江苏省常州市华罗庚实验高级中学2021-2022学年高三物理上学期期末试卷带解析

江苏省常州市华罗庚实验高级中学2021-2022学年高三物理上
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. 如图所示，圆心在O点、半径为R 的圆弧轨道abc竖直固定在水平桌面上，与的夹角为
60o，轨道最低点a与桌面相切。

一轻绳两端系着质量为和的小球(均可视为质点），挂在圆弧轨道边缘c 的两边，开始时，位于c点，然后从静止释放，设轻绳足够长，不计一切摩擦。

则A．在由c下滑到a的过程中，两球速度大小始终相等
B．在由c下滑到a的过程中重力的功率先增大后减小
C．若恰好能沿圆弧轨道下滑到a点，则=2
D．若恰好能沿圆弧轨道下滑到a点，则=3
参考答案：
BC
2. 在探索自然规律的进程中人们总结出了许多科学方法，如等效替代法、控制变量法、理想实验法等．在下列研究中，运用理想实验方法的是
A．卡文迪许测定引力常量
B．牛顿发现万有引力定律
C．密立根测得电荷量e的数值
D．伽利略得出力不是维持物体运动原因的结论
参考答案：
D
3. 从高度为125m的塔顶，先后落下a、b两球，自由释放这两个球的时间差为1s，则以下判断正确的是（g取10m/s2，不计空气阻力）（）
A．b球下落高度为20m时，a球的速度大小为20m/s
B．a球接触地面瞬间，b球离地高度为45m
C．在a球接触地面之前，两球的速度差恒定
D．在a球接触地面之前，两球离地的高度差恒定
参考答案：
BC
4. 如图所示，将两个质量均为m的小球a、b用细线相连并悬挂于O点，用力F拉小球a使整个装置处于平衡状态，且悬线Oa与竖直方向的夹角为=60°，则力F的大小可能
为（） A．mg B．mg C．mg D．Lmg
参考答案：
A
5. 如图所示，质量为m的木块A放在斜面体B上，若A和B沿水平方向以相同的速度v0一起向左做匀速直线运动，则A和B之间的相互作用力大小为（）
A．mg
B．mgsin
C．mgcos
D．0
参考答案：
A
二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分
6. 在“用DIS探究牛顿第二定律”的实验中
（1）下图（左）是本实验的装置图，实验采用分体式位移传感器，其发射部分是图中的
_____，与数据采集器连接的是______部分．（填①或②）
（2）上图（右）是用DIS探究加速度与力的关系时所得到的a –F实验图象，由图线可知，小车的质量为___________kg．
参考答案：
（1）①，②（每空格1分）
（2）m=0.77kg
7. 做匀变速直线运动的小车，牵引一条纸带通过打点计时器，交流电源的频率是50 Hz,由纸
带上打出的某一点开始,每 5点剪下一段纸带（每段纸带时间均为0.1s），按如图所示，每一条纸带下端与X轴相重合，在左边与y轴平行,将纸带粘在坐标系中,则：①所剪的这0. 6s 内的平均速度是_ m/s ②物体运动的加速度是____ m/s2 (计算结果保留三位有效数字)
参考答案：
0.413m/s 0.750m/m2
8. 如图所示，虚线框内存在一沿水平方向、且与纸面垂直的匀强磁场。

现通过图示装置来测量该磁场的磁感应强度大小、并判定其方向。

所用器材已在图中给出，其中D为位于纸面内的U形金属框，其底边水平，长度为L，两侧边竖直且等长；直流电源电动势为E，内阻为r；R为电阻箱；S为开关。

此外还有细沙、天平和若干轻质导线。

已知重力加速度为g。

先将开关S断开，在托盘内加放适量细沙，使D处于平衡状态，然后用天平称出细沙质量m1。

闭合开关S，将电阻箱阻值调节至R1=r，在托盘内重新加入细沙，使D重新处于平衡状态，用天平称出此时细沙的质量为m2且m2＞m1。

（1）磁感应强度B大小为___________，方向垂直纸面____________（选填“向里”或“向外”）；
（2）将电阻箱阻值调节至R2=2r，则U形金属框D_________（选填“向下”或“向上”）加速，加速度大小为___________。

六．计算题（共50分）
参考答案：
（1），向外；（2）向上，
9. 在做“验证力的平行四边形定则”的实验中，若测量F1时弹簧秤的弹簧与其外壳发生了摩擦（但所描出的细绳拉力的方向较准确），则用平行四边形定则作出的F1和F2的合力F与其真实值比较，F的大小偏________．
参考答案：
_小____
10. 如图所示为一列沿x轴正方向传播的简谐横波在某时刻的波形图，A为沿传播方向上的某一质点（该时刻位于平衡位置），该时刻A质点的运动方向是____________（选填“向右”、“向左”、“向上”、“向下”）。

如果该质点振动的频率为2Hz，则此列波的传播速度大小为
____________m/s。

参考答案：
向下8
11. 2011年我国第一颗火星探测器“萤火一号”将与俄罗斯火卫一探测器“福布斯一格朗特”共同对距火星表面一定高度的电离层开展探测，“萤火一号”探测时运动的周期为T，且把“萤火一号”绕火星的运动近似看做匀速圆周运动；已知火星的半径为R，万有引力常量为G；假设宇航员登陆火星后，在火星表面某处以初速度v0竖直上抛一小球，经时间f落回原处。

则：火星表面的重力加速度
____________________，火星的密度_________________。

参考答案：
12. 一水平放置的水管，距地面高h ＝l.8m ，管内横截面积S ＝2cm2。

有水从管口处以不变的速度v0＝2m/s 源源不断地沿水平方向射出，则水流的水平射程为 ??? m ，水流稳定后在空中有 ? m3的水。

（g 取10m/s2）
参考答案：
13. （4分）如图所示，物体由静止从A 点沿斜面匀加速下滑，随后在水平面上作匀减速运动，最后停止于C 点，已知AB=4m ，BC=6m ，整个运动历时10s ，则物体沿AB 段运动的加速度a 1=______ m/s 2；沿BC 运动的加速度 a 2=_______ m/s 2。

参考答案：
答案：0.5、1/3
三、 实验题：本题共2小题，每小题11分，共计22分
14. 用20分度的游标卡尺测量玻璃管的内径，结果如图乙所示，则玻璃管内径的测量值为_______cm 。

参考答案：
15. ①某实验小组在“测定金属电阻率”的实验过程中，正确操作获得电流表、电压表的读数如图1所
示，则它们的读数值依次是 、 ．
②已知实验中所用的滑动变阻器阻值范围为0～10Ω，电流表内阻约几欧，电压表内阻约20kΩ．电源为干电池（不宜在长时间、大功率状况下使用），电动势E=4.5V ，内阻很小．则以下电路图2中 （填电路图2中的字母代号）电路为本次实验应当采用的最佳电路．但用此最佳电路测量的结果仍然会比真实值偏 （选填“大”或“小”）
③若已知实验所用的电流表内阻的准确值R A =2.0Ω，则准确测量金属丝电阻Rx 的最佳电路应是图2
中的 电路（填电路图下的字母代号）．此时测得电流为I 、电压为U ，则金属丝电阻Rx= （用题中字母代号表示）．
参考答案：
①0.42A ； 2.25V ； A ； 小；B ，﹣2.0Ω． 【考点】测定金属的电阻率．
【分析】①根据各种仪器的原理及读数方法进行读数，注意估读；
②由给出的数据选择滑动变阻器的接法，由各仪器的内阻选择电流表的接法，并能通过误差原理分析误差；求出待测电阻的阻值．
【解答】解：①电流表量程为0.6A ，则最小刻度为0.02；指针所示为0.42A ； 电流表量程为3V ，最小刻度为0.1V ，则读数为2.25V ；
②因电源不能在大功率下长时间运行，则本实验应采用限流接法；同时电压表内阻较大，由以上读数可知，待测电阻的内阻约为R==
=5.4Ω，故采用电流表外接法误差较小，故选A ；在实验中电
压表示数准确，但电流测量的是干路电流，故电流表示数偏大，则由欧姆定律得出的结果偏小； ③因已知电流表准确值，则可以利用电流表内接法准确求出待测电阻；故应选B 电路；待测电阻及电
流表总电阻R=，
则待测电阻R X =R ﹣R A =﹣2.0Ω；
故答案为：①0.42A ； 2.25V ； A ； 小；B ，﹣2.0Ω．
四、计算题：本题共3小题，共计47分
16. 如下图所示，AC 、BC 两绳长度不等，一质量为m ＝0.1 kg 的小球被两绳拴住在水平面内做匀速圆周运动．已知AC 绳长l ＝2 m ，两绳都拉直时，两绳与竖直方向的夹角分别为30°和45°. （g 取10m/s 2
，答案可保留根号）
（1）小球的角速度等于多少时，AC 绳刚好拉直但没有力
（2）小球的角速度等于多少时，BC绳刚好拉直但没有力（3）当ω＝3rad/s时，上下两绳拉力分别为多少？
参考答案：
（1）ωmax＝3.16 rad/s（2）ωmin＝2.4 rad/s
（3）F T1＝0.27 N F T2＝1.09 N
（1）当AC绳拉直但没有力时，即F T1＝0时，由重力和绳BC的拉力F T2的合力提供向心力
mg tan45°＝mr（2分）
r＝l·sin30° （1分）
ωmax＝3.16 rad/s（1分）
（2）当F T2恰为零时，mg tan30°＝mr，（2分）
ωmin＝2.4 rad/s（1分）
（3）当ω＝3 rad/s时，两绳均处于张紧状态，
此时小球受F T1、F T2、mg三力作用，正交分解后可得：
F T1sin30°＋F T2sin45°＝ml sin30°ω2 （2分）
F T1cos30°＋F T2cos45°＝mg （2分）
代入数据后解得：F T1＝0.27 N F T2＝1.09 N （2分）
17. 如图所示，轻杆AB长l，两端各连接A、B小球，质量均为m，杆可以绕距B端处的O轴在竖直平面内自由转动．轻杆由水平位置从静止开始转到竖直方向，求：
（1）此过程中杆对A球做的功是多少．
（2）在竖直方向时转轴O受的作用力大小及方向．（重力加速度为g，不计一切阻力）参考答案：
解答：解：（1）转动过程中，两球组成的系统只有重力做功，机械能守恒，则得：mg l﹣mg l=+
两球的角速度相等，由v=ωr，得：v A=2v B
对A球，由动能定理得：mg l+W=
联立以上三式解得：v A=2，v B=，杆对A球做的功W=﹣．（2）在竖直方向时，根据牛顿第二定律得：
对A球：F A﹣mg=m，解得：F A=mg；
对B球：mg+F
B
=m
，解得：
F B=﹣mg，负号说明杆对B球的弹力向上；
根据牛顿第三定律得知：转轴O受的作用力大小F=F A+|F B|=，方向向下．
答：
（1）此过程中杆对A球做的功是﹣．
（2）在竖直方向时转轴O受的作用力大小为，方向向下．
带运动到水平部分的最右端B点，经半圆轨道C点沿圆弧切线进入竖直光滑的半圆轨道，恰能做圆周运动。

C点在B点的正上方，D点为轨道的最低点。

小物块离开D点后，做平抛运动，恰好垂直于倾斜挡板打在挡板跟水平面相交的E点。

已知半圆轨道的半径R=0．9 m，D点距水平面的高度h
=0．75 m，取g=10 m/s2，试求：
（1）摩擦力对物块做的功；
（2）小物块经过D点时对轨道压力的大小；
（3）倾斜挡板与水平面间的夹角θ。

参考答案：。