江蘇省徐州市沛縣中學2021-2022學年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.（多選）如圖所示，將一輕彈簧下端固定在傾角為θ的粗糙面底端，彈簧處于自然狀態時上端位于A點．質量為m的物體從斜面上的B點靜止下滑，與彈簧發生相互作用后，最終停在斜面上．下列說法正確的是（）A．物體最終將停在A點B．物體第一次反彈后不可能到達B點C．整個過程中重力勢能的減少量等于克服摩擦力做的功D．整個過程中物體的最大動能小于彈簧的最大彈性勢能參考答案：解：A、由題意可知，物塊從靜止沿斜面向上運動，說明重力的下滑分力大于最大靜摩擦力，因此物體不可能最終停于A點，故A錯誤；B、由于運動過程中存在摩擦力，導致摩擦力做功，所以物體第一次反彈后不可能到達B點，故B正確；C、根據動能定理可知，從靜止到速度為零，則有重力做功等于克服彈簧彈力做功與物塊克服摩擦做的功之和，故C錯誤；D、整個過程中，動能最大的位置即為速度最大，因此即為第一次下滑與彈簧作用時，彈力與摩擦力的合力等于重力的下滑分力的位置，而彈簧的最大勢能即為第一次壓縮彈簧到最大位置，因為最大動能和此時的重力勢能一同轉化為最低點的最大彈性勢能和此過程中的克服摩擦做功，所以整個過程中物體的最大動能小于彈簧的最大彈性勢能，故D正確；故選：BD2.(單選)質量為m1＝1kg和m2（未知）的兩個物體在光滑的水平面上正碰，碰撞時間極短，其x-t圖象如圖所示，則A．此碰撞一定為彈性碰撞

B．被碰物體質量為2kgC．碰后兩物體速度相同

D．此過程有機械能損失參考答案：A3.（單選）下列一說法中正確的是A．物體做自由落體運動時不受任何外力作用B．高速公路旁限速牌上的數字是指平均速度C．物體做直線運動時，速度變化量大其加速度一定大D．研究人造地球衛星運行的軌道時，可將人造地球衛星視為質點參考答案：D4.火星和木星沿各自的橢圓軌道繞太陽運行，根據開普勒行星運動定律可知（A）太陽位于木星運行軌道的中心（B）火星和木星繞太陽運行速度的大小始終相等（C）火星與木星公轉周期之比的平方等于它們軌道半長軸之比的立方（D）相同時間內，火星與太陽連線掃過的面積等于木星與太陽連線掃過的面積參考答案：答案：C解析：太陽位于木星運行軌道的一個焦點上，故A錯；火星和木星繞太陽運行的軌道不同，運行速度的大小不等，根據開普勒第二定律，相同時間內，火星與太陽連線掃過的面積不等于木星與太陽連線掃過的面積，故B、D錯；根據開普勒第三定律，火星與木星公轉周期之比的平方等于它們軌道半長軸之比的立方，故C對。5.（單選）為了解釋地球的磁性，19世紀安培假設：地球的磁場是由繞過地心的軸的環形電流I引起的。在下列四個圖中，正確表示安培假設中環形電流方向的是參考答案：B二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計16分6.要利用軌道、滑塊(其前端固定有擋光窄片K)、托盤、砝碼、輕滑輪、輕繩、光電計時器、米尺等器材測定滑塊和軌道間的動摩擦因數μ，某同學設計了如圖甲所示的裝置，滑塊和托盤上分別放有若干砝碼，滑塊質量為M，滑塊上砝碼總質量為m′，托盤和盤中砝碼的總質量為m.軌道上A、B兩點處放置有光電門(圖中未畫出)．實驗中，重力加速度g取10m/s2.圖甲圖乙(1)用游標卡尺測量窄片K的寬度d，如圖乙所示，則d＝__________mm，用米尺測量軌道上A、B兩點間的距離x，滑塊在水平軌道上做勻加速直線運動，擋光窄光通過A、B兩處光電門的擋光時間分別為tA、tB，根據運動學公式，可得計算滑塊在軌道上加速運動的加速度的表達式為a＝____________；(2)該同學通過改變托盤中的砝碼數量，進行了多次實驗，得到的多組數據如下：實驗次數托盤和盤中砝碼的總質量m/(kg)滑塊的加速度a/(m/s2)10.100020.150030.2000.3940.2500.9150.3001.4060.3501.9270.4002.38圖丙請根據表中數據在圖丙中作出am圖象．從數據或圖象可知，a是m的一次函數，這是由于采取了下列哪一項措施________．A.每次實驗的M＋m′都相等

B.每次實驗都保證M＋m′遠大于mC.每次實驗都保證M＋m′遠小于m

D.每次實驗的m′＋m都相等(3)根據am圖象，可知μ＝________(請保留兩位有效數字)．參考答案：(1)2.20或2.25(2分)(2分)(2)注意：應為直線，標度的選取要合適(2分)D(2分)(3)0.16(2分)7.核動力航母利用可控核裂變釋放核能獲得動力．核反應是若干核反應的一種，其中X為待求粒子，y為X的個數，則X是

▲

（選填“質子”、“中子”、“電子”），y＝

▲

.若反應過程中釋放的核能為E，光在真空中的傳播速度為c，則核反應的質量虧損表達式為

▲

.參考答案：中子（1分）

3（1分）

E/c28.物體因繞軸轉動而具有的動能叫轉動動能，轉動動能的大小與物體轉動的角速度有關．為了研究某一砂輪的轉動動能EK與角速度ω的關系，可采用下述方法：先讓砂輪由動力帶動勻速轉動，測得其角速度ω，然后讓砂輪脫離動力，由于輪與軸之間存在摩擦，砂輪最后停下，測出脫離動力到停止轉動砂輪轉過的圈數n．測得幾組不同的ω和n如下表所示ω（rad/s）

0.5

1

2

3

4n5

20

80

180

320Ek（J）

另外已測得砂輪轉軸的直徑為1cm，轉軸間的摩擦力為10/πN．（1）試計算出每次脫離動力時砂輪的轉動動能，并填入上表中；（2）試由上述數據推導出該砂輪轉動動能Ek與角速度ω的關系式Ek=2ω2；（3）若脫離動力后砂輪的角速度為2.5rad/s，則它轉過45圈后角速度ω=2rad/s．參考答案：考點：線速度、角速度和周期、轉速．專題：勻速圓周運動專題．分析：（1）砂輪克服轉軸間摩擦力做功公式W=f?n?πD，f是轉軸間的摩擦力大小，n是砂輪脫離動力到停止轉動的圈數，D是砂輪轉軸的直徑．根據動能定理得知，砂輪克服轉軸間摩擦力做功等于砂輪動能的減小，求解砂輪每次脫離動力的轉動動能．（2）采用數學歸納法研究砂輪的轉動動能Ek與角速度ω的關系式：當砂輪的角速度增大為原來2倍時，砂輪的轉動動能Ek是原來的4倍；當砂輪的角速度增大為原來4倍時，砂輪的轉動動能Ek是原來的16倍，得到Ek與ω2成正比，則有關系式Ek=kω2．將任一組數據代入求出比例系數k，得到砂輪的轉動動能Ek與角速度ω的關系式．（3）根據動能與角速度的關系式，用砂輪的角速度表示動能，根據動能定理求出轉過45圈后的角速度．解答：解：（1）根據動能定理得：Ek=f?n?πD，代入計算得到數據如下表所示．ω/rad?s﹣10.51234n5.02080180320Ek/J0.5281832（2）由表格中數據分析可知，當砂輪的角速度增大為原來2倍時，砂輪的轉動動能Ek是原來的4倍，得到關系Ek=kω2．當砂輪的角速度增大為原來4倍時，砂輪的轉動動能Ek是原來的16倍，得到Ek與ω2成正比，則有關系式Ek=kω2．k是比例系數．將任一組數據比如：ω=1rad/s，Ek=2J，代入得到k=2J?s/rad，所以砂輪的轉動動能Ek與角速度ω的關系式是Ek=2ω2（3）根據動能定理得﹣f?n?πD=2ω22﹣2ω12代入解得ω2=2rad/s故答案為：（1）如表格所示；（2）2ω2；（3）2．點評：本題考查應用動能定理解決實際問題的能力和應用數學知識處理物理問題的能力；注意摩擦力做功與路程有關．9.一課外實驗小組用如圖所示的電路測量某待測電阻Rx的阻值，圖中R0為標準定值電阻（R0=20.0Ω）；可視為理想電壓表。S1為單刀開關，S2位單刀雙擲開關，E為電源，R為滑動變阻器。采用如下步驟完成實驗：（1）按照實驗原理線路圖（a），將圖（b）中實物連線_____________；（2）將滑動變阻器滑動端置于適當位置，閉合S1；（3）將開關S2擲于1端，改變滑動變阻器動端的位置，記下此時電壓表的示數U1；然后將S2擲于2端，記下此時電壓表的示數U2；（4）待測電阻阻值的表達式Rx=_____________（用R0、U1、U2表示）；（5）重復步驟（3），得到如下數據：

12345U1/V0.250.300.360.400.44U2/V0.861.031.221.361.493.443.433.393.403.39

（6）利用上述5次測量所得的平均值，求得Rx=__________Ω。（保留1位小數）參考答案：

(1).如圖所示：

(2).

(3).48.2【命題意圖】

本題主要考查電阻測量、歐姆定律、電路連接研及其相關的知識點。【解題思路】開關S2擲于1端，由歐姆定律可得通過Rx的電流I=U1/R0，將開關S2擲于2端，R0和Rx串聯電路電壓為U2，Rx兩端電壓為U=U2-U1，由歐姆定律可得待測電阻阻值Rx=U/I=R0=（-1）R0。5次測量所得的平均值,（3.44+3.43+3.39+3.40+3.39）=3.41，代入Rx=（-1）R0=（3.41-1）×20.0Ω=48.2Ω。10.新發現的雙子星系統“開普勒-47”有一對互相圍繞運行的恒星，運行周期為T，其中一顆大恒星的質量為M，另一顆小恒星只有大恒星質量的三分之一。已知引力常量為G。大、小兩顆恒星的轉動半徑之比為_____________，兩顆恒星相距______________。參考答案：1:3，

11.如圖所示，用DIS研究兩物體m1和m2間的相互作用力，m1和m2由同種材料構成。兩物體置于光滑的水平地面上，若施加在m1上的外力隨時間變化規律為：F1=kt+2，施加在m2上的恒力大小為：F2=2N。由計算機畫出m1和m2間的相互作用力F與時間t的關系圖。

則F—t圖像中直線的斜率為_____________（用m1、m2、k表示），縱坐標截距為________N參考答案：km2/(m1+m2)

2N12.（1）如圖所示，質量為m的小鐵塊A以水平速度v0沖上質量為M、長為L、置于光滑水平面C上的木板B，正好不從木板上掉下.已知A、B間的動摩擦因數為μ，此時長木板對地位移為s，則這一過程中木板增加的動能

；小鐵塊減少的動能

；系統產生的熱量

（2）一個電量為q=+10—5C的電荷從電場中的A點移動B點，克服電場力做功0。006J，則A、B兩點的電勢差為

V，若選A點電勢能為零，則B點電勢為_________V，電荷在B點電勢能為_________J（3）質量為2t的貨車在水平路面上以額定功率2×105W啟動，阻力為車重的0.1倍，由靜止開始行駛100m完成啟動達到最大速度，則該汽車行駛的最大速度為

,啟動時間為

（4）①在“驗證機械能守恒定律”的實驗中，有如下可供選擇的實驗器材：鐵架臺、打點計時器以及復寫紙、紙帶、低壓直流電源、天平、秒表、導線、電鍵．其中不必要的器材是________________，缺少的器材是

②在用打點計時器驗證機械能守恒定律的實驗中，質量m＝1.00kg的重物自由下落，打點計時器在紙帶上打出一系列點．如圖所示為選取的一條符合實驗要求的紙帶，O為第一個點，A、B、C為從合適位置開始選取的三個連續點(其他點未畫出)．已知打點計時器每隔0.02s打一次點，當地的重力加速度g＝9.80m/s2.那么：i）紙帶的________端(選填“左”或“右”)與重物相連；ii）根據圖上所得的數據，應取圖中O點和________點來驗證機械能守恒定律參考答案：(1)、、(2)-600、600、0.006(3)100m/s、51s(4)

（1）根據動能定理，對A、B單獨分析，再對系統分析即可解答。（2）,克服電場力做功，即電場力做負功，代入已知數據即可解答。（3），代入已知數據即可解答。（4）正確解答實驗問題的前提是明確實驗原理，從實驗原理出發進行分析所測數據，如何測量計算，會起到事半功倍的效果．重物下落時做勻加速運動，故紙帶上的點應越來越遠，根據這個關系判斷那一端連接重物．驗證機械能守恒時，我們驗證的是減少的重力勢能△Ep=mgh和增加的動能△Ek=mv2之間的關系，所以我們要選擇能夠測h和v的數據．13.（8分）如圖所示，用多用電表研究光敏電阻的阻值與光照強弱的關系。①應將多用電表的選擇開關置于

檔；②將紅表筆插入

接線孔（填“+”或“-”）；③將一光敏電阻接在多用電表兩表筆上，用光照射光敏電阻時表針的偏角為θ，現用手掌擋住部分光線，表針的偏角變為θ′，則可判斷θ

θ′(填“＜”,“＝”或“＞”)；④測試后應將選擇開關置于

檔。參考答案：

答案：①歐姆；②“＋”；③

>；④OFF或交流電壓最高

(每空2分)。三、簡答題：本題共2小題，每小題11分，共計22分14.（12分）位于處的聲源從時刻開始振動，振動圖像如圖，已知波在空氣中傳播的速度為340m/s，則：

（1）該聲源振動的位移隨時間變化的表達式為

mm。（2）從聲源振動開始經過

s，位于x=68m的觀測者開始聽到聲音。（3）如果在聲源和觀測者之間設置一堵長為30m，高為2m，吸音效果良好的墻，觀測者能否聽到聲音，為什么？參考答案：答案：（1）（4分）；（2）（4分）0.2；（3）（4分）能。因為聲波的波長與障礙物的高度差不多，可以發生明顯的衍射現象，所以，觀察者能夠聽到聲音。15.（4分）現用“與”門、“或”門和“非”門構成如圖所示電路，請將右側的相關真值表補充完整。(填入答卷紙上的表格)參考答案：

答案：

ABY001010100111

四、計算題：本題共3小題，共計47分16.如圖所示，質量為m=lkg的小球穿在斜桿上，斜桿與水平方向的夾角為θ=37°，球恰好能在桿上勻速滑動．若球受到一大小為F=40N的水平推力作用，可使小球沿桿向上加速滑動（g取10m/s2），求：（1）小球與斜桿間的動摩擦因數μ的大小；（2）小球沿桿向上加速滑動的加速度大小．參考答案：解：（1）對小球受力分析，由平衡條件可知：mgsinθ=f1………………①N1=mgcosθ………………②

f1=μN1………………③

解得μ=tan37°=0.75………④

（6分）（2）水平推力作用后，由牛頓第二定律：Fcosθ－mgsinθ－f2=ma………………⑤

f2=μN2=μ(Fsinθ+mgcosθ)……………⑥

解得

a=2m/s2．

（6分）17.如圖所示，兩金屬板正對并水平放置，分別與平行金屬導軌連接，Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ區域有垂直導軌所在平面的勻強磁場．金屬桿ab與導軌垂直且接觸良好，并一直向右勻速運動．某時刻ab進入Ⅰ區域，同時一帶正電小球從O點沿板間中軸線水平射入兩板間．ab在Ⅰ區域運動時，小球勻速運動；ab從Ⅲ區域右邊離開磁場時，小球恰好從金屬板的邊緣離開．已知板間距為4d，導軌間距為L，Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ區域的磁感應強度大小相等、寬度均為d．帶電小球質量為m，電荷量為q，ab運動的速度為v0，重力加速度為g．求：（1）磁感應強度的大小；（2）ab在Ⅱ區域運動時，小球的加速度大小；（3）要使小球恰好從金屬板的邊緣離開，ab運動的速度v0要滿足什么條件．參考答案：解：（1）ab在磁場區域運動時，產生的感應電動勢大小為：ε=BLv0…①金屬板間產生的場強大小為：…②ab在Ⅰ磁場區域運動時，帶電小球勻速運動，有mg=qE…③聯立①②③得：…④（2）ab在Ⅱ磁場區域運動時，設小球的加速度a，依題意，有qE+mg=ma…⑤聯立③⑤得：a=2g…⑥（3）依題意，ab分別在Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ磁場區域運動時，小球在電場中分別做勻速、類平拋和勻速運動，設發生的豎直分位移分別為SⅠ、SⅡ、SⅢ；ab進入Ⅲ磁場區域時，