2022年四川省成都市公共交通职业中学高三物理上学期期末试卷含解析

2022年四川省成都市公共交通职业中学高三物理上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，电荷q均匀分布在半球面上，球面的半径为R，CD为通过半球顶点C与球心O的轴线。P、Q为CD轴上在O点两侧，离O点距离相等的二点。如果是带电量为Q的均匀带电球壳，其内部电场强度处处为零，电势都相等。则下列判断正确的是A．P点的电势与Q点的电势相等B．P点的电场强度与Q点的电场强度相等C．在P点释放静止带正电的微粒（重力不计），微粒将作匀加速直线运动D．带正电的微粒在O点的电势能为零参考答案：B2.质量均为的、两木块叠放在水平面上，如图所示，受到斜向上与水平面成角的力作用，受到斜向下与水平面成角等大的力作用，两力在同一竖直平面内，此时两木块保持静止（）。Ａ．对的支持力一定等于

Ｂ．水平面对的支持力可能大于2Ｃ．、之间一定存在静摩擦力Ｄ．与水平面之间可能存在静摩擦力参考答案：C3.半圆柱体P放在粗糙的水平地面上，其右端有一竖直放置的光滑档板MN。在半圆柱体P和MN之间放有一个光滑均匀的小圆柱体Q，整个装置处于静止，如图所示是这个装置的截面图。现使MN保持竖直并且缓慢地向右平移，在Q滑落到地面之前，发现P始终保持静止。则在此过程中，下列说法正确的是A．MN对Q的弹力逐渐减小B．地面对P的支持力逐渐增大

C．Q所受的合力逐渐增大

D．地面对P的摩擦力逐渐增大

参考答案：

答案：D4.质谱议是一种测定带电粒子质量和分析同位素的重要工具，它的构造原理如图2所示，离子源S可以发出各种不同的正离子束，离子从s出来时速度很小，可以看作是静止的，离子经过加速后垂直进入有界匀强磁场(图中虚线所示的区域)，并沿着半圆周运动而到达照相底片上的P点，测得P点到入口S，的距离为x，以下判断正确的是A.若离子束是同位素，则x越大，离子质量越大B.若离子束是同位素，财x越大，离子质量越小C.只要X相同，则离子质量一定相同D.只要X相同，则离子的荷质比一定相同参考答案：AD5.如图4所示，ABCD是一个盆式容器，盆内侧壁与盆底BC的连接处都是一段与BC相切的圆孤，B、C为水平的，其距离d=0.50m.盆边缘的高度为h=0.30m.，在A处放一个质量为m的小块并让其从静止出发下滑。已知盆内侧壁是光滑的，而盆底BC面与小物块间的动摩擦因数为μ=0.10。小物块在盆内来回滑动，最后停下来，则停的地点到B的距离为

（

）

A.0.50m

B.0.25m

C.0.10m

D.0m参考答案：答案：D二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.如图（a）的电路中，R1为定值电阻，R2为滑动变阻器．闭合电键S后，调节滑动变阻器，将滑动变阻器的滑片从左滑向右的过程中，两电压表的示数随电路中电流变化的完整过程图线如图（b）所示。则滑动变阻器的最大阻值为

Ω，滑动变阻器消耗的最大功率为

W。参考答案：20,0.9

7.某同学做《共点的两个力的合成》实验作出如图（11）所示的图，其中A为固定橡皮条的固定点，O为橡皮条与细绳的结合点，图中______________是F1、F2合力的理论值，________________是合力的实验值，需要进行比较的是____________________________________，通过本实验，可以得出结论：在误差允许的范围________________________________是正确的。参考答案：）F；F′；F与F′的大小是否相等，方向是否一致；力合成的平等四边形定则。8.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．9.某探究学习小组的同学欲验证“动能定理”，他们在实验室组装了一套如图所示的装置，另外他们还找到了打点计时器所用的学生电源、导线、复写纸、纸带、小木块、细沙．当滑块连接上纸带，用细线通过滑轮挂上空的小沙桶时，释放小桶，滑块处于静止状态．若你是小组中的一位成员，要完成该项实验，则：（1）你认为还需要的实验器材有

．（2）实验时为了保证滑块受到的合力与沙和沙桶的总重力大小基本相等，沙和沙桶的总质量应满足的实验条件是

，实验时为保证细线拉力为木块的合外力首先要做的步骤是

．（3）在（2）的基础上，某同学用天平称量滑块的质量M．往沙桶中装入适量的细沙，用天平称出此时沙和沙桶的总质量m．让沙桶带动滑块加速运动，用打点计时器记录其运动情况，在打点计时器打出的纸带上取两点，测出这两点的间距L和这两点的速度大小v1与v2（v1<v2）．则本实验最终要验证的数学表达式为

（用题中的字母表示实验中测量得到的物理量）．参考答案：（1）天平，刻度尺（2分）（2）沙和沙桶的总质量远小于滑块的质量（2分），平衡摩擦力（2分）（3）（4分）（1）实验要验证动能增加量和总功是否相等，故需要求出总功和动能，故还要天平和刻度尺；故答案为：刻度尺、天平；

（2）沙和沙桶加速下滑，处于失重状态，其对细线的拉力小于重力，设拉力为T，根据牛顿第二定律，有

对沙和沙桶，有mg-T=ma

对小车，有T=Ma

解得故当M＞＞m时，有T≈mg

小车下滑时受到重力、细线的拉力、支持力和摩擦力，要使拉力等于合力，则应该用重力的下滑分量来平衡摩擦力，故可以将长木板的一端垫高；

故答案为：沙和沙桶的总质量远小于滑块的质量，平衡摩擦；

（3）总功为：mgL，动能增加量为：故答案为：mgL=10.如图所示，倾角为的光滑斜面上，有一长为L，质量力m的通电导线，导线中的电流强度为I，电流方向垂直纸面向外。在图中加一匀强磁场，可使导线平衡，最小的磁感应强度B大小为

方向

。参考答案：11.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．12.在如图所示的电路中，闭合电键S，将滑动变阻器的滑片P向右移动．若电源电压保持不变，电流表A的示数与电流表A1示数的比值将__________；若考虑电源内阻的因素，则电压表V示数的变化△U与电流表A1示数的变化△I1的比值将______．（均选填“变小”、“不变”或“变大”）参考答案：答案：变大

不变13.某同学在做“研究匀变速直线运动”实验中，由打点计时器得到表示小车运动过程的一条清晰纸带，纸带上两相邻计数点的时间间隔为T=0.10s，其中S1=7.05cm、S2=7.68cm、S3=8.33cm、S4=8.95cm、S5=9.61cm、S6=10.26cm，则A点处瞬时速度的大小是_______m/s，小车运动的加速度计算表达式为________________，加速度的大小是_______m/s2（计算结果保留两位有效数字）。参考答案：0.86

0.64三、简答题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.（简答）光滑的长轨道形状如图所示，下部为半圆形，半径为R，固定在竖直平面内．质量分别为m、2m的两小环A、B用长为R的轻杆连接在一起，套在轨道上，A环距轨道底部高为2R．现将A、B两环从图示位置静止释放．重力加速度为g．求：（1）A环到达轨道底部时，两环速度大小；（2）运动过程中A环距轨道底部的最大高度；（3）若仅将轻杆长度增大为2R，其他条件不变，求运动过程中A环距轨道底部的最大高度．参考答案：（1）A环到达轨道底部时，两环速度大小为；（2）运动过程中A环距轨道底部的最大高度为R；（3）若仅将轻杆长度增大为2R，其他条件不变，运动过程中A环距轨道底部的最大高度为R．解：（1）A、B都进入圆轨道后，两环具有相同角速度，则两环速度大小一定相等，对系统，由机械能守恒定律得：mg?2R+2mg?R=（m+2m）v2，解得：v=；（2）运动过程中A环距轨道最低点的最大高度为h1，如图所示，整体机械能守恒：mg?2R+2mg?3R=2mg（h﹣R）+mgh，解得：h=R；（3）若将杆长换成2R，A环离开底部的最大高度为h2．如图所示．整体机械能守恒：mg?2R+2mg（2R+2R）=mgh′+2mg（h′+2R），解得：h′=R；答：（1）A环到达轨道底部时，两环速度大小为；（2）运动过程中A环距轨道底部的最大高度为R；（3）若仅将轻杆长度增大为2R，其他条件不变，运动过程中A环距轨道底部的最大高度为R．15.（选修3-3）（6分）如图所示，用面积为S的活塞在汽缸内封闭着一定质量的空气，活塞质量为m，在活塞上加一恒定压力F，使活塞下降的最大高度为?h，已知此过程中气体放出的热量为Q，外界大气压强为p0，问此过程中被封闭气体的内能变化了多少？

参考答案：解析：由热力学第一定律△U=W+Q得

△U=（F+mg+P0S）△h－Q

（6分）四、计算题：本题共3小题，共计47分16.．矩形裸导线框长边的长度为2l，短边的长度为l，在两个短边上均接有阻值为R的电阻，其余部分电阻均不计。导线框的位置如图所示，线框内的磁场方向及分布情况如图，大小为。一电阻为R的光滑导体棒AB与短边平行且与长边始终接触良好。起初导体棒处于x=0处，从t=0时刻起，导体棒AB在沿x方向的外力F的作用下做速度为v的匀速运动。导体棒AB从x=0运动到x=2l的过程中，试求：（1）某一时刻t产生的电动势；（2）某一时刻t所受的外力F；（3）整个回路产生的热量。参考答案：（1）在t时刻AB棒的坐标为

感应电动势

(2)回路总电阻

回路感应电流

棒匀速运动时有F=F安=Bil解得：

（3）导体棒AB在切割磁感线的过程中产生半个周期的正弦交流电感应电动势的有效值为

回路产生的电热

通电时间

解得

17.（15分）一组平行光垂直投射到光屏上，形成一个直径为的极细的环状亮斑，现将一只内外半径分别为和的玻璃球壳置于平行光束中，光屏上的细亮环形状不变，试计算玻璃壳的折射率。参考答案：解析：根据题意做出如图所示光路图（3分）sini==0.8

i=53°

(2分)所以BE=DO=BOcos53°=3cm

(2分)又EC=1cm所以BC=cm(2分)在△BCO中，由正弦定理得

(2分)sinr=

(2分）（2分）18.（19分）如图，一半径为R的光滑绝缘半球面开口向下，固定在水平面上。整个空间存在匀强磁场，磁感应强度方向竖直向下。一电荷量为q（q＞0）、质量为m的小球P在球面上做水平的匀速圆周运动，圆心为O’。球心O到该圆周上任一点的连线与竖直方向的夹角为θ（0＜θ＜。为了使小球能够在该圆周上运