湖南省衡陽市祁東縣第一中學2021-2022學年高三物理期末試題含解析一、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1.6．如圖所示，在O點放置正點電荷Q，a、b兩點的連線過O點，且Oa=ab，以下說法正確的是（

）

A．將質子從a點由靜止釋放，質子向b做勻加速運動

B．將質子從a點由靜止釋放，質子運動到b的速率為v，

則將粒子從a點由靜止釋放后運動到b點的速率為

C．若電子以Oa為半徑繞O做勻速圓周運動的線速度為v，則電子以Ob為半徑繞O做勻速圓周運動的線速度為2v

D．若電子以Oa為半徑繞O做勻速圓周運動的線速度為v，則電子以Ob為半徑繞O做勻速圓周運動的線速度為參考答案：B2.“玉兔號”登月車在月球表面成功登陸，實現(xiàn)了中國人“奔月”的偉大夢想，機器人“玉兔號”在月球表面做了一個自由下落實驗，測得物體從靜止自由下落h高度的時間為t，已知月球半徑為R，自轉周期為T，引力常量為G，則（

）A.月球表面重力加速度為B.月球的第一宇宙速度為C.月球質量為D.月球同步衛(wèi)星離月球表面的高度為參考答案：D解：由自由落體運動規(guī)律有：h=gt2，所以有：g=，故A錯誤。月球的第一宇宙速度為近月衛(wèi)星的運行速度，根據重力提供向心力mg=m，所以，故B錯誤。在月球表面的物體受到的重力等于萬有引力mg=，所以，故C錯誤。月球同步衛(wèi)星繞月球做勻速圓周運動，根據萬有引力提供向心力，解得h=?R，故D正確。故選D?！军c睛】解決本題的關鍵掌握萬有引力提供向心力和萬有引力等于重力這兩個理論，并能靈活運用．本題重點是利用好月球表面的自由落體運動，這種以在星球表面自由落體，或平拋物體，或豎直上拋物體給星球表面重力加速度的方式是比較常見的．3.如圖所示為氫原子的能級圖，n為量子數．若氫原子由n=3躍遷到n=2的過程釋放出的光子恰好能使某種金屬產生光電效應，則一群處于n=4的氫原子在向基態(tài)躍遷時，產生的光子中有

種頻率的光子能使該金屬產生光電效應，其中光電子的最大初動能Ekm=

eV．參考答案：5，10.86．【考點】氫原子的能級公式和躍遷．【分析】抓住氫原子由n=3躍遷到n=2的過程釋放出的光子恰好能使某種金屬產生光電效應，求出逸出功，從而判斷能產生光電效應的光子種數．結合最大的光子能量，根據光電效應方程求出光電子的最大初動能．【解答】解：因為氫原子由n=3躍遷到n=2的過程釋放出的光子恰好能使某種金屬產生光電效應，即逸出功W0=E3﹣E2=3.4﹣1.51eV=1.89eV．從n=4躍遷到n=1、2，從n=3躍遷到n=1、2，從n=2躍遷到n=1輻射的光子能量大于等于逸出功，則有5種頻率的光子能使該金屬產生光電效應．從n=4躍遷到n=1輻射的光子能量最大，為12.75eV，根據光電效應方程得，光電子的最大初動能Ekm=hv﹣W0=12.75﹣1.89eV=10.86eV．故答案為：5，10.86．4.下列說法正確的是

A．速度的變化量越大，加速度就越大

B．在勻變速直線運動中，速度方向與加速度方向不一定相同

C．平拋運動是勻變速曲線運動

D．勻速圓周運動的線速度、角速度、周期都不變參考答案：BC速度的變化量越大，時間不知，加速度不一定大，A錯；在勻變速直線運動中，速度方向與加速度方向可能相同或相反，B對；平拋運動的加速度大小是g，是勻變速曲線運動，C對；勻速圓周運動的線速度是矢量，方向時刻變化，D錯。5.質量m0=30kg、長L=lm的木板放在水平面上，木板與水平面的動摩擦因數。將質量m=10kg的小木塊（可視為質點），以的速度從木板的左端水平滑到木板上（如圖所示）．小木塊與木板面的動摩擦因數（最大靜摩擦力近似等于滑動摩擦力，）。

則以下判斷中正確的是

A．木板一定向右滑動．小木塊不能滑出木板

B．木板一定向右滑動，小木塊能滑出木板

C．木板一定靜止小動，小木塊能滑出木板

D．木板一定靜止不動．小木塊不能滑出木板參考答案：C木塊受到的滑動摩擦力為f2，方向向左，f2=μmg=40N，木板受到木塊給予的滑動摩擦力為f2′，方向向右，f2′=f2=40N，木板受地面的最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，即f1=μ1（m+m0）g=60N．f1方向向左，f2′<f1，木板靜止不動，木塊向右做勻減速運動，設木塊減速到零時的位移為s，則由μgs得s=2m>L=1m,故小木塊能滑出木板，選項C正確。二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計16分6.某同學用如圖所示裝置來驗證機械能守恒定律．將單擺用磁鐵懸掛在鐵質黑板上的O點，在O點下方將穿在圓環(huán)狀磁鐵的細鐵釘同樣吸在黑板上的P點，同時在黑板上用粉筆畫一條水平線MN，將細線拉直，讓非磁性擺球從MN上的A點由靜止釋放．當其擺至另一側最高點時，觀察其位置是否在水平線上，從而驗證擺球在此過程中在誤差范圍內機械能是否守恒．（1）為進行多次實驗驗證，該同學通過調整

，然后再次重復實驗．（2）在實驗中，該同學發(fā)現(xiàn)小球擺至右側最高點時位置總比水平線MN略低，造成該結果的原因是

（寫出一條即可）．參考答案：（1）P點的高度；（2）運動過程中受到摩擦阻力．【考點】驗證機械能守恒定律．【分析】小球釋放后，只有重力做功，機械能守恒，當碰到釘子后，機械能仍守恒，為多次實驗驗證，則可改變P點的高度；小球在擺動過程中，因存在摩擦阻力，則擺至右側最高點時位置總比水平線MN略低．【解答】解：（1）由題意可知，由于小球釋放后，只有重力做功，機械能守恒，因此只要小球另一側最高點在同一水平線即可，為了多次進行實驗驗證，可通過調整P點的高度，再次重復實驗；（2）在實驗中該同學發(fā)現(xiàn)小球擺至右側最高點時位置總比水平線MN略低，造成該結果的原因可能是受到摩擦阻力，故答案為：（1）P點的高度；（2）運動過程中受到摩擦阻力．7.一水平放置的圓盤繞過其圓心的豎直軸勻速轉動。盤邊緣上固定一豎直的擋光片。圓盤轉動時擋光片從一光電數字計時器的光電門的狹縫中經過，如圖所示。光電數字計時器可顯示出光線被遮住的時間。擋光片的寬度和圓盤直徑分別用螺旋測微器和游標卡尺測得，結果分別是：寬度為_________mm，直徑為___________cm。若光電數字計時器所顯示的時間為50.0×10-3s，則圓盤轉動的角速度為_______rad/s（保留3位有效數字）。

參考答案：答案：8.115

20.240

14.5(14.3-15.0)。由螺旋測微器上的數值可讀出：8.000得到寬度的讀數；游標卡尺是二十等分的，由圖可讀出：由主尺讀出：20.200，游標尺上讀數為：，則圓盤的直徑為20.240。由。8.用細繩系一小球，在豎直平面內做圓周運動，已知小球的質量為1kg，圓周運動半徑為1m，到達最高點時，細繩拉力恰為零，取g=10m/s2，則從最高點到最低點的過程中，小球受到合外力的沖量的大小為

參考答案：9.如圖所示，由導熱材料制成的氣缸和活塞將一定質量的理想氣體封閉在氣缸內，活塞與氣缸壁之間無摩擦，活塞上方存有少量液體，將一細管插入液體，利用虹吸現(xiàn)象，使活塞上方液體緩慢流出，在此過程中，大氣壓強與外界的溫度均保持不變，下列各個描述理想氣體狀態(tài)變化的圖像中與上述過程相符合的是

圖，該過程為

過程（選填“吸熱”、“放熱”或“絕熱”）參考答案：D

吸熱氣體做等溫變化，隨著壓強減小，氣體體積增大。A、B圖中溫度都是變化的；等溫情況下，PV＝C，P－1/V圖象是一條過原點的直線，所以D圖正確。該過程中，體積增大，氣體對外界做功，W＜0，等溫變化，所以Q＞0，氣體要吸收熱量。10.（2）某同學利用打點計時器探究小車速度隨時間變化的關系，所用交流電的頻率為50Hz，下圖為某次實驗中得到的一條紙帶的一部分，0、1、2、3、4、5、6、7為計數點，相鄰兩計數點間還有3個打點未畫出.從紙帶上測出，，，，，，。（a）請通過計算，在下表空格內填入合適的數據（計算結果保留三位有效數字）：（2分）計數點123456各計數點的速度0.500.700.901.10

1.51（b）根據表中數據，在所給的坐標系中作出圖象（以0計數點作為計時起點）；由圖象可得，小車運動的加速度大小為_______（2分+2分）參考答案：11.已知繞中心天體做勻速圓周運動的星體的軌道半徑r，運動周期為T。

(1)若中心天體的半徑為R，則其平均密度ρ=_______(2)若星體是在中心天體的表面附近做勻速圓周運動，則其平均密度的表達式ρ=_______。參考答案：答案：12.一列簡諧橫波沿x軸傳播，某時刻（t=0）波的圖像如圖所示，此刻A、B兩質點的位移相同，此后A和B分別經過最短時間0.1s和0.8s回到圖示位置，該波沿x軸

方向傳播（填“正”或“負”)，該波在18s內傳播的距離為

m。參考答案：負，4013.如圖所示，由導熱材料制成的氣缸和活塞將一定質量的理想氣體封閉在氣缸內，活塞與氣缸壁之間無摩擦，活塞上方存有少量液體，將一細管插入液體，利用虹吸現(xiàn)象，使活塞上方液體緩慢流出，在此過程中，大氣壓強與外界的溫度均保持不變，下列各個描述理想氣體狀態(tài)變化的圖象中與上述過程相符合的是

圖，該過程為

過程。（選填“吸熱”、“放熱”或“絕熱”）參考答案：D

吸熱氣體做等溫變化，隨著壓強減小，氣體體積增大。A、B圖中溫度都是變化的；等溫情況下，PV＝C，P－1/V圖象是一條過原點的直線，所以圖D正確。該過程中，體積增大，氣體對外界做功，W＜0，等溫變化，所以Q＞0，氣體要吸收熱量。三、實驗題：本題共2小題，每小題11分，共計22分14.某學習小組用伏安法測量一未知電阻Rx的阻值，給定器材及規(guī)格為：電流表A（量程為0～5mA．內阻約為10Ω）；電壓表V(量程為0～3V．內阻約為3kΩ)；最大阻值約為50Ω的滑動變阻器；電源E(電動勢約3V)；開關S、導線若干。(l)由于不知道未知電阻的阻值范圍，先采用如圖電路試測，讀得電壓表示數大約為2.0V．電流表示數大約為4.0mA，則未知電阻阻值Rx大約為

Ω；(2)經分析，該電路測量誤差較大，需要作改進。請在方框內畫出改進后的測量原理圖；(3)用改進后的電路進行測量，其測量值

（填“等于”、“小于”、“大于”）真實值。參考答案：(1)500

(2)如圖

(3)大于

15.（9分）利用如圖（a）所示電路，可以測量電源電動勢和內阻，所用的實驗器材有：待測電源，電阻箱R（最大阻值999.9Ω），電阻R0（阻值為3.0Ω），電阻R1（阻值為3.0Ω），電流表（量程為200mA，內阻為RA=6.0Ω），開關S。實驗步驟如下：①將電阻箱阻值調到最大，閉合開關S；②多次調節(jié)電阻箱，記下電流表的示數I和電阻箱相應的阻值R;③以為縱坐標，R為橫坐標，作圖線（用直線擬合）④求出直線的斜率k和在縱軸上的截距b?；卮鹣铝袉栴}：（1）分別用E和r表示電源的電動勢和內阻，則與R的關系式為_________________。（2）實驗得到的部分數據如下表所示，其中電阻R=3.0Ω時電流表的示數如圖（b）所示，讀出數據，完成下表。答：①____________，②______________。R/Ω1.02.03.04.05.06.07.0I/A0.1430.125①0.1000.0910.0840.077I－1/A－16.998.00②10.011.011.913.0

（3）在答題卡圖（c）的坐標紙上所缺數據點補充完整并作圖，根據圖線求得斜率k=________，截距b=___________。（4）根據圖線求得電源電動勢E=__________V，內阻r=________Ω。

參考答案：（1）（2）0.110

9.09（3）如圖。1.06.0（4）3.01.0

四、計算題：本題共3小題，共計47分16.在傾角θ=37°的足夠長斜面上，裝有A、B兩光電門，一小正方體木塊邊長d=1cm，在距A光電門X0處靜止釋放，小木塊通過光電門A顯示的遮光時間為Δt1，通過光電門B顯示的遮光時間為Δt2，現(xiàn)保持小木塊與光電門A在斜面上的位置不變，不斷的改變光電門B的位置，測出對應的兩光電門A、B間的距離x和Δt2，并畫出如圖乙所示的圖象。（g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8）求：

（1）動摩擦系數μ的大??；

（2）小木塊距光電門A的距離X0多大？

（3）若將小木塊換為與小木塊同種材料制成的長為L=20cm的木條，把它靜止放在距光電門A上方一定距離的某位置，木條依次通過兩光電門的遮光時間分別為Δt1=0.2s，Δt2=0.1s，求兩光電門AB之間的距離X多大？（結果保留兩位有效數字）參考答案：解：（1）由乙圖象斜率的物理意義可知：a=2m/s2……… （2分）由牛頓第二定律可得a=gsinθ－μgcosθ………………… （2分）聯(lián)立解得：μ=0.5（1分）（2）vA2=2ax0…………… (2分)聯(lián)立解得：x0=0.5m（1分）(3)由板條通過A光電門可得v1Δt1+(aΔt12)/2=L………… (2分)由板條通過B光電門可得v2Δt2+(aΔt22)/2=L…………… (1分)板條由A運動到B可得v22-v12=2ax…… (2分)聯(lián)立解得：x=0.74m

17.（計算）如圖甲所示，固定在水平桌邊上的“

”型平行金屬導軌足夠長，傾角為53o，間距L=2m，電阻不計；導軌上兩根金屬棒ab、cd的阻值分別為R1=2Ω，R2=4Ω，cd棒質量m1=1.0kg，ab與導軌間摩擦不計，cd與導軌間的動摩擦因數μ=0.5，設最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，整個導軌置于磁感應強度B=5T、方向垂直傾斜導軌平面向上的勻強磁場中。現(xiàn)讓ab棒從導軌上某處由靜止釋放，當它剛要滑出導軌時，cd棒剛要開始滑動；g取10m／s2，sin37o=cos53o=0.6，cos37o=sin53o=0.8。

(1)在乙圖中畫出此時cd棒的受力示意圖，并求出ab棒的速度；(2)若ab棒無論從多高的位置釋放，cd棒都不動，則ab棒質量應小于多少？(3)假如cd棒與導軌間的動摩擦因數可以改變，則當動摩擦因數滿足什么條件時，無論ab棒質量多大、從多高位置釋放，cd棒始終不動？參考答案：（1）1.5m/s；（2）3.125kg；（3）當動摩擦因數滿足μ≥0.75的條件時，無論ab棒質量多大、從多高位置釋放，cd棒始終不動．導體切割磁感線時的感應電動勢；電磁感應中的能量轉化L4L5解析：（1）ab棒沿斜面滑下切割磁感線產生的感應電流的方向是b→a→c→d→b；因為當ab棒從導軌剛要滑出時，cd棒剛要開始滑動，其受力分析如圖所示。

3分由受力分析得：

①1分，

②1分且：

③1分，解得：I=2.5A

④1分根據法拉第電磁感應定律：E=BLv⑤1分閉合電路的歐姆定律：

⑥1分解得：v=1.5m/s

⑦1分

（2）ab棒在足夠長的軌道下滑時，最大安培力只能等于自身重力的分力，有：

⑧1分因ab棒與cd棒串聯(lián)，故所受最大安培力相等

⑨1分要使cd棒不能滑動，需：

⑩1分以上兩式聯(lián)立解得：3.125kg

1分（3）ab棒下滑時，cd棒始終靜止，有：

1分解得：

1分當ab棒質量無限大，在無限長軌道上最終一定勻速運動，安培力趨于無窮大，有：=0.752分【評分說明：第（1）問中，沒有寫明感應電流方向不扣分；把磁感應強度正交分解，再畫出對應兩個分安培力，如右圖所示，也給3分；有正交分解法但受力沒有畫全給1分。沒有寫出⑤、⑥式，直接寫出安培力，與①②③聯(lián)立解出正確答案的，共給6分；如果直接列給3分，（1）問結果正確給足5分。第（2）問直接列，結果正確給4分。第（3）問列好式，沒有文字說明，結果正確給3分】（1）根據楞次定律判斷出回路中感應電流的方向，由左手定則判斷出cd棒所受的安培力方向，再分析所受的其他力．cd棒剛好滑動時所受的靜摩擦力達到最大，根據平衡條件和安培力公式、摩擦力公式結合解答．（2）ab棒在足夠長的軌道下滑時，最大安培力只能等于自身重力的分力，ab棒與cd棒串聯(lián)，它們所受的最大安培力大小相等，要cd棒都不動，應使其所受的靜摩擦力不超過最大靜摩擦力，據此列式求解．（3）運用與第2題同樣的思路解答此題．18.