河南省平顶山市汝州平定山外国语学校2021-2022学年高三物理期末试卷含解析

河南省平顶山市汝州平定山外国语学校2021-2022学年高三物理期末试卷含解析一、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.（多选题）如图所示，一长木板放置在水平地面上，一根轻弹簧右端固定在长木板上，左端连接一个质量为m的小物块，小物块可以在木板上无摩擦滑动，现在用手固定长木板，把小物块向左移动，弹簧的形变量为x1，然后，同时释放小物块和木板，木板在水平地面上滑动，小物块在木板上滑动；经过一段时间后，长木板达到静止状态，小物块在长木板上继续往复运动．长木板静止后，弹簧的最大形变量为x2．已知地面对长木板的滑动摩擦力大小为f．当弹簧的形变量为x时，弹性势能Ep=kx2，式中k为弹簧的劲度系数．由上述信息可以判断（）A．整个过程中小物块的速度可以达到x1B．整个过程中木板在地面上运动的路程为（x12﹣x22）C．长木板静止后，木板所受的静摩擦力的大小不变D．长木板静止后，小物块的速度可以达到x2参考答案：BD【考点】功能关系；弹性势能．【分析】同时释放小物块和木板后，弹簧弹力和地面对木板的摩擦力对系统做功，系统机械能不守恒，当长木板达到静止状态，小物块在长木板上继续往复运动时，只有弹簧弹力做功，系统机械能守恒．【解答】解：A、整个过程根据动能定理得：mvm2=kx12﹣Wf，所以速度不能达到x1，故A错误；B、当木板静止时，小物块在长木板上继续往复运动时，只有弹簧弹力做功，系统机械能守恒，所以当木板刚静止时，系统具有的机械能为kx22，从开始到木板刚静止的过程中，根据能量守恒得：kx12﹣kx22=Wf=fs解得：s=（x12﹣x22），故B正确；C、长木板静止后，对木板进行受力分析，水平方向受地面的静摩擦力和弹簧弹力，弹簧弹力随木块的运动而发生改变，所以木板受的静摩擦力也发生改变，故C错误；D、长木板静止后，小物块和弹簧组成的系统机械能守恒，则当弹簧为原长时，有kx22=，得v=x2，故D正确．故选：BD2.水平面上A,B,C三点固定着三个电荷量为Q的正点电荷，将另一质量为m的带正电的小球(可视为点电荷)放置在0点，OABC恰构成一棱长为L的正四面体，如图所示。已知静电力常量为k,重力加速度为g，为使小球能静止在0点，小球所带的电荷量为A、

B、

C、

D、参考答案：A3.对热力学第二定律，下列理解正确的是________。（填选项前的字母）A．自然界进行的一切宏观过程都是可逆的B．自然界进行的涉及热现象的宏观过程都具有方向性，是不可逆的C．热量不可能由低温物体传递到高温物体D．第二类永动机违背了能量守恒定律，因此不可能制成参考答案：B4.“嫦娥一号”绕月卫星在距月球表面约200km的圆形轨道上绕月飞行，若已知月球质量约为7.35×1022kg，月球半径约为1.72×103km，“嫦娥一号”绕月飞行时的周期最接近于（

）

A．1.5小时

B．2.0小时

C．2.5小时

D．3小时参考答案：

答案：B5.（单选）小明同学遥控小船做过河实验，并绘制了四幅小船过河的航线图．图中实线为河岸，河水的流动速度不变，方向如图水平向右，虚线为小船从河岸M驶向对岸N的实际航线，小船相对于静水的速度不变．则A．航线图甲是正确的，船头保持图中的方向，小船过河时间最短B．航线图乙是正确的，船头保持图中的方向，小船过河时间最短C．航线图丙是正确的，船头保持图中的方向，小船过河位移最短D．航线图丁不正确，如果船头保持图中的方向，船的轨迹应该是曲线参考答案：A二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.（4分）如图所示，质量为的小球在半径为的半球形容器中从上部边缘由静止开始下滑，下滑到最低点时，对容器底的压力为，则在最低点时小球运动的速度大小为

，在下滑过程中克服摩擦力做的功为

。参考答案：

答案：

7.（5分）在双缝干涉实验中，分布用红色和绿色的激光照射同一双缝，在双缝后的屏幕上，红光的干涉条纹间距Δx1与绿光的干涉条纹间距Δx2相比Δx1

Δx2（填“＞”“＝”或“＜”）。若实验中红光的波长为630nm，双缝与屏幕的距离为1.00m，测得第1条到第6条亮条纹中心间的距离为10.5mm，则双缝之间的距离为

mm。参考答案：＞

0.300解析：双缝干涉条纹间距，红光波长长，所以红光的双缝干涉条纹间距较大，即>。条纹间距根据数据可得，根据可得。考点：双缝干涉实验

8.某研究性学习小组进行了如下实验：如图所示，在一端封闭的光滑细玻璃管中注满清水，水中放一个红蜡做成的小圆柱体R（R视为质点），将玻璃管的开口端用胶塞塞紧后竖直倒置且与y轴重合，在R从坐标原点以速度v0=3cm/s匀速上浮的同时玻璃管沿x轴正方向做初速为零的匀加速直线运动．（1）同学们测出某时刻R的坐标为（4，6），此时R的速度大小为5cm/s，R的加速度大小为2cm/s2．（2）（单选）R在上升过程中运动轨迹的示意图是如图的D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：小圆柱体红蜡快同时参与两个运动：y轴方向的匀速直线运动，x轴方向的初速为零的匀加速直线运动．知道了位置坐标，由y方向可求运动时间，接着由x方向求加速度、求vx，再由速度合成求此时的速度大小．由合外力指向曲线弯曲的内侧来判断运动轨迹．解答：解：（1）小圆柱体R在y轴竖直方向做匀速运动，有：y=v0t，则有：t==s=2s，在x轴水平方向做初速为0的匀加速直线运动，有：x=at2，解得：a===2cm/s2，则R的速度大小：v===5cm/s；（2）因合外力沿x轴，由合外力指向曲线弯曲的内侧来判断轨迹示意图是D．故答案为：（1）5，2；（2）D．点评：分析好小圆柱体的两个分运动，由运动的合成与分解求其合速度；讨论两个分运动的合运动的性质，要看两个分运动的合加速度与两个分运动的合速度是否在一条直线上，如果在一条直线上，则合运动是直线运动，否则为曲线运动，由合外力的方向判断曲线弯曲的方向．9.如图所示，将一定质量的气体密封在烧瓶内，烧瓶通过细玻璃管与注射器和装有水银的U形管连接，最初竖直放置的U形管两臂中的水银柱等高，烧瓶中气体体积为400ml，现用注射器缓慢向烧瓶中注水，稳定后两臂中水银面的高度差为25cm，已知大气压强为75cmHg柱，不计玻璃管中气体的体积，环境温度不变，求：

①共向玻璃管中注入了多大体积的水？

②此过程中气体____（填“吸热”或“放热”），气体的内能

（填“增大”、“减小”或“不变”）参考答案：10.汽车的速度计显示的是

的大小。（填“瞬时速度”或“平均速度”）参考答案：瞬时速度11.如图是等离子体发电机示意图，平行金属板间的匀强磁场的磁感应强度B=0.5T，两板间距离为20cm，要使输出电压为220V，则等离子体垂直射入磁场的速度v=

m/s。a是电源的

极。参考答案：2200

正12.为了测量木块与长木板间的动摩擦因数，某同学用铁架台将长板倾斜支在水平桌面上，组成如图甲所示的装置，所提供的器材有：长木板、木块（其前端固定有用于挡光的窄片K）、光电计时器、米尺、铁架台等，在长木板上标出A、B两点，B点处放置光电门（图中未画出），用于记录窄片通过光电门时的挡光时间，该同学进行了如下实验：（1）用游标尺测量窄片K的宽度d如图乙所示，则d=______mm，测量长木板上A、B两点间的距离L和竖直高度差h。（2）从A点由静止释放木块使其沿斜面下滑，测得木块经过光电门时的档光时间为，算出木块经B点时的速度v=_____m/s，由L和v得出滑块的加速度a。（3）由以上测量和算出的物理量可以得出木块与长木板间的动摩擦因数的表达式为μ=_______（用题中所给字母h、L、a和重力加速度g表示）参考答案：(1)d=_12.50_____mm，。（2）v=____5__m/s，（3）μ=______

_（用题中所给字母h、L、a和重力加速度g表示）13.（5分）如图所示，质量为m的物体置于光滑水平面上，一根绳子跨过定滑轮一端固定在物体上，另一端在力F作用下，以恒定速率v0竖直向下运动，物体由静止开始运动到绳与水平方向夹角=45o过程中，绳中拉力对物体做的功为

。参考答案：

答案：mv02

三、实验题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.某学习小组利用如图1所示装置验证牛顿第二定律．（1）为了使细线对小车的拉力等于小车所受的合外力，先调节长木板一端滑轮的高度，使细线与长木板平行，接下来还需要进行的一项操作是B（填选项前的字母）；A．将长木板水平放置，让小车连着已经穿过打点计时器的纸带，给打点计时器通电，调节砝码盘和砝码质量的大小，使小车在砝码盘和砝码的牵引下运动，从打出的纸带判断小车是否做匀速运动B．将长木板的一端垫起适当的高度，让小车连着已经穿过打点计时器的纸带，撤去砝码盘和砝码，给打点计时器通电，轻推小车，从打出的纸带判断小车是否做匀速运动C．将长木板的一端垫起适当的高度，撤去纸带以及砝码盘和砝码，轻推小车，观察判断小车是否做匀速运动（2）如图2是按正确实验步骤打出的一条纸带，打点计时器的电源频率为50Hz，可算出小车的加速度a=0.820m/s2（计算结果保留三位有效数字）；（3）该小组同学在验证“合力一定时加速度与质量成反比”时，增减砝码来改变小车的质量M，得到小车的加速度a与质量M的数据，画出a﹣图线后，发现：当较大时，图线发生弯曲．在处理数据时为避免图线发生弯曲的现象，该小组同学的应画出是A．A．a与的关系图线B．a与（M+m）的关系图线C．改画a与的关系图线D．改画a与的关系图线．参考答案：解：（1）为了保证轻绳对小车的拉力等于小车所受的合力，应使轻绳与长木板平行，小车的重力沿斜面向下的分力刚好与小车下滑过程中所受的阻力平衡，为使轻绳中没有拉力，应撤去沙桶，不能撤去纸带，选项B正确；（2）用逐差法计算，即a=m/s2=0.820m/s2；（3）当较大时，图线发生弯曲是因为没有满足M＞＞m造成的．沙桶（包括桶中的沙）与小车（包括车中的砝码）的加速度a大小相等，以沙桶、小车整体为研究对象，若牛顿第二定律成立，则有mg=（M+m）a，即mg一定的情况下，a与成正比，没有必要满足M＞＞m，避免了图线发生弯曲的现象．故答案为：（1）B；（2）0.820；（3）A．15.I．在“测定匀变直线运动的加速度”的实验中，打点计时器原来使用的是50Hz、6V的电源。若现在使用的交流电频率变低而未被发觉，则测得的加速度值与真实值相比较将

（填“偏大”“偏小”或“无影响”）II．一组同学在做“用单摆测定重力加速度”的实验中，用正确的操作方法，测定了6组摆长L和周期T的对应值。为了求出当地的重力加速度g，4倍同学提出了4种不同的方法：A．从测定的6组数据中任意选1组，用公式g=4π2L/T2求出g作为测量值B．分别求了6个L值的平均值和6个T值的平均值，用公式g=4π2L/T2求出g作为测量值C．分别用6组L、T的对应值，用公式g=4π2L/T2求出6个对应的g值，再求这6个g的平均值作为测量值D．在坐标纸上作出T2—L图象，从图象中计算出图线的斜率K，根据g=4π2/K求出g作为测量值。你认为以上4种方法中，错误的是哪一种

（填代号即可），其余正确方法中偶然误差最小的是哪一种

（填代号即可）参考答案：答案：偏大、B、D（每空2分）四、计算题：本题共3小题，共计47分16.如图所示，相距为R的两块平行金属板M、N正对着放置，s1、s2分别为M、N板上的小孔，s1、s2、O三点共线，它们的连线垂直M、N，且s2O=R。以O为圆心、R为半径的圆形区域内存在磁感应强度为B、方向垂直纸面向外的匀强磁场。D为收集板，板上各点到O点的距离以及板两端点的距离都为2R，板两端点的连线垂直M、N板。质量为m、带电量为+q的粒子，经s1进入M、N间的电场后，通过s2进入磁场。粒子在s1处的速度和粒子所受的重力均不计。（1）若粒子恰好打在收集板D的中点上，求M、N间的电压值U0;（2）当M、N间的电压不同时，粒子从s1到打在D上经历的时间t会不同，求t的最小值。

参考答案：见解析

（1分）

（1分）

（1分）

（2分）

（2分）

。（1分）17.如图所示，半径R=0.8m的1/4光滑圆弧轨道固定在竖直平面内，过最低点的半径OC处于竖直位置，在其右方有一可绕竖直轴MN（与圆弧轨道共面）转动的，内部空心的圆筒，圆筒半径r=0.1m，筒的顶端与C点等高，在筒的下部有一小孔，距筒顶h=0.8m，开始时小孔在图示位置（与圆弧轨道共面）。现让一质量m=0.1kg的小物块自A点由静止开始下落，打在圆弧轨道上的B点，但未反弹，在瞬间的碰撞过程中小物块沿半径方向的分速度立刻减为零，而沿圆弧切线方向的分速度不变。此后，小物块沿圆弧轨道滑下，到达C点时触动光电装置，使圆筒立刻以某一角速度匀速转动起来，且小物块最终正好进入小孔。已知A点、B点到圆心O的距离均为R，与水平方向的夹角θ均为30°，不计空气阻力，g取l0m/s2。试问：（1）小物块到达C点时的速度大小是多少？（2）圆筒匀速转动时的角速度是多少？（3）要使小物块进入小孔后能直接打到圆筒的内侧壁，筒身长

L至少为多少？参考答案：（1），

32.1（1分）