山西省长治市城南中学2021-2022学年高三物理期末试题含解析

山西省长治市城南中学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.（单选）竖直上抛一球，球又落回原处，已知空气阻力的大小正比于球的速度，则以下说法正确的是A．上升过程中克服重力做的功大于下降过程中重力做的功B．上升过程中克服重力做的功小于下降过程中重力做的功C．上升过程中克服重力做功的平均功率大于下降过程中重力做功的平均功率D．上升过程中克服重力做功的平均功率等于下降过程中重力做功的平均功率参考答案：C解析：重力是保守力，做功的大小只与物体的初末的位置有关，与物体的路径等无关，所以在上升和下降的过程中，重力做功的大小是相等的，所以A、B错误．物体在上升的过程中，受到的阻力向下，在下降的过程中受到的阻力向上，所以在上升时物体受到的合力大，加速度大，此时物体运动的时间短，在上升和下降的过程中物体重力做功的大小是相同的，由P=可知，上升的过程中的重力的功率较大，所以C正确，D错误．故选BC．2.1831年，法拉第经过十年的研究和努力，终于发现了电磁感应定律。如图所示为法拉第发明的人类历史上第一台感应发电机的原理图：一金属圆盘在垂直纸面向里的匀强磁场中以中点b为圆心逆时针旋转。在圆盘的边缘和中心取一直线上的三个位置，记为a、b、c，则关于三点的电势的判断正确的是A．

B．C．

D．参考答案：C3.（多选）两个等量同种电荷固定于光滑水平面上，其连线中垂线上有A、B、C三点，如图所示。一个电荷量为2C，质量为1kg的小物块从C点静止释放，其运动的vt图象如图所示，其中B点处为整条图线切线斜率最大的位置（图中标出了该切线）。则下列说法正确的是

A．B点为中垂线上电场强度最大的点，场强E=1V/m

B．由C到A的过程中物块的电势能先减小后变大

C．由C点到A点的过程中，电势逐渐升高

D．AB两点的电势差UAB=-5V参考答案：AD4.（2015?昌平区二模）一单色光照到某金属表面时，有光电子从金属表面逸出，下列说法中正确的是（）A．增大入射光的频率，金属的逸出功将增大B．增大入射光的频率，光电子的最大初动能将增大C．增大入射光的强度，光电子的最大初动能将增大D．延长入射光照射时间，光电子的最大初动能将增大参考答案：B光电效应解：A、金属的逸出功由金属本身决定，增大入射光的频率，金属逸出功也将不变，故A错误；B、根据光电效应方程可知，Ek=hγ﹣W；可知，光电子的最大初动能由入射光的频率和逸出功决定，只增大入射光的频率，光电子的最大初动能将增大，故B正确；C、光的强弱不影响光电子的能量，只影响单位时间内发出光电子的数目，只增大入射光的强度，单位时间内逸出的光电子数目将增多，光电子的最大初动能不变．故C错误；D、根据光电效应方程可知，Ek=hγ﹣W；可知，光电子的最大初动能由入射光的频率和逸出功决定，即使只延长入射光照射时间，光电子的最大初动能也将不变，故D错误；故选：B5.（单选）在物理学的重大发现中科学家们总结出了许多物理学方法，如理想实验法、控制变量法、极限思想法、类比法、科学假设法和建立物理模型法等。以下关于物理学研究方法的叙述不正确的是（

）A．在不需要考虑物体本身的大小和形状时，用质点来代替物体的方法运用了假设法B．根据速度的定义式，当趋近于零时，就可以表示物体在t时刻的瞬时速度，该定义运用了极限思想法C．在实验探究加速度与力、质量的关系时，运用了控制变量法D．在推导匀变速直线运动位移公式时，把整个运动过程等分成很多小段，然后将各小段位移相加，运用了微元法参考答案：A。本题是物理学研究和思维方法考查题，A选项就是建立理想模型法处理问题，A是不正确的；B是极限思想对速度下的定义，正确；在探究加速度与力、质量的关系时，运用了控制变量法：是控制力或质量不变分析另一因素与加速度的关系，C正确；同样D是利用微元法处理问题，正确。本题是选择不正确答案，即A是本题的答案。二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.

（6分）伽利略通过研究自由落体和物块沿光滑斜面的运动，首次发现了匀加速运动规律。伽利略假设物块沿斜面运动与物块自由下落遵从同样的法则，他在斜面上用刻度表示物块滑下的路程，并测出物块通过相应路程的时间，然后用图线表示整个运动过程，图中OA表示测得的时间，矩形OAED的面积表示该时间内物块经过的路程，则图中OD的长度表示

。P为DE的中点，连接OP且延长交AE的延长线于B，则AB的长度表示

。参考答案：

答案：平均速度，物体的末速度

7.一探月卫星在地月转移轨道上运行，某一时刻正好处于地心和月心的连线上，卫星在此处所受地球引力与月球引力之比为4∶1。已知地球与月球的质量之比约为81∶1，则该处到地心与到月心的距离之比约为

。参考答案：答案：9:2解析：由万有引力定律，卫星受到地球和月球的万有引力分别为F地=G，F月=G，代入题目给定的数据可得R地:R月=9:2。8.已知引力常量月球中心到地球中心的距离及和月球绕地球运行的周期T。仅利用这三个数据，可以估算出的物理量有（）。A.月球的质量B.地球的密度C.地球的半径D.月球绕地球运行速度的大小参考答案：D【详解】研究月球绕地球做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力，列出等式，得，所以可以估算出地球的质量，不能估算出月球的质量；由题中条件不能求解地球的半径，也就不能求解地球的密度；故ABC错误。研究月球绕地球做匀速圆周运动，根据圆周运动知识得：月球绕地球运行速度的大小，故D正确。故选D。9.（1）甲乙两个同学共同做“验证牛顿第二定律”的实验，装置如图所示。①两位同学用砝码盘（连同砝码）的重力作为小车受到的合力，需要平衡桌面的摩擦力对小车运动的影响，将长木板的一端适当垫高，在不挂砝码盘的情况下，轻推小车，能使小车做_______________运动。另外，还应满足砝码盘（连同砝码）的质量m

小车的质量M。（填“远小于”、“远大于”或“近似等于”）接下来，甲同学在保持小车质量不变的条件下，研究加速度与合力的关系；乙同学在保持合力不变的条件下，研究小车的加速度与质量的关系。②甲同学通过对小车所牵引纸带的测量，就能得出小车的加速度a。图2是某次实验所打出的一条纸带，在纸带上标出了5个计数点，在相邻的两个计数点之间还有4个点未标出，图中数据的单位是cm。实验中使用的电源是频率f=50Hz的交变电流。根据以上数据，可以算出小车的加速度a=

m/s2。（结果保留三位有效数字）（2）（12分）小明利用实验室提供的器材测量某种电阻丝材料的电阻率，所用电阻丝的电阻约为20Ω。他首先把电阻丝拉直后将其两端固定在刻度尺两端的接线柱a和b上，在电阻丝上夹上一个与接线柱c相连的小金属夹，沿电阻丝移动金属夹，可改变其与电阻丝接触点P的位置，从而改变接入电路中电阻丝的长度。可供选择的器材还有：电池组E（电动势为3.0V，内阻约1Ω）；电流表A1（量程0～100mA，内阻约5W）；电流表A2（量程0～0.6A，内阻约0.2Ω）；电阻箱R（0～999.9W）；开关、导线若干。小明的实验操作步骤如下：A．用螺旋测微器在电阻丝上三个不同的位置分别测量电阻丝的直径d；B．根据所提供的实验器材，设计并连接好如图甲所示的实验电路；C．调节电阻箱使其接入电路中的电阻值较大，闭合开关；D．将金属夹夹在电阻丝上某位置，调整电阻箱接入电路中的电阻值，使电流表满偏，记录电阻箱的电阻值R和接入电路的电阻丝长度L；E．改变金属夹与电阻丝接触点的位置，调整电阻箱接入电路中的阻值，使电流表再次满偏。重复多次，记录每一次电阻箱的电阻值R和接入电路的电阻丝长度L。F．断开开关。①小明某次用螺旋测微器测量电阻丝直径时其示数如图乙所示，则这次测量中该电阻丝直径的测量值d=____________mm；②实验中电流表应选择_____________（选填“A1”或“A2”）；③小明用记录的多组电阻箱的电阻值R和对应的接入电路中电阻丝长度L的数据，绘出了如图丙所示的R-L关系图线，图线在R轴的截距为R0，在L轴的截距为L0，再结合测出的电阻丝直径d，可求出这种电阻丝材料的电阻率r=____________（用给定的物理量符号和已知常数表示）。④若在本实验中的操作、读数及计算均正确无误，那么由于电流表内阻的存在，对电阻率的测量结果是否会产生影响？若有影响，请说明测量结果将偏大还是偏小。（不要求分析的过程，只回答出分析结果即可）答：

。参考答案：1）（6分）①匀速直线（2分）远小于

（2分）

②0.343

（2分）（2）（12分）①0.728～0.732……（3分）

②A1……（3分）③……（3分）

④不产生影响……（3分）10.一列简谐横波在t=0时的波形图如图所示。介质中x=3m处的质点P沿y轴方向做简谐运动的表达式为cm。则此波沿x轴

▲

(选填“正”或“负”)方向传播，传播速度为▲

m/s。参考答案：

负（2分）

10m/s

(2分)11.在“探究加速度与物体受力的关系”活动中，某小组设计了如图所示的实验。图中上下两层水平轨道表面光滑，两完全相同的小车前端系上细线，细线跨过滑轮并分别挂上装有不同质量砝码的盘，两小车尾部细线水平连到控制装置上，实验时通过控制细线使两小车同时开始运动，然后同时停止。实验中：（1）应使砝码和盘的总质量远小于小车的质量，这时可认为小车受到的合力的大小等于

。（2）若测得小车1、2的位移分别为x1和x2，则小车1、2的加速度之比

。（3）要达到实验目的，还需测量的物理量是

。参考答案：(1)砝码和盘的总重

(2分)(2)x1/x2

(2分)

(3)两组砝码和盘的总重量（质量）（或盘的质量、两砝码和盘的总重量的比值）12.如图所示的实验电路，当用黄光照射光电管中的碱金属涂层时，毫安表的指针发生了偏转.若将电路中的滑动变阻器的滑片P向右移动到某一位置时，毫安表的读数恰好减小到零，此时电压表读数为U.若此时增加黄光照射的强度，则毫安表

(选填“有”或“无”)示数.若改用蓝光照射光电管中的金属涂层，则毫安表

(选填“有”或“无”)示数.参考答案：无

有13.如图所示的传动机构中，截面为三角形的楔块A底角为θ，圆盘B的半径为r，与楔块A间无滑动，当楔块A以速度vA匀速向右前进时，圆盘的角速度为______________，滑块C向上的速度为_____________。参考答案：，三、简答题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.

(12分)(1)用简明的语言表述临界角的的定义：(2)玻璃和空所相接触。试画出入射角等于临界角时的光路图，并标明临界角。(3)当透明介质处在真空中时，根据临界角的定义导出透明介质的折射率n与临界角θc的关系式。

参考答案：解析：(1)光从光密介质射到光疏介质中，折射角为90°时的入射角叫做临界角(2)如图，θC为临界角。(3)用n表示透明介质的折射率，θC表示临界角，由折射定律

15.（6分）题11图2为一列沿x轴正方向传播的简谐机械横波某时刻的波形图，质点P的振动周期为0.4s.求该波的波速并判断P点此时的振动方向。参考答案：；P点沿y轴正向振动考点：本题考查横波的性质、机械振动与机械波的关系。四、计算题：本题共3小题，共计47分16.有一种试验阶段的超导电磁推进船。它取消了传统的螺旋桨，是船舶推进的重大革新，其原理如图所示，强磁场方向竖直向，在垂直于船身方向两边安装正负电极，电极都在海水里。当电源接通时海水中产生垂直于船体方向的强电流，其在磁场作用下产生推力F=50N，推动船体运动。如磁感应强度B=5T（看作匀强磁场），水通道宽L=0.5m，设电源接通时回路的电阻为R=5Ω。求：（1）结合题中的原理图说明船的运动方向；（2）通过电源的电流I；（3）电源两端的路端电压U。参考答案：17.如图5－2－14所示，竖直平面坐标系xOy的第一象限，有垂直xOy平面向外的水平匀强磁场和竖直向上的匀强电场，大小分别为B和E；第四象限有垂直xOy平面向里的水平匀强电场，大小也为E；第三象限内有一绝缘光滑竖直放置的半径为R的半圆轨道，轨道最高点与x轴相切于坐标原点O，最低点与绝缘光滑水平面相切于N.一质量为m的带电小球从y轴上(y＞0)的P点沿x轴正方向进入第一象限后做圆周运动，恰好通过坐标原点O，且水平切入半圆轨道并恰好沿轨道内侧运动，过N点水平进入第四象限，并在电场中运动(已知重力加速度为g)．（1）判断小球的带电性质并求出其所带电荷量．

（2）P点距坐标原点O至少多高？

（3）若该小球以满足（2）中OP最小值的位置和对应速度进入第一象限，通过N点开始计时，经时间t=2，小球距N点的距离s为多远？参考答案：（1）q=mg/E，小球带正电；（2）PO的最小距离为：Y=2；（3）小球距N点：s=6R18.（17分）如图xy平面位于竖直平面内，x轴上方和下方有理想边界的匀强电场，x轴负向和OC之间所辖区域内有匀强磁场B，其中OC与y轴负向成600夹角。一带电小球电量为+q，质量为m,电场强度为mg/q，自y轴