2021-2022學(xué)年湖北省荊州市石首天星洲中學(xué)高三物理下學(xué)期期末試卷含解析

2021-2022學(xué)年湖北省荊州市石首天星洲中學(xué)高三物理下學(xué)期期末試卷含解析一、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.我國(guó)“北斗”衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)將由5顆靜止軌道衛(wèi)星(同步衛(wèi)星)和30顆非靜止軌道衛(wèi)星組成，30顆非靜止軌道衛(wèi)星中有27顆是中軌道衛(wèi)星，中軌道衛(wèi)星軌道高度約為，靜止軌道衛(wèi)星的高度約為。下列說法正確的是A．中軌道衛(wèi)星的線速度大于7.9km/sB．靜止軌道衛(wèi)星的線速度大于中軌道衛(wèi)星的線速度C．靜止軌道衛(wèi)星的運(yùn)行周期大于中軌道衛(wèi)星的運(yùn)行周期D．靜止軌道衛(wèi)星的向心加速度大于中軌道衛(wèi)星的向心加速度參考答案：C2.(單選題)如圖所示，兩個(gè)相同的小導(dǎo)線環(huán)和大導(dǎo)線環(huán)放在同一水平面內(nèi)，且兩小環(huán)關(guān)于大環(huán)圓心對(duì)稱。當(dāng)兩小環(huán)中通過圖示方向的電流，電流強(qiáng)度隨時(shí)間均勻增大且始終相同，大環(huán)(

)A．無感應(yīng)電流，不存在擴(kuò)張收縮趨勢(shì)B．有順時(shí)針方向的感應(yīng)電流，存在擴(kuò)張趨勢(shì)C．有順時(shí)針方向的感應(yīng)電流，存在收縮趨勢(shì)D．有逆時(shí)針方向的感應(yīng)電流，存在收縮趨勢(shì)參考答案：A3.（多選題）如圖所示，aoe為豎直圓o的直徑，現(xiàn)有四條光滑軌道a、b、c、d，它們上端均在圓周上，四條軌道均經(jīng)過圓周的e點(diǎn)分別交于水平地面．現(xiàn)讓一小物塊分別從四條軌道最上端靜止下滑到水平地面，則小物塊在每一條軌道上運(yùn)動(dòng)時(shí)所經(jīng)歷的時(shí)間關(guān)系為（）A．ta＜td B．tb＞tc C．td＜tc D．tb＞ta參考答案：AD【分析】根據(jù)幾何關(guān)系求出軌道的長(zhǎng)度，結(jié)合牛頓第二定律求出物塊下滑的加速度，根據(jù)位移時(shí)間公式求出物塊在滑動(dòng)時(shí)經(jīng)歷的時(shí)間大小關(guān)系【解答】解：設(shè)上面圓的半徑為r，e到地面的高度為R，則軌道的長(zhǎng)度為：s=2rcosα+，下滑的加速度為：a==gcosα，根據(jù)位移時(shí)間公式得：x=at2，則有：t==．因?yàn)閍、b、c，d夾角由小至大，所以有td＞tc＞tb＞ta．故AD正確，B、C錯(cuò)誤．故選：AD【點(diǎn)評(píng)】解決本題的關(guān)鍵通過牛頓第二定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)公式得出時(shí)間的表達(dá)式，結(jié)合角度的大小關(guān)系進(jìn)行比較4.如圖所示，兩光滑平行金屬導(dǎo)軌間距為L(zhǎng)，直導(dǎo)線MN垂直跨在導(dǎo)軌上，且與導(dǎo)軌接觸良好，整個(gè)裝置處于垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B.電容器的電容為C，除電阻R外，導(dǎo)軌和導(dǎo)線的電阻均不計(jì)．現(xiàn)給導(dǎo)線MN一初速度，使導(dǎo)線MN向右運(yùn)動(dòng)，當(dāng)電路穩(wěn)定后，MN以速度v向右做勻速運(yùn)動(dòng)，則電路穩(wěn)定后A．電容器兩端的電壓為零B．電阻兩端的電壓為BLvC．電容器所帶電荷量為CBLvD．導(dǎo)線MN所受安培力的大小為參考答案：C5.下列有關(guān)近代物理的說法正確的是（

）A.盧瑟福的a粒子散射實(shí)驗(yàn)使人們認(rèn)識(shí)到原子是可以再分的B.電子的發(fā)現(xiàn)使人們認(rèn)識(shí)到原子具有核式結(jié)構(gòu)C.玻爾理論能成功解釋所有原子光譜的實(shí)驗(yàn)規(guī)律D.天然放射現(xiàn)象說明了原子核內(nèi)部是有結(jié)構(gòu)的參考答案：D【詳解】A、通過a粒子散射實(shí)驗(yàn)使人們認(rèn)識(shí)到原子具有核式結(jié)構(gòu)模型,但是不能說明原子是可以再分的，故A錯(cuò)；B、電子的發(fā)現(xiàn)使人們認(rèn)識(shí)到原子是可以分割的，是由更小的微粒構(gòu)成的，故B錯(cuò)；C、玻爾理論能成功解釋氫原子光譜，但不能解釋別的原子的光譜，故C錯(cuò)；D、天然放射現(xiàn)象中的射線來自原子核,說明原子核內(nèi)部有復(fù)雜結(jié)構(gòu),故D對(duì)；故選D二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計(jì)16分6.在驗(yàn)證牛頓運(yùn)動(dòng)定律的實(shí)驗(yàn)中有如圖8（a）所示的裝置，小車放在斜面上，車前端拴有不可伸長(zhǎng)的細(xì)線，跨過固定在斜面邊緣的小滑輪與重物相連，小車后面與打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的紙帶相連.開始時(shí)，小車停在靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的位置，重物到地面的距離小于小車到滑輪的距離.啟動(dòng)計(jì)時(shí)器，釋放重物，小車在重物牽引下，由靜止開始沿斜面向上運(yùn)動(dòng)，重物落地后，小車會(huì)繼續(xù)向上運(yùn)動(dòng)一段距離.打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用的交流電頻率為50Hz.圖8（b）中a、b、c是小車運(yùn)動(dòng)紙帶上的三段，紙帶運(yùn)動(dòng)方向如圖箭頭所示.(1)根據(jù)所提供的紙帶和數(shù)據(jù)，計(jì)算打c段紙帶時(shí)小車的加速度大小為

m/s2（計(jì)算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）.(2)打a段紙帶時(shí)，小車的加速度是2.5m/s2，請(qǐng)根據(jù)加速度的情況，判斷小車運(yùn)動(dòng)的最大速度可能出現(xiàn)在b段紙帶中的

兩點(diǎn)之間.(3)若重力加速度取，由紙帶數(shù)據(jù)可推算出重物m與小車的質(zhì)量M比為m：M=

.參考答案：（1）加速度的大小為5.0m/s2

（2）由紙帶可知，物體在D4D5區(qū)間的速度可能最大；（3）7.1某同學(xué)為了探究桿轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的動(dòng)能表達(dá)式，設(shè)計(jì)了如圖所示的實(shí)驗(yàn)：質(zhì)量為m的均勻長(zhǎng)直桿一端固定在光滑轉(zhuǎn)軸O處，桿由水平位置靜止釋放，用光電門測(cè)出另一端A經(jīng)過某位置時(shí)的瞬時(shí)速度vA，并記下該位置與轉(zhuǎn)軸O的高度差h。⑴設(shè)桿的寬度為L(zhǎng)（L很?。?，A端通過光電門的時(shí)間為t，則A端通過光電門的瞬時(shí)速度vA的表達(dá)式為

▲

。組

次123456h/m0.050.100.150.200.250.30vA/（m·s-1）1.231.732.122.462.743.00vA-1/（s·m-1）0.810.580.470.410.360.33vA2/（m2·s-2）1.503.004.506.057.519.00

⑵調(diào)節(jié)h的大小并記錄對(duì)應(yīng)的速度vA，數(shù)據(jù)如上表。為了形象直觀地反映vA和h的關(guān)系，請(qǐng)選擇適當(dāng)?shù)目v坐標(biāo)并畫出圖象。⑶當(dāng)?shù)刂亓铀俣萭取10m/s2，結(jié)合圖象分析，桿轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的動(dòng)能Ek=

▲

（請(qǐng)用質(zhì)量m、速度vA表示）。參考答案：⑴（3分）⑵如圖（縱坐標(biāo)1分，圖象2分）⑶（2分）8.一物體以100J的初動(dòng)能沿傾角為θ的斜面向上運(yùn)動(dòng)，在上升的過程中達(dá)到某位置時(shí)，動(dòng)能減少了80J，重力勢(shì)能增加了60J，則物體與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為

。參考答案：答案：9.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：510.一個(gè)質(zhì)量為M=3kg的木板與一個(gè)輕彈簧相連，在木板的上方有一質(zhì)量m為2kg的物塊，若在物塊上施加一豎直向下的外力F，此時(shí)木板和物塊一起處于靜止?fàn)顟B(tài)，如圖所示。突然撤去外力，木板和物塊一起向上運(yùn)動(dòng)0.2m時(shí)，物塊恰好與木板分離，此時(shí)木板的速度為4m/s，則物塊和木板分離時(shí)彈簧的彈力為________N，木板和物塊一起向上運(yùn)動(dòng)，直至分離的過程中，彈簧彈力做的功為________J。參考答案：０

N；

５０

J。11.如圖所示，放置在豎直平面內(nèi)的圓軌道AB，O點(diǎn)為圓心，OA水平，OB豎直，半徑為m。在O點(diǎn)沿OA拋出一小球，小球擊中圓弧AB上的中點(diǎn)C，vt的反向延長(zhǎng)線與OB的延長(zhǎng)線相交于D點(diǎn)。已知重力加速度g=10m/s2。小球運(yùn)動(dòng)時(shí)間為_________，OD長(zhǎng)度h為_________。參考答案：s，2m12.一處于基態(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①氫原子第一激發(fā)態(tài)的能量值是

eV；②碰撞前運(yùn)動(dòng)氫原子的最小動(dòng)能是

eV。參考答案：13.如圖為“用DIS（位移傳感器、數(shù)據(jù)采集器、計(jì)算機(jī)）研究加速度和力的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)裝置。（1）在該實(shí)驗(yàn)中必須采用控制變量法，應(yīng)保持___________不變，用鉤碼所受的重力作為___________，用DIS測(cè)小車的加速度。（2）改變所掛鉤碼的數(shù)量，多次重復(fù)測(cè)量。在某次實(shí)驗(yàn)中根據(jù)測(cè)得的多組數(shù)據(jù)可畫出a-F關(guān)系圖線（如圖所示）。①分析此圖線的OA段可得出的實(shí)驗(yàn)結(jié)論是_________________________________。②（單選題）此圖線的AB段明顯偏離直線，造成此誤差的主要原因是（

）A．小車與軌道之間存在摩擦

B．導(dǎo)軌保持了水平狀態(tài)C．所掛鉤碼的總質(zhì)量太大

D．所用小車的質(zhì)量太大參考答案：（1）小車的總質(zhì)量，小車所受外力，（2）①在質(zhì)量不變的條件下，加速度與外力成正比，②C，三、實(shí)驗(yàn)題：本題共2小題，每小題11分，共計(jì)22分14.（4分）在“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”實(shí)驗(yàn)中，下列說法正確的是____A．要先用天平稱重物的質(zhì)量B．先松開紙帶讓重物下落再接通電源C．先接通電源讓打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打點(diǎn)穩(wěn)定后再松開紙帶讓重物下落D．要把打點(diǎn)計(jì)時(shí)器豎直架穩(wěn)參考答案：CD15.（4分）如圖所示，用多用電表研究光敏電阻的阻值與光照強(qiáng)弱的關(guān)系。①應(yīng)將多用電表的選擇開關(guān)置于_________檔；②將紅表筆插入__________接線孔，黑表筆插入_________接線孔(填“+”或“—”)；③將一光敏電阻接在多用電表兩表筆上，用光照射光敏電阻時(shí)表針的偏角為，現(xiàn)用手掌擋住部分光線，表針的偏角變?yōu)?，則可判斷______'(填“<”，“=”或“>”)；④測(cè)試后應(yīng)將選擇開關(guān)置于____________檔。參考答案：歐姆（1分），+，-（1分），>（1分），OFF檔或交流最高電壓檔（1分）四、計(jì)算題：本題共3小題，共計(jì)47分16.如圖所示，AB為一直光導(dǎo)纖維，AB之間距離為s，使一光脈沖信號(hào)從光導(dǎo)纖維中間入射，射入的信號(hào)在光導(dǎo)纖維與空氣的界面上恰好發(fā)生全反射，由A點(diǎn)傳輸?shù)紹點(diǎn)作用時(shí)間為t。求光導(dǎo)纖維所用材料的折射率n。(設(shè)空氣中的光速為c)參考答案：光信號(hào)由A點(diǎn)進(jìn)入光導(dǎo)纖維后，沿AO方向射到O點(diǎn)，此時(shí)入射角α恰好等于臨界角，光在此介質(zhì)中的傳播速度為v，而沿水平方向的分速度為vsinα，沿水平方向傳播的距離為s。設(shè)介質(zhì)的折射率為n，則有

①

（2分）

②

（2分）

③

（2分）由①②③式解得,所以。17.如圖所示，在折射率為n玻璃平板上方的空氣中有點(diǎn)光源S，點(diǎn)光源到玻璃板的上表面的距離為h。從S發(fā)出的光線SA以入射角α入射到玻璃板上表面，經(jīng)過玻璃板后從下表面射出。若沿此光線傳播的光從光源S到玻璃板上表面的傳播時(shí)間是在玻璃板中傳播時(shí)間的一半，則玻璃板的厚度d是多少？參考答案：【詳解】令從S到A的距離為：在玻璃中，從A到B距離為：由題意得：在空氣中，若S到A經(jīng)歷時(shí)間t：在玻璃中，從A到B經(jīng)歷時(shí)間為2t：根據(jù)光在空氣中和玻璃中速度關(guān)系：聯(lián)立上式得：

【點(diǎn)睛】18.如圖，在同時(shí)存在勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng)的空間中取正交坐標(biāo)系O-xyz(x軸正方向水平向右，y軸正方向豎直向上)。勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向與xOy平面平行，且與x軸正方向的夾角為45°，一質(zhì)量為m、電荷量為+q的帶電粒子(可看作質(zhì)點(diǎn))平行于z軸以速度v0通過y軸上的點(diǎn)P(0，h，0)，重力加速度為g。(1)若帶電粒子沿z軸正方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)，求滿足條件的電場(chǎng)強(qiáng)度的最小值Emin及對(duì)應(yīng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B；(2)在滿足(1)的條件下，當(dāng)帶電粒子通過y軸上的點(diǎn)P時(shí)，撤去勻強(qiáng)磁場(chǎng)，求帶電質(zhì)點(diǎn)落在xOz平面內(nèi)的位置；(3)若帶電粒子沿z軸負(fù)方向通過y軸上的點(diǎn)P時(shí)，改變電場(chǎng)強(qiáng)度大小和方向，同時(shí)改變磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小，要使帶電質(zhì)點(diǎn)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)且能夠經(jīng)過x軸，求電場(chǎng)強(qiáng)度E和磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小。參考答案：（1）Emin＝

（2）N（h，0，2v0

）（3）【詳解】解：(1)如圖所示，帶電質(zhì)點(diǎn)受到重力（大小及方向均已知）、洛倫茲力（方向已知）、電場(chǎng)力（大小及方向均未知）的作用做勻速直線運(yùn)動(dòng)；根據(jù)力三角形知識(shí)分析可知：當(dāng)電場(chǎng)力方向與磁場(chǎng)方向相同時(shí)，場(chǎng)強(qiáng)有最小值根據(jù)物體