2021-2022學年湖北省襄陽市第二十五中學高三物理期末試卷含解析

2021-2022學年湖北省襄陽市第二十五中學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.半徑為R的半球形金屬殼豎直放置，開口向上，質量為m的物塊，沿著金屬殼內壁滑到最低點時速度大小為v，若物體與球殼之間的動摩擦因數(shù)為μ，則物體在最低點時，下列說法正確的是（）A．物體受到的支持力大小為mgB．物體受到的摩擦力大小為μmC．物體處于超重狀態(tài)D．物體受到的合力方向斜向右上方參考答案：C【考點】向心力；摩擦力的判斷與計算．【分析】根據(jù)牛頓第二定律求出小球所受的支持力，根據(jù)滑動摩擦力公式求出摩擦力的大小，從而確定合力的大致方向．【解答】解：A、C、在最低點，物體受到的向心力，根據(jù)牛頓第二定律得，，則N=mg+m，物體處于超重狀態(tài)．故A錯誤，C正確；B、摩擦力f=，故B錯誤．D、因為重力和支持力的合力豎直向上，摩擦力水平向左，根據(jù)平行四邊形定則知，物體所受的合力方向斜向左上方，故D錯誤．故選：C．2.（單選）在物理學發(fā)展史上伽利略、牛頓等許許多多科學家為物理學的發(fā)展做出了巨大貢獻．以下選項中符合他們觀點的是（）A．人在沿直線加速前進的車廂內，豎直向上跳起后，將落在起跳點的后方B．兩匹馬拉車比一匹馬拉車跑得快，這說明：物體受的力越大速度就越大C．兩物體從同一高度自由下落，較輕的物體下落較慢D．一個運動的物體，如果不再受力了，它總會逐漸停下來；這說明：靜止狀態(tài)才是物體不受力時的“自然狀態(tài)”參考答案：【考點】：物理學史．【分析】：人在沿直線加速前進的車廂內，豎直向上跳起后，將落在起跳點的后方，符合伽利略、牛頓的慣性理論．兩匹馬拉車比一匹馬拉車跑得快，這說明：物體受的力越大速度就越大，不符合伽利略、牛頓的觀點．伽利略、牛頓認為重物與輕物下落一樣快、力不是維持物體運動的原因．根據(jù)伽利略、牛頓的觀點判斷選項的正誤．：解：A、人在沿直線加速前進的車廂內，豎直向上跳起后，人保持起跳時車子的速度，水平速度將車子的速度，所以將落在起跳點的后方．符合伽利略、牛頓的慣性理論．故A正確．B、力越大，物體運動的速度越大，不是伽利略、牛頓的觀點．故B錯誤．C、伽利略、牛頓認為重物與輕物下落一樣快，所以此選項不符合他們的觀點．故C錯誤．D、此選項說明力是維持物體運動的原因，是亞里士多德的觀點，不是伽利略、牛頓的觀點．故D錯誤．故選A【點評】：本題要對亞里士多德的觀點和伽利略、牛頓的觀點關于力和運動關系的觀點有了解．可以根據(jù)牛頓的三大定律進行分析．3.（單選）關于物理學發(fā)展史上的一些重大事件，下列說法中正確的是

A．玻爾理論將量子觀念引入原子領域成功揭示了氫原子光譜的實驗規(guī)律

B．盧瑟福的粒子散射實驗說明原子中的電子只能在某些不連續(xù)的軌道上運動C．牛頓的經典力學仍適用高速(速度接近光速)、微觀的粒子的運動

D．麥克斯韋的電磁理論認為，任何變化的磁場周圍一定產生變化的電場參考答案：A4.如圖所示，導熱性能良好的玻璃管兩端封閉，玻璃管中間有一段水銀柱將管內氣體分成上下兩部分，經適當傾斜，使上下兩部分氣體的體積恰好相等。若環(huán)境溫度發(fā)生了變化，其它條件不變，穩(wěn)定后（

）A．兩部分氣體的體積仍相等；

B．兩部分氣體壓強的變化量相等；C．上面氣體壓強的變化量比下面氣體壓強的變化量小；D．若上面氣體體積變大，可以判斷環(huán)境溫度升高了。參考答案：

答案：B5.（單選）如圖為一種主動式光控報警器原理圖，圖中R1和R2為光敏電阻（受到光照時電阻明顯減小），R3和R4為定值電阻．當任何一個光敏電阻受到光照時，都會引起警鈴發(fā)聲，則圖中虛線框內的門電路是 A．與門 B．或門 C．非門 D．與非門參考答案：B二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計16分6.大量氫原子處于不同能量激發(fā)態(tài)，發(fā)生躍遷時放出三種不同能量的光子，其能量值分別是：1.89eV、10.2eV、12.09eV。躍遷發(fā)生前這些原子分布在

個激發(fā)態(tài)能級上，其中最高能級的能量值是

eV（基態(tài)能量為-13.6eV）。參考答案：①2

，

②E=-13.6-(-12.09)=-1.51eV

7.一定質量的理想氣體，等壓膨脹，壓強恒為2×105帕，體積增大0.2升，內能增大了10焦耳，則該氣體

（吸收、放出）

焦耳的熱量。參考答案：

答案：吸收，50

8.地球表面的重力加速度為g，地球半徑為R．有一顆衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運動，軌道離地面的高度是地球半徑的3倍．則該衛(wèi)星做圓周運動的向心加速度大小為；周期為．參考答案：考點：萬有引力定律及其應用；人造衛(wèi)星的加速度、周期和軌道的關系．版權所有專題：人造衛(wèi)星問題．分析：根據(jù)萬有引力提供圓周運動向心力由軌道半徑關系求解即可．解答：解：由題意知衛(wèi)星離地面的高度為3R，則衛(wèi)星的軌道半徑為r=4R，所以在地球表面重力與萬有引力相等有：得GM=gR2衛(wèi)星在軌道上做圓周運動，萬有引力提供圓周運動向心力=所以衛(wèi)星的加速度：衛(wèi)星的周期：T==故答案為：；．點評：抓住地球表面重力與萬有引力相等和衛(wèi)星做圓周運動萬有引力提供圓周運動向心力求解各量即可．9.一個截面是直角三角形的木塊放在水平地面上，在斜面上放一個光滑球，球的一側靠在豎直墻上，木塊處于靜止，如圖所示,

若在光滑球的最高點再施加一個豎直向下的力，木塊仍處于靜止，則木塊對地面的壓力FN和摩擦力Ff的變化情況是

(

)

A

FN增大，F(xiàn)f增大

B

FN增大，F(xiàn)f不變C

FN不變，F(xiàn)f增大

D

FN不變，F(xiàn)f不變參考答案：A10.如圖所示，在場強為E的勻強電場中有相距為L的兩點A、B，連線AB與電場線的夾角為θ，將一電荷量為q的正電荷從A點移到B點．若沿直線AB移動該電荷，電場力做功W=

，AB兩點間的電勢差UAB=

．參考答案：qELcosθ；

ELcosθ【考點】電勢差與電場強度的關系；電勢差．【分析】勻強電場中AB連線與電場方向成θ角，當將電量為+q的點電荷從A移到B，則電場力做功應當是AB之間的有效場強做功，因此要先求出有效長度，再代入公式進行計算；也可以代入電場力做功的公式：W=qUAB計算電勢差．【解答】解：由于AB連線與電場方向成θ角，做AC垂直于場強的方向，則BC為沿場強方向的有效長度．則BC=ABcosθ=L?cosθ，電場力做功：W=F?BC=qEd?cosθ．電場力做功僅僅與兩點間的電勢差有關，與路徑無關，故W=qUAB，所以UAB=ELcosθ．故答案為：qELcosθ；

ELcosθ11.4．在圖示的復雜網(wǎng)絡中，所有電源的電動勢均為E0，所有電阻器的電阻值均為R0，所有電容器的電容均為C0，則圖示電容器A極板上的電荷量為

。參考答案：．（5分）12.某研究性學習小組為“探究加速度與力、質量的關系”獨力設計了如圖甲所示的實驗裝置。已知小車質量為m1，砝碼和盤的質量為m2，交流電的頻率為50Hz，除了裝置圖中所給的器材外，另外備有復寫紙、電鍵及導線若干。（1）除了上面涉及的實驗器材外，本次實驗還缺少的器材有

。（2）保持m1不變，改變m2的大小，小明同學根據(jù)實驗數(shù)據(jù)作出了加速度a隨拉力F的變化圖象如圖乙所示，該圖線不通過坐標原點，最可能的原因是：

。（3）如圖丙所示為某次實驗得到的一條紙帶，相鄰計數(shù)點間還有四個點沒有畫出。AB、CD計數(shù)點之間的距離已測出，由于疏漏B、C兩計數(shù)點之間的距離忘記了標注，根據(jù)紙帶上現(xiàn)有的數(shù)據(jù)情況，可計算出小車運動的加速度為

m/s2（結果保留兩位有效數(shù)字）（4）在探究加速度與力的關系實驗中，要盡可能保證a-F圖象是一條直線，需要控制的條件是_________________________________________。參考答案：（1）交流電源（或答學生電源）和刻度尺（2分）（2）沒有平衡摩擦力或平衡摩擦力不夠（2分）（3）0.52（3分）（4）小車質量m1遠大于砝碼和盤的質量m2（或答m1>>m2）解析：（1）打點計時器需要交流電源，所以需要交流電源，紙帶上計數(shù)點間距離需要測量，還缺少刻度尺。（2）由圖象可知，當施加一定外力時，小車的加速度還為零，則外力與小車受到的摩擦力平衡。（3）根據(jù)勻變速運動的規(guī)律可得，x3-x1=2aT2，解得，a=0.52m/s2。（4）小車質量m1遠大于砝碼和盤的質量m2時，繩中拉力近似等于小車所受合外力（或答m1>>m2）13.（5分）制冷機是一種利用工作物質(制冷劑)的逆循環(huán)，使熱從低溫物體傳到高溫物體的裝置，通過制冷機的工作可以使一定空間內的物體溫度低于環(huán)境溫度并維持低溫狀態(tài)．夏天，將房間中一臺正工作的電冰箱的門打開，試分析這是否可以降低室內的平均溫度?為什么?

參考答案：制冷機正常工作時，室內工作器從室內吸收熱量，同時將冷風向室內散發(fā),室外工作器向外散熱。若將一臺正在工作的電冰箱的門打開，盡管它可以不斷地向室內釋放冷氣，但同時冰箱的箱體向室內散熱，就整個房間來說，由于外界通過電流不斷有能量輸入，室內的溫度會不斷升高。（5分）

命題立意：本題是一條聯(lián)系實際的題目,考查運用所學知識解決實際問題的能力。解題關鍵：考慮整個系統(tǒng)，并結合能量守恒來加以分析。錯解剖析：解本題容易憑借想當然，認為打開冰箱門，會降低房間的溫度．應該考慮整個系統(tǒng)加以分析。三、實驗題：本題共2小題，每小題11分，共計22分14.某研究性學習小組利用圖甲所示電路測量某電池的電動勢E和內電阻r，由于該電池的內電阻r較小，因此在電路中接入了一個阻值為2.00Ω的定值電阻R0，閉合開關K，調整電阻箱的阻值R，讀出電壓表相應的示數(shù)U，得到了如下數(shù)據(jù)（R和U分別表示電阻箱讀數(shù)和電壓表讀數(shù)）：為了比較準確地得出實驗結論，該小組的同學準備用直線圖像來處理實驗數(shù)據(jù)，圖像的縱坐標表示電壓表讀數(shù)U，則圖像的橫坐標表示的物理量應該是①____________．②在圖乙中根據(jù)給定的坐標點畫出圖像，利用做得的圖像得到E=③_______V，r=④______Ω．電動勢的測量值⑤

真實值（填大于、等于、小于）。（小數(shù)點后面保留2位數(shù)字）圖乙參考答案：①電壓U與電阻R的比值（或電流I）．②如圖所示，③E=2.00V～2.01V，r=④0.40Ω～0.44Ω．電動勢的測量值⑤小于真實值15.研究物體運動的加速度與物體所受力的關系的實驗裝置如圖甲所示，實驗的步驟如下：A．把一端帶有定滑輪的長木板放在水平桌面上，使定滑輪伸出桌面。B．把打點計時器固定在長木板沒有定滑輪的一端，并把打點計時器連接到電源上。C．把小車放在長木板上并靠近打點計時器的地方，把紙帶的一端固定在小車上且讓紙帶穿過打點計時器。D．細線的一端固定在小車上并跨過定滑輪，另一端懸掛一砝碼盤，調整滑輪的高度使滑輪和小車間的細線與長木板平行。E．接通打點計時器電源，釋放小車，打點計時器在紙帶上打下一列小點。F．改變砝碼盤中砝碼的質量，更換紙帶，重復上面步驟。G．根據(jù)紙帶上打的點算出每次實驗時小車的加速度，把每次實驗時砝碼和砝碼盤的重力記錄在相應的紙帶上。

H．以小車的加速度a為縱坐標，細線的拉力F（砝碼和砝碼盤的總重力）為橫坐標，建

立坐標系，畫出a-F圖象得出加速度與力的關系。

(1)上述操作步驟中明顯遺漏的步驟是____________________________。

(2)某同學畫出的a-F圖象如圖乙所示，圖線不是直線的可能原因是_________________。參考答案：①遺漏了平衡摩擦力這一步驟；②當外力F較大時，不再滿足砝碼和砝碼盤的總質量遠小于小車的質量，故圖線變彎曲。四、計算題：本題共3小題，共計47分16.2012年11月，“殲15”艦載機在“遼寧號”航空母艦上著艦成功．圖1為利用阻攔系統(tǒng)讓艦載機在飛行甲板上快速停止的原理示意圖．飛機著艦并成功鉤住阻攔索后，飛機的動力系統(tǒng)立即關閉，阻攔系統(tǒng)通過阻攔索對飛機施加一作用力，使飛機在甲板上短距離滑行后停止．若航母保持靜止，在某次降落中，以飛機著艦為計時起點，飛機的速度隨時間變化關系如圖2所示．飛機在t1=0.4s時恰好鉤住阻攔索中間位置，此時速度v1=70m/s；在t2=2.4s時飛機速度v2=10m/s．飛機從t1到t2的運動可看成勻減速直線運動．設飛機受到除阻攔索以外的阻力f大小不變，且f=5.0×104N，“殲15”艦載機的質量m=2.0×104kg．（1）若飛機在t1時刻未鉤住阻攔索，仍立即關閉動力系統(tǒng)，僅在阻力f的作用下減速，求飛機繼續(xù)滑行的距離x（假設甲板足夠長）；（2）在t1～t2間的某個時刻，阻攔索夾角α=120°，求此時阻攔索中的彈力T的大?。唬?）飛機鉤住阻攔索并關閉動力系統(tǒng)后，在甲板上滑行的總距離為82m，求從t2時刻至飛機停止，阻攔索對飛機做的功W．參考答案：

考點：動能定理；勻變速直線運動的位移與時間的關系；牛頓第二定律．專題：動能定理的應用專題．分析：（1）由動能定理可以求出飛機滑行的距離．（2）根據(jù)圖象求出加速度，由牛頓第二定律求出彈力．（3）由圖象求出飛機的位移，由動能定理求出阻力做的功．解答：解：（1）飛機僅在阻力f的作用下做勻減速直線運動，由動能定理得：﹣fx=0﹣mv12解得：x=980m；

（2）由v﹣t圖象可知，飛機加速度：a===﹣30m/s2加速度大小為30m/s2對飛機，由牛頓第二定律得：2Tcos+f=ma

解得：T=5.5×105N；

（3）由圖象面積可知，從t1時刻至t2時刻，飛機的位移為s1=80m，從t2時刻至飛機停止，飛機的位移為s2=2m，從t2時刻至飛機停止，由動能定理得：W﹣fs2=0﹣mv22解得：W=﹣9×105J．

答：（1）飛機繼續(xù)滑行的距離為980m．（2）此時阻攔索中的彈力為5.5×105N；（3）阻攔索對飛機做的功為﹣9×105J．點評：本題考查了圖象、牛頓第二定律動能定理的應用，在解題時要注意根據(jù)圖象明確飛機的運動過程，再由動能定理、牛頓第二定律分析答題．17.（20分）如圖，真空室內有一個點狀的α放射源P，它向各個方向發(fā)射α粒子（不計重力），速率都相同。ab為P點附近的一條水平直線，Q為直線上一點，它與P點的連線跟ab成，且與P點相距L。（現(xiàn)只研究與放射源P和直線ab同一個平面內的α粒子的運動）當真空室內只存在垂直該平面向里，磁感應強度為B的勻強磁場時，水平向左射出的α粒子恰到達Q點；當真空室只存在平行該平面的勻強電場時，α粒子到達ab直線的動能都相等，水平向左射出的α粒子也恰好到達Q點。（α粒子的電荷量為，質量為）

求：（1）α粒子的發(fā)射速率；（2）勻強電場的場強大小、方向；（3）當僅加上述磁場時，能到達直線ab的α粒子所用時間的范圍。參考答案：解析：（1）由幾何知識可得，粒子做勻速圓周運動的半徑

①

由洛侖磁力為向心力得：

②

由①②得粒子的發(fā)射速度：

③（2）真空室只加勻強電場時，由粒子到達ab直線動能相等，可得ab為等勢面，電場方向垂直ab向下，粒子做類似平拋運動

與ab平行方向

④與ab垂直方向