山西省朔州市沙塄河中学2021-2022学年高三物理上学期期末试题含解析

山西省朔州市沙塄河中学2021-2022学年高三物理上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.（单选）以下关于物理学史和物理方法的叙述中正确的是（） A． 在建立合力、分力、重心、质点等概念时都用到了等效替代法 B． 在推导匀变速直线运动位移公式时，把整个运动过程划分为很多小段，每一小段近似看成匀速直线运动，然后把各段位移相加，应用了“微元法” C． 用比值法定义的物理概念在物理学中占有相当大的比列，例如：电场强度E=，速度的定义v=，加速度的定义a=等 D． 1820年奥斯特通过实验发现了电流周围存在磁场，并首先引入了电场线来形象描述电场参考答案：考点： 物理学史．分析： 根据物理学史和常识解答，记住著名物理学家的主要贡献即可．解答： 解：A、在建立合力、分力、重心等概念时都用到了等效替代法；而建立质点概念时都用到了理想模型法；故A错误；B、在推导匀变速直线运动位移公式时，把整个运动过程划分为很多小段，每一小段近似看成匀速直线运动，然后把各段位移相加，应用了“微元法”，故B正确；C、用比值法定义的物理概念在物理学中占有相当大的比列，例如：电场强度E=，速度的定义v=，加速度的定义a=等，故C错误；D、1820年奥斯特通过实验发现了电流周围存在磁场，法拉第首先引入了电场线来形象描述电场，故D错误；故选：B．点评： 本题考查物理学史，是常识性问题，对于物理学上重大发现、发明、著名理论要加强记忆，这也是考试内容之一．2.已知地球质量为M，半径为R，自转周期为T，地球同步卫星质量为m，引力常量为G。有关同步卫星，下列表述正确的是

（

）A．卫星距离地面的高度为

B．卫星的运行速度小于第一宇宙速度C．卫星运行时受到的向心力大小为

D．卫星运行的向心加速度大于地球表面的重力加速度参考答案：B3.如图所示，真空中两等量异号点电荷Q1、Q2固定在x轴上，其中Q1带正电．三角形acd为等腰三角形，cd边与x轴垂直且与x轴相交于b点，则下列说法正确的是

A．a点电势高于b点电势

B．a点电势高于b点电势

C．将电子从a点点，电势能减少

D．将电子从a点移动到c点，电场力做正功

参考答案：CD由于沿电场线方向电势降低，电场线的疏密表示电场的强弱，据等量异种点电荷电场的分布特点可知a点场强大于b点场强，a、b在同一条电场线上，且沿x轴负向，故a点电势低于b点电势，选项AB错误。由于等势线跟电场线垂直，做出过c点的等势线分析可知，c、d两点电势相等，且小于b点电势，故将电子从a点移动到b点再移动到c点，电场力一直做正功，电势能减少，选项CD正确。4.（多选）对电场力做功与电势能变化的关系，以下说法正确的是

(

)

A．电场力做正功，电势能增加

B．电场力做正功，电势能减少

C．电场力做负功，电势能增加

D．电场力做负功，电势能减少参考答案：BC5.功的下列几种说法中，正确的是（

）A.人水平地托着一个物体沿水平方向匀速前进，人没有对物体做功B.人水平地托着一个物体沿水平方向加速前进，人对物体做了功C.力和位移都是矢量，功也一定是矢量D.因为功有正功和负功的区别，所以功是矢量参考答案：AB二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.如图，均匀磁场中有一由半圆弧及其直径构成的导线框，半圆直径与磁场边缘重合；磁场方向垂直于半圆面（纸面）向里，磁感应强度大小为B0，半圆弧导线框的直径为d，电阻为R。使该线框从静止开始绕过圆心O、垂直于半圆面的轴以角速度ω匀速转动半周，线框中产生的感应电流大小为_________。现使线框保持图中所示位置，让磁感应强度大小随时间线性变化。为了产生与线框转动半周过程中同样大小的电流，磁感应强度随时间的变化率的大小应为_________。

参考答案：；7.某探究小组设计了“用一把尺子测定动摩擦因数”的实验方案。如图所示，将一个小球和一个滑块用细绳连接，跨在斜面上端。开始时小球和滑块均静止，剪断细绳后，小球自由下落，滑块沿斜面下滑，可先后听到小球落地和滑块撞击挡板的声音。保持小球和滑块释放的位置不变，调整挡板位置，重复以上操作，直到能同时听到小球落地和滑块撞击挡板的声音。用刻度尺测出小球下落的高度、滑块释放点与挡板处的高度差和沿斜面运动的位移。（空气阻力对本实验的影响可以忽略）

①滑块沿斜面运动的加速度与重力加速度的比值为________。②滑块与斜面间的动摩擦因数为__________________。③以下能引起实验误差的是________。．滑块的质量

．当地重力加速度的大小．长度测量时的读数误差

．小球落地和滑块撞击挡板不同时参考答案：①；

②；

③8.镭核(Ra)经过一系列α衰变和β衰变，变成铅核(Pb)，其中经过α衰变的次数是_____，镭核(Ra)衰变成铅核(Pb)的过程中损失了_______个中子．参考答案：5169.如图所示，一单匝闭合线框在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的转轴匀速转动．在转动过程中，线框中的最大磁通量为фm，最大感应电动势为Em，则线框在匀强磁场中绕垂直于磁场方向转轴转动的角速度大小为．参考答案：Em/фm【考点】交流发电机及其产生正弦式电流的原理．【分析】根据最大感应电动势为Em=BSω和最大磁通量фm=BS间的关系，很容易求出角速度．【解答】解：最大感应电动势为Em=BSω

最大磁通量фm=BS所以Em=фmω所以ω=Em/фm10.如图，一列简谐横波沿x轴传播，实线为tl=0时刻的波形图，虚线为t2=0.05s时的波形图。(1)若波沿x轴正方向传播且2T<t2-t1<3T(T为波的周期)，求波速.(2)若波速v=260m·s－1，则从tl=0时刻起x=2m处的质点第三次运动到波谷所需的时间。参考答案：（1）220m/s；（2）【详解】（1）波沿x轴正向传播，由图像可知：λ=4m；在?t时间内：因为2T<t2-t1<3T，则n=2，此时，解得，（2）若波速v=260m/s，则在?t=0.05s内传播的距离为则波沿x轴负向传播，此时周期为，则从tl=0时刻起x=2m处的质点第三次运动到波谷所需的时间

11.如图所示，在研究感应电动势大小的实验中，把一根条形磁铁从同样高度插到线圈中同样的位置处，第一次快插，第二次慢插，两情况下线圈中产生的感应电动势的大小关系是E1____E2；通过线圈导线横截面电量的大小关系是ql____q2（选填“大于”、“等于”或“小于”）。参考答案：大于

等于

12.如图所示，质量为M，半径为R的均匀圆形薄板可以绕光滑的水平轴A在竖直平面内转动，AB是它的直径，O是它的圆心。现在薄板上挖去一个直径为R的圆，则圆板的重心将从O点向左移动__________R的距离，在B点作用一个垂直于AB的力F使薄板平衡，此时AB恰处于水平位置，则F=_________________。

参考答案：

；

13.（6分）如图所示，电源电动势为E=10V，内阻r=1Ω，R1=3Ω，R2=6Ω，C=30μF。开关S断开时，电容器的电荷量为

C。闭合开关S，稳定后通过R1的电流为

A。参考答案：

答案：3×10—4；

1三、简答题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.（选修3-4模块）（4分）如图所示是一列沿x轴正方向传播的简谐横波在t=0时刻的波形图，已知波的传播速度v=2m/s．试回答下列问题：①写出x=1.0m处质点的振动函数表达式；②求出x=2.5m处质点在0～4.5s内通过的路程及t=4.5s时的位移．参考答案：

解析：①波长λ=2.0m，周期T=λ/v=1.0s，振幅A=5cm，则y=5sin(2πt)

cm（2分）

②n=t/T=4.5，则4.5s内路程s=4nA=90cm；x=2.5m质点在t=0时位移为y=5cm，则经过4个周期后与初始时刻相同，经4.5个周期后该质点位移y=

—5cm．（2分）15.如图所示，质量为m带电量为+q的小球静止于光滑绝缘水平面上，在恒力F作用下，由静止开始从A点出发到B点，然后撤去F，小球冲上放置在竖直平面内半径为R的光滑绝缘圆形轨道，圆形轨道的最低点B与水平面相切，小球恰能沿圆形轨道运动到轨道末端D，并从D点抛出落回到原出发点A处．整个装置处于电场强度为E=的水平向左的匀强电场中，小球落地后不反弹，运动过程中没有空气阻力．求：AB之间的距离和力F的大小．参考答案：AB之间的距离为R，力F的大小为mg．考点： 带电粒子在匀强电场中的运动；牛顿第二定律；平抛运动；动能定理的应用．专题： 带电粒子在电场中的运动专题．分析： 小球在D点，重力与电场力的合力提供向心力，由牛顿第二定律即可求出D点的速度，小球离开D时，速度的方向与重力、电场力的合力的方向垂直，小球做类平抛运动，将运动分解即可；对小球从A运动到等效最高点D过程，由动能定理可求得小球受到的拉力．解答： 解：电场力F电=Eq=mg

电场力与重力的合力F合=mg，方向与水平方向成45°向左下方，小球恰能到D点，有：F合=解得：VD=从D点抛出后，只受重力与电场力，所以合为恒力，小球初速度与合力垂直，小球做类平抛运动，以D为原点沿DO方向和与DO垂直的方向建立坐标系（如图所示）．小球沿X轴方向做匀速运动，x=VDt

沿Y轴方向做匀加速运动，y=at2a==所形成的轨迹方程为y=直线BA的方程为：y=﹣x+（+1）R解得轨迹与BA交点坐标为（R，R）AB之间的距离LAB=R从A点D点电场力做功：W1=（1﹣）R?Eq

重力做功W2=﹣（1+）R?mg；F所做的功W3=F?R有W1+W2+W3=mVD2，有F=mg答：AB之间的距离为R，力F的大小为mg．点评： 本题是动能定理和向心力知识的综合应用，分析向心力的来源是解题的关键．四、计算题：本题共3小题，共计47分16.如图4所示，在坐标系第一象限内有正交的匀强电场和匀强磁场，电场强度E＝1.0×103V/m，方向未知，磁感应强度B＝1.0T，方向垂直纸面向里；第二象限的某个圆形区域内有垂直纸面向里的匀强磁场B′(图中未画出)．一质量m＝1×10－14kg、电荷量q＝1×10－10C的带正电粒子以某一速度v沿与x轴负方向成60°角的方向从A点进入第一象限，在第一象限内做直线运动，而后从B点进入磁场B′区域．一段时间后，粒子经过x轴上的C点并与x轴负方向成60°角飞出．已知A点坐标为(10,0)，C点坐标为(－30,0)，不计粒子重力．(1)判断匀强电场E的方向并求出粒子的速度v；(2)画出粒子在第二象限的运动轨迹，并求出磁感应强度B′；(3)求第二象限磁场B′区域的最小面积．参考答案：【知识点】

带电粒子在匀强磁场中的运动；牛顿第二定律；向心力．C2D4K3【答案解析】（1）1×103m/s；（2）T；（3）3.14×10-2m2．

解析：(1)粒子在第一象限内做直线运动，速度的变化会引起洛伦兹力的变化，所以粒子必做匀速直线运动．这样，电场力和洛伦兹力大小相等，方向相反，电场E的方向与微粒运动的方向垂直，即与x轴正向成30°角斜向右上方．由平衡条件有Eq＝Bqv得v＝＝m/s＝103m/s(2)粒子从B点进入第二象限的磁场B′中，轨迹如图粒子做圆周运动的半径为R，由几何关系可知R＝cm＝cm由qvB′＝m，解得B′＝＝，代入数据解得B′＝T.(3)由图可知，B、D点应分别是粒子进入磁场和离开磁场的点，磁场B′的最小区域应该分布在以BD为直径的圆内．由几何关系得BD＝20cm，即磁场圆的最小半径r＝10cm，所以，所求磁场的最小面积为S＝πr2＝3.14×10－——2m2【思路点拨】（1）粒子在第四象限内做匀速直线运动，电场力与洛伦兹力平衡，由平衡条件可以求出粒子速度；（2）粒子在第一象限中受到洛伦兹力而做匀速圆周运动，根据几何知识画出粒子在第一象限的运动轨迹，由几何知识求出轨迹半径．由牛顿第二定律即可求得磁感应强度B2的大小；（3）画出磁场B2最小区域，由几何知识求得边长，即可求出最小的面积．当带电粒子在电场与磁场中做直线运动时，由于洛伦兹力由速度决定，所以粒子必做匀速直线运动．当粒子进入磁场时，仅受洛伦兹力做匀速圆周运动，由几何关系可确定磁感应强度．17.如图所示，一水平面与半径R=0．5m的竖直圆弧轨道BC相切于B点，静止于A处质量m=lkg的物体在大小为F=10N，方向与水平面成=37o角斜向下的推力作用下沿水平面运动，到达B点时立刻撤去F，物体沿圆弧轨道向上运动并恰好到达C点，已知A、B相距L=lm，物体与水平面间的动摩擦因数0．1(g取10m/s2，sin37o=0．6，cos37o=0．8)，求：(1)物体到达B点时