2022年湖北省黄冈市匡河中学高三物理上学期期末试卷含解析

2022年湖北省黄冈市匡河中学高三物理上学期期末试卷含解析 一、 选择题：本题共5小题，每小题3分，共计15分．每小题只有一个选项符合题意 1. 静电力恒量k的单位是 A．N·m2/kg2 B．kg2/(N·m2) C．N·m2/C2 D．C2/(N·m2) 参考答案： C 2. （单选）如图所示，小车上固定着硬杆，杆的端点固定着一个质量为m的小球．当小车有水平向右的加速度且逐渐增大时，杆对小球的作用力的变化（用F1至F4变化表示）可能是下图中的（00′沿杆方向）（ 　 A． B． C． D． 参考答案： 考点： 牛顿第二定律；力的合成与分解的运用． 分析： 小球与小车的运动情况保持一致，当小车有水平向右的加速度且逐渐增大时，小球的加速度也水平向右且逐渐增大，对小球进行受力分析，根据牛顿第二定律和力的分解即可解题． 解答： 解：小球与小车的运动情况保持一致，故小球的加速度也水平向右且逐渐增大，对小球进行受力分析，竖直方向受平衡力，所以杆子对小球的力的竖直向上的分量等于重力且不发生变化，水平方向合力向右并逐渐增大，所以杆子对小球的作用力的水平分量逐渐增大，故C正确． 故选C． 点评： 本题要求同学们能根据运动情况分析物体的受力情况，并能结合牛顿第二定律及力的分解解题，难度适中． 3. （单选）一简谐横波沿x轴的正方向传播，周期为0．4 s，在t=o时刻的波形如图所示，p和Q分别为x=3 m和x=4 m的两个质点，则下列说法正确的是 A．该波的波速为5 m／s B．Q的加速度为零 C．P的振动方向沿y轴正方向 D．Q的振动方程为y=0．4 cos5t(m) 参考答案： D 4. 竖直起飞的火箭当推力为F时，加速度为10 m / s2，当推力增大到2F时，火箭的加速度将达到（g取10 m / s2）                                                               A．20 m / s2            B．25 m / s2           C．30 m / s2          D．40 m / s2 参考答案： C 5. 下列说法中正确的是（　　） A．光电效应现象揭示了光具有波动性 B．电子的衍射现象说明实物粒子也具有波动性 C．重核裂变时平均每个核子释放能量要比轻核聚变时多 D．天然放射现象使人们认识到原子具有复杂结构 参考答案： B 【考点】爱因斯坦光电效应方程；天然放射现象；重核的裂变． 【分析】光电效应现象揭示了光具有粒子性； 电子的衍射现象说明实物粒子具有波动性； 轻核聚变反应是由较轻的和反应形成的，其放出的能量多； 天然放射现象使人们认识到原子核具有复杂结构． 【解答】解：A、光电效应现象揭示了光具有粒子性，故A错误； B、电子的衍射现象说明实物粒子具有波动性，电子是实物粒子，故B正确； C、平均每一个核子，轻核的聚变产生的能量比重核裂变释放的能量要多；故C错误； D、天然放射现象使人们认识到原子核具有复杂结构，故D错误． 故选：B 二、 填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分 6. 如图所示，薄壁圆筒半径为R，a、b是圆筒某直径上的两个端点（图中OO’为圆筒轴线）。圆筒以速度v竖直匀速下落，同时绕OO’匀速转动。若某时刻子弹水平射入a点，且恰能经b点穿出，则子弹射入a点时速度的大小为___________；圆筒转动的角速度满足的条件为___________。（已知重力加速度为g） 参考答案： 7. 如图所示，光滑水平桌面上有一小球被细线栓住，细线另一端固定在天花板上，小球受到一水平向右的拉力F作用，在拉力F逐渐增大的过程中，小球始终没有离开水平桌面，则在这一过程中，小球受到绳的拉力FT将              ，桌面支持力FN将            参考答案： 增大      减小 根据平衡条件：，而且角减小，所以绳的拉力将增大，桌面支持力将减小 8. 如图为“用DIS（位移传感器、数据采集器、计算机）研究加速度和力的关系”的实验装置。 （1）在该实验中必须采用控制变量法，应保持___________不变，用钩码所受的重力作为___________，用DIS测小车的加速度。 （2）改变所挂钩码的数量，多次重复测量。在某次实验中根据测得的多组数据可画出a-F关系图线（如图所示）。 ①分析此图线的OA段可得出的实验结论是_________________________________。 ②（单选题）此图线的AB段明显偏离直线，造成此误差的主要原因是（    ） A．小车与轨道之间存在摩擦       B．导轨保持了水平状态 C．所挂钩码的总质量太大            D．所用小车的质量太大 参考答案： （1）小车的总质量，小车所受外力， （2）①在质量不变的条件下，加速度与外力成正比，②C， 9. 某种物质分子间作用力表达式，则该物质固体分子间的平均距离大约为    ▲    ；液体表面层的分子间的距离比  ▲  （填“大”或“小“）。 参考答案： （2分）  大 10. 如图1－8所示，理想变压器原线圈与一10 V的交流电源相连，副线圈并联两个小灯泡a和b，小灯泡a的额定功率为0.3 W，正常发光时电阻为30 Ω.已知两灯泡均正常发光，流过原线圈的电流为0.09 A，可计算出原、副线圈的匝数比为________，流过灯泡b的电流为________A . 图1－9 参考答案： 10∶3　0.2　 11. 单摆做简谐振动时回复力是由摆球__________的分力提供。用单摆测重力加速度实验中，尽量做到摆线要细，弹性要小，质量要轻，其质量要_________摆球质量。 参考答案：     (1). 重力沿圆弧切线；    (2). 远小于 【详解】单摆做简谐振动时回复力是由摆球重力沿圆弧切线的分力提供。用单摆测重力加速度实验中，尽量做到摆线要细，弹性要小，质量要轻，其质量要远小于摆球质量。 12. 实验室给同学们提供了如下实验器材：滑轮、小车、小木块、长木板、停表、砝码、弹簧测力计、直尺，要求同学们用它们来粗略验证牛顿第二定律． (1)实验中因涉及的物理量较多，必须采用                   法来完成该实验． (2)某同学的做法是：将长木板的一端垫小木块构成一斜面，用小木块改变斜面的倾角，保持滑轮小车的质量不变，让小车沿不同倾角的斜面由顶端无初速释放，用停表记录小车滑到斜面底端的时间．试回答下列问题： ①改变斜面倾角的目的是：__________________________________________  . ②用停表记录小车下滑相同距离(从斜面顶端到底端)所经历的时间，而不是记录下滑相同时间所对应的下滑距离，这样做的原因是                                         .  (3)如果要较准确地验证牛顿第二定律，则需利用打点计时器来记录小车的运动情况．如下图是某同学得到的一条用打点计时器打下的纸带，并在其上取了O、A、B、C、D、E、F共7个计数点(图中每相邻两个计数点间还有4个打点计时器打下的点未画出)，打点计时器接的是50 Hz的低压交流电源．他将一把毫米刻度尺放在纸上，其零刻线和计数点O对齐． 由以上数据可计算打点计时器在打A、B、C、D、E各点时物体的瞬时速度，其中打E 点时的速度是________m/s．加速度的大小是               m/s2。(取三位有效数字) 参考答案： (1)控制变量　(2)①改变小车所受的合外力　②记录更准确(或：更容易记录，记录误差会更小，时间更容易记录，方便记录，方便计时，位置很难记录等类似答案均正确) （3）0.233±0.003   0.344 13. 如图，均匀磁场中有一由半圆弧及其直径构成的导线框，半圆直径与磁场边缘重合；磁场方向垂直于半圆面（纸面）向里，磁感应强度大小为B0，半圆弧导线框的直径为d，电阻为R。使该线框从静止开始绕过圆心O、垂直于半圆面的轴以角速度ω匀速转动半周，线框中产生的感应电流大小为_________。现使线框保持图中所示位置，让磁感应强度大小随时间线性变化。为了产生与线框转动半周过程中同样大小的电流，磁感应强度随时间的变化率的大小应为_________。   参考答案： ； 三、 实验题：本题共2小题，每小题11分，共计22分 14. 在“用单分子油膜估测分子大小”实验中，若油酸酒精溶液体积浓度为，一滴溶液的体积为，其形成的油膜面积为，则估测出油酸分子的直径为             m。   参考答案： 15. 有一电流表A，量程为1 mA，内阻r1约为100 Ω，要求测量其内阻．可选用器材有：电阻箱R1，最大阻值为99 999.9 Ω；滑动变阻器甲，最大阻值为10 kΩ；滑动变阻器乙，最大阻值为2 kΩ；电源E，电动势约为6 V，内阻不计；开关2个，导线若干．采用的测量电路图如图所示，实验步骤如下： ①断开S1和S2，将R调到最大； ②合上S1，调节R使A表满偏； ③保持R不变，合上S2，调节R1使A表半偏，此时可以认为A表的内阻r1＝R1. 在上述可供选择的器材中，可变电阻R应该选择__甲(3分)__(选填“甲”或“乙”)；认为内阻r1＝R1，此结果与r1的真实值相比__偏小(3分)__(选填“偏大”、“偏小”或“相等”)． 参考答案： 甲  偏小   解析：（1）闭合 后，电路中总电阻发生变化，要减小实验误差，R应选滑动变阻器甲。（2）闭合 后，回路总电阻变小，总电流变大，当电流表示数为原电流一半时，通过 的电流比通过电流表的电流大，由并联电路的特点 ，故偏小 四、计算题：本题共3小题，共计47分 16. （计算）如图所示，AOB是光滑水平轨道，BC是半径为R的光滑的固定圆弧轨道，两轨道恰好相切于B点。质量为M的小木块静止在O点，一颗质量为m的子弹以某一初速度水平向右射入小木块内，并留在其中和小木块一起运动，且恰能到达圆弧轨道的最高点C(木块和子弹均看成质点)。 ①求子弹射入木块前的速度。 ②若每当小木块返回到O点或停止在O点时，立即有一颗相同的子弹射入小木块，并留在其中，则当第9颗子弹射入小木块后，小木块沿圆弧轨道能上升的最大高度为多少? 参考答案： （1）；（2） 本题旨在考查动量守恒定律、机械能守恒定律。 【物理—选修3-5】 （1）第一颗子弹射入木块的过程，系统动量守恒，以子弹的初速度方向为正方向，由动量守恒定律得： 系统由O到C的运动过程中机械能守恒，由机械能守恒定律得： 由以上两式解得： （2）由动量守恒定律可知，第2、4、6…颗子弹射入木块后，木块的速度为0，第1、3、5…颗子弹射入后，木块运动．当第9颗子弹射入木块时，以子弹初速度方向为正方向， 由动量守恒定律得： 设此后木块沿圆弧上升的最大高度为，由机械能守恒得： 由以上各式可得： 答：（1）子弹射入木块前的速度为； （2）小木块沿圆弧轨道能上升的最大高度为。 17. （10分）如图所示在赤道某处的地面上，竖立着一根高20.0m的旗杆，正午时分，太阳恰好在旗杆的正上方。     （1）求在下午什么时刻，旗杆的影子长度等于20.0m。 （2）在下午两点整，旗杆的顶点在地面的影子速度等于多少？ 参考答案： 解析： （1）旗杆的影子长度等于20.0m时，太阳转过的角度应为 太阳转过所需时间t=×24=3h （2）太阳转动的角速度   太阳在下午两点转过的角度= 旗杆顶点在地面的影子与旗杆顶点距离为   旗杆顶点影子转动的速度 旗杆影子在地面的实际速度为 故=