2021-2022學(xué)年廣東省河源市高莞中學(xué)高三物理下學(xué)期期末試題含解析

2021-2022學(xué)年廣東省河源市高莞中學(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1.一束復(fù)色光由空氣射向一塊平行平面玻璃磚，經(jīng)折射分成兩束單色光a、b。已知a光的頻率大于b光的頻率。下列光路圖中可能正確的是（

）參考答案：A2.對(duì)于物體經(jīng)歷的一個(gè)過(guò)程，以下說(shuō)法正確的是（）A．物體的動(dòng)能變化為零時(shí)，物體所受合外力一定為零B．物體運(yùn)動(dòng)的位移為零時(shí)，摩擦力做功一定為零C．物體運(yùn)動(dòng)中動(dòng)能不變時(shí)，合外力總功一定為零D．物體所受合外力為零時(shí)，物體的機(jī)械能變化一定為零參考答案：C【考點(diǎn)】功能關(guān)系；功的計(jì)算．【分析】物體的動(dòng)能變化為零時(shí)，速度不一定變化，合外力不一定為零．摩擦力做功與路程有關(guān)．動(dòng)能的變化與合外力做功有關(guān)．機(jī)械能的變化取決于除重力以外的力做功．【解答】解：A、物體的動(dòng)能變化為零時(shí)，速度可能不變，也可能變化，如勻速直線運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能不變，速度不變，合外力為零．而勻速圓周運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能不變，但速度在變化，合外力不為零，故A錯(cuò)誤．B、滑動(dòng)摩擦力做功與物體運(yùn)動(dòng)的路程有關(guān)，當(dāng)物體運(yùn)動(dòng)的位移為零時(shí)，滑動(dòng)摩擦力做功不為零，故B錯(cuò)誤．C、物體運(yùn)動(dòng)中動(dòng)能不變時(shí)，動(dòng)能的變化為零，由動(dòng)能定理知，合外力總功一定為零，故C正確．D、物體所受合外力為零時(shí)，機(jī)械能變化一定為零，如豎直方向的勻速直線運(yùn)動(dòng)，機(jī)械能變化量不為零，故D錯(cuò)誤．故選：C3.物體運(yùn)動(dòng)的速度方向、加速度方向與作用在物體上合外力方向的關(guān)系是(

)A、速度方向、加速度方向、合外力方向三者總是相同的B、速度方向可與加速度方向成任意夾角，但加速度方向總是與合外力方向相同C、速度方向總和合外力方向相同，而加速度方向可能與合外力方向相同，也可能不同D、當(dāng)加速度方向或合外力方向不變時(shí)，速度方向也不發(fā)生變化參考答案：B4.如圖所示，A、B、C、D四圖中的小球以及小球所在的左側(cè)斜面完全相同，現(xiàn)從同一高度h處由靜止釋放小球，使之進(jìn)入右側(cè)不同的軌道：除去底部一小段圓弧，A圖中的軌道是一段斜面，高度大于h；B圖中的軌道與A圖中軌道相比只是短了一些，且斜面高度小于h；C圖中的軌道是一個(gè)內(nèi)徑略大于小球直徑的管道，其上部為直管，下部為圓弧形，與斜面相連，管的高度大于h；D圖中的軌道是個(gè)半圓形軌道，其直徑等于h.如果不計(jì)任何摩擦阻力和拐彎處的能量損失，小球進(jìn)入右側(cè)軌道后能到達(dá)h高度的是參考答案：試題分析：小球到達(dá)最高點(diǎn)的速度可以為零，根據(jù)機(jī)械能守恒定律得，mgh+0=mgh′+0．則h′=h．故A正確．小球離開(kāi)軌道做斜拋運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)在水平方向上有速度，即在最高點(diǎn)的速度不為零，根據(jù)機(jī)械能守恒定律得，mgh+0=mgh′+mv2．則h′＜h．故B錯(cuò)誤．

小球離開(kāi)軌道做豎直上拋運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)速度為零，根據(jù)機(jī)械能守恒定律得，mgh+0=mgh′+0．則h′=h．故C正確．

小球在內(nèi)軌道運(yùn)動(dòng)，通過(guò)最高點(diǎn)有最小速度，故在最高點(diǎn)的速度不為零，根據(jù)機(jī)械能守恒定律得，mgh+0=mgh′+mv2．則h′＜h．故D錯(cuò)誤．故選AC．考點(diǎn)：機(jī)械能守恒定律；牛頓第二定律；向心力。5.（單選）在高速公路的拐彎處，通常路面都是外高內(nèi)低．如圖所示，在某路段汽車(chē)向左拐彎，司機(jī)左側(cè)的路面比右側(cè)的路面低一些．汽車(chē)的運(yùn)動(dòng)可看作是做半徑為R的圓周運(yùn)動(dòng)．設(shè)內(nèi)外路面高度差為h，路基的水平寬度為d，路面的寬度為L(zhǎng).已知重力加速度為g.要使車(chē)輪與路面之間的橫向摩擦力(即垂直于前進(jìn)方向)等于零，則汽車(chē)轉(zhuǎn)彎時(shí)的車(chē)速應(yīng)等于()參考答案：B二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計(jì)16分6.如圖所示，用跨過(guò)光滑定滑輪的質(zhì)量不計(jì)的纜繩將海面上一艘小船沿直線拖向岸邊。已知拖動(dòng)纜繩的電動(dòng)機(jī)功率恒為P，小船的質(zhì)量為m，小船從A點(diǎn)沿直線加速運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)的速度大小分別為v0和v，經(jīng)歷的時(shí)間為t，A、B兩點(diǎn)間距離為d。則小船在全過(guò)程中克服阻力做的功Wf＝__________，若小船受到的阻力大小為f，則經(jīng)過(guò)B點(diǎn)時(shí)小船的加速度大小a＝[jf24]

__________。參考答案：Wf＝Pt－mv2+mv02，a＝P/mv－f/m7.為了測(cè)量木塊與長(zhǎng)木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)，某同學(xué)用鐵架臺(tái)將長(zhǎng)板傾斜支在水平桌面上，組成如圖甲所示的裝置，所提供的器材有：長(zhǎng)木板、木塊（其前端固定有用于擋光的窄片K）、光電計(jì)時(shí)器、米尺、鐵架臺(tái)等，在長(zhǎng)木板上標(biāo)出A、B兩點(diǎn)，B點(diǎn)處放置光電門(mén)（圖中未畫(huà)出），用于記錄窄片通過(guò)光電門(mén)時(shí)的擋光時(shí)間，該同學(xué)進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)：（1）用游標(biāo)尺測(cè)量窄片K的寬度d如圖乙所示，則d=______mm，測(cè)量長(zhǎng)木板上A、B兩點(diǎn)間的距離L和豎直高度差h。（2）從A點(diǎn)由靜止釋放木塊使其沿斜面下滑，測(cè)得木塊經(jīng)過(guò)光電門(mén)時(shí)的檔光時(shí)間為，算出木塊經(jīng)B點(diǎn)時(shí)的速度v=_____m/s，由L和v得出滑塊的加速度a。（3）由以上測(cè)量和算出的物理量可以得出木塊與長(zhǎng)木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)的表達(dá)式為μ=_______（用題中所給字母h、L、a和重力加速度g表示）參考答案：(1)d=_12.50_____mm，。（2）v=____5__m/s，（3）μ=______

_（用題中所給字母h、L、a和重力加速度g表示）8.質(zhì)量分別為60kg和70kg的甲、乙兩人，分別同時(shí)從原來(lái)靜止在光滑水平面上的小車(chē)兩端.以3m/s的水平初速度沿相反方向跳到地面上。若小車(chē)的質(zhì)量為20kg，則當(dāng)兩人跳離小車(chē)后，小車(chē)的運(yùn)動(dòng)速度大小為_(kāi)_____________m/s，方向與______________（選填“甲”、“乙”）的初速度方向相同。參考答案：1.5m/s，甲9.實(shí)驗(yàn)證明：通電長(zhǎng)直導(dǎo)線周?chē)艌?chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B＝kI/r，式中常量k＞0，I為電流強(qiáng)度，r為距導(dǎo)線的距離。在水平長(zhǎng)直導(dǎo)線MN正下方，有一矩形線圈abcd通以逆時(shí)針?lè)较虻暮愣娏?，被兩根輕質(zhì)絕緣細(xì)線靜止地懸掛著，如圖所示。開(kāi)始時(shí)MN內(nèi)不通電流，此時(shí)兩細(xì)線內(nèi)的張力均為T(mén)0=3N；當(dāng)MN通以強(qiáng)度為I1=1A電流時(shí)，兩細(xì)線內(nèi)的張力均減小為T(mén)1=2N；當(dāng)MN內(nèi)電流強(qiáng)度大小變?yōu)镮2時(shí)，兩細(xì)線內(nèi)的張力均增大為T(mén)2=4N。則電流I2的大小為

A；當(dāng)MN內(nèi)的電流強(qiáng)度為I3=3A時(shí)兩細(xì)線恰好同時(shí)斷裂，則在此斷裂的瞬間線圈的加速度大小為

g。(g為重力加速度)。參考答案：10.

（6分）地球上的海水的總質(zhì)量達(dá)1.4×1021kg。如果把這些海水的溫度減低10C，放出的熱量就達(dá)9×1018KW·h，足夠全世界使用4000年。這個(gè)設(shè)想不違背

，但是不能實(shí)現(xiàn)，所以叫

永動(dòng)機(jī)，它違背了

。參考答案：答案：能量守恒定律

第二類(lèi)

熱力學(xué)第二定律

（各2分）11.人造衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)處于完全失重狀態(tài)，物體對(duì)支持面沒(méi)有壓力，所以在這種環(huán)境中已無(wú)法用天平稱(chēng)量物體的質(zhì)量。針對(duì)這種環(huán)境，某興趣小組通過(guò)查資料獲知，：彈簧振子做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的周期為（其中m時(shí)振子的質(zhì)量，k時(shí)彈簧的勁度系數(shù)）。他們?cè)O(shè)計(jì)了一種裝置來(lái)間接測(cè)量物體的質(zhì)量，如圖所示，A是帶夾子的金屬塊，金屬塊和夾子的總質(zhì)量為m0，B是待測(cè)質(zhì)量的物體（可以被A上的夾子固定），彈簧的勁度系數(shù)k未知，當(dāng)他們有一塊秒表。

（1）請(qǐng)你簡(jiǎn)要地寫(xiě)出測(cè)量待測(cè)物體質(zhì)量的方法，測(cè)量的物理量用字母表示①______________________________；

②______________________________。（2）用所測(cè)物理量和已知物理量求待測(cè)物體質(zhì)量的計(jì)算式為m＝____參考答案：(1)

①不放B時(shí)用秒表測(cè)出彈簧振子完成30次全振動(dòng)的時(shí)間t1②將B固定在A上，用秒表測(cè)出彈簧振子完成30次全振動(dòng)的時(shí)間t2（此兩步共4分，明確寫(xiě)出只測(cè)一次全振動(dòng)時(shí)間的最多給2分）(2)

（2分）12.1991年盧瑟福依據(jù)α粒子散射實(shí)驗(yàn)中α粒子發(fā)生了

（選填“大”或“小”）角度散射現(xiàn)象，提出了原子的核式結(jié)構(gòu)模型。若用動(dòng)能為1MeV的α粒子轟擊金箔，則其速度約為 m/s。（質(zhì)子和中子的質(zhì)量均為1.67×10－27kg，1MeV=1×106eV）參考答案：答案：大，6.9×106解析：盧瑟福在α粒子散射實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)了大多數(shù)α粒子沒(méi)有大的偏轉(zhuǎn)，少數(shù)發(fā)生了較大的偏轉(zhuǎn)，盧瑟福抓住了這個(gè)現(xiàn)象進(jìn)行分析，提出了原子的核式結(jié)構(gòu)模型；1MeV=1×106×1.6×10-19=mv2，解得v=6.9×106m/s。13.某同學(xué)做了一次測(cè)定勻加速直線運(yùn)動(dòng)的加速度的實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)所得到的紙帶如圖所示，設(shè)O點(diǎn)是計(jì)數(shù)的起始點(diǎn)，兩計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的時(shí)間間隔為，則第一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)與O點(diǎn)的距離應(yīng)為_(kāi)_________，物體的加速度=_________.參考答案：4，1三、實(shí)驗(yàn)題：本題共2小題，每小題11分，共計(jì)22分14.某同學(xué)要測(cè)量?jī)x電流表A（量程300μA）內(nèi)部通電小球?qū)Ь€的電阻率ρ，實(shí)驗(yàn)步驟如下：（1）用米尺測(cè)量通電小球?qū)Ь€的長(zhǎng)度L；（2）用螺旋測(cè)微器測(cè)量其直徑為D；（3）用多用電表的電阻“×10”擋，按正確的操作步驟測(cè)此電流表A的電阻，表盤(pán)的示數(shù)如圖1，則該電表的內(nèi)阻約為

Ω；（4）現(xiàn)要精確測(cè)量此電流表A的內(nèi)阻r1，給定器材有：?。郎y(cè)電流表A（量程300μA）ⅱ．電壓表V（量程3V，內(nèi)阻r2=1kΩ）ⅲ．電源E（電動(dòng)勢(shì)4V，內(nèi)阻忽略不計(jì)）ⅳ．定值電阻R1=20Ωⅴ．滑動(dòng)變阻器R2（阻值范圍0～20Ω，允許通過(guò)的最大電流0.5A）ⅵ．電鍵S一個(gè)，導(dǎo)線若干要求測(cè)量時(shí)兩電表的指針的偏轉(zhuǎn)均超過(guò)其量程的一半．a(chǎn)．在框中畫(huà)出電路原理圖2．b．電路接通后，測(cè)得電壓表的讀數(shù)為U，電流表的讀數(shù)為I，用已知和測(cè)得的物理量表示電流表內(nèi)阻r1=

．參考答案：解：（3）用多用電表的電阻“×10”擋測(cè)電阻，由圖示表盤(pán)可知，歐姆表的讀數(shù)為：19×10=190Ω；（4）a、電流表內(nèi)阻約為190Ω，電壓表量程為3V，通過(guò)電流表的最大電流約為：I==A≈0.016A=160mA，遠(yuǎn)大于電流表量程300μA，如果把電流表直接串聯(lián)在電路中會(huì)損壞電流表，電壓表內(nèi)阻為1kΩ，為保證電路安全，可以把電流表與定值電阻并聯(lián)，然后與電壓表串聯(lián)，為方便實(shí)驗(yàn)操作、多次幾組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，滑動(dòng)變阻器應(yīng)采用分壓接法，電路圖如圖所示：b、通過(guò)電壓表的電流：IV==I+，解得：r1=；故答案為：（3）190；（4）a、電路圖如圖所示，．【考點(diǎn)】測(cè)定金屬的電阻率．【分析】（3）歐姆表指針示數(shù)與擋位的乘積是歐姆表示數(shù)．（4）根據(jù)題意確定電流表、電壓表與滑動(dòng)變阻器的接法，然后作出電路圖；根據(jù)實(shí)驗(yàn)步驟應(yīng)用歐姆定律求出電流表的內(nèi)阻．15.如圖所示為某物理實(shí)驗(yàn)小組在一次探究力和加速度關(guān)系的實(shí)驗(yàn)中獲取的一條紙帶的一部分，其中0、1、2、3、4為計(jì)數(shù)點(diǎn)，每相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有4個(gè)點(diǎn)未標(biāo)出，相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離如圖所示。實(shí)驗(yàn)中打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用的交流電源的頻率為50Hz,根據(jù)圖中數(shù)據(jù)計(jì)算出物體運(yùn)動(dòng)的加速度g=_____m/s2(保留三位有效數(shù)字）。參考答案：0.498四、計(jì)算題：本題共3小題，共計(jì)47分16.半徑為R的固定半圓形玻璃磚的橫截面如圖所示，O點(diǎn)為圓心，OO′為直徑MN的垂線．足夠大的光屏PQ緊靠在玻璃磚的右側(cè)且與MN垂直．一束復(fù)色光沿半徑方向與OO′成θ=30°角射向O點(diǎn)，已知復(fù)色光包含有折射率從n1=到n2=的光束，因而光屏上出現(xiàn)了彩色光帶．（?。┣蟛噬鈳У膶挾龋唬áⅲ┊?dāng)復(fù)色光入射角逐漸增大時(shí)，光屏上的彩色光帶將變成一個(gè)光點(diǎn)，求θ角至少為多少？參考答案：解：（ⅰ）由折射定律n=，n2=代入數(shù)據(jù)，解得：β1=45°，β2=60°故彩色光帶的寬度為：Rtan45°﹣Rtan30°=（1﹣）R（ⅱ）當(dāng)所有光線均發(fā)生全反射時(shí)，光屏上的光帶消失，反射光束將在PN上形成一個(gè)光點(diǎn)．即此時(shí)折射率為n1的單色光在玻璃表面上恰好先發(fā)生全反射，故sinC==即入射角θ=C=45°答：（?。┎噬鈳У膶挾葹椋?﹣）R；（ⅱ）當(dāng)復(fù)色光入射角逐漸增大時(shí)，光屏上的彩色光帶將變成一個(gè)光點(diǎn)，θ角至少為45°．17.(10分)一質(zhì)量為m的質(zhì)點(diǎn)，系于長(zhǎng)為L(zhǎng)的輕繩的一端，繩的另一端固定在空間的O點(diǎn)，假定繩是不可伸長(zhǎng)、柔軟目無(wú)彈性的。今把質(zhì)點(diǎn)從O點(diǎn)的正上方離O點(diǎn)的距離為L(zhǎng)的O點(diǎn)以水平速度V拋出，質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到與O點(diǎn)同一水平線時(shí)，輕繩剛好伸直，如圖所示。試求:

(1)輕繩剛好伸直時(shí)，質(zhì)點(diǎn)的速度：

(2)當(dāng)質(zhì)點(diǎn)到達(dá)O點(diǎn)的正下方時(shí)，繩對(duì)質(zhì)點(diǎn)的拉力。參考答案：解析：質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)可分為三個(gè)過(guò)程：

第一過(guò)程：質(zhì)點(diǎn)做平拋運(yùn)動(dòng)。設(shè)輕繩剛好伸直時(shí)，質(zhì)點(diǎn)的速度為v，由動(dòng)能定理得

mg×L=mVmV

2分

解得V=。

2分

第二過(guò)程：繩繃直過(guò)程。繩繃直時(shí)，繩剛好水平，由于繩不可伸長(zhǎng)，故繩繃直時(shí)，V損失，質(zhì)點(diǎn)僅有速度V。

1分

則。

1分

第三過(guò)程：小球在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)。設(shè)質(zhì)點(diǎn)到達(dá)O點(diǎn)正下方時(shí)，速度為V，根據(jù)機(jī)械能守恒守律有：

L

2分

設(shè)此時(shí)繩對(duì)質(zhì)點(diǎn)的拉力為T(mén)，則T-mg=m,聯(lián)立解得：T=。

2分18.關(guān)于點(diǎn)電荷周?chē)妱?shì)大小的公式為U＝kQ/r，式中常量k＞0，Q為點(diǎn)電荷所帶的電量，r為電場(chǎng)中某點(diǎn)距點(diǎn)電荷的距離．如圖所示，兩個(gè)帶電量均為+q的小球B、C，由一根長(zhǎng)為L(zhǎng)的絕緣細(xì)桿連接，并被一根輕質(zhì)絕緣細(xì)線靜止地懸掛在固定的小球A上，C球離地的豎直高度也為L(zhǎng)．開(kāi)始時(shí)小球A不帶電，此時(shí)細(xì)線內(nèi)的張力為T(mén)0；當(dāng)小球A帶Q1的電量時(shí)，細(xì)線內(nèi)的張力減小為T(mén)1；當(dāng)小球A帶Q2的電量時(shí)，細(xì)線內(nèi)的張力大于T0．

（1）分別指出小球A帶Q1、Q2的電荷時(shí)電量的正負(fù)