2021-2022学年广东省江门市江海区礼乐中学高三物理上学期期末试题含解析

2021-2022学年广东省江门市江海区礼乐中学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.如图所示，倾斜固定直杆与水平方向成60°角，直杆上套有一个圆环，圆环通过一根细线与一只小球相连接．当圆环沿直杆下滑时，小球与圆环保持相对静止，细线伸直，且与竖直方向成30°角．下列说法中正确的是（）A.圆环不一定加速下滑B.圆环可能匀速下滑C.圆环与杆之间一定没有摩擦D.圆环与杆之间一定存在摩擦参考答案：D试题分析：以小球为研究对象，对小球进行受力分析，小球受到竖直向下的重力和沿绳子收缩方向的拉力，小球的合外力不为零，小球不可能匀速下滑，小球与圆环相对静止，圆环也不可能匀速下滑，所以B项错误；根据牛顿第二定律，加速度，小球与圆环相对静止，圆环一定加速下滑，所以A项错误；整体的加速度也应该为，假设圆环与杆之间没有摩擦，取整体为研究对象，，加速度，说明假设错误，C项错误；圆环与杆之间一定存在摩擦，所以D项正确。考点：本题考查了整体和隔离法与牛顿第二定律2.如图所示为一列沿着x轴正方向传播的横波在t=0时刻的波形图。已知这列波的周期T=2.0s。则A．这列波的波速v=2.0m/sB．在t=0时，x=0.5m处的质点速度为零C．经过2.0s，这列波沿x轴正方向传播0.8mD．在t=0.4s时，x=0.5m处的质点的运动方向为y轴正方向参考答案：D由图像可知波长=1m，由可知这列波的波速v=0.5m/s，A错误；在t=0时，x=0.5m处的质点在平衡位置，速度最大，B错误；经过2.0s，这列波沿x轴正方向传播1.0m，C错误；由于波沿x轴正方向传播，经过t=0.4s<，x=0.5m处的质点的运动方向为y轴正方向，D正确。3.（单选）如图所示，一个质量为m=2.0kg的物体放在倾角为30°的斜面上静止不动，若用竖直向上的力F=5.0N提物体，物体仍静止，取g=10m/s2，下述结论正确的是（）A．物体受到的合外力减小5.0NB．物体受到的摩擦力减小5.0NC．斜面受到的压力减小5.0ND．物体对斜面的作用力减小5.0N参考答案：考点：共点力平衡的条件及其应用；力的合成与分解的运用．专题：共点力作用下物体平衡专题．分析：无拉力时对物体受力分析，受重力、支持力和静摩擦力，根据共点力平衡条件求解各个力；有拉力F作用后，再次对物体受力分析，受到拉力、重力、支持力和静摩擦力，根据共点力平衡条件求解各个力．解答：解：A、物体在有无拉力时，都处于静止状态，合力都为零．故A错误．BC、无拉力时对物体受力分析，受重力、支持力和静摩擦力，如图根据共点力平衡条件，有f=mgsinθN=mgcosθ有拉力F作用后，再次对物体受力分析，受到拉力、重力、支持力和静摩擦力，如图根据共点力平衡条件，有f1=（mg﹣F）sinθN1=（mg﹣F）cosθ故f﹣f1=Fsin30°=2.5NN﹣N1=Fcos30°=N．物体对斜面体的摩擦等于斜面体对物体的摩擦，减小2.5N．物体对斜面体的压力等于斜面体对物体的支持力，减小了N．故B、C错误．D、物体对斜面的作用力为压力和摩擦力的合力，压力和摩擦力的合力方向竖直向下，知作用力减小5N．故D正确．故选D．点评：本题关键是对物体受力分析后，根据共点力平衡条件用正交分解法列方程求解．施加向上的拉力后，可以等效为将物体的重力减小．的位置．）4.右图是科学史上一张著名的实验照片，显示一个带电粒子在云室中穿过某种金属板运动的径迹。云室旋转在匀强磁场中，磁场方向垂直照片向里。云室中横放的金属板对粒子的运动起阻碍作用。分析此径迹可知粒子

A.带正电，由下往上运动B.带正电，由上往下运动C.带负电，由上往下运动D.带负电，由下往上运动参考答案：A解析：粒子穿过金属板后，速度变小，由半径公式可知，半径变小，粒子运动方向为由下向上；又由于洛仑兹力的方向指向圆心，由左手定则，粒子带正电。选A。5.某跳伞运动训练研究所，让一名跳伞运动员从悬停在高空的直升机中跳下，研究人员利用运动员随身携带的仪器记录下了他的运动情况，通过分析数据，画出了运动员从跳离飞机到落地的过程中在空中沿竖直方向运动的v－t图像如图1所示，则对运动员的运动，下列说法正确的是（

） A．0～10s内做加速度逐渐减小的加速运动 B．0～10s内做自由落体运动，15s时开始做匀速直线运动 C．10s时打开降落伞，以后做匀减速运动，直至t=15s时 D．10s～15s内加速度方向竖直向下，加速度的大小在逐渐小参考答案：A二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.在“用DIS研究小车加速度与所受合外力的关系”实验中时，甲、乙两组分别用如图（a）、（b）所示的实验装置实验，重物通过细线跨过滑轮拉相同质量小车，位移传感器（B）随小车一起沿水平轨道运动，位移传感器（A）固定在轨道一端．甲组实验中把重物的重力作为拉力F，乙组直接用力传感器测得拉力F，改变重物的重力重复实验多次，记录多组数据，并画出a-F图像。（1）位移传感器（B）属于

。（填“发射器”或“接收器”）（2）甲组实验把重物的重力作为拉力F的条件是

。（3）图（c）中符合甲组同学做出的实验图像的是

；符合乙组同学做出的实验图像的是

。参考答案：（1）发射器（2分）（2）小车的质量远大于重物的质量（2分）（3）②（1分）；①（1分）7.利用α粒子散射实验最早提出原子核式结构模型的科学家是

；他还利用α粒子轰击（氮核）生成和另一种粒子，写出该核反应方程

．参考答案：8.（4分）在桌面上有一倒立的玻璃圆锥，其顶点恰好与桌面接触，圆锥的轴（图中虚线）与桌面垂直，过轴线的截面为等边三角形，如图所示。有一半径为r的圆柱形平行光束垂直入射到圆锥的底面上，光束的中心轴与圆锥的轴重合。已知玻璃的折射率为1.5，则光束在桌面上形成的光斑半径为

。参考答案：

2r9.如图，长方形线框abcd通有电流I，放在直线电流I'附近，线框与直线电流共面，则下列表述正确的是

A.线圈四个边都受安培力作用，它们的合力方向向左B.只有ad和bc边受安培力作用，它们的合力为零C.ab和dc边所受安培力大小相等，方向相同D.线圈四个边都受安培力作用，它们的合力为零参考答案：A10.利用氦—3（He）和氘进行的聚变安全无污染，容易控制．月球上有大量的氦—3，每个航天大国都将获得的氦—3作为开发月球的重要目标之一．“嫦娥一号”探月卫星执行的一项重要任务就是评估月球中氦—3的分布和储量．已知两个氘核（H）聚变生成一个氦—3，则该核反应方程为_________________________；已知H的质量为m1，He的质量为m2，反应中新产生的粒子的质量为m3，光速为c,则上述核反应中释放的核能为____________参考答案：H＋H→He十n

，

11.（6分）物体以5m/s的初速度沿光滑斜槽向上做直线运动，经4s滑回原处时速度的大小仍为5m/s，则物体的速度变化为

m/s，加速度为

m/s2．（规定初速度方向为正方向）。参考答案：

－10；－2.512.如图，在：半径为2.5m的光滑圆环上切下一小段圆弧，放置于竖直平面内，两端点距最低点高度差H为1cm。将小环置于圆弧端点并从静止释放，小环运动到最低点所需的最短时间为＿＿＿＿s，在最低点处的加速度为＿＿＿＿m/s2。(取g＝10m/s2)参考答案：0.785

0.08小环运动沿圆弧的运动可类比于单摆的简谐运动，小环运动到最低点所需的最短时间为t=T/4==0.785s。由机械能守恒定律，mgH=mv2，在最低点处的速度为v=。在最低点处的加速度为a===0.08m/s2。

13.如图所示是饮水器的自动控制电路。左边是一个在水温较低时对水加热的容器，内有密封绝缘的电热丝发热器和接触开关S1。只要有水浸没S1，它就会导通；水面低于S1时，不会加热。（1）Rx是一个热敏电阻，低温时呈现高电阻，右边P是一个___________（选填“与”、“或”、“非”）逻辑门，接在0～5V电源之间，图中J是一个继电器，可以控制发热器工作与否。Ry是一个可变电阻，低温时Rx应_____________（选填“远大于”、“远小于”）Ry。（2）请阐述饮水机的自动加热原理：__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。参考答案：（1）与；远大于。（每空2分）

（2）当水温较低时，Rx阻值较大，A为高电势，且有水浸没S1，B也为高电势，则QC之间才有高电压输出，电磁继电器有电流通过，将吸动S2闭合，发热器工作。（表述合理酌情给分）三、简答题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.（7分）如图所示，一束光从空气射入玻璃中，MN为空气与玻璃的分界面．试判断玻璃在图中哪个区域内（Ⅰ或Ⅱ）？简要说明理由．并在入射光线和反射光线上标出箭头。参考答案：当光由空气射入玻璃中时，根据折射定律

=n，因n>1，所以i>γ，即当光由空气射入玻璃中时，入射角应该大于折射角．如图，在图中作出法线，比较角度i和γ的大小，即可得出玻璃介质应在区域?内．箭头如图所示．（7分）15.（09年大连24中质检）（选修3—4）（5分）半径为R的半圆柱形玻璃，横截面如图所O为圆心，已知玻璃的折射率为，当光由玻璃射向空气时，发生全反射的临界角为45°．一束与MN平面成45°的平行光束射到玻璃的半圆柱面上，经玻璃折射后，有部分光能从MN平面上射出．求①说明光能从MN平面上射出的理由?

②能从MN射出的光束的宽度d为多少?参考答案：解析：①如下图所示，进入玻璃中的光线a垂直半球面，沿半径方向直达球心位置O，且入射角等于临界角，恰好在O点发生全反射。光线a右侧的光线（如：光线b）经球面折射后，射在MN上的入射角一定大于临界角，在MN上发生全反射，不能射出。光线a左侧的光线经半球面折射后，射到MN面上的入射角均小于临界角，能从MN面上射出。（1分）最左边射向半球的光线c与球面相切，入射角i=90°折射角r=45°。故光线c将垂直MN射出（1分）

②由折射定律知（1分）

则r=45°

（1分）

所以在MN面上射出的光束宽度应是

（1分）四、计算题：本题共3小题，共计47分16.利用水流和太阳能发电，可以为人类提供清洁能源。水的密度ρ=1×103kg/m3，太阳光垂直照射到地面上时的辐射功率P0=1×103W/m2，地球半径为R=6.4×106m，地球表面的重力加速度取g=10m/s2。⑴写出太阳光照射到地球表面的总功率P的字母表达式；⑵发射一颗卫星到地球同步轨道上（轨道半径约为地球半径的6.6≈倍）利用太阳能发电，然后通过微波持续不断地将电力输送到地面，这样就建成了太阳能发电站。求卫星在地球同步轨道上向心加速度的大小（答案保留两位有效数字）；⑶三峡水电站水库面积约为S=1×109m2，平均流量Q=1.5×104m3/s，水库水面与发电机所在位置的平均高度差为h=100m，发电站将水的势能转化为电能的总效率η1=60%。在地球同步轨道上，太阳光垂直照射时的辐射功率为1.4P0。太阳能电池板将太阳能转化为电能的效率为η2=20％，将电能输送到地面的过程要损失50%。若要使⑵中的太阳能发电站在被太阳照射时地面接收到的电功率相当于三峡电站发电的平均功率，卫星上太阳能电池板的面积应为多大？(保留一位有效数字)参考答案：⑴πR2P0⑵0.23m/s2⑶6×107m2（1）如右图所示，地球表面接受太阳光照射的有效面积是投影面积πR2，太阳光照射到地球表面的总功率P的表达式为：P=πR2P017.如图所示，在xOy平面内，y轴左侧有沿x轴正方向的匀强电场，电场强度大小为E；在0＜x＜L区域内，x轴上、下方有相反方向的匀强电场，电场强度大小均为2E；在x＞L的区域内有垂直于xOy平面的匀强磁场，磁感应强度大小不变、方向做周期性变化．一电荷量为q、质量为m的带正电粒子（粒子重力不计），由坐标为（﹣L，）的A点静止释放．（1）求粒子第一次通过y轴时速度大小；（2）求粒子第一次射入磁场时的位置坐标及速度；（3）现控制磁场方向的变化周期和释放粒子的时刻，实现粒子能沿一定轨道做往复运动，求磁场的磁感应强度B大小取值范围．参考答案：（1）粒子第一次通过y轴时速度大小为；（2）粒子第一次射入磁场时的位置坐标为（L，L），速度为；（3）磁场的磁感应强度B大小取值范围为0＜B＜．：解：（1）粒子从A点到y轴的过程，根据动能定理得：得：；（2）进入0＜x＜L区域间偏转电场作类平抛运动，则得：

L=v0t，，解得：，vy=v0所以第一次射入磁场时的位置坐标为（L，L）；

速度大小：=，方向与x轴正方向成45°角斜向上．（3）在磁场中，粒子做匀速