2021-2022學(xué)年河北省石家莊市衡水中學(xué)高三物理期末試卷含解析

1、2021-2022學(xué)年河北省石家莊市衡水中學(xué)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(jì)15分每小題只有一個(gè)選項(xiàng)符合題意1. 如圖所示，一根輕彈簧一端固定在O點(diǎn)，另一端固定一個(gè)帶有孔的小球，小A球套在固定的豎直光滑桿上，小球位于圖中的A點(diǎn)時(shí)，彈簧處于原長(zhǎng)現(xiàn)將小球從A點(diǎn)由靜止釋放，小球向下運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過(guò)與A點(diǎn)關(guān)于B點(diǎn)對(duì)稱的C點(diǎn)后，小球能運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)D點(diǎn)，OB垂直于桿，則下列結(jié)論正確的是A. 小球從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到D點(diǎn)的過(guò)程中，其最大加速度一定大于重力加速度gB. 小球從B點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)的過(guò)程，小球的重力勢(shì)能和彈簧的彈性勢(shì)能之和可能增大C. 小球運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)時(shí)，重力對(duì)其做功的功率最大D.

2、小球在D點(diǎn)時(shí)彈簧的彈性勢(shì)能一定最大參考答案：AD【詳解】A項(xiàng)：在B點(diǎn)時(shí)，小球的加速度為g，在BC間點(diǎn)彈簧處于壓縮狀態(tài)，小球在豎直方向除重力外還有彈簧沿豎直方向的分量，所以小球從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到D點(diǎn)的過(guò)程中，其最大加速度一定大于重力加速度g，故A正確；B項(xiàng)：由能量守恒可知，小球從B點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)的過(guò)程，小球做加速運(yùn)動(dòng)，即動(dòng)能增大，所以小球的重力勢(shì)能和彈簧的彈性勢(shì)能之和一定減小，故B錯(cuò)誤；C項(xiàng)：小球在C上點(diǎn)時(shí)，由于彈簧的彈力為零 ，所以合力為重力G，所以小球從C點(diǎn)往下還會(huì)加速一段，所以小球在C點(diǎn)的速度不是最大，即重力的功率不是最大，故C錯(cuò)誤；D項(xiàng)：D點(diǎn)為小球運(yùn)動(dòng)的最低點(diǎn)，即速度為零所以彈簧形變最大，所以小

3、球在D點(diǎn)時(shí)彈簧的彈性勢(shì)能最大，故D正確。故選：AD。2. 如圖所示，半徑為R的半球形碗繞過(guò)球心的豎直軸水平旋轉(zhuǎn)，一質(zhì)量為m的小球隨碗一起做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，已知小球與半球形碗的球心O的連線跟豎直方向的夾角為，小球與碗面的動(dòng)摩擦因數(shù)為，可認(rèn)為最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力，重力加速度為g。要想使小球始終與碗保持相對(duì)靜止，則碗旋轉(zhuǎn)的最大角速度大小為A. B. C. D. 參考答案：C【詳解】當(dāng)角速度最大時(shí)，摩擦力方向沿半球形碗壁切線向下達(dá)最大值，設(shè)此最大角速度為，由牛頓第二定律得，fcos+FNsinm2Rsin，fsin+mg=FNcos，f=FN；聯(lián)立以上三式解得： ，故選C.3. 磁流體發(fā)電是一項(xiàng)新

4、興技術(shù)。如圖所示，平行金屬板之間有一個(gè)很強(qiáng)的磁場(chǎng)，將一束含有大量正、負(fù)帶電粒子的等離子體，沿圖中所示方向噴入磁場(chǎng)。圖中虛線框部分相當(dāng)于發(fā)電機(jī)。把兩個(gè)極板與用電器相連，則A用電器中的電流方向從A到BB用電器中的電流方向從B到AC若只增強(qiáng)磁場(chǎng)，發(fā)電機(jī)的電動(dòng)勢(shì)增大D若只增大噴入粒子的速度，發(fā)電機(jī)的電動(dòng)勢(shì)增大參考答案：ACD4. （單選）以下說(shuō)法中正確的是（ ）A水面上的油膜在陽(yáng)光照射下會(huì)呈現(xiàn)彩色，這是光的干涉現(xiàn)象B麥克斯韋首先預(yù)言了電磁波的存在，并通過(guò)實(shí)驗(yàn)加以證實(shí)C某種介質(zhì)中振源振動(dòng)的越快，機(jī)械波傳播得就越快D運(yùn)動(dòng)物體速度可以大于真空中的光速參考答案：A5. 圖是質(zhì)譜儀的工作原理示意圖。帶電粒子被加

5、速電場(chǎng)加速后，進(jìn)入速度選擇器。速度選擇器內(nèi)相互正交的勻強(qiáng)磁場(chǎng)和勻強(qiáng)電場(chǎng)的強(qiáng)度分別為B和E。平板S上有可讓粒子通過(guò)的狹縫P和記錄粒子位置的膠片A1A2。平板S下方有強(qiáng)度為B0的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。下列表述正確的是A質(zhì)譜儀是分析同位素的重要工具B速度選擇器中的磁場(chǎng)方向垂直紙面向外C能通過(guò)的狹縫P的帶電粒子的速率等于E/BD粒子打在膠片上的位置越靠近狹縫P，粒子的荷質(zhì)比越小參考答案：ABC解析：由加速電場(chǎng)可見(jiàn)粒子所受電場(chǎng)力向下，即粒子帶正電，在速度選擇器中，電場(chǎng)力水平向右，洛倫茲力水平向左，如圖所示，因此速度選擇器中磁場(chǎng)方向垂直紙面向外B正確；經(jīng)過(guò)速度選擇器時(shí)滿足，可知能通過(guò)的狹縫P的帶電粒子的速率等于E/B

6、，帶電粒子進(jìn)入磁場(chǎng)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)則有，可見(jiàn)當(dāng)v相同時(shí)，所以可以用來(lái)區(qū)分同位素，且R越大，比荷就越大，D錯(cuò)誤。二、 填空題：本題共8小題，每小題2分，共計(jì)16分6. 一個(gè)小燈泡在3伏的電壓下，通過(guò)0.25A電流，燈泡所發(fā)出的光經(jīng)聚光后形成很細(xì)的光束，沿某個(gè)方向直線射出。設(shè)燈泡發(fā)出的光波長(zhǎng)為6000埃，則每秒鐘發(fā)出的光子個(gè)數(shù)為_(kāi)個(gè)，沿光的傳播方向上2m長(zhǎng)的光束內(nèi)的光子為_(kāi)個(gè) HYPERLINK l _msocom_23 jf23。參考答案：2.261018，1.511010 7. 如圖所示，質(zhì)量為m的均勻半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。在B點(diǎn)作用一個(gè)垂

7、直于AB的力F使薄板平衡，此時(shí)AB恰處于水平位置，則F=_；保持力F始終垂直于AB，在F作用下使薄板繞A點(diǎn)沿逆時(shí)針?lè)较蚓徛D(zhuǎn)動(dòng)，直到AB到達(dá)豎直位置的過(guò)程中，力F的大小變化情況是_。參考答案：答案： ；先變大后變小8. 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(wèn)題：寫出x = 0.5 m處的質(zhì)點(diǎn)做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的表達(dá)式： cm；x = 0.5m處質(zhì)點(diǎn)在05.5s內(nèi)通過(guò)的路程為 cm參考答案：y5cos2t (2分) 110cm9. 改變物體內(nèi)能有兩種方式，遠(yuǎn)古時(shí)代“鉆木取火”是通過(guò)_方式改變物體的內(nèi)能，把_轉(zhuǎn)變成內(nèi)能。參考答案：做功

8、 機(jī)械能10. 如圖所示，在平面直角中，有方向平行于坐標(biāo)平面的勻強(qiáng)電場(chǎng)，已測(cè)得坐標(biāo)原點(diǎn)處的電勢(shì)為0 V，點(diǎn)處的電勢(shì)為6 V, 點(diǎn)處的電勢(shì)為3 V,那么電場(chǎng)強(qiáng)度的大小為E= V/m，方向與X軸正方向的夾角為 。參考答案：200V/m 120011. 小胡同學(xué)在學(xué)習(xí)了圓周運(yùn)動(dòng)的知識(shí)后，設(shè)計(jì)了一個(gè)課題，名稱為：快速測(cè)量自行車的騎行速度。他的設(shè)想是：通過(guò)計(jì)算踏腳板轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度，推算自行車的騎行速度。如上圖所示是自行車的傳動(dòng)示意圖，其中是大齒輪，是小齒輪，是后輪。當(dāng)大齒輪（腳踏板）的轉(zhuǎn)速通過(guò)測(cè)量為n（r/s）時(shí)，則大齒輪的角速度是 rad/s。若要知道在這種情況下自行車前進(jìn)的速度，除需要測(cè)量大齒輪的半徑

9、r1，小齒輪的半徑r2外，還需要測(cè)量的物理量是 。用上述物理量推導(dǎo)出自行車前進(jìn)速度的表達(dá)式為： 。參考答案：2n, 車輪半徑r3, 2n12. 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13. 一處于基態(tài)的氫原子，撞擊靜止的也處于基態(tài)的另一氫原子，碰撞后，兩氫原子躍遷到同一激發(fā)態(tài)，且動(dòng)能均為10.2eV。已知?dú)湓踊鶓B(tài)能量為-13.6eV。則氫原子第一激發(fā)態(tài)的能量值是 e

10、V；碰撞前運(yùn)動(dòng)氫原子的最小動(dòng)能是 eV。參考答案：三、 實(shí)驗(yàn)題：本題共2小題，每小題11分，共計(jì)22分14. 下圖中游標(biāo)卡尺讀數(shù)為_(kāi)mm. 螺旋測(cè)微器讀數(shù)為 mm參考答案：21.4 0.60015. 在“測(cè)定金屬絲的電阻率”的實(shí) 驗(yàn)中，需要測(cè)出金屬絲的電阻Rx，甲乙兩同學(xué)分別采用了不同的方法進(jìn)行測(cè)量：（1）甲同學(xué)直接用多用電表測(cè)其電阻，多用電表電阻擋有3種倍率，分別是100、10、1該同學(xué)選擇10倍率，用正確的操作方法測(cè)量時(shí)，發(fā)現(xiàn)指針轉(zhuǎn)過(guò)角度太大為了準(zhǔn)確地進(jìn)行測(cè)量，請(qǐng)你從以下給出的操作步驟中，選擇必要的步驟，并排出合理順序：AEDC（填步驟前的字母）A旋轉(zhuǎn)選擇開(kāi)關(guān)至歐姆擋“l(fā)”B旋轉(zhuǎn)選擇開(kāi)關(guān)至

11、歐姆擋“100”C旋轉(zhuǎn)選擇開(kāi)關(guān)至“OFF”，并拔出兩表筆D將兩表筆分別連接到Rx的兩端，讀出阻值后，斷開(kāi)兩表筆E將兩表筆短接，調(diào)節(jié)歐姆調(diào)零旋鈕，使指針對(duì)準(zhǔn)刻度盤上歐姆擋的零刻度，斷開(kāi)兩表筆按正確步驟測(cè)量時(shí)，指針指在圖1所示位置，Rx的測(cè)量值為22（2）乙同學(xué)則利用實(shí)驗(yàn)室里下列器材進(jìn)行了測(cè)量：電壓表V（量程05V，內(nèi)電阻約10k）電流表A1（量程0500mA，內(nèi)電阻約20）電流表A2（量程0300mA，內(nèi)電阻約4）滑動(dòng)變阻器R1（最大阻值為10，額定電流為2A）滑動(dòng)變阻器R2（最大阻值為250，額定電流為0.1A）直流電源E（電動(dòng)勢(shì)為4.5V，內(nèi)電阻約為0.5） 電鍵及導(dǎo)線若干為了較精確畫出IU

12、圖線，需要多測(cè)出幾組電流、電壓值，故電流表應(yīng)選用A2，滑動(dòng)變阻器選用R1（選填器材代號(hào)），乙同學(xué)測(cè)量電阻的值比真實(shí)值偏?。ㄌ睿浩?，偏小，相等），利用選擇的器材，請(qǐng)你在圖2方框內(nèi)畫出理想的實(shí)驗(yàn)電路圖，并將圖3中器材連成符合要求的電路參考答案：（1）AEDC，22 （2）A2 ，R1 （3）偏小(4)見(jiàn)解析： 解：（1）發(fā)現(xiàn)指針轉(zhuǎn)過(guò)角度太大，知電阻較小，則換用“l(fā)”，換擋后需重新調(diào)零然后去測(cè)電阻，最后將旋鈕旋至“OFF”擋或交流電壓的最高擋故合理順序?yàn)椋篈EDCRx的測(cè)量值為221=22（2）通過(guò)電阻電流的最大值大約I=，所以選擇量程為300mA的電流表測(cè)量比較準(zhǔn)確總阻值為250的滑動(dòng)變阻器阻值

13、相對(duì)較大，測(cè)量時(shí)誤差大，所以選擇總阻值為10的滑動(dòng)變阻器由于待測(cè)電阻遠(yuǎn)小于電壓表的內(nèi)阻，屬于小電阻，所以電流表采用外接法若采用限流法，電路中的電流較大，容易超過(guò)電流表的量程，所以滑動(dòng)變阻器采用分壓式接法，電路圖如圖所示根據(jù)電路圖連接實(shí)物圖，如圖所示由于采用外接法，測(cè)電流表示數(shù)偏大，則由歐姆定律可知，測(cè)量值偏??；故答案為：（1）AEDC，22 （2）A2 ，R1 （3）偏小四、計(jì)算題：本題共3小題，共計(jì)47分16. 質(zhì)量m1 kg的物體，在水平拉力F(拉力方向與物體初速度方向相同) 的作用下，沿粗糙水平面運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過(guò)位移4 m時(shí)，拉力F停止作用，運(yùn)動(dòng)到位移是8 m時(shí)物體停止，運(yùn)動(dòng)過(guò)程中Ekx的圖線

14、如圖所示求：(g取10 m/s2)(1)物體的初速度多大？(2)物體和平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為多大？ (3)拉力F的大小參考答案：解析：(1)從圖線可知初動(dòng)能為2 J，Ek0mv22 J，v2 m/s. （2分）(2)在位移4 m處物體的動(dòng)能為10 J，在位移8 m處物體的動(dòng)能為零，這段過(guò)程中物體克服摩擦力做功設(shè)摩擦力為Ff，則Ffx2010 J10 J Ff N2.5 N因Ffmg 故0.25. (4分)(3)物體從開(kāi)始到移動(dòng)4 m這段過(guò)程中，受拉力F和摩擦力Ff的作用，合力為FFf，根據(jù)動(dòng)能定理有(FFf)x1Ek 故得FFf(2.5) N4.5 N. (4分)答案：(1)2 m/s(2)0.25(3)4.5 N17. 某駕駛員駕駛汽車以30m/s的速度勻速行駛，突然發(fā)現(xiàn)前方約80m處有一人牽著一頭牛橫穿馬路，駕駛員立即采取剎車措施，若駕駛員反應(yīng)時(shí)間為0.5s，汽車剎車的最大加速度為7.5m/s2，試問(wèn)該汽車是否發(fā)生安全事故？參考答案：18. 如圖所示，在豎直平面建立直角坐標(biāo)系xoy，y軸左側(cè)存在一個(gè)豎直向下的寬度為d的勻強(qiáng)電場(chǎng)，右側(cè)存在一個(gè)寬度也為,d的垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁