湖北省荆州市石首久合垸乡黄梅中学2021-2022学年高三物理下学期期末试题含解析

湖北省荆州市石首久合垸乡黄梅中学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.在光滑的水平面上有一质量为2Kg的物体，它的左端与一劲度系数为100N/m轻弹簧相连，右端连接一细线，物体静止时细线与竖直方向成37°角，此时水平面对物体的弹力为零，如图所示。已知sin37°=0.6，cos37°=0.8，重力加速度g取10m/s2，则下列判断正确的是：

A．当剪断弹簧的瞬间，物体的加速度为7.5m/s2

B．当剪断弹簧的瞬间，物体的受到的合力为15N

C．当剪断细线的瞬间，物体的加速度为零

D．当剪断细线的瞬间，物体的受到的合力为15N参考答案：D2.（单选）如图是一个将电流表改装成欧姆表的示意图，此欧姆表已经调零，用此欧姆表测一阻值为R的电阻时，指针偏转至满刻度处，现用该表测一未知电阻，指针偏转到满刻度的处，则该电阻的阻值为（）A．4RB．5RC．10RD．16R参考答案：解：设电动势为E，内阻为R内，满偏电流为Ig，欧姆表调零时，Ig=测一阻值为R的电阻时Ig=测一未知电阻时Ig=解这三式得：

R′=16R故选D．3.一位同学在二楼教室窗口把一个篮球用力水平抛出，篮球落地时重力的瞬时功率约为

（

）A．5W

B．50W

C．500W

D．5000W参考答案：B4.如右图所示，波源s1在绳的左端发出频率为f1、振幅为A1的半个波形a，同时，波源s2在绳的右端发出频率为f2、振幅为A2的半个波形b，已知f1＜f2，若P为两波源连线的中点，则下列判断正确的是

（

）A．a波先到达P点B．两列波在P点叠加时，P点的位移最大可达A1＋A2C．a波的波峰到达s2时，b波的波峰尚未到达s1D．两列波相遇时，绳上位移可达A1＋A2的点只有一个，此点在P点的左侧参考答案：D5.用比值法定义物理量是物理学中一种很重要的思想方法，下列哪些物理量的确定不是由比值法定义的

AA．加速度a=

B．电场强度E=

C．电阻R=

D．电容C=参考答案：A二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.一条细线下面挂一小球，让小角度自由摆动，它的振动图像如图所示。根据数据估算出它的摆长为________m，摆动的最大偏角正弦值约为________。参考答案：7.已知地球和月球的质量分别为M和m，半径分别为R和r。在地球上和月球上周期相等的单摆摆长之比为________，摆长相等的单摆在地球上和月球上周期之比为________。参考答案：根据可知，所以;根据，解得,所以；。8.

(4分)一个1.2kg的物体具有的重力势能为72J，那么该物体离开地面的高度为_____m。一个质量是5kg的铜球，以从离地面15m高处自由下落1s末，它的重力势能变为_____J。(g取10m/s2)(以地面为零重力势能平面)参考答案：答案：6m

500J

9.常温水中用氧化钛晶体和铂黑作电极，在太阳光照射下分解水，可以从两电极上分别获得氢气和氧气．已知分解1mol的水可得到1mol氢气，1mol氢气完全燃烧可以放出2.858×105J的能量，阿伏伽德罗常数NA=6.02×1023mol-1，水的摩尔质量为1.8×10-2kg/mol.则2g水分解后得到氢气分子总数

个；2g水分解后得到的氢气完全燃烧所放出的能量

J．（均保留两位有效数字）参考答案：10.如图所示为水平放置的两个弹簧振子A和B的振动图像，已知两个振子质量之比为mA:mB=2:3，弹簧的劲度系数之比为kA:kB=3:2，则它们的周期之比TA：TB＝

；它们的最大加速度之比为aA:aB＝

。

参考答案：2：3；9：2略11.氢原子的能级图如图所示，一群处于n=4能级的氢原子向较低能级跃迁,能产生

▲

种不同频率的光子，其中频率最大的光子是从n=4的能级向n=

▲

的能级跃迁所产生的。参考答案：6112.某实验小组设计了下面的实验电路测量电池的电动势和内电阻，闭合开关S，调整电阻箱的阻值R，读出电压表相应示数U，测出多组数据，利用测的数据做出如右下图像。则电池的电动势为

，内电阻为

。电动势的测量值与真实值相比

（填“偏大”、“偏小”或“相等”）参考答案：2V，0.2Ω，偏小。只用电压表和变阻箱测电动势和内电阻的方法叫“伏欧法”，若用图象解题时，基本思路是：用学过的物理定律列出表达式，再结合数学知识整理出有关一次函数式y=kx+b的形式，再求出k和b即可．由闭合电路欧姆定律得可整理为，由上式知若图象为线性关系，对照数学一次函数y=kx+b，则横轴应取，纵轴应取，由图象纵轴截距为0.5，即E=2V，斜率k==0.1，可得r=0.2Ω.本题中R无穷大时，电压表的示数近似等于电源的电动势。由于电源内阻不为0，故电压表的示数小于电源电动势的真实值。13.(4分)一炮弹质量为m，以一定的倾角斜向上发射，到达最高点时速度为v，炮弹在最高点爆炸成两块，其中一块恰好做自由落体运动，质量为，则另一块爆炸后瞬时的速度大小________。参考答案：（4分）三、实验题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.某物理兴趣小组的同学在研究弹簧弹力的时候，测得弹力的大小F和弹簧长度L的关系如图所示，则由图线可知：(1)弹簧的劲度系数

。(2)弹簧的弹力为5N时，弹簧的长度为

。(3)为了用弹簧测力计测定两木块A和B间的动摩擦因数p，两位同学分别设计了如图所示甲、乙的实验方案。①为了用某一弹簧测力计的示数表示A和B之间的滑动摩擦力大小，你认为方案

更合理。②若A和B的重力分别为10.0N和20.0N。当A被拉动时，弹簧测力计a示数为6.0N，b示数为11.0N，c示数为4.0N，则A、B间的动摩擦因数为

。参考答案：200N/m

12.5

7.5（1）（6分）①甲；②0.30（每空3分）15.某实验小组的同学利用图甲所示的电路探究并联电路中各点电势的关系．已知R1＝10Ω，R2＝20Ω，R3＝30Ω，R4＝40Ω，电源的电动势为E＝_____10V，内阻不计，且电源负极端接地．（1）由此可得ab两点电势差为U＝_____V（2）该实验小组同学又设计了图乙的电路来测量电阻Rx的阻值，其中R为电阻箱，④为灵敏电流计，请按图乙的实验原理图完成图丙中实物电路的连线（3）实验时，先调节电阻箱，使电阻箱的阻值为R1．闭合开关，反复调节滑动变阻器滑片的位置，使通过灵敏电流计的电流为零；断开开关，保持滑动变阻器的滑片所处位置不变，交换电阻箱与待测电阻的位置．闭合开关，然后反复调节电阻箱，使灵敏电流计的示数再次为零，记下此时电阻箱的阻值记为R2；则待测电阻的阻值为Rx＝_______（用题中已知量的字母表示）参考答案：

(1).2

(2).

(3).解：(1)由图可知，R4两端的电压为，则a点的电势为R3两端的电压为，则b点的电势为，则：(2)根据原理图连线如图：(3)先调节电阻箱，使电阻箱的阻值为R1，闭合开关，反复调节滑动变阻器滑片的位置，使通过灵敏电流计的电流为零；若设滑动变阻器左右两边的电阻分别为Ra和Rb，则应满足，保持滑动变阻器的滑片所处位置不变，交换电阻箱与待测电阻的位置．闭合开关，然后反复调节电阻箱，使灵敏电流计的示数再次为零，记下此时电阻箱的阻值记为R2；则应满足，联立两式解得：。四、计算题：本题共3小题，共计47分16.（13分）如图所示，两根平行金属导轨固定在水平桌面上，每根导轨每米的电阻为r0=0.10Ω/m，导轨的端点P、Q用电阻可以忽略的导线相连，两导轨间的距离l=0.20m。有随时间变化的匀强磁场垂直于桌面，已知磁感应强度B与时间t的关系为B=kt，比例系数k=0.020T/s。一电阻不计的金属杆可在导轨上无摩擦低滑动，在滑动过程中保持与导轨垂直。在t=0时刻，金属杆紧靠在P、Q端，在外力作用下，杆以恒定的加速度从静止开始向导轨的另一端滑动，求在t=6.0s时金属杆所受的安培力。参考答案：

解析：以a表示金属杆的加速度，在t时刻，金属杆与初始位置的距离为L＝

此时杆的速度v=at

这时，杆与导轨构成的回路的面积S＝LI

回路中的感应电动势E＝S＋Blv

而B＝kt＝＝k

回路中的总电阻R＝2Lr0

回路中的感应电流i=

安培力F＝Bli

解得F＝代入数据为F＝1.44×10－3N17.如图所示，半径分别为R和r的甲、乙两个光滑的圆形轨道安置在同一竖直平面上，轨道之间有一条水平轨道CD相通，一小球以一定的速度先滑上甲轨道，通过动摩擦因数为μ的CD段，又滑上乙轨道，最后离开两圆轨道，若小球在两圆轨道的最高点对轨道的压力都恰好为零，试求CD段的长度．参考答案：考点：动能定理的应用；牛顿第二定律；向心力；机械能守恒定律．专题：动能定理的应用专题．分析：小球在两圆轨道的最高点对轨道的压力恰好为零，都由重力提供向心力，根据牛顿第二定律求出小球经过圆形轨道最高点时的速率．当小球从C到达甲圆形轨道的最高点的过程中，只有重力做功，根据机械能守恒定律求解小球经过C点时的速率．根据动能定理求解CD的长度．解答：解：设小球通过C点时的速度为vC，通过甲轨道最高点的速度为v1，根据小球对轨道压力为零有

…①取轨道最低点所在水平面为参考平面，由机械能守恒定律有…②联立①②式，可得同理可得小球通过D点时的速度，设CD段的长度为l，对小球通过CD段的过程，由动能定理有解得：答：CD段的长度是．点评：本题是向心力、机械能守恒定律、动能定理的综合应用．在竖直平面内，小球沿光滑圆轨道的运动模型与轻绳拴的球的运动模型相似．18.（14分）如图（a）所示，两根足够长的水平平行金属导轨相距为L＝0.5m，其右端通过导线连接阻值R＝0.6Ω的电阻，导轨电阻不计，一根质量为m＝0.2kg、阻值r＝0.2Ω的金属棒ab放在两导轨上，棒与导轨垂直并保持良好接触，金属棒与导轨间的动摩擦因数m＝0.5。整个装置处在竖直向下的匀强磁场中，取g＝10m/s2。若所加磁场的磁感应强度大小恒为B，通过小电动机对金属棒施加水平向左的牵引力，使金属棒沿导轨向左做匀加速直线运动，经过0.5s电动机的输出功率达到P＝10W，此后电动机功率保持不变。金属棒运动的v～t图像如图（b）所示，试求：

（1）磁感应强度B的大小；

（2）在0～0.5s时间内金属棒的加速度a的大小；

（3）在0～0.5s时间内电动机牵引力F与时间t的关系；

（4）若在0～0.3s时间内电阻R产生的热量为0.15J，则在这段时间内电动机做的功。参考答案：

解析：（1）当时，棒匀速运动，，

，

∴

∴

（4分）

（2）

代入数据，得：