湖北省荊門市警源第一中學2021-2022學年高三物理期末試卷含解析

湖北省荊門市警源第一中學2021-2022學年高三物理期末試卷含解析一、選擇題：本題共5小題，每小題3分，共計15分．每小題只有一個選項符合題意1.如圖，豎直向上的勻強電場中，絕緣輕質(zhì)彈簧豎直立于水平地面上，上面放一質(zhì)量為m的帶正電小球，小球與彈簧不連接，施加外力F將小球向下壓至某位置靜止。現(xiàn)撤去F，使小球沿豎直方向運動，在小球由靜止到離開彈簧的過程中，重力、電場力對小球所做的功分別為W1和W2，小球離開彈簧時的速度為v，不計空氣阻力，則上述過程中(

)A．小球的重力勢能增加-W1

B．小球的電勢能減少W2

C．小球的機械能增加W1+

D．小球與彈簧組成的系統(tǒng)機械能守恒參考答案：AB2.（單選）如圖為某質(zhì)點做簡諧振動的振動圖象，則（）A．質(zhì)點的振動周期為10sB．2s時質(zhì)點的加速度最大C．4s時質(zhì)點的速度為零D．7s時質(zhì)點的位移最大參考答案：考點：波長、頻率和波速的關(guān)系；橫波的圖象．分析：由振動圖象讀出周期．由位移的最大值讀出振幅．根據(jù)加速度與位移方向相反，讀出加速度的方向．分析位移的變化，確定速度方向．解答：解：A、由圖知質(zhì)點的振動周期為12s，故A錯誤；B、根據(jù)a=﹣知位移最大時加速度最大，故t=2s時加速度不是最大，B錯誤；C、4s時處于平衡位置，速度最大，故C錯誤；D、由圖知7s時在負的最大位移處，質(zhì)點的位移最大，D正確；故選：D．點評：本題考查基本的讀圖能力．要抓住簡諧運動的特征：a=﹣，研究加速度與位移的關(guān)系．3.（單選）如圖所示，把小車放在光滑的水平桌面上，用輕繩跨過定滑輪使之與盛有沙子的小桶相連，已知小車的質(zhì)量為M，小桶與沙子的總質(zhì)量為m，把小車從靜止狀態(tài)釋放后，在小桶下落豎直高度為h時，若不計滑輪摩擦及空氣的阻力，下列說法中正確的是（）A．輕繩對小車的拉力等于mgB．輕繩對小車的拉力等于mghC．小桶與沙子獲得的動能為mghD．小桶與沙子獲得的動能為mgh參考答案：考點：動能定理的應用．.專題：動能定理的應用專題．分析：對整體分析，運用牛頓第二定律求出加速度的大小，再隔離分析求出繩子的拉力．小車和桶與沙子組成的系統(tǒng)，機械能守恒，根據(jù)系統(tǒng)機械能守恒求出小桶與沙子獲得的動能．解答：解：AB、系統(tǒng)的加速度a=，隔離對車分析，繩子的拉力T=Ma=，故A、B均錯誤；CD、小車和桶與沙子組成的系統(tǒng)，只有重力做功，機械能守恒，有：mgh=EK總，故C正確，D錯誤．故選：C．點評：本題綜合考查了牛頓第二定律和機械能守恒定律，難度中等，注意對于單個物體，機械能不守恒．4.（多選）如圖8所示，從半徑為R＝1m的半圓PQ(PQ為水平直徑）上的P點水平拋出一個可視為質(zhì)點的小球，經(jīng)t＝0.4s小球落到半圓上．已知當?shù)氐闹亓铀俣萭＝10m/s2，據(jù)此判斷小球的初速度可能為()A.1m/sB.

2m/s

C.3m/s

D.4m/s參考答案：CD5.紫外線照射一些物質(zhì)時，會發(fā)生螢光效應，即物質(zhì)發(fā)出可見光，這些物質(zhì)中的原子先后發(fā)生兩次躍遷，其能量變化分別為△E1和△E2，下列關(guān)于原子這兩次躍遷的說法中正確的是A、兩次均向高能級躍遷，且|△E1|>|△E2|B、兩次均向低能級躍遷，且|△E1|<|△E2|C、先向高能級躍進遷，再向低能級躍遷，且|△E1|<|△E2|D、先向高能級躍進遷，再向低能級躍遷，且|△E1|>|△E2|參考答案：答案：D二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計16分6.波速相等的兩列簡諧波在x軸上相遇，一列波（虛線）沿x軸正向傳播，另一列波（實線）沿x軸負向傳播。某一時刻兩列波的波形如圖所示，兩列波引起的振動在x=8m處相互__________（填“加強”或“減弱”），在x=10m處相互__________（填“加強”或“減弱”）；在x=14m處質(zhì)點的振幅為________cm。參考答案：

(1).加強

(2).減弱

(3).2【詳解】兩列波在x=8m處引起的振動都是方向向下，可知此位置的振動是加強的；在x=10m處是峰谷相遇，可知此位置振動減弱；在x=14m處也是峰谷相遇，振動減弱，則質(zhì)點的振幅為。7.（4分）如圖所示，有四列簡諧波同時沿x軸正方向傳播，波速分別是v、2v、3v和4v，a、b是x軸上所給定的兩點，且ab＝l。在t時刻a、b兩點間四列波的波形分別如圖所示，則由該時刻起a點出現(xiàn)波峰的先后順序依次是圖

；頻率由高到低的先后順序依次是圖

。參考答案：答案：BDCA，DBCA8.汽車剎車后，停止轉(zhuǎn)動的輪胎在地面上發(fā)生滑動，可以明顯的看出滑動的痕跡，即常說的剎車線，由剎車線長短可以得知汽車剎車前的速度大小，因此剎車線的長度是分析交通事故的一個重要依據(jù)。若汽車剎車后以5m/s2的加速度運動，剎車線長10m，則可知汽車在緊急剎車前的速度的大小是

m/s。參考答案：9.如圖所示，一定質(zhì)量的理想氣體從狀態(tài)A變化到狀態(tài)B，再由狀態(tài)B變化到狀態(tài)C，已知狀態(tài)A的溫度為300K，則由狀態(tài)A變化到狀態(tài)B的過程中，氣體的內(nèi)能

（填“增大”、“減小”或“不變”），是

（“吸熱”或“放熱”）過程。參考答案：增大

吸熱10.如圖所示，導熱性能良好的氣缸開口向下，缸內(nèi)用活塞封閉一定質(zhì)量的理想氣體，活塞在氣缸內(nèi)可以自由滑動且不漏氣，其下方用細繩吊著砂桶，系統(tǒng)處于平衡狀態(tài)．現(xiàn)砂桶中的細沙不斷流出，這一過程可視為一緩慢過程，且環(huán)境溫度不變，則在此過程中氣缸內(nèi)氣體分子的平均速率

（選填“減小”、“不變”、“增大”），單位時間單位面積缸壁上受到氣體分子撞擊的次數(shù)

（選填“減少”、“不變”、“增加”）．參考答案：不變，增加【考點】理想氣體的狀態(tài)方程；封閉氣體壓強．【分析】分析活塞可知內(nèi)部壓強的變化；由溫度的變化及壓強變化可知體積變化，根據(jù)溫度的微觀含義：溫度是分子熱運動平均動能的標志，溫度越高，平均動能越大，分析氣體分子平均動能的變化，即可知道平均速率的變化．根據(jù)壓強的計算可求出壓強的變化，再根據(jù)壓強的意義，分析單位時間單位面積器壁上受到氣體分子撞擊的次數(shù)如何變化．【解答】解：因溫度不變，分子的平均動能不變，則氣體的平均速率不變；以活塞和沙桶整體為研究對象，設總質(zhì)量為m，受力分析，根據(jù)平衡條件有：PS+mg=P0S得：P=P0﹣細沙流出后，mg減小，則P增大，由于平均速率不變，根據(jù)壓強的微觀含義可知，單位時間單位面積器壁上受到氣體分子撞擊的次數(shù)增加；故答案為：不變，增加11.如圖，一棵樹上與A等高處有兩個質(zhì)量均為0.2kg的蘋果，其中一個落入B處的籃子里，若以溝底D處為零勢能參考面，則此時該蘋果的重力勢能為8.8J；另一個落到溝底的D處，若以C處為零勢能參考面，則此時該蘋果的重力勢能為﹣6J．參考答案：考點：動能和勢能的相互轉(zhuǎn)化；重力勢能．分析：已知零勢能面，則由EP=mgh可求得重力勢能．解答：解：以D點為零勢能面，則B點的重力勢能為：EP=mgh=0.2×10×（3+1.4）=8.8J；C處為零勢能參考面，D點重力勢能為：Ep=mgh=0.2×10×（﹣3）=﹣6J故答案為：8.8，﹣6J點評：本題主要考查了重力勢能的表達式的直接應用，注意零勢能面的選取，難度不大，屬于基礎題．12.如圖所示，是一列沿x軸負方向傳播的簡諧橫波在t=0時刻的波形圖，已知波的傳播速度v=2m/s，則振動的周期為

s，x=1.0m處質(zhì)點的振動方向沿

(填“y軸正方向”或“y軸負方向”)，x=2.0m處的質(zhì)點在0—1.5s內(nèi)通過的路程為

cm．參考答案：13.如圖為“用DIS（位移傳感器、數(shù)據(jù)采集器、計算機）研究加速度和力與質(zhì)量的關(guān)系”的實驗裝置。（1）該實驗應用的研究方法是_________________________法；（2）在小車總質(zhì)量不變時，改變所掛鉤碼的數(shù)量，多次重復測量，可畫出關(guān)系圖線（如圖所示）。①分析此圖線的OA段可得出的實驗結(jié)論是________________。②此圖線的AB段明顯偏離直線，造成此誤差的主要原因是____。（3）若保持所掛鉤砝數(shù)量不變，改變小車質(zhì)量，多次重復測量，可以研究加速度a與質(zhì)量m的關(guān)系，則應該繪制什么關(guān)系圖線？答：___________。參考答案：（1）控制變量法（2）質(zhì)量一定的情況下，加速度與合外力成正比（3）沒有使小車質(zhì)量遠大于鉤碼質(zhì)量（4）是三、實驗題：本題共2小題，每小題11分，共計22分14.（8分）測量電源的電動勢及內(nèi)阻的實驗電路如圖1所示。圖2中給出的器材有：待測的電源（電動勢約為4V，內(nèi)阻約為2Ω），電壓表（內(nèi)阻很大，有5V、15V兩個量程），電流表（內(nèi)阻不計，有0.1A、1A兩個量程），滑線變阻器（阻值范圍0—10Ω），開關(guān)。另有導線若干。試按照圖1中的電路在圖2中畫出連線，將器材連接成實驗電路（要求正確選擇電表量程，以保證儀器的安全并使測量有盡可能高的精確度）。參考答案：答案：實物連線圖如下：15.要精確測量一個阻值約為5Ω的電阻絲Rx，實驗室提供下列器材：電流表A：量程100mA，內(nèi)阻r1約為4Ω；電流表G：量程500μA，內(nèi)阻r2=750Ω；電壓表V：量程10V，內(nèi)阻r3約為10kΩ；滑動變阻器R0：阻值約為20Ω；電池E：電動勢E=1.5V，內(nèi)阻很?。浑娊↘，導線若干。（1）選出適當器材，并在答題卷方框內(nèi)連接實物圖；（2）請指出需要測量的物理量，并寫出電阻絲阻值的表達式。參考答案：四、計算題：本題共3小題，共計47分16.如下圖甲所示，在以O為坐標原點的xOy平面內(nèi)，存在著范圍足夠大的電場和磁場。一個帶正電小球在0時刻以v0＝3gt0的初速度從O點沿+x方向（水平向右）射入該空間，在t0時刻該空間同時加上如下圖乙所示的電場和磁場，其中電場沿+y方向（豎直向上），場強大小，磁場垂直于xOy平面向外，磁感應強度大小。已知小球的質(zhì)量為m，帶電量為q，時間單位t0，當?shù)刂亓铀俣萭，空氣阻力不計。試求：（1）12t0末小球速度的大小。（2）在給定的xOy坐標系中，大體畫出小球在0到24t0內(nèi)運動軌跡的示意圖。（3）30t0內(nèi)小球距x軸的最大距離。參考答案：（1）0~t0內(nèi)，小球只受重力作用，做平拋運動。當同時加上電場和磁場時，電場力：F1=qE0=mg，方向向上（1分）因為重力和電場力恰好平衡，所以在電場和磁場同時存在時小球只受洛倫茲力而做勻速圓周運動，根據(jù)牛頓第二定律有：（1分）運動周期，聯(lián)立解得T＝2t0（1分）電場、磁場同時存在的時間正好是小球做圓周運動周期的5倍，即在這10t0內(nèi)，小球恰好做了5個完整的勻速圓周運動。所以小球在t1=12t0時刻的速度相當于小球做平拋運動t＝2t0時的末速度。vy1=g·2t0=2gt0（1分）所以12t0末（1分）（2）24t0內(nèi)運動軌跡的示意圖如右圖所示。（2分）（3）分析可知，小球在30t0時與24t0時的位置相同，在24t0內(nèi)小球做了t2=3t0的平拋運動，和半個圓周運動。23t0末小球平拋運動的豎直分位移大小為：（1分）豎直分速度vy2=3gt0（1分）所以小球與豎直方向的夾角為θ＝45°，速度大小為（1分）此后小球做勻速圓周運動的半徑（1分）30t0末小球距x軸的最大距離：＝（1分）17.如圖所示，兩根間距為L的金屬導軌MN和PQ，電阻不計，左端彎曲部分光滑，水平部分導軌與導體棒間的滑動摩擦因數(shù)為μ，水平導軌左端有寬度為d、方向豎直向上的勻強磁場Ⅰ，右端有另一磁場Ⅱ，其寬度也為d，但方向豎直向下，兩磁場的磁感強度大小均為B0，相隔的距離也為d。有兩根質(zhì)量為m、電阻均為R的金屬棒a和b與導軌垂直放置，b棒置于磁場Ⅱ中點C、D處．現(xiàn)將a棒從彎曲導軌上某一高處由靜止釋放并沿導軌運動下去。（重力加速度為g）（1）當a棒在磁場Ⅰ中運動時，若要使b棒在導軌上保持靜止，則a棒剛釋放時的高度應小于某一值h0，求h0的大??；（2）若將a棒從彎曲導軌上高度為h（h＜h0）處由靜止釋放，a棒恰好能運動到磁場Ⅱ的左邊界處停止，求a棒克服安培力所做的功；參考答案：（1）．（2）mgh-μmg2d．解析：(1)因為a棒進入磁場I后做減速運動，所以只要a剛進入I區(qū)域，感應電流從最大時b棒不動，b就可以靜止不動對a棒：由機械能守恒：

對回路：，

對b棒：

聯(lián)立解得：

（2）由全過程能量守恒和轉(zhuǎn)化規(guī)律：

解得：

18.如圖所示，導熱材料制成的截面積相等，長度均為45cm的氣缸A、B通過帶有閥門的管道連接．初始時閥門關(guān)閉，厚度不計的光滑活塞C位于B內(nèi)左側(cè)，在A內(nèi)