2021-2022学年湖北省荆州市石首天星洲中学高三物理下学期期末试卷含解析

2021-2022学年湖北省荆州市石首天星洲中学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.我国“北斗”卫星导航定位系统将由5颗静止轨道卫星(同步卫星)和30颗非静止轨道卫星组成，30颗非静止轨道卫星中有27颗是中轨道卫星，中轨道卫星轨道高度约为，静止轨道卫星的高度约为。下列说法正确的是A．中轨道卫星的线速度大于7.9km/sB．静止轨道卫星的线速度大于中轨道卫星的线速度C．静止轨道卫星的运行周期大于中轨道卫星的运行周期D．静止轨道卫星的向心加速度大于中轨道卫星的向心加速度参考答案：C2.(单选题)如图所示，两个相同的小导线环和大导线环放在同一水平面内，且两小环关于大环圆心对称。当两小环中通过图示方向的电流，电流强度随时间均匀增大且始终相同，大环(

)A．无感应电流，不存在扩张收缩趋势B．有顺时针方向的感应电流，存在扩张趋势C．有顺时针方向的感应电流，存在收缩趋势D．有逆时针方向的感应电流，存在收缩趋势参考答案：A3.（多选题）如图所示，aoe为竖直圆o的直径，现有四条光滑轨道a、b、c、d，它们上端均在圆周上，四条轨道均经过圆周的e点分别交于水平地面．现让一小物块分别从四条轨道最上端静止下滑到水平地面，则小物块在每一条轨道上运动时所经历的时间关系为（）A．ta＜td B．tb＞tc C．td＜tc D．tb＞ta参考答案：AD【分析】根据几何关系求出轨道的长度，结合牛顿第二定律求出物块下滑的加速度，根据位移时间公式求出物块在滑动时经历的时间大小关系【解答】解：设上面圆的半径为r，e到地面的高度为R，则轨道的长度为：s=2rcosα+，下滑的加速度为：a==gcosα，根据位移时间公式得：x=at2，则有：t==．因为a、b、c，d夹角由小至大，所以有td＞tc＞tb＞ta．故AD正确，B、C错误．故选：AD【点评】解决本题的关键通过牛顿第二定律和运动学公式得出时间的表达式，结合角度的大小关系进行比较4.如图所示，两光滑平行金属导轨间距为L，直导线MN垂直跨在导轨上，且与导轨接触良好，整个装置处于垂直纸面向里的匀强磁场中，磁感应强度为B.电容器的电容为C，除电阻R外，导轨和导线的电阻均不计．现给导线MN一初速度，使导线MN向右运动，当电路稳定后，MN以速度v向右做匀速运动，则电路稳定后A．电容器两端的电压为零B．电阻两端的电压为BLvC．电容器所带电荷量为CBLvD．导线MN所受安培力的大小为参考答案：C5.下列有关近代物理的说法正确的是（

）A.卢瑟福的a粒子散射实验使人们认识到原子是可以再分的B.电子的发现使人们认识到原子具有核式结构C.玻尔理论能成功解释所有原子光谱的实验规律D.天然放射现象说明了原子核内部是有结构的参考答案：D【详解】A、通过a粒子散射实验使人们认识到原子具有核式结构模型,但是不能说明原子是可以再分的，故A错；B、电子的发现使人们认识到原子是可以分割的，是由更小的微粒构成的，故B错；C、玻尔理论能成功解释氢原子光谱，但不能解释别的原子的光谱，故C错；D、天然放射现象中的射线来自原子核,说明原子核内部有复杂结构,故D对；故选D二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.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）7.1某同学为了探究杆转动时的动能表达式，设计了如图所示的实验：质量为m的均匀长直杆一端固定在光滑转轴O处，杆由水平位置静止释放，用光电门测出另一端A经过某位置时的瞬时速度vA，并记下该位置与转轴O的高度差h。⑴设杆的宽度为L（L很小），A端通过光电门的时间为t，则A端通过光电门的瞬时速度vA的表达式为

▲

。组

次123456h/m0.050.100.150.200.250.30vA/（m·s-1）1.231.732.122.462.743.00vA-1/（s·m-1）0.810.580.470.410.360.33vA2/（m2·s-2）1.503.004.506.057.519.00

⑵调节h的大小并记录对应的速度vA，数据如上表。为了形象直观地反映vA和h的关系，请选择适当的纵坐标并画出图象。⑶当地重力加速度g取10m/s2，结合图象分析，杆转动时的动能Ek=

▲

（请用质量m、速度vA表示）。参考答案：⑴（3分）⑵如图（纵坐标1分，图象2分）⑶（2分）8.一物体以100J的初动能沿倾角为θ的斜面向上运动，在上升的过程中达到某位置时，动能减少了80J，重力势能增加了60J，则物体与斜面间的动摩擦因数为

。参考答案：答案：9.小球每隔0.2s从同一高度抛出，做初速为6m/s的竖直上抛运动，设它们在空中不相碰，第1个小球在抛出点以上能遇到的小球个数为

。（g取10m/s2）参考答案：510.一个质量为M=3kg的木板与一个轻弹簧相连，在木板的上方有一质量m为2kg的物块，若在物块上施加一竖直向下的外力F，此时木板和物块一起处于静止状态，如图所示。突然撤去外力，木板和物块一起向上运动0.2m时，物块恰好与木板分离，此时木板的速度为4m/s，则物块和木板分离时弹簧的弹力为________N，木板和物块一起向上运动，直至分离的过程中，弹簧弹力做的功为________J。参考答案：０

N；

５０

J。11.如图所示，放置在竖直平面内的圆轨道AB，O点为圆心，OA水平，OB竖直，半径为m。在O点沿OA抛出一小球，小球击中圆弧AB上的中点C，vt的反向延长线与OB的延长线相交于D点。已知重力加速度g=10m/s2。小球运动时间为_________，OD长度h为_________。参考答案：s，2m12.一处于基态的氢原子，撞击静止的也处于基态的另一氢原子，碰撞后，两氢原子跃迁到同一激发态，且动能均为10.2eV。已知氢原子基态能量为-13.6eV。则①氢原子第一激发态的能量值是

eV；②碰撞前运动氢原子的最小动能是

eV。参考答案：13.如图为“用DIS（位移传感器、数据采集器、计算机）研究加速度和力的关系”的实验装置。（1）在该实验中必须采用控制变量法，应保持___________不变，用钩码所受的重力作为___________，用DIS测小车的加速度。（2）改变所挂钩码的数量，多次重复测量。在某次实验中根据测得的多组数据可画出a-F关系图线（如图所示）。①分析此图线的OA段可得出的实验结论是_________________________________。②（单选题）此图线的AB段明显偏离直线，造成此误差的主要原因是（

）A．小车与轨道之间存在摩擦

B．导轨保持了水平状态C．所挂钩码的总质量太大

D．所用小车的质量太大参考答案：（1）小车的总质量，小车所受外力，（2）①在质量不变的条件下，加速度与外力成正比，②C，三、实验题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.（4分）在“验证机械能守恒定律”实验中，下列说法正确的是____A．要先用天平称重物的质量B．先松开纸带让重物下落再接通电源C．先接通电源让打点计时器打点稳定后再松开纸带让重物下落D．要把打点计时器竖直架稳参考答案：CD15.（4分）如图所示，用多用电表研究光敏电阻的阻值与光照强弱的关系。①应将多用电表的选择开关置于_________档；②将红表笔插入__________接线孔，黑表笔插入_________接线孔(填“+”或“—”)；③将一光敏电阻接在多用电表两表笔上，用光照射光敏电阻时表针的偏角为，现用手掌挡住部分光线，表针的偏角变为'，则可判断______'(填“<”，“=”或“>”)；④测试后应将选择开关置于____________档。参考答案：欧姆（1分），+，-（1分），>（1分），OFF档或交流最高电压档（1分）四、计算题：本题共3小题，共计47分16.如图所示，AB为一直光导纤维，AB之间距离为s，使一光脉冲信号从光导纤维中间入射，射入的信号在光导纤维与空气的界面上恰好发生全反射，由A点传输到B点作用时间为t。求光导纤维所用材料的折射率n。(设空气中的光速为c)参考答案：光信号由A点进入光导纤维后，沿AO方向射到O点，此时入射角α恰好等于临界角，光在此介质中的传播速度为v，而沿水平方向的分速度为vsinα，沿水平方向传播的距离为s。设介质的折射率为n，则有

①

（2分）

②

（2分）

③

（2分）由①②③式解得,所以。17.如图所示，在折射率为n玻璃平板上方的空气中有点光源S，点光源到玻璃板的上表面的距离为h。从S发出的光线SA以入射角α入射到玻璃板上表面，经过玻璃板后从下表面射出。若沿此光线传播的光从光源S到玻璃板上表面的传播时间是在玻璃板中传播时间的一半，则玻璃板的厚度d是多少？参考答案：【详解】令从S到A的距离为：在玻璃中，从A到B距离为：由题意得：在空气中，若S到A经历时间t：在玻璃中，从A到B经历时间为2t：根据光在空气中和玻璃中速度关系：联立上式得：

【点睛】18.如图，在同时存在匀强电场和匀强磁场的空间中取正交坐标系O-xyz(x轴正方向水平向右，y轴正方向竖直向上)。匀强磁场方向与xOy平面平行，且与x轴正方向的夹角为45°，一质量为m、电荷量为+q的带电粒子(可看作质点)平行于z轴以速度v0通过y轴上的点P(0，h，0)，重力加速度为g。(1)若带电粒子沿z轴正方向做匀速直线运动，求满足条件的电场强度的最小值Emin及对应的磁感应强度B；(2)在满足(1)的条件下，当带电粒子通过y轴上的点P时，撤去匀强磁场，求带电质点落在xOz平面内的位置；(3)若带电粒子沿z轴负方向通过y轴上的点P时，改变电场强度大小和方向，同时改变磁感应强度的大小，要使带电质点做匀速圆周运动且能够经过x轴，求电场强度E和磁感应强度B的大小。参考答案：（1）Emin＝

（2）N（h，0，2v0

）（3）【详解】解：(1)如图所示，带电质点受到重力（大小及方向均已知）、洛伦兹力（方向已知）、电场力（大小及方向均未知）的作用做匀速直线运动；根据力三角形知识分析可知：当电场力方向与磁场方向相同时，场强有最小值根据物体