上海孙桥中学2021-2022学年高三物理下学期期末试卷含解析

上海孙桥中学2021-2022学年高三物理下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.如图所示，放置在水平地面上的支架质量为M，支架顶端用细线拴着的摆球质量为m，现将摆球拉至水平位置，而后释放。摆球运动过程中，支架始终不动，以下说法正确的是（

）A．在释放瞬间，支架对地面压力为(m+M)gB．在释放瞬间，支架对地面压力为MgC．摆球到达最低点时，支架对地面压力为(m+M)gD．摆球到达最低点时，支架对地面压力大于(m+M)g参考答案：BD2.A、B两球在光滑水平面上做相向运动，已知mA>mB，当两球相碰后，其中一球停止，则可以断定()A．碰前A的动量等于B的动量B．碰前A的动量大于B的动量C．若碰后A的速度为零，则碰前A的动量大于B的动量D．若碰后B的速度为零，则碰前A的动量大于B的动量参考答案：C3.如图所示，两个3/4圆弧轨道固定在水平地面上，半径R相同，A轨道由金属凹槽制成，B轨道由金属圆管制成，均可视为光滑轨道。在两轨道右侧的正上方分别将金属小球A和B由静止释放，小球距离地面的高度分别用hA和hB表示，对于下述说法，正确的是（

）

A．若hA=hB≥2R，则两小球都能沿轨道运动到最高点B．若hA=hB=3R/2，由于机械能守恒，两小球在轨道上升的最大高度均为3R/2C．适当调整hA和hB，均可使两小球从轨道最高点飞出后，恰好落在轨道右端口处D．若使小球沿轨道运动并且从最高点飞出，A小球的最小高度为5R/2，B小球在hB>2R的任何高度均可

参考答案：答案：D4.（单选题）如图4－8所示，质量为m的木块在质量为M的木板上滑行，木板与地面间动摩擦因数为，木块与木板间的动摩擦因数为，木板一直静止，那么木板受地面的摩擦力大小为

(

)A． B. C． D.参考答案：B5.（单选）如图所示，足够长的传送带以恒定速率顺时针运行，将一个物体轻轻放在传送带底端，第一阶段物体被加速到与传送带具有相同的速度，第二阶段与传送带相对静止，匀速运动到达传送带顶端．下列说法正确的是（）A．第一阶段摩擦力对物体做正功，第二阶段摩擦力对物体不做功B．第一阶段摩擦力对物体做的功等于第一阶段物体动能的增加C．第一阶段物体和传送带间的摩擦生热等于第一阶段物体机械能的增加D．物体从底端到顶端全过程机械能的增加等于全过程物体与传送带间的摩擦生热参考答案：考点：动能定理的应用；功能关系．.专题：传送带专题．分析：物体轻轻放在传送带上，匀加速过程：受到沿传送带向上的滑动摩擦力，物体将沿向上运动；物体相对于传送带静止后，受到沿传送带向上的静摩擦力，即可判断摩擦力做功的正负；根据功能关系：除重力之外的力所做的功等于物体机械能的增加；摩擦生热与物体与传送带间的相对位移成正比，根据运动学公式分析物体的位移与物体和传送带相对位移的关系，由功能关系分析摩擦生热和物体机械能变化的关系．解答：解：A、第一阶段物体受到沿斜面向上的滑动摩擦力，第二阶段物体受到沿斜面向上的静摩擦力做功，两个阶段摩擦力方向都跟物体运动方向相同，所以摩擦力都做正功，故A错误；B、根据动能定理得知，外力做的总功等于物体动能的增加，第一个阶段，摩擦力和重力都做功，则第一阶段摩擦力对物体做的功不等于第一阶段物体动能的增加；故B错误；C、由功能关系可知，第一阶段摩擦力对物体做的功（除重力之外的力所做的功）等于物体机械能的增加，即△E=W阻=F阻s物，摩擦生热为Q=F阻s相对，又由于s传送带=vt，s物=t，所以s物=s相对=s传送带，即Q=△E，故C正确．D、第二阶段没有摩擦生热，但物体的机械能继续增加，故D错误．故选C点评：本题运用功能关系分析传送带问题，分析物体的运动情况和摩擦力的方向是解题的基础，根据动能定理和功能原理分析功能关系．二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.如图3所示，A、B两轮半径之比为1：3，两轮边缘挤压在一起，在两轮转动中，接触点不存在打滑的现象，则两轮边缘的线速度大小之比等于______。A轮的角速度与B轮的角速度大小之比等于______。参考答案：1∶1，（2分）

3∶1（2分）不存在打滑的轮边缘线速度相等，大小之比等于1∶1，根据，则。7.如图所示，匀强磁场中有一个电荷量为q的正离子，自a点沿半圆轨道运动，当它运动到b点时，突然吸收了附近若干电子，接着沿另一半圆轨道运动到c点，已知a、b、c点在同一直线上，且ac=ab，电子电荷量为e，电子质量可忽略不计，则该离子吸收的电子个数为（）A． B． C． D．参考答案：B【考点】带电粒子在匀强磁场中的运动．【专题】定量思想；方程法；比例法；带电粒子在磁场中的运动专题．【分析】根据题干中的信息，找出在虚线两侧运动时的半径，利用洛伦兹力提供向心力列式，即可解答正离子吸收的电子的个数．【解答】解：由a到b的过程，轨迹半径为：r1=…①此过程洛伦兹力提供向心力，有：qvB=m…②在b附近吸收n个电子，因电子的质量不计，所以正离子的速度不变，电量变为q﹣ne，有b到c的过程中，轨迹半径为：r2==…③洛伦兹力提供向心力，有：（q﹣ne）vB=m…④联立①②③④得：n=选项B正确，ACD错误故选：B8.氢原子能级及各能级值如图所示．当大量氢原子从第4能级向第2能级跃迁时，可以释放出3种不同频率的光子，所释放的光子最小频率为（用普朗克常量h和图中给出的能级值字母表示）．参考答案：【考点】：氢原子的能级公式和跃迁．【专题】：原子的能级结构专题．【分析】：根据hγ=Em﹣En，可知在何能级间跃迁发出光的频率最小．：解：当大量氢原子从第4能级向第2能级跃迁时，可以释放出3种不同频率的光子；分别是n=4向n=3，n=3向n=2，以及n=4向n=2三种．因为放出的光子能量满足hγ=Em﹣En，知，从n=4能级跃迁到n=3能级发出光的频率最小；则有：hγ=E4﹣E3，所以：γ=．故答案为：3；【点评】：解决本题的关键知道能级间跃迁放出或吸收光子的能量满足hγ=Em﹣En．9.两列简谐横波的振幅都是20cm，传播速度大小相同。实线波的频率为2Hz，沿x轴正方向传播；虚线波沿x轴负方向传播。某时刻两列波在如图所示区域相遇。则该时刻在x=0～12m范围内，速度最大的是平衡位置为x=

m的质点；从图示时刻起再经过1.5s，平衡位置为x=3m处的质点的位移y=

cm。参考答案：

6

－20

10.质点做直线运动，其s-t关系如图所示，质点在0-20s内的平均速度大小为_________m/s，质点在_________时的瞬时速度等于它在6-20s内的平均速度。参考答案：11.右图为小车做直线运动的s－t图，则小车在BC段做______运动，图中B点对应的运动状态的瞬时速度大小是______m/s。参考答案：匀速

1.6-2.1

12.某同学用如图所示的装置验证动能定理．为提高实验精度，该同学多次改变小滑块下落高度胃的值．测出对应的平撼水平位移x，并算出x2如下表，进而画出x2一H图线如图所示：

①原理分析：若滑块在下滑过程中所受阻力很小．则只要测量量满足

，便可验证动能定理．

②实验结果分析：实验中获得的图线未过坐标原点，而交在了大约(0.2h，0)处，原因是

。

(2)现有一根长约20m的金属丝，其横截面直径约lmm，金属丝的电阻率为5×10-3Ω·m。一位同学用伏安法测量该金属丝的电阻，测量时使用电动势为4.5V的电源。另有如下器材供选择：

A．量程为0—0.6A，内阻约为2Ω的电流表

B．量程为0—3A，内阻约为0.1Ω的电流表

c．量程为0—6V，内阻约为4kΩ的电压表

D．量程为0—15V，内阻约为50kΩ的电压表

E．阻值为0—10Ω．额定电流为lA的滑动变阻器

F．阻值为0—1kΩ，额定电流为0.1A的滑动变阻器

①以上器材应选用

．(填写器材前的字母)

②用笔画线代替导线，将如图所示实验电路连接完整．

③闭合开关后，发现电流表示数不为零，而电压表示数为零．为检测电压表的好坏，该同学拆下电压表．用多用电表欧姆挡进行检测．为使电压表指针向右偏转，多用电表的黑表笔应接电压表的

接线柱(填“正”或“负”)；如果电压表完好，将电压表正确接人电路后，电压表示数仍为零，检查所有接线柱也都接触良好，则应检查

．参考答案：（1）①x2与H成正比

②滑块需要克服阻力做功（2）①ACE②实验电路连接如图所示。③正

连接电压表与金属丝的两根导线是否断路（1）若滑块在下滑过程中所受阻力很小．由动能定理，mgH=mv2，根据平抛运动规律，x=vt，h=gt2，显然x2与H成正比，即只要测量量满足x2与H成正比，便可验证动能定理．实验中获得的图线未过坐标原点，而交在了大约(0.2h，0)处，原因是滑块需要克服阻力做功。（2）由电阻定律可估算出该金属丝的电阻大约为100Ω，电流表选择量程为0—0.6A电流表，电压表选择量程为0—6V的电压表；选择阻值为0—1kΩ，额定电流为0.1A的滑动变阻器。用多用电表欧姆挡进行检测．为使电压表指针向右偏转，多用电表的黑表笔应接电压表的—正接线柱。将电压表正确接人电路后，电压表示数仍为零，检查所有接线柱也都接触良好，则应检查连接电压表与金属丝的两根导线是否断路。13.地球半径为R，卫星A、B均环绕地球做匀速圆周运动，其中卫星A以第一宇宙速度环绕地球运动，卫星B的环绕半径为4R，则卫星A与卫星B的速度大小之比为________；周期之比为________。参考答案：2∶1；1∶8 三、实验题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.为描绘一只规格为“2.8V,1.6W"的小灯泡的伏安特性曲线,某同学准备了以下器材:A．干电池组E(电动势3V)B．滑动变阻器R(最大电阻5Ω)C．电流表A1(量程0.6A,内阻约0.5Ω)D．电流表A2(量程3A,内阻约0.1Ω)E．电压表V1(量程3V,内阻约3kΩ)F．电压表V2(量程15V,内阻约15kΩ)G．开关一个,导线若干。(1)实验应选用的电流表是____,电压表是_____。(填器材字母序号)(2)测量电路应釆用电流表___(填“内接”或“外接”)法,控制电路应采用滑动变阻器____(填“限流式”或“分压式”)连接。(3)如图,作出的I一U图像中___(填“a”、“b”或“c”)线比较符合小灯泡的伏安特性曲线。参考答案：

(1).C(或A1)

(2).E(或V1)

(3).外接

(4).分压式

(5).a【详解】(1)由于小灯泡的额定电压为2.8V，所以电压表应选：E，小灯泡的额定电流为：，所以电流表应选：C；(2)由于小灯泡的电阻较小，所以电流表用外接法，描绘小灯泡的伏安特性曲线时小灯泡电压从0开始变化，所以滑动变阻器用分压式；(3)由于小灯泡的电阻随温度的升高而增大，I-U图象的斜率的倒数，所以I一U图像中a线比较符合小灯泡的伏安特性曲线。15.某同学做“验证力的平行四边形定则”实验时，主要步骤是：A．用图钉把橡皮条的一端固定在铺有白纸的方木板上的某一位置A，在橡皮条的另一端拴上两条细绳，细绳的另一端系着细绳套；B．用两只弹簧秤分别钩住细绳套，互成角度地拉橡皮条，使橡皮条伸长，结点到达某一位置O。记下O点的位置，分别读出两只弹簧秤的示数F1和F2；C．按选好的标度，用铅笔和刻度尺作出两只弹簧秤的拉力F1和F2的图示，并用平行四边形定则求出合力F；D．只用一只弹簧秤，通过细绳套拉橡皮条使其伸长，读出弹簧秤的示数F′，记下细绳的方向，按同一标度作出这个力F′的图示。该同学的四个主要步骤中有两个存在遗漏，它们的序号分别是________和__________；遗漏的内容分别是____________________和____________________。参考答案：B和D

(2分)

B中未记下两条细绳的方向D中未说明是否把橡皮条的结点拉到了位置O

四、计算题：本题共3小题，共计47分16.(16分)在场强为B的水平匀强磁场中，一质量为m、带正电q的小球在O静止释放，小球的运动曲线如图所示。已知此曲线在最低点的曲率半径为该点到z轴距离的2倍，重力加速度为g。求：（1）小球运动到任意位置P(x，y)的速率。（2）小球在运动过程中第一次下降的最大距离ym。（3）当在上述磁场中加一竖直向上场强为E()的匀强电场时，小球从O静止释放后获得的最大速率。

参考答案：

解析：

(1)洛仑兹力不做功，由动能定理得

①

②(2)设在最大距离ym处的速率为vm，根据圆周运动

③

且由②知

④

由③④及R=2ym

得

⑤(3)小球运动如图所示由动能定理

⑥

由圆周运动

⑦

且由⑥⑦及

解得：17.如图所示，遥控电动车赛车通电后电动机以额定功率P=3W工作，赛车（可视为质点）从A点由静止出发，经过时间t（未知）后关闭电动机，赛车继续前进至B点后水平飞出，恰好在C点沿着切线方向进入固定在竖直平面内的光滑圆弧形轨道，通过轨道最高点D后水平飞出，E点为圆弧形轨道的最低点．已知赛车在水平轨道AB部分运动时受到恒定阻力f=0.5N，赛车的质量m=0.8kg，轨道AB的长度L=6.4m，B、C两点的高度h=0.45m，赛车在C点的速度大小vC=5m/s，圆弧形轨道的半径R=0.5m．不计空气阻力，取g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8．求：（1）赛车运动到B点时的速度vB的大小；（2）赛车电动机工作的时间t；（3）赛车经过最高点D时对轨道的压力的大小．参考答案：解：（1）赛车从B点到C点的过程中做平抛运动，根据平抛运动规律有：h=gt2vy=gt同时有：vC2=vy2+vB2解得赛车在B点的速度大为：vB=4m/s（2）赛车从A点运动到B点的过程中，由动能定理有：Pt﹣fL=mvB2代入数据解得：t=3.2s；（3）设圆弧轨道的圆心O与C点的连线与竖直方向的夹角为α，则有：tanα==解得：α=37°；赛车从C点运动到最高点D的过程中，由机械能守恒定律得：mvC2=mvD2+mgR（1+cosα）设赛车经过最高点D处时轨