2021-2022学年江西省景德镇市天翼中学分校高三物理上学期期末试卷含解析

2021-2022学年江西省景德镇市天翼中学分校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.王同学在完成“引体向上”项目体育测试中，1分钟完成了20个“引体向上”，若王同学每次“引体向上”重心上升约0.5m，则王同学在本次测试中做功的平均功率接近（

）

A．1000W

B．100W

C．10W

D．1W参考答案：B2.如右图所示，一质量为m的小球固定于轻质弹簧的一端，弹簧的另一端固定于O点处，将小球拉至A处，弹簧恰好无形变，由静止释放小球，它运动到O点正下方B点的速度为v，与A点的竖直高度差为h，则()A．由A至B重力做功为mgh

B．由A至B重力势能减少mv2C．由A至B小球克服弹力做功为mghD．小球到达位置B时弹簧的弹性势能为参考答案：AD3.爱因斯坦冲破传统思想的束缚，提出了一种新的观念并建立起相对论，这个新观念是A．真空中的光速是自然界中速度的极限B．牛顿定律仅适用于低速、宏观领域C．牛顿定律适用于一切领域D．运动的钟变慢，运动的尺缩短，运动物体的质量变大参考答案：A4.如图所示，固定于地面、倾角为的光滑斜面上有一轻质弹簧，轻质弹簧一端与固定于斜面底端的挡板C连接，另一端与物块A连接，物块A上方放置有另一物块B，物块A、B质量均为m且不粘连，整个系统在沿斜面向下的外力F作用下处于静止状态。某一时刻将力F撤去，在弹簧将A、B弹出过程中，若A、B能够分离，重力加速度为g。则下列叙述正确的是（

）A.A、B刚分离的瞬间，两物块速度达到最大B.A、B刚分离的瞬间，A的加速度大小为gsinθC.从力F撤去到A、B分离的过程中，A物块的机械能一直增加D.从力F撤去到A、B分离的过程中，A、B物块和弹簧构成的系统机械能守恒参考答案：BCD【详解】AB、当加速度等于零时，两个物块的速度达到最大，A、B刚分离的瞬间，AB之间没有弹力作用，此时AB有共同的加速度，故速度没有达到最大，故A错；B对C、从力F撤去到A、B分离的过程中，弹簧对A物块的弹力始终大于B物块对A物块的弹力，这两个力的合力对A做正功，所以A的机械能增大，故C对；D、从力F撤去到A、B分离的过程中，A、B物块和弹簧构成的系统只有重力和弹簧弹力做功，所以系统机械能守恒，故D对故选BCD5.宇航员在探测某星球时，发现该星球均匀带电，且电性为负，电荷量为Q，表面无大气．在一次实验中，宇航员将一带电－q（q<<Q）的粉尘置于离该星球表面h（h远大于星球半径）高处，该粉尘恰处于悬浮状态。宇航员又将此粉尘带到距该星球表面2h处，无初速释放，则此带电粉尘将（

）A．背向星球球心方向飞向太空

B．仍处于悬浮状态C．沿星球自转的线速度方向飞向太空

D．向星球球心方向下落参考答案：B二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.兴趣小组为测一遥控电动小车的额定功率，进行了如下实验：①用天平测出电动小车的质量为0.4kg；②将电动小车、纸带和打点计时器按如图甲所示安装；③接通打点计时器（其打点周期为0.02s）；④使电动小车以额定功率加速运动，达到最大速度一段时间后关闭小车电源，待小车静止时再关闭打点计时器（设小车在整个过程中小车所受的阻力恒定）。在上述过程中，打点计时器在纸带上所打的部分点迹如图乙所示。请你分析纸带数据，回答下列问题：（a）该电动小车运动的最大速度为

m/s；（b）关闭小车电源后，小车的加速度大小为

m/s2；（c）该电动小车的额定功率为

W。参考答案：7.一束光从空气射向折射率为的某种介质，若反射光线与折射光线垂直，则入射角为_____．真空中的光速为c，则光在该介质中的传播速度为_____．参考答案：8.如图所示，一根绝缘杆沿竖直方向放置，杆上有一个带负电的圆环，它的质量为m、电量为q，与杆间的动摩擦因数为μ．所在的空间存在着方向都是水平向右的匀强电场与匀强磁场，电场强度大小为E、磁感应强度大小为B．现将圆环从静止开始释放，环将沿杆下落，则圆环运动过程中的最大加速度为为__________，最大速度为__________。

参考答案：

答案：

9.自行车的设计蕴含了许多物理知识，利用所学知识完成下表自行车的设计目的（从物理知识角度）车架用铝合金、钛合金代替钢架减轻车重车胎变宽

自行车后轮外胎上的花纹

参考答案：减小压强（提高稳定性）；增大摩擦（防止打滑；排水）解析：车胎变宽能够增大轮胎与地面的接触面积，提高稳定性，减小压强，有利于行车安全；自行车后轮外胎上的花纹，增大摩擦，防止打滑。10.某人站在高楼的平台边缘，以20m/s的初速度竖直向上抛出一石子，不考虑空气阻力，g取，则石子抛出后通过抛出点下方20m处所需的时间为________________s。参考答案：11.如右图所示，倾角为300的直角三角形底边长为2L，底边处在水平位置，斜边为光滑绝缘导轨．现在底边中点O处固定一正电荷Ｑ，让一个质量为m的带负电的点电荷从斜面顶端A沿斜面滑下．已测得它滑到仍在斜边上的垂足D处的速度为v，则该质点滑到斜边底端C点时的速度为__________参考答案：12.如图所示，两端开口、粗细均匀的足够长玻璃管插在大水银槽中，管的顶部有一定长度的水银．两段空气柱被封闭在左右两侧的竖直管中．开启顶部连通左右水银的阀门，右侧空气柱长为L0，右侧空气柱底部水银面比槽中水银面高出h，右侧空气柱顶部水银面比左侧空气柱顶部水银面低h．（i）试根据上述条件推测左侧空气柱的长度为

，左侧空气柱底部水银面与槽中水银面的高度差为

：（ii）若初始状态温度为T0，大气压强为P0，关闭阀门A，则当温度升至

时，右侧气柱底部水银面与水银槽中的水银面相平？（不考虑水银柱下降对大水银槽中液面高度的影响，大气压强保持不变）．参考答案：（1）L0，2h；（2）【考点】理想气体的状态方程．【分析】（1）分别以两部分气体为研究对象，求出两部分气体压强，然后由几何关系求出右管内气柱的长度．（2）以左管内气体为研究对象，列出初末的状态，由理想气体状态方程可以求出空气柱的长度．【解答】解：（1）根据连通器的原理以及液体产生的压强可知，右侧的气体的压强：P1=P0﹣h则左侧气体的压强：P2=P1﹣h=P0﹣2h所以左侧空气柱底部水银面与槽中水银面的高度差为是2h．左侧空气柱的长度：L2=L0+h+h﹣2h=L0（2）关闭阀门A，温度升高的过程中，右侧的空气柱的压强增大，体积增大，由图可知，右侧气柱底部水银面与水银槽中的水银面相平时的空气柱的长度：L1=L0+h压强：P1′=P0设空气柱的横截面积是S，由理想气体的状态方程得：得：T1=故答案为：（1）L0，2h；（2）13.小芳和小强两位同学采用了不同的实验方案来研究平抛运动。（1）小芳同学利用如图甲所示的装置进行实验。下列说法正确的是________。A．应使小球每次从斜槽上同一位置由静止释放B．斜槽轨道必须光滑C．斜槽轨道的末端必须保持水平D．本实验必需的器材还有刻度尺和秒表（2）小强同学利用频闪照相的方式研究平抛运动。图乙是在每小格的边长为5cm的背景下拍摄的频闪照片，不计空气阻力，取重力加速度g＝10m/s2。则照相机两次闪光的时间间隔Δt＝____s，小球被抛出时的水平速度v＝_____m/s。参考答案：

(1).AC

(2).0.1s

(3).2.0m/s试题分析：（1）做研究平抛运动的实验时，应使小球每次从斜槽上同一位置由静止释放，使之平抛时的初速度相等，选项A正确；斜槽轨道不必须光滑，只要小球落下时具有一定的速度即可，选项B错误；斜槽轨道的末端必须保持水平，以保证小球能够水平抛出，选项C正确；本实验必需的器材还有刻度尺，但不需要秒表，选项D错误；（2）小球在竖直方向是自由落体运动，且ABC三点是相邻的三个点，故存在△h=g△t2，即（5－3）L=（5－3）×0．05m=g×△t2，解之得△t=0．1s；小球被抛出时的水平速度v=4L/△t=4×0．05m/0．1s=2．0m/s。考点：研究平抛运动。三、实验题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.利用双缝干涉测定光的波长实验中，取双缝间距d=0.5mm,双缝到光屏间距离L=0.5m,用某种单色光照射双缝得到干涉图样如图(a)所示，分划板在图中A、B位置时游标卡尺读数如图(b)所示，则计算单色光的波长公式为（相邻明纹间的距离用表示），单色光的波长为m（计算结果保留三位有效数字）。参考答案：17．；

15.某同学为了研究一个小灯泡的灯丝电阻随温度的升高而变化的规律，用实验得到下表所示的数据(I和U分别表示小灯泡的电流和电压)，则：

甲乙丙图5－2－33

(1)当U＝1.20V时对应的电流表如图甲所示，其读数为________A.(2分)(2)实验中所用的器材有：电压表(量程3V，内阻约为2kΩ)电流表(量程0.6A，内阻约为0.2Ω)滑动变阻器(0～5Ω，1A)电、待测小灯泡、电键、导线若干．请在图乙方框中画出该实验的电路图．(3分)(3)根据实验数据，在图丙中画出小灯泡的U—I曲线．(3分)(4)如果把这个小灯泡接在一个电动势为1.5V、内阻为2.0Ω的电池两端，则小灯泡的实际功率是________W(结果保留2位有效数字)．(3分)参考答案：(1)0.42(2)如图5－2－34甲所示(3)如图5－2－34乙所示(4)0.28(0.25～0.32都正确)解析：（1）电流表的指针对应的刻度超过1.4一个小格，因此可以读作：0.42Ω

（2）由于小灯泡灯丝的电阻值远小于电压表的内阻，如：电压为2.00V时，其阻值

R灯===4.0Ω，为减少由于电表接入电路引起的系统误差，应采用电流表外接法．为使小灯泡两端的电压的变化范围尽可能大，滑线变阻器应连接成分压电路，实验电路如图乙所示．

（3）根据实验得到的数据在U-I坐标系中描点，并将这些数据点连接成一条平滑的曲线，如图2所示．

（4）作出电源的U-I图线，它与小灯泡的伏安特性曲线的交点坐标就是小灯泡的工作点，小灯泡的实际电流为0.33-0.35A电压为0.80-0.82V，功率P=IU=0.27～0.28W．

【思路点拨】（1）为测量多组实验数据，滑动变阻器应采用分压接法，灯泡电阻较小，远小于电压表内阻，电流表应采用外接法，据此作出实验电路图．

（2）根据表中实验数据，应用描点法作图，作出小灯泡的伏安特性曲线．

（3）在小灯泡的伏安特性曲线上作出电源路端电压与电路电流关系图象，找出该图象与灯泡伏安特性曲线交点所对应的电压与电流值，由P=UI求出灯泡的实际功率．．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.如图，竖直平面内有一直角坐标系xOy，在x≥0的区域内有一倾角为45°的绝缘光滑斜面，斜面末端O处用一极小的平滑曲面连接，恰能使斜面末端水平．在x≤0的广泛区域内存在正交的匀强磁场和匀强电场，磁场垂直于纸面向里，磁感应强度大小为B；电场沿竖直方向，场强大小为E．电荷量为﹣q的带电小球从绝缘光滑斜面上某点由静止开始下滑，小球经斜面末端O点进入电场和磁场，之后沿圆周运动，垂直于y轴离开电场和磁场，最后垂直打到斜面上．求：（1）小球从开始运动到垂直打到斜面上所用时间．（2）小球开始下滑的初始位置坐标．参考答案：【考点】：带电粒子在匀强磁场中的运动；牛顿第二定律；向心力．【专题】：带电粒子在磁场中的运动专题．【分析】：（1）画出小球运动的轨迹，小球经过三个运动过程：1、由静止开始匀加速运动到斜面末端，由速度公式v0=gsin45°t1求出时间的表达式；2、在左侧复合场中做匀速圆周运动，半径为r=，时间t2=；3、y轴离开电场和磁场后做平抛运动，垂直落到斜面时，v0=vytan45°=gt3，竖直方向位移为

2r﹣y2=，y2=x2=v0t3，联立解得各段时间，即可求出总时间．（2）小球初始位置到斜面末端的距离为l=，由上求得t1，即可求出位置的坐标．：解：（1）小球运动的轨迹如图．初始位置（x1，y1），再次回到斜面的落点位置（x2，y2），小球经时间t1运动到末端的速度为v0，则

t1=

①小球在复合场中做匀速圆周运动，则有

mg=qE

②轨道半径为

r=

③运动时间为t2=④小球离开电磁场后做平抛运动，经时间t3垂直落到斜面时

v0=vytan45°=gt3

⑤2r﹣y2=

⑥y2=x2=v0t3，⑦由②③⑤⑥⑦得，⑧

⑨由②④得，t2=

⑩由①⑨得，故小球从开始运动到垂直打到斜面上所用时间为t=t1+t2+t3=（+π）．（2）小球初始位置到斜面末端的距离为l==故

x1=y1=lsin45°=