山西省吕梁市庙湾中学2021-2022学年高三物理期末试题含解析

山西省吕梁市庙湾中学2021-2022学年高三物理期末试题含解析一、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.“北斗”导航系统是我国自行研发的全球导航系统，它由5颗静止轨道卫星（同步卫星）与30颗非静止轨道卫星组成．已知月球公转周期约为27天，则静止轨道卫星与月球（）A．角速度之比约为27：1 B．线速度之比约为27：1C．半径之比约为1：27 D．向心加速度之比约为1：27参考答案：A【考点】同步卫星．【分析】根据万有引力提供圆周运动向心力求出圆周运动的周期与半径的关系，周期与角速度关系，及周期与线速度的关系，从而确定向心加速度关系．【解答】解：A、根据，可知，角速度与周期成反比，因静止轨道卫星与月球的公转周期之比为1：27，则角速度之比约为27：1，故A正确；BC、根据万有引力提供圆周运动向心力有：=得卫星运动的周期T=2π可得月球周期与同步卫星周期的比值：=所以月球到地球的距离与同步卫星到地球的距离比为：=（）=即同步卫星到地球的距离与月球到地球的距离比为1：9；再根据，即得线速度之比约为3：1，故BC错误；D、根据an=vω，得向心加速度之比约为81：1，故D错误；故选：A．2.电磁感应现象揭示了电和磁之间的内在联系，根据这一发现，发明了许多电器设备。下列电器设备中，哪个没有利用电磁感应原理（

）

A.动圈式话筒

B.白炽灯泡

C.磁带录音机

D.日光灯镇流器参考答案：答案：B3.（单选）如图所示.一轻质弹簧一端系在墙上的O点,自由伸长到B点,今用一小物体m把弹簧压缩到A点,然后释放,小物体能运动到C点静止,物体与水平地面间的动摩擦因数恒定,试判断下列说法正确的是

(

) A.物体从A到B速度越来越大,从B到C速度越来越小B.物体从A到B速度越来越小,从B到C加速度不变C.物体从A到B先加速后减速,从B到C一直减速运动D.物体在B点受合外力为零参考答案：C4.（单选）如图甲所示，两个平行金属板P、Q正对竖直放置，两板间加上如图乙所示的交变电压．t=0时，Q板比P板电势高U0，在两板的正中央M点有一电子在电场力作用下由静止开始运动（电子所受重力可忽略不计），已知电子在0～4t0时间内未与两板相碰．则电子速度方向向左且速度大小逐渐减小的时间是（）A．0＜t＜t0B．t0＜t＜2t0C．2t0＜t＜3t0D．3t0＜t＜4t0参考答案：考点：带电粒子在匀强电场中的运动．专题：带电粒子在电场中的运动专题．分析：平行板电容器两极板带电后形成匀强电场，带电离子在电场中受到力的作用，根据牛顿第二定律求出加速度，根据运动学基本公式分析即可求解．解答：解：A、在0＜t＜t0，电子所受电场力方向向右，电子向右做匀加速直线运动，速度逐渐增大．故A错误．B、在t0＜t＜2t0，电子所受的电场力方向向左，电子向右做匀减速直线运动，2t0时速度为零．故B错误．C、在2t0＜t＜3t0，电子所受电场力方向向左，电子向左做匀加速直线运动．故C错误．D、在3t0＜t＜4t0，电子所受电场力向右，电子向左做匀减速直线运动．故D正确．故选：D．点评：电子在极板间做往复运动，分析时要注意电场力反向时，并不意味着电子的速度方向反向，也可以画出电子运动的速度时间图象分析．5.质量为m的带正电小球由空中A点无初速度自由下落，在t秒末加上竖直向上、范围足够大的匀强电场，再经过t秒小球又回到A点，不计空气阻力且小球从未落地，重力加速度为g，则（

）A.整个过程中小球电势能改变了B.从A点到最低点小球重力势能变化了C.从加电场开始到小球运动到最低点时电势能改变了D.从加电场开始到小球运动到最低点时小球动能变化了参考答案：BC自由落体运动的位移x1=gt2，末速度v=gt，设加上电场后的加速度为a，则加上电场后在ts内的位移x2=vt-at2=gt2-at2，因为x1=-x2，则a=3g，因为a=，所以电场力F=4mg．电场力做功与路径无关，则电场力做功W=Fx1=2mg2t2，电势能减小2mg2t2，故A错误。加电场时，物体的速度v=gt，末速度为零，则动能减小了mg2t2，故D错误．ts末加上电场匀减速运动到零的位移x′===，电势能增加了，则从A点到最低点的位移x=+gt2=gt2．则重力势能减小量为，故BC正确．故选BC．二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.如图所示，自耦变压器输入端A、B接交流稳压电源，其电压有效值UAB＝100V，R0＝40W，当滑动片处于线圈中点位置时，C、D两端电压的有效值UCD为

V，通过电阻R0的电流有效值为

A。参考答案：答案：200，5解析：自耦变压器的原副线圈在一起，由题可知，原线圈的匝数为副线圈匝数的一半。理想变压器的变压比为，所以。根据部分电路欧姆定律有。7.(3-5模块)（3分）如图所示是使用光电管的原理图。当频率为ν的可见光照射到阴极K上时，电流表中有电流通过。如果将变阻器的滑动端P由A向B滑动，通过电流表的电流强度将会___▲__(填“增加”、“减小”或“不变”)。当电流表电流刚减小到零时，电压表的读数为U，则光电子的最大初动能为____▲__(已知电子电量为e)。如果不改变入射光的频率，而增加入射光的强度，则光电子的最大初动能将_____▲____(填“增加”、“减小”或“不变”)。参考答案：答案：减小，，不变8.如图甲所示，利用打点计时器测量小车沿斜面下滑时所受阻力的示意图，小车拖在斜面上下滑时，打出的一段纸带如图乙所示，其中O为小车开始运动时打出的点。设在斜面上运动时所受阻力恒定。(1)已知打点计时器使用的交流电频率为50Hz，则小车下滑的加速度α=

▲

m/s2，打E点时小车速度=

▲

m/s（均取两位有效数字）。(2)为了求出小车在下滑过程中所受的阻力，可运用牛顿运动定律或动能定理求解，在这两种方案中除知道小车下滑的加速度a、打E点时速度、小车质量m、重力加速度g外，利用米尺还需要测量哪些物理量，列出阻力的表达式。方案一：需要测量的物理量

▲

，阻力的表达式（用字母表示）

▲

；方案二：需要测量的物理量

▲

，阻力的表达式（用字母表示）

▲

。参考答案：量斜面的长度L和高度H,

(前1分,后2分)

方案二:测量斜面长度L和高度H,还有纸带上OE距离S,9.用打点计时器研究物体的自由落体运动，得到如图一段纸带，测得AB=7.65cm，

BC=9.17cm。已知交流电频率是50Hz，则打B点时物体的瞬时速度为

m/s（保留三位有效数字）。如果实验测出的重力加速度值比公认值偏小，可能的原因是

。参考答案：2.10，空气阻力、纸带与打点计时器摩擦。解:根据某点瞬时速度等于该点的相邻的两段位移内的平均速度得如果实验测出的重力加速度值比公认值偏小,可能的原因是下落过程中有存在阻力等.故答案为:,下落过程中有存在阻力等10.如图，AB为竖直固定的金属棒，B为转轴，金属杆BC重为G、长为L，并可在竖直平面内绕B轴无摩擦转动，AC为轻质金属丝，。。从时刻开始加上一个有界的均匀变化的匀强磁场，其磁感线垂直穿过的一部分，初始时刻磁感应强度，变化率为K，整个闭合回路的总电阻为R，则回路中感应电流为

经过

时间后金属丝所受的拉力为零参考答案：

11.如图所示的导热气缸中封闭着一定质量的理想气体，活塞与气缸间无摩擦，气缸开口向上。开始气缸所处的环境温度为87℃，活塞距气缸底部距离为12cm,后来环境温度降为27℃，则：①此时活塞距气缸底部距离为多少?②此过程中气体内能

（填“增大”或“减小”），气体将

(填“吸热”或者“放热”).参考答案：见解析解：①设

由盖?吕萨克定律可知：

┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅（1分）解得：h2=10cm

┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅（1分）②减小（1分），放热（1分）12.如图所示甲为用干涉法检查平面平整程度装置。如图所示乙中干涉条纹弯曲处说明被检查的平面在此处是________（凹下或凸起）；若仅增大单色光的频率，干涉条纹将________（变密或变疏）；若仅减小薄片的厚度，干涉条纹将________（变密或变疏）。参考答案：

(1).凹下

(2).变密

(3).变疏【详解】薄膜干涉是等厚干涉，即明条纹处空气膜厚度相同，从弯曲的条纹可知，检查平面左边处的空气膜与后面的空气膜厚度相同，知该处凹下；增大光的频率，则波长变短，由可知，干涉条纹将密，若仅减小薄片的厚度即减小，干涉条纹将变疏。13.一汽艇在相距2km的甲乙两码头之间往返航行，逆水时用1.5h，顺水时用1h，则往返一次的平均速度为________，平均速率为_________。参考答案：0，0.8km/h三、简答题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.(4分)在橄榄球比赛中，一个95kg的橄榄球前锋以5m/s的速度跑动，想穿越防守队员到底线触地得分．就在他刚要到底线时，迎面撞上了对方两名均为75kg的队员，一个速度为2m/s，另一个为4m/s，然后他们就扭在了一起。①他们碰撞后的共同速率是；②在右面方框中标出碰撞后他们动量的方向，并说明这名前锋能否得分：。参考答案：答案：①0.1m/s

（2分）

②方向见图（1分）

能得分（1分）

15.（选修3-5）（6分）a、b两个小球在一直线上发生碰撞，它们在碰撞前后的s～t图象如图所示，若a球的质量ma=1kg，则b球的质量mb等于多少?参考答案：解析：由图知=4m/s、=—1m/s、=2m/s

（2分）

根据动量守恒定律有：ma=ma

+

mb

（2分）

∴mb=2.5kg （2分）四、计算题：本题共3小题，共计47分16.如图所示,质量为m可看作质点的小球从静止开始沿斜面由A点滑到B点后,进入与斜面圆滑连接的竖直圆弧管道,管道出口为C,圆弧半径R=15cm,AB的竖直高度差h=35cm．在紧靠出口C处,有一水平放置且绕其水平轴线匀速旋转的圆筒(不计筒皮厚度),筒上开有小孔D,筒旋转时,小孔D恰好能经过出口C处．若小球射出C口时,恰好能接着穿过D孔,并且还能再从D孔向上穿出圆筒,小球返回后又先后两次向下穿过D孔而未发生碰撞．不计摩擦和空气阻力,取重力加速度g=10m/s2,问:

(1)小球到达C点的速度vc为多少？

(2)圆筒转动的最大周期T为多少？(3)在圆筒以最大周期T转动的情况下,要完成上述运动圆筒的半径r必须为多少？

参考答案：解:(1)对小球从A→C由机械能守恒定律得:

①

代入数值解出vc=2m/s

(2)小球向上穿出圆筒所用时间为t

(k=1,2,3……)②

小球从离开圆筒到第二次进入圆筒所用时间为2t2.

2t2=nT(n=1,2,3……)③

对小球由C竖直上抛的上升阶段,由速度公式得:

④

联立解得⑤

当n=k=1时,

(3)对小球在圆筒内上升的阶段,由位移公式得:

⑥

代入数值解得

17.如图所示，航空母舰上的起飞跑道由长度为l1=1.6×102m的水平跑道和长度为l2=20m的倾斜跑道两部分组成．水平跑道与倾斜跑道末端的高度差h=4.0m．一架质量为m=2.0×104kg的飞机，其喷气发动机的推力大小恒为F=1.2×105N，方向与速度方向相同，在运动过程中飞机受到的平均阻力大小为飞机重力的0.1倍．假设航母处于静止状态，飞机质量视为不变并可看成质点，取g=10m/s2．（1）求飞机在水平跑道运动的时间及到达倾斜跑道末端时的速度大小；（2）为了使飞机在倾斜跑道的末端达到起飞速度100m/s，外界还需要在整个水平轨道对飞机施加助推力，求助推力F推的大小．参考答案：解：（1）飞机在水平跑道上运动时，水平方向受到推力与阻力作用，设加速度大小为a1、末速度大小为v1，运动时间为t1，有F合=F﹣Ff=ma1

①v12﹣v02=2a1l1②

v1=a1t1

③注意到v0=0，Ff=0.1mg，代入已知数据可得a1=5.0m/s2，v1=40m/s，t1=8.0s

④飞机在倾斜跑道上运动时，沿倾斜跑道受到推力、阻力与重力沿斜面分力作用，设沿斜面方向的加速度大小为a2、末速度大小为v2，沿斜面方向有

F合′=F﹣Ff﹣mgsinα=ma2

⑤

mgsin

⑥

⑦注意到v1=40m/s，代入已知数据可得a2=3.0m/s2，

⑧故飞机在水平跑道上运动的时间为8.0s，到达倾斜跑道末端时的速度大小为41.3m/s．（2）飞机在水平跑道上运动时，水平方向受到推力、助推力与阻力作用，设加速度大小为a′1、末速度大小为v′1，有F合″=F推+F﹣Ff=ma1′⑨

⑩飞机在倾斜跑道上运动时，沿倾斜跑道受到推力、阻力与重力沿斜面分力作用没有变化，加速度大小仍有a′2=3.0m/s2根据题意，v′2=100m/s，代入数据解得故助推力F推的大小为5.2×105N．【考点】牛顿第二定律；匀变速直线运动