浙江省金华市新狮乡中学2021-2022学年高三物理上学期期末试题含解析

浙江省金华市新狮乡中学2021-2022学年高三物理上学期期末试题含解析一、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.已知均匀带电球体在其外部产生的电场与一个位于球心的、电荷量相等的点电荷产生的电场相同，而均匀带电球売在其内部任意一点形成的电场强度为零?现有一半径为R、电荷量为Q的均匀帯正电绝缘球体，M、N为一条直径上距圆心O为的两点，静电力常量为k，则A.M、N点的电势小于O点的电势B.M、N点的电场强度方向相同C.M、N点的电场强度大小均为D.M、N点的电场强度大小均为参考答案：AC【分析】根据均匀带电球壳在其内部任意一点形成的电场强度为零，分析知道M点的场强等于以O圆心半径的均匀球体在M点产生的场强，根据点电荷场强公式求解，根据对称性求N点的场强；【详解】根据均匀带电球壳在其内部任意一点形成的电场强度为零，知M点的场强等于以O圆心半径的均匀球体在M点产生的场强，这个球体之外的球壳在M点产生的场强为零，这个球体所带电荷量为，M点的电场强度大小为，方向向左；根据对称性知N点的电场强度大小也为，方向向右；O点的场强为零，则MO间场强方向向左，NO间场强方向向右，所以M、N点的电势低于O点的电势，故A、C正确，B、D错误；故选AC。2.在抗洪抢险中，战士驾驶摩托艇救人。假设江岸是平直的，洪水沿江向下游流去，水流速度为v1，摩托艇在静水中的航速为v2，战士救人的地点A离岸边最近处O的距离为d。如战士想在最短时间内将人送上岸，则摩托艇登陆的地点离O点的距离为：（

）A．

B．0

C．

D．

参考答案：C3.如图甲所示，一根弹性绳，O、A、B为绳上三点，OA=2m，OB=5m，t=0时刻O点和B点同时开始向上振动且振动图象相同，如图乙所示（取向上为正方向）。振动在绳上传播的速度为5m/s，则A．t=0.6s时刻，质点A速度为负向最大B．t=0.7s时刻，质点A速度为零，位移为－2A0C．t=0.7s时刻，质点A速度为零，位移也为零D．0~0.8s时间内，质点A通过的路程为2A0

参考答案：CD4.（单选）如图，一半圆形碗的边缘上装有一定滑轮，滑轮两边通过一不可伸长的轻质细线挂着两个小物体，质量分别为m1、m2,m1＞m2。现让m1从靠近定滑轮处由静止开始沿碗内壁下滑。设碗固定不动，其内壁光滑、半径为R。则m1滑到碗最低点时的速度为

A．

B．

C．

D．参考答案：D5.（多选题）如图是创意物理实验设计作品《小熊荡秋千》．两根彼此靠近且相互绝缘的金属棒C、D固定在铁架台上，与两个铜线圈P、Q组成一闭合回路，两个磁性很强的条形磁铁如图放置，当用手左右摆动线圈P时，线圈Q也会跟着摆动，仿佛小熊在荡秋千．以下说法正确的是（）A．P向右摆动的过程中，P中的电流方向为顺时针方向（从右向左看）B．P向右摆动的过程中，Q也会向右摆动C．P向右摆动的过程中，Q会向左摆动D．若用手左右摆动Q，P会始终保持静止参考答案：AB【考点】楞次定律．【分析】当P摆动时，穿过P的磁通量发生变化，产生感应电流，由于P和Q形成闭合回路，Q的下端受到安培力的作用而发生摆动．结合楞次定律和左手定则进行判断．【解答】解：A、P向右摆动的过程中，穿过P的磁通量减小，根据楞次定律，P中有顺时针方向的电流（从右向左看）．故A正确．B、P向右摆的过程中，P中的电流方向为顺时针方向，则Q下端的电流方向向外，根据左手定则知，下端所受的安培力向右，则Q向右摆动．同理，用手左右摆动Q，P会左右摆动．故B正确，C错误，D也错误．故选：AB．二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.在接近收费口的道路上安装了若干条突起于路面且与行驶方向垂直的减速带，减速带间距为10m，当车辆经过减速带时会产生振动。若某汽车的固有频率为1.25Hz，则当该车以

m/s的速度行驶在此减速区时颠簸得最厉害，我们把这种现象称为

。参考答案：答案：12.5，共振解析：汽车每经过一个减速带时，减速带都给汽车一个向上的力，这个力使汽车上下颠簸，当这个力的频率等于汽车的固有频率时，汽车发生共振，振动最厉害。所以有，。7.如图甲所示为某宾馆的房卡，只有把房卡插入槽中，房间内的灯和插座才会有电。房卡的作用相当于一个________（填电路元件名称）接在干路上。如图乙所示，当房客进门时，只要将带有磁铁的卡P插入盒子Q中，这时由于磁铁吸引簧片，开关B就接通，通过继电器J使整个房间的电器的总开关接通，房客便能使用室内各种用电器。当继电器工作时，cd相吸，ab便接通。请你将各接线端1、2、3、4、5、6、7、8、9、10适当地连接起来，构成正常的电门卡电路。参考答案：（1）电键（2分）（2）8—7，4—5，6—9，1—3，2—10

8.右图为“研究一定质量气体在体积不变的条件下，压强变化与温度变化关系”的实验装置示意图．在烧瓶A中封有一定质量的气体，并与气压计相连，初始时气压计两侧液面平齐．（1）若气体温度升高，为使瓶内气体的体积不变，应将气压计右侧管_____（填“向上”或“向下”）缓慢移动，直至________．（2）（单选）实验中多次改变气体温度，用Dt表示气体升高的温度，用Dh表示气压计两侧管内液面高度差的变化量．则根据测量数据作出的图线应是：_______参考答案：（1）向上（2分），气压计左管液面回到原来的位置（2分）（2）A（2分）9.012年11月23日上午，舰载机歼-15在我国首艘航母“辽宁航”上成功起降。可控核反应堆是驱动航空母舰的理想设备，其工作原理是利用重核裂变反应释放出大量核能获得动力。是若干核反应的一种，其中n为中子，X为待求粒子，为X的个数，则X是

▲

（选填“质子”、“中子”、“电子”），＝

▲

。参考答案：）中子

310.如图所示是甲、乙两位同学在“探究力的平行四边形定则”的实验中所得到的实验结果，若用F表示两个分力F1、

F2的合力，用F′表示F1和F2的等效力，则可以判断___(填“甲”或“乙”)同学的实验结果是符合事实的．参考答案：_甲_(填“甲”或“乙”)11.在探究“加速度与力、质量的关系”的活动中：①某同学在接通电源进行实验之前，将实验器材组装如图所示。请你指出该装置中的错误或不妥之处（只要答出其中的两点即可）：

，

。②改正实验装置后，该同学顺利地完成了实验。下图是他在实验中得到的一条纸带，图中相邻两计数点之间的时间间隔为0.1s，由图中的数据可算得小车的加速度a为

m/s2。（结果取两位有效数字）参考答案：）打点计时器不应使用干电池，应使用交流电源；实验中没有平衡小车的摩擦力；小车初始位置离打点计时器太远（只要答出其中的两点即可）2）0.19~0.20内均正确12.两颗人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动，运行线速度之比是v1:v2=1:2，它们运行的轨道半径之比为__________；所在位置的重力加速度之比为__________。参考答案：4:1

1:16由万有引力提供向心力可得，解得，，将v1:v2=1:2代入即可解答。13.A、B两物体在光滑水平地面上沿一直线相向而行，A质量为5kg，速度大小为10m/s，B质量为2kg，速度大小为5m/s，它们的总动量大小为____________kgm/s，两者相碰后，A沿原方向运动，速度大小为4m/s，则B的速度大小为____________m/s。参考答案：40；10三、实验题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.如图是“研究匀变速直线运动”实验中获得的一条纸带，使用电火花计时器，电源为220V、50Hz的正弦交流电。O、A、B、C、D、E、F为纸带上六个计数点，每两个计数点之间还有四个点未画出。（1）OD间距离为_______cm；（2）根据实验数据在给出的坐标纸上绘出s—t2图像；s为各计数点到同一起点O的距离，t为相应时间；图像斜率的物理意义为______________________，物体加速度的大小为___________________m/s2。参考答案：（1）1.60

2）如图所示；加速度的一半，

0.215.某同学在做探究弹力和弹簧伸长的关系的实验中，设计了实图2－4所示的实验装置．他先测出不挂钩码时弹簧的自然长度，再将钩码逐个挂在弹簧的下端，每次都测出相应的弹簧总长度，将数据填在下面的表中．(弹簧始终在弹性限度内)测量次序123456弹簧弹力大小F/N00.490.981.471.962.45弹簧总长x/cm67.168.349.4810.8511.75实图2－4

实图2－5(1)根据实验数据在实图2－5的坐标纸上已描出了前四次测量的弹簧所受弹力大小F跟弹簧总长x之间的函数关系点，请把第5、6次测量的数据对应的点描出来，并作出F－x图线．(2)图线跟x坐标轴交点的物理意义是__________________________________________．(3)该弹簧的劲度系数k＝________.(结果保留两位有效数字)参考答案：(1)见上图

(2)弹簧的原长

(3)42N/m四、计算题：本题共3小题，共计47分16.如右图所示，在某空间实验室中，有两个靠在一起的等大的圆柱形区域，分别存在着等大反向的匀强磁场，磁感应强度B＝0.10T，磁场区域半径r＝m，左侧区圆心为O1，磁场向里，右侧区圆心为O2，磁场向外．两区域切点为C.今有质量m＝3.2×10－26kg.带电荷量q＝1.6×10－19C的某种离子，从左侧区边缘的A点以速度v＝106m/s正对O1的方向垂直磁场射入，它将穿越C点后再从右侧区穿出．求：(1)该离子通过两磁场区域所用的时间．(2)离子离开右侧区域的出射点偏离最初入射方向的侧移距离为多大？(侧移距离指垂直初速度方向上移动的距离)参考答案：解析：(1)离子在磁场中做匀速圆周运动，在左右两区域的运动轨迹是对称的，如右图，设轨迹半径为R，圆周运动的周期为T.

由牛顿第二定律qvB＝m①又：T＝②联立①②得：R＝③T＝④将已知代入③得R＝2m⑤由轨迹图知：tanθ＝＝，则θ＝30°则全段轨迹运动时间：t＝2××2θ＝⑥联立④⑥并代入已知得：t＝s＝4.19×10－6s(2)在图中过O2向AO1作垂线，联立轨迹对称关系侧移总距离d＝2rsin2θ＝2m.答案：(1)4.19×10－6s(2)2m17.轻质弹簧原长为2r，将弹簧竖直放置在地面上，如图甲所示，在其顶端将一质量为4m的物体由静止释放，当弹簧被压缩到最短时，弹簧长度为r，现将该弹簧水平放置，如图乙所示，一端固定在A点，另一端与物块P接触但不连接．AB是长度为5r的水平轨道，B端与半径为r的光滑半圆轨道BCD相切，半圆的直径BD竖直，物块P与AB间的动摩擦因数μ=0.5．用外力推动物块P，将弹簧压缩至长度r后，撤去外力，P由静止开始沿轨道运动，重力加速度大小为g，弹簧处于弹性限度内．（1）若P的质量为m，求P到达B点时速度的大小；（2）若P能滑上圆轨道，且仍能沿圆轨道滑下，求物块P质量的取值范围．参考答案：解：（1）当弹簧竖直放置时，长度被压缩至r时，由机械能守恒定律知，弹簧的弹性势能Ep=4mgr设P到达B点时速度的大小为vB．由能量守恒定律知：

Ep=μmg（5r﹣r）+联立解得vB=2（2）设P的质量为M，为使P能滑上圆轨道，它到达B点的速度不能小于零，由此可知，Ep＞μMg?4r即4mgr＞μMg?4r解得M＜2m要使P仍能沿圆弧轨道滑回，P在圆轨道上上升的高度不能超过半圆弧的中点C．P从B沿圆弧上滑的过程，由机械能守恒定律知≤MgrP从释放到B的过程，由能量守恒定律得

Ep=μMg（5r﹣r）+联立解得M≥m所以P质量范围为m≤M＜2m答：（1）若P的质量为m，P到达B点时速度的大小是2；（2）若P能滑上圆轨道，且仍能沿圆轨道滑下，物块P质量的取值范围为m≤M＜2m．【考点】功能关系；动能定理的应用．【分析】（1）先研究弹簧竖直放置时弹簧的弹性势能，即可得到用外力推动物块P，将弹簧压缩至长度r时弹簧的弹性势能．P从释放到B的过程，由能量守恒定律求P到达B点时速度的大小；（2）若P能滑上圆轨道，且仍能沿圆轨道滑下，则物块P到达B点的速度不能等于零．沿圆弧上升的最大高度不能超过C点，由能量守恒定律求P质量的取值范围．18.(12分)如图，在E=103V/m的水平向左的匀强电场中，有一光滑的半圆形绝缘轨道竖直放置，轨道与一水平绝缘轨道NM连接．半圆轨道所在竖直平面与电场线平行．其半径R=40cm，一带正电荷q=10－4C的小滑块，质量为m=40g，与水平轨道间的动摩擦因数μ=0.2，取g=10m/s2，求：

(1)要使小滑块能运动到半圆轨道的最高点L，滑块应在水平轨道上离N多远处释放；(2)这样释放的滑块通过P点时对轨道的压力是多大?(P为半圆轨