2022阿克苏地区柯坪县柯坪湖州国庆中学高三上学期期中物理试题含解析

2021-2022学年第一学期期中考试试卷

高三物理

（考试时间60分钟：满分100分）

第I卷（选择题）

一、单选题（共5题，每题5分，共25分）

1. 如图所示，某人静躺在椅子上，椅子的靠背与水平面之间有固定倾斜角θ．若此人所受重力为G，则椅子各部分对他的作用力的合力大小为

A. G B. Gsinθ C. Gcosθ D. Gtanθ

【答案】A

【解析】

【详解】人受多个力处于平衡状态，人受力可以看成两部分，一部分是重力，另一部分是椅子各部分对他的作用力的合力，根据平衡条件得椅子各部分对他的作用力的合力与重力等值，反向，即大小是G，故选项A正确．

【点睛】人受多个力处于平衡状态，合力为零．人受力可以看成两部分，一部分是重力，另一部分是椅子各部分对他的作用力的合力．根据平衡条件求解．

2. 氢原子能级示意图如图所示，光子能量在1.63 eV~3.10 eV的光为可见光，要使处于基态（n=1）的氢原子被激发后可辐射出可见光光子，最少应给氢原子提供的能量为（　　）

A. 12.09 eV B. 10.20 eV C. 1.89 eV D. 1.5l eV

【答案】A

【解析】

【详解】由题意可知，基态（n=1）氢原子被激发后，至少被激发到n=3能级后，跃迁才可能产生能量在1.63eV~3.10eV的可见光．故．故本题选A．

3. 如图所示，理想变压器的原线圈接在的交流电源上，副线圈接有R=55 Ω的负载电阻，原、副线圈匝数之比为2∶1，电流表、电压表均为理想电表。下列说法正确的是（　　）

A. 原线圈的输入功率为

B. 电流表的读数为1 A

C. 电压表的读数为

D. 副线圈输出交流电的周期为50s

【答案】B

【解析】

【详解】AC．理想变压器原线圈两端电压的有效值为

根据

解得

即电压表的读数为110 V，通过负载电阻的电流

则副线圈的输出功率

原线圈的输入功率也是220 W，AC错误。

B．根据

解得

即电流表的读数为1 A，B正确；

D．由可知，角速度

原线圈所接交流电的周期

副线圈输出交流电的周期不变，仍为0.02 s，D错误。

故选B。

4. 图中虚线为以点电荷O为圆心的同心圆。一具有初速度的带电粒子在点电荷O的电场中的运动轨迹如图中实线所示，箭头表示其运动方向。a、b、c、d为实线与虚线的四个交点。从图中可以看出（　　）

A. 带电粒子位于b点时的速率比其位于d点时的小

B. 带电粒子位于b点时的速率比其位于d点时的大

C. 带电粒子从c点运动到d点的过程中，电场力做正功

D. 带电粒子从a点运动到b点的过程中，电场力做正功

【答案】D

【解析】

【详解】AB．带电粒子位于b点时的速率等于其位于d点时的速率，因为b点与d点在同一等势面上，电场力不做功，所以AB错误；

C．带电粒子从c点运动到d点的过程中，电场力做负功，因为点电荷O与带电粒子间的作用力为吸引力，所以C错误；

D．带电粒子从a点运动到b点的过程中，电场力做正功，因为点电荷O与带电粒子间的作用力为吸引力，所以D正确；

故选D。

5. 宇航员王亚平在“天宮1号”飞船内进行了我国首次太空授课，演示了一些完全失重状态下的物理现象．若飞船质量为m，距地面高度为h，地球质量为M，半径为R，引力常量为G，则飞船所在处的重力加速度大小为（　　）

A. 0 B.  C.  D.

【答案】B

【解析】

【分析】

【详解】对飞船受力分析知，所受到的万有引力提供匀速圆周运动的向心力，等于飞船所在位置的重力，即

可得飞船的重力加速度为

故选B。

二、多选题（共4题，每题6分，共24分）

6. 如图所示，A、B两物块叠放在一起，在外力作用下沿粗糙水平面向右运动，运动过程中A、B保持相对静止。关于B受到的摩擦力，下列说法正确的是（　　）

A. 若A、B一起匀速运动， B受到的摩擦力方向向左

B. 若A、B一起匀速运动， B不受摩擦力

C. 若A、B一起加速运动， B受到摩擦力方向向左

D. 若A、B一起减速运动，B对A的摩擦力方向向右

【答案】BD

【解析】

【详解】AB．若AB一起匀速运动，则对B分析可知，B水平方向不受外力，故一定不受A的摩擦力，A错误，B正确；

CD．若AB一起加速运动，则加速度向右，对B分析根据牛顿第二定律可知，B受到的摩擦力定向右；若A、B一起减速运动，加速度向左，则A对B的摩擦力向左，B对A的摩擦力方向向右，C错误，D正确。

故选BD。

7. 将一物体从地面以一定初速度竖直上抛，空气阻力不计，以地面为零势能面。则从抛出到落回原点的过程中，下列能正确反映物体重力的瞬时功率P、机械能E、动能及重力势能随距地面高度h变化关系的图象是（　　）

A.  B.

C.  D.

【答案】BD

【解析】

【分析】

【详解】A．由

可得

由

可得A选项错误；

B．由于在竖直上抛中只有重力做功，所以机械能守恒，故机械能不随高度h发生变化，故B正确；

C．由动能定理得

得与h的关系式为

故C选项错误；

D．由

可得与高度h的关系过原点的倾斜直线，故D正确。

故选BD。

8. 如图所示，两根固定的光滑平行金属轨道间距，其中部分为竖直平面内的四分之一圆弧，半径，部分在水平面内且足够长。导轨所在空间存在方向竖直向下的匀强磁场，磁感应强度大小，在导轨最右端接有一阻值的定值电阻。一质量、电阻的导体棒在导轨的位置处由静止释放，导体棒运动过程中始终与导轨垂直且与导轨接触良好，导轨电阻不计，重力加速度，则在导体棒运动的整个过程中，下列说法正确的是（　　）

A. 导体棒运动到刚进入磁场时，加速度大小为

B. 导体棒运动到刚进入磁场时，电阻R两端的电压为

C. 电阻上产生的焦耳热为

D. 通过电阻的电荷量为

【答案】AD

【解析】

【详解】B．导体棒从静止释放运动到的过程中，机械能守恒

导体棒刚进入磁场区域，切割磁感线产生感应电动势

电阻两端的电压

解得

故选项B错误；

A．回路中产生的感应电流

导体棒受到的最大安培力

导体棒的最大加速度

解得

故选项A正确；

C．导体棒从开始释放到最后停止的过程中能量守恒，回路中产生的焦耳热

电阻上产生的热量

解得

故选项C错误；

D．对导体棒由动量定理可知

通过电阻的电荷量

解得

故选项D正确。

故选AD。

9. x轴上平衡位置在原点的质点从t=0时刻开始振动，在0-4s内的振动图像如图所示，激起的机械波沿x轴正方向传播，已知传播速度为2m/s，则下列说法正确是                    ．

A. x=8m处质点振动情况与原点处质点相同

B 波源每振动一个周期，机械波传播8m

C. 若增大原点振动频率，传播速度将增大

D. t= 3s时x=6 m处质点开始起振且起振方向向上

E. t= 4s时x=4 m处质点已经振动4m路程，且在向上运动

【答案】ABD

【解析】

【详解】A.由振动图象可知振动周期T=4s，波长

=vT=8 m

x=8m处与原点相隔1个波长，质点振动情况与原点处质点相同，A项正确；

B.波源振动一个周期，机械波传播—波长，B项正确；

C.波速由介质决定，与振动频率没有关系，C项错误；

D.t= 3s时，机械波已经传播四分之三波长，即传播到6m处，观察振动图象知道波源起振方向向上，故t=3 s时，x=6 m处质点开始向上振动，D项正确；

E.机械波传到x=4m处所需时间

t==2 s

t=4s时，该质点已经振动半个周期，振动2A= 4m路程，此时质点振动方向与起振时相反，向下运动，E项错误．

第II卷（非选择题）

二、实验题（共8空，每空2分，共16分）

10. 在验证机械能守恒定律的实验中，质量为0.20kg的重物拖着纸带自由下落，在纸带上打出一系列的点，如图所示。已知相邻计数点间的时间间隔为0.02s，当地的重力加速度为9.80m/s2，回答以下问题。

(1)纸带的_________(选填“左”或“右”)端与重物相连；

(2)从起点P到打下计数点B的过程中物体的重力势能减少量Ep=_________J，此过程中物体动能的增加量Ek=___________J；(结果保留3位有效数字)

【答案】    ①. 左    ②. 0.400    ③. 0.388

【解析】

【分析】

【详解】（1）[1]重物自由下落，运动越来越快，从纸带上可以看出P点为先打出来的点；重物自由下落，而与重物相连的纸带在下端，应该先打点，所以纸带的左端应与重物相连。

（2）[2]重力势能减小量

[3]利用匀变速直线运动推论

动能增加量

11. 温度有时能明显地影响导体的导电性能。

(1)在实际应用中，常用纵坐标表示电流I、横坐标表示电压U，画出导体伏安特性曲线。如图甲所示为某导体的伏安特性曲线。

①由图甲可知，随着电压升高，该导体的电阻逐渐____（选填“变大”或“变小”）；

②若将该导体与电动势，内阻的电源、阻值的定值电阻连接成图乙所示电路，电路闭合后导体的实际功率为________________；

(2)如图丙所示为一个简单恒温箱的温控装置的原理电路图，电磁铁与热敏电阻R、滑动变阻器串联接在电源E两端。当通过电磁铁的电流大于或等于15mA时，吸引衔铁，使触点断开，加热器停止工作。已知电磁铁的电阻，热敏电阻在不同温度下的阻值如下表所示：

①现有下列实验器材可供选择：电源E1（电动势为3V，内阻1Ω）、电源E2（电动势6V，内阻2Ω）、滑动变阻器R1（0~500Ω）、滑动变阻器R2（0~2000Ω）。为使该装置实现对之间任意温度的控制且便于调节，电源E应选用_________（选填“E1”或“E2”），滑动变阻器应选用_________（选填“R1”或“R2”）；

②如果要使恒温箱内的温度保持在50°C，滑动变阻器连入电路的阻值为多少？________________

【答案】    ①. 变大    ②. 0.2W    ③. E2    ④. R1    ⑤. 270Ω

【解析】

【详解】（1）①[1]图甲中曲线上任意一点与坐标原点连线的斜率的倒数是该导体的电阻，随着导体两端电压的增加，图像上的点与坐标原点的连线的斜率变小，斜率的倒数变大，则电阻变大。

②[2]在乙图中，将阻值的电阻视为电源内阻的一部分，则电源电动势，内阻，并在图甲中画出电源的伏安特性曲线如图1

由图1可知，交点即为导体的工作状态，此时导体两端电压U1=1.0V，电流I1=0.2A,由

（2）①[3]如果选择电源E1，在温度等于30°C时，电流约等于

电流太小无法正常工作，故只能选择E2。

[4]已知电源E2（电动势6V，内阻2Ω），工作电流约15mA，可知电路总电阻约为

总电阻为400Ω，故选择滑动变阻器R1（0~500Ω）即可满足要求。

②[5]由题知，50°C时热敏电阻的阻值

根据闭合电路欧姆定律

解得滑动变阻器连入电路的阻值为270Ω。

三、解答题（共3题，共35分）

12.  某跳伞运动员做低空跳伞表演。若运动员在离地面高度为244m处做自由落体运动，自由下落5s后打开降落伞，做匀减速直线运动。其中重力加速度g取10 m/s2。求：

(1)刚打开降落伞时，运动员的速度大小；

(2)刚打开降落伞时，运动员距离地面的高度。

【答案】(1)50m/s；(2)

【解析】

【分析】

【详解】(1)由自由落体运动规律知：刚打开降落伞时，运动员的速度大小

v =gt =50m/s

(2)5s内运动员的下落高度为：

则刚打开降落伞时，运动员距离地面的高度：

13. 如图所示，质量为m=2kg小球从R=40cm的竖直圆弧轨道的顶端A点由静止开始下滑，通过圆弧轨道最低点B后做平抛运动，已知B点到地面的竖直高度H=45cm，B点与落地点C点的水平距离L=60cm，不计空气阻力，g取10m/s2，求：

（1）小球通过圆弧轨道最低点B时的速度大小；

（2）小球通过圆弧轨道最低点B时对轨道的压力；

（3）小球从A点运动到距地面的D点（D点未标出）的过程中有多少机械能转化为内能。

【答案】（1）2m/s；（2）40N，方向竖直向下；（3）4J

【解析】

【详解】（1）根据平抛运动规律可得小球从B到C的运动时间为

t==0.3s

则小球通过圆弧轨道最低点B时的速度大小为

vB==2m/s

（2）设小球通过圆弧轨道最低点B时所受支持力大小为N，根据牛顿第二定律可得

解得

N=40N

根据牛顿第三定律可知小球通过圆弧轨道最低点B时对轨道的压力大小为

N′=N=40N

方向竖直向下。

（3）根据能量守恒定律可知，小球从A点运动到距地面的D点的过程中转换为内能的机械能为

14. 如图所示，一横截面为扇形ABC的玻璃砖放置在水平面上，∠ABC＝75°，扇形半径R＝AB＝BC＝10cm，一束水平光线以45°入射角射到弧面AC点，玻璃对光的折射率为，求：

（1）水平光线离地面的距离；

（2）光线经玻璃砖后的偏向角。

【答案】（1）；（2）30°

【解析】

【详解】（1）由题意，根据几何关系可得水平光线离地面的距离为

（2）设光线在弧面上D点的折射角为r，根据折射定律有

解得

r＝30°

根据几何关系知光线在BC面上E点的入射角为

设光线在E点的折射角为r′，根据折射定律有

解得

r′＝45°

根据几何关系可知在E点的出射光线与DB平行，所以光线经玻璃砖后的偏向角为

δ＝30°