河南省周口市城郊中學(xué)2021-2022學(xué)年高三物理上學(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.玻璃半圓柱體的半徑為R，橫截面如圖所示，圓心為O，A為圓柱面的頂點(diǎn)。兩條單色紅光分別按如圖方向沿截面入射到圓柱體上，光束1指向圓心，方向與AO夾角為30°，光束2的入射點(diǎn)為B，方向與底面垂直，∠AOB＝60°，已知玻璃對(duì)該紅光的折射率n＝．求：（1）求兩條光線經(jīng)柱面和底面折射后的交點(diǎn)與O點(diǎn)的距離d；（2）入射的是單色藍(lán)光，則距離d將比上面求得的結(jié)果大還是小?參考答案：（1）；（2）d變?、诓Ａ?duì)藍(lán)光的折射率比對(duì)紅光的大，藍(lán)光偏折更明顯，故d變小【點(diǎn)睛】解決光學(xué)問題的關(guān)鍵要掌握全反射的條件、折射定律、臨界角公式、光速公式，運(yùn)用幾何知識(shí)結(jié)合解決這類問題．2.（單選）（A）如圖甲所示，一直角三角形金屬框，向左勻速地穿過一個(gè)方向垂直于紙面向內(nèi)的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)僅限于虛線邊界所圍的區(qū)域內(nèi)，該區(qū)域的形狀與金屬框完全相同，且金屬框的下邊與磁場(chǎng)區(qū)域的下邊在一直線上．若取順時(shí)針方向?yàn)殡娏鞯恼较?，則金屬框穿過磁場(chǎng)過程的感應(yīng)電流i隨時(shí)間t變化的圖象是下圖所示的（）A．B．C．D．參考答案：考點(diǎn)：導(dǎo)體切割磁感線時(shí)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)；閉合電路的歐姆定律．專題：電磁感應(yīng)與圖像結(jié)合．分析：先根據(jù)楞次定律判斷感應(yīng)電流的方向．再由E=BLv，分析感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，其中L是有效的切割長(zhǎng)度．由歐姆定律得到感應(yīng)電流與時(shí)間的關(guān)系式．解答：解：設(shè)直角三角形右下角為α．金屬框進(jìn)入磁場(chǎng)的過程，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為

E=BLv，L=vttanα，則得E=Bv2t?tanα，感應(yīng)電流大小i=∝t，由楞次定律判斷得知：感應(yīng)電流為逆時(shí)針方向，是負(fù)值；金屬框穿出磁場(chǎng)的過程，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為E=BLv，L=[L0﹣v（t﹣）]tanα=（2L0﹣vt）tanα，L0是三角形底邊的長(zhǎng)度，則得E=B（2L0﹣vt）v?tanα，感應(yīng)電流大小i=，由楞次定律判斷得知：感應(yīng)電流為順時(shí)針方向，是正值；由數(shù)學(xué)知識(shí)可知C圖象正確．故選C點(diǎn)評(píng)：本題是楞次定律和法拉第電磁定律、歐姆定律的綜合應(yīng)用，得到電流的表達(dá)式，再選擇圖象．3.據(jù)央視報(bào)道，北京時(shí)間2012年10月15日凌晨，奧地利著名極限運(yùn)動(dòng)員鮑姆加特納從距地面高度約3.9萬米的高空跳下，并成功著陸，一舉打破多項(xiàng)世界紀(jì)錄。假設(shè)他從氦氣球攜帶的太空艙上跳下到落地的過程中沿豎直方向運(yùn)動(dòng)的v-t圖象如圖所示，則下列說法中正確的是

A．0—t1內(nèi)運(yùn)動(dòng)員和所有裝備整體所受重力大于空氣阻力

B．t1秒末運(yùn)動(dòng)員打開降落傘，此后做勻減速運(yùn)動(dòng)至t2秒末

C．t1秒末到t2秒末運(yùn)動(dòng)員豎直方向的加速度方向向下，大小在逐漸增大

D．t2秒后運(yùn)動(dòng)員保持勻速下落參考答案：AD4.有兩根長(zhǎng)直導(dǎo)線a、b互相平行放置，如圖所示為垂直于導(dǎo)線的截面圖。在圖示的平面內(nèi)，O點(diǎn)為兩根導(dǎo)線連線的中點(diǎn)，M、N為兩根導(dǎo)線附近的兩點(diǎn)，它們?cè)趦蓪?dǎo)線的中垂線上，且與O點(diǎn)的距離相等。若兩導(dǎo)線中通有大小相等、方向相同的恒定電流I，則關(guān)于線段MN上各點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的說法中正確的是

（

）

A.M點(diǎn)和N點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等，方向相同B.M點(diǎn)和N點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等，方向相反C.在線段MN上各點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度都不可能為零D.在線段MN上有兩個(gè)點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為零參考答案：B5.在光電效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)中，某同學(xué)用同一光電管在不同實(shí)驗(yàn)條件下得到了三條光電流與電壓的關(guān)系曲線，如圖所示。下列判斷正確的是

。

A．甲光的頻率大于乙光的頻率

B．乙光的波長(zhǎng)大于丙光的波長(zhǎng)

C．若更換不同的光電管，對(duì)應(yīng)的截止頻率也將不同

D．甲光對(duì)應(yīng)的光電子最大初動(dòng)能大于丙光的光電子最大初動(dòng)能

E．甲光的光強(qiáng)大于乙光的光強(qiáng)參考答案：BCE二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計(jì)16分6.如圖所示為一小球做平拋運(yùn)動(dòng)的閃光照片的一部分，圖中背景方格的邊長(zhǎng)均為5cm，如果取g＝10m/s2，那么：（1）閃光頻率是

Hz．（2）小球運(yùn)動(dòng)中水平分速度的大小

__m/s．（3）小球經(jīng)過B點(diǎn)時(shí)的速度大小是

__m/s．參考答案：7.圖甲為某一小燈泡的U－I圖線，現(xiàn)將兩個(gè)這樣的小燈泡并聯(lián)后再與一個(gè)4Ω的定值電阻R串聯(lián)，接在內(nèi)阻為1Ω、電動(dòng)勢(shì)為5V的電源兩端，如圖乙所示。則通過每盞小燈泡的電流強(qiáng)度為________A，此時(shí)每盞小燈泡的電功率為________W。參考答案：0.3；0.6。8.如圖所示，一彈簧振子在M、N間沿光滑水平桿做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，坐標(biāo)原點(diǎn)O為平衡位置，MN＝8cm.從小球經(jīng)過圖中N點(diǎn)時(shí)開始計(jì)時(shí)，到第一次經(jīng)過O點(diǎn)的時(shí)間為0.2s，則小球的振動(dòng)周期為________s，振動(dòng)方程的表達(dá)式為x＝________cm。參考答案：9.質(zhì)量為m的小鋼球自高處落下，以速率v1碰地后豎直向上彈回，碰撞時(shí)間極短，離地時(shí)的速率為v2，在碰撞過程中，小鋼球動(dòng)量的變化量的大小為__________，方向?yàn)開_________。參考答案：m（v1＋v2），豎直向上10.在一斜面頂端，將甲乙兩個(gè)小球分別以v和的速度沿同一方向水平拋出，兩球都落在該斜面上。甲球落至斜面時(shí)的速率是乙球落至斜面時(shí)速率的A.2倍

B.4倍

C.6倍

D.8倍參考答案：A試題分析

本題考查平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律、機(jī)械能守恒定律及其相關(guān)的知識(shí)點(diǎn)。解析

設(shè)甲球落至斜面時(shí)的速率為v1，乙落至斜面時(shí)的速率為v2，由平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律，x=vt，y=gt2，設(shè)斜面傾角為θ，由幾何關(guān)系，tanθ=y/x，小球由拋出到落至斜面，由機(jī)械能守恒定律，mv2+mgy=mv12，聯(lián)立解得：v1=·v，即落至斜面時(shí)的速率與拋出時(shí)的速率成正比。同理可得，v2=·v/2，所以甲球落至斜面時(shí)的速率是乙球落至斜面時(shí)的速率的2倍，選項(xiàng)A正確。點(diǎn)睛

此題將平拋運(yùn)動(dòng)、斜面模型、機(jī)械能守恒定律有機(jī)融合，綜合性強(qiáng)。對(duì)于小球在斜面上的平拋運(yùn)動(dòng)，一般利用平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律和幾何關(guān)系列方程解答。11.一小球在桌面上做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，現(xiàn)用高速攝影機(jī)在同一底片上多次曝光，記錄下小球運(yùn)動(dòng)過程中在每次曝光時(shí)的位置，并將小球的位置編號(hào)，得到的照片如圖所示．由于底片保管不當(dāng)，其中位置4處被污損．若已知攝影機(jī)連續(xù)兩次曝光的時(shí)間間隔均為1s，則利用該照片可求出：小球運(yùn)動(dòng)的加速度約為________m/s2.位置4對(duì)應(yīng)的速度為________m/s，能求出4的具體位置嗎？________.求解方法是：____________________(不要求計(jì)算，但要說明過程)．參考答案：3.0×10－2(2.8×10－2～3.1×10－2均可)9×10－2能利用(x５－x4)－(x4－x３)＝aT2可以求出位置4的具體位置(其他方法合理均可)

12.質(zhì)量相等的兩輛汽車以相同的速度分別通過半徑皆為R的凸形橋的頂部與凹形橋底部時(shí)，兩橋面各受的壓力之比F1：F2=

。參考答案：13.如圖所示，光滑的半圓槽內(nèi)，A球從高h(yuǎn)處沿槽自由滑下，與靜止在槽底的B球相碰，若碰撞后A球和B球到達(dá)的最大高度均為h／9，A球、B球的質(zhì)量之比為_____________或____________。參考答案：1:4，1:2三、簡(jiǎn)答題：本題共2小題，每小題11分，共計(jì)22分14.（8分）請(qǐng)問高壓鍋的設(shè)計(jì)運(yùn)用了哪些物理知識(shí)？參考答案：①水的沸點(diǎn)隨液面上方氣壓的增大而升高；②力的平衡；③壓強(qiáng)；④熔點(diǎn)（熔化）。解析：高壓鍋是現(xiàn)代家庭廚房中常見的炊具之一，以物理角度看：高壓鍋從外形到工作過程都包含有許多的物理知識(shí)在里面．高壓鍋的基本原理就是利用增大鍋內(nèi)的氣壓，來提高烹飪食物的溫度，從而能夠比較快的將食物煮熟。15.（選修3－3（含2－2））（6分）一定質(zhì)量的氣體，從外界吸收了500J的熱量，同時(shí)對(duì)外做了100J的功，問：①物體的內(nèi)能是增加還是減少?變化了多少？(400J;400J)

②分子勢(shì)能是增加還是減少？參考答案：解析：①氣體從外界吸熱：Q＝500J，氣體對(duì)外界做功：W＝－100J

由熱力學(xué)第一定律得△U=W+Q=400J

(3分)

△U為正，說明氣體內(nèi)能增加了400J

(1分)

②因?yàn)闅怏w對(duì)外做功，所以氣體的體積膨脹，分子間的距離增大，分子力做負(fù)功，氣體分子勢(shì)能增加。（2分）四、計(jì)算題：本題共3小題，共計(jì)47分16.經(jīng)過用天文望遠(yuǎn)鏡長(zhǎng)期觀測(cè)，人們?cè)谟钪嬷幸呀?jīng)發(fā)現(xiàn)了許多雙星系統(tǒng)，通過對(duì)它們的研究，使我們對(duì)宇宙中物質(zhì)的存在形勢(shì)和分布情況有了較深刻的認(rèn)識(shí)。雙星系統(tǒng)由兩個(gè)星體構(gòu)成，其中每個(gè)星體的線度都遠(yuǎn)小于兩星體之間的距離。一般雙星系統(tǒng)距離其他星體很遠(yuǎn)，可以當(dāng)作孤立系統(tǒng)處理?，F(xiàn)根據(jù)對(duì)某一雙星系統(tǒng)的光度學(xué)測(cè)量確定，該雙星系統(tǒng)中每個(gè)星體的質(zhì)量都是，兩者相距。他們正繞兩者連線的中點(diǎn)作圓周運(yùn)動(dòng)。

1.試計(jì)算該雙星系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)周期。

2.若實(shí)驗(yàn)上觀測(cè)到的運(yùn)動(dòng)周期為，且。為了解釋與的不同，目前有一種流行的理論認(rèn)為，在宇宙中可能存在一種望遠(yuǎn)鏡觀測(cè)不到的暗物質(zhì)。作為一種簡(jiǎn)化模型，我們假定在這兩個(gè)星體連線為直徑的球體內(nèi)均勻分布著這種暗物質(zhì)，而不考慮其它暗物質(zhì)的影響。試根據(jù)這一模型和上述觀測(cè)結(jié)果確定該星系間這種暗物質(zhì)的密度。參考答案：1．雙星均繞它們的連線的中點(diǎn)做圓周運(yùn)動(dòng)，設(shè)運(yùn)動(dòng)速率為，向心加速度滿足下面的方程：

（1）

（2）周期

（3）2．根據(jù)觀測(cè)結(jié)果，星體的運(yùn)動(dòng)周期

（4）這說明雙星系統(tǒng)中受到的向心力大于本身的引力，故它一定還受到其他指向中心的作用力，按題意這一作用來源于均勻分布的暗物質(zhì)，均勻分布在球體內(nèi)的暗物質(zhì)對(duì)雙星系統(tǒng)的作用與一質(zhì)量等于球內(nèi)暗物質(zhì)的總質(zhì)量位于中點(diǎn)處的質(zhì)量點(diǎn)相同．考慮暗物質(zhì)作用后雙星的速度即為觀察到的速度，則有

（5）

（6）因?yàn)樵谲壍酪欢〞r(shí)，周期和速度成反比，由（4）式得

（7）把（2）、（6）式代入（7）式得

（8）設(shè)所求暗物質(zhì)的密度為，則有

故

（9）17.如圖4－3－9所示，彎曲部分AB和CD是兩個(gè)半徑相等的圓弧，中間的BC段是豎直的薄壁細(xì)圓管(細(xì)圓管內(nèi)徑略大于小球的直徑)，分別與上下圓弧軌道相切連接，BC段的長(zhǎng)度L可作伸縮調(diào)節(jié)．下圓弧軌道與地面相切，其中D、A分別是上下圓弧軌道的最高點(diǎn)與最低點(diǎn)，整個(gè)軌道固定在豎直平面內(nèi)．一小球多次以某一速度從A點(diǎn)水平進(jìn)入軌道而從D點(diǎn)水平飛出．今在A、D兩點(diǎn)各放一個(gè)壓力傳感器，測(cè)試小球?qū)壍繟、D兩點(diǎn)的壓力，計(jì)算出壓力差ΔF.改變BC的長(zhǎng)度L，重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)，最后繪得的ΔF－L圖像如圖4－3－21乙所示．(不計(jì)一切摩擦阻力，g取10m/s2)圖4－3－9(1)某一次調(diào)節(jié)后，D點(diǎn)的離地高度為0.8m，小球從D點(diǎn)飛出，落地點(diǎn)與D點(diǎn)的水平距離為2.4m，求小球經(jīng)過D點(diǎn)時(shí)的速度大??；(2)求小球的質(zhì)量和彎曲圓弧軌道的半徑．參考答案：解析(1)小球在豎直方向做自由落體運(yùn)動(dòng)，有：HD＝gt2，在水平方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)，有：x＝vDt，得：vD＝＝＝6m/s.(2)設(shè)軌道半徑為r，A到D過程機(jī)械能守恒，有：mvA2＝mvD2＋mg(2r＋L)， ①在A點(diǎn)：FA－mg＝m， ②在D點(diǎn)：FD＋mg＝m， ③由①②③式得：ΔF＝FA－FD＝6mg＋2mg，由圖像縱截距得：6mg＝12N，得m＝0.2kg，當(dāng)L＝0.5m時(shí)，ΔF＝17N，解得：r＝0.4m．18.如圖所示，一條輕質(zhì)彈簧左端固定在水平桌面上，右端放一個(gè)可視為質(zhì)點(diǎn)的小物塊，小物塊的質(zhì)量為m＝1.0kg，當(dāng)彈簧處于原長(zhǎng)時(shí)，小物塊靜止于O點(diǎn)，現(xiàn)對(duì)小物塊施加一個(gè)外力，使它緩慢移動(dòng)，壓縮彈簧（壓縮量為x=0.1m）至A點(diǎn)，在這一過程中，所用外力與壓縮量的關(guān)系如圖所示。然后釋放小物塊，讓小物塊沿桌面運(yùn)動(dòng)，已知O點(diǎn)至桌邊B點(diǎn)的距離為L(zhǎng)＝2x。水平桌面的高為h＝5.0m，計(jì)算時(shí)，可用滑動(dòng)摩擦力近似等于最大靜摩擦力。(g取10m/s2)。求：（1）在壓縮彈簧過程中，彈簧存貯的最大彈性勢(shì)能；（2）小物