2021-2022學年江蘇省常州市華羅庚高級中學高三物理下學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15分．每小題只有一個選項符合題意1.宇航員在月球表面完成下面實驗:在一固定的豎直光滑圓弧軌道內部的最低點,靜止一質量為m的小球(可視為質點),如圖所示,當給小球水平初速度0時,剛好能使小球在豎直平面內做完整的圓周運動.已知圓弧軌道半徑為r,月球的半徑為R,萬有引力常量為G.若在月球表面上發射一顆環月衛星,所需最小發射速度為(

)A.

B.

C.

D.參考答案：A2.（04年全國卷Ⅳ）一定質量的理想氣體，從某一狀態開始，經過系列變化后又回一開始的狀態，用W1表示外界對氣體做的功，W2表示氣體對外界做的功，Q1表示氣體吸收的熱量，Q2表示氣體放出的熱量，則在整個過程中一定有

（

）

A．Q1—Q2=W2—W1

B．Q1=Q2

C．W1=W2

D．Q1>Q2參考答案：答案：A3.（單選）下列說法中正確的是（）A．重力和電場力做功都與運動路徑無關B．在經典力學中，位移和時間的測量都與參考系選擇有關C．牛頓發現了萬有引力定律，并計算出地球和太陽之間萬有引力的大小D．慣性定律在任何參考系中都成立參考答案：考點：萬有引力定律的發現和萬有引力恒量的測定；參考系和坐標系；重力；牛頓第一定律；電勢能．專題：常規題型．分析：重力與電場力有類似性：大小與方向均是定值，所以做功與路徑無關；在經典力學中，位移、速度、加速度與參考系選擇有關，時間均是一樣的；牛頓發現了萬有引力定律，但沒有測出引力常量，所以不能知道引力大小；慣性定律也叫牛頓第一定律，只有在慣性參考系中才適用．解答：解：A、由于重力與電場力方向是確定的，所以涉及到做功時，與它們的路徑無關．重力做功與高度有關，電場力做功與電場方向的位移有關．故A正確；B、在經典力學中，位移、速度、加速度與參考系選擇有關，時間均是一樣的，故B不正確；C、牛頓發現了萬有引力定律，但沒有測出引力常量大小，即使知道地球與太陽的間距，地球與太陽質量，但仍不能計算出地球和太陽之間引力大小，故C不正確；D、慣性定律也叫牛頓第一定律，只有在慣性參考系中才適用．故D不正確；故選A．點評：通過本題能讓學生掌握一些基本知識，便于在學習中得以應用．4.（多選）如圖所示，一段直光導纖維，折射率為n，長為L．光在真空中的速度為c．以下說法正確的是：（

）（A）為使光線能全部從右端射出，在左端光線的入射角i應滿足條件：（B）為使光線能全部從右端射出，在左端光線的入射角i應滿足條件：（C）若光線在光纖內恰好發生全反射，則光線通過光纖的時間為（D）若光線在光纖內恰好發生全反射，則光線通過光纖的時間為參考答案：BCAB、如圖所示、當恰發生全反射時，a為臨界角，則，由于，聯立可得，故A錯誤B正確；CD、若恰好發生全反射，光線路程為，光速為，因此時間為，故C正確D錯誤。故選BC。5.自然界的電、熱和磁等現象都是相互聯系的，很多物理學家為尋找它們之間的聯系做出了貢獻。下列說法中不正確的是A.奧斯特發現了電流的磁效應，揭示了電現象和磁現象之間的聯系B.歐姆發現了歐姆定律，說明了熱現象和電現象之間存在聯系C.法拉第發現了電磁感應現象，揭示了磁現象和電現象之間的聯系D.焦耳發現了電流的熱效應，定量得出了電能和熱能之間的轉換關系參考答案：B二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計16分6.一物體以一定的初速度從一光滑斜面底端A點上滑，最高可滑至C點，B是AC的中點，如圖所示，已知物塊從A至B所需時間t0,問它從B經C再回到B，需要的時間

。參考答案：

7.如圖（a）所示，寬為L=0.3m的矩形線框水平放置，一根金屬棒放在線框上與線框所圍的面積為0.06m2，且良好接觸，線框左邊接一電阻R=2Ω，其余電阻均不計．現讓勻強磁場垂直穿過線框，磁感應強度B隨時間變化的關系如圖（b）所示，最初磁場方向豎直向下．在0.6s時金屬棒剛要滑動，此時棒受的安培力的大小為____________N；加速度的方向向_______．（填“左”、“右”）

參考答案：

答案：0.3

左17.(12分)如圖甲的光電門傳感器是測定瞬時速度大小的儀器．其原理是發射端發出一束很細的紅外線到接收端，當固定在運動物體上的一個已知寬度為d的擋光板通過光電門擋住紅外線時，和它連接的數字計時器可記下擋光的時間Δt，則可以求出運動物體通過光電門時的瞬時速度大小。(1)為了減小測量瞬時速度的誤差，應選擇寬度比較________(選填“寬”或“窄”)的擋光板。(2)如圖乙是某同學利用光電門傳感器探究小車加速度與力之間關系的實驗裝置，他將該光電門固定在水平軌道上的B點，用不同重物通過細線拉同一小車，小車每次都從同一位置A點靜止釋放．①如圖丙所示，用游標卡尺測出擋光板的寬度d＝________mm，實驗時將小車從圖乙A點靜止釋放，由數字計時器記下擋光板通過光電門時擋光時間間隔Δt＝0.02s，則小車通過光電門時的瞬時速度大小為________m/s；②實驗中設小車的質量為m1，重物的質量為m2，則在m1與m2滿足關系式________時可近似認為細線對小車的拉力大小與重物的重力大小相等；③測出多組重物的質量m2和對應擋光板通過光電門的時間Δt，并算出小車經過光電門時的速度v，通過描點作出線性圖象，研究小車的加速度與力之間的關系．處理數據時應作出________圖象(選填“v—m2”或“v2—m2”)；④某同學在③中作出的線性圖象不過坐標原點，其可能的原因是__________________。參考答案：(1)窄(2)①11.400.57②m1?m2③v2－m2④小車與水平軌道間存在摩擦力9.相對論論認為時間和空間與物質的速度有關；在高速前進中的列車的中點處，某乘客突然按下手電筒，使其發出一道閃光，該乘客認為閃光向前、向后傳播的速度相等，都為c，站在鐵軌旁邊地面上的觀察者認為閃光向前、向后傳播的速度_______（填“相等”、“不等”）。并且，車上的乘客認為，電筒的閃光同時到達列車的前、后壁，地面上的觀察者認為電筒的閃光先到達列車的______（填“前”、“后”）壁。參考答案：相等

后10.（4分）如圖所示，沿波的傳播方向上有間距均為1m的13個質點a、b、c、d、e、f、g、h、I、j、k、l、m，它們均靜止在各自的平衡位置。一列橫波以1m/s的速度水平向右傳播，在t=0時刻到達質點a，且a開始由平衡位置向上振動，在t=1s時刻，質點a第一次達到最高點，求：

（1）這列波的波長為_____________，周期為_________。（2）在下圖中畫出g點第一次向下達到最大位移時的波形圖象參考答案：（1）由題意知周期T=4S

波長λ=VT=4m

（2）當g第一次到達最低點時波形圖如下11.一小組用圖示裝置測定滑塊與斜面間的動摩擦因數。斜面下端固定一光電門，上端由靜止釋放一帶有遮光條的滑塊，滑塊沿斜面加速通過光電門．

(1)要測量木板與斜面間的動摩擦因數，除了已知當地重力加速度g及遮光條寬度d、遮光時間t，還應測量的物理量是下列選項中的____________；

A.滑塊的長度L

B．斜面的傾角口C．滑塊的質量m

D．釋放滑塊時遮光條到光電門間的距離x

(2)用上述物理量表示滑塊與斜面間動摩擦因數___________；參考答案：12.如右圖所示，傾角為300的直角三角形底邊長為2L，底邊處在水平位置，斜邊為光滑絕緣導軌．現在底邊中點O處固定一正電荷Ｑ，讓一個質量為m的帶負電的點電荷從斜面頂端A沿斜面滑下．已測得它滑到仍在斜邊上的垂足D處的速度為v，則該質點滑到斜邊底端C點時的速度為__________參考答案：13.物理課上，老師利用圖甲所示的裝置探究了加速度與力的關系，得到加速度與物體所受合力成正比的結論。某同學在實驗室也找來了器材再次探究加速度與力的關系。他將質量為M的小車、總質量為m的小桶及鉤碼按如圖甲所示組裝好，他根據實驗數據，作出a-F圖線如圖乙所示。經檢查他的數據記錄及作圖均無誤。請你分析：

甲

乙（1）圖線沒有坐標原點的原因是__________________________________；（2）圖線上部彎曲的原因是_______________________________。參考答案：見解析（1）沒有平衡摩擦力或平衡摩擦力不夠 （2分）（2）沒有滿足M>>m的實驗條件 （2分）中檔，探究牛頓第二定律實驗原理和條件。考查：實驗能力。②理解實驗原理和方法。能夠控制實驗條件，排除實驗故障，正確進行觀察、測量、記錄實驗現象和實驗數據。

③分析和處理實驗數據，對實驗結果進行描述和解釋，對誤差進行初步分析和討論，評價實驗結論。三、實驗題：本題共2小題，每小題11分，共計22分14.游標卡尺和螺旋測微器是兩種常用的測量長度的精密儀器。如圖甲所示的游標卡尺，主尺的最小分度是1mm，游標上有20個小的等分刻度，圖示狀態的讀數是___

_____mm；用如圖乙所示螺旋測微器測量一根金屬絲的直徑的讀數是____________mm。參考答案：13.55

mm

0.674—0.678mm15.某興趣小組用如圖甲所示實驗裝置完成探究彈簧彈力和彈簧伸長的關系后做拓展研究。

請根據如下實驗過程，完成相關實驗內容：(1)將輕質彈簧懸掛于鐵架臺，測得彈簧原長L0；(2)在彈簧下端拴掛質量為m的鉤碼，待系統靜止時，測得彈簧長度L；(3)當地重力加速度為g，彈簧的勁度系數k=___________（用m、g、L0、L表示）；(4)托起鉤碼使彈簧恢復原長，并由靜止釋放，測得彈簧拉伸的最大長度L＇。發現L＇＞L，于是進一步探究彈簧兩次伸長量x0=L-L0和x=L＇-L0之間的關系；(5)改變鉤碼個數，重復實驗，得到多組x0、x數據，作出x—x0圖象如圖乙所示；(6)由圖乙可知=______，該小組換用不同彈簧進行同樣實驗，發現的值相同。(7)通過分析，該小組得出了彈簧彈性勢能表達式：①步驟(2)中，系統靜止時，鉤碼受力平衡有mg=_____（用k、x0表示）；②步驟(4)中，根據機械能守恒定律，彈簧被拉伸到最長時的彈性勢能______（用m、g、x表示）；③結合步驟(6)，勁度系數為k的彈簧伸長x時，對應的彈性勢能Ep=______（用k、x表示）。參考答案：

(1).(3)；

(2).(6)2

(3).(7)①kx0；

(4).②mgx；

(5).③kx2；【詳解】（1）由平衡可得：，解得：；（6）由圖乙可知；（7）①步驟(2)中，系統靜止時，鉤碼受力平衡有mg=kx0②步驟(4)中，根據機械能守恒定律，彈簧被拉伸到最長時的彈性勢能等于物體重力勢能的減小量，即mgx；③勁度系數為k的彈簧伸長x時，對應的彈性勢能Ep=mgx=kxx0=kx2.四、計算題：本題共3小題，共計47分16.（08年石家莊二中12月月考）（12分）如圖所示，質量為m1的物體A經一輕質彈簧與下方地面上的質量為m2的物體B相連，彈簧的勁度系數為k，A、B都處于靜止狀態。一條不可伸長的輕繩繞過輕滑輪，一端連物體A，另一端連一輕掛鉤，開始時各段繩都處于伸直狀態，A上方的一段繩沿豎直方向。現在掛鉤上掛一質量為m3的物體C并從靜止狀態釋放，已知它恰好能使B離開地面但不繼續上升。已知重力加速度為g。試求：

（1）物體C下降的最大距離；

（2）物體C下降到速度最大時，地面對B的支持力多大？參考答案：解析：（1）開始時，A、B靜止，設彈簧壓縮量為x1，由平衡條件得：

（2分）

掛C并釋放后，C向下運動，A向上運動，設B剛要離地時彈簧伸長量為x2，則有

（2分）

B不再上升表示此時A和C的速度為零，C已降到其最低點，C下降的最大距離為

（2分）

（2）C下降的速度最大時，其加速度為零，則繩中拉力

（1分）

此時A的加速度為零，有

（2分）

對B，由平衡條件得

（2分）

由以上各式得地面對B的支持力

（1分）

17.（6分）為了迎接太空時代的到來，美國國會通過一項計劃：在2050年前建造成太空升降機，就是把長繩的一端擱置在地球的衛星上，另一端系住長降機。放開繩，升降機能到達地球上；人坐在升降機里，在衛星上通過電動機把升降機拉到衛星上。已知地球表面的重力加速g=10m/s2，地球半徑為R。求：（1）某人在地球表面用體重計稱得重800N，站在升降機中，當長降機以加速度a=g（g為地球表面處的重力加速度）豎直上升，在某處此人再一次用同一體重計稱得視重為850N，忽略地球自轉的影響，求升降機此時距地面的高度；（2）如果把繩的一端擱置在同步衛星上，地球自轉的周期為T，求繩的長度至少為多長。參考答案：解析：（1）由題意可知人的質量m=80kg對人分析：

①

（1分）

②

（1分）