山西省朔州市沙塄河中學(xué)2021-2022學(xué)年高三物理上學(xué)期期末試題含解析

山西省朔州市沙塄河中學(xué)2021-2022學(xué)年高三物理上學(xué)期期末試題含解析一、選擇題：本題共5小題，每小題3分，共計(jì)15分．每小題只有一個(gè)選項(xiàng)符合題意1.（單選）以下關(guān)于物理學(xué)史和物理方法的敘述中正確的是（） A． 在建立合力、分力、重心、質(zhì)點(diǎn)等概念時(shí)都用到了等效替代法 B． 在推導(dǎo)勻變速直線運(yùn)動(dòng)位移公式時(shí)，把整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程劃分為很多小段，每一小段近似看成勻速直線運(yùn)動(dòng)，然后把各段位移相加，應(yīng)用了“微元法” C． 用比值法定義的物理概念在物理學(xué)中占有相當(dāng)大的比列，例如：電場(chǎng)強(qiáng)度E=，速度的定義v=，加速度的定義a=等 D． 1820年奧斯特通過(guò)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)了電流周圍存在磁場(chǎng)，并首先引入了電場(chǎng)線來(lái)形象描述電場(chǎng)參考答案：考點(diǎn)： 物理學(xué)史．分析： 根據(jù)物理學(xué)史和常識(shí)解答，記住著名物理學(xué)家的主要貢獻(xiàn)即可．解答： 解：A、在建立合力、分力、重心等概念時(shí)都用到了等效替代法；而建立質(zhì)點(diǎn)概念時(shí)都用到了理想模型法；故A錯(cuò)誤；B、在推導(dǎo)勻變速直線運(yùn)動(dòng)位移公式時(shí)，把整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程劃分為很多小段，每一小段近似看成勻速直線運(yùn)動(dòng)，然后把各段位移相加，應(yīng)用了“微元法”，故B正確；C、用比值法定義的物理概念在物理學(xué)中占有相當(dāng)大的比列，例如：電場(chǎng)強(qiáng)度E=，速度的定義v=，加速度的定義a=等，故C錯(cuò)誤；D、1820年奧斯特通過(guò)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)了電流周圍存在磁場(chǎng)，法拉第首先引入了電場(chǎng)線來(lái)形象描述電場(chǎng)，故D錯(cuò)誤；故選：B．點(diǎn)評(píng)： 本題考查物理學(xué)史，是常識(shí)性問題，對(duì)于物理學(xué)上重大發(fā)現(xiàn)、發(fā)明、著名理論要加強(qiáng)記憶，這也是考試內(nèi)容之一．2.已知地球質(zhì)量為M，半徑為R，自轉(zhuǎn)周期為T，地球同步衛(wèi)星質(zhì)量為m，引力常量為G。有關(guān)同步衛(wèi)星，下列表述正確的是

（

）A．衛(wèi)星距離地面的高度為

B．衛(wèi)星的運(yùn)行速度小于第一宇宙速度C．衛(wèi)星運(yùn)行時(shí)受到的向心力大小為

D．衛(wèi)星運(yùn)行的向心加速度大于地球表面的重力加速度參考答案：B3.如圖所示，真空中兩等量異號(hào)點(diǎn)電荷Q1、Q2固定在x軸上，其中Q1帶正電．三角形acd為等腰三角形，cd邊與x軸垂直且與x軸相交于b點(diǎn)，則下列說(shuō)法正確的是

A．a(chǎn)點(diǎn)電勢(shì)高于b點(diǎn)電勢(shì)

B．a(chǎn)點(diǎn)電勢(shì)高于b點(diǎn)電勢(shì)

C．將電子從a點(diǎn)點(diǎn)，電勢(shì)能減少

D．將電子從a點(diǎn)移動(dòng)到c點(diǎn)，電場(chǎng)力做正功

參考答案：CD由于沿電場(chǎng)線方向電勢(shì)降低，電場(chǎng)線的疏密表示電場(chǎng)的強(qiáng)弱，據(jù)等量異種點(diǎn)電荷電場(chǎng)的分布特點(diǎn)可知a點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)大于b點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)，a、b在同一條電場(chǎng)線上，且沿x軸負(fù)向，故a點(diǎn)電勢(shì)低于b點(diǎn)電勢(shì)，選項(xiàng)AB錯(cuò)誤。由于等勢(shì)線跟電場(chǎng)線垂直，做出過(guò)c點(diǎn)的等勢(shì)線分析可知，c、d兩點(diǎn)電勢(shì)相等，且小于b點(diǎn)電勢(shì)，故將電子從a點(diǎn)移動(dòng)到b點(diǎn)再移動(dòng)到c點(diǎn)，電場(chǎng)力一直做正功，電勢(shì)能減少，選項(xiàng)CD正確。4.（多選）對(duì)電場(chǎng)力做功與電勢(shì)能變化的關(guān)系，以下說(shuō)法正確的是

(

)

A．電場(chǎng)力做正功，電勢(shì)能增加

B．電場(chǎng)力做正功，電勢(shì)能減少

C．電場(chǎng)力做負(fù)功，電勢(shì)能增加

D．電場(chǎng)力做負(fù)功，電勢(shì)能減少參考答案：BC5.功的下列幾種說(shuō)法中，正確的是（

）A.人水平地托著一個(gè)物體沿水平方向勻速前進(jìn)，人沒有對(duì)物體做功B.人水平地托著一個(gè)物體沿水平方向加速前進(jìn)，人對(duì)物體做了功C.力和位移都是矢量，功也一定是矢量D.因?yàn)楣τ姓拓?fù)功的區(qū)別，所以功是矢量參考答案：AB二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計(jì)16分6.如圖，均勻磁場(chǎng)中有一由半圓弧及其直徑構(gòu)成的導(dǎo)線框，半圓直徑與磁場(chǎng)邊緣重合；磁場(chǎng)方向垂直于半圓面（紙面）向里，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B0，半圓弧導(dǎo)線框的直徑為d，電阻為R。使該線框從靜止開始繞過(guò)圓心O、垂直于半圓面的軸以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動(dòng)半周，線框中產(chǎn)生的感應(yīng)電流大小為_________?，F(xiàn)使線框保持圖中所示位置，讓磁感應(yīng)強(qiáng)度大小隨時(shí)間線性變化。為了產(chǎn)生與線框轉(zhuǎn)動(dòng)半周過(guò)程中同樣大小的電流，磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間的變化率的大小應(yīng)為_________。

參考答案：；7.某探究小組設(shè)計(jì)了“用一把尺子測(cè)定動(dòng)摩擦因數(shù)”的實(shí)驗(yàn)方案。如圖所示，將一個(gè)小球和一個(gè)滑塊用細(xì)繩連接，跨在斜面上端。開始時(shí)小球和滑塊均靜止，剪斷細(xì)繩后，小球自由下落，滑塊沿斜面下滑，可先后聽到小球落地和滑塊撞擊擋板的聲音。保持小球和滑塊釋放的位置不變，調(diào)整擋板位置，重復(fù)以上操作，直到能同時(shí)聽到小球落地和滑塊撞擊擋板的聲音。用刻度尺測(cè)出小球下落的高度、滑塊釋放點(diǎn)與擋板處的高度差和沿斜面運(yùn)動(dòng)的位移。（空氣阻力對(duì)本實(shí)驗(yàn)的影響可以忽略）

①滑塊沿斜面運(yùn)動(dòng)的加速度與重力加速度的比值為________。②滑塊與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為__________________。③以下能引起實(shí)驗(yàn)誤差的是________。．滑塊的質(zhì)量

．當(dāng)?shù)刂亓铀俣鹊拇笮。L(zhǎng)度測(cè)量時(shí)的讀數(shù)誤差

．小球落地和滑塊撞擊擋板不同時(shí)參考答案：①；

②；

③8.鐳核(Ra)經(jīng)過(guò)一系列α衰變和β衰變，變成鉛核(Pb)，其中經(jīng)過(guò)α衰變的次數(shù)是_____，鐳核(Ra)衰變成鉛核(Pb)的過(guò)程中損失了_______個(gè)中子．參考答案：5169.如圖所示，一單匝閉合線框在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂直于磁場(chǎng)方向的轉(zhuǎn)軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)．在轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中，線框中的最大磁通量為фm，最大感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為Em，則線框在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂直于磁場(chǎng)方向轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度大小為．參考答案：Em/фm【考點(diǎn)】交流發(fā)電機(jī)及其產(chǎn)生正弦式電流的原理．【分析】根據(jù)最大感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為Em=BSω和最大磁通量фm=BS間的關(guān)系，很容易求出角速度．【解答】解：最大感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為Em=BSω

最大磁通量фm=BS所以Em=фmω所以ω=Em/фm10.如圖，一列簡(jiǎn)諧橫波沿x軸傳播，實(shí)線為tl=0時(shí)刻的波形圖，虛線為t2=0.05s時(shí)的波形圖。(1)若波沿x軸正方向傳播且2T<t2-t1<3T(T為波的周期)，求波速.(2)若波速v=260m·s－1，則從tl=0時(shí)刻起x=2m處的質(zhì)點(diǎn)第三次運(yùn)動(dòng)到波谷所需的時(shí)間。參考答案：（1）220m/s；（2）【詳解】（1）波沿x軸正向傳播，由圖像可知：λ=4m；在?t時(shí)間內(nèi)：因?yàn)?T<t2-t1<3T，則n=2，此時(shí)，解得，（2）若波速v=260m/s，則在?t=0.05s內(nèi)傳播的距離為則波沿x軸負(fù)向傳播，此時(shí)周期為，則從tl=0時(shí)刻起x=2m處的質(zhì)點(diǎn)第三次運(yùn)動(dòng)到波谷所需的時(shí)間

11.如圖所示，在研究感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小的實(shí)驗(yàn)中，把一根條形磁鐵從同樣高度插到線圈中同樣的位置處，第一次快插，第二次慢插，兩情況下線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小關(guān)系是E1____E2；通過(guò)線圈導(dǎo)線橫截面電量的大小關(guān)系是ql____q2（選填“大于”、“等于”或“小于”）。參考答案：大于

等于

12.如圖所示，質(zhì)量為M，半徑為R的均勻圓形薄板可以繞光滑的水平軸A在豎直平面內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)，AB是它的直徑，O是它的圓心。現(xiàn)在薄板上挖去一個(gè)直徑為R的圓，則圓板的重心將從O點(diǎn)向左移動(dòng)__________R的距離，在B點(diǎn)作用一個(gè)垂直于AB的力F使薄板平衡，此時(shí)AB恰處于水平位置，則F=_________________。

參考答案：

；

13.（6分）如圖所示，電源電動(dòng)勢(shì)為E=10V，內(nèi)阻r=1Ω，R1=3Ω，R2=6Ω，C=30μF。開關(guān)S斷開時(shí)，電容器的電荷量為

C。閉合開關(guān)S，穩(wěn)定后通過(guò)R1的電流為

A。參考答案：

答案：3×10—4；

1三、簡(jiǎn)答題：本題共2小題，每小題11分，共計(jì)22分14.（選修3-4模塊）（4分）如圖所示是一列沿x軸正方向傳播的簡(jiǎn)諧橫波在t=0時(shí)刻的波形圖，已知波的傳播速度v=2m/s．試回答下列問題：①寫出x=1.0m處質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)函數(shù)表達(dá)式；②求出x=2.5m處質(zhì)點(diǎn)在0～4.5s內(nèi)通過(guò)的路程及t=4.5s時(shí)的位移．參考答案：

解析：①波長(zhǎng)λ=2.0m，周期T=λ/v=1.0s，振幅A=5cm，則y=5sin(2πt)

cm（2分）

②n=t/T=4.5，則4.5s內(nèi)路程s=4nA=90cm；x=2.5m質(zhì)點(diǎn)在t=0時(shí)位移為y=5cm，則經(jīng)過(guò)4個(gè)周期后與初始時(shí)刻相同，經(jīng)4.5個(gè)周期后該質(zhì)點(diǎn)位移y=

—5cm．（2分）15.如圖所示，質(zhì)量為m帶電量為+q的小球靜止于光滑絕緣水平面上，在恒力F作用下，由靜止開始從A點(diǎn)出發(fā)到B點(diǎn)，然后撤去F，小球沖上放置在豎直平面內(nèi)半徑為R的光滑絕緣圓形軌道，圓形軌道的最低點(diǎn)B與水平面相切，小球恰能沿圓形軌道運(yùn)動(dòng)到軌道末端D，并從D點(diǎn)拋出落回到原出發(fā)點(diǎn)A處．整個(gè)裝置處于電場(chǎng)強(qiáng)度為E=的水平向左的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，小球落地后不反彈，運(yùn)動(dòng)過(guò)程中沒有空氣阻力．求：AB之間的距離和力F的大?。畢⒖即鸢福篈B之間的距離為R，力F的大小為mg．考點(diǎn)： 帶電粒子在勻強(qiáng)電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)；牛頓第二定律；平拋運(yùn)動(dòng)；動(dòng)能定理的應(yīng)用．專題： 帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)專題．分析： 小球在D點(diǎn)，重力與電場(chǎng)力的合力提供向心力，由牛頓第二定律即可求出D點(diǎn)的速度，小球離開D時(shí)，速度的方向與重力、電場(chǎng)力的合力的方向垂直，小球做類平拋運(yùn)動(dòng)，將運(yùn)動(dòng)分解即可；對(duì)小球從A運(yùn)動(dòng)到等效最高點(diǎn)D過(guò)程，由動(dòng)能定理可求得小球受到的拉力．解答： 解：電場(chǎng)力F電=Eq=mg

電場(chǎng)力與重力的合力F合=mg，方向與水平方向成45°向左下方，小球恰能到D點(diǎn)，有：F合=解得：VD=從D點(diǎn)拋出后，只受重力與電場(chǎng)力，所以合為恒力，小球初速度與合力垂直，小球做類平拋運(yùn)動(dòng)，以D為原點(diǎn)沿DO方向和與DO垂直的方向建立坐標(biāo)系（如圖所示）．小球沿X軸方向做勻速運(yùn)動(dòng)，x=VDt

沿Y軸方向做勻加速運(yùn)動(dòng)，y=at2a==所形成的軌跡方程為y=直線BA的方程為：y=﹣x+（+1）R解得軌跡與BA交點(diǎn)坐標(biāo)為（R，R）AB之間的距離LAB=R從A點(diǎn)D點(diǎn)電場(chǎng)力做功：W1=（1﹣）R?Eq

重力做功W2=﹣（1+）R?mg；F所做的功W3=F?R有W1+W2+W3=mVD2，有F=mg答：AB之間的距離為R，力F的大小為mg．點(diǎn)評(píng)： 本題是動(dòng)能定理和向心力知識(shí)的綜合應(yīng)用，分析向心力的來(lái)源是解題的關(guān)鍵．四、計(jì)算題：本題共3小題，共計(jì)47分16.如圖4所示，在坐標(biāo)系第一象限內(nèi)有正交的勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng)，電場(chǎng)強(qiáng)度E＝1.0×103V/m，方向未知，磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝1.0T，方向垂直紙面向里；第二象限的某個(gè)圓形區(qū)域內(nèi)有垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)B′(圖中未畫出)．一質(zhì)量m＝1×10－14kg、電荷量q＝1×10－10C的帶正電粒子以某一速度v沿與x軸負(fù)方向成60°角的方向從A點(diǎn)進(jìn)入第一象限，在第一象限內(nèi)做直線運(yùn)動(dòng)，而后從B點(diǎn)進(jìn)入磁場(chǎng)B′區(qū)域．一段時(shí)間后，粒子經(jīng)過(guò)x軸上的C點(diǎn)并與x軸負(fù)方向成60°角飛出．已知A點(diǎn)坐標(biāo)為(10,0)，C點(diǎn)坐標(biāo)為(－30,0)，不計(jì)粒子重力．(1)判斷勻強(qiáng)電場(chǎng)E的方向并求出粒子的速度v；(2)畫出粒子在第二象限的運(yùn)動(dòng)軌跡，并求出磁感應(yīng)強(qiáng)度B′；(3)求第二象限磁場(chǎng)B′區(qū)域的最小面積．參考答案：【知識(shí)點(diǎn)】

帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)；牛頓第二定律；向心力．C2D4K3【答案解析】（1）1×103m/s；（2）T；（3）3.14×10-2m2．

解析：(1)粒子在第一象限內(nèi)做直線運(yùn)動(dòng)，速度的變化會(huì)引起洛倫茲力的變化，所以粒子必做勻速直線運(yùn)動(dòng)．這樣，電場(chǎng)力和洛倫茲力大小相等，方向相反，電場(chǎng)E的方向與微粒運(yùn)動(dòng)的方向垂直，即與x軸正向成30°角斜向右上方．由平衡條件有Eq＝Bqv得v＝＝m/s＝103m/s(2)粒子從B點(diǎn)進(jìn)入第二象限的磁場(chǎng)B′中，軌跡如圖粒子做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為R，由幾何關(guān)系可知R＝cm＝cm由qvB′＝m，解得B′＝＝，代入數(shù)據(jù)解得B′＝T.(3)由圖可知，B、D點(diǎn)應(yīng)分別是粒子進(jìn)入磁場(chǎng)和離開磁場(chǎng)的點(diǎn)，磁場(chǎng)B′的最小區(qū)域應(yīng)該分布在以BD為直徑的圓內(nèi)．由幾何關(guān)系得BD＝20cm，即磁場(chǎng)圓的最小半徑r＝10cm，所以，所求磁場(chǎng)的最小面積為S＝πr2＝3.14×10－——2m2【思路點(diǎn)撥】（1）粒子在第四象限內(nèi)做勻速直線運(yùn)動(dòng)，電場(chǎng)力與洛倫茲力平衡，由平衡條件可以求出粒子速度；（2）粒子在第一象限中受到洛倫茲力而做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，根據(jù)幾何知識(shí)畫出粒子在第一象限的運(yùn)動(dòng)軌跡，由幾何知識(shí)求出軌跡半徑．由牛頓第二定律即可求得磁感應(yīng)強(qiáng)度B2的大?。唬?）畫出磁場(chǎng)B2最小區(qū)域，由幾何知識(shí)求得邊長(zhǎng)，即可求出最小的面積．當(dāng)帶電粒子在電場(chǎng)與磁場(chǎng)中做直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，由于洛倫茲力由速度決定，所以粒子必做勻速直線運(yùn)動(dòng)．當(dāng)粒子進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)，僅受洛倫茲力做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，由幾何關(guān)系可確定磁感應(yīng)強(qiáng)度．17.如圖所示，一水平面與半徑R=0．5m的豎直圓弧軌道BC相切于B點(diǎn)，靜止于A處質(zhì)量m=lkg的物體在大小為F=10N，方向與水平面成=37o角斜向下的推力作用下沿水平面運(yùn)動(dòng)，到達(dá)B點(diǎn)時(shí)立刻撤去F，物體沿圓弧軌道向上運(yùn)動(dòng)并恰好到達(dá)C點(diǎn)，已知A、B相距L=lm，物體與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)0．1(g取10m/s2，sin37o=0．6，cos37o=0．8)，求：(1)物體到達(dá)B點(diǎn)時(shí)