山東省青島市第四十一中學2021年高三物理下學期期末試題含解析

山東省青島市第四十一中學2021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.用雙縫干涉實驗裝置得到白光的干涉條紋，在光源與單縫之間加上紅色濾光片后A.干涉條紋消失B.彩色條紋中的紅色條紋消失C.中央條紋變成暗條紋D.中央條紋變成紅色參考答案：D點睛：本題考查了光的干涉現(xiàn)象，注意只有頻率相同、振動相同的兩列波才能形成穩(wěn)定的干涉圖像，同時要掌握哪些點是振動加強點，哪些點是振動減弱點。2.（多選）如圖所示電路中，電源的內(nèi)電阻為r，R1、R3、R4均為定值電阻，電表均為理想電表．閉合電鍵S，當滑動變阻器R2的滑動觸頭P向右滑動時，電表的示數(shù)都發(fā)生變化，下列說法正確的是（）A．電壓表示數(shù)變大B．電流表示數(shù)變大C．外電路等效電阻變大D．內(nèi)電路消耗的功率變大參考答案：考點：閉合電路的歐姆定律；電功、電功率．專題：恒定電流專題．分析：根據(jù)電路的結(jié)構(gòu)，R2與R1并聯(lián)，與R4串聯(lián)，再與R3并聯(lián)，可知，當P向右滑動時，R2增大，外電路總電阻增大，則電壓表示數(shù)U變大，干路電流I減小，由功率公式P=I2r．則知道內(nèi)電路消耗功率變大；根據(jù)干路電流I與R3電流的變化情況，來判斷R4電流I4的變化情況；由U與U4的變化情況，可分析得出R1的電流增大，而IA=I﹣I1，則可知IA變?。獯穑航猓篈、根據(jù)電路的結(jié)構(gòu)，R2與R1并聯(lián)，與R4串聯(lián)，再與R3并聯(lián)，當P向右滑動時，R2↑，R1與R2并聯(lián)電阻增大，外電路總電阻R總增大，干路電流I↓，路端電壓U↑，即電壓表示數(shù)變大，故AC正確；B、由P=I2r知，內(nèi)電路消耗的功率變小，由I4=I﹣I3知，I↓，I3↑，則I4↓，U4↓，而R1與R2并聯(lián)的電壓U并=U﹣U4，U↑，U4↓則U并↑，則R1的電流I1變大，又電流表的電流IA=I﹣I4，I↓，I4↑，則IA↓，故BD錯誤．故選：AC點評：解決這類動態(tài)分析問題的基礎(chǔ)是認識電路的結(jié)構(gòu)，并采用控制變量法進行分析．3.（多選）如圖表示甲、乙兩物體由同一地點出發(fā)，向同一方向運動的速度圖線，其中t2=2t1，則（

）A．在t1時刻，乙物在前，甲物在后

B．在t1時刻，甲、乙兩物體相遇C．乙物的加速度大于甲物的加速度

D．在t2時刻，甲、乙兩物體相遇參考答案：CD4.（單選）如圖，地面上某空間區(qū)域內(nèi)，水平虛線上方存在場強為E1、方向豎直向下的勻強電場，虛線下方存在場強為E2，方向豎直向上的勻強電場．若質(zhì)量為m、帶電量為+q的小球從上方電場的A點由靜止釋放，恰好能到達下方電場中與A關(guān)于虛線對稱的B點，則（）A．場強大小關(guān)系滿足E2=2E1B．場強E1不可能大于E2C．若AB高度差為h，則UAB=D．帶電小球在AB兩點電勢能相等參考答案：考點：電場線；電勢能．分析：根據(jù)運動的對稱性得出加速度的大小關(guān)系，通過動能定理求出A、B的電勢差．結(jié)合牛頓第二定律得出兩電場強度的關(guān)系．解答：解：A、A到B的過程：，知道E1＜E2，，故A錯誤，B正確C、對A到B的過程運用動能定理得，qUAB+mgh=0，解得：UAB=，知A、B的電勢不等，則電勢能不等．故CD錯誤；故選：B．點評：本題考查了動能定理和牛頓第二定律的綜合運用，抓住小球在上方電場和下方電場中運動的對稱性入手分析求解．5.(3-4模塊)（4分)下列說法中正確的有A．X射線有較強的穿透本領(lǐng)，在機場等地用其探測箱內(nèi)物品進行安全檢查B．在地面上的人看來，以10km/s的速度運動的飛船在運動方向上會變窄，而飛船中的宇航員卻感覺到地面上的人看起來比飛船中的人扁一些C．次聲波是頻率低于20Hz的聲波，它比超聲波更易發(fā)生衍射D．調(diào)諧是電磁波發(fā)射應(yīng)該經(jīng)歷的過程，調(diào)制是電磁波接收應(yīng)該經(jīng)歷的過程參考答案：答案:AC二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計16分6.如圖所示，是小球做平拋運動中的一段軌跡，已知小球質(zhì)量m=0.2kg，取重力加速度g=10m/s2，則由軌跡對應(yīng)的坐標值可求得其初速度v0＝_________m/s；若以拋出點為零勢能參考平面，小球經(jīng)P點時的重力勢能Ep=________J．參考答案：vo=2m/s；

Ep=-0.4J7.“靜止”在赤道上空的地球同步氣象衛(wèi)星把廣闊視野內(nèi)的氣象數(shù)據(jù)發(fā)回地面，為天氣預(yù)報提供準確、全面和及時的氣象資料。設(shè)地球同步衛(wèi)星的軌道半徑是地球半徑的n倍，則同步衛(wèi)星運行速度是第一宇宙速度的

倍，同步衛(wèi)星的向心加速度是地球表面重力加速度的

倍。參考答案：8.為了測量所采集的某種植物種子的密度，一位同學進行了如下實驗：（1）取適量的種子，用天平測出其質(zhì)量，然后將這些種子裝入注射器內(nèi)；（2）將注射器和壓強傳感器相連，然后緩慢推動活塞至某一位置，記錄活塞所在位置的刻度V，壓強傳感器自動記錄此時氣體的壓強p；（3）重復(fù)上述步驟，分別記錄活塞在其它位置的刻度V和記錄相應(yīng)的氣體的壓強p；（4）根據(jù)記錄的數(shù)據(jù)，作出l／p－V圖線，并推算出種子的密度。（1）根據(jù)圖線，可求得種子的總體積約為_________（即）。（2）如果測得這些種子的質(zhì)量為7.86×10-3kg，則種子的密度為______kg/m3。（3）如果在上述實驗過程中，操作過程中用手握住注射器，使注射器內(nèi)氣體的溫度升高，那么，所測種子的密度值_________（選填“偏大”、“偏小”或“不變”）。參考答案：（1）（2分）（2）（2分）

（3）偏?。?分）9.如圖所示為一圓拱橋，最高點的半徑為40m。一輛質(zhì)量為1.2×103kg的小車，以10m／s的速度經(jīng)過拱橋的最高點。此時車對橋頂部的壓力大小為_________N；當過最高點的車速等于_________m/s時，車對橋面的壓力恰好為零。（取g=10m／s2）參考答案：

20

10.如右圖所示，一個質(zhì)量為m，頂角為的直角劈和一個質(zhì)量為M的長方形木塊，夾在兩豎直墻之間，不計摩擦，則M對左墻壓力的大小為___________參考答案：mgcot11.某學生用螺旋測微器在測定某一金屬絲的直徑時，測得的結(jié)果如下圖所示．則該金屬絲的直徑d=____mm.另一位學生用游標尺上標有20等分刻度的游標卡尺測一工件的長度，測得的結(jié)果如下圖所示，則該工件的長度L=____mm參考答案：I．3.205（3.204～3.206）（1分）50.15（1分）I．螺旋測微器的固定刻度讀數(shù)為3mm，可動刻度讀數(shù)為0.01×20.5mm=0.205mm，所以最終讀數(shù)為3.205mm．游標卡尺的主尺讀數(shù)為50mm，游標讀數(shù)為0.05×3=0.15mm，所以最終讀數(shù)為50.15mm．12.如圖所示，實線為一列簡諧波在t=0時刻的波形，虛線表示經(jīng)過△t=0.2s后它的波形圖像，已知T<△t<2T（T表示周期），則這列波傳播速度的可能值v=

；這列波的頻率可能值f=

。參考答案：答案：0.25m/s，0.35m/s；6.25Hz，8.75Hz13.汽車發(fā)動機的功率為60kW，若汽車總質(zhì)量為5×103kg，在水平路面上行駛時，所受阻力大小恒為5×103N，則汽車所能達到的最大速度為12m/s；若汽車以0.5m/s2的加速度由靜止開始做勻加速運動，這一過程能維持的時間為16s．參考答案：考點：功率、平均功率和瞬時功率；牛頓第二定律．專題：功率的計算專題．分析：當汽車在速度變大時，根據(jù)F=，牽引力減小，根據(jù)牛頓第二定律，a=，加速度減小，當加速度為0時，速度達到最大．以恒定加速度開始運動，速度逐漸增大，根據(jù)P=Fv，發(fā)動機的功率逐漸增大，當達到額定功率，速度增大，牽引力就會變小，所以求出達到額定功率時的速度，即可求出勻加速運動的時間．解答：解：當a=0時，即F=f時，速度最大．所以汽車的最大速度=12m/s．以恒定加速度運動，當功率達到額定功率，勻加速運動結(jié)束．根據(jù)牛頓第二定律，F(xiàn)=f+ma勻加速運動的末速度===8m/s．所以勻加速運動的時間t=．故本題答案為：12，16．點評：解決本題的關(guān)鍵理解汽車的起動問題，知道加速度為0時，速度最大．三、實驗題：本題共2小題，每小題11分，共計22分14.如圖甲所示，用細線豎直拉著包有白紙的質(zhì)量為m（kg）的圓柱棒，蘸有顏料的毛筆固定在電動機上并隨之轉(zhuǎn)動．當燒斷懸掛圓柱棒的線后，圓柱棒豎直自由下落，毛筆就在圓柱棒表面的紙上畫出記號，如圖乙所示，設(shè)毛筆接觸棒時不影響棒的運動．測得記號之間的距離依次為20.0mm，44.0mm，68.0mm，92.0mm，116.0mm，140.0mm，已知電動機銘牌上標有“1200r/min”字樣，根據(jù)以上內(nèi)容，回答下列問題：①圖乙中的

端是圓柱體的懸掛端（填“左”或“右”）；②根據(jù)圖乙所給的數(shù)據(jù)，可知毛筆畫下記號D時，圓柱棒下落的速度vD=

m/s；圓柱棒豎直下落的加速度為

m/s2．參考答案：①左；②1.60，9.60【分析】了解該實驗裝置的原理，它類似于打點計時器，蘸有顏料的毛筆隨電動機轉(zhuǎn)一圈就在圓柱棒面上的紙上畫出記號，這就像打點計時器每隔一定時間就打一個點．數(shù)據(jù)的處理思路與打點計時器打出來的紙帶處理一樣．利用勻變速直線運動的推論，可計算出打出某點時紙帶運動的瞬時速度．【解答】解：①圓柱棒豎直自由下落，速度越來越大，因此毛筆所畫出的記號之間的距離越來越大，因此左端的記號后畫上，所以左端是懸掛端．②電動機的轉(zhuǎn)速n=1200r/min，所以周期T==min=0.05s，勻變速直線運動的中間時刻的瞬時速度等于這一段的平均速度為：vD=m/s=1.60m/s，加速度為：a===9.60m/s2．故答案為：①左；②1.60，9.6015.如圖甲所示，是利用打點計時器測量小車沿斜面下滑時所受阻力的示意圖。小車拖著紙帶沿斜面下滑時，打出的一段紙帶如圖乙所示，其中O為小車開始運動時打出的點。設(shè)小車在斜面上運動時所受阻力恒定0①已知打點計時器使用的交流電頻率為50

Hz，則小車下滑的加速度a=___▲__m/s2,打g點時小車速度vg=__▲__m/sD(結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字）②為了得出小車下滑過程中所受的阻力,在知道小車下滑的加速度a、打E點時速度vg、小車質(zhì)量m、重力加速度g的情況下,只用刻度尺還需要測量的物理量為__▲__，阻力的表達式為__▲__(用字母表示）。參考答案：四、計算題：本題共3小題，共計47分16.如圖所示，圓形勻強磁場半徑R=lcm，磁感應(yīng)強度B=IT，方向垂直紙面向里，其上方有一對水平放置的平行金屬板M、N，間距d=1cm，N板中央開有小孔S。小孔位于圓心O的正上方，S與0的連線交磁場邊界于A．兩金屬板通過導線與匝數(shù)為100匝的矩形線圈相連(為表示線圈的繞向，圖中只畫了2匝)，線圈內(nèi)有垂直紙面向里且均勻增加的磁場，穿過線圈的磁通量變化率為△Φ/△t=100Wb/s。位于磁場邊界上某點(圖中未畫出)的離子源P，在紙面內(nèi)向磁場區(qū)域發(fā)射速度大小均為v=5×105m/s，方向各不相同的帶正電離子，離子的比荷q/m=5×107C/kg，已知從磁場邊界A點射出的離子恰好沿直線AS進入M、N間的電場．(不計離子重力；離子碰到極板將被吸附)求：

(1)M、N之間場強的大小和方向；

(2)離子源P到A點的距離；

(3)沿直線AS進入M、N間電場的離子在磁場中運動的總時間(計算時取π=3)．參考答案：（1）由法拉第電磁感應(yīng)定律得M、N之間的電壓U=n△Φ/△t=100×100V=102V。M、N之間場強的大小E=U/d=106N/C，方向豎直向下。（2）離子在勻強磁場中做勻速圓周運動，由qvB=mv2/r，解得r=cm。如圖所示，tanθ=R/r，解得θ=30°。由圖中幾何關(guān)系可知離子源P到A點的距離PA=r=cm。（3）離子在勻強磁場中做勻速圓周運動的周期T=2πm/qB。離子第一次在磁場中運動的時間t1=T/6=πm/3qB=2×10-8s。離子進入電場后做勻減速直線運動，在電場中運動距離x=v2/2a.，a=qE/m，解得x=0.75cm<d。因此離子不會打在M板上，會以相同的速率從A點反向再進入磁場。由對稱性，離子在磁場中運動的總時間t=2t1=2×10-8s。點評：此題考查法拉第電磁感應(yīng)定律、帶電粒子在電場中勻變速直線運動、在勻強磁場中勻速圓周運動等知識點。17.質(zhì)量均為m=0.1kg的兩個小物體A和B，靜止放在足夠長的水平面上，相距L=12.5m。它們跟水平面間的動摩擦因數(shù)均為=0．2，其中A帶電荷量為q=3×10－4C的正電荷，與水平面的接觸是絕緣的，B不帶電?，F(xiàn)在水平面附近空間加一水平向右的勻強電場，場強E=103N/C，A便開始向右運動，并與B發(fā)生多次對心碰撞，碰撞過程時間極短，碰撞過程中無機械能損失，A帶電量不變，B始終不帶電，重力加速度g取10m/s2。求：

（1）A與B第1次碰撞后B的速度大小；

（2）A與B從第2次碰撞到第3次碰撞過程中B運動的位移；

（3）整個運動過程中A、B同水平面摩擦產(chǎn)生熱量的總和。參考答案：18.有一個上、下表面平行且足夠大的玻璃平板，玻璃平板的折射率為、厚度為d=12cm．現(xiàn)在其上方的空氣中放置一點光源S，點光源距玻璃板的距離為L=18cm，從S發(fā)出的光射向玻璃板，光線與豎直方向夾角最大為θ=53°，經(jīng)過玻璃板后從下表面射出，形成一個圓形光斑，如圖所示．求玻璃板下表面圓形光斑的半徑（sin53°=0.8）．