山西省呂梁市汾陽育才中學2021年高三物理期末試題含解析

山西省呂梁市汾陽育才中學2021年高三物理期末試題含解析一、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.緊靠在一起的線圈A與B如圖甲所示,當給線圈A通以圖乙所示的電流（規(guī)定由a進入b流出為電流正方向）時，則線圈B兩端的電壓變化應(yīng)為下圖中的

參考答案：A解析：當在線圈A中通以均勻變化的電流時，則在線圈B中將產(chǎn)生恒定的電流，故可以排除C、D。由楞次定律可知在0-1s，線圈B中的電流為正向，所以正確圖象為A。2.關(guān)于電場線，下列說法中正確的是A．電場線不是客觀存在的B．電場線與電荷運動的軌跡是一致的C．電場線上某點的切線方向與電荷在該點的受電場力方向共線[來源:

]D．沿電場線方向，場強一定越來越大參考答案：C3.如圖所示，絕緣細線下掛著一帶電小球，它的質(zhì)量為m，整個裝置處于水平向右的勻強電場中。小球平衡時，細線與豎直方向的夾角為θ，重力加速度為g，則：

A．小球一定是帶正電

B．小球所受的電場力等于mg

C．若剪斷懸線，則小球做曲線運動

D．若剪斷懸線，則小球做勻加速直線運動參考答案：AD4.放在水平地面上的一物塊，受到方向不變的水平推力F的作用，F(xiàn)的大小與時間t的關(guān)系和物塊速度v與時間t的關(guān)系如圖所示。取重力加速度g=10m／s2。由此兩圖線可以求得物塊的質(zhì)量m和物塊與地面之間的動摩擦因數(shù)μ分別為A．

B．C．

D．參考答案：C由v-t圖象可知，在4～6s內(nèi)物體處于勻速直線運動狀態(tài)，由平衡條件可知，物體所受到的滑動摩擦力f與推力F是一對平衡力，即f=F，由F-t圖象可知，在4s～6s內(nèi)，推力F=2N，則物體所受到的摩擦力f=F=2N．物體在2-4s內(nèi)做勻加速直線運動，由v-t圖象的斜率得出加速度a===2m/s2，由F-t圖象在2-4s內(nèi)讀出F=3N，由牛頓第二定律得

F-f=ma，代入數(shù)據(jù)解得

m=0.5kg，物塊與地面之間的動摩擦因數(shù)μ==0.4。5.(單選)某個由導(dǎo)電介質(zhì)制成的電阻截面如圖所示。導(dǎo)電介質(zhì)的電阻率為ρ、制成內(nèi)、外半徑分別為a和b的半球殼層形狀(圖中陰影部分)，半徑為a、電阻不計的球形電極被嵌入導(dǎo)電介質(zhì)的球心為一個引出電極，在導(dǎo)電介質(zhì)的外層球殼上鍍上一層電阻不計的金屬膜成為另外一個電極。設(shè)該電阻的阻值為R。下面給出R的四個表達式中只有一個是合理的，你可能不會求解R，但是你可以通過一定的物理分析，對下列表達式的合理性做出判斷。根據(jù)你的判斷，R的合理表達式應(yīng)為（

）A.

R=

B.

R=C.

R=D.

R=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.為了探究力對物體做功與物體速度變化的關(guān)系，現(xiàn)提供如圖所示的器材，讓小車在橡皮筋的作用下彈出后，沿木板滑行，請思考回答下列問題(打點計時器交流電頻率為50Hz)：

(1)為了消除摩擦力的影響應(yīng)采取什么措施?

(2)當我們分別用同樣的橡皮筋l條、2條、3條……并起來進行第l次、第2次、第3次……實驗時，每次實驗中橡皮筋拉伸的長度應(yīng)都保持一致，我們把第l次實驗時橡皮筋對小車做的功記為W．

(3)由于橡皮筋對小車做功而使小車獲得的速度可以由打點計時器和紙帶測出，如圖所示是其中四次實驗打出的部分紙帶．(4)試根據(jù)第(2)、(3)項中的信息，填寫下表．

次數(shù)

1

2

3

4

橡皮筋對小車做功

W

小車速度V(m/s)

V2

(m2/s2)

從表中數(shù)據(jù)可得出結(jié)論：

．參考答案：（1）墊高放置打點計時器一端，使自由釋放的小車做勻速運動

次數(shù)

1

2

3

4

橡皮筋對小車做功

W

2W

3W

4W

小車速度V(m/s)

1.00

1.42

1.73

2.00

V2

(m2/s2)

1.00

2.02

2.99

4.00（2）

(3)在誤差準許的范圍內(nèi)，做功與速度的平方成正比7.平拋運動可看成是水平方向的

運動和豎直方向的

運動的合運動參考答案：勻速直線運動，自由落體運動8.質(zhì)量分別為60kg和70kg的甲、乙兩人，分別同時從原來靜止于光滑水平面上的小車兩端，以3m/s的水平初速度沿相反方向跳到地面上。若小車的質(zhì)量為20kg，則當兩人跳離小車后，小車的運動速度為_____________m/s，方向與（選填“甲、乙”）_____________相反。參考答案：1.5m/s，乙

9.如圖，高為0.3m的水平通道內(nèi)，有一個與之等高的質(zhì)量為M＝2.4kg表面光滑的立方體，長為L＝0.2m的輕桿下端用鉸鏈連接于O點，O點固定在水平地面上豎直擋板的底部（擋板的寬度可忽略），輕桿的上端連著質(zhì)量為m＝0.6kg的小球，小球靠在立方體左側(cè)。為了輕桿與水平地面夾角α＝37°時立方體平衡，作用在立方體上的水平推力F1應(yīng)為

N，若立方體在F2＝9N的水平推力作用下從上述位置由靜止開始向左運動，至剛要與擋板相碰的過程中，立方體對小球做功為

J。參考答案：8,0.67210.兩顆人造地球衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運動，運行線速度之比是v1:v2=1:2，它們運行的軌道半徑之比為__________；所在位置的重力加速度之比為__________。參考答案：_4:1___；__

1:16___。11.某同學的質(zhì)量為60kg，在一次野營中，他從岸上以2m/s的速度，跳到一條以0.5m/s的速度正對著他飄來的小船上，跳上船后他又走了幾步，最終停在船上。已知小船的質(zhì)量為140kg，則人與小船共同運動的速度大小為_______m/s，運動方向為________。（填“向左”或“向右”）參考答案：0.25；向右12.（4分）在靜電場中有a．b．c三點，有一個電荷q1=3×10-8C，自a移到b，電場力做功3×10-6J．另有一個電荷q2=-1×10-8C，自a移到c，電場力做功3×10-６J，則a．b．c三點的電勢由高到低的順序是

,b．c兩點間的電勢差Ubc為

V。參考答案：

cab

-400v13.小球由斜槽滾下，從桌邊緣水平拋出，當它恰好離開桌邊緣時，小球也同時下落，閃光頻率為的閃光器拍攝的照片中球有四個像，像間距離已在圖中標出，兩球恰在位置相碰。則球從離開桌面到和球碰撞時經(jīng)過的時間為__

，球離開桌面的速度為__

。（g取10m/s2）參考答案：

0.3

1三、實驗題：本題共2小題，每小題11分，共計22分14.某同學用實驗的方法探究影響單擺周期的因素．①他組裝單擺時，在擺線上端的懸點處，用一塊開有狹縫的橡皮夾牢擺線，再用鐵架臺的鐵夾將橡皮夾緊，如圖1所示．這樣做的目的是A（填選項前字母）．A．保證擺動過程中擺長不變，在改變擺長時方便調(diào)節(jié)擺長B．可使周期測量得更加準確C．保證擺球在同一豎直平面內(nèi)擺動②他用游標卡尺測量擺球直徑，結(jié)果如圖2所示，則該擺球的直徑為12.0mm．③如果他測得的g值偏小，可能的原因是A．（填選項前字母）A．擺線上端未牢固地系于懸點，振動中出現(xiàn)松動，使擺線長度增加了B．測擺線長時擺線拉得過緊C．開始計時，秒表過遲按下D．實驗中誤將49次全振動數(shù)為50次．參考答案：解：①在擺線上端的懸點處，用一塊開有狹縫的橡皮夾牢擺線，再用鐵架臺的鐵夾將橡皮夾緊，是為了防止動過程中擺長發(fā)生變化，如果需要改變擺長來探究擺長與周期關(guān)系時，方便調(diào)節(jié)擺長，故A正確，BC錯誤．故選：A．②游標尺的讀數(shù)規(guī)則為：固定刻度（主尺）+可動刻度（游尺），游標卡尺讀數(shù)時首先以游標零刻度線為準在尺身上讀取毫米整數(shù)，即12mm，然后看游標上第0條刻度線與尺身的刻度線對齊，即0.0mm，所以游標卡尺示數(shù)為d=12.0mm；③據(jù)單擺的周期T=2π，得g=，當g值偏小，可能L偏小或T偏大；A、擺線上端未牢固地系于懸點，振動中出現(xiàn)松動，使擺線長度增加了則實驗中周期的測量值偏大，所以g的測量值偏小，故A正確；B、擺線拉得過緊，則L的測量值偏大，g的測量值偏大．故B錯誤；CD、秒表過遲按下，使測得周期偏?。粚嶒炛袑?9次全振動誤記為50次，則周期的測量值偏小，g的測量值偏大，故CD錯誤．故答案為：①A；

②12.0；

③A．15.在測定電源電動勢和內(nèi)電阻的實驗中，實驗室提供了合適的的實驗器材。(1)甲同學按電路圖a進行測量實驗，其中R2為保護電阻，則①請用筆畫線代替導(dǎo)線在圖b中完成電路的連接______；②根據(jù)電壓表的讀數(shù)U和電流表的讀數(shù)I，畫出U-I圖線如圖c所示，可得電源的電動勢E=___________V，內(nèi)電阻r=___________Ω(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)。(2)乙同學誤將測量電路連接成如圖d所示，其他操作正確，根據(jù)電壓表的讀數(shù)U和電流表的讀數(shù)I，畫出U-I圖線如圖e所示，可得電源的電動勢E=___________V，內(nèi)電阻r=___________Ω(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)。參考答案：

(1).（1）①

(2).②2.8

(3).0.60

(4).（2）3.0

(5).0.50【詳解】解：(1)①根據(jù)原理圖可得出對應(yīng)的實物圖，如圖所示；②根據(jù)閉合電路歐姆定律可得：，則由數(shù)學規(guī)律可知電動勢，內(nèi)電阻；(2)由乙同學的電路接法可知左右兩部分并聯(lián)后與串聯(lián)，則可知在滑片移動過程中，滑動變阻器接入電阻先增大后減小，則路端電壓先增大后減小，所以出現(xiàn)圖e所示的圖象，則由圖象可知當電壓為2.5V時，電流為0.5A，此時兩部分電阻相等，則總電流為；而當電壓為2.4V時，電流分別對應(yīng)0.33A和0.87A，則說明當電壓為2.4V時，干路電流為；則根據(jù)閉合電路歐姆定律可得，，解得電源的電動勢，內(nèi)電阻；四、計算題：本題共3小題，共計47分16.在真空中用用波長為λ1的光子去轟擊原來靜止的電子，電子被射出后，光子反向運動，返回時光子波長為λ2，普朗克恒量為h，試比較λ1和λ2大小，并求電子物質(zhì)波的波長λ．參考答案：碰撞前光子能量為，碰撞后光子的能量為，在碰撞中電子獲得了能量，所以光子能量變小，從而λ1<λ2

（2分）由動量守恒定律得

（2分）解得

（1分）17.(17分)如圖甲所示,一個足夠長的U形金屬管導(dǎo)軌NMPQ固定在水平面內(nèi),MN、PQ兩導(dǎo)軌間的寬度為L=0.50m.一根質(zhì)量為m=0.50kg的均勻金屬棒ab橫跨在導(dǎo)軌上且接觸良好,abMP恰好圍成一個正方形.該軌道平面處在磁感應(yīng)強度大小可以調(diào)節(jié)、豎直向上的勻強磁場中.ab棒與導(dǎo)軌間的最大靜摩擦力和滑動摩擦力均為Fm=1.0N,ab棒的電阻為R=0.10Ω,其他各部分電阻均不計.開始時,磁感應(yīng)強度B0=0.50T.(1)若從某時刻(t=0)開始，調(diào)節(jié)磁感應(yīng)強度的大小,使其以=0.20T/s的變化率均勻增加，求經(jīng)過多長時間ab棒開始滑動.此時通過ab棒的電流大小和方向如何?(2)若保持磁感應(yīng)強度B0的大小不變,從t=0時刻開始,給ab棒施加一個水平向右的拉力,使它以a=4.0m/s2的加速度勻加速運動，推導(dǎo)出此拉力FT的大小隨時間t變化的函數(shù)表達式，并在圖乙所示的坐標圖上作出拉力FT隨時間t變化的FT-t圖線.參考答案：解析：(1)以ab桿為研究對象，當磁感應(yīng)強度均勻增大時，閉合電路中有恒定的電流I.以ab桿為研究對象，它受到的安培力逐漸增大，靜摩擦力也隨之增大。當磁感應(yīng)強度增大到ab所受安培力F與最大靜摩擦力Fm相等時開始滑動。因F=BIl，B=B0+t=(0.5+0.2t)T，I=，E==l2，F(xiàn)=Fm。

由以上各式求出，經(jīng)時間t=17.5s后ab棒開始滑動，此時通過ab棒的電流大小為I=0.5A，由楞次定律可判斷出，電流方向為從b到a。

(2)當ab勻加速運動時，根據(jù)牛頓第二定律有：FT-Fm-F=ma.，因F=B0Il，I=B0lv/R，v=at。

聯(lián)立上述各式，并代入數(shù)據(jù)，可解得：FT=Fm+ma+B02l2at/R=(3+2.5t)N。

由此可畫出FT-t關(guān)系圖象如圖所示。18.(13分)絕緣材料制成的圓柱形細管質(zhì)量為m、帶電荷量為+q，管長為h，管底水平，由于空間有豎直向上的勻強電場，它剛好能豎直靜止?，F(xiàn)從其管口無初速釋放一個絕緣的、不帶電的、質(zhì)量也為m的彈性小球(直徑小于管的內(nèi)徑，可以視為質(zhì)點)，不計空氣對小球和細管的作用力，在小球和細管的運動或碰撞過程中，不會改變各自的帶電情況，問：

(1)電場強度E是多大？

(2)小球第一次與管底碰撞前的瞬時速度是多大？(3)小球與管底的碰撞為彈性碰撞且碰撞時間可忽略，小球第二次與管底碰撞瞬間的速度是多大？參考答案：解析：（1）對細管：得

…………………（2分）

(2)對小球：由得………………（2分）

(3)小球與管底發(fā)生彈性碰撞，設(shè)碰后小球和細管速度分別為v1,v2由彈性碰撞規(guī)律有：

………………………(2分)

……………（2分）