河南省信阳市陈淋第二中学2021-2022学年高三物理上学期期末试题含解析

河南省信阳市陈淋第二中学2021-2022学年高三物理上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.（单选）如图所示，空间分布着竖直向上的匀强电场E，现在电场区域内某点O处放置一负点电荷Q，并在以O点为球心的球面上选取a、b、c、d四点，其中ac连线为球的水平大圆直径，bd连线与电场方向平行．不计空气阻力，则下列说法正确的是()A．b、d两点的电场强度大小相等，电势相等B．a、c两点的电场强度大小相等，电势不相等C．若从b点抛出一带负电小球，小球可能沿b、a所在圆周做曲线运动D．若从b点抛出一带正电小球，小球可能沿b、d所在圆周做匀速圆周运动参考答案：D2.（单选）在如图所示的电路中，电源的负极接地，其电动势为E、内电阻为r，R1、R2为定值电阻，R3为滑动变阻器，C为电容器，、为理想电流表和电压表。在滑动变阻器滑动头P自a端向b端滑动的过程中,下列说法中正确的是（

）A．电压表示数变小

B．电流表示数变小C．电容器C所带电荷量增多

D．a点的电势降低参考答案：D3.（多选）下列说法中正确的有

。A.悬浮在液体中的固体分子所做的无规则运动叫做布朗运动B.金属铁有固定的熔点C.液晶的光学性质具有各向异性D.由于液体表面分子间距离小于液体内部分子间的距离，故液体表面存在表面张力E.随着高度的增加，大气压和温度都在减小，一个正在上升的氢气球内的氢气内能减小参考答案：BCE4.（单选）如图所示，有一矩形线圈面积为S，匝数为N，总电阻为r，外电阻为R，接触电阻不计。线圈绕垂直于磁感线的轴OO'以角速度w匀速转动，匀强磁场的磁感应强度为B。则A．当线圈平面与磁感线平行时，线圈中电流为零B．电流有效值C．电动势的最大值为D．外力做功的平均功率参考答案：D5.（06年全国卷Ⅰ）如图，在匀强磁场中固定放置一根串接一电阻R的直角形金属导轨aob（在纸面内），磁场方向垂直于纸面朝里，另有两根金属导轨c、d分别平等于oa、ob放置。保持导注意事项：第二金属导轨的电阻不计。现经历以下四个过程：①以速率v移动d，使它与ab的距离增大一倍；②再以速率v移动c，使它与oa的距离减小一半；③然后，再以速率2v移动c，使它回到原处；④最后以速率2v移动d，使它也回到原处。设上述四个过程中通过电阻R的电量的大小依次为Q1、Q2、Q3和Q4，则A．Q1=Q2=Q3=Q4B．Q1=Q2=2Q3=2Q4C．2Q1=2Q2=Q3=Q4D．Q1≠Q2＝Q3≠Q4参考答案：答案：A解析：设开始导轨d与Ob的距离为x1，导轨c与Oa的距离为x2，由法拉第电磁感应定律知，移动c或d时产生的感应电动势：E＝＝通过导体R的电量为：Q＝I＝Δt＝由上式可知，通过导体R的电量与导体d或c移动的速度无关，由于B与R为定值，其电量取决于所围成面积的变化。①若导轨d与Ob距离增大一倍，即由x1变2x1，则所围成的面积增大了ΔS1＝x1·x2；②若导轨c再与Oa距离减小一半，即由x2变为，则所围成的面积又减小了ΔS2＝·2x1＝x1·x2；③若导轨c再回到原处，此过程面积的变化为ΔS3＝ΔS2＝·2x1＝x1·x2；④最后导轨d又回到原处，此过程面积的变化为ΔS4＝x1·x2；

由于ΔS1＝ΔS2＝ΔS3＝ΔS4，则通过电阻R的电量是相等的，即Q1＝Q2＝Q3＝Q4。二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.在“探究功与物体速度变化关系”的实验中，某实验研究小组的实验装置如图甲所示，弹簧与木块接触但并没有拴连。木块从A点静止释放后，在1根弹簧作用下弹出，沿足够长的木板运动到B1点停下，O点为弹簧原长时所处的位置，测得OB1的距离为L1，并记录此过程中弹簧对木块做的功为W。用完全相同的弹簧2根、3根……并列在一起进行第2次、第3次……实验，每次实验木块均从A点释放，木块分别运动到B2、B3……停下，测得OB2、OB3……的距离分别为L2、L3……作出弹簧对木块做功W与木块停下的位置距O点的距离L的图象如图乙所示。（1）根据图线分析，弹簧对木块做功W与木块在O点的速度v0之间的关系为

（2）W—L图线不通过原点的原因是

。（3）求出弹簧被压缩的长度为

cm。参考答案：1）W与成线性关系（2）未计木块通过AO段时摩擦力对木块所做（3）

3

cm7.一列沿着x轴传播的横波，在t=0时刻的波形如图甲所示，图甲中N质点的振动图象如图乙所示。则此波沿x轴

方向传播（填“正向”或“负向”），波速为

m/s。在4s内，K质点的路程是

m。参考答案：8.如图所示，平行板电容器竖直放置，两板间存在水平方向的匀强电场，质量相等的两个带电液滴1和2从O点自由释放后，分别抵达B、C两点，若AB=BC，则它们带电荷量之比q1：q2等于

参考答案：2:19.已知地球质量为M，万有引力恒量为G，地球半径为R，人造卫星在高空绕地球运行的轨道半径为r，则其绕地球运行的环绕速度V=

，在地球表面附近运行的人造卫星的第一宇宙速度V1=

。参考答案：，10.（5分）质量分布均匀的摆球质量为m，半径为r，带正电荷，用长为L的细线将摆球悬挂在悬点O作简谐振动，则这个单摆的振动周期T＝_____________；若在悬点O处固定另一个正电荷，如图所示，则该单摆的振动周期将_________。（填“变大”、“变小”或“不变”）参考答案：、不变11.一卫星绕地球做匀速圆周运动的线速度大小为v，若地球质量为M，引力常量为G，则该卫星的圆周运动的半径R为

；它在1/6周期内的平均速度的大小为

。参考答案：；12.如图所示，将边长为a、质量为m、电阻为R的正方形导线框竖直向上抛出，穿过宽度为b、磁感应强度为B的匀强磁场，磁场的方向垂直纸面向里。线框向上离开磁场时的速度刚好是进入磁场时速度的一半，线框离开磁场后继续上升一段高度，然后落下并匀速进入磁场。整个运动过程中始终存在着大小恒定的空气阻力Ff，且线框不发生转动，则：线框在上升阶段刚离开磁场时的速度v1=

，线框在上升阶段通过磁场过程中产生的焦耳热Q=

。

参考答案：13.下表是按照密立根的方法进行实验时得到的某金属的UC和v的的几组数据。(UC是遏制电压)UC/V0.5410.6370.7140.8090.878v/l014Hz5.6445.8886.0986.3036.501请根据上表的数据在答题纸对应的坐标中作出UC-v图象；从图象中可知这种金属的截止频率为

；已知e=1.6010-19C，用给出的数据结合图象算出普朗克常量为

。参考答案：三、实验题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.用以下器材测量待测电阻的阻值A、待测电阻：阻值约为B、电源E：电动势约为，内阻可忽略不计C、电流表：量程为，内电阻；D、电流表：量程为，内电阻约为；E、定值电阻：阻值；F、滑动变阻器：最大阻值为；G、滑动变阻器：最大阻值为；H、单刀单掷开关S，导线若干；为了测量电阻，现有甲、乙、丙三位同学设计了以下的实验电路图，你认为正确的是______；填“甲”、“乙”或“丙”滑动变阻器应该选______；在闭合开关前，滑动变阻器的滑片P应置于______端；填“a”或“b”若某次测量中电流表的示数为，电流表的示数为则的表达式为：______。参考答案：

(1).(1)乙

(2).(2)R1

(3).b

(4).(3)【详解】（1）所给的三个电路图中，乙图可明确确定两支路的电流值和含有电流表的支路的电阻值，由此可确定待测阻值。故乙图正确。

（2）因乙图为滑动变阻器的分压式接法，则易用小阻值的变阻器。故应选，闭合开关前要让测量电路电压由小变大，故滑片P应置于b端。

（3）由并联电路特点：

得：15.（8分）某同学利用下述装置对轻质弹簧的弹性势能进行探究，一轻质弹簧放置在光滑水平桌面上，弹簧左端固定，右端与一小球接触而不固连:弹簧处于原长时，小球恰好在桌面边缘，如图(a)所示。向左推小球，使弹黄压缩一段距离后由静止释放:小球离开桌面后落到水平地面。通过测量和计算，可求得弹簧被压缩后的弹性势能。回答下列问题：(1)本实验中可认为，弹簧被压缩后的弹性势能Ep与小球抛出时的动能Ek相等。已知重力加速度大小为g。为求得Ek，至少需要测量下列物理量中的

(填正确答案标号)。A.小球的质量m

B.小球抛出点到落地点的水平距离sC.桌面到地面的高度h

D.弹簧的压缩量△x

E.弹簧原长l。(2).用所选取的测量量和已知量表示Ek，得Ek=

。(3)图(b)中的直线是实验测量得到的s-△x图线。从理论上可推出，如果h不变.m增加，s-△x图线的斜率会

（填“增大”、“减小”或“不变”)；由图(b)中给出的直线关系和Ek的表达式可知，Ep与△x的

次方成正比。参考答案：（1）ABC

（2）

（3）减小

（4）2

（各2分）四、计算题：本题共3小题，共计47分16.光滑的圆弧轨道固定在竖直平面内，与水平轨道CE连接。水平轨道的CD段光滑、DE段粗糙。一根轻质弹簧一端固定在C处的竖直面上，另一端与质量为2m的物块b刚好在D点接触（不连接），弹簧处于自然长度。将质量为m的物块a从顶端F点静止释放后，沿圆弧轨道下滑。物块a与物块b第一次碰撞后一起向左压缩弹簧。已知圆弧轨道半径为r，=l，物块a、b与DE段水平轨道的动摩擦因数分别为μ1=0.2和μ2=0.4，重力加速度为g。物块a、b均可视为质点。求：（1）物块a第一次经过E点时的速度是多少？（2）试讨论l取何值时，a、b能且只能发生一次碰撞？

参考答案：解：（1）物块a由F到E过程中，由机械能守恒有：

…………（2分）

解得第一次经过E点时的速度

……………（1分）

（2）物块a从E滑至D过程中，由动能定理有：

………………（2分）

解得物块a在D点时的速度

……（1分）物块a、b在D点碰撞，根据动量守恒有：

……………（2分）

解得两物块在D点向左运动的速度

……………（1分）

a、b一起压缩弹簧后又返回D点时速度大小……（1分）由于物块b的加速度大于物块a的加速度，所以经过D后，a、b两物块分离，同时也与弹簧分离。

讨论：①假设a在D点时的速度0，即l=5r…………（1分）

要使a、b能够发生碰撞，则l<5r……（1分）

②假设物块a滑上圆弧轨道又返回，最终停在水平轨道上P点，物块b在水平轨道上匀减速滑至P点也恰好停止，设，则，根据能量守恒，

对a物块

…………（1分）

对b物块

………（1分）

由以上两式解得

………（1分）

将代入

解得

……………………（1分）

要使a、b只发生一次碰撞，则…………（1分）

综上所述，当时，a、b两物块能且只能发生一次碰撞………………（1分）

17.在水平地面上固定一倾角、表面光滑的斜面体，物体A以6m/s的初速度沿斜面上滑，同时在物体A的正上方，有一物体B以某一初速度水平抛出，如