2021-2022學年廣東省江門市江海區禮樂中學高三物理上學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15分．每小題只有一個選項符合題意1.如圖所示，傾斜固定直桿與水平方向成60°角，直桿上套有一個圓環，圓環通過一根細線與一只小球相連接．當圓環沿直桿下滑時，小球與圓環保持相對靜止，細線伸直，且與豎直方向成30°角．下列說法中正確的是（）A.圓環不一定加速下滑B.圓環可能勻速下滑C.圓環與桿之間一定沒有摩擦D.圓環與桿之間一定存在摩擦參考答案：D試題分析：以小球為研究對象，對小球進行受力分析，小球受到豎直向下的重力和沿繩子收縮方向的拉力，小球的合外力不為零，小球不可能勻速下滑，小球與圓環相對靜止，圓環也不可能勻速下滑，所以B項錯誤；根據牛頓第二定律，加速度，小球與圓環相對靜止，圓環一定加速下滑，所以A項錯誤；整體的加速度也應該為，假設圓環與桿之間沒有摩擦，取整體為研究對象，，加速度，說明假設錯誤，C項錯誤；圓環與桿之間一定存在摩擦，所以D項正確。考點：本題考查了整體和隔離法與牛頓第二定律2.如圖所示為一列沿著x軸正方向傳播的橫波在t=0時刻的波形圖。已知這列波的周期T=2.0s。則A．這列波的波速v=2.0m/sB．在t=0時，x=0.5m處的質點速度為零C．經過2.0s，這列波沿x軸正方向傳播0.8mD．在t=0.4s時，x=0.5m處的質點的運動方向為y軸正方向參考答案：D由圖像可知波長=1m，由可知這列波的波速v=0.5m/s，A錯誤；在t=0時，x=0.5m處的質點在平衡位置，速度最大，B錯誤；經過2.0s，這列波沿x軸正方向傳播1.0m，C錯誤；由于波沿x軸正方向傳播，經過t=0.4s<，x=0.5m處的質點的運動方向為y軸正方向，D正確。3.（單選）如圖所示，一個質量為m=2.0kg的物體放在傾角為30°的斜面上靜止不動，若用豎直向上的力F=5.0N提物體，物體仍靜止，取g=10m/s2，下述結論正確的是（）A．物體受到的合外力減小5.0NB．物體受到的摩擦力減小5.0NC．斜面受到的壓力減小5.0ND．物體對斜面的作用力減小5.0N參考答案：考點：共點力平衡的條件及其應用；力的合成與分解的運用．專題：共點力作用下物體平衡專題．分析：無拉力時對物體受力分析，受重力、支持力和靜摩擦力，根據共點力平衡條件求解各個力；有拉力F作用后，再次對物體受力分析，受到拉力、重力、支持力和靜摩擦力，根據共點力平衡條件求解各個力．解答：解：A、物體在有無拉力時，都處于靜止狀態，合力都為零．故A錯誤．BC、無拉力時對物體受力分析，受重力、支持力和靜摩擦力，如圖根據共點力平衡條件，有f=mgsinθN=mgcosθ有拉力F作用后，再次對物體受力分析，受到拉力、重力、支持力和靜摩擦力，如圖根據共點力平衡條件，有f1=（mg﹣F）sinθN1=（mg﹣F）cosθ故f﹣f1=Fsin30°=2.5NN﹣N1=Fcos30°=N．物體對斜面體的摩擦等于斜面體對物體的摩擦，減小2.5N．物體對斜面體的壓力等于斜面體對物體的支持力，減小了N．故B、C錯誤．D、物體對斜面的作用力為壓力和摩擦力的合力，壓力和摩擦力的合力方向豎直向下，知作用力減小5N．故D正確．故選D．點評：本題關鍵是對物體受力分析后，根據共點力平衡條件用正交分解法列方程求解．施加向上的拉力后，可以等效為將物體的重力減小．的位置．）4.右圖是科學史上一張著名的實驗照片，顯示一個帶電粒子在云室中穿過某種金屬板運動的徑跡。云室旋轉在勻強磁場中，磁場方向垂直照片向里。云室中橫放的金屬板對粒子的運動起阻礙作用。分析此徑跡可知粒子

A.帶正電，由下往上運動B.帶正電，由上往下運動C.帶負電，由上往下運動D.帶負電，由下往上運動參考答案：A解析：粒子穿過金屬板后，速度變小，由半徑公式可知，半徑變小，粒子運動方向為由下向上；又由于洛侖茲力的方向指向圓心，由左手定則，粒子帶正電。選A。5.某跳傘運動訓練研究所，讓一名跳傘運動員從懸停在高空的直升機中跳下，研究人員利用運動員隨身攜帶的儀器記錄下了他的運動情況，通過分析數據，畫出了運動員從跳離飛機到落地的過程中在空中沿豎直方向運動的v－t圖像如圖1所示，則對運動員的運動，下列說法正確的是（

） A．0～10s內做加速度逐漸減小的加速運動 B．0～10s內做自由落體運動，15s時開始做勻速直線運動 C．10s時打開降落傘，以后做勻減速運動，直至t=15s時 D．10s～15s內加速度方向豎直向下，加速度的大小在逐漸小參考答案：A二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計16分6.在“用DIS研究小車加速度與所受合外力的關系”實驗中時，甲、乙兩組分別用如圖（a）、（b）所示的實驗裝置實驗，重物通過細線跨過滑輪拉相同質量小車，位移傳感器（B）隨小車一起沿水平軌道運動，位移傳感器（A）固定在軌道一端．甲組實驗中把重物的重力作為拉力F，乙組直接用力傳感器測得拉力F，改變重物的重力重復實驗多次，記錄多組數據，并畫出a-F圖像。（1）位移傳感器（B）屬于

。（填“發射器”或“接收器”）（2）甲組實驗把重物的重力作為拉力F的條件是

。（3）圖（c）中符合甲組同學做出的實驗圖像的是

；符合乙組同學做出的實驗圖像的是

。參考答案：（1）發射器（2分）（2）小車的質量遠大于重物的質量（2分）（3）②（1分）；①（1分）7.利用α粒子散射實驗最早提出原子核式結構模型的科學家是

；他還利用α粒子轟擊（氮核）生成和另一種粒子，寫出該核反應方程

．參考答案：8.（4分）在桌面上有一倒立的玻璃圓錐，其頂點恰好與桌面接觸，圓錐的軸（圖中虛線）與桌面垂直，過軸線的截面為等邊三角形，如圖所示。有一半徑為r的圓柱形平行光束垂直入射到圓錐的底面上，光束的中心軸與圓錐的軸重合。已知玻璃的折射率為1.5，則光束在桌面上形成的光斑半徑為

。參考答案：

2r9.如圖，長方形線框abcd通有電流I，放在直線電流I'附近，線框與直線電流共面，則下列表述正確的是

A.線圈四個邊都受安培力作用，它們的合力方向向左B.只有ad和bc邊受安培力作用，它們的合力為零C.ab和dc邊所受安培力大小相等，方向相同D.線圈四個邊都受安培力作用，它們的合力為零參考答案：A10.利用氦—3（He）和氘進行的聚變安全無污染，容易控制．月球上有大量的氦—3，每個航天大國都將獲得的氦—3作為開發月球的重要目標之一．“嫦娥一號”探月衛星執行的一項重要任務就是評估月球中氦—3的分布和儲量．已知兩個氘核（H）聚變生成一個氦—3，則該核反應方程為_________________________；已知H的質量為m1，He的質量為m2，反應中新產生的粒子的質量為m3，光速為c,則上述核反應中釋放的核能為____________參考答案：H＋H→He十n

，

11.（6分）物體以5m/s的初速度沿光滑斜槽向上做直線運動，經4s滑回原處時速度的大小仍為5m/s，則物體的速度變化為

m/s，加速度為

m/s2．（規定初速度方向為正方向）。參考答案：

－10；－2.512.如圖，在：半徑為2.5m的光滑圓環上切下一小段圓弧，放置于豎直平面內，兩端點距最低點高度差H為1cm。將小環置于圓弧端點并從靜止釋放，小環運動到最低點所需的最短時間為＿＿＿＿s，在最低點處的加速度為＿＿＿＿m/s2。(取g＝10m/s2)參考答案：0.785

0.08小環運動沿圓弧的運動可類比于單擺的簡諧運動，小環運動到最低點所需的最短時間為t=T/4==0.785s。由機械能守恒定律，mgH=mv2，在最低點處的速度為v=。在最低點處的加速度為a===0.08m/s2。

13.如圖所示是飲水器的自動控制電路。左邊是一個在水溫較低時對水加熱的容器，內有密封絕緣的電熱絲發熱器和接觸開關S1。只要有水浸沒S1，它就會導通；水面低于S1時，不會加熱。（1）Rx是一個熱敏電阻，低溫時呈現高電阻，右邊P是一個___________（選填“與”、“或”、“非”）邏輯門，接在0～5V電源之間，圖中J是一個繼電器，可以控制發熱器工作與否。Ry是一個可變電阻，低溫時Rx應_____________（選填“遠大于”、“遠小于”）Ry。（2）請闡述飲水機的自動加熱原理：__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。參考答案：（1）與；遠大于。（每空2分）

（2）當水溫較低時，Rx阻值較大，A為高電勢，且有水浸沒S1，B也為高電勢，則QC之間才有高電壓輸出，電磁繼電器有電流通過，將吸動S2閉合，發熱器工作。（表述合理酌情給分）三、簡答題：本題共2小題，每小題11分，共計22分14.（7分）如圖所示，一束光從空氣射入玻璃中，MN為空氣與玻璃的分界面．試判斷玻璃在圖中哪個區域內（Ⅰ或Ⅱ）？簡要說明理由．并在入射光線和反射光線上標出箭頭。參考答案：當光由空氣射入玻璃中時，根據折射定律

=n，因n>1，所以i>γ，即當光由空氣射入玻璃中時，入射角應該大于折射角．如圖，在圖中作出法線，比較角度i和γ的大小，即可得出玻璃介質應在區域?內．箭頭如圖所示．（7分）15.（09年大連24中質檢）（選修3—4）（5分）半徑為R的半圓柱形玻璃，橫截面如圖所O為圓心，已知玻璃的折射率為，當光由玻璃射向空氣時，發生全反射的臨界角為45°．一束與MN平面成45°的平行光束射到玻璃的半圓柱面上，經玻璃折射后，有部分光能從MN平面上射出．求①說明光能從MN平面上射出的理由?

②能從MN射出的光束的寬度d為多少?參考答案：解析：①如下圖所示，進入玻璃中的光線a垂直半球面，沿半徑方向直達球心位置O，且入射角等于臨界角，恰好在O點發生全反射。光線a右側的光線（如：光線b）經球面折射后，射在MN上的入射角一定大于臨界角，在MN上發生全反射，不能射出。光線a左側的光線經半球面折射后，射到MN面上的入射角均小于臨界角，能從MN面上射出。（1分）最左邊射向半球的光線c與球面相切，入射角i=90°折射角r=45°。故光線c將垂直MN射出（1分）

②由折射定律知（1分）

則r=45°

（1分）

所以在MN面上射出的光束寬度應是

（1分）四、計算題：本題共3小題，共計47分16.利用水流和太陽能發電，可以為人類提供清潔能源。水的密度ρ=1×103kg/m3，太陽光垂直照射到地面上時的輻射功率P0=1×103W/m2，地球半徑為R=6.4×106m，地球表面的重力加速度取g=10m/s2。⑴寫出太陽光照射到地球表面的總功率P的字母表達式；⑵發射一顆衛星到地球同步軌道上（軌道半徑約為地球半徑的6.6≈倍）利用太陽能發電，然后通過微波持續不斷地將電力輸送到地面，這樣就建成了太陽能發電站。求衛星在地球同步軌道上向心加速度的大小（答案保留兩位有效數字）；⑶三峽水電站水庫面積約為S=1×109m2，平均流量Q=1.5×104m3/s，水庫水面與發電機所在位置的平均高度差為h=100m，發電站將水的勢能轉化為電能的總效率η1=60%。在地球同步軌道上，太陽光垂直照射時的輻射功率為1.4P0。太陽能電池板將太陽能轉化為電能的效率為η2=20％，將電能輸送到地面的過程要損失50%。若要使⑵中的太陽能發電站在被太陽照射時地面接收到的電功率相當于三峽電站發電的平均功率，衛星上太陽能電池板的面積應為多大？(保留一位有效數字)參考答案：⑴πR2P0⑵0.23m/s2⑶6×107m2（1）如右圖所示，地球表面接受太陽光照射的有效面積是投影面積πR2，太陽光照射到地球表面的總功率P的表達式為：P=πR2P017.如圖所示，在xOy平面內，y軸左側有沿x軸正方向的勻強電場，電場強度大小為E；在0＜x＜L區域內，x軸上、下方有相反方向的勻強電場，電場強度大小均為2E；在x＞L的區域內有垂直于xOy平面的勻強磁場，磁感應強度大小不變、方向做周期性變化．一電荷量為q、質量為m的帶正電粒子（粒子重力不計），由坐標為（﹣L，）的A點靜止釋放．（1）求粒子第一次通過y軸時速度大小；（2）求粒子第一次射入磁場時的位置坐標及速度；（3）現控制磁場方向的變化周期和釋放粒子的時刻，實現粒子能沿一定軌道做往復運動，求磁場的磁感應強度B大小取值范圍．參考答案：（1）粒子第一次通過y軸時速度大小為；（2）粒子第一次射入磁場時的位置坐標為（L，L），速度為；（3）磁場的磁感應強度B大小取值范圍為0＜B＜．：解：（1）粒子從A點到y軸的過程，根據動能定理得：得：；（2）進入0＜x＜L區域間偏轉電場作類平拋運動，則得：

L=v0t，，解得：，vy=v0所以第一次射入磁場時的位置坐標為（L，L）；

速度大小：=，方向與x軸正方向成45°角斜向上．（3）在磁場中，粒子做勻速