河南省駐馬店市羅店鄉(xiāng)第二中學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.在物理學發(fā)展史上，許多科學家通過恰當?shù)倪\用科學研究方法，超越了當時研究條件的局限性，取得了輝煌的研究成果，下列表述符合物理學史實的是

A．庫侖在發(fā)現(xiàn)電荷間相互作用力規(guī)律之前，首先找到了定量測定電荷量的方法B．庫侖利用庫侖扭秤巧妙地實現(xiàn)了他對電荷間相互作用力規(guī)律的研究C．法拉第發(fā)現(xiàn)電流的磁效應(yīng)，這和他堅信電和磁之間一定存在著聯(lián)系的哲學思想是分不開的D．安培首先引入電場線和磁感線，極大地促進了他對電磁現(xiàn)象的研究參考答案：B2.（多選）下列說法正確的是________。A．分子間距離減小時，分子力可能減小B．具有各向同性的物體一定是非晶體C．布朗運動就是分子的熱運動D．實際氣體的分子之間的平均距離足夠大（大于10－9m）時都可以看做是理想氣體參考答案：AD3.一正弦交流電的電壓隨時間變化的規(guī)律如右圖所示。由圖可知A．該交流電的電壓瞬時值的表達式為u＝100sin25πt（V）B．該交流電的頻率為25HzC．該交流電的電壓的有效值為100VD．若將該交流電壓加在阻值為R＝100Ω的電阻兩端，則電阻消耗的功率為50W參考答案：BD4.咸寧市某高中物理研究性學習小組為了測量當?shù)氐闹亓铀俣却笮?，讓一小球豎直上拋，測量上升一段高度h所用的時間為t1，緊接著繼續(xù)上升一段高度h所用時間為t2．則當?shù)氐闹亓铀俣却笮椋ǎ〢． B．C． D．參考答案：C【考點】勻變速直線運動的位移與時間的關(guān)系．【分析】物體在豎直方向上做勻減速直線運動，根據(jù)位移時間公式列式即可求得重力加速度【解答】解：設(shè)小球的初速度為v0，則在時間t1內(nèi)豎直上拋運動的位移：．同理在時間（t1+t2）內(nèi)豎直上拋運動的位移：，聯(lián)立以上兩式得：g=故選：C5.如圖所示，xpy為直角支架，桿xp、繩ao均水平，繩bo與水平方向夾角為60°。如果在豎直平面內(nèi)使支架沿順時針緩慢轉(zhuǎn)動至桿yp水平，始終保持ao、bo兩繩間的夾角120°不變。在轉(zhuǎn)動過程中，設(shè)繩ao的拉力Fa、繩bo的拉力Fb，則下面說法中正確的是：A.Fa先減小后增大

B.Fa先增大后減小C.Fb逐漸減小

D.Fb最終變?yōu)榱銋⒖即鸢福築CD二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計16分6.土星周圍有美麗壯觀的“光環(huán)”,組成環(huán)的顆粒是大小不等、線度從1μm到10m的巖石、塵埃,類似于衛(wèi)星,它們與土星中心的距離從7.3×104

km延伸到1.4×105km.已知環(huán)的外緣顆粒繞土星做圓周運動的周期約為14h,引力常量為6.67×10-11N·m2/kg2,則土星的質(zhì)量約為

。（估算時不考慮環(huán)中顆粒間的相互作用）參考答案：6.4×1026kg

7.以初速度v做平拋運動的物體，重力在第1s末和第2s末的功率之比為，重力在第1s內(nèi)和第2s內(nèi)的平均功率之比為，則:=

。參考答案：8.如圖在“探究加速度與物體質(zhì)量、物體受力的關(guān)系”實驗中，圖中上下兩層水平軌道光滑。實驗時把兩小車前端細線所掛砝碼盤和砝碼的重力作為小車所受的拉力，通過控制裝置使小車同時開始運動，然后同時停止。（1）安裝實驗裝置時，應(yīng)調(diào)整滑輪的高度，使細線

；實驗時，為了減小系統(tǒng)誤差，應(yīng)使砝碼盤和砝碼的總質(zhì)量

小車的質(zhì)量。（選填“遠大于”、“遠小于”或“等于”）（2）本實驗通過比較小車的位移來比較小車的加速度的大小，能這樣比較理由是

（填入正確選項的序號）①兩小車運動時間相同，加速度與位移成反比②兩小車運動時間相同，加速度與位移成正比③兩小車運動位移相同，加速度與時間成正比④兩小車運動位移相同，加速度與時間成反比參考答案：9.如圖所示為氫原子的能級圖，n為量子數(shù)。①在氫原子的核外電子由量子數(shù)為2的軌道躍遷到量子數(shù)為3的軌道的過程中，將______(填“吸收”、“放出”)光子。②若已知普朗克常量h=6.6×10－34J·S，某金屬的逸出功為3.3eV，則該金屬的極限頻率_____________Hz。若一群處于量子數(shù)為3的激發(fā)態(tài)的氫原子在向基態(tài)躍遷過程中，有________種頻率的光子能使該金屬產(chǎn)生光電效應(yīng)．參考答案：10.某興趣小組用下面的方法測量小球的帶電量：圖中小球是一個外表面鍍有金屬膜的空心塑料球．用絕緣絲線懸掛于O點，O點固定一個可測量絲線偏離豎直方向角度的量角器，M、N是兩塊豎直放置的較大金屬板，加上電壓后其兩板間電場可視為勻強電場。另外還要用到的器材有天平、刻度尺、電壓表、直流電源、開關(guān)、滑動變阻器及導線若干。

實驗步驟如下：①用天平測出小球的質(zhì)量m．并用刻度尺測出M、N板之間的距離d，使小球帶上一定的電量；②連接電路：在虛線框內(nèi)畫出實驗所需的完整的電路圖；③閉合開關(guān)，調(diào)節(jié)滑動變阻器滑片的位置，讀出多組相應(yīng)的電壓表的示數(shù)U和絲線偏離豎直方向的角度；④以電壓U為縱坐標，以_____為橫坐標作出過原點的直線，求出直線的斜率為k；⑤計算小球的帶電量q=_________.參考答案：②電路如圖(3分)

④tanθ(2分)

⑤q=mgd/k

(2分)電路圖如圖（a）所示。帶電小球的受力如圖（b），根據(jù)平衡條件有tanθ=，又有F=qE=q，聯(lián)立解得，U=tanθ=ktanθ，所以應(yīng)以tanθ為橫坐標．由上可知k=，則小球的帶電量為q=。11.（2008?上海模擬）已知某物質(zhì)摩爾質(zhì)量為M，密度為ρ，阿伏加德羅常數(shù)為NA，則該物質(zhì)的分子質(zhì)量為

，單位體積的分子數(shù)為

．參考答案：；NA解：每個分子的質(zhì)量m=．單位體積的質(zhì)量等于單位體積乘以密度，質(zhì)量除以摩爾質(zhì)量等于摩爾數(shù)，所以單位體積所含的分子數(shù)n=NA；12.在用DIS測定勻變速直線運動規(guī)律的實驗中，在小車前部和軌道末端都安裝了磁鐵，同名磁極相對以防止發(fā)生碰撞．從軌道上靜止釋放小車，得到如圖2所示的v﹣t圖象并且有4個點的坐標值．（1）本實驗是通過位移傳感器獲得v﹣t圖象的（填傳感器名稱）．（2）小車沿軌道下滑過程勻加速階段的加速度大小為1m/s2．（3）若實驗中的阻力可忽略不計，根據(jù)圖象，1.5s～1.6s內(nèi)磁鐵之間排斥力平均值是小車重力的1.1倍．參考答案：考點：探究小車速度隨時間變化的規(guī)律．專題：實驗題；直線運動規(guī)律專題．分析：在物體的v﹣t圖象中，斜率大小表示物體的加速度，斜率不變表示物體做勻變速直線運動，圖象和橫坐標圍成的面積表示位移，明確圖象的斜率、面積等含義即可正確解答．解答：解：（1）本實驗是通過位移傳感器獲得v﹣t圖象的．（2）由圖可知圖象AB部分為傾斜的直線，因此物體在AB部分做勻加速直線運動，圖象的斜率的大小等于物體的加速度，因此有：故其加速度為：a==1m/s2．（3）若實驗中的阻力可忽略不計，根據(jù)圖象得a==10m/s2．根據(jù)牛頓第二定律得：1.5s～1.6s內(nèi)磁鐵之間排斥力平均值是小車重力的1.1倍．故答案為：（1）位移

（2）1

（3）1.1點評：本題考查了對v﹣t圖象的物理意義的理解與應(yīng)用，對v﹣t圖象要明確斜率的含義，知道在v﹣t圖象中圖象與坐標軸圍成的面積的含義等．13.單位換算：10m/s=

cm/s=

km/h參考答案：1000

；

36

三、實驗題：本題共2小題，每小題11分，共計22分14.①有一游標卡尺，主尺的最小分度是1mm，游標上有20個小的等分刻度．用它測量一小球的直徑，如圖甲所示的讀數(shù)是

mm．用螺旋測微器測量一根金屬絲的直徑，如圖乙所示的讀數(shù)是

mm．②為了定性研究阻力（摩擦阻力和空氣阻力）與速度的關(guān)系，某同學設(shè)計了如圖所示的實驗。接通打點計時器，將拴有金屬小球的細線拉離豎直方向—個角度后釋放，小球撞擊固定在小車右端的擋板，使小車和擋板一起運動，打點計時器在紙帶上打下了一系列的點，用刻度尺測出相鄰兩點間的距離，可以判斷小車所受的阻力隨速度的減小而____________（填“增大”或“減小”），判斷的依據(jù)是________________________________。參考答案：①10.50

7.500②減小

相鄰相等時間內(nèi)的位移差減小15.某同學用圖甲所示的電路測繪額定電壓為3.0V的小燈泡伏安特性曲線，并研究小燈泡實際功率及燈絲溫度等問題根據(jù)電路圖，將圖乙中的實驗儀器連成完整的實驗電路。②該同學根據(jù)實驗數(shù)據(jù)畫出的小燈泡I—U圖線如圖。形成圖中小燈泡伏安特性圖線是曲線的原因為________．③根據(jù)I—U圖線，可確定小燈泡在電壓為2．0V時實際功率為________．（保留兩位有效數(shù)字）④已知小燈泡燈絲在t=27oC時電阻是1.5Ω，并且小燈泡燈絲電阻值與燈絲溫度的關(guān)系為R=k(273+t)，k為比例常數(shù)。根據(jù)I—U圖線，估算該燈泡正常工作時燈絲的溫度約為

℃.參考答案：①如右圖所示②隨著燈兩端電壓升高，電流增大，燈絲溫度甚高，電阻率增大，電阻變大③（2分）0.68W

④（2分）約1031℃四、計算題：本題共3小題，共計47分16.（10分）如圖所示，輕線一端系一質(zhì)量為m的小球，另一端穿過光滑小孔套在正下方的圖釘A上，此時小球在光滑的水平平臺上做半徑為a、角速度為ω的勻速圓周運動?，F(xiàn)拔掉圖釘A讓小球飛出，此后細繩又被A正上方距A高為h的圖釘B套住，達穩(wěn)定后，小球又在平臺上做勻速圓周運動。求：（1）圖釘A拔掉前，輕線對小球的拉力大小，（2）從拔掉圖釘A到被圖釘B套住前小球做什么運動？所用的時間為多少？（3）小球最后做圓周運動的角速度。參考答案：

解析：

（1）圖釘A拔掉前，輕線的拉力大小為。

（2分）

（2）小球沿切線方向飛出做勻速直線運動（2分）

直到線環(huán)被圖釘B套住，小球速度為（1分），

勻速運動的位移，（1分）（如圖）

則時間。（1分）

（3）v可分解為切向速度v1和法向速度v2，繩被拉緊后v2=0，小球以速度v1做勻速圓周運動，半徑。由

17.圖甲為一研究電磁感應(yīng)的實驗裝置示意圖，其中電流感應(yīng)器（相當于一只理想的電流表）能將各時刻的電流數(shù)據(jù)實時通過數(shù)據(jù)采集器傳輸給計算機，經(jīng)計算機處理后在屏幕上同步顯示出I﹣t圖象，足夠長光滑金屬軌道電阻不計，寬度為L=0.2m，傾角為θ=30°，軌道上端連接的定值電阻的阻值為R=0.9Ω，金屬桿MN的電阻為r=0.1Ω，質(zhì)量為m=1kg．在軌道區(qū)域加一垂直于軌道平面向下、磁感應(yīng)強度為B=0.5T的勻強磁場，讓金屬桿在軌道平面向下、大小隨時間變化的拉力F作用下由靜止開始下滑，計算機顯示出如圖乙所示的I﹣t圖象（I0=0.2A，t0=1s）．設(shè)桿在整個運動過程中與軌道垂直．（1）試推導出金屬桿的速度v隨時間t變化的關(guān)系式；（2）試推導出拉力F隨時間t變化的關(guān)系式；（3）金屬桿從靜止開始下滑2s時間，在定值電阻所產(chǎn)生的焦耳熱為Q=90J，則拉力做的功W為多少？參考答案：解：（1）由圖乙得：I=，由導體棒切割磁感應(yīng)線產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢計算公式可得：E=BLv，根據(jù)閉合電路的歐姆定律可得：I=，解得：v=2t（m/s）；（2）由上知棒做勻加速直線運動，加速度大小為a=2m/s2，安培力大?。篎安=BIL=0.02t，取沿斜面向下為正，由牛頓第二定律得：F+mgsinθ﹣F安=ma可得拉力F=0.02t﹣3（N）；（3）金屬桿從靜止開始下滑t=2s時間內(nèi)通過的位移為x=，2s時刻的速度v=a?t=4m/s，根據(jù)串聯(lián)電路的規(guī)律知棒產(chǎn)生的熱量，所以整個過程中克服安培力做的功為WA=90J+10J=100J；根據(jù)動能定理得：mgsinθ?x+W﹣WA=﹣0，解得W=．答：（1）金屬桿的速度v隨時間t變化的關(guān)系式為v=2t（m/s）；（2）拉力F隨時間t變化的關(guān)系式為F=0.02t﹣3（N）；（3）金屬桿從靜止開始下滑2s時間，在定值電阻所產(chǎn)生的焦耳熱為Q=90J，則拉力做的功W為140J．【考點】導體切割磁感線時的感應(yīng)電動勢；牛頓運動定律的綜合應(yīng)用；閉合電路的歐姆定律；安培力．【分析】（1）由圖乙得電流強度隨時間變化關(guān)系，根據(jù)E=BLv、閉合電路的歐姆定律聯(lián)立求解；（2）根據(jù)v=at得到加速度大小，由牛頓第二定律求解拉力F隨時間t變化的關(guān)系式；（3）求出金屬桿從靜止開始下滑的位移，根據(jù)速度時間關(guān)系求解速度，根據(jù)焦耳定律求解產(chǎn)生的焦耳熱，根據(jù)動能定理求解所以整個過程中克服安培力做的功．18.質(zhì)量為10kg的環(huán)在F＝200N的拉力作用下，沿粗糙直桿由靜止開始運動，桿與水平地面的夾角θ＝37°，拉力F與桿的夾角也為θ＝37°。力F作用0.5s后撤去，環(huán)在桿上繼續(xù)上滑了0.4s后，速度減為零。求：（1）環(huán)與桿之間的動摩擦因數(shù)μ；（2）環(huán)沿桿向上運動的總距離s。參考答案：物體的整