湖北省孝感市环城高级中学2021-2022学年高三物理上学期期末试卷含解析

湖北省孝感市环城高级中学2021-2022学年高三物理上学期期末试卷含解析一、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.（单选）如图所示，当滑动变阻器滑动触头向左移时，灯泡L1、L2、L3的亮度将A．都变亮B．都变暗C．L1、L2变亮，L3变暗D．L1、L3变亮，L2变暗参考答案：C2.（单选）如图所示，水平面内有一平行金属导轨，导轨光滑且电阻不计，阻值为R的导体棒垂直于导轨放置，且与导轨接触良好．导轨所在空间存在匀强磁场，匀强磁场与导轨平面垂直，t=0时，将开关S由1掷向2，分别用q、i、v和a表示电容器所带的电荷量、棒中的电流、棒的速度大小和加速度大小，则图所示的图象中正确的是（）A．B．C．D．参考答案：考点：导体切割磁感线时的感应电动势；电容器．专题：电磁感应与电路结合．分析：将开关S由1掷向2后，电容器放电后会在电路中产生电流．导体棒通有电流后会受到安培力的作用，会产生加速度而加速运动．导体棒切割磁感线，速度增大，感应电动势增大，由于感应电动势将电容器的电压抵消一些，回路中电流将减小，安培力减小，加速度减小，当感应电动势等于电容器的电压时，电路中无电流，达到一种平衡时，导体棒做匀速运动．通过分析导体棒的运动情况来求解．解答：解：首先分析导体棒的运动情况：开关S由1掷到2，电容器放电，在电路中产生放电电流．导体棒通有电流后会受到向右的安培力作用，向右加速运动．导体棒将切割磁感线，产生感应电动势，此感应电动势将电容器的电压抵消一些，随着速度增大，感应电动势增大，则回路中的电流减小，导体棒所受的安培力减小，加速度减小．因导轨光滑，所以在有电流通过棒的过程中，棒是一直加速运动（变加速）．当感应电动势等于电容器的电压时，电路中无电流，导体棒不受安培力，做匀速运动．A、当棒匀速运动后，棒因切割磁感线有电动势，所以电容器两端的电压能稳定在某个不为0的数值，则由Q=CU知，电容器的电量应稳定在某个不为0的数值，不会减少到0．这时电容器的电压等于棒的电动势数值，棒中无电流，故A错误．B、由于通过棒的电流是按指数递减的，最后电流减至零．故B错误．C、导体棒先做加速度减小的变加速运动．由于电容器放电产生电流使得导体棒受安培力运动，当感应电动势等于电容器的电压时，电路中无电流，导体棒不受安培力时，导体棒做匀速运动．故v﹣t图象是曲线后应是直线．故C错误．D、根据上面分析可知，杆的加速度逐渐减小直到为零，故D正确．故选：D点评：本题关键分析电容器放电过程，以及导体棒的受力情况，来分析其运动情况．3.如图，用一根细线将小球悬挂于O点，在O正下方O’处有一钉子，将小球拉到P处后释放，当它摆到最低点P’时，悬线被钉子挡住，当绳与钉子相碰的瞬间，下列说法正确的是A．小球的线速度变大B．小球的角速度变大C．钉子越靠近小球细绳越容易断D．钉子越靠近悬点O细绳越容易断参考答案：BC4.（单选）雾霾天气给人们的正常生活造成了极大的影响，在一雾霾天，某人驾驶一辆小汽车以30m/s的速度行驶在高速公路上，突然发现正前方30m处有一辆大卡车以10m/s的速度同方向匀速行驶，小汽车紧急刹车，但刹车过程中刹车失灵。如图a、b分别为小汽车和大卡车的v－t图象，以下说法正确的是（

）A．因刹车失灵前小汽车已减速，不会追尾B．在t=5s时追尾

C．在t=3s时追尾D．由于初始距离太近，即使刹车不失灵也会追尾参考答案：C5.（单选）如图所示，a为放在赤道上相对地球静止的物体，随地球自转做匀速圆周运动，b为沿地球表面附近做匀速圆周运动的人造卫星（轨道半径等于地球半径），c为地球的同步卫星，以下关于a、b、c的说法中正确的是（

）A．a、b、c做匀速圆周运动的向心加速度大小关系为ab>ac>aaB．b与c相比，b的发射速度大，运行速度vb大C．a、b、c做匀速圆周运动的线速度大小关系为va=vb>vcD．a、b、c做匀速圆周运动的周期关系为Ta>Tc>Tb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.（6分）变速自行车靠变换齿轮组合来改变行驶速度档，下图是某一“奇安特”变速车齿轮转动结构示意图，图中A轮有48齿，B轮有42齿，C轮有18齿，D轮有12齿。那么该车可变换________种不同档位；且A与D轮组合时，两轮的角速度之比wA:wD=_____________。

参考答案：4；1：47.如图所示，粗细均匀、导热良好、装有适量水银的U形管竖直放置，右端与大气相通，左端封闭气柱长l1=20cm(可视为理想气体)，两管中水银面等高。现将右端与一低压舱(未画出)接通，稳定后右管水银面高出左管水银面h=10cm。(环境温度不变，大气压强p0=75cmHg)①求稳定后低压舱内的压强(用“cmHg”作单位)。②此过程左管内的气体对外界________(填“做正功”“做负功”或“不做功”)，气体将________(填“吸热”或“放热”)．参考答案：①50cmHg②做正功吸热8.如图所示，一名消防队员在模拟演习训练中沿着长为12m的竖立在地面上的钢管往下滑．这名消防队员的质量为60kg，他从钢管顶端由静止开始先匀加速再匀减速下滑，滑到地面时速度恰好为零．如果加速时的加速度大小是减速时的2倍，下滑的总时间为3s，那么该消防队员下滑过程中的最大速度为________m/s，加速下滑和减速下滑时，消防员与钢管间的摩擦力大小分别为f1和f2，则f1∶f2＝________.(g＝10m/s2)．参考答案：8，1∶79.将一单摆挂在测力传感器的探头上,用测力探头和计算机组成的实验装置来测定单摆摆动过程中摆线受到的拉力(单摆摆角小于5°),计算机屏幕上得到如图(a)所示的F-t图象.然后使单摆保持静止,得到如图(b)所示的F-t图象.那么:①(2分)此单摆的周期T为

s.②(5分)设摆球在最低点时重力势能Ep=0,已测得当地重力加速度为g,试求出此单摆摆动时的机械能E的表达式.(用字母d、l、F1、F2、F3、g中某些量表示)参考答案：.①0.8s

（2分）②摆球在最低点时根据牛顿第二定律有F1-F3=mv2/r,

（2分）

单摆的摆长r=

（1分）

摆球在摆动过程中机械能守恒,其机械能等于摆球在最低点的动能,即E=mv2/2=10.如图，在匀强磁场中，单位长度质量为m0的“U型”金属导线可绕水平轴OO′转动，ab边长为L1，bc边长为L2．若导线中通以沿abcd方向的电流I，导线保持静止并与竖直方向夹角为θ，则磁场的磁感应强度至少为，此时方向为沿ba方向．参考答案：考点：安培力；力的合成与分解的运用；共点力平衡的条件及其应用．分析：先对导体棒受力分析，根据平衡条件并结合合成法得到安培力的最小值；然后结合安培力公式FA=BIL和左手定则分析．解答：解：对导体棒受力分析，受重力、安培力和拉力，如图所示：根据平衡条件，当安培力与ab边垂直向上时，安培力最小，为：FA=mgsinθ故磁感应强度为：B=sinθ根据左手定则，磁感线方向沿悬线向上故答案为：，沿ba方向点评：本题关键是先根据平衡条件确定安培力的最小值，然后结合左手定则分析磁感线的方向，基础题．11.在如图所示电路中，电源电动势为6V，内阻为1Ω，电阻R1=5Ω，R2=6Ω，滑动变阻器的阻值0—30Ω。闭合电键K，当滑动变阻器的滑动触头P由a端向b端滑动时，理想电流表和理想电压表示数变化量的大小分别用ΔI、ΔU表示。则____Ω。R1消耗的最小电功率为______W。参考答案：６

Ω；

０.8

W。12.

(3)用如图所示的装置，要探究恒力做功与动能改变的关系的实验数据应满足一个怎样的关系式

，从而得到动能定理。(用上题符号表示，不要求计数结果)参考答案：13.如图所示，轻绳一端系在质量为m的物体A上，另一端与套在粗糙竖直杆MN上的轻圆环B相连接；现用水平力F拉住绳子上一点O，使物体A及圆环B静止在图中虚线所在的位置；现稍微增加力F使O点缓慢地移到实线所示的位置，这一过程中圆环B仍保持在原来位置不动；则此过程中，圆环对杆摩擦力F1___

_____(填增大、不变、减小)，圆环对杆的弹力F2___

_____(填增大、不变、减小)。参考答案：不变，

增大；设圆环B的质量为M；以整体为研究对象，分析受力，如图，根据平衡条件得F2=F①F1=（M+m）g②由②可知，杆对圆环的摩擦力F1大小保持不变，由牛顿第三定律分析圆环对杆摩擦力F1也保持不变；再以结点为研究对象，分析受力，如图2；根据平衡条件得到，F=mgtanθ，当O点由虚线位置缓慢地移到实线所示的位置时，θ增大，则F增大，而F2=F，则F2增大三、简答题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.（6分）题11图2为一列沿x轴正方向传播的简谐机械横波某时刻的波形图，质点P的振动周期为0.4s.求该波的波速并判断P点此时的振动方向。参考答案：；P点沿y轴正向振动考点：本题考查横波的性质、机械振动与机械波的关系。15.（7分）一定质量的理想气体，在保持温度不变的的情况下，如果增大气体体积，气体压强将如何变化？请你从分子动理论的观点加以解释．如果在此过程中气体对外界做了900J的功，则此过程中气体是放出热量还是吸收热量？放出或吸收多少热量？（简要说明理由）参考答案：气体压强减小（1分）一定质量的气体，温度不变时，分子的平均动能一定，气体体积增大，分子的密集程度减小，所以气体压强减小．（3分）一定质量的理想气体，温度不变时，内能不变，根据热力学第一定律可知，当气体对外做功时，气体一定吸收热量，吸收的热量等于气体对外做的功量即900J．（3分）四、计算题：本题共3小题，共计47分16.在一次跳伞特技表演中，质量为120kg的运动员(连同装备)从高度为300m的静止在空中的直升飞机上无初速度下落，6s后他打开伞包，落地时速度恰好为零．不计打开伞包前的空气阻力，并假设打开伞包后的空气阻力恒定，g取10m/s2.求：(1)打开伞包时运动员的速度；(2)打开伞包后运动员(连同装备)所受的空气阻力．参考答案：(1)设打开伞包时运动员的速度为v1，则有v1＝gt1＝10×6m/s＝60m/s.(2)打开伞包前运动员下落的距离h1＝gt＝180m打开伞包后运动员下落的距离h2＝H－h1＝120m设打开伞包的运动员下落过程中加速度大小为a则02－v＝－2ah2F阻－mg＝ma联立以上两式代入数据解得F阻＝3000N.17.一电路如图所示，电源电动势，内阻，电阻，，，C为平行板电容器，其电容C=3.0pF，虚线到两极板距离相等，极板长，两极板的间距。（1）若开关S处于断开状态，则当其闭合后，求流过R4的总电量为多少？（2）若开关S断开时，有一带电微粒沿虚线方向以的初速度射入C的电场中，刚好沿虚线匀速运动，问：当开关S闭合后，此带电微粒以相同初速度沿虚线方向射入C的电场中，能否从C的电场中射出？（要求写出计算和分析过程，g取）参考答案：解析：（1）S断开时，电阻R3两端电压为S闭合后，外阻为

端电压为电阻R3两端电压为则所求流过R4的总电量为

………（2）设微粒质量为m，电量为q，当开关S断开时有：当开关S闭合后，设微粒加速度为a，则设微粒能从C的电场中射出