2021-2022學(xué)年重慶涪陵區(qū)第十八中學(xué)高三物理上學(xué)期期末試卷含解析

2021-2022學(xué)年重慶涪陵區(qū)第十八中學(xué)高三物理上學(xué)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.（單選）設(shè)地球的半徑為R，地球表面重力加速度為g，月球繞地球公轉(zhuǎn)周期為T玉兔號月球車所拍攝的月面照片從月球以電磁波形式發(fā)送到北京航天飛行控制中心所用時間約為（真空中的光速為c，月地距離遠大于地球半徑） A． B． C． D．參考答案：B2.如圖所示，圓弧形凹槽固定在水平地面上，其中ABC是以O(shè)為圓心的一段圓弧，位于豎直平面內(nèi)。現(xiàn)有一小球從一水平桌面的邊緣P點向右水平飛出，該小球恰好能從A點沿圓弧的切線方向進入軌道。OA與豎直方向的夾角為θ1，PA與豎直方向的夾角為θ2。下列說法正確的是 A．tanθ1tanθ2=2

B．cotθ1tanθ2=2 C．cotθ1cotθ2=2

D．tanθ1cotθ2=2參考答案：A平拋運動在水平方向上做勻速直線運動，在豎直方向上做自由落體運動．速度與水平方向的夾角為θ1，tanθ1==．位移與豎直方向的夾角為θ2，tanθ2===，則tanθ1tanθ2=2．故A正確，B、C、D錯誤．3.質(zhì)量為m的汽車在平直路面上啟動，啟動過程的速度圖像如圖所示，從t1時刻起汽車的功率保持不變，整個運動過程中汽車所受阻力恒為f，則

A．0~t1時間內(nèi)，汽車的牽引力等于B．在t1~t2時間內(nèi)，汽車的功率等于C．汽車運動過程中的最大速度D．在t1~t2時間內(nèi)，汽車的平均速度等于參考答案：BC4.下列說法正確的是A．氣體的溫度升高時，并非所有分子的速率都增大B．盛有氣體的容器作減速運動時，容器中氣體的內(nèi)能隨之減小

C．理想氣體在等容變化過程中，氣體對外不做功，氣體的內(nèi)能不變

D．一定質(zhì)量的理想氣體經(jīng)等溫壓縮后，其壓強一定增大參考答案：答案：AD解析：氣體溫度升高時，其平均動能增大，這是氣體分子運動的統(tǒng)計規(guī)律，并非所有分子的速率都增大，A對；氣體的內(nèi)能是所有分子熱運動的動能和分子勢能的總和，與容器的運動狀態(tài)無關(guān)，B錯；理想氣體在等容變化過程中，其體積不變，氣體對外做功為零，但可通過吸熱或放熱來改變內(nèi)能，C錯；一定質(zhì)量的理想氣體，經(jīng)等溫壓縮后，其溫度不變，體積減小，故壓強增大，D對。5.如圖所示，平直公路上行駛著的小車內(nèi)，線吊著的小球與車保持相對靜止，吊線與豎直線夾角恒為θ，由此可知（）A．小車的加速度恒定 B．小車一定向左運動C．小車的加速度方向向右 D．小車一定做勻加速直線運動參考答案：A解：A、C、小球相對車廂處于靜止狀態(tài)，球與車廂的加速度相同，根據(jù)懸繩偏轉(zhuǎn)方向可知拉力與重力的合力應(yīng)水平向左，則車廂加速度一定是水平向左．由牛頓第二定律得：mgtanθ=ma，解得a=gtanθ，即加速度的大小和方向都不變．故A正確，C錯誤；B、D、通過受力分析，只能得出小車與小球的加速度的方向向左，小車可能向左做加速運動，也可能向右做減速運動．故BD錯誤．故選：A．二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計16分6.如圖所示，一個硬質(zhì)圓環(huán)豎直放置在地面上，兩根輕桿OA、OB一端由鉸鏈（圖中未畫出）連接在圓環(huán)圓心O處，另一端也由鉸鏈分別連接在圓環(huán)A、B兩點。重物G由一根輕繩OC懸掛在O點。開始時，輕桿OA水平，OB與OA夾角為150°。若從圖示位置將圓環(huán)順時針緩慢旋轉(zhuǎn)90°，桿OA對O點的作用力大小變化情況是____________；若從圖示位置將圓環(huán)逆時針緩慢旋轉(zhuǎn)90°，桿OB對O點的作用力大小變化情況是____________（均選填“一直變大”、“一直變小”、“先變大后變小”或“先變小后變大”）。參考答案：先變大后變??；一直變小。7.一衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運動的線速度大小為v，若地球質(zhì)量為M，引力常量為G，則該衛(wèi)星的圓周運動的半徑R為

；它在1/6周期內(nèi)的平均速度的大小為

。參考答案：；8.如圖（a）所示為某種燈泡的U－I圖像，現(xiàn)將兩個這種小燈泡L1、L2與一個阻值為5Ω的定值電阻R連成如圖（b）所示的電路，電源的電動勢為E＝6V，電鍵S閉合后，小燈泡L1與定值電阻R的電功率均為P，則P＝______W，電源的內(nèi)阻r＝_____Ω。參考答案：0.2，2.59.利用圖示裝置可以做力學(xué)中的許多實驗．

（1）以下說法正確的是

▲

．

A．利用此裝置“研究勻變速直線運動”時，必須設(shè)法消除小車和木板間的摩擦阻力的影響B(tài)．利用此裝置探究“小車的加速度與質(zhì)量的關(guān)系”并用圖象法處理數(shù)據(jù)時，如果畫出的a-M關(guān)系圖象不是直線，就可確定加速度與質(zhì)量成反比

C．利用此裝置探究“功與速度變化的關(guān)系”實驗時，應(yīng)將木板帶打點計時器的一端適當墊高，這樣做的目的是利用小車重力沿斜面分力補償小車運動中所受阻力的影響

（2）小華在利用此裝置“探究加速度a與力F的關(guān)系”時，因為不斷增加所掛鉤碼的個數(shù)，導(dǎo)致鈞碼的質(zhì)量遠遠大于小車的質(zhì)量，則小車加速度a的值隨鈞碼個數(shù)的增加將趨近于

▲

的值.

參考答案：（1）C（3分）

（2）重力加速度10.如圖甲所示，光滑絕緣的水平面上一矩形金屬線圈

abcd的質(zhì)量為m、電阻為R、面積為S，ad邊長度為L，其右側(cè)是有左右邊界的勻強磁場，磁場方向垂直紙面向外，磁感應(yīng)強度大小為B，ab邊長度與有界磁場區(qū)域?qū)挾认嗟?，在t=0時刻線圈以初速度v0進入磁場，在t=T時刻線圈剛好全部進入磁場且速度為vl，此時對線圈施加一沿運動方向的變力F，使線圈在t=2T時刻線圈全部離開該磁場區(qū)，若上述過程中線圈的v—t圖像如圖乙所示，整個圖像關(guān)于t=T軸對稱。則0—T時間內(nèi)，線圈內(nèi)產(chǎn)生的焦耳熱為______________________，從T—2T過程中，變力F做的功為______________________。參考答案：；2（）11.一斜面AB長為5m，傾角為30°，一質(zhì)量為2kg的小物體（大小不計）從斜面頂端A點由靜止釋放，如圖所示．斜面與物體間的動摩擦因數(shù)為，則小物體下滑到斜面底端B時的速度

m／s及所用時間

s．（g取10m/s2）參考答案：12.)如圖所示，是一列沿x軸負方向傳播的簡諧橫波在t=0時刻的波形圖，已知波的傳播速度v=2m/s，則振動的周期為

s，x=1.0m處質(zhì)點的振動方向沿

(填“y軸正方向”或“y軸負方向”)，x=2.0m處的質(zhì)點在0—1.5s內(nèi)通過的路程為

cm．參考答案：13.如圖是實驗中得到的一條紙帶．已知打點計時器所用電源的頻率為50Hz，當?shù)氐闹亓铀俣萭=9.80m/s2，測得所用重物的質(zhì)量為1.00kg，紙帶上第0、1兩點間距離接近2mm，A、B、C、D是連續(xù)打出的四個點，它們到O點的距離如圖所示，則由圖4中數(shù)據(jù)可知，重物由O點運動到B點，重力勢能的減少量等于

J，動能的增加量等于

J（取三位有效數(shù)字）．動能增加量小于重力勢能的減少量的原因主要是

．參考答案：6.886.81

存在摩擦阻力做負功．【考點】驗證機械能守恒定律．【分析】根據(jù)某段時間內(nèi)的平均速度等于中間時刻的瞬時速度求出B點的瞬時速度，從而得出動能的增加量，根據(jù)下降的高度求出重力勢能的減小量．【解答】解：B點的瞬時速度m/s=3.69m/s，則動能的增加量=6.81J，重力勢能的減小量△Ep=mgh=1×9.80×0.7776J=6.88J．動能的增加量小于重力勢能的減小量，主要原因是存在摩擦阻力做負功．故答案為：6.886.81

存在摩擦阻力做負功．三、實驗題：本題共2小題，每小題11分，共計22分14.某研究性學(xué)習(xí)小組為探究熱敏電阻特性而進行了如下實驗。他們分若干次向圖8所示的燒杯中倒入開水，觀察不同溫度下熱敏電阻的阻值，并把各次的溫度值和對應(yīng)的熱敏電阻的阻值記錄在表中。測量次數(shù)t/0CR/KΩ12010.02258.53356.54455.05554.06653.37752.88852.39952.0

（1）將表格中的實驗數(shù)據(jù)在給定的坐標紙上描繪出熱敏電阻的阻值R隨溫度t變化的圖象。并說明該熱敏電阻的阻值隨溫度的升高而

▲

▲

（填“增大”或“減小”)。（2）他們用該熱敏電阻作為溫度傳感器設(shè)計了一個溫度控制電路，如圖9所示，請在虛線方框中正確畫出施密特觸發(fā)器。（3）當加在斯密特觸發(fā)器輸入端的電壓逐漸上升到某個值（1.6V）時，輸出端電壓會突然從高電平跳到低電平，而當輸入端的電壓下降到另一個值（0.8V）時，輸出端電壓會從低電平跳到高電平，從而實現(xiàn)溫度控制。已知可變電阻R1＝12.6KΩ，則溫度可控制在

▲

0C到

▲

0C之間（結(jié)果保留整數(shù)，不考慮斯密特觸發(fā)器的分流影響）。參考答案：(1)減小

(2)38±20C

82±20C

(每空2分、圖象各2分)

15.(2)某同學(xué)用電火花計時器(其打點周期T=0.02s)來測定自由落體的加速度。試回答：①下列器材中，不需要的是

(只需填選項字母)。A．直尺

B．紙帶

C．重錘

D．低壓交流電源②實驗中在紙帶上連續(xù)打出點1、2、3、……、9，如圖所示，由此測得加速度的大小為

m/s2。③當?shù)氐闹亓铀俣却笮?.8m/s2，測量值與實際值有差異的主要原因是

。參考答案：①D（2分）②9.4（2分）；③受摩擦阻力、空氣阻力的影響四、計算題：本題共3小題，共計47分16.(9分)如圖所示，真空中有一個半徑為R，折射率為n=的透明玻璃球.一束光沿與直徑成θ0=45°角的方向從P點射入玻璃球，并從Q點射出，求光線在玻璃球中的傳播時間.

參考答案：解析：設(shè)光線在玻璃球的折射角為θ，由折射定律得

解得：θ=30°

由幾何知識可知光線在玻璃球中路徑的長度為L=2Rcosθ=

光在玻璃的速度為v=

光線在玻璃球中的傳播時間t=17.飛行器常用的動力系統(tǒng)．某種推進器設(shè)計的簡化原理如圖1，截面半徑為R的圓柱腔分別為兩個工作區(qū)，I為電離區(qū)，將氙氣電離獲得1價正離子；Ⅱ為加速區(qū)，長度為L，兩端加有電壓，形成軸向的勻強電場．I區(qū)產(chǎn)生的正離子以接近0的初速度進入Ⅱ區(qū)，被加速后以速度vM從右側(cè)噴出．Ⅰ區(qū)內(nèi)有軸向的勻強磁場，磁感應(yīng)強度大小為B，在離軸線處的C點持續(xù)射出一定速度范圍的電子．假設(shè)射出的電子僅在垂直于軸線的截面上運動，截面如圖2所示（從左向右看）．電子的初速度方向與中心O點和C點的連線成α角（0＜α＜90?）．推進器工作時，向I區(qū)注入稀薄的氙氣．電子使氙氣電離的最小速度為v0，電子在I區(qū)內(nèi)不與器壁相碰且能到達的區(qū)域越大，電離效果越好．已知離子質(zhì)量為M；電子質(zhì)量為m，電量為e．（電子碰到器壁即被吸收，不考慮電子間的碰撞）．（1）求II區(qū)的加速電壓及離子的加速度大小；（2）為取得好的電離效果，請判斷I區(qū)中的磁場方向（按圖2說明是“垂直紙面向里”或“垂直紙面向外”）；（3）ɑ為90?時，要取得好的電離效果，求射出的電子速率v的范圍；（4）要取得好的電離效果，求射出的電子最大速率vM與α的關(guān)系．參考答案：考點：帶電粒子在勻強磁場中的運動；帶電粒子在勻強電場中的運動．專題：帶電粒子在復(fù)合場中的運動專題．分析：（1）粒子在區(qū)域Ⅱ中運動的過程中，只受電場力作用，電場力做正功，利用動能定理和運動學(xué)公式可解的加速電壓和離子的加速度大?。?）因電子在I區(qū)內(nèi)不與器壁相碰且能到達的區(qū)域越大，電離效果越好，所以可知電子應(yīng)為逆時針轉(zhuǎn)動，結(jié)合左手定則可知磁場的方向．（3）通過幾何關(guān)系分析出離子運功的最大軌道半徑，洛倫茲力提供向心力，結(jié)合牛頓第二定律可計算出離子的最大速度．（4）畫出軌跡圖，通過幾何關(guān)系解出軌道的最大半徑，再結(jié)合洛倫茲力提供向心力列式，即可得出射出的電子最大速率vM與α的關(guān)系．解答：解：（1）離子在電場中加速，由動能定理得：eU=M得：U=離子做勻加速直線運動，由運動學(xué)關(guān)系得：=2aL得：a=（2）要取得較好的電離效果，電子須在出射方向左邊做勻速圓周運動，即為按逆時針方向旋轉(zhuǎn)，根據(jù)左手定則可知，此刻Ⅰ區(qū)磁場應(yīng)該是垂直紙面向外．（3）當α=90°時，最大速度對應(yīng)的軌跡圓如圖一所示，與Ⅰ區(qū)相切，此時圓周運動的半徑為：r=R洛倫茲力提供向心力，有：Bevmax=m得：vmax=即速度小于等于此刻必須保證B＞（4）當電子以α角入射時，最大速度對應(yīng)軌跡如圖二所示，軌跡圓與圓柱腔相切，此時有：∠OCO′=90°﹣αOC=，OC′=r，OO′=R﹣r由余弦定理有：（R﹣r）2=+r2﹣2r××cos（90°﹣α）cos（90°﹣α）=sinα聯(lián)立解得：r=再由：r=得：vmax=答：（1）求II區(qū)的加速電壓為，離子的加速度大小為；（2）為取得好的電離效果，請判斷I區(qū)中的磁場方向是垂直紙面向外（3）ɑ為90?時，要取得好的電離效果，求射出的電子速率v的范圍是速度小于等于（4）要取得好的電離效果，求射出的電子最大速率vM與α的關(guān)系為vmax=．點評：該題的文字敘述較長，要求要快速的從中找出物理信息，創(chuàng)設(shè)物理情境；平時要注意讀圖能力的培養(yǎng)，以及幾何知識在物理學(xué)中的應(yīng)用，解答此類問題要有畫草圖的習(xí)慣，以便有助于對問題的分析和理解；再者就是要熟練的掌握帶電粒子在磁場中做勻速圓周運動的周期和半徑公式的應(yīng)用．18.如圖所示，某人乘雪