陕西省咸阳市新星文英中学2021-2022学年高三物理期末试题含解析

陕西省咸阳市新星文英中学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.（单选）在炎热的夏天，空调会为我们带来舒适的室内生活环境，则室内开启空调之后和开启空调之前相比，下列说法正确的是

A．空气分子平均动能减小

B．空气分子对墙壁单位面积单位时间内的碰撞次数减少C．空调的工作原理违背了热力学第二定律

D．除了空调，电扇也可以降低室内的温度，只是效果不如空调明显参考答案：A2.（多选题）如图所示，两个倾角相同的滑竿上分别套有A、B两个质量均为m圆环，两个圆环上分别用细线悬吊两个质量均为M的物体C、D，当它们都沿滑竿向下滑动并保持相对静止时，A的悬线与杆垂直，B的悬线竖直向下．下列结论正确的是（）A．A环受滑竿的作用力大小为（m+M）gcosθB．B环受到的摩擦力f=mgsinθC．C球的加速度a=gsinθD．D受悬线的拉力T=Mg参考答案：ACD【考点】牛顿第二定律；力的合成与分解的运用．【分析】由C球的运动情况结合曲线运动的条件得到C环受力情况并求解出加速度，然后对A环受力分析并求解A环受滑竿的作用力大小；由D球的运动情况结合曲线运动的条件得到D环受力情况并求解出加速度．【解答】解：A、C、C球做直线运动，对其受力分析，如图由牛顿第二定律，得到：Mgsinθ=Ma

①细线拉力为：T=Mgcosθ

②再对A环受力分析，如下图根据牛顿定律，有mgsinθ﹣f=ma

③N=mgcosθ+T

④由①②③④解得：f=0N=（M+m）gcosθ故A正确，C正确；B、D、对D球受力分析，受重力和拉力，由于做直线运动，合力与速度在一条直线上，故合力为零，物体做匀速运动，细线拉力等于Mg；再对B求受力分析，如图，受重力、拉力、支持力，由于做匀速运动，合力为零，故必有向后的摩擦力；根据平衡条件，有（M+m）gsinθ=fN=（M+m）cosθ故B错误，D正确；故选ACD．3.（单选）在如图所示的位移x一时间t图象和速度v一时间t图象中，给出的四条图线甲、乙、丙、丁分别代表四辆车由同一地点向同一方向运动的情况，则下列说法错误的是（

）A．甲、乙两车均做做直线运动B．0～t1时间内，甲车通过路程大于乙车通过路程C．丙、丁两车在t2时刻相距最远D．0～t2时间内丙车的平均速度小于丁车的平均速度参考答案：B4.（单选）如图所示，A是一边长为L的正方形导线框．虚线框内有垂直纸面向里的匀强磁场，磁场宽度为3L．线框的bc边与磁场左右边界平行且与磁场左边界的距离为L．现维持线框以恒定的速度v沿x轴正方向运动．规定磁场对线框作用力沿x轴正方向为正，且在图示位置时为计时起点，则在线框穿过磁场的过程中，磁场对线框的作用力随时间变化的图象正确的是（）A．B．C．D．参考答案：解：在整个过程中，线框进入和穿出磁场的过程中，只有一边切割磁感线，线框的磁通量一直变化，产生感应电流，根据楞次定律，安培力阻碍导体与磁场间的相对运动，可知安培力方向一直向左，沿负方向．线框完全在磁场中运动时磁通量不变，不产生感应电流，不受安培力，F=0，故B正确，ACD错误．故选：B．5.如图所示，在一个质量为M的斜面上固定一物块，斜面倾角为，物块质量为m，当斜面按照以下方式运动时，下列判断正确的是A．若斜面向左匀速移动距离x，斜面对物块的作用力做功（M-m）gxB．若斜面向上匀速移动距离x,斜面对物块的作用力做功mgxC．若斜面向左以加速度a移动距离x，斜面对物块的作用力做功maxD．若斜面向下以加速度a移动距离x，物块的机械能减少m(g-a)x参考答案：BCD该题难度适中，考查了力做功的条件以及功的计算方法，求合力做功时可以先求各个力做的功，再求代数和，也可以先求出合力，再根据W=F合Lcosθ进行计算，求变力做功可据动能定理求解．斜面向左匀速运动，物块也是匀速运动，受力平衡，斜面对物块的力等于其重力，方向竖直向上，运动方向（位移矢量）始终与斜面作用力垂直，所以不做功，故A错误；

物块和斜面一起竖直向上匀速运动，物块受力平衡，斜面对物块的力大小等于物块的重力mg，方向竖直向上，位移方向也向上，所以W=mgx，故B正确；

物块和斜面一起向左以加速度a移动距离x，物块所受的合力做的功等于max，物块受到重力和斜面对物块的力，所以，重力做的功加上斜面对物块做的功之和等于max，又因为重力做功为零，所以斜面对物块做的功等于max，故C正确；

物块和斜面一起竖直向下以加速度a移动距离x，物块所受的合力做的功等于max，则动能的增加为max,物块重力做功为mgx，则重力势能减少mgx，所以物块的机械能减少m(g-a)x，故D正确．二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.一列向右传播的简谐横波在t=0时刻的波形图如图所示，波速大小为0.6m/s，P质点的横坐标x=0.96m，从图中状态开始计时，波源O点刚开始振动时的振动方向

(填“y轴正方向”或“y轴负方向”)；波的周期为

s，质点P经过

s时间第二次达到波峰．参考答案：y的负方向(1分)、0.4(2分)、1.9(1分)7.质量为m=0.01kg、带电量为+q=2.0×10﹣4C的小球由空中A点无初速度自由下落，在t=2s末加上竖直向上、范围足够大的匀强电场，再经过t=2s小球又回到A点．不计空气阻力，且小球从未落地，则电场强度的大小E为2×103N/C，回到A点时动能为8J．参考答案：考点：电场强度；动能定理的应用．分析：分析小球的运动情况：小球先做自由落体运动，加上匀强电场后小球先向下做匀减速运动，后向上做匀加速运动．由运动学公式求出t秒末速度大小，加上电场后小球运动，看成一种匀减速运动，自由落体运动的位移与这个匀减速运动的位移大小相等、方向相反，根据牛顿第二定律和运动学公式结合求电场强度，由W=qEd求得电场力做功，即可得到回到A点时动能．解答：解：小球先做自由落体运动，后做匀减速运动，两个过程的位移大小相等、方向相反．设电场强度大小为E，加电场后小球的加速度大小为a，取竖直向下方向为正方向，则有：gt2=﹣（vt﹣at2）又v=gt解得a=3g由牛顿第二定律得：a=，联立解得，E===2×103N/C则小球回到A点时的速度为：v′=v﹣at=﹣2gt=﹣20×10×2m/s=﹣400m/s动能为Ek==0.01×4002J=8J故答案为：2×103，8．点评：本题首先要分析小球的运动过程，采用整体法研究匀减速运动过程，抓住两个过程之间的联系：位移大小相等、方向相反，运用牛顿第二定律、运动学规律结合进行研究．8.如图（a）所示，阻值为R、匝数为n的圆形金属线圈与一个阻值为2R的电阻连接成闭合电路。线圈的半径为r1，在线圈中半径为r2的圆形区域存在垂直于线圈平面的匀强磁场（向里为正），磁感应强度B随时间t变化的关系如图（b）所示，图中B1、t1为已知量。导线电阻不计，则t1时刻经过电阻的电流方向为_________（选填“a→b”或“b→a”），电流的大小为___________。参考答案：b→a，

9.测定一节干电池的电动势和内电阻的实验中，有位同学按图所示的电路进行连接，他共用6根导线，即、、、、及df，由于混进了一根内部断开的导线，当他合上开关S后，发现两个电表的指针都不偏转。他用多用电表电压档测量间的电压时，读数约为1.5V。为确定哪一根导线的内部是断开的，可以再用多用表的电压档测量两点间的电压，如果也约为1.5V，则一定是________导线断开；如果测量电压是0伏，则一定是________导线断开。参考答案：aa’

bb’10.如图所示为某一简谐横波在t＝0时刻的波形图，质点a的振动方向如图，由此可知该波沿______传播，该时刻a、b、c三点中速度最大的是______点，加速度最大的是______点，从这一时刻开始，第一次最快回到平衡位置的是______点，若t＝0.02s时质点c第一次到达波谷处，则此波的波速为______m/s。参考答案：x轴方向

a

c

c

100m/s

11.牛顿在发现万有引力定律时曾用月球的运动来检验，物理学史上称为著名的“月地检验”．已知地球半径，表面附近重力加速度为，月球中心到地球中心的距离是地球半径的倍，根据万有引力定律可求得月球的引力加速度为

．又根据月球绕地球运动周期，可求得其相向心加速度为

，如果两者结果相等，定律得到了检验。参考答案：，12.直升机沿水平方向匀速飞往水源取水灭火，悬挂着m=500kg空箱的悬索与竖直方向的夹角θ1＝450。直升机取水后飞往火场，加速度沿水平方向，大小稳定在a=1.5m/s2时，悬索与竖直方向的夹角θ2＝140。如果空气阻力大小不变，且忽略悬索的质量，则空气阻力大小为___

___N，水箱中水的质量M约为_______kg。（sin140=0.242；cos140=0.970）（保留两位有效数字）参考答案：试题分析：直升机沿水平方向匀速和匀加速飞行时，水箱受力情况如下图，根据牛顿第二定律，则有，，解得，。考点：本题考查了牛顿第二定律的应用。13.如图，电路中三个电阻Rl、R2和R3的阻值分别为R、2R和4R。当电键S1断开、S2闭合时，电源输出功率为P0；当S1闭合、S2断开时，电源输出功率也为P0。则电源电动势为＿＿＿＿；当S1、S2都断开时，电源的总功率为＿＿＿＿。参考答案：

0.3P0。当电键S1断开、S2闭合时，电路中电流I1=E/(R+r)，P0=I12R=E2R/(R+r)2.。当S1闭合、S2断开时，电路中电流I2=E/(4R+r)，P0=I224R=E24R/(4R+r)2.。联立解得：r=R/2，E=。当S1、S2都断开时，电路中电流I3=E/(7R+r)=，电源的总功率为P=EI3=0.3P0。.三、简答题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.（12分）位于处的声源从时刻开始振动，振动图像如图，已知波在空气中传播的速度为340m/s，则：

（1）该声源振动的位移随时间变化的表达式为

mm。（2）从声源振动开始经过

s，位于x=68m的观测者开始听到声音。（3）如果在声源和观测者之间设置一堵长为30m，高为2m，吸音效果良好的墙，观测者能否听到声音，为什么？参考答案：答案：（1）（4分）；（2）（4分）0.2；（3）（4分）能。因为声波的波长与障碍物的高度差不多，可以发生明显的衍射现象，所以，观察者能够听到声音。15.如图，光滑绝缘底座上固定两竖直放置、带等量异种电荷的金属板a、b，间距略大于L，板间电场强度大小为E，方向由a指向b，整个装置质量为m。现在绝绿底座上施加大小等于qE的水平外力，运动一段距离L后，在靠近b板处放置一个无初速度的带正电滑块，电荷量为q，质量为m，不计一切摩擦及滑块的大小，则(1)试通过计算分析滑块能否与a板相撞(2)若滑块与a板相碰，相碰前，外力F做了多少功;若滑块与a板不相碰，滑块刚准备返回时，外力F做了多少功?参考答案：（1）恰好不发生碰撞（2）【详解】(1)刚释放小滑块时，设底座及其装置的速度为v由动能定理：放上小滑块后，底座及装置做匀速直线运动，小滑块向右做匀加速直线运动当两者速度相等时，小滑块位移绝缘底座的位移故小滑块刚好相对绝缘底座向后运动的位移，刚好不相碰(2)整个过程绝缘底座位移为3L则答：(1)通过计算分析可各滑块刚好与a板不相撞；(2)滑块与a板不相碰，滑块刚准备返回时，外力F做功为3qEL。四、计算题：本题共3小题，共计47分16.如图为某工厂生产流水线上水平传输装置的俯视图，它由传送带和转盘组成。物品从A处无初速放到传送带上，运动到B处后进入匀速转动的水平转盘，设物品进入转盘时速度大小不发生变化，此后随转盘一起运动(无相对滑动)到C处被取走装箱。已知A、B两处的距离L=10m，传送带的传输速度V=2m/s，物品在转盘上与轴O的距离R=4m，物品与传送带间的动摩擦因数μ=0.25。取g=10m/s2。（1）物品从A处运动到B处的时间t；（2）质量为2Kg的物品随转盘一起运动的静摩擦力为多大？参考答案：(1)物品先在传送带上做初速为零的匀加速直线运动:

Ks5u

之后,物品和传送带一起以速度做匀速运动:

所以(2)物品在转盘上所受的静摩擦力提供向心力

Ks5u解得F=2N

17.深海潜水作业中，潜水员的生活舱中注入的是高压氮氧混合气体.该混合气体在1个标准大气压下、温度为T时的密度为ρ.当生活舱内混合气体的压强为31个标准大气压，温度为T时，潜水员在舱内一次吸入混合气体的体积为V.①求潜水员一次吸入混合气体的质量m;②若混合气体总质量的2.0%是氧气，氧气的摩尔质量为M，阿伏伽德罗常数为NA，求潜水员一次吸入氧气分子的个数N.参考答案：18.如图所示，半圆形竖直光滑轨道bc固定在水平地面上，轨道半径R=0.6m，与水平粗糙地面ab相切，质量m2=0.2kg的物块