2021-2022学年湖北省荆门市杨峰中学高三物理期末试题含解析

2021-2022学年湖北省荆门市杨峰中学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.如图甲所示,abcd是位于竖直平面内的正方形闭合金属线框,金属线框的质量为m，电阻为R0在金属线框的下方有一匀强磁场区域，MN和PQ是匀强磁场区域的水平边界，并与线框的bc边平行，磁场方向垂直于线框平面向里。现使金属线框从MN上方某一髙度处由静止开始下落，如图乙是金属线框由开始下落到完全穿过匀强磁场区域瞬间的v-t图象，图象中内均为已知量。重力加速度为g不计空气阻力。下列说法正确的是A. 金属线框刚进入磁场时感应电流方向沿adcba方向B. 金属线框的边长为v1(t2-t1)C. 磁场的磁感应强度为D. 金属线框在O-t4的时间内所产生的热量为参考答案：BC2.（单选）如图所示，匝数为50匝的矩形闭合导线框ABCD处于磁感应强度大小B=T的水平匀强磁场中，线框面积S=0.5m2，线框电阻不计．线框绕垂直于磁场的轴OO′以角速度ω=100rad/s匀速转动，并与理想变压器原线圈相连，副线圈接入一只“220V，60W”的灯泡，且灯泡正常发光，熔断器允许通过的最大电流为10A，下列说法正确的是（）A．在图示位置线框中产生的感应电动势最大B．线框中产生电动势的有效值为250VC．变压器原、副线圈匝数之比为25：22D．允许变压器输出的最大功率为1000W参考答案：【考点】：变压器的构造和原理；交流发电机及其产生正弦式电流的原理．【专题】：交流电专题．【分析】：根据电压与匝数成正比，电流与匝数成反比，变压器的输入功率和输出功率相等，逐项分析即可得出结论：解：A、由图可知，此时线圈和磁场垂直，此时线框的磁通量最大，感应电动势为0，所以A错误．B、矩形闭合导线框ABCD在磁场中转动，产生的交流电的最大值为Em=nBsω=50××0.5×100=250V，所以交流电的有效值为250V，所以B错误．C、由于电压与匝数成正比，所以变压器原、副线圈匝数之比为，所以C正确．D、由于熔断器允许通过的最大电流为10A，所以允许变压器输出的最大功率为P=UI=250×10=2500W，所以D错误．故选：C【点评】：掌握住理想变压器的电压、电流及功率之间的关系，本题即可得到解决3.（单选）马航客机失联牵动全世界人的心，现初步确定失事地点位于南纬31°52′东经115°52′的澳大利亚西南城市珀斯附近的海域，有一颗绕地球做匀速圆周运动的卫星，每天上午同一时刻在该区域的正上方海面照像，则（）A．该卫星轨道平面可能与地球某一纬线圈共面B．该卫星一定是地球同步卫星C．该卫星速度可能大于7.9km/sD．地球自转周期一定是该卫星运行周期的整数倍参考答案：考点：人造卫星的加速度、周期和轨道的关系．专题：人造卫星问题．分析：卫星绕地球做圆周运动，万有引力提供圆周运动向心力，故卫星轨道平面必与地心共面，且地心为轨道圆心，据此分析即可．解答：解：A、卫星绕地球做匀速圆周运动，万有引力提供圆周运动向心力，故地心必在轨道平面内，不可能与地球某一纬线圈共面，故A错误；B、地球同步卫星一定在赤道上空，故B错误；C、该卫星速度一定小于7.9km/s，故C错误；D、由于卫星每天上午同一时刻在该区域的正上方海面照像，故知地球自转一周，则该卫星绕地球做圆周运动N周，即地球自转周期一定是该卫星运行周期的整数倍，故D正确；故选：D．点评：解决本题的关键是抓住卫星绕地球做圆周运动万有引力提供圆周运动向心力，由于卫星所受万有引力指向地心，故卫星所在轨道平面与地心共面，且地心为轨道的圆心，据此才能正确分析得出结论．4.图（a）为一列简谐横波在t=0时刻的波形图，P是平衡位置在x=1.0m处的质点，Q是平衡位置在x=4.0m处的质点；图（b）为质点Q的振动图象，下列说法正确的是______A．波向左传播B．波速为40m/sC．t=0.10s时，质点P向y轴正方向运动D．从t=0到t=0.05s，质点P运动的路程为20cmE．从t=0到t=0.25s，质点Q运动的路程为50cm参考答案：BCEA项，由Q点的振动图像可知波的传播方向是先右，故A错误；B项，波的周期T=0.2s，波长，，故B正确；C项，t=0.10s，波振动了个周期，故P点在平衡位置的下方且向平衡位置方向运动，故C正确；D项，从t=0到t=0.05s，P振动了1/4个周期，但走过路程大于一个振幅A小于两个振幅2A，故D错误；E、从t=0到t=0.25s，质点Q运动过了5/4个周期，所以运动的路程为5A，即50cm，故E正确；故选BCE16.图(甲)中的圆是某圆柱形透明介质的横截面，半径为R=10cm。一束单色光沿DC平行于直径AB射到圆周上的C点，DC与AB的距离H=5cm。光线进入介质后，第一次到达圆周上的E点（图中未画出），CE=cm。（i）求介质的折射率；（ii）如图（乙）所示，将该光线沿MN平行于直径AB射到圆周上的N点，光线进入介质后，第二次到达介质的界面时，从球内折射出的光线与MN平行（图中未画出），求光线从N点进入介质球时的入射角的大小。【答案】（1）；（2）60°【解析】（2）如图甲所示，CD光线进入介质球内，发生折射，有，，所以解得（ii）光线第二次到达介质与空气的界面，入射角，由折射定律可得折射角，光线进入介质的光路如图乙所示。折射角r=i/2，又，解得i=60°点睛：本题考查了几何光学，关键是正确画出光路图，并利用几何知识求解折射率。5.（单选）如图所示，一光滑小球静止放置在光滑半球面的底端，用竖直放置的光滑挡板水平向右缓慢地推动小球，则在小球运动的过程中(该过程小球未脱离球面)，木板对小球的推力F1、半球面对小球的支持力F2的变化情况正确的是()A．F1增大，F2减小

B．F1增大，F2增大C．F1减小，F2减小

D．F1减小，F2增大参考答案：B二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.一个小物块从斜面底端冲上足够长的斜面后，返回到斜面底端。已知小物块的初动能为E，它返回斜面底端的速度大小为V，克服摩擦阻力做功为E/2。若小物块冲上斜面的初动能变为2E，则返回斜面底端时的动能为

；速度大小为

。参考答案：E、7.图中竖直方向的平行线表示匀强电场的电场线，但未标明方向．一个带电量为﹣q的微粒，仅受电场力的作用，从M点运动到N点，动能增加了△Ek（△Ek＞0），则该电荷的运动轨迹可能是虚线a（选填“a”、“b”或“c”）；若M点的电势为U，则N点电势为U+．参考答案：【考点】：电场线；电势．【分析】：根据动能定理，通过动能的变化判断出电场力的方向，从而判断轨迹的弯曲程度，根据动能定理求出M、N两点间的电势差，从而求出N点的电势．：解：从M点运动到N点，动能增加，知电场力做正功，则电场力方向向下，轨迹弯曲大致指向合力的方向，可知电荷的运动轨迹为虚线a，不可能是虚线b．电场力方向方向向下，微粒带负电，则电场强度方向向上，N点的电势大于M点的电势，根据动能定理知，﹣qUMN=△Ek，则N、M两点间的电势差大小UMN=﹣由UMN=φM﹣φN，φM=U，解得φN=U+故答案为：a，U+．【点评】：解决本题的关键知道轨迹弯曲与合力方向的大致关系，本题的突破口在于得出电场力方向，再得出电场强度的方向，从而知道电势的高低．8.在“用单摆测定重力加速度”的实验中,当单摆做简谐运动时,用秒表测出单摆做n次(一般为30次~50次)全振动所用的时间t,算出周期;用米尺量出悬线的长度l,用游标卡尺测量摆球的直径d,则重力加速度g=

(用题中所给的字母表达).参考答案：9.如图所示，在竖直平面内的直角坐标系中，一个质量为m的质点在外力F的作用下，从坐标原点O由静止沿直线ON斜向下运动，直线ON与y轴负方向成θ角（θ＜π/4）。则F大小至少为

；若F＝mgtanθ，则质点机械能大小的变化情况是

。参考答案：答案：mgsinθ，增大、减小都有可能

解析：该质点受到重力和外力F从静止开始做直线运动，说明质点做匀加速直线运动，如图中显示当F力的方向为a方向（垂直于ON）时，F力最小为mgsinθ；若F＝mgtanθ，即F力可能为b方向或c方向，故F力的方向可能与运动方向相同，也可能与运动方向相反，除重力外的F力对质点做正功，也可能做负功，故质点机械能增加、减少都有可能。

10.（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.(1)我们已经知道，物体的加速度（a）同时跟合外力（F）和质量（M）两个因素有关。要研究这三个物理量之间的定量关系的思想方法是

（2）某同学的实验方案如图所示，她想用砂桶的重力表示小车受到的合外力F，为了减少这种做法而带来的实验误差，她先做了两方面的调整措施：a：用小木块将长木板无滑轮的一端垫高，目的是

。b：使砂桶的质量远小于小车的质量，目的是使拉小车的力近似等于

。（3）该同学利用实验中打出的纸带求加速度时，处理方案有两种：A、利用公式计算；B、根据利用逐差法计算。两种方案中，你认为选择方案_________比较合理。（4）下表是该同学在“保持小车质量M不变，探究a与F的关系”时记录了实验数据，且已将数据在下面的坐标系中描点，做出a-F图像；由图线求出小车的质量等于

kg（保留二位有效数字）参考答案：（1）控制变量法;（或先保持M不变，研究a与F的关系；再保持F不变，研究a与M的关系）；（2）a.平衡摩擦力；b.砂桶的重力；（3）B

；（4）0.49Kg—0.50Kg

；12.如图，用长度为L的轻绳悬挂一质量为M的小球（可以看成质点），先对小球施加一水平作用力F，使小球缓慢从A运动到B点，轻绳偏离竖直方向的夹角为θ。在此过程中，力F做的功为

。参考答案：13.两列简谐波分别沿x轴正方向和负方向传播，波速均为υ＝0.4m/s，波源的振幅均为A＝2cm。如图所示为t＝0时刻两列波的图像，此刻平衡位置在x＝0.2m和x＝0.8m的P、Q两质点恰好开始振动。质点M的平衡位置位于x＝0.5m处。则两列波相遇的时刻为t＝______s，当t＝2.0s时质点M运动的路程为_______cm。参考答案：0.75，20 三、实验题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.物理小组在一次探究活动中测量滑块与木板之间的动摩擦因数．实验装置如图，一表面粗糙的木板固定在水平桌面上，一端装有定滑轮；木板上有一滑块，其一端与电磁打点计时器的纸带相连，另一端通过跨过定滑轮的细线与托盘连接．打点计时器使用的交流电源的频率为50Hz．开始实验时，在托盘中放入适量砝码，滑块开始做匀加速运动，在纸带上打出一系列小点。（1）该同学在实验中得到如图所示一条纸带（两计数点间还有一个点没有画出），已知打点计时器采用的是频率为50Hz的交流电，根据纸带可求出小车的加速度为_____m/s2（结果保留两位有效数字）。（2）为测量动摩擦因数，下列物理量中还应测量的有____（填入所选物理量前的字母）。A.木板的长度l

B.木板的质量m1

C.滑块的质量m2

D.托盘和砝码的总质量m3

E.滑块运动的时间t（3）滑块与木板间的动摩擦因数=____（用被测物理量的字母表示，重力加速度为g）。参考答案：

(1).2.9-3.2

(2).CD

(3).【详解】(1)相邻两计数点还有1个点，说明相邻的计数点间间隔为0.04s，由逐差法可得：；(2)设托盘和砝码质量为，滑块的质量为，摩擦因数，则摩擦力为由牛顿第二定律得：由此可知，根据逐差法求出加速度之外，还封面要测量托盘和砝码质量，滑块的质量，故CD正确；(3)由牛顿第二定律得：解得：。15.某实验小组采用如图1所示的装置探究小车的加速度与力的关系．+（1）安装实验装置时，应调整定滑轮的高度，使拉小车的细线在实验过程中与长木板保持平行．实验时先不挂沙桶，反复调整垫木的位置，轻推小车，直到小车做匀速运动，这样做的目的是平衡摩擦力．（2）保持小车质量不变，用装有不同细沙的沙桶通过定滑轮拉动小车，打出多条纸带，如图2所示是实验中打出的一条纸带的一部分，从较清晰的点迹起，在纸带上标出了5个计数点A、B、C、D、E，相邻两个计数点之间都有4个点迹没标出，测出各计数点之间的距离如图2纸带所示．已知打点计时器接在频率为50Hz的交流电源两端，则此次实验中相邻两计数点间间隔为T=0.1s，由纸带上的数据计算出小车运动的加速度a=0.46m/s2（3）在该实验中我们总是强调沙和沙桶的质量要远小于小车的质量才能认为细线的拉力接近沙和沙桶的重力（取重力加速度为g，沙和沙桶的质量为m，小车的质量为M）请你写出细线实际拉力F的表达式．参考答案：考点：探究加速度与物体质量、物体受力的关系．专题：实验题；牛顿运动定律综合专题．分析：运用控制变量法探究加速度与力和力的关系．根据牛顿第二定律分析“将砂桶和砂的重力近似看作小车的牵引力”的条件．解答：解：（1）安装实验装置时，应调整定滑轮的高度，使拉小车的细线在实验过程中保持与长木板平行，保证细线的拉力等于小车的合力．实验时先不挂砂桶，反复调整垫木的位置，轻推小车，直到小车做匀速直线运动，这样做的目的是平衡摩擦力．（2）交流电的频率为50Hz，每隔0.02s打一个点，则AB两计数点间的时间间隔为T=0.1s．在连续相等时间内的位移之差是一恒量，知△x=0.46cm，则加速度a===0.46m/s2．（3）设绳子上拉力为F，对小车根据牛顿第二定律有：F=Ma，对砂桶和砂有：mg﹣F=ma，由此解得：F=．故答案为：（1）平行；平衡摩擦力；（2）0.1s；0.46m/s2；（3）点评：对于实验问题一定要明确实验原理，并且亲自动手实验，知道实验注意的事项，熟练应用所学基本规律解决实验问题．四、计算题：本题共3小题，共计47分16.随着机动车数量的增加，交通安全问题日益凸显。分析交通违法事例，将警示我们遵守交通法规，珍惜生命。一货车严重超载后的总质量为49t，以54km/h的速率匀速行驶。发现红灯时司机刹车，货车即做匀减速直线运动，加速度的大小为2.5m/s2（不超载时则为5m/s2）。（1）若前方无阻挡，问从刹车到停下来此货车在超载及不超载时分别前进多远？（2）若超载货车刹