山西省忻州市砂河中學2021-2022學年高三物理期末試題含解析

山西省忻州市砂河中學2021-2022學年高三物理期末試題含解析一、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.如圖所示，在水平面內(nèi)有一質(zhì)量分布均勻的木桿可繞端點O在水平面上自由轉(zhuǎn)動。一顆子彈以垂直于桿的水平速度v0擊中靜止木桿上的P點，并隨木桿一起轉(zhuǎn)動。已知木桿質(zhì)量為M，長度為L；子彈質(zhì)量為m，點P到點O的距離為x。忽略木桿與水平面間的摩擦。設(shè)子彈擊中木桿后繞點O轉(zhuǎn)動的角速度為ω。下面給出ω的四個表達式中只有一個是合理的。根據(jù)你的判斷，ω的合理表達式應(yīng)為A．

B．C．

D．參考答案：A2.（單選）在一個勻強電場中有a、b兩點，相距為d，電場強度為E，把一個電量為q的正電荷由a點移到b點時，克服電場力做功為W，下列說法正確的是A．該電荷在a點電勢能較b點大

B．a(chǎn)點電勢比b點電勢低C．a(chǎn)、b兩點電勢差大小一定為U=Ed

D．a(chǎn)、b兩點電勢差參考答案：B3.北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)是我國自行研制開發(fā)的區(qū)域性有源三維衛(wèi)星定位與通信系統(tǒng)（CNSS），該系統(tǒng)包括5顆同步衛(wèi)星和30顆一般軌道衛(wèi)星。對于其中的5顆同步衛(wèi)星，下列說法中正確的是（

）它們運行的線速度小于第一宇宙速度

B.它們的向心加速度等于地面重力加速度C.它們位于5個不同的獨立軌道上

D.它們中的一顆可能經(jīng)過天津的正上方參考答案：A第一宇宙速度是近地衛(wèi)星的環(huán)繞速度，也是最大的圓周運動的環(huán)繞速度，而同步衛(wèi)星的軌道半徑要大于近地衛(wèi)星的軌道半徑，根據(jù)v=可以發(fā)現(xiàn)，同步衛(wèi)星運行的線速度一定小于第一宇宙速度，故A正確．由可知同步衛(wèi)星的向心加速度，而地面重力加速度，故B錯誤。若衛(wèi)星在除赤道所在平面外的任意點實現(xiàn)了“同步”，那它的運動軌道所在平面與受到地球的引力就不在一個平面上，這是不可能的．同步衛(wèi)星要和地球自轉(zhuǎn)同步，即ω相同，根據(jù)F=G=mω2（R+h），因為ω一定，所以h必須固定，即同步衛(wèi)星的高度是一個確定的值，故同步衛(wèi)星必定在赤道上空某一特定高度的軌道上運行，選項CD錯誤。4.如圖所示是一個玩具陀螺，a、b和c是陀螺上的三個點。當陀螺繞垂直于地面的軸線以角速度穩(wěn)定旋轉(zhuǎn)時，下列表述正確的是

A．a(chǎn)、b和c三點的線速度大小相等B．a(chǎn)、b和c三點的角速度相等C．a(chǎn)、b的角速度比c的大D．c的線速度比a、b的大參考答案：B解析：5.一質(zhì)量為m的鐵球在水平推力F的作用下，靜止在傾角為θ的斜面和豎直墻壁之間，鐵球與斜面的接觸點為A，推力F的作用線通過球心O，如圖所示，假設(shè)斜面、墻壁均光滑。若水平推力緩慢增大，則在此過程中：A．鐵球?qū)π泵娴淖饔昧徛龃?；B．斜面對鐵球的支持力大小為mg/cosθ；C．墻對鐵球的作用力大小始終等于推力F；D．墻對鐵球的作用力大小始終小于推力F。參考答案：BD二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計16分6.如圖所示，長L的輕直桿兩端分別固定小球A和B，A、B都可以看作質(zhì)點，它們的質(zhì)量分別為2m和m。A球靠在光滑的豎直墻面上，B球放置在光滑水平地面上，桿與豎直墻面的夾角為37o?，F(xiàn)將AB球由靜止釋放，A、B滑至桿與豎直墻面的夾角為53o時，vA：vB＝____________，A球運動的速度大小為____________。

參考答案：4：3，（或0.559）7.（3分）如圖，a、b兩彈簧勁度系數(shù)均為K，兩球質(zhì)量均為m，不計彈簧的質(zhì)量，兩球靜止，則兩彈簧伸長量之和為

。參考答案：3mg/k8.有兩個大小相等的力F1和F2，當它們的夾角為90°時，合力為F，則當它們的夾角為120°時，合力的大小為_____________。參考答案：9.（6分）如圖所示，單匝矩形閉合導(dǎo)線框abcd全部處于磁感應(yīng)強度為B的水平勻強磁場中，線框面積為S，電阻為R。線框繞與cd邊重合的豎直固定轉(zhuǎn)軸以角速度勻速轉(zhuǎn)動，線框中感應(yīng)電流的有效值I=

。線框從中性面開始轉(zhuǎn)過的過程中，通過導(dǎo)線橫截面的電荷量q=

。

參考答案：，解析：本題考查交變流電的產(chǎn)生和最大值、有效值、平均值的關(guān)系及交變電流中有關(guān)電荷量的計算等知識。電動勢的最大值，電動勢的有效值，電流的有效值；10.在河面上方20m的岸上有人用長繩栓住一條小船，開始時繩與水面的夾角為．人以恒定的速率v＝3m/s拉繩，使小船靠岸，那么s后小船前進了_________m，此時小船的速率為_____m/s．參考答案：19.6；5

11.在圖（a）所示的電路中，合上電鍵S，變阻器的滑動頭C從A端滑至B端的過程中，電源的輸出功率P與路端電壓U、路端電壓U與總電流I的關(guān)系曲線分別如圖（b）、（c）所示。不計電表、導(dǎo)線對電路的影響。則電源電動勢E=__________V，電源內(nèi)阻r=________Ω。參考答案：12，312.一物體沿x軸做直線運動，其位置坐標x隨時間t變化的規(guī)律為x=15+2t2，（采用SI單位制），則該物體在前2秒內(nèi)的位移為8m，第5秒末的速度為20m/s．參考答案：【考點】：勻變速直線運動的位移與時間的關(guān)系．【專題】：運動學中的圖像專題．【分析】：由位移公式和所給定表達式對應(yīng)項相等，求出初速度以及加速度，再由速度公式分別求出5s時的瞬時速度．由速度公式求出第5秒末的速度．：解：由位移公式x=v0tat2，按時間對應(yīng)項相等，可得：v0=0，a=4m/s2由v5=at5，得第5秒末的速度為：v5=4×5=20m/s物體在前2秒內(nèi)的位移為：x=x2﹣x0=15+2t2﹣15=2×22=8m故答案為：8，20【點評】：本題就是對勻變速運動的位移公式和速度公式的直接考查，比較簡單．13.某同學設(shè)計了一個探究加速度a與物體所受合力F及質(zhì)量m關(guān)系的實驗，圖甲所示為實驗裝置的簡圖。(交流電的頻率為50Hz)（1）如圖乙所示為某次實驗得到的紙帶，根據(jù)紙帶可求出小車的加速度大小為__

______m/s2。(保留兩位有效數(shù)字)（2）保持砂和砂桶質(zhì)量不變，改變小車質(zhì)量m，分別得到小車加速度a與質(zhì)量m及對應(yīng)的數(shù)據(jù)如下表：實驗次數(shù)12345678小車加速度a/m·s－21.901.721.491.251.000.750.500.30小車質(zhì)量m/kg0.250.290.330.400.500.711.001.67/kg－14.003.453.032.502.001.411.000.60請在如圖12所示的坐標紙中畫出圖線，并由圖線求出小車加速度a與質(zhì)量倒數(shù)之間的關(guān)系式是______________________。參考答案：三、簡答題：本題共2小題，每小題11分，共計22分14.（7分）一定質(zhì)量的理想氣體，在保持溫度不變的的情況下，如果增大氣體體積，氣體壓強將如何變化？請你從分子動理論的觀點加以解釋．如果在此過程中氣體對外界做了900J的功，則此過程中氣體是放出熱量還是吸收熱量？放出或吸收多少熱量？（簡要說明理由）參考答案：氣體壓強減?。?分）一定質(zhì)量的氣體，溫度不變時，分子的平均動能一定，氣體體積增大，分子的密集程度減小，所以氣體壓強減?。?分）一定質(zhì)量的理想氣體，溫度不變時，內(nèi)能不變，根據(jù)熱力學第一定律可知，當氣體對外做功時，氣體一定吸收熱量，吸收的熱量等于氣體對外做的功量即900J．（3分）15.（9分）我國登月的“嫦娥計劃”已經(jīng)啟動，2007年10月24日，我國自行研制的探月衛(wèi)星“嫦娥一號”探測器成功發(fā)射。相比較美國宇航員已經(jīng)多次登陸月球。而言，中國航天還有很多艱難的路要走。若一位物理學家通過電視機觀看宇航員登月球的情況，他發(fā)現(xiàn)在發(fā)射到月球上的一個儀器艙旁邊懸掛著一個重物在那里擺動,懸掛重物的繩長跟宇航員的身高相仿,這位物理學家看了看自己的手表，測了一下時間，于是他估測出月球表面上的自由落體加速度。請?zhí)骄恳幌?他是怎樣估測的?參考答案：據(jù)宇航員的身高估測出擺長；測出時間，數(shù)出擺動次數(shù)，算得擺動周期；據(jù)公式,求得月球的重力加速度。解析：據(jù)單擺周期公式,只要測出單擺擺長和擺動周期,即可測出月球表面上的自由落體加速度．據(jù)宇航員的身高估測出擺長；測出時間，數(shù)出擺動次數(shù)，算得擺動周期；據(jù)公式求得月球的重力加速度。(9分)

四、計算題：本題共3小題，共計47分16.如圖所示，半徑為R的半球形陶罐，固定在可以繞豎直軸旋轉(zhuǎn)的水平轉(zhuǎn)臺上，轉(zhuǎn)臺轉(zhuǎn)軸與過陶罐球心O的對稱軸重合，轉(zhuǎn)臺以一定角速度勻速旋轉(zhuǎn)，一質(zhì)量為m的小物塊落入陶罐內(nèi)，經(jīng)過一段時間后，小物塊隨陶罐一起轉(zhuǎn)動且相對罐壁靜止，它和O點的連線與之間的夾角為60°。重力加速度大小為g。(1)若=，小物塊受到的摩擦力恰好為零，求；(3分)(2)若=(1)，且0<k<1，求小物塊受到的摩擦力大小和方向。(8分)參考答案：（1）(2)當ω=（1+k）ω0時，摩擦力方向沿罐壁切線向下，大小為當ω=（1-k）ω0時，摩擦力方向沿罐壁切線向上，大小為

向下解析：：（1）當摩擦力為零，支持力和重力的合力提供向心力，有：mgtanθ＝mRsinθω02，解得

ω0＝（2）當ω=（1+k）ω0時，重力和支持力的合力不夠提供向心力，摩擦力方向沿罐壁切線向下，根據(jù)牛頓第二定律得，fcos60°+Ncos30°=mRsin60°ω2．

fsin60°+mg=Nsin30°

聯(lián)立兩式解得f＝當ω=（1-k）ω0時，摩擦力方向沿罐壁切線向上，

根據(jù)牛頓第二定律得，Ncos30°-fcos60°=mRsin60°ω2．mg=Nsin30°+fsin60°

聯(lián)立兩式解得f＝17.(2).(9分)兩束平行的細激光束，垂直于半圓柱玻璃的平面射到半圓柱玻璃上，如圖所示。已知其中一條光線沿直線穿過玻璃，它的入射點是O；另一條光線的入射點為A，穿過玻璃后兩條光線交于P點。已知玻璃截面的圓半徑為R，OA=，OP=R。求玻璃材料的折射率。參考答案：由題意可知，P、Q兩質(zhì)點相距波長的整數(shù)倍，經(jīng)過t=0.35s=，P、Q兩質(zhì)點位移大小相等，方向相反，速度大小相等，方向相同，加速度大小相等，方向相反。(2)作出光路圖如圖所示，其中一條光線沿直線穿過玻璃，可知O點為圓心；

(2分)另一條光線沿直線進入玻璃，在半圓面上的入射點為B，入射角設(shè)為θ1，折射角設(shè)為θ2則得θ1=300

(2分)因OP=R，由幾何關(guān)系知BP=R，則折射角θ2=600

(2分)

由折射定律得玻璃的折射率為n==1.73

(3分)

18.2003年低空跳傘運動正式登陸中國，2005年北京中央電視塔低空跳傘國際公開賽上，我國5名優(yōu)秀跳