，速度v增大时，a减小；故AB错误．再对m研究，根据牛顿第二定律得：mg﹣N=ma得N=mg﹣ma=mg﹣m（g﹣）=∝v所以随着速度的增大，受到的支持力增大，由牛顿第三定律知箱内物体对箱子底部的压力逐渐增大，故C错误；由于足够高，则箱子接近地面时，可视为匀速运动，箱内物体所受的重力与箱子底部对物体的支持力是一对平衡力，故D正确．故选：D．5.将物体以一定的初速度竖直上抛。若不计空气阻力，从抛出到落回原地的整个过程中，下列四个图线中正确的是参考答案：答案：BC二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.（6分）有一种测定导电液体深度的传感器，它的主要部分是包着一层电介质的金属棒与导电液体形成的电容器（如图所示）。如果电容增大，则说明液体的深度h

（填“增大”、“减小”或“不变”）；将金属棒和导电液体分别接电源两极后再断开，当液体深度h减小时，导电液与金属棒间的电压将

（填“增大”、“减小”或“不变”）。参考答案：

答案：增大（3分）

增大（3分）7.在验证牛顿运动定律的实验中有如图8（a）所示的装置，小车放在斜面上，车前端拴有不可伸长的细线，跨过固定在斜面边缘的小滑轮与重物相连，小车后面与打点计时器的纸带相连.开始时，小车停在靠近打点计时器的位置，重物到地面的距离小于小车到滑轮的距离.启动计时器，释放重物，小车在重物牵引下，由静止开始沿斜面向上运动，重物落地后，小车会继续向上运动一段距离.打点计时器使用的交流电频率为50Hz.图8（b）中a、b、c是小车运动纸带上的三段，纸带运动方向如图箭头所示.(1)根据所提供的纸带和数据，计算打c段纸带时小车的加速度大小为

m/s2（计算结果保留两位有效数字）.(2)打a段纸带时，小车的加速度是2.5m/s2，请根据加速度的情况，判断小车运动的最大速度可能出现在b段纸带中的

两点之间.(3)若重力加速度取，由纸带数据可推算出重物m与小车的质量M比为m：M=

.参考答案：（1）加速度的大小为5.0m/s2

（2）由纸带可知，物体在D4D5区间的速度可能最大；（3）8.据新华社报道，由我国自行设计、研制的世界第一套全超导核聚变实验装置(又称“人造太阳”)已完成了首次工程调试。其中“人造太阳”的核反应方程式是，则X为__________，已知的质量为的质量为的质量为，X的质量为，真空中的光速为c，则在此核反应过程中释放的核能为______________。参考答案：由核反应质量数和电荷数守恒可知X为中子，即，由可得核反应过程中释放的核能。9.如题12A-2图所示，内壁光滑的气缸水平放置。一定质量的理想气体被密封在气缸内，外界大气压强为P0。现对气缸缓慢加热，气体吸收热量Q后，体积由V1增大为V2。则在此过程中，气体分子平均动能_________(选增“增大”、“不变”或“减小”)，气体内能变化了_____________。参考答案：增大，Q-p0（V2-V1）解析：现对气缸缓慢加热，温度升高，气体分子平均动能增大，活塞缓慢上升，视为等压过程，则气体对活塞做功为：W=F△h=p0（V2-V1）

根据热力学定律有：△U=W+Q=Q-p0（V2-V1）10.如图所示，长度为L=6m、倾角θ＝30°的斜面AB，在斜面顶端B向左水平抛出小球1、同时在底端A正上方某高度处水平向右抛出小球2，小球2垂直撞在斜面上的位置P，小球1也同时落在P点，则两球平抛下落的高度为__________,下落的时间为_______。（v1、v2为未知量）参考答案：1.8m,

0.6s11.小明同学在学习了圆周运动的知识后，设计了一个课题，名称为：快速测量自行车的骑行速度。他的设想是：通过计算踏脚板转动的角速度，推算自行车的骑行速度。经过骑行，他得到如下的数据：在时间t内踏脚板转动的圈数为N，那么脚踏板转动的角速度= ;要推算自行车的骑行速度，还需要测量的物理量有

；自行车骑行速度的计算公式v=

。参考答案：；牙盘的齿轮数m、飞轮的齿轮数n、自行车后轮的半径R(牙盘的半径r1、飞轮的半径r2、自行车后轮的半径R；解析：依据角速度的定义是；要求自行车的骑行速度，还要知道自行车后轮的半径R，牙盘的半径r1、飞轮的半径r2、自行车后轮的半径R;由，又，而，以上各式联立解得。12.改变物体内能有两种方式，远古时代“钻木取火”是通过____________方式改变物体的内能，把___________转变成内能。参考答案：做功

机械能13.某同学设计了一个探究加速度a与物体所受合力F及质量m关系的实验，图（a）为实验装置简图。（交流电的频率为50Hz）（1）图（b）为某次实验得到的纸带，根据纸带可求出小车的加速度大小为_________m/s2。（保留二位有效数字）（2）保持砂和砂桶质量不变，改变小车质量m，分别得到小车加速度a与质量m及对应的1/m，数据如下表：实验次数12345678小车加速度a/m·s–21.901.721.491.251.000.750.500.30小车质量m/kg0.250.290.330.400.500.711.001.674.003.453.032.502.001.411.000.60请在方格坐标纸中画出a–1/m图线，并从图线求出小车加速度a与质量倒数1/m之间的关系式是

。（3）有一位同学通过实验测量作出了图（c）中的A图线,另一位同学实验测出了如图（c）中的B图线．试分析：①A图线上部弯曲的原因_____________________________________________________；②B图线在纵轴上有截距的原因

；参考答案：（1）（2分）

3.2

（2）（3分）

图像见右图（3）①（2分）未满足沙和沙桶质量远小于小车的质量②（2分）平衡摩擦力时，长木板倾角过大（平衡摩擦力过度）三、实验题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.如图甲是某同学测量重力加速度的装置，他将质量均为M的两个重物用轻绳连接，放在光滑的轻质滑轮上，这时系统处于静止状态．该同学在左侧重物上附加一质量为m的小重物，这时，由于小重物m的重力作用而使系统做初速度为零的缓慢加速运动，该同学用某种办法测出系统运动的加速度并记录下来．完成一次试验后，换用不同质量的小重物，并多次重复实验，测出不同m时系统的加速度a并作好记录．（1）若选定物块从静止开始下落的过程进行测量，则需要测量的物理量有（）A．小重物的质量m

B．大重物的质量MC．绳子的长度

D．重物下落的距离及下落这段距离所用的时间（2）经过多次重复实验，得到多组a、m数据，作出﹣图象，如图乙所示．已知该图象斜率为k，纵轴截距为b，则可求出当地的重力加速度g=

，并可求出重物质量M=

．（用k和b表示）参考答案：（1）AD；（2）；【考点】探究加速度与物体质量、物体受力的关系．【分析】根据加速度的表达式，结合位移时间公式求出重力加速度的表达式，通过表达式确定所需测量的物理量．根据加速度的表达式得出﹣关系式，通过图线的斜率和截距求出重力加速度和M的大小．【解答】解：（1）对整体分析，根据牛顿第二定律得，mg=（2M+m）a，解得a=根据h=at2，g=所以需要测量的物理量有：小重物的质量m，重物下落的距离及下落这段距离所用的时间．故AD正确．故选：AD．（2）因为a=，则=?+，知图线斜率k=，b=，解得g=，M=．故答案为：（1）AD；（2）；15.现有一种特殊的电池，它的电动势E恒定，内阻r较大。为了测定这个电池的电动势和内电阻，某同学利用如图甲所示的电路进行实验，图中电压表的内阻很大，对电路的影响可不考虑，R为电阻箱，改变电阻箱的阻值，记录电压表示数，得到如图乙所示图线。图线中斜率的物理意义是_____________，截距的物理意义是_____________。由斜率与截距可以求得E＝___________V，r＝__________Ω。参考答案：r/E

，

1/E

。E＝

5.0--5.6

V，r＝150--175

Ω。四、计算题：本题共3小题，共计47分16.晓明站在水平地面上，手握不可伸长的轻绳一端，绳的另一端系有质量为m的小球，甩动手腕，使球在竖直平面内做圆周运动，当球某次运动到最低点时，绳突然断掉。球飞离水平距离d后落地，如题图所示，已知握绳的手离地面高度为d，手与球之间的绳长为3d/4，重力加速度为g，忽略手的运动半径和空气阻力。求绳断时球的速度大小v1，和球落地时的速度大小v2。问绳能承受的最大拉力多大？改变绳长，使球重复上述运动。若绳仍在球运动到最低点时断掉，要使球抛出的水平距离最大，绳长应为多少？最大水平距离为多少？（结果保留根号）参考答案：（1）

（2）

（3）

（1）设绳断后球飞行时间为t1，由平抛运动规律，有竖直方向：，水平方向：

得：由机械能守恒定律，有：

得：（2）设绳能承受的最大拉力大小为T，这也是球受到绳的最大拉力大小球做圆周运动的半径为：由圆周运动向心力公式，有：

得：（3）设绳长为l，绳断时球的速度大小为v3，绳承受的最大拉力不变，有：得：绳断后球做平抛运动，竖直位移为d－l