2021-2022学年广东省广州市城郊中学高三物理上学期期末试卷含解析

2021-2022学年广东省广州市城郊中学高三物理上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1.一兴趣小组用如图所示的“研究匀变速直线运动”的实验装置“探究加速度与物体的质量、物体受力的关系”．（1）这个实验用钩码受到的重力大小代替轻绳拉力的大小，并以轻绳的拉力作为小车所受到的合外力．为此，采取了下列措施，其中必要的是（）A．尽量使钩码的质量远大于小车的质量

B．尽量使钩码的质量远小于小车的质量C．适当垫高长木板有滑轮的一端

D．适当垫高长木板固定有打点计时器的一端（2）下图是某同学在实验中得到的符合实验要求的一条纸带，图中相邻两点时间间隔均为0.1s，测得的结果如下图所示，则实验中小车的加速度a=___________m/s2（结果保留三位有效数字）参考答案：BD2.如图所示，将一个半径为r的不带电的金属球放在绝缘支架上，金属球的右上侧放置一个电荷量为Q的带正电的点电荷，点电荷到金属球表面的最近距离也为r.由于静电感应在金属球上产生感应电荷．设静电力常量为k.则关于金属球内的电场以及感应电荷的分布情况，以下说法中正确的是（

）A．电荷Q与感应电荷在金属球内任意位置激发的电场场强都是等大且反向的B．感应电荷在金属球球心处激发的电场场强方向向右C．感应电荷全部分布在金属球的表面上D．金属球右侧表面的电势高于左侧表面参考答案：AC3.（单选题）如图所示，小球a、b的质量分别是m和2m。a从倾角为30°的光滑固定斜面的顶端无初速度下滑，b从与斜面等高度处以初速度v0平抛，不计空气阻力。比较a、b落地前的运动过程有（

）A．a、b运动的时间相等B．a的运动时间小于b的运动时间C．a、b都做匀变速运动D．落地前瞬间a、b的速度相同参考答案：C4.（多选）一物体悬挂在细绳下端，由静止开始沿竖直方向运动，运动过程中物体的机械能E与物体位移s关系的图象如图所示，其中0~s1过程的图线为曲线，s1~s2过程的图线为直线．由此可以判断A．0~s1过程中物体所受拉力是变力，且一定不断增大B．0~s1过程中物体的动能一定是不断减小C．s1~s2过程中物体一定做匀速运动D．s1~s2过程中物体可能做匀加速运动参考答案：CD5.（单选）经国际小行星命名委员会命名的“神舟星”和“杨利伟星”的轨道均处在火星和木星轨道之间。已知“神舟星”平均每天绕太阳运行174万公里，“杨利伟星”平均每天绕太阳运行145万公里。假设两行星均绕太阳做匀速圆周运动，则两星相比较（

）A．“神舟星”的轨道半径大B．“神舟星”的公转周期大C．“神舟星”的加速度大D．“神舟星”受到的向心力大参考答案：C根据线速度的定义式得：v=，已知“神舟星”平均每天绕太阳运行174万公里，“杨利伟星”平均每天绕太阳运行145万公里，可以得出：“神舟星”的线速度大于“杨利伟星”的线速度，研究卫星绕地球做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力得：，（其中M为太阳的质量，R为轨道半径），由于“神舟星”的线速度大于“杨利伟星”的线速度，所以“神舟星”的轨道半径小于“杨利伟星”的轨道半径，故A错误；根据万有引力提供向心力得：，，由于“神舟星”的轨道半径小于“杨利伟星”的轨道半径，所以由于“神舟星”的周期小于“杨利伟星”的周期。故B错误；研究卫星绕地球做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力得：，。由于“神舟星”的轨道半径小于“杨利伟星”的轨道半径，所以由于“神舟星”的加速度大于“杨利伟星”的加速度。故C正确；研究卫星绕地球做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力得：F向=，由于不知道“神舟星”和“杨利伟星”的质量大小关系，所以两者的向心力无法比较．故D项错误。二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.如图所示，甲带正电，乙是不带电的绝缘物块，空间中有垂直纸面向里的匀强磁场。甲、乙叠放在一起，二者无相对滑动地沿粗糙的斜面，由静止开始加速下滑，在加速阶段，甲、乙两物块间的摩擦力将

乙物块与斜面间的摩擦力将

（填增大、减小或不变）参考答案：减小，增大；7.（单选）沿直线运动的汽车刹车后匀减速运动，经过3.5s停止，它在刹车开始后的1s内、2s内、3s内的位移之比

（

）A．3：2：1 B．3：5：6 C．9：4：1 D．5：3：1参考答案：B解析：画示意图如图所示，把汽车从A→E的末速度为0的匀减速直线运动，逆过来转换为从E→A的初速度为0的匀加速直线运动，来等效处理，由于逆过来前后，加速度相同，故逆过来前后的运动位移、速度时间均具有对称性．所以知汽车在相等时间内发生的位移之比为1：3：5：…，把时间间隔分为0.5

s．所以xDE：xCD：xBC：xAB=1：8：16：24，所以xAB：xAC：xAD=3：5：6．故选项B正确．故选：B8.物体从180m高处自由落下，如果把物体下落的时间分成相等的三段，则每段时间下落位移自上而下依次为

，

，

。（取g=10m/s2）参考答案：20m,60m,100m9.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,

0.6s10.自然界里放射性核素并非一次衰变就达到稳定，而是发生一系列连续的衰变，直到稳定的核素而终止，这就是“级联衰变”．某个钍系的级联衰变过程如图(N轴表示中子数，Z轴表示质子数)，图中Pb→Bi的衰变是＿＿＿衰变，从到共发生＿＿＿次α衰变．参考答案：β（2分）

611.17．模块3-5试题（12分）（1）（4分）原子核Th具有天然放射性，它经过若干次α衰变和β衰变后会变成新的原子核。下列原子核中，有三种是Th衰变过程中可以产生的，它们是

（填正确答案标号。选对1个得2分，选对2个得3分.选对3个得4分;每选错I个扣2分，最低得分为0分）A．Pb

B．Pb

C．Po

D．Ra

E．Ra（2）（8分）如图，光滑水平面上有三个物块A、B和C，它们具有相同的质量，且位于同一直线上。开始时，三个物块均静止，先让A以一定速度与B碰撞，碰后它们粘在一起，然后又一起与C碰撞并粘在一起，求前后两次碰撞中损失的动能之比。

参考答案：（1）ACD

(2)312.如图所示,某实验小组同学利用DIS实验装置研究支架上力的分解.A、B为两个相同的双向力传感器,该型号传感器在受到拉力时读数为正,受到压力时读数为负.A连接质量不计的细绳,可沿固定的板做圆弧形移动.B固定不动,通过光滑铰链连接长0.3m的杆.将细绳连接在杆右端O点构成支架（O点为支架的圆心）.保持杆在水平方向,按如下步骤操作①测量绳子与水平杆的夹角∠AOB＝θ②对两个传感器进行调零③用另一根绳在O点悬挂一个钩码,记录两个传感器的读数④取下钩码,移动传感器A改变θ角重复上述实验步骤,得到表格.

F11.0010.580…1.002…F2－0.868－0.291…0.865…θ30°60°…150°…

(1)根据表格,A传感器对应的是表中力________(选填“F1”或“F2”).钩码质量为________kg(保留1位有效数字)(2)本实验中多次对传感器进行调零,对此操作说明正确的是()A．因为事先忘记调零

B．何时调零对实验结果没有影响C．为了消除横杆自身重力对结果的影响

D．可以完全消除实验的误差参考答案：(1)F10.05(2)C13.（6分）如果乘客在地铁列车中能忍受的最大加速度是1.4m/s2，两相邻车站相距560m，则地铁列车在这两站行驶时间最少为_________s，这种情况下最大行驶速度为_________m/s。参考答案：40s，28m/s三、实验题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.某研究性学习小组利用气垫导轨验证机械能守恒定律，实验装置如图甲所示。在气垫导轨上相隔一定距离的两处安装两个光电传感器A、D，滑块P上固定一遮光条，若光线被遮光条遮挡，光电传感器会输出高电压，两光电传感器采集数据后与计算机相连。滑块在细线的牵引下向左加速运动，遮光条经过光电传感器A、B时，通过计算机可以得到如图乙所示的电压U随时间t变化的图像。（1）实验前，接通气源，将滑块（不挂钩码）至于气垫导轨上，轻推滑块，当图乙中的t1

t2(选填“大于”、“等于”或“小于”)时，说明气垫导轨已调水平。（2）用螺旋测微器测遮光条宽度d，测量结果如图丙所示，则d=

mm。（3）滑块P用细线绕过气垫导轨左端的定滑轮与质量为m的钩码Q相连，将滑块P由图甲所示位置释放，通过计算机得到的图像如图乙所示，若t1、t2、m、g和d已知，若已测出滑块质量M，两光电门间距离L。上述物理量间满足关系式

，则表明在上述过程中，滑块和砝码组成的系统机械能守恒。参考答案：(1)

等于(2)

8.476（在8.474～8.477之间均算对）

(3)15.某同学要测量一均匀新材料制成的圆柱体的电阻率ρ。步骤如下：（1）用游标为20分度的卡尺测量其长度如图，由图可知其长度L=

mm；（2）用螺旋测微器测量其直径如右上图，由图可知其直径D=

mm；（3）用多用电表的电阻“×10”挡，按正确的操作步骤测此圆柱体的电阻，表盘的示数如图，则该电阻的阻值R=

Ω。（4）该同学想用伏安法更精确地测量其电阻R，现有的器材及其代号和规格如下：待测圆柱体电阻R电流表A1（量程0～10mA，内阻约50Ω）电流表A2（量程0～50mA，内阻约30Ω）电压表V1（量程0～3V，内阻约30kΩ）电压表V2（量程0～15V，内阻约50kΩ）直流电源E（电动势4V，内阻不计）滑动变阻器R1（阻值范围0～50Ω，允许通过的最大电流0.5A）开关S、导线若干。为使实验误差较小，要求测得多组数据进行分析，请在右框中画出测量的电路图，并标明所用器材的代号。参考答案：四、计算题：本题共3小题，共计47分16.带电粒子的质量，电荷量q=l.6×10-19C，以速度v=3.2×106m/s沿垂直于磁场同时又垂宣于磁场边界的方向进^匀强磁场，磁场的磁感强度为B=0.17T．磁场的宽度为L=10cm．求：（不计重力）（1）带电粒子离开磁场时的偏转角多大？（2）带电粒子在磁场中运动的时间是多少？（3）带电粒子在离开磁场时偏离入射方向的距离d多大？参考答案：解：（1）轨迹半径为

………………2分

所以

即：带电粒子离开磁场时的偏转角为：

………………2分

（2）带电粒子在磁场中运动的时间为：

………………3分

………………2分

（3）带电粒子离开磁场时偏离入射方向的距离为

………………17.如图，正点电荷Q放在一匀强电场中O点，在电场空间中有M、N两点，若将一试探电荷放在距O点为x的N点，它受到的电场力正好为零。ON连线与匀强电场方向平行。MO间距为y，MO与匀强电场方向垂直。则（1）匀强电场的场强大小E为多少？方向如何？（2）M点的电场强度大小为多少？（3）若将正点电荷Q移走，将一点电荷-q由N点移动到M点，求这一过程中电荷的电势能如何变化？变化量为多少？参考答案：（1）因为q在N点受电场力为0，其合电场强度为0

（1分）

E=（1分）方向水平右（1分）（2）EQ=

（1分）

合场强为E合=（1分）E合=

（1分）（3）电场力做功为W=-qEx

（1分）电场力做负功，电荷的电势能增加（1分）增加量为△E=|W|=（1分）18.如图所示，ABCD为固定在竖直平面内的绝缘轨道，AB段水平且光滑，BC段为圆心角θ=37°的光滑圆弧，圆弧半径r=2.0m，CD段为足够长的粗糙倾斜直轨，各段轨道均平滑连接．质量m=2.0×l0﹣2kg、可视为质点的小球被弹簧枪发射后，沿水平轨道向左滑行．（1）若小球向左运动到B点的速度vB=0.2m/s，则经过多少时间小球第二次达到B点？（2）若B点左侧区域存在竖直向下的匀强电场，使小球带q=+1.0×10﹣6C的电量，弹簧枪对小球做功W=0.36J，到达C点的速度vC=2m/s，则匀强电场的大小为多少？（3）上问中，若小球与CD间的动摩擦因数μ=0.5，运动到CD段的最高点时，电场突然改为竖直向上但大小不变，小球第一次返回到C点的速度大小为多少？（取sin37°=0.6，cos37°=0.8）参考答案：（1）若小球向左运动到B点的速度vB=0.2m/s，则经过1.4s小球第二次达到B点．（2）若B点左侧区域存在竖直向下的匀强电场，使小球带q=+1.0×10﹣6C的电量，弹簧枪对小球做功W=0.36J，到达C点的速度vC=2m/s，则匀强电场的大小为1.0×l05N/C．（3）上问中，若小球与CD间的动摩擦因数μ=0.5，运动到CD段的最高点时，电场突然改为竖直向上但大小不变，小球第一次返回到C点的速度大小为1.265m/s．：解：（1）由于vB较小，上升高度很小，沿BC向上运动的路程远小于半径r，故小球在BC上做类