2022年湖南省常德市青林回族维吾尔族乡中学高三物理下学期期末试题含解析

2022年湖南省常德市青林回族维吾尔族乡中学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.（单选）如图所示，三根长度均为L的轻绳分别连接于C、D两点，A、B两端被悬挂在水平天花板上，相距为2L.现在C点上悬挂一个质量为m的重物，为使CD绳保持水平，在D点上可施加的力的最小值为(C)参考答案：C2.如图所示，将一个光滑、绝缘的挡板ABCD固定在光滑、绝缘的水平面上，AB段为直线形挡板，BCD段是半径为R的圆弧形挡板，挡板处于场强为E的匀强电场中，电场方向与圆直径MN平行。现将带电量为q、质量为m的小球从挡板内侧的A点由静止释放，小球沿挡板内侧运动到D点抛出后抛出，下列判断正确的是

（

）A．小球带正电或带负电均可完成上述运动过程B．小球运动到N点时动能最大C．小球运动到M点时，挡板对小球的弹力不可能为零D．小球运动到C点时，挡板对小球的弹力可能为零参考答案：B解析：根据电场线的方向和小球的受力情况可知小球一定带正电，A错；带电小球在水平面上运动，其重力与支持力平衡，小球在电场力作用下运动到N点时电场力做功最多，其动能最大，B项正确；在M点若电场力qE刚好提供向心力，则挡板对小球的弹力可能为零，C项错误；小球运动到C点时，挡板对小球的弹力提供向心力，弹力不可能为零，D项错误。3.（多选题）某兴趣小组用实验室的手摇发电机和一个可看作理想的小变压器给一个灯泡供电，电路如图，当线圈以较大的转速n匀速转动时，额定电压为U0的灯泡正常发光，电压表示数是U1．已知线圈电阻是r，灯泡电阻是R，则有（）A．变压器输入电压的瞬时值是u=U1sin2πntB．变压器的匝数比是U1：U0C．电流表的示数是D．线圈中产生的电动势最大值是Em=U1参考答案：BC【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．【分析】理想变压器的输入功率和输出功率相等，电压与匝数成正比，电流与匝数成反比．并利用灯泡正常发光的电压与电流的值来构建原副线圈的电压与电流的关系．【解答】解：A、线圈以较大的转速n匀速转动时，所以ω=2πn，所以变压器输入电压的瞬时值u=U1sin2πnt，故A错误．B、电压与匝数成正比，所以变压器的原副线圈的匝数比是U1：U0．故B正确．C、理想变压器的输入功率和输出功率相等，灯泡正常发光时电功率为P=，所以输入功率为P=，电流表的示数是I1==，故C正确．D、由于线圈有内阻r，故线圈中产生的电动势有效值大于U1，最大值也就大于U1，故D错误．故选BC．4.如图所示，用细线将一块玻璃板水平地悬挂在弹簧秤下端，并使玻璃板贴在水面上，然后缓慢提起弹簧秤，在玻璃板脱离水面的一瞬间，弹簧秤的读数与玻璃板的重力大小相比较为B2012学年普陀模拟3（

）（A）相等 （B）变大（C）变小 （D）无法确定参考答案：B5.（单选）如图所示，放在固定斜面上的物块以加速度a沿斜面匀减速下滑．若在物块上再施加一个竖直向下的恒力F，则物块（）A．可能匀速下滑B．仍以加速度a匀减速下滑C．将以大于a的加速度匀减速下滑D．将以小于a的加速度匀减速下滑参考答案：考点：牛顿第二定律；共点力平衡的条件及其应用．专题：牛顿运动定律综合专题．分析：首先对物体不施加力F时受力分析，根据牛顿第二定律列出方程，然后再对物体施加力F时受力分析列出牛顿第二定律方程，比较可得出结论．解答：解：当没施加力F时，物体受力分析如图所示，应有：FN=mgcosθmgsinθ﹣μFN=ma解得：施加力F后，应有：FN′=（mg+F）cosθ（mg+F）sinθ﹣μFN′=ma′解得：故物块将以大于a的加速度匀减速下滑，故ABD错误，C正确；故选：C．点评：解决动力学问题的关键是正确进行受力分析，然后根据牛顿第二定律列式求解即可．二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.某同学设计了一个探究加速度a与物体所受合力F及质量m关系的实验，图（a）为实验装置简图。（交流电的频率为50Hz）①若取小车质量M＝0.4kg，改变砂桶和砂的质量m的值，进行多次实验，以下m的值不合适的是

.A．m1＝5gB．m2＝1kg

C．m3＝10g

D．m4＝400g②图（b）为某次实验得到的纸带，根据纸带可求出小车的加速度大小为

m/s2。（保留二位有效数字）③为了用细线的拉力表示小车受到的合外力，实验操作时必须首先

.该操作是否成功判断的依据是

.四．计算题:（本题有3小题，共40分）参考答案：7.如图所示，在光滑水平面上，一绝缘细杆长为，两端各固定着一个带电小球，处于水平方向、场强为E的匀强电场中，两小球带电量分别为＋q和－q，轻杆可绕中点O自由转动。在轻杆与电场线夹角为α时，忽略两电荷间的相互作用，两电荷受到的电场力对O点的力矩大小为___________，两电荷具有的电势能为___________。参考答案：qEdsinα；-qEdcosα解析：由力矩定义可得两电荷受到的电场力对O点的力矩大小为qEdsinα；两电荷具有的电势能为-qEdcosα。8.某同学“探究小车的速度随时间变化的规律”的实验装置如图甲所示。小车放在斜面上，车前端拴有不可伸长的细线，跨过固定在斜面边缘的小滑轮与重物相连，小车后面与穿过打点计时器的纸带相连。开始时，小车停在靠近打点计时器的位置，重物到地面的距离小于小车到滑轮的距离。启动打点计时器，释放重物，小车在重物牵引下，由静止开始沿斜面向上运动；重物落地后，小车会继续向上运动一段距离。打点计时器使用的交流电频率为50Hz。某次实验打出的纸带如图乙所示，图中a、b、c是纸带上的三段，纸带运动方向如图中箭头所示。（1）根据所提供的纸带和数据，计算打c段纸带时小车的加速度大小为_______m/s2（结果保留两位有效数字）。（2）判断小车运动的最大速度可能出现在b段纸带中的__________两点之间。参考答案：(1)5.0(2)D4、D5：（1）根据匀变速直线运动的推论得：a==5.0m/s2．

（2）从纸带b上可发现：相邻的点距离先增大后减小，由于打点计时器打点的时间间隔是相等的，所以b段纸带先加速后减速，所以最大速度可能出现在b段纸带中长度为2.98cm的一段.9.某同学在研究“一定质量气体温度不变时压强和体积关系”实验中，将一气缸如图（甲）开口端向右水平固定放置，活塞面积为S，厚度不计，封闭气体长度为L，大气压强为p0。现用一水平向左的作用力缓慢推动活塞，设活塞向左移动距离为x。（1）通过力传感器对水平推力的测定，该同学将推力F作为纵坐标，则横坐标应该设置为____________，便可作出图（乙）中图像，且满足图线截距和斜率大小相等。图中斜率的含义为____________（用题目中符号表示）。（2）该同学发现实验时图线（乙）中随着F的增大，图线呈现向下弯曲的趋势。试分析原因

。（3）该同学为了研究第（2）小题中图线呈现向下弯曲的趋势的原因，作出了该过程的p-V图像，则图（丙）中的四条图线（图线①②为双曲线）符合这一过程的是图线____________。参考答案：（1）（2分）；p0S（2分）（2）推动活塞过程中漏气（2分）（3）③（2分）10.（8分）如图电路中，电键K1，K2，K3，K4均闭合，在平行板电容器C的极板间悬浮着一带电油滴P，（以下各空填“悬浮不动”、“向上加速”或“向下加速”）（1）若断开K1，则P将_______（2）若断开K2，则P将________（3）若断开K3，则P将_______（4）若断开K4，则P将_______

参考答案：（1）则P将继续悬浮不动（2）则P将向上加速运动。（3）P将加速下降。（4）P将继续悬浮不动。11.如图所示，m为在水平传送带上被传送的小物块（可视为质点），A为终端皮带轮，已知皮带轮半径为r，传送带与皮带轮间不会打滑。若物块被水平抛出，则A轮每秒的转数至少是A．

B．

C．

D．参考答案：C12.在“探究加速度与力和质量的关系”的实验中我们采用的中学物理常用的实验方法是

，在研究加速度与力的关系时我们得到了如图所示的图像，图像不过原点原因是

。参考答案：控制变量法

没有平衡摩擦力或平衡摩擦力不够13.某实验小组设计了如图甲所示的实验装置，通过改变重物的质量，利用计算机可得滑块运动的加速度a和所受拉力F的关系图线，如图乙所示。

滑块和位移传感器发射部分的总质量m=

kg；滑块和轨道间的动摩擦因数μ=

。（重力加速度g取10m／s2，最大静摩擦力等于滑动摩擦力）参考答案：0.5

0.2三、简答题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.（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

②15.（4分）图为一简谐波在t=0时，对的波形图，介质中的质点P做简谐运动的表达式为y=4sin5xl，求该波的速度，并指出t=0.3s时的波形图(至少画出一个波长)

参考答案：解析：由简谐运动的表达式可知，t=0时刻指点P向上运动，故波沿x轴正方向传播。由波形图读出波长，；由波速公式，联立以上两式代入数据可得。t=0.3s时的波形图如图所示。

四、计算题：本题共3小题，共计47分16.如图所示，在直角坐标系xoy的第一、四象限区域内存在两个有界的匀强磁场：垂直纸面向外的匀强磁场Ⅰ、垂直纸面向里的匀强磁场Ⅱ，O、M、P、Q为磁场边界和x轴的交点，OM=MP=L.在第三象限存在沿y轴正向的匀强电场.一质量为带电量为的带电粒子从电场中坐标为（-2L,-L）的点以速度v0沿+x方向射出，恰好经过原点O处射入区域Ⅰ又从M点射出区域Ⅰ（粒子的重力忽略不计）.（1）求第三象限匀强电场场强E的大小；（2）求区域Ⅰ内匀强磁场磁感应强度B的大小；（3）如带电粒子能再次回到原点O，问区域Ⅱ内磁场的宽度至少为多少？粒子两次经过原点O的时间间隔为多少？参考答案：1）带电粒子在匀强电场中做类平抛运动.

，

（1分）

(1分)，

（1分）（2）设到原点时带电粒子的竖直分速度为:

(1分)方向与轴正向成，(1分)粒子进入区域Ⅰ做匀速圆周运动，由几何知识可得：

（2分）由洛伦兹力充当向心力：（1分），可解得：

（1分）（3）运动轨迹如图，在区域Ⅱ做匀速圆周的半径为：

（2分）

(1分)运动时间：（1分），（1分），（1分）（1分）17.如图所示，质量m=4kg的物体（可视为质点）用细绳拴住，放在水平传送带的右端，物体和传送带之间的动摩擦因数μ＝0.2，传送带的长度l＝6m，当传送带以v=4m/s的速度做逆时针转动时，绳与水平方向的夹角θ＝37°。已知：sin37°=0.6,cos37°=0.8。求：（1）传送带稳定运动时绳子的拉力；（2）某时刻剪断绳子，则经过多少时间，物体可以运动到传送带的左端。参考答案：4m/s,

3.25J18.（9分）如图所示，一带电微粒质量为m=2.0×10-11kg、电荷量q=+1.0×10-5C，从静止开始经电压为U1=100V的电场加速后，水平进入两平行金属板间的偏转电场中，微粒射出电场时的偏转角θ=30o，并接着进入一个方向垂直纸面向里、宽度为D=34.6cm的匀强磁场区域。已知偏转电场中金属板长L=20cm，两板间距d=17.3cm，重力忽略不计。求：⑴带电微粒进入偏转电场时的速率v1；⑵偏转电场中两金属板间的电压U2；⑶为使带电微粒不会由磁场右边射出，该匀强磁场的磁感应强度B至少多大？

参考答案：

解析：⑴带电微粒经加速电场