2021-2022學年北京朱莊中學高三物理下學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15分．每小題只有一個選項符合題意1.下列說法正確的是（

）A．在波的傳播過程中，質點的振動頻率等于波源的振動頻率，振動速度等于波的傳播速度B．愛因斯坦狹義相對論指出，真空中的光速在不同的慣性參考系中都是相同的C．在光的雙縫干涉實驗中，若僅將入射光由紅光改為綠光，根據，則可確定干涉條紋間距變窄D．水中的氣泡看起來特別明亮，是因為光從水射向氣泡時，一部分光在界面上發生了全反射的緣故E．光纖通信、全息照相、數碼相機及醫用纖維式內窺鏡都是利用了光的全反射原理參考答案：BCD2.某限流器由超導部件和限流電阻并聯組成，如圖所示。超導部件有一個超導臨界電流Ic，當通過限流器的電流I>Ic時將造成超導體失超，即從超導態（可視為電阻為零）轉變為正常態（可視為定值純電阻），以此便可限制電路系統的故障電流。已知超導部件的正常態電阻為R1=3Ω，超導臨界電流Ic=1.2A，限流電阻R2=6Ω，小燈泡L上標有“6V，6W”，電源電動勢E=8V，內阻r=2Ω。原來電路正常工作，現L突然發生短路，則（

）（A）L短路前通過R1的電流為A

（B）L短路前通過R2的電流為1A（C）L短路后通過R1的電流為A

（D）L短路后通過R2的電流為A參考答案：C3.如圖所示，OA、OB是豎直面內兩根固定的光滑細桿，O、A、B、C位于同一圓周上，C點為圓周的最高點，B點為最低點。每根桿上都套著一個小滑環（圖中未畫出），兩個滑環都從O點無初速釋放，用t1、t2分別表示滑環到達A、B所用的時間，則

（

）

A．t1=t2

B．t1<t2

C．t1>t2

D．無法比較t1、t2的大小參考答案：C4.如圖所示，設行星繞太陽的運動是勻速圓周運動，金星自身的半徑是火星的n倍，質量為火星的k倍，不考慮行星自轉的影響，則A.金星表面的重力加速度是火星的B.金星的第一宇宙速度是火星的C.金星繞太陽運動的加速度比火星小D.金星繞太陽運動的周期比火星大參考答案：B解：有黃金代換公式GM=gR2可知g=GM/R2,所以故A錯誤，由萬有引力提供近地衛星做勻速圓周運動的向心力可知解得

，所以故B正確；由可知軌道越高，則加速度越小，故C錯；由可知軌道越高，則周期越大，故D錯；綜上所述本題答案是：B【點睛】結合黃金代換求出星球表面的重力加速度，并利用萬有引力提供向心力比較運動中的加速度及周期的大小。5.（多選題）已知地球質量為M，半徑為R，自轉周期為T，地球同步衛星質量為m，引力常量為G，有關同步衛星，下列表述中正確的是（）A．衛星的運行速度小于第一宇宙速度B．衛星距離地面的高度為C．衛星運行的向心加速度小于地球表面的重力加速度D．衛星運行的向心加速度等于地球赤道表面物體的向心加速度參考答案：AC【分析】同步衛星與地球相對靜止，因而與地球自轉同步，根據萬有引力提供向心力，即可求出相關的量．【解答】解：A、第一宇宙速度為v1=，而同步衛星的速度為v=，因此運行速度小于第一宇宙速度，故A正確；B、萬有引力提供向心力，有：==且r=R+h解得：h=﹣R，故B錯誤；C、衛星運行時受到的向心力大小是F向==m，向心加速度；地表重力加速度為g=，衛星運行的向心加速度小于地球表面的重力加速度，故C正確；D、同步衛星與地球赤道表面的物體具有相同的角速度，根據知，衛星運行的向心加速度大于地球赤道表面物體的向心加速度，故D錯誤；故選：AC．二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計16分6.小球每隔0.2s從同一高度拋出，做初速為6m/s的豎直上拋運動，設它們在空中不相碰，第1個小球在拋出點以上能遇到的小球個數為

。（g取10m/s2）參考答案：57.如圖是等離子體發電機示意圖，平行金屬板間的勻強磁場的磁感應強度B=0.5T，兩板間距離為20cm，要使輸出電壓為220V，則等離子體垂直射入磁場的速度v=

m/s。a是電源的

極。參考答案：2200

正8.為了探究受到空氣阻力時，物體運動的速度隨時間的變化規律，某同學采用了探究“加速度與物體質量、物體受力關系”的實驗裝置如圖1所示．實驗時，平衡小車與木板之間的摩擦力后，在小車上安裝一薄板，以增大空氣對小車運動的阻力．①往砝碼盤中加入一小砝碼，在釋放小車_______________

(選填“之前”或“之后”)接通打點計時器的電源，在紙帶上打出一系列的點．②從紙帶上選取若干計數點進行測量，得出各計數點的時間t與速度v的數據如下表：時間t/s00．501．001．502．002．50速度v/(m·s－1)0．120．190．230．260．280．29請根據實驗數據在圖2中作出小車的v－t圖象．圖2

③通過對實驗結果的分析，該同學認為：隨著運動速度的增加，小車所受的空氣阻力將變大，你是否同意他的觀點？請根據v－t圖象簡要闡述理由．參考答案：①之前②圖象如圖所示③同意，在v－t圖象中，速度越大時，加速度越小，小車受到的合力越小，則小車受空氣阻力越大．解析①打點計時器要在釋放小車之前接通電源．②選取合適的坐標標度，描點連線即可作出圖象，如圖所示．③v－t圖象的斜率表示加速度的大小，由圖象可知，其速度越來越大，加速度越來越小，則小車所受空氣阻力越來越大．9.如圖所示，一個半徑為R的透明球體放置在水平面上，一束光從A點沿水平方向射入球體后經B點射出，最后射到水平面上的C點。已知，該球體對光的折射率為，則它從球面射出時的出射角＝

；在透明體中的速度大小為

（結果保留兩位有效數字）（已知光在的速度c＝3×108m／s）參考答案：10.某同學做《共點的兩個力的合成》實驗作出如圖所示的圖，其中A為固定橡皮條的固定點，O為橡皮條與細繩的結合點，圖中___________是F1、F2合力的理論值，___________是合力的實驗值，需要進行比較的是_________和___________，通過本實驗，可以得出結論：在誤差允許的范圍___________是正確的。參考答案：F;

F’;

F和F’;其合力的大小和方向為F1和F2的線段為鄰邊的對角線11.下圖為接在50Hz低壓交流電源上的打點計時器，在紙帶做勻加速直線運動時打出的一條紙帶，圖中所示的是每打5個點所取的記數點，但第3個記數點沒有畫出。由圖數據可求得：（1）該物體的加速度為

m/s2，.com（2）第3個記數點與第2個記數點的距離約為

cm，（3）打第2個計數點時該物體的速度為

m/s。參考答案：(1)0.74(2)4.36(3)0.399（1）設1、2間的位移為x1，2、3間的位移為x2，3、4間的位移為x3，4、5間的位移為x4；因為周期為T=0.02s，且每打5個點取一個記數點，所以每兩個點之間的時間間隔T=0.1s；由勻變速直線運動的推論xm-xn=(m-n)at2得：

x4-x1=3at2帶入數據得：

（5.84-3.62）×10-2=a×0.12

解得：a=0.74m/s2．

（2）第3個記數點與第2個記數點的距離即為x2，由勻變速直線運動的推論：x2-x1=at2得：

x2=x1+at2帶入數據得：

x2=3.62×10-2+0.74×0.12=0.0436m

即為：4.36cm．

（3）由中間時刻的瞬時速度等于這段時間的平均速度可知=0.399m/s.12.某同學將力傳感器固定在小車上，然后把繩的一端固定在傳感器控鉤上，用來測量繩對小車的拉力，探究在小車及傳感器總質量不變時加速度跟它們所受拉力的關系，根據所測數據在坐標系中作出了如圖所示的a—F圖象；

(1)圖線不過坐標原點的原因是

；

（2)本實驗中是否仍需要細沙和桶的總質量遠小于小車和傳感器的總質量

(填“是”或“否”)；

(3)由圖象求出小車和傳感器的總質量為

kg。參考答案：13.某同學為了探究“恒力做功與物體動能變化的關系”，他設計了如下實驗：他的操作步驟是：①安裝好實驗裝置如圖。②將質量為200g的小車拉到打點計時器附近，并按住小車。③在質量為10g、30g、50g的三種鉤碼中，他挑選了一個質

量為50g的鉤碼掛在拉線P上。④先接通打點計時器的電源，后釋放小車，打出一條紙帶。在多次重復實驗得到的紙帶中取出自認為滿意的一條，經測量、計算，得到如下數據：（g=9.8m/s2）①第一個點到第N個點的距離為40.00cm.②打下第N點時小車的速度大小為1.20m/s。該同學將鉤碼的重力當作小車所受的拉力，算出從打下第一點到打下第N點拉力對小車做的功為

J，小車動能的增量為

-----

J。（計算結果保留三位有效數字）

此次實驗探究結果的誤差很大，顯然，在實驗探究過程中忽視了某些產生誤差的因素。請你根據該同學的實驗裝置和操作過程幫助他分析一下，造成較大誤差的主要原因是：①

②

。參考答案：

①小車質量沒有遠大于鉤碼的質量；②沒有平衡摩擦力；三、實驗題：本題共2小題，每小題11分，共計22分14.為了探究影響平拋運動水平射程的因素，某同學通過改變拋出點的高度及初速度的方法做了6次實驗，實驗數據記錄如下表。序號拋出點的高度（m）水平初速度（m/s）水平射程（m）10.202.00.4020.203.00.6030.204.00.8040.452.00.6050.454.01.2060.802.00.80①若探究水平射程與初速度的關系，可用表中序號為

的實驗數據進行分析。②若探究水平射程與高度的關系，可用表中序號為

的實驗數據進行分析。

參考答案：①l、2、3

②1、4、6（少選得1分，不選或錯選不得分，全對得3分）

15.要測量一個量程已知的電壓表的內阻，所備器材如下：A．待測電壓表V（量程3V，內阻待測）B．電流表A（量程3A，內阻約0.01Ω）C．定值電阻R（已知阻值6kΩ，額定電流50mA）D．蓄電池E（電動勢略小于3V，內阻不計）E．多用電表F．開關K1、K2，導線若干有一同學利用上面所給器材，進行如下實驗操作：（1）首先，用多用電表進行粗測，選用“×1K”擋且操作方法正確．若這時刻度盤上的指針位置如圖甲所示，則測量的結果是7KΩ．（2）為了更精確地測出此電壓表內阻，該同學設計了如圖乙所示的（a）、（b）實驗電路，你認為其中較合理的電路圖是b．（3）用你選擇的電路進行實驗時，用上述所測量的符號表示電壓表的內阻Rv=．參考答案：解：（1）選用“×1K”擋且操作方法正確，由圖1所示可知，則測量的結果是：R=7×1k=7kΩ．（2）由于電源電動勢小于3V，電壓表內阻很大，圖a所示電路電流很小，不能準確對電流表讀數，實驗誤差太大，因此應選擇圖b所示電路進行實驗．（3）實驗時，要先閉合開關K1，再閉合開關K2，讀得電壓表示數U1；再斷開開關K2，讀得電壓表示數U2，電源的內阻忽略不計，斷開開關K2，讀得電壓表示數U2，電阻R上的電壓為：UR=U1﹣U2，由串聯電路的分壓關系得：=解得：RV=；故答案為：（1）7KΩ或7000Ω；（2）b；（3）．四、計算題：本題共3小題，共計47分16.（18分）如下圖所示，讓擺球從圖中的C位置由靜止開始擺下，擺到最低點D處，擺線剛好被拉斷，小球在粗糙的水平面上由D點向左做勻減速運動，到達A孔進入半徑R=0.3m的豎直放置的光滑圓弧軌道，當擺球進入圓軌道立即關閉A孔。已知擺線長L=2m，，小球質量為m=0.5kg，D點與小孔A的水平距離s=2m，g取10m/s2。試求：（1）求擺線能承受的最大拉力為多大？（2）要使擺球能進入圓軌道并且不脫離軌道，求粗糙水平面摩擦因數μ的范圍。

參考答案：．(18分)參考解答：（1）當擺球由C到D運動機械能守恒：

（2分）由牛頓第二定律可得：

（1分）

可得：Fm=2mg=10N（1分）（2）小球不脫圓軌道分兩種情況：①要保證小球能達到A孔，設小球到達A孔的速度恰好為零，由動能定理可得：

（2分）可得：μ1=0.5（1分）若進入A孔的速度較小，那么將會在圓心以下做等幅擺動，不脫離軌道。其臨界情況為到達圓心等高處速度為零，由機械能守恒可得：（2分）由動能定理可得：（2分）可求得：μ2=0.35（1分）②若小球能過圓軌道的最高點則不會脫離軌道，在圓周的最高點，由牛頓第二定律可得：

（2分）由動能定理可得：

（2分）解得：μ3=0.125（1分）綜上所以摩擦因數μ的范圍為：0.35≤μ≤0.5或者μ≤0.125（1分17.如圖所示，一質量為，長為的木板放在水平地面上，已知木板與地面間的動摩擦因數為，在此木板的右端上還有一質量為的小物塊，且視小物塊為質點，木板厚度不計.

今對木板突然施加一個的水平向右的拉力，.（1）若木板上表面光滑，則小物塊經多長時間將離開木板？（2）若小物塊與木板間的動摩擦因數為、小物塊與地面間的動摩擦因數為，小物塊相對木板滑動一段時間后離開繼續在地面上滑行，且對地面的總位移時停止滑行，求值.參考答案：解：（1）對木板受力分析，由牛頓第二定律得：

（1分）由運動學公式，得

（1分）解得：

（1分）（2）對物塊：在木板上時

在地面上時

（1分）設物塊從木板上滑下時的速度為，物塊在木板上和地面上的位移分別為、，則：