山西省临汾市寨子乡中学2021-2022学年高三物理期末试题含解析

山西省临汾市寨子乡中学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.重型自卸车利用液压装置使车厢缓慢倾斜到一定角度，车厢上的石块就会自动滑下，以下说法正确的是（）A．在石块下滑前后自卸车与石块整体的重心位置不变B．自卸车车厢倾角越大，石块与车厢的动摩擦因数越小C．自卸车车厢倾角越大，车厢与石块间的正压力减小D．石块开始下滑时，受到的摩擦力大于重力沿斜面方向的分力参考答案：C【考点】共点力平衡的条件及其应用；摩擦力的判断与计算．【分析】石块处于平衡状态，对石块进行受力分析，根据平衡条件及恒力做功公式列式分析即可．【解答】解：A、物体的重心的位置跟形状还有质量分布有关，石块下滑前后，质量分布变化，形状变化，所以重心改变，故A错误；B、动摩擦因素与倾角无关．故B错误；C、石块处于平衡状态，则有：mgsinθ=f，FN=mgcosθ，自卸车车厢倾角越大，车厢与石块间的正压力FN逐渐减小．故C正确；D、石块滑动后的摩擦力是滑动摩擦力，小于最大静摩擦力，也小于重力沿斜面方向的分力．故D错误．故选：C2.（单选）在如图（a）所示的电路中，R1为定值电阻，R2为滑动变阻器．闭合电键S，将滑动变阻器的滑动触头P从最右端滑到最左端，两个电压表（内阻极大）的示数随电路中电流变化的完整过程图线如图（b）所示．则（）A．图线甲是电压表V1示数随电流变化的图线B．电源内电阻的阻值为10ΩC．电源的最大输出功率为1.5WD．滑动变阻器R2的最大功率为0.9W参考答案：考点：电功、电功率．版权所有专题：恒定电流专题．分析：由图可知两电阻串联，V1测R1两端的电压，V2测R2两端的电压；当滑片向左端滑动时，滑动变阻器接入电阻减小，则可知总电阻变化，由闭合电路欧姆定律可知电路中电流的变化，则可知内电压的变化及路端电压的变化，同时也可得出R1两端的电压变化，判断两图象所对应的电压表的示数变化；由图可知当R2全部接入及只有R1接入时两电表的示数，则由闭合电路的欧姆定律可得出电源的内阻；由功率公式可求得电源的最大输出功率及滑动变阻器的最大功率．解答：解：A、当滑片左移时，滑动变阻器接入电阻减小，则电路中总电阻减小，由闭合电路欧姆定律可知，电路中电流增大；而R1两端的电压增大，故乙表示是V1示数的变化；甲表示V2示数的变化；故A错误；B、由图可知，当只有R1接入电路时，电路中电流为0.6A，电压为3V，则由E=U+Ir可得：E=3+0.6r；当滑动变阻器全部接入时，两电压表示数之比为，故=；由闭合电路欧姆定律可得E=5+0.2r解得r=5Ω，E=6V，故B错误；C、因当内阻等于外阻时，电源的输出功率最大，故当外阻等于5Ω时，电源的输出功率最大，故此时电流I==0.6A，故电源的最大输出功率P=UI=1.8W；故C错误；D、由C的分析可知，R1的阻值为5Ω，R2电阻为20Ω；当R1等效为内阻，则当滑动变阻器的阻值等于R+r时，滑动变阻器消耗的功率最大，故当滑动变阻器阻值为10Ω时，滑动变阻器消耗的功率最大，由闭合电路欧姆定律可得，电路中的电流I′=A=0.3A，则滑动变阻器消耗的总功率P′=I'2R′=0.9W；故D正确；故选：D．点评：在求定值电阻的最大功率时，应是电流最大的时候；而求变值电阻的最大功率时，应根据电源的最大输出功率求，必要时可将与电源串联的定值电阻等效为内阻处理．3.（单选）如图所示，在粗糙水平地面上放着一个截面为四分之一圆弧的柱状物体A，A的左端紧靠竖直墙，A与竖直墙之间放一光滑圆球B，整个装置处于静止状态，若把A向右移动少许后，它们仍处于静止状态，则()A．B对墙的压力增大

B．A与B之间的作用力增大C．地面对A的摩擦力减小

D．A对地面的压力减小参考答案：C4.(双选)如图甲所示，一质量分布均匀的梯子，重为G，斜搁在光滑的竖直墙上，重为P的人沿梯子从梯子的底端A开始匀速向上走，人的重心离地的高度h逐渐增大，整个过程梯子不滑动。如图乙所示为力F随高度h变化的函数图像，则下列关于力F的说法中正确的是：（A）F为墙面对梯子上端B施加的力（B）F为人对梯子施加的力（C）F为梯子对地面施加的弹力（D）F为梯子对地面施加的摩擦力参考答案：AD5.如图4所示，水平地面上的物体A，在斜向上的拉力F的作用下，向右做匀速运动，则下列说法中正确的是

（

）A．物体A可能只受到三个力的作用B．物体A一定受到四个力的作用C．物体A受到的滑动摩擦力大小为D．物体A对水平地面的压力的大小一定为

[]参考答案：BC二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.如图所示，匀强磁场竖直向上穿过水平放置的金属框架，框架宽L，足够长且电阻不计，右端接有电阻R。磁场的磁感强度为B。一根质量为m，电阻不计的金属棒以v0的初速沿框架向左运动。棒与框架间的动摩擦因数为μ。测得棒在整个运动过程中，通过电阻的电量为q，则棒能运动的距离为______________，电阻R上消耗的电能为______________。

参考答案：，

7.如图所示为“风光互补路灯”系统，它在有阳光时通过太阳能电池板发电，有风时通过风力发电机发电，二者皆有时将同时发电，并将电能输至蓄电池储存起来，供路灯照明使用。为了能使蓄电池的使用寿命更为长久，一般充电至90％左右即停止，放电余留20％左右即停止电能输出。下表为某型号风光互补路灯系统配置方案：风力发电机太阳能电池组件其他元件最小启动风速1.0m/s太阳能电池36W蓄电池500Ah-12V最小充电风速2.0m/s最大限制风速12.0m/s太阳能转化效率15%大功率LED路灯80W-12V最大输出功率400W如果当地垂直于太阳光的平面得到的太阳辐射最大强度约为240W/m2，要想使太阳能电池的最大输出功率达到36W，太阳能电池板的面积至少要______________m2。

当风速为6m/s时，风力发电机的输出功率将变为50W，在这种情况下，将蓄电池的电能由20%充至90%所需时间为______________h；参考答案：1，84

8.(4分)如图，在“观察光的衍射现象”实验中，保持缝到光屏的距离不变，增加缝宽，屏上衍射条纹间距将

(选填:“增大”、“减小”或“不变”);该现象表明，光沿直线传播只是一种近似规律，只有在

情况下，光才可以看作是沿直线传播的。参考答案：减小；光的波长比障碍物小得多根据条纹间距由d、L和波长决定可知，增加缝宽，可以使条纹间距离减小；光遇到障碍物时，当障碍物的尺寸与波长接近时，会发生明显的衍射现象，当障碍物较大时，光近似沿直线传播。【考点】光的衍射、光的直线传播9.光滑水平面上两物体b、b用不可伸长的松弛细绳相连，A质量为2kg，B质量为1kg；现使两物体同时沿直线背向而行(=4m/s，

=2m/s)，直至绳被拉紧，然后两物体一起运动，它们的总动量大小为

kg·m/s，两物体共同运动的速度大小为

m/s．参考答案：6

210.有A、B两球在光滑水平面上沿着一条直线运动，它们发生碰撞后粘在一起，已知碰前两球的动量分别为PA=20kg·m/s和PB=15kg·m/s，碰撞后B球的动量改变了ΔPB=－10kg·m/s，则碰撞后A球的动量为PA′=__________kg·m/s，碰撞前两球的速度大小之比vA∶vB=__________。参考答案：30，11.如图所示，木箱高为L，其底部有一个小物体Q(可视为质点)，现用力竖直向上拉木箱，使木箱由静止开始向上运动．若保持拉力的功率不变，经过时间t，木箱达到最大速度，这时让木箱突然停止，小物体会继续向上运动，且恰能到达木箱顶端．已知重力加速度为g，不计空气阻力，则木箱的最大速度为

．时间t内木箱上升的高度为

．参考答案：

12.氢原子第n能级的能量为En=，其中E1为基态能量．当氢原子由第5能级跃迁到第3能级时，发出光子的频率为；若氢原子由第3能级跃迁到基态，发出光子的频率为，则=

。参考答案：13.在“用打点计时器测速度”的实验中，某同学在打出的纸带上选取了A、B、C三个计数点，如图所示，A、B两点间的时间间隔为

▲

s。现用刻度尺量得AB＝3.90cm，AC＝10.20cm，则纸带经过B、C两点间的平均速度大小为

▲

m/s。参考答案：三、实验题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.在实验操作前应该对实验进行适当的思考和分析。研究平抛运动的实验装置示意如图。小球每次都从斜槽的同一位置无初速度释放，并从斜槽末端水平飞出。改变水平板的高度，就改变了小球在板上落点的位置，从而可描绘出小球的运动轨迹。某同学设想小球先后三次做平抛，将水平板依次放在如图1、2、3的位置，且1与2的间距等于2与3的间距。若三次实验中，小球从抛出点到落点的水平位移依次是x1，x2，x3，机械能的变化量依次为△E1，△E2，△E3，忽略空气阻力的影响，下面分析正确的是(

)A．x2-x1=x3-x2,,△E1=△E2=△E3

B．x2-x1>x3-x2,,△E1=△E2=△E3

C．x2-x1>x3-x2,,△E1<△E2<△E3

D．x2-x1<x3-x2,,△E1<△E2<△E3参考答案：B1、做平抛运动的物体只受重力的作用，故运动过程中机械能守恒，所以3次实验中小球到达1、2、3挡板处时的机械能都是相等的，都等于小球离开水平桌面时的机械能，故以离开水平桌面时为初始位置则有每一次机械能的变化量，而离开桌面前的机械能变化量（机械能的损失量）也都相同，所以CD选项被排除；2、竖直方向上小球做自由落体运动，竖直速度越来越大，通过相同的竖直高度所用时间越来越短；而水平方向上小球做匀速直线运动，其水平速度不变，故通过相同高度的过程中的水平位移越来越小。正确选项为。

15.在探究弹力与弹簧伸长关系的实验中，某实验小组将不同数量的钩码分别挂在竖直弹簧下端，进行测量，根据实验所测数据，利用描点法作出了所挂钩码的重力G与弹簧总长L的关系，图象如图所示，根据图象回答以下问题：

①弹簧的劲度系数为

②分析图象，总结出弹簧弹力F与弹簧总长L之间的关系式为

参考答案：四、计算题：本题共3小题，共计47分16.如图甲所示,在边界OO′左侧区域有磁感应强度为B的匀强磁场,磁场方向水平向外.右侧水平放置长为L、相距为d的平行金属板M、N,M板左端紧靠磁场边界,磁场边界上O点与N板在同一水平面上,边界OO′与水平面的夹角为45°,O1O2为平行板的中线,在两板间存在如图乙所示的交变电场(取竖直向下为正方向).某时刻从O点竖直向上同时发射两个质量均为m、电量均为+q的粒子a和b,初速度不同.粒子a在图乙中的时刻,从O1点进入板间电场运动,并从O2点射出板间电场;粒子b恰好紧靠M板左端进入电场,已知交变电场周期,不计粒子重力和粒子间的相互作用.(1)求粒子a、b从O点射出时的初速度va和vb.(2)粒子b能穿出板间电场,求电场强度大小E0满足的条件.(3)若粒子b刚好能穿出板间电场,求粒子b穿过板间电场过程中电场力做的功W.参考答案：17.如图所示，内壁光滑的圆柱形导热气缸固定在水平面上，气缸内部被活塞封有一定质量的理想气体，活塞横截面积为S，质量和厚度都不计，活塞通过弹簧与气缸底部连接在一起，弹簧处于原长．已知周围环境温度为T0，大气压强为p0，弹簧的劲度系数k=（S为活塞横截面积），原长为l0，一段时间后，环境温度降低，在活塞上施加一水平向右的压力，使活塞缓慢向右移动，当压力增大到一定值时保持恒定，此时活塞向右移动了0.2l0，缸内气体压强为1.1p0．①求此时缸内的气体的温度T1；②对气缸加热，使气体温度缓慢升高，当活塞移动到距气缸内部1.2l0时，求此时缸内的气体温度T2．参考答案：解：①气缸内的气体，初态时，压强为p0，体积为V0=Sl0，温度为T0末态时，压强为p1=1.1p0，体积为V1=S（l﹣0.2l0）根据理想气体状态方程可得，解得T1=0.88T0②当活塞移动到距气缸底部1.2l0时，体积为V2=1.2l0S，设气体压强为p2，由理想气体状态方程可得：此时活塞受力平衡方程为p0S+F﹣p2S+k（1.2l0﹣l0）=0当活塞向右移动了0.2l0后压力F保持恒定，活塞受力平衡：p0S+F﹣1.1p0S+0.2l0k=0解得T2=1.8答：①此时缸内的气体的温度为；②对气缸加热，使气体温度缓慢升高，当活塞移动到距气缸内部1.2l0时，此时缸内的气体温度为【考点】理想气体的状态方程．【