广东省广州市市育才中学2021-2022学年高三物理上学期期末试卷含解析

广东省广州市市育才中学2021-2022学年高三物理上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.（单选）如图所示，螺旋形光滑轨道竖直放置，P、Q为对应的轨道最高点，一个小球以一定速度沿轨道切线方向进入轨道，且能过轨道最高点P，则下列说法中正确的是()A．轨道对小球做正功，小球的线速度vP>vQB．轨道对小球不做功，小球的角速度ωP<ωQC．小球的向心加速度aP>aQD．轨道对小球的压力FP>FQ参考答案：B2.如图甲所示，两物体A、B叠放在光滑水平面上，对物体A施加一水平力F，F-t关系图象如图乙所示，两物体在力F作用下由静止开始运动，且始终相对静止，则A.2~3s时间内两物体间的摩擦力逐渐减小B.A对B的摩擦力方向始终与力F的方向相同

C.2s末时A对B的摩擦力对B做功的瞬时功率最大D.两物体沿直线做往复运动

参考答案：B在0-2s内整体向右做加速运动，加速度先增大后减小；2-4s内加速度反向，先增大后减小，做减速运动，因为两段时间内受力是对称的，所以4s末速度变为零，在0-4s内一直向前运动，然后又重复以前的运动，D错误．对整体分析，整体的加速度与F的方向相同，B物体所受的合力为摩擦力，故摩擦力的方向与加速度方向相同，即与F的方向相同，故B正确．2~3s时间内，整体加速度逐渐增大，物体的加速度也相应的增大，所以两物体间的摩擦力逐渐增大，A错误；2s末时整体的加速度为零，B受到的摩擦力为零，摩擦力瞬时功率为零，C错误。3.下列四幅图中关于机械振动和机械波的说法正确的是

▲

A．粗糙斜面上的金属球M在弹簧的作用下运动，该运动是简谐运动B．单摆的摆长为l，摆球的质量为m、位移为x，此时回复力为F=－xC．质点A、C之间的距离就是简谐波的一个波长D．实线为某时刻的波形图，此时质点M向下运动，经极短时间后波形图如虚线所示参考答案：BD

4.（单选）如图所示，足够长的传送带与水平面夹角为θ，以速度v0逆时针匀速转动．在传送带的上端轻轻放置一个质量为m的小木块，小木块与传送带间的动摩擦因数μ<tanθ，则下图中能反映小木块的速度随时间变化关系的是

（

）参考答案：D5.下列关于质点的说法正确的是A．万吨巨轮在大海中航行，研究巨轮所处的地理位置时，巨轮可看作质点B．无论什么物体，也无论什么运动，只有以地面为参考系，就能将其看成质点C．电子绕原子核旋转，同时在自转，由于电子很小，故研究电子的自转时，仍可将其看作质点D．质点是一种理想化模型，实际上并不存在参考答案：AD二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.如图，一个三棱镜的截面为等腰直角ABC，∠A为直角．此截面所在平面内的光线沿平行于BC边的方向射到AB边，进入棱镜后直接射到AC边上，并刚好能发生全反射．该棱镜材料的折射率为_________(填入正确选项前的字母)．

A．

B．

C．

D．参考答案：D7.如图所示电路中，电源电动势E＝8V，内电阻r＝4Ω，定值电阻R1＝6Ω，R为最大阻值是40Ω的滑动变阻器．则在滑动变阻器左右滑动过程中，电压表的最大读数为V，电源的最大输出功率为W．参考答案：6.4

3.848.如图(a)所示为一实验小车自动测速示意图。A为绕在条形磁铁上的线圈，经过放大器与显示器连接，图中虚线部分均固定在车身上。C为小车的车轮，B为与C同轴相连的齿轮，其中心部分使用铝质材料制成，边缘的齿子用磁化性能很好的软铁制成，铁齿经过条形磁铁时即有信号被记录在显示器上。已知齿轮B上共安装30个铁质齿子，齿轮直径为30cm，车轮直径为60cm。改变小车速度，显示器上分别呈现了如图（b）和（c）的两幅图像。设（b）图对应的车速为vb，（c）图对应的车速为vc。（1）分析两幅图像，可以推知：vb_________vc（选填“>”、“<”、“=”）。（2）根据图(c)标出的数据，求得车速vc=__________________km/h。参考答案：⑴<；

⑵18π或56.5。9.生活中经常用“呼啸而来”形容正在驶近的车辆，这是声波在传播过程中对接收这而言频率发生变化的表现，无线电波也具有这种效应。图中的测速雷达正在向一辆接近的车辆发出无线电波，并接收被车辆反射的无线电波。由于车辆的运动，接收的无线电波频率与发出时不同。利用频率差就能计算出车辆的速度。已知发出和接收的频率间关系为，式中C为真空中的光速，若，，可知被测车辆的速度大小为_________m/s。参考答案：答案：30解析：根据题意有，解得v＝30m/s。10.客运电梯简化模型如图甲所示，电梯的加速度a随时间t变化的关系如图乙所示。已知电梯在t=0时由静止开始上升，电梯总质最m=2.0×103kg，忽略一切阻力。电梯在上升过程中受到的最大拉力F=

N，电梯在前2s内的速度改变量△v=

m/s。参考答案：2.2×104，1.511.(6分)一定质量的非理想气体体积膨胀对外做了4×103J功的同时，又从外界吸收了2.4×103J的热量，则在该过程中，气体内能的增量△U=______J，气体的分子势能和分子动能分别__________、________(填“增加”“减小”或“不变”)参考答案：-1.6×103J

增加，减小12.利用图示装置可以测定喷枪喷射油漆雾滴的速度。将直径D=40cm的纸带环，安放在一个可以匀速转动的转台上，纸带上有一狭缝A，A的正对面有一条标志线。油漆喷枪放在开有狭缝B的纸盒里。转台以角速度稳定转动后，开始喷漆，喷出来的雾滴运动速度认为不变。仅当狭缝A和B正对平行时，雾滴才能进入纸带环。改变喷射速度重复实验，已知，在纸带上留下了一系列的痕迹a、b、c、d。将纸带取下放在刻度尺下，如图所示。(1)速度最小的雾滴所留的痕迹应为

点，该点离标志线的距离为

cm。(2)该喷枪喷出的雾滴的最大速度为

m/s，若考虑空气阻力的影响，该测量值

真实值（选填“大于”“小于”或“等于”）。参考答案：（1）

a

，

2.50

；（2）

24

，

小于

13.某同学利用竖直上抛小球的频闪照片验证机械能守恒定律．频闪仪每隔0.05s闪光一次，如图中所标数据为实际距离，该同学通过计算得到不同时刻的速度如下表（当地重力加速度取10m/s2，小球质量m=0.2kg，结果保留三位有效数字）：时刻t2t3t4t5速度（m/s）5.595.084.58

（1）由频闪照片上的数据计算t5时刻小球的速度v5=

m/s．（2）从t2到t5时间内，重力势能增量△Ep=

J，动能减少量△Ek=

J．（3）在误差允许的范围内，若△Ep与△Ek近似相等，从而验证了机械能守恒定律．由上述计算得△Ep

△Ek（选填“＞”“＜”或“=”），造成这种结果的主要原因是

．参考答案：解：（1）在匀变速直线运动中，中间时刻的瞬时速度等于该过程中的平均速度，所以有：v5==4.08m/s（2）根据重力做功和重力势能的关系有：△Ep=mg（h2+h3+h4）=0.2×10×（26.68+24.16+21.66）×10﹣2J=1.45J在匀变速直线运动中，中间时刻的瞬时速度等于该过程中的平均速度，所以有：v2==5.59m/s△Ek=m（v22﹣v52）=×0.2×[（5.59）2﹣（4.08）2]J=1.46J．（3）由上述计算得△Ep＜△Ek，由于纸带和打点计时器的摩擦以及空气阻力的存在，导致动能减小量没有全部转化为重力势能．故答案为：（1）4.08．（2）1.45，1.46（3）＜，由于纸带和打点计时器的摩擦以及空气阻力的存在．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.（11分）简述光的全反射现象及临界角的定义，并导出折射率为的玻璃对真空的临界角公式。参考答案：解析：光线从光密介质射向光疏介质时，折射角大于入射角，若入射角增大到某一角度C，使折射角达到，折射光就消失。入射角大于C时只有反射光，这种现象称为全反射，相应的入射角C叫做临界角。

光线由折射率为的玻璃到真空，折射定律为：

①

其中分别为入射角和折射角。当入射角等于临界角C时，折射角等于，代入①式得

②四、计算题：本题共3小题，共计47分16.如图所示，长直导线与圆形线圈处于同一水平面．已知长直导线中的电流I在逐渐减小，线圈的电阻为24Ω．（1）线圈中的电流是什么方向？（2）导线对线圈的作用是吸引还是排斥？（3）当线圈中的感应电流是84mA时，通过线圈的磁通量的变化率是多少？参考答案：解：（1）长直导线下方的磁场方向垂直纸面向里，导线中的电流逐渐减小，穿过圆形线圈的磁通量减小，由楞次定律知线圈中的电流为顺时针方向；

（2）根据楞次定律感应电流的磁场阻碍磁通量的减小，圆形线圈将受到向上磁场力，所以导线对圆形线圈的作用力为吸引力（3）线圈中的感应电动势

E=IR得

E═根据法拉第电磁感应定律有

=2.0Wb/s答：（1）线圈中的电流是顺时针方向；（2）导线对线圈的作用是吸引力（3）当线圈中的感应电流是84mA时，通过线圈的磁通量的变化率是2.0Wb/s【考点】法拉第电磁感应定律；闭合电路的欧姆定律．【分析】（1）根据楞次定律判断线圈中的电流方向；（2）根据楞次定律的定性的结论分析；（3）由法拉第电磁感应定律求通过线圈的磁通量的变化率；17.如图所示，跨过轻质定滑轮的细绳两端，一端连接质量为m的物体A，另一端通过一轻质弹簧与质量为M的物体B连接，B物体静止在地面上，A物体距地面高h处时，细绳刚好被拉直、弹簧无形变。今将A物体从h高处无初速释放，A物体恰好能到达地面，且A到达地面时，B物体对地面的压力恰好减为零。已知重力加速度为g，弹簧的弹性势能与劲度系数k、弹簧的伸长量x的关系是：；两个物体均可视为质点，不计绳子和滑轮的质量、不计滑轮轴上的摩擦力和空气阻力。问：（1）A、B两物体的质量之比为多少?（2）现将A、B两物体的初始位置互换，再让B物体从h高处无初速释放，当A物体刚要离开地面时，B物体的速度是多少?参考答案：1）由A下降过程，系统机械能守恒：------------①（3分）当A刚好到达地面时，对B有--------------------------------------②(2分)联立①②也可解得

即-------③（2分）（或对A来说是做简谐运动，平衡位置在距地面处,故A下降时有-------4联立②4解得

）（2）A和B位置对换，设A刚要离开地面时B物体下降了，且此时B的速度为此时对A有-----------------------------------------------------------5

(1分)由B下降过程，系统机械能守恒------------6（2分）对比②35有--------------------------7综合③67有

（