山西省吕梁市兴县第二中学2021-2022学年高三物理下学期期末试题含解析

山西省吕梁市兴县第二中学2021-2022学年高三物理下学期期末试题含解析一、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1.两异种点电荷A、B附近的电场线分布如图所示，P为电场中的一点，连线AP、BP相互垂直．已知P点的场强大小为E、电势为φ，电荷A产生的电场在P点的场强大小为EA，取无穷远处的电势为零．下列说法中正确的有（）A．A、B所带电荷量相等B．电荷B产生的电场在P点的场强大小为E﹣EAC．A、B连线上有一个电势为零的点D．将电量为﹣q的点电荷从P点移到无穷远处，电场力做的功为qφ参考答案：C【考点】电势差与电场强度的关系；电场强度．【专题】定性思想；合成分解法；电场力与电势的性质专题．【分析】根据电场线的分布图，利用对称性比较A、B所带的电荷量大小；由电场的叠加原理求电荷B在P点的场强；正电荷周围电势为正，负电荷周围电势为负，根据电势的叠加知AB连线上有一点电势为0；由电场力公式W=qU求电场力做功．【解答】解：A、根据等量异种点电荷的电场线分布图具有对称性，而该图左右不对称，知A、B所带的电荷量不相等，故A错误；B、P点的场强是点电荷A、B在P点产生的合场强；连线AP、BP相互垂直，根据矢量合成的平行四边形定则知，，故B错误；C、如果取无穷远处的电势为0，正电荷附近的电势高于0，负电荷附近低于0，所以其A、B连线上有电势为0，故C正确；D、根据W=﹣q（φ﹣0）=﹣qφ，故D错误；故选：C2.如图所示，小球在竖直放置的光滑圆形管道内做圆周运动，管道内侧壁半径为R，小球半径为r，则下列说法中正确的是()A．小球通过最高点时的最小速度vmin＝B．小球通过最高点时的最小速度vmin＝0C．小球在水平线ab以下的管道中运动时，内侧管壁对小球可能有作用力D．小球在水平线ab以上的管道中运动时，外侧管壁对小球一定有作用力参考答案：B3.（单选）如图所示，在粗糙水平板上放一个物体，使水平板和物体一起在竖直平面内沿逆时针方向做匀速圆周运动，ab为水平直径，cd为竖直直径，在运动过程中木板始终保持水平，物块相对木板始终静止，则：（

）A．物块始终受到三个力作用B．只有在a、b、c、d四点，物块受到合外力才指向圆心C．从a到b，物体所受的摩擦力先增大后减小D．从b到a，物块处于超重状态参考答案：D4.如图所示，表面光滑的固定斜面顶端安装一定滑轮，物块A、B用轻绳连接并跨过滑轮（不计滑轮的质量和摩擦）。初始时刻，A、B处于同一高度并恰好静止。剪断轻绳后A下落、B沿斜面下滑，则从剪断轻绳到物块分别落地的过程中，两物块A．速度的变化量相同B．动能的变化量相同C．重力势能的变化量相同D．重力的平均功率相同参考答案：D较难。受力分析、动能、重力势能、速度的变化、及功、功率概念的确切理解。考查：理解能力和推理能力。理解物理概念和规律的确切含义，明确物理概念和规律的适用对象、适用条件、适用范围，及与其他物理概念和规律的区别和联系。根据具体问题，运用物理规律和数学方法确定物理量之间的定量关系，通过运算、估算，进行论证和判断，并能把推理过程和结果正确地表达出来。5.图甲中的理想变压器的原副线圈匝数比为n1:n2=22:1，原线圈接如图乙所示的正弦交流电，此时电流表A1的读数为1.0A，已知电阻R=20Ω，电流表A1、A2和电压表V都是理想电表，则

A．电压表的读数为

B．电流表A2的读数为1.0A

C．变压器的输入功率为220W

D．副线圈产生的交流电频率为100Hz参考答案：A二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.土星周围有美丽壮观的“光环”,组成环的颗粒是大小不等、线度从1μm到10m的岩石、尘埃,类似于卫星,它们与土星中心的距离从7.3×104

km延伸到1.4×105km.已知环的外缘颗粒绕土星做圆周运动的周期约为14h,引力常量为6.67×10-11N·m2/kg2,则土星的质量约为

。（估算时不考虑环中颗粒间的相互作用）参考答案：7.水平面中的平行导轨相距L，它们的右端与电容为C的电容器的两块极板分别相连如图，直导线ab放在导轨上并与其垂直相交，磁感应强度为B的匀强磁场竖直向下穿过导轨面。若发现电容器上极板上带负电荷，则ab向______沿导轨滑动(填向“左”或向“右”)；如电容器的带电荷量为Q，则ab滑动的速度v=_________参考答案：左

Q／BLC由题意可知，电容器极板上带负电荷，因此因棒的切割，从而产生由a到b的感应电流，根据右手定则可知，只有当棒向左滑动时，才会产生由a到b的感应电流；根据电容器的电容公式，而棒切割磁感线产生感应电动势大小为：E=BLv，此时U=E，所以ab滑动的速度为：，8.将打点计时器固定在斜面上某处，一小车拖着穿过打点计时器的纸带从斜面上滑下，如图所示是打出的纸带的一段．当电源频率为50Hz时，每隔0.1s取一个计数点，它们是图中a、b、c、d、e、f等点，这段时间内加速度的平均值是____________(取两位有效数字)．若电源频率高于50Hz，但计算仍按50Hz计算，其加速度数值将____________(填“偏大”、“偏小”或“相同”)．参考答案：9.一船在静水中的划行速率为5m/s，要横渡一条宽30m、流速为4m/s的河流，此船渡河的最短时间为

s，此船渡河的最短航程为

m.参考答案：10.一辆公共汽车进站后开始刹车，做匀减速直线运动，开始刹车后的第1s内和第2s内位移大小依次为9m和7m，则刹车后6s内的位移是

m参考答案：25m11.如图甲所示为某一测量电路，电源电压恒定。闭合开关S，调节滑动变阻器由最右端滑动至最左端，两电压表的示数随电流变化的图象如图乙所示，可知：_____（填“a”或“b”）是电压表V2示数变化的图象，电源电压为_____V，电阻Rl阻值为_____Ω，变阻器最大阻值为_____Ω。参考答案：12.一物体静止在光滑水平面上，先对物体施加一个水平向右的恒力F1，经过时间t物体运动到距离出发点为s的位置，此时立即撤去F1，同时对物体施加一水平向左的恒力F2，又经过相同的时间t，物体运动到距离出发点s/2的位置，在这一过程中力F1和F2的比可能是

和

参考答案：2:5

2:7

解：由牛顿第二定律得：，撤去时物体的速度由匀变速运动的位移公式得：解得：;或者;解得：13.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）三、简答题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.（2014?宿迁三模）学校科技节上，同学发明了一个用弹簧枪击打目标的装置，原理如图甲，AC段是水平放置的同一木板；CD段是竖直放置的光滑半圆弧轨道，圆心为O，半径R=0.2m；MN是与O点处在同一水平面的平台；弹簧的左端固定，右端放一可视为质点、质量m=0.05kg的弹珠P，它紧贴在弹簧的原长处B点；对弹珠P施加一水平外力F，缓慢压缩弹簧，在这一过程中，所用外力F与弹簧压缩量x的关系如图乙所示．已知BC段长L=1.2m，EO间的距离s=0.8m．计算时g取10m/s2，滑动摩擦力等于最大静摩擦力．压缩弹簧释放弹珠P后，求：（1）弹珠P通过D点时的最小速度vD；（2）弹珠P能准确击中平台MN上的目标E点，它通过C点时的速度vc；（3）当缓慢压缩弹簧到压缩量为x0时所用的外力为8.3N，释放后弹珠P能准确击中平台MN上的目标E点，求压缩量x0．参考答案：（1）弹珠P通过D点时的最小速度为；（2）通过C点时的速度为m/s；（3）压缩量为0.18m．考点： 动能定理的应用；机械能守恒定律．专题： 动能定理的应用专题．分析： （1）根据D点所受弹力为零，通过牛顿第二定律求出D点的最小速度；（2）根据平抛运动的规律求出D点的速度，通过机械能守恒定律求出通过C点的速度．（3）当外力为0.1N时，压缩量为零，知摩擦力大小为0.1N，对B的压缩位置到C点的过程运用动能定理求出弹簧的压缩量．解答： 解：（1）当弹珠做圆周运动到D点且只受重力时速度最小，根据牛顿第二定律有：mg=解得．v==m/s（2）弹珠从D点到E点做平抛运动，设此时它通过D点的速度为v，则s=vtR=gt从C点到D点，弹珠机械能守恒，有：联立解得v=代入数据得，V=2m/s（3）由图乙知弹珠受到的摩擦力f=0.1N，根据动能定理得，且F1=0.1N，F2=8.3N．得x=代入数据解得x0=0.18m．答：（1）弹珠P通过D点时的最小速度为；（2）通过C点时的速度为m/s；（3）压缩量为0.18m．点评： 本题考查了动能定理、机械能守恒定律、牛顿第二定律的综合，涉及到圆周运动和平抛运动，知道圆周运动向心力的来源，以及平抛运动在竖直方向和水平方向上的运动规律是解决本题的关键．15.如图所示,在真空中一束平行复色光被透明的三棱镜ABC(截面为正三角形)折射后分解为互相分离的a、b、c三种色光,分别照射到三块板上.则:（1）若将a、b、c三种色光分别通过某狭缝,则发生衍射现象最明显的是哪种色光?（2）若OD平行于CB,三棱镜对a色光的折射率na是多少?参考答案：（1）折射率最小的是c光,则它的波长最长,衍射现象最明显；（2）（1）由图知，三种色光，a的偏折程度最大，c的偏折程度最小，知a的折射率最大，c的折射率最小．则c的频率最小，波长最长衍射现象最明显。（2）若OD平行于CB,则折射角，三棱镜对a色光的折射率。四、计算题：本题共3小题，共计47分16.考驾照需要进行路考，路考其中有一项是定点停车．路旁可以竖一标志杆，在车以的速度匀速行驶过程中，距标志杆的距离为s时，考官命令考员到标志杆停，考员立即刹车，车在恒定滑动摩擦力作用下做匀减速运动．已知车（包括车内的人）的质量为M，车与路面的动摩擦因数为,车视为质点，求车停下时距标志杆的距离（说明与s、、g的关系）．参考答案：17.如图所示为玻璃材料制成的一棱镜的截面图，AEB为四分之一圆弧，BCDO为矩形。一细光束从圆弧的中点E沿半径射入棱镜后，在圆心O点恰好发生全反射，经CD面反射，再从圆弧的F（图中未标出）点射出，已知OA=，OD=，光在真空中的传播速度为c。求：①从F点射出的光线与法线夹角的正弦值；②从F点射出的光在棱镜中传播的时间。参考答案：（1）

（2）试题分析：（1）做出光路图如图．根据几何关系可知，临界角为根据几何关系可知，临界角为C=∠EOB=45°根据全反射临界角公式得：又根据几何关系可知△OGF是直角三角形，则．根据折射定律得，．解得，．②光在棱镜中的传播速度．由几何知识得，光线传播的长度为．光在棱镜中传播的时间．考点：考查了光的折射与全反射【名师点睛】解决光学问题的关键要掌握全反射的条件、折射定律、临界角公式、光速公式，运用几何知识结合解决这类问题．18.如图所示，长度为L的轻绳上端固定在O点，下端系一质量为m的小球（小球的大小可以忽略）。已知重力加速度为g。（1）在水平拉力F的作用下，轻绳与竖直方向的夹角为a，小球处于平衡状态。求力F的大小；（2）由图示位置无初速释放小球，求当小球第一次通过最低点时的速度及轻绳对小球的拉力（不计空气阻力）。参考答案：（1）根据平衡条件，应满足Tcosa＝mg，Tsina＝F，