2021-2022學(xué)年北京朱莊中學(xué)高三物理下學(xué)期期末試題含解析

2021-2022學(xué)年北京朱莊中學(xué)高三物理下學(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.下列說(shuō)法正確的是（

）A．在波的傳播過(guò)程中，質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)頻率等于波源的振動(dòng)頻率，振動(dòng)速度等于波的傳播速度B．愛(ài)因斯坦狹義相對(duì)論指出，真空中的光速在不同的慣性參考系中都是相同的C．在光的雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，若僅將入射光由紅光改為綠光，根據(jù)，則可確定干涉條紋間距變窄D．水中的氣泡看起來(lái)特別明亮，是因?yàn)楣鈴乃湎驓馀輹r(shí)，一部分光在界面上發(fā)生了全反射的緣故E．光纖通信、全息照相、數(shù)碼相機(jī)及醫(yī)用纖維式內(nèi)窺鏡都是利用了光的全反射原理參考答案：BCD2.某限流器由超導(dǎo)部件和限流電阻并聯(lián)組成，如圖所示。超導(dǎo)部件有一個(gè)超導(dǎo)臨界電流Ic，當(dāng)通過(guò)限流器的電流I>Ic時(shí)將造成超導(dǎo)體失超，即從超導(dǎo)態(tài)（可視為電阻為零）轉(zhuǎn)變?yōu)檎B(tài)（可視為定值純電阻），以此便可限制電路系統(tǒng)的故障電流。已知超導(dǎo)部件的正常態(tài)電阻為R1=3Ω，超導(dǎo)臨界電流Ic=1.2A，限流電阻R2=6Ω，小燈泡L上標(biāo)有“6V，6W”，電源電動(dòng)勢(shì)E=8V，內(nèi)阻r=2Ω。原來(lái)電路正常工作，現(xiàn)L突然發(fā)生短路，則（

）（A）L短路前通過(guò)R1的電流為A

（B）L短路前通過(guò)R2的電流為1A（C）L短路后通過(guò)R1的電流為A

（D）L短路后通過(guò)R2的電流為A參考答案：C3.如圖所示，OA、OB是豎直面內(nèi)兩根固定的光滑細(xì)桿，O、A、B、C位于同一圓周上，C點(diǎn)為圓周的最高點(diǎn)，B點(diǎn)為最低點(diǎn)。每根桿上都套著一個(gè)小滑環(huán)（圖中未畫出），兩個(gè)滑環(huán)都從O點(diǎn)無(wú)初速釋放，用t1、t2分別表示滑環(huán)到達(dá)A、B所用的時(shí)間，則

（

）

A．t1=t2

B．t1<t2

C．t1>t2

D．無(wú)法比較t1、t2的大小參考答案：C4.如圖所示，設(shè)行星繞太陽(yáng)的運(yùn)動(dòng)是勻速圓周運(yùn)動(dòng)，金星自身的半徑是火星的n倍，質(zhì)量為火星的k倍，不考慮行星自轉(zhuǎn)的影響，則A.金星表面的重力加速度是火星的B.金星的第一宇宙速度是火星的C.金星繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的加速度比火星小D.金星繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的周期比火星大參考答案：B解：有黃金代換公式GM=gR2可知g=GM/R2,所以故A錯(cuò)誤，由萬(wàn)有引力提供近地衛(wèi)星做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心力可知解得

，所以故B正確；由可知軌道越高，則加速度越小，故C錯(cuò)；由可知軌道越高，則周期越大，故D錯(cuò)；綜上所述本題答案是：B【點(diǎn)睛】結(jié)合黃金代換求出星球表面的重力加速度，并利用萬(wàn)有引力提供向心力比較運(yùn)動(dòng)中的加速度及周期的大小。5.（多選題）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，下列表述中正確的是（）A．衛(wèi)星的運(yùn)行速度小于第一宇宙速度B．衛(wèi)星距離地面的高度為C．衛(wèi)星運(yùn)行的向心加速度小于地球表面的重力加速度D．衛(wèi)星運(yùn)行的向心加速度等于地球赤道表面物體的向心加速度參考答案：AC【分析】同步衛(wèi)星與地球相對(duì)靜止，因而與地球自轉(zhuǎn)同步，根據(jù)萬(wàn)有引力提供向心力，即可求出相關(guān)的量．【解答】解：A、第一宇宙速度為v1=，而同步衛(wèi)星的速度為v=，因此運(yùn)行速度小于第一宇宙速度，故A正確；B、萬(wàn)有引力提供向心力，有：==且r=R+h解得：h=﹣R，故B錯(cuò)誤；C、衛(wèi)星運(yùn)行時(shí)受到的向心力大小是F向==m，向心加速度；地表重力加速度為g=，衛(wèi)星運(yùn)行的向心加速度小于地球表面的重力加速度，故C正確；D、同步衛(wèi)星與地球赤道表面的物體具有相同的角速度，根據(jù)知，衛(wèi)星運(yùn)行的向心加速度大于地球赤道表面物體的向心加速度，故D錯(cuò)誤；故選：AC．二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計(jì)16分6.小球每隔0.2s從同一高度拋出，做初速為6m/s的豎直上拋運(yùn)動(dòng)，設(shè)它們?cè)诳罩胁幌嗯?，?個(gè)小球在拋出點(diǎn)以上能遇到的小球個(gè)數(shù)為

。（g取10m/s2）參考答案：57.如圖是等離子體發(fā)電機(jī)示意圖，平行金屬板間的勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.5T，兩板間距離為20cm，要使輸出電壓為220V，則等離子體垂直射入磁場(chǎng)的速度v=

m/s。a是電源的

極。參考答案：2200

正8.為了探究受到空氣阻力時(shí)，物體運(yùn)動(dòng)的速度隨時(shí)間的變化規(guī)律，某同學(xué)采用了探究“加速度與物體質(zhì)量、物體受力關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)裝置如圖1所示．實(shí)驗(yàn)時(shí)，平衡小車與木板之間的摩擦力后，在小車上安裝一薄板，以增大空氣對(duì)小車運(yùn)動(dòng)的阻力．①往砝碼盤中加入一小砝碼，在釋放小車_______________

(選填“之前”或“之后”)接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源，在紙帶上打出一系列的點(diǎn)．②從紙帶上選取若干計(jì)數(shù)點(diǎn)進(jìn)行測(cè)量，得出各計(jì)數(shù)點(diǎn)的時(shí)間t與速度v的數(shù)據(jù)如下表：時(shí)間t/s00．501．001．502．002．50速度v/(m·s－1)0．120．190．230．260．280．29請(qǐng)根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)在圖2中作出小車的v－t圖象．圖2

③通過(guò)對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析，該同學(xué)認(rèn)為：隨著運(yùn)動(dòng)速度的增加，小車所受的空氣阻力將變大，你是否同意他的觀點(diǎn)？請(qǐng)根據(jù)v－t圖象簡(jiǎn)要闡述理由．參考答案：①之前②圖象如圖所示③同意，在v－t圖象中，速度越大時(shí)，加速度越小，小車受到的合力越小，則小車受空氣阻力越大．解析①打點(diǎn)計(jì)時(shí)器要在釋放小車之前接通電源．②選取合適的坐標(biāo)標(biāo)度，描點(diǎn)連線即可作出圖象，如圖所示．③v－t圖象的斜率表示加速度的大小，由圖象可知，其速度越來(lái)越大，加速度越來(lái)越小，則小車所受空氣阻力越來(lái)越大．9.如圖所示，一個(gè)半徑為R的透明球體放置在水平面上，一束光從A點(diǎn)沿水平方向射入球體后經(jīng)B點(diǎn)射出，最后射到水平面上的C點(diǎn)。已知，該球體對(duì)光的折射率為，則它從球面射出時(shí)的出射角＝

；在透明體中的速度大小為

（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）（已知光在的速度c＝3×108m／s）參考答案：10.某同學(xué)做《共點(diǎn)的兩個(gè)力的合成》實(shí)驗(yàn)作出如圖所示的圖，其中A為固定橡皮條的固定點(diǎn)，O為橡皮條與細(xì)繩的結(jié)合點(diǎn)，圖中___________是F1、F2合力的理論值，___________是合力的實(shí)驗(yàn)值，需要進(jìn)行比較的是_________和___________，通過(guò)本實(shí)驗(yàn)，可以得出結(jié)論：在誤差允許的范圍___________是正確的。參考答案：F;

F’;

F和F’;其合力的大小和方向?yàn)镕1和F2的線段為鄰邊的對(duì)角線11.下圖為接在50Hz低壓交流電源上的打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，在紙帶做勻加速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)打出的一條紙帶，圖中所示的是每打5個(gè)點(diǎn)所取的記數(shù)點(diǎn)，但第3個(gè)記數(shù)點(diǎn)沒(méi)有畫出。由圖數(shù)據(jù)可求得：（1）該物體的加速度為

m/s2，.com（2）第3個(gè)記數(shù)點(diǎn)與第2個(gè)記數(shù)點(diǎn)的距離約為

cm，（3）打第2個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)時(shí)該物體的速度為

m/s。參考答案：(1)0.74(2)4.36(3)0.399（1）設(shè)1、2間的位移為x1，2、3間的位移為x2，3、4間的位移為x3，4、5間的位移為x4；因?yàn)橹芷跒門=0.02s，且每打5個(gè)點(diǎn)取一個(gè)記數(shù)點(diǎn)，所以每?jī)蓚€(gè)點(diǎn)之間的時(shí)間間隔T=0.1s；由勻變速直線運(yùn)動(dòng)的推論xm-xn=(m-n)at2得：

x4-x1=3at2帶入數(shù)據(jù)得：

（5.84-3.62）×10-2=a×0.12

解得：a=0.74m/s2．

（2）第3個(gè)記數(shù)點(diǎn)與第2個(gè)記數(shù)點(diǎn)的距離即為x2，由勻變速直線運(yùn)動(dòng)的推論：x2-x1=at2得：

x2=x1+at2帶入數(shù)據(jù)得：

x2=3.62×10-2+0.74×0.12=0.0436m

即為：4.36cm．

（3）由中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度等于這段時(shí)間的平均速度可知=0.399m/s.12.某同學(xué)將力傳感器固定在小車上，然后把繩的一端固定在傳感器控鉤上，用來(lái)測(cè)量繩對(duì)小車的拉力，探究在小車及傳感器總質(zhì)量不變時(shí)加速度跟它們所受拉力的關(guān)系，根據(jù)所測(cè)數(shù)據(jù)在坐標(biāo)系中作出了如圖所示的a—F圖象；

(1)圖線不過(guò)坐標(biāo)原點(diǎn)的原因是

；

（2)本實(shí)驗(yàn)中是否仍需要細(xì)沙和桶的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車和傳感器的總質(zhì)量

(填“是”或“否”)；

(3)由圖象求出小車和傳感器的總質(zhì)量為

kg。參考答案：13.某同學(xué)為了探究“恒力做功與物體動(dòng)能變化的關(guān)系”，他設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)：他的操作步驟是：①安裝好實(shí)驗(yàn)裝置如圖。②將質(zhì)量為200g的小車?yán)酱螯c(diǎn)計(jì)時(shí)器附近，并按住小車。③在質(zhì)量為10g、30g、50g的三種鉤碼中，他挑選了一個(gè)質(zhì)

量為50g的鉤碼掛在拉線P上。④先接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源，后釋放小車，打出一條紙帶。在多次重復(fù)實(shí)驗(yàn)得到的紙帶中取出自認(rèn)為滿意的一條，經(jīng)測(cè)量、計(jì)算，得到如下數(shù)據(jù)：（g=9.8m/s2）①第一個(gè)點(diǎn)到第N個(gè)點(diǎn)的距離為40.00cm.②打下第N點(diǎn)時(shí)小車的速度大小為1.20m/s。該同學(xué)將鉤碼的重力當(dāng)作小車所受的拉力，算出從打下第一點(diǎn)到打下第N點(diǎn)拉力對(duì)小車做的功為

J，小車動(dòng)能的增量為

-----

J。（計(jì)算結(jié)果保留三位有效數(shù)字）

此次實(shí)驗(yàn)探究結(jié)果的誤差很大，顯然，在實(shí)驗(yàn)探究過(guò)程中忽視了某些產(chǎn)生誤差的因素。請(qǐng)你根據(jù)該同學(xué)的實(shí)驗(yàn)裝置和操作過(guò)程幫助他分析一下，造成較大誤差的主要原因是：①

②

。參考答案：

①小車質(zhì)量沒(méi)有遠(yuǎn)大于鉤碼的質(zhì)量；②沒(méi)有平衡摩擦力；三、實(shí)驗(yàn)題：本題共2小題，每小題11分，共計(jì)22分14.為了探究影響平拋運(yùn)動(dòng)水平射程的因素，某同學(xué)通過(guò)改變拋出點(diǎn)的高度及初速度的方法做了6次實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄如下表。序號(hào)拋出點(diǎn)的高度（m）水平初速度（m/s）水平射程（m）10.202.00.4020.203.00.6030.204.00.8040.452.00.6050.454.01.2060.802.00.80①若探究水平射程與初速度的關(guān)系，可用表中序號(hào)為

的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。②若探究水平射程與高度的關(guān)系，可用表中序號(hào)為

的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。

參考答案：①l、2、3

②1、4、6（少選得1分，不選或錯(cuò)選不得分，全對(duì)得3分）

15.要測(cè)量一個(gè)量程已知的電壓表的內(nèi)阻，所備器材如下：A．待測(cè)電壓表V（量程3V，內(nèi)阻待測(cè)）B．電流表A（量程3A，內(nèi)阻約0.01Ω）C．定值電阻R（已知阻值6kΩ，額定電流50mA）D．蓄電池E（電動(dòng)勢(shì)略小于3V，內(nèi)阻不計(jì)）E．多用電表F．開(kāi)關(guān)K1、K2，導(dǎo)線若干有一同學(xué)利用上面所給器材，進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)操作：（1）首先，用多用電表進(jìn)行粗測(cè)，選用“×1K”擋且操作方法正確．若這時(shí)刻度盤上的指針位置如圖甲所示，則測(cè)量的結(jié)果是7KΩ．（2）為了更精確地測(cè)出此電壓表內(nèi)阻，該同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖乙所示的（a）、（b）實(shí)驗(yàn)電路，你認(rèn)為其中較合理的電路圖是b．（3）用你選擇的電路進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)，用上述所測(cè)量的符號(hào)表示電壓表的內(nèi)阻Rv=．參考答案：解：（1）選用“×1K”擋且操作方法正確，由圖1所示可知，則測(cè)量的結(jié)果是：R=7×1k=7kΩ．（2）由于電源電動(dòng)勢(shì)小于3V，電壓表內(nèi)阻很大，圖a所示電路電流很小，不能準(zhǔn)確對(duì)電流表讀數(shù)，實(shí)驗(yàn)誤差太大，因此應(yīng)選擇圖b所示電路進(jìn)行實(shí)驗(yàn)．（3）實(shí)驗(yàn)時(shí)，要先閉合開(kāi)關(guān)K1，再閉合開(kāi)關(guān)K2，讀得電壓表示數(shù)U1；再斷開(kāi)開(kāi)關(guān)K2，讀得電壓表示數(shù)U2，電源的內(nèi)阻忽略不計(jì)，斷開(kāi)開(kāi)關(guān)K2，讀得電壓表示數(shù)U2，電阻R上的電壓為：UR=U1﹣U2，由串聯(lián)電路的分壓關(guān)系得：=解得：RV=；故答案為：（1）7KΩ或7000Ω；（2）b；（3）．四、計(jì)算題：本題共3小題，共計(jì)47分16.（18分）如下圖所示，讓擺球從圖中的C位置由靜止開(kāi)始擺下，擺到最低點(diǎn)D處，擺線剛好被拉斷，小球在粗糙的水平面上由D點(diǎn)向左做勻減速運(yùn)動(dòng)，到達(dá)A孔進(jìn)入半徑R=0.3m的豎直放置的光滑圓弧軌道，當(dāng)擺球進(jìn)入圓軌道立即關(guān)閉A孔。已知擺線長(zhǎng)L=2m，，小球質(zhì)量為m=0.5kg，D點(diǎn)與小孔A的水平距離s=2m，g取10m/s2。試求：（1）求擺線能承受的最大拉力為多大？（2）要使擺球能進(jìn)入圓軌道并且不脫離軌道，求粗糙水平面摩擦因數(shù)μ的范圍。

參考答案：．(18分)參考解答：（1）當(dāng)擺球由C到D運(yùn)動(dòng)機(jī)械能守恒：

（2分）由牛頓第二定律可得：

（1分）

可得：Fm=2mg=10N（1分）（2）小球不脫圓軌道分兩種情況：①要保證小球能達(dá)到A孔，設(shè)小球到達(dá)A孔的速度恰好為零，由動(dòng)能定理可得：

（2分）可得：μ1=0.5（1分）若進(jìn)入A孔的速度較小，那么將會(huì)在圓心以下做等幅擺動(dòng)，不脫離軌道。其臨界情況為到達(dá)圓心等高處速度為零，由機(jī)械能守恒可得：（2分）由動(dòng)能定理可得：（2分）可求得：μ2=0.35（1分）②若小球能過(guò)圓軌道的最高點(diǎn)則不會(huì)脫離軌道，在圓周的最高點(diǎn)，由牛頓第二定律可得：

（2分）由動(dòng)能定理可得：

（2分）解得：μ3=0.125（1分）綜上所以摩擦因數(shù)μ的范圍為：0.35≤μ≤0.5或者μ≤0.125（1分17.如圖所示，一質(zhì)量為，長(zhǎng)為的木板放在水平地面上，已知木板與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為，在此木板的右端上還有一質(zhì)量為的小物塊，且視小物塊為質(zhì)點(diǎn)，木板厚度不計(jì).

今對(duì)木板突然施加一個(gè)的水平向右的拉力，.（1）若木板上表面光滑，則小物塊經(jīng)多長(zhǎng)時(shí)間將離開(kāi)木板？（2）若小物塊與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)為、小物塊與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為，小物塊相對(duì)木板滑動(dòng)一段時(shí)間后離開(kāi)繼續(xù)在地面上滑行，且對(duì)地面的總位移時(shí)停止滑行，求值.參考答案：解：（1）對(duì)木板受力分析，由牛頓第二定律得：

（1分）由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式，得

（1分）解得：

（1分）（2）對(duì)物塊：在木板上時(shí)

在地面上時(shí)

（1分）設(shè)物塊從木板上滑下時(shí)的速度為，物塊在木板上和地面上的位移分別為、，則：