湖北省黄冈市桐梓中学2021-2022学年高三物理期末试题含解析

湖北省黄冈市桐梓中学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.如图，穿在水平直杆上质量为m的小球开始时静止．现对小球沿杆方向施加恒力F0，垂直于杆方向施加竖直向上的力F，且F的大小始终与小球的速度成正比，即F=kv（图中未标出）．已知小球与杆间的动摩擦因数为μ，小球运动过程中未从杆上脱落，且F0＞μmg．下列关于运动中的速度﹣时间图象正确的是（）A． B． C． D．参考答案：C【考点】牛顿第二定律．【分析】根据竖直方向上平衡，确定杆子对球弹力的变化，从而得知摩擦力大小的变化，根据牛顿第二定律得出小球加速度的变化．【解答】解：小球开始重力大于竖直向上的力，支持力方向向上，随着速度的增大，F增大，则支持力减小，摩擦力减小，根据牛顿第二定律，加速度增大．然后竖直向上的拉力大于重力，杆子对球的弹力向下，F增大，弹力增大，摩擦力增大，根据牛顿第二定律，加速度减小，当加速度减小到零，做匀速直线运动．故C正确，A、B、D错误．故选C．2.（单选）如图所示，甲、乙两船在同一条河流中同时开始渡河，M、N分别是甲、乙两船的出发点，两船头与河岩均成α角，甲船船头恰好对准N点的正对岸P点，经过一段时间乙船恰好到达P点，如果划船速度大小相同，且两船相遇，不影响各自的航行，下列判断正确的是（）A．甲船也能到达正对岸B．两船相遇在NP直线上C．渡河过程中两船不会相遇D．两船渡河时间不相等参考答案：【考点】：运动的合成和分解．【专题】：运动的合成和分解专题．【分析】：小船过河的速度为船在静水中的速度垂直河岸方向的分速度，故要求过河时间需要将船速分解为沿河岸的速度和垂直河岸的速度；要求两船相遇的地点，需要求出两船之间的相对速度，即它们各自沿河岸的速度的和．：解：A、乙船垂直河岸到达正对岸，说明水流方向向右；甲船参与了两个分运动，沿着船头指向的匀速运动，随着水流方向的匀速运动，故不可能到达正对岸，故A错误；D、小船过河的速度为船本身的速度垂直河岸方向的分速度，故小船过河的速度vy=vsin60°，故小船过河的时间：t1==，故甲乙两船到达对岸的时间相同，故D错误；B、C、以流动的水为参考系，相遇点在两个船速度方向射线的交点上；又由于乙船沿着NP方向运动，故相遇点在NP的中点上；故B正确，C错误；故选：B．【点评】：本题考查了运动的合成与分解，相对速度，小船过河问题，注意过河时间由垂直河岸的速度与河宽决定．3.某同学利用弹簧测力计、小车、砝码、钩码、木块和带有定滑轮的长木板等器材探究滑动摩擦力R与正压力，N之间的关系，实验装置如图所示．该同学主要的实验步骤如下：a．将一端带有定滑轮的长木板放在水平桌面上，在细绳一端挂适量的钩码，使其能够带动小车向右运动；b．多次改变木块上砝码的个数，并记录多组数据；c．进行数据处理，得出实验结论．请回答下列问题：①实验中应测量木块和木块上砝码的总重力，并记录

；②若用图象法处理实验数据，以摩擦力Ff为横轴，正压力FN为纵轴，建立直角坐标系，通过描点，得到一条倾斜的直线，该直线的斜率所表示的物理意义可用文字描述为

；③通过实验得出的结论是

．参考答案：①弹簧测力计示数；②动摩擦因数的倒数；③在误差允许范围内，滑动摩擦力与正压力成正比．【考点】探究影响摩擦力的大小的因素．【分析】木块静止，处于平衡状态，由平衡条件可知，木块受到的滑动摩擦力等于测力计的示数，应用滑动摩擦力公式求出滑动摩擦力的表达式，求出图象的函数表达式，然后答题．【解答】解：①木块静止，处于平衡状态，木块受到的滑动摩擦力等于弹簧测力计的示数，木板与小车间的滑动摩擦力：Ff=μFN=μmg=F，F为测力计示数，则实验需要记录弹簧测力计的示数．②滑动摩擦力：Ff=μFN，FN=Ff，则FN﹣Ff图象的斜率为：；③由实验可知：在误差允许范围内，滑动摩擦力与正压力成正比．故答案为：①弹簧测力计示数；②动摩擦因数的倒数；③在误差允许范围内，滑动摩擦力与正压力成正比．4.描述电源能量转化本领大小的物理量是（

）（A）电动势

（B）电源的总功率

（C）端压

（D）电源的输出功率参考答案：A5.如图，表面光滑的固定斜面顶端安装一定滑轮，小物块A、B用轻绳连接并跨过滑轮（不计滑轮的质量和摩擦）。初始时刻，A、B处于同一高度并恰好静止状态。剪断轻绳后A下落、B沿斜面下滑，则从剪断轻绳到物块着地，两物块（

）A．速率的变化量不同

B．机械能的变化量不同C．重力势能的变化量相同D．重力做功的平均功率相同参考答案：D二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.研究发现两个氘核可聚变成，已知氘核的质量为2．0136u，中子的质量为1．0087u，He核质量为3．0150u．若质量亏损1u对应的核能为93l.5MeV，则两个氘核聚变成核的核反应方程为_________________________；上述反应中释放的核能为______________________________．参考答案：由核反应方程质量数和电荷数守恒可得两个氘核聚变成核的核反应方程；由MeV可求出释放的核能。7.如下图所示，是某次利用气垫导轨探究加速度与力、质量关系的实验装置安装完毕后的示意图，图中A为沙桶和沙砂，B为定滑轮，C为滑块及上面添加的砝码，D为纸带，E为电火花计时器，F为蓄电池、电压为6V，G是开关，请指出图中的三处错误：(1)______________________________________________________________；(2)______________________________________________________________；(3)______________________________________________________________．参考答案：(1)定滑轮接滑块的细线应水平(或与导轨平行)(2)滑块离计时器太远(3)电火花计时器用的是220V的交流电，不能接直流电8.（2）一束细光束由真空沿着径向射入一块半圆柱形透明体，如图（a）所示，对其射出后的折射光线的强度进行记录，发现折射O

光线的强度随着θ的变化而变化，如图（b）的图线所示.此透明体的临界角为

▲，折射率为

▲

.参考答案：60°（2分），9.自行车转弯可近似成自行车绕某个定点O（图中未画出）做圆周运动，如图所示为自行车转弯的俯视图，自行车前后轮接触地面的位置A、B相距L，虚线表示两点转弯的轨迹，OB距离。则前轮与车身夹角θ=

；B点速度大小v1=2m/s。则A点的速度v2=______m/s。参考答案：30o；2.3110.（6分）某同学做了一个小实验：先把空的烧瓶放到冰箱冷冻，一小时后取出烧瓶，并迅速把一个气球紧密的套在瓶颈上，然后将烧瓶放进盛满热水的烧杯里，气球逐渐膨胀起来，如图所示。这是因为烧瓶里的气体吸收了水的

，温度

，体积

。参考答案：热量，升高，增大解析：当用气球封住烧瓶，在瓶内就封闭了一定质量的气体，当将瓶子放到热水中，瓶内气体将吸收水的热量，增加气体的内能，温度升高，由理气方程可知，气体体积增大。11.如图所示，质量M=2kg均匀矩形木块靠在光滑墙上，A点处有固定光滑转动轴，AB与水平方向夹角30°，CD边长为2m，B、D两点连线与地面平行，一质量m=10kg的小物体若固定在CD边上且位于A点正上方处，则墙对木块的弹力为______________N；若将小物体从C点处静止释放使其沿CD边自由下滑，物体与木块间动摩擦因数为μ=0.2，物体维持匀加速直线运动的时间为______________s。参考答案：，1.08

12.如图所示,有一水平方向的匀强电场,场强大小为900N/C,在电场内一水平面上作半径为10cm的圆,圆上取A、B两点,AO沿E方向,BO⊥OA,另在圆心处放一电荷量为10-9C的正点电荷,则A处场强大小EA=________N/C,B处的场强大小EB=________N/C.参考答案：

(1).0;

(2).;试题分析：根据公式E=k求出点电荷在A、B点处产生的场强大小，再由正点电荷场强和匀强电场场强的合成，根据平行四边形定则求解A、B两点处的场强大小及方向．解：点电荷在A点处产生的场强大小为：E=k=9×109×N/C=900N/C，方向从O→A，则A处场强大小EA=0；同理，点电荷在B点处产生的场强大小也为E=900N/C，方向从O→B；根据平行四边形定则得，则两点的场强是由正点电荷和匀强电场场强的合成，B点的场强大小为：EB=E=×900N/C≈1.27×103N/C；故答案为：0，1.27×103【点评】本题电场的叠加问题，一要掌握点电荷的场强公式E=k；二要能根据据平行四边形定则进行合成．13.两靠得较近的天体组成的系统成为双星，它们以两者连线上某点为圆心做匀速圆周运动，因而不至于由于引力作用而吸引在一起。设两天体的质量分布为和，则它们的轨道半径之比__________；速度之比__________。参考答案：；三、实验题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.在某次实验中，某同学在用螺旋测微器的测量中得到了以下结果（如下图所示），请你帮他读出这个数值，x1=

mm，参考答案：0．640；0.196，0.14415.两位同学在实验室利用如图（a）所示的电路测定定值电阻R。、电源的电动势E和内电阻r，调节滑动变阻器的滑动触头P向某一方向移动时，一个同学记录了电流表A和电压表V1的测量数据，另一同学记录的是电流表A和电压表V2的测量数据，并根据数据分别描绘了如图（b）所示的两条U-I直线，回答下列问题：(1)根据甲乙两同学描绘的直线，可知甲同学是根据电压表

（填“V1”或“V2”）和电流表A的数据描绘的图线，并可以测得

（填写物理量符号及计算结果）；乙同学是根据电压表

（填“V1”或“V2”）和电流表A的数据描绘的图线，并可以测得

（填写物理量符号及计算结果）(2)该电路中电流表的读数

(填“可能”或“不可能”)达到0.6A，理由是

。参考答案：(1)V1

电源电动势E=1.5V和内电阻r=1.0Ω；V2

定值电阻R0=2.0Ω(2)不可能

当电流表读数达到0.6A时，从图(b)中可以看出测路端电压的电压表V1的读数会小于V2的读数,在电路里是不可能实现的(或者电路中的最大电流应该是0.5A).四、计算题：本题共3小题，共计47分16.如图所示是半径为R＝2m的玻璃半球形，一细束红光沿直径AB方向且距离AB为h＝m处射向球体，经球面折射后恰好通过B点．现将光线换成一束截面为圆形(半径R＝2m)的平行红光垂直球的截面射向玻璃半球，经折射后在屏幕S上形成一个圆形亮区．屏幕S至球心距离为D＝2m，不考虑光的干涉和衍射，求出圆形亮区的面积．

参考答案：17.如图，将质量m＝2kg的圆环套在与水平面成θ=37°角的足够长直杆上，直杆固定不动，环的直径略大于杆的截面直径，杆上依次有三点A、B、C，sAB=8m，sBC=0.6m，环与杆间动摩擦因数m＝0.5，对环施加一个与杆成37°斜向上的拉力F，使环从A点由静止开始沿杆向上运动，已知t=4s时环到达B点。试求：（重力加速度g=l0m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8）（1）F的大小；（2）若到达B点时撤去力F，则环到达C点所用的时间。参考答案：解：（1）（8分）环做匀加速运动，若Fsin370<Gcos370，杆对环的弹力在垂直杆向上，N＋Fsin37°＝mgcos37°，Fcos37°－mN－mgsin37°＝ma，代入数据得，F＝20N若Fsin370>Gcos370，杆对环的弹力在垂直杆向下，N＋mgcos37°＝Fsin37°Fcos37°－mN－mgsin37°＝ma，代入数据得，