湖南省株洲市蝶屏中学2021-2022学年高三物理期末试卷含解析

湖南省株洲市蝶屏中学2021-2022学年高三物理期末试卷含解析一、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.关于物体的内能，下列说法中正确的是A．温度高的物体一定比温度低的物体内能大B．内能与物体的温度有关，所以0℃的物体内能为零C．物体的温度升高，则组成物体的每个分子的动能都增大D．做功和热传递都能改变物体的内能参考答案：D影响内能大小的因素是质量、温度和状态，所以温度高的物体不一定比温度低的物体内能大；内能是物体内部所有分子动能和分子势能的总和，一切物体都具有内能，0℃的物体也有内能；物体的温度升高，则组成物体的所有分子的平均动能增大，但对于每个分子的动能不一定增大；改变物体内能的方式有两种：一是做功，二是热传递；故选D．2.在地面上某处将一金属小球竖直向上抛出，上升一定高度后再落回原处，若不考虑空气阻力，则下列图象能正确反映小球的速度、加速度a、位移x和动能Ek随时间变化关系的是（取向上为正方向）参考答案：A3.如图所示，50匝矩形线圈ABCD处于水平匀强磁场中，电阻不计。线框绕垂直于磁场的轴OO′匀速转动，线圈中产生的感应电流通过金属滑环E、F与理想变压器原线圈相连，变压器的副线圈线接入一只“220V，60W”灯泡，且灯泡正常发光，下列说法正确的是(

)A．图示位置穿过线圈平面的磁通量为最小

B．线圈中产生交变电压的有效值为500VC．变压器原、副线圈匝数之比为25︰11

D．维持线圈匀速转动输入的最小机械功率为60W

参考答案：BC4.(不定项选择题)一束由两种频率不同的单色光组成的复色光从空气射入玻璃三棱镜后，出射光分成a、b两束，如图所示，则a、b两束光（

）A.

垂直穿过同一平板玻璃，a光所用的时间比b光长B.

从同种介质射入真空发生全反射时，a光的临界角比b光的小C.

分别通过同一双缝干涉装置，b光形成的相邻亮条纹间距小D.

若照射同一金属装置都能发生光电效应，b光照射时逸出的光电子最大初动能大参考答案：AB5.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．在对以下几位物理学家的叙述中，正确的说法是A．牛顿通过理想斜面实验发现了物体的运动不需要力来维持B．英国物理学家卡文迪许用实验的方法测出了万有引力常量C．库仑发现了电荷守恒定律并提出元电荷概念D．安培发现了电流的磁效应并提出用安培定则判定电流的磁场的方法参考答案：B二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.08年福州八中质检）（6分）在一个点电荷Q的电场中，Ox坐标轴与它的一条电场线重合，坐标轴上A、B两点的坐标分别为2.0m和5.0m.放在A、B两点的试探电荷受到的电场力方向都跟x轴的正方向相同，电场力的大小跟试探电荷的电量关系图象如图中直线a、b所示，放在A点的电荷带正电，放在B点的电荷带负电.则B点的电场强度的大小为__________V/m,点电荷Q的位置坐标为___________m。参考答案：

2.5

2.67.在探究弹簧振子（如图在一根轻质弹簧下悬挂质量为m的重物，让其在竖直方向上振动）振动周期T与物体质量m间的关系的实验中：(1)如图，某同学尝试用DIS测量周期，把弹簧振子挂在力传感器的挂钩上，图中力传感器的引出端A应接到__________．使重物做竖直方向小幅度振动，当力的测量值最大时重物位于__________．若测得连续N个力最大值之间的时间间隔为t，则重物的周期为__________．(2)为了探究周期T与质量m间的关系，某同学改变重物质量，多次测量，得到了下表中所示的实验数据。为了得到T与m的明确关系，该同学建立了右下图的坐标系，并将横轴用来表示质量m，请在图中标出纵轴表示的物理量，然后在坐标系中画出图线。(3)周期T与质量m间的关系是

参考答案：（1）数据采集器（1分），最低点（1分），（2分）（2）如右图（2分）（3）振动周期T的平方与重物的质量m成正比。（或者：T2∝m，T2=0.20m，T2=km）（2分）8.如图所示的是研究光电效应的装置的电路图,若用某一频率的光照射光电管阴极P,发现电流表有读数,则增加光的强度,电流表示数____(填“变大”“变小”或“不变”).若开关K断开时,用光子能量为2.5eV的一束光照射阴极P,发现电流表读数不为零,合上开关,调节滑动变阻器,当电压表读数大于或等于0.60V时,电流表读数为零,由此可知阴极材料的逸出功为____eV.参考答案：

(1).变大

(2).1.9电流表有读数,说明发生了光电效应，光电流的大小与光的强度成正比。增加光的强度,电流表示数变大。电压表读数大于或等于0.60V时,电流表读数为零,根据题意光电子的最大初动能为：Ek=qU=0.6eV根据爱因斯坦光电效应方程有：W=hv?Ek=2.5eV?0.6eV=1.9eV。【名师点睛】发生了光电效应时，光电流的大小与光的强度成正比。光电子射出后，有一定的动能，若当恰好不能达到时，说明电子射出的最大初动能恰好克服电场力做功，然后根据爱因斯坦光电效应方程即可正确解答。9.如图，水平地面上有一坑，其竖直截面为半圆，abab为沿水平方向的直径．若在a点以初速度v0沿ab方向抛出一小球，小球会击中坑壁上的c点．已知c点与水平地面的距离为圆半径的一半，则圆的半径为

．参考答案：【考点】平抛运动．【分析】平抛运动可以分解为在水平方向上的匀速直线运动和竖直方向上的自由落体运动，竖直方向上的位移已经知道了，但是水平方向的位移要用三角形的知识来求，然后才能求圆的半径．【解答】解：如图所示h=R则Od==R小球做平抛运动的水平位移为：x=R+R竖直位移为：y=h=R根据平抛运动的规律得：y=gt2x=v0t联立解得：R=故答案为：．10.长度为L=0.5m的轻质细杆，一端有一质量为m=3kg的小球，小球以O点为圆心在竖直面内做圆周运动，当小球通过最高点时速率为2m／s时，小球受到细杆的

力（填拉或支持），大小为

N，g取10m／s。参考答案：支持力，611.用如图所示的装置测定木块与水平桌面问的

动摩擦因数，除图中器材外还有刻度尺。实验中将A

拉到某适当位置P后用手按住，调节滑轮使桌面上

方的细线水平，待B稳定后迅速放手，B落地后不再

弹起，A最终停在Q点。重复上述实验，并记下相关

数据。

(1)已知A、B质量相等，实验中还需要测量的物理量有___________________________________________________________________________(并注明符号)．

木块与桌面问的动摩擦因数可表示为μ=__________(用测量物理量的符号表示)

(2)符发现A释放后会撞到滑轮，请提出一个解决办法__________________________________________________________________________________________。参考答案：12.特种兵过山谷的一种方法可化简为如右图所示的模型：将一根长为2d、不可伸长的细绳的两端固定在相距为d的A、B两等高处，悬绳上有小滑轮P，战士们相互配合，可沿着细绳滑到对面。开始时，战士甲拉住滑轮，质量为m的战士乙吊在滑轮上，处于静止状态，AP竖直，则此时甲对滑轮的水平拉力为____________；若甲将滑轮由静止释放，则乙在滑动中速度的最大值为____________。（不计滑轮与绳的质量，不计滑轮的大小及摩擦）

参考答案：mg，13.（4分）在时刻，质点A开始做简谐运动，其振动图象如图乙所示。质点A振动的周期是

s；时，质点A的运动沿轴的

方向（填“正”或“负”）；质点B在波动的传播方向上与A相距16m，已知波的传播速度为2m/s，在时，质点B偏离平衡位置的位移是

cm。参考答案：4

正

10解析：振动图象和波形图比较容易混淆，而导致出错，在读图是一定要注意横纵坐标的物理意义，以避免出错。题图为波的振动图象，图象可知周期为4s，波源的起振方向与波头的振动方向相同且向上，t=6s时质点在平衡位置向下振动，故8s时质点在平衡位置向上振动；波传播到B点，需要时间s=8s，故时，质点又振动了1s(个周期)，处于正向最大位移处，位移为10cm.。三、简答题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.（简答）如图13所示,滑块A套在光滑的坚直杆上,滑块A通过细绳绕过光滑滑轮连接物块B,B又与一轻质弹贊连接在一起，轻质弹簧另一端固定在地面上,’开始用手托住物块.使绳子刚好伸直处于水平位位置但无张力。现将A由静止释放.当A下滑到C点时(C点图中未标出)A的速度刚好为零，此时B还没有到达滑轮位置，已知弹簧的劲度系数k=100N/m,滑轮质量和大小及摩擦可忽略不计，滑轮与杆的水平距离L=0.3m,AC距离为0.4m，mB=lkg,重力加速度g=10m/s2。试求：(1)滑'块A的质量mA(2)若滑块A质量增加一倍,其他条件不变，仍让滑块A从静止滑到C点,则滑块A到达C点时A、B的速度大小分别是多少？参考答案：（1）

（2）

（3），功能关系．解析：（1）开始绳子无张力，对B分析有kx1=mBg，解得：弹簧的压缩量x1=0.1m（1分）当物块A滑到C点时，根据勾股定理绳伸出滑轮的长度为0.5m，则B上升了0.2m,所以弹簧又伸长了0.1m。（1分）由A、B及弹簧组成的系统机械能守恒，又弹簧伸长量与压缩量相等则弹性势能变化量为零所以mAgh1=mBgh2（2分）其中h1=0.4m，h2=0.2m所以mA=0.5kg（1分）（2）滑块A质量增加一倍，则mA=1kg，令滑块到达C点时A、B的速度分别为v1和v2

由A、B及弹簧组成的系统机械能守恒得（2分）又有几何关系可得AB的速度关系有vAcosθ=vB（1分）其中θ为绳与杆的夹角且cosθ=0.8解得：（1分）（1分）（1）首先由物体静止条件求出弹簧压缩的长度，再根据几何知识求出物体B上升的距离，从而可求出弹簧伸长的长度，然后再根据能量守恒定律即可求解物体A的质量；题（2）的关键是根据速度合成与分解规律求出物体B与A的速度关系，然后再根据能量守恒定律列式求解即可．15.

(12分)(1)用简明的语言表述临界角的的定义：(2)玻璃和空所相接触。试画出入射角等于临界角时的光路图，并标明临界角。(3)当透明介质处在真空中时，根据临界角的定义导出透明介质的折射率n与临界角θc的关系式。

参考答案：解析：(1)光从光密介质射到光疏介质中，折射角为90°时的入射角叫做临界角(2)如图，θC为临界角。(3)用n表示透明介质的折射率，θC表示临界角，由折射定律

四、计算题：本题共3小题，共计47分16.如图所示，内壁光滑长度为4l、横截面积为S的汽缸A、B，A水平、B竖直固定，之间由一段容积可忽略的细管相连，整个装置置于温度27℃、大气压为p0的环境中，活塞C、D的质量及厚度均忽略不计．原长3l、劲度系数的轻弹簧，一端连接活塞C、另一端固定在位于汽缸A缸口的O点．开始活塞D距汽缸B的底部3l．后在D上放一质量为的物体．求：（1）稳定后活塞D下降的距离；（2）改变汽缸内气体的温度使活塞D再回到初位置，则气体的温度应变为多少？参考答案：解：（1）开始时被封闭气体的压强为，活塞C距气缸A的底部为l，被封气体的体积为4lS，重物放在活塞D上稳定后，被封气体的压强为：活塞C将弹簧向左压缩了距离，则活塞C受力平衡，有：根据玻意耳定律，得：解得：x=2l活塞D下降的距离为：（2）升高温度过程中，气体做等压变化，活塞C的位置不动，最终被封气体的体积为，对最初和最终状态，根据理想气体状态方程得解得：答：（1）稳定后活塞D下降的距离；（2）改变汽缸内气体的温度使活塞D再回到初位置，则气体的温度应变为377℃【考点】理想气体的状态方程．【分析】（1）开始时，活塞质量不计，容器内气体的压强等于大气压，弹簧处于原长；在活塞D上放上质量为m的物体后，活塞D下降后再次达到平衡时，由对活塞C受力平衡条件求得容器内气体的压强．封闭气体发生等温变化，根据玻意耳定律列式求解；（2）升高气缸内气体温度，当活塞D刚好回到初始位置，此过程中压强不变，弹簧的形变量不变，C的位置不变，对最初和最终根据理想气体状态方程列式即可求出气体温度17.如图所示，倾角为的粗糙斜面AB足够长，其底端与半径R=O.4m的光滑半圆轨道BC平滑相接，O为轨道圆心，BC为圆轨道直径且为竖直线，A、C两点等高，质量m=lkg的滑块从A点由静止开始下滑，恰能滑到与O等高的D点，g取10,求：

(l)滑块与斜面间的动摩擦因数；

(2)若使滑块能到达C点，求滑块至少从离地多高处由静止开始下滑；

(3)若滑块离开C处后恰能垂直打在斜面上，求滑块经过C点时对轨道的压力。参考答案：（1）A到D过程：根据动能定理有=0

……………（2分）可求：

……………（１分）（2）若滑块恰能到达C点，根据牛顿第二定律有mg=

……………（1分）m/s

……………（1分）从高为H的最高点到C的过程：根据动能定理有

……………（2分）求得：H=2m

……………（1分）（3）离开C点后滑块做平抛运动，垂直打在斜面上时有x=

解得

m/s

……………（3分）在C点，有

……………（1分）求得：N

……………（1分）由牛顿第三定律可知，滑块对轨道的压力为3.3N

……………（1分）18.如图所示，一个板长为L，板间距离也是L的平行板容器上极板带正电，下极板带负电。有一对质量均为m，重力不计，带电量分别为+q和-q的粒子从极板正中水平射入（忽略两粒子间相互作用），初速度均为v0。若-q粒子恰能从上极板边缘飞出，求⑴两极板间匀强电场的电场强度E的大小和方向⑵-q粒子飞出极板时的速度v的大小与方向⑶在极板右边的空间里存在着垂直于纸面向里的匀强磁场，为使得