2022年辽宁省大连市瓦房店第二十一高级中学高三物理下学期期末试卷含解析

2022年辽宁省大连市瓦房店第二十一高级中学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，质量为m的等边三棱柱静止在水平放置的斜面上。已知三棱柱与斜面之间的动摩擦因数为μ，斜面的倾角为，则斜面对三棱柱的支持力与摩擦力的大小分别为A．mg和mg

B．mg和mgC．mg和μmg

D．mg和μmg参考答案：A2.如图，将一个球放在两块光滑斜面板AB和AC之间，两板与水平面夹角都是60．现在使AB板固定，使AC板与水平面的夹角逐渐减小，则

（

）

A．球对AC板的压力先增大后减小

B．球对AB板的压力逐渐减小

C．球对AC板的压力先减小后增大

D．球对AB板的压力逐渐增大参考答案：BC3.（单选）如图所示，水平传送带顺时针匀速转动，一物块轻放在传送带左端，当物块运动到传送带右端时恰与传送带速度相等，若传送带仍保持匀速但速度加倍，将物块轻放在传送带左侧，本次物块在传送带上运动的时间与传送带速度加倍前相比，下列判断正确的是（）A．变为原来的一半B．变为原来的2倍C．不变D．变为原来的4倍参考答案：考点：牛顿第二定律；匀变速直线运动的位移与时间的关系．专题：直线运动规律专题．分析：物块在传送带上做匀加速直线运动，结合位移时间公式分析比较运动的时间．解答：解：一物块轻放在传送带左端，当物块运动到传送带右端时恰与传送带速度相等，知物块向右做匀加速直线运动，传送带速度增大，物块仍然做匀加速直线运动，到达右端时速度未达到传送带速度，根据x=知，运动的时间相同．故C正确，A、B、D错误．故选：C．点评：解决本题的关键理清物块在传送带上的运动规律，结合运动学公式分析求解．4.（单选）下列关于物理学思想方法的叙述错误的是(

)A．探究加速度与力和质量关系的实验中运用了控制变量法B．电学中电阻、场强和电势的定义都运用了比值法C．力学中将物体看成质点运用了理想化模型法D．Δt→0时的平均速度可看成瞬时速度运用了等效替代法参考答案：5.（单选）下列关于物理学发展史的表述，其中观点正确的是A．亚里士多德认为物体的自然状态是静止的，只有当它受到力的作用才会运动B．牛顿认为力的真正效果是改变物体的速度，而不仅仅是使之由静止开始运动C．法拉第首先发现了电流的磁效应D．伽利略根据理想实验得出，物体自由落体运动速度与下落位移成正比参考答案：B二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.光电门传感器也是一种研究物体运动情况的计时仪器，现利用图甲所示装置设计一个“验证物体产生的加速度与合外力、质量关系”的实验，图中NO是水平桌面，PO是一端带有滑轮的长木板，1、2是固定在木板上的两个光电门。小车上固定着用于挡光的窄片，让小车从木板的顶端滑下，光电门连接数据采集器，并把数据采集器和计算机连接，打开软件。①已知窄片的宽度为d（L远大于d），计算机显示的光电门1、2的挡光时间分别为t1、t2。②用米尺测量光电门间距为L，则小车的加速度表达式a=

(各量均用①②里的字母表示)。

③该实验把砂和砂桶m拉车的力当作小车的合力。由于所用导轨摩擦力较大，必须平衡摩擦力，方法是

。④该实验中，让小车质量M不变时，探究a与F关系，使用的探究方法是______________。有位同学通过测量，作出a—F图线,如图乙中的实线所示。试分析：乙图线不通过坐标原点的原因是

；乙图线上部弯曲的原因是

；参考答案：．a=(d2/t22-d2/t12)/2L；调出一个合适的斜面；控制变量法；木板夹角过大；m<<M的条件未能很好满足；7.如图所示，气缸中封闭着温度为127℃的空气，一重物用轻绳经轻滑轮跟气缸中的活塞相连接，不计一切摩擦，重物和活塞都处于平衡状态，这时活塞离气缸底的高度为10cm。如果缸内空气温度降为87℃，则重物将上升

cm；该过程适用的气体定律是

（填“玻意耳定律”或“查理定律”或“盖·吕萨克定律”）。参考答案：1；盖·吕萨克定律8.潮汐能属于无污染能源，但能量的转化率较低，相比之下，核能是一种高效的能源．（1）在核电站中，为了防止放射性物质泄漏，核反应堆有三道防护屏障：燃料包壳、压力壳和安全壳（见图甲）．结合图乙可知，安全壳应当选用的材料是________________（2）核反应堆中的核废料具有很强的放射性，目前常用的处理方法是将其装入特制的容器中，然后______________（将选项前的字母代号填在横线上）

A．沉入海底

B．放至沙漠

C．运到月球

D．深埋海底（3）图丙是用来监测工作人员受到辐射情况的胸章，通过照相底片被射线感光的区域，可以判断工作人员受到何种辐射。当胸章上lmm铝片和3mm铝片下的照相底片被感光，而铅片下的照相底片未被感光时，结合图乙分析工作人员受到了_______射线的辐射；当所有照相底片都被感光时，工作人员受到了_________射线的辐射。参考答案：（1）混凝土

（2）D

（3）

9.某实验小组设计了“探究加速度与合外力关系”的实验，实验装置如图所示。已知小车的质量为500克，g取10m/s2，不计绳与滑轮间的摩擦。实验步骤如下：（1）细绳一端系在小车上，另一端绕过定滑轮后挂一个小砝码盘。（2）在盘中放入质量为m的砝码，用活动支柱将木板固定有定滑轮的一端垫高，调整木板倾角，恰好使小车沿木板匀速下滑。（3）保持木板倾角不变，取下砝码盘，将纸带与小车相连，并穿过打点计时器的限位孔，接通打点计时器电源后，释放小车。（4）取下纸带后，在下表中记录了砝码的质量m和对应的小车加速度a。（5）改变盘中砝码的质量，重复（2）（3）步骤进行实验。实验次数1234567m/kg0.020.040.050.060.070.080.101.401.792.012.202.382.613.02

①在坐标纸上作出图象。②上述图象不过坐标原点的原因是：

。

③根据（1）问中的图象还能求解哪些物理量？其大小为多少？

。④你认为本次实验中小车的质量是否要远远大于砝码的质量：

（选填“是”或“否”）。参考答案：10.（4分）一带电量为q的小圆环A，可沿着长为2的光滑绝缘固定的细杆在竖直方向运动，小圆环直径远小于。杆的下端固定一质量为m、带电量为q的小球B。平衡时，小圆环A恰好悬于细杆的正中间，如图所示。这时杆对B小球的拉力为___________；若取B小球位置重力势能为零，当设法使B小球所带的电瞬间消失，则此后经过时间_____________A小环的动能恰等于其重力势能。（一切阻力均不计，静电力恒量用k表示）。参考答案：；11.黑洞是一种密度极大的天体，从黑洞发出的光子都无法挣脱引力而射出．若在某黑洞表面可以不断的发射出一种频率为γ的光子，光子贴着黑洞表面射出后恰可以沿着黑洞表面做匀速圆周运动，运行周期为T，引力常量为G，则此黑洞的平均密度为

参考答案：12.为探究受到空气阻力时，物体运动速度随时间的变化规律，某同学采用了如图所示的实验装置。实验时，平衡小车与木板之间的摩擦力后，在小车上安装一薄板，以增大空气对小车运动的阻力。（1）在释放小车________(选填“之前”或“之后”)接通打点计时器的电源，在纸带上打出一系列的点。（2）从纸带上选取若干计数点进行测量，得出各计数点的时间与速度的数据如下表：时间t/s00.501.001.502.002.50速度v/(m·s－1)0.120.190.230.260.280.29请根据实验数据在右图作出小车的v－t图象。（3）通过对实验结果的分析，该同学认为：随着运动速度的增加，小车所受的空气阻力将变大。你是否同意他的观点？_________。请根据v－t图象简要阐述理由：_________________________。参考答案：(1)之前；(2)如图所示。(3)同意；在v－t图象中，速度越大时，加速度越小，小车受到的合力越小，则小车受空气阻力越大．13.要利用轨道、滑块(其前端固定有挡光窄片K)、托盘、砝码、轻滑轮、轻绳、光电计时器、米尺等器材测定滑块和轨道间的动摩擦因数μ，某同学设计了如图甲所示的装置，滑块和托盘上分别放有若干砝码，滑块质量为M，滑块上砝码总质量为m′，托盘和盘中砝码的总质量为m.轨道上A、B两点处放置有光电门(图中未画出)．实验中，重力加速度g取10m/s2.图甲图乙(1)用游标卡尺测量窄片K的宽度d，如图乙所示，则d＝__________mm，用米尺测量轨道上A、B两点间的距离x，滑块在水平轨道上做匀加速直线运动，挡光窄光通过A、B两处光电门的挡光时间分别为tA、tB，根据运动学公式，可得计算滑块在轨道上加速运动的加速度的表达式为a＝____________；(2)该同学通过改变托盘中的砝码数量，进行了多次实验，得到的多组数据如下：实验次数托盘和盘中砝码的总质量m/(kg)滑块的加速度a/(m/s2)10.100020.150030.2000.3940.2500.9150.3001.4060.3501.9270.4002.38图丙请根据表中数据在图丙中作出am图象．从数据或图象可知，a是m的一次函数，这是由于采取了下列哪一项措施________．A.每次实验的M＋m′都相等

B.每次实验都保证M＋m′远大于mC.每次实验都保证M＋m′远小于m

D.每次实验的m′＋m都相等(3)根据am图象，可知μ＝________(请保留两位有效数字)．参考答案：(1)2.20或2.25(2分)(2分)(2)注意：应为直线，标度的选取要合适(2分)D(2分)(3)0.16(2分)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.（选修3—3（含2—2））（7分）如图所示是一定质量的气体从状态A经状态B到状态C的p－T图象，已知气体在状态B时的体积是8L，求气体在状态A和状态C的体积分别是多大？并判断气体从状态B到状态C过程是吸热还是放热？参考答案：解析：由图可知：从A到B是一个等温过程，根据玻意耳定律可得：……(2分)

代入数据解得：……………(1分)

从B到C是一个等容过程，

……………(1分)

【或由，代入数据解得：】

由图可知气体从B到C过程为等容变化、温度升高，……(1分)故气体内能增大，……(1分)由热力学第一定律可得该过程气体吸热。……………(1分)四、计算题：本题共3小题，共计47分16.如图所示，轻弹簧一端固定在墙上，另一端连一质量为M=2kg的小车a，开始时小车静止，其左端位于O点，弹簧没有发生形变，O点右侧地面光滑，O点左侧地面粗糙．质量为m=1kg的小物块b（可看做质点）静止于小车的左侧，距O点s=3m，小物块与水平面间的动摩擦系数为μ=0.2，取g=10m/s2．今对小物块施加大小为F=8N的水平恒力使之向右运动，并在与小车发生完全弹性碰撞前的瞬间撤去该力，碰撞时间极短，弹簧始终没有超出弹性限度，求：（1）小物块与小车碰撞前瞬间的速度是多大？（2）运动过程中弹簧最大弹性势能是多少？（3）小物块b在整个运动过程中的运动时间？参考答案：考点：动量守恒定律；机械能守恒定律．专题：动量与动能定理或能的转化与守恒定律综合．分析：（1）应用动能定理可以求出碰撞前的速度．（2）碰撞过程系统动量守恒，应用动量守恒定律与机械能守恒定律可以求出弹性势能．（3）应用牛顿第二定律与运动学公式求出运动时间．解答：解：（1）设碰撞前瞬间，小物块b的速度为v1，小物块从静止开始运动到刚要与小车发生碰撞的过程中，根据动能定理得：

①，代入数据解得：v1=6m/s②（2）由小物块与小车组成的系统在碰撞过程中动量守恒，机械能守恒，设小物块b与小车a碰撞后瞬间，小车a的速度为v2，小物块的速度为v3，设向右为正方向根据动量守恒定律得：mv1=mv3+Mv2③根据机械能守恒定律得：

④由③④代入数据解得：v2=4m/s，v3=﹣2m/s；根据机械能守恒定律可知小车的最大动能应等于弹簧的最大弹性势能：EP=Mv22，代入数据解得：EP=16J⑤（3）设小物块b与小车a碰撞前的运动时间为t1，加速度为a1，碰撞后运动时间为t2，加速度为a2，由牛顿第二定律得：F﹣μmg=ma1⑥由匀变速直线运动的位移公式得：

⑦由⑥⑦解得：t1=1s﹣μmg=﹣ma2⑧v3=a2t2⑨由⑧⑨可得t2=1s，小物块b在整个运动过程中的运动时间t=t1+t2=2s；答：（1）小物块与小车碰撞前瞬间的速度是6m/s；（2）运动过程中弹簧最大弹性势能是16J；（3）小物块b在整个运动过程中的运动时间为2s．点评：考查动能定理、牛顿第二定律及运动学公式的应用，掌握动量守恒定律与机械能守恒定律的方法与判定条件．17.（9分）如图所示，在坐标xoy平面内存在B=2.0T的匀强磁场，OA与OCA为置于竖直平面内的光滑金属导轨，其中OCA满足曲线方程，C为导轨的最右端，导轨OA与OCA相交处的O点和A点分别接有体积可忽略的定值电阻R1和R2，其R1=4.0Ω、R2=12.0Ω。现有一足够长、质量m=0.10kg的金属棒MN在竖直向上的外力F作用下，以v=3.0m/s的速度向上匀速运动，设棒与两导轨接触良好，除电阻R1、R2外其余电阻不计，g取10m/s2，求：

（1）金属棒MN在导轨上运动时感应电流的最大值；（2）外力F的最大值；（3）金属棒MN滑过导轨OC段，整个回路产生的热量。参考答案：解析：（1）金属棒MN沿导轨竖直向上运动，进入磁场中切割磁感线产生感应电动势。当金属棒MN匀速运动到C点时，电路中感应电动势最大，产生的感应电流最大。

金属棒MN接入电路的有效长度为导轨OCA形状满足的曲线方程中的x值