山西省忻州市南莊聯(lián)校2021年高三物理期末試卷含解析

山西省忻州市南莊聯(lián)校2021年高三物理期末試卷含解析一、選擇題：本題共5小題，每小題3分，共計(jì)15分．每小題只有一個(gè)選項(xiàng)符合題意1.如圖所示，固定在豎直平面內(nèi)的光滑圓環(huán)的最高點(diǎn)有一個(gè)光滑的小孔，一質(zhì)量為m的小球套在圓環(huán)上，一根細(xì)線的下端系著小球，上端穿過(guò)小孔用手拉住?，F(xiàn)拉動(dòng)細(xì)線，使小球沿圓環(huán)緩慢上移，在移動(dòng)的過(guò)程中手對(duì)細(xì)線的拉力F和圓環(huán)對(duì)小球的彈力N的大小變化情況是

A．F不變，N增大

B．F不變，N減小

C．F減小，N不變

D．F增大，N減小參考答案：C2.如圖表示有n個(gè)相同的質(zhì)點(diǎn)靜止在光滑平面上的同一直線上，相鄰的兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)間的距離都是1m，在某時(shí)刻給第一個(gè)質(zhì)點(diǎn)一個(gè)初速度v，依次與第二個(gè)、第三個(gè)……質(zhì)點(diǎn)相碰，且每次碰后相碰的質(zhì)點(diǎn)都粘在一起運(yùn)動(dòng)，則從第一個(gè)質(zhì)點(diǎn)開始運(yùn)動(dòng)到與第n個(gè)質(zhì)點(diǎn)相碰所經(jīng)歷的時(shí)間是（

）A.

B.

C.

D.參考答案：A3.在恒力F作用下，a、b兩物體一起沿粗糙豎直墻面勻速向上運(yùn)動(dòng)，則關(guān)于它們受力情況的說(shuō)法正確的是()A.a一定受到4個(gè)力B.b可能受到4個(gè)力C.a與墻壁之間一定有彈力和摩擦力D.a與b之間不一定有摩擦力參考答案：A試題分析：對(duì)物體b受力分析，受重力、支持力和摩擦力，處于三力平衡狀態(tài)，故B錯(cuò)誤，D錯(cuò)誤；對(duì)物體a、b整體受力分析，受重力、支持力，若墻壁對(duì)整體有支持力，水平方向不能平衡，故墻壁對(duì)整體沒(méi)有支持力，故也沒(méi)有摩擦力；最后對(duì)物體a受力分析，受推力、重力、物體b對(duì)其的壓力和靜摩擦力，即物體a共受4個(gè)力；故A正確，C錯(cuò)誤；故選A．考點(diǎn)：受力分析【名師點(diǎn)睛】本題關(guān)鍵是靈活地選擇研究對(duì)象進(jìn)行受力分析，然后結(jié)合平衡條件和各種力產(chǎn)生的條件分析判斷，不難。4.如圖所示，在x>0、y>0的空間中有恒定的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向垂直于Oxy平面向里，大小為B．現(xiàn)有一質(zhì)量為m，電荷量為q的帶電粒子，在x軸上到原點(diǎn)的距離為x0的P點(diǎn)，以平行于y軸的初速度射入此磁場(chǎng)，在磁場(chǎng)作用下沿垂直于y軸的方向射出此磁場(chǎng)，不計(jì)重力的影響．由這些條件可知（）

A．能確定粒子通過(guò)y軸時(shí)的位置

B．能確定粒子速度的大小

C．能確定粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)所經(jīng)歷的時(shí)間

D．以上三個(gè)判斷都不對(duì)參考答案：ABC5.降落傘在勻速下降過(guò)程中遇到水平方向吹來(lái)的風(fēng)，若風(fēng)速越大，則降落傘()．A．下落的時(shí)間越短

B．下落的時(shí)間越長(zhǎng)C．落地時(shí)速度越小

D．落地時(shí)速度越大參考答案：風(fēng)沿水平方向吹，不影響豎直速度，故下落時(shí)間不變，A、B兩項(xiàng)均錯(cuò)．風(fēng)速越大時(shí)合速度越大，故C項(xiàng)錯(cuò)誤、D項(xiàng)正確．二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計(jì)16分6.（4分）演示光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)的裝置如圖所示，實(shí)驗(yàn)中，當(dāng)用弧光燈發(fā)出的光照射鋅板時(shí)，發(fā)現(xiàn)驗(yàn)電器指針會(huì)發(fā)生偏轉(zhuǎn)，則指針上帶的電是________電（填“正”或“負(fù)”）；已知鋅的極限頻率為v0，當(dāng)用頻率為v的光照射鋅板時(shí)，只要滿足_____________的條件，就能發(fā)生光電效應(yīng)。參考答案：正電；v＞v07.(1)我們已經(jīng)知道，物體的加速度（a）同時(shí)跟合外力（F）和質(zhì)量（M）兩個(gè)因素有關(guān)。要研究這三個(gè)物理量之間的定量關(guān)系的思想方法是

（2）某同學(xué)的實(shí)驗(yàn)方案如圖所示，她想用砂桶的重力表示小車受到的合外力F，為了減少這種做法而帶來(lái)的實(shí)驗(yàn)誤差，她先做了兩方面的調(diào)整措施：a：用小木塊將長(zhǎng)木板無(wú)滑輪的一端墊高，目的是

。b：使砂桶的質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量，目的是使拉小車的力近似等于

。（3）該同學(xué)利用實(shí)驗(yàn)中打出的紙帶求加速度時(shí)，處理方案有兩種：A、利用公式計(jì)算；B、根據(jù)利用逐差法計(jì)算。兩種方案中，你認(rèn)為選擇方案_________比較合理。（4）下表是該同學(xué)在“保持小車質(zhì)量M不變，探究a與F的關(guān)系”時(shí)記錄了實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，且已將數(shù)據(jù)在下面的坐標(biāo)系中描點(diǎn)，做出a-F圖像；由圖線求出小車的質(zhì)量等于

kg（保留二位有效數(shù)字）參考答案：（1）控制變量法;（或先保持M不變，研究a與F的關(guān)系；再保持F不變，研究a與M的關(guān)系）；（2）a.平衡摩擦力；b.砂桶的重力；（3）B

；（4）0.49Kg—0.50Kg

；8.如圖所示，一個(gè)邊長(zhǎng)L、三邊電阻相同的正三角形金屬框放置在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中。若通以圖示方向的電流(從A點(diǎn)流入，從C點(diǎn)流出)，電流強(qiáng)度I，則金屬框受到的磁場(chǎng)力為

A．0

B．ILB

C．ILB

D．2ILB參考答案：B本題考查對(duì)基本概念的理解。由通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中所受安培力大小的計(jì)算公式可知選項(xiàng)B正確。9.在光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)中，某金屬的截止頻率相應(yīng)的波長(zhǎng)為λ0，該金屬的逸出功為________．若用波長(zhǎng)為λ(λ<λ0)的單色光做該實(shí)驗(yàn)，則其遏止電壓為________．(已知電子的電荷量、真空中的光速和普朗克常量分別為e、c和h)參考答案：10.質(zhì)量為2噸的打樁機(jī)的氣錘，從5m高處白由落下與地面接觸0.2s后完全靜止下來(lái)，空氣阻力不計(jì)、g取10m/s2，則在此過(guò)程中地面受到氣錘的平均打擊力為___________N。參考答案：設(shè)向上為正方向，由沖量定理可得，由機(jī)械能守恒可得，解得=N，由牛頓第三定律可知地面受到氣錘的平均打擊力為N。11.（4分）如圖為雙縫干涉的實(shí)驗(yàn)示意圖，若要使干涉條紋的間距變大可改用長(zhǎng)更___________（填長(zhǎng)、短）的單色光，或是使雙縫與光屏間的距離___________（填增大、減小）。參考答案：長(zhǎng)，增大。解析：依據(jù)雙縫干涉條紋間距規(guī)律，可知要使干涉條紋的間距變大，需要改用波長(zhǎng)更長(zhǎng)的單色光，應(yīng)將增大雙縫與屏之間的距離L。12.如圖所示,A、B兩物體相距S=5m時(shí)，A正以vA=4m/s的速度向右作勻速直線運(yùn)動(dòng)，而物體B此時(shí)速度vB=10m/s，隨即向右作勻減速直線運(yùn)動(dòng)，加速度大小a=2m/s2，由圖示位置開始計(jì)時(shí)，則A追上B需要的時(shí)間是________s，在追上之前，兩者之間的最大距離是________m。參考答案：答案：5

1413.（4分）如圖所示，A為放在水平光滑桌面上的木板，質(zhì)量為1kg。木塊B、C質(zhì)量分別為3kg和1kg。接觸面間動(dòng)摩擦因素為0.1，最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力。在拉力F作用下，物體A加速度為2m/s2。拉力F大小等于

N。參考答案：14N（4分）三、簡(jiǎn)答題：本題共2小題，每小題11分，共計(jì)22分14.(8分)如圖所示，有四列簡(jiǎn)諧波同時(shí)沿x軸正方向傳播，波速分別是v、2v、3v和4v，a、b是x軸上所給定的兩點(diǎn)，且ab＝l。在t時(shí)刻a、b兩點(diǎn)間四列波的波形分別如圖所示，則由該時(shí)刻起a點(diǎn)出現(xiàn)波峰的先后順序依次是圖

；頻率由高到低的先后順序依次是圖

。參考答案：

BDCA

DBCA15.（4分）試通過(guò)分析比較，具有相同動(dòng)能的中子和電子的物質(zhì)波波長(zhǎng)的大小。參考答案：粒子的動(dòng)量，物質(zhì)波的波長(zhǎng)由，知，則。解析：物質(zhì)波的的波長(zhǎng)為，要比較波長(zhǎng)需要將中子和電子的動(dòng)量用動(dòng)能表示出來(lái)即，因?yàn)椋?，故。四、?jì)算題：本題共3小題，共計(jì)47分16.(8分）如圖12甲所示，一物塊在粗糙水平面上滑行，過(guò)A點(diǎn)時(shí)物塊速度為VQ=12m/S，同時(shí)對(duì)其施加一與運(yùn)動(dòng)方向相反、大小為F=8N的恒力作用，此后物塊速度隨時(shí)間變化的規(guī)律如圖乙所示，取g=10m/s2。求：（1）物塊的質(zhì)量和物塊與水平面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)；（2）從施加恒力F開始，經(jīng)過(guò)多長(zhǎng)時(shí)間后物塊回到A點(diǎn)。參考答案：解：（1）在0~2s做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，

①

2~4s做反方向的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，

②

根據(jù)牛頓第二定律得：

③

④

解得：，

⑤

（2）在0~2s內(nèi)：

⑥

設(shè)返回到出發(fā)點(diǎn)時(shí)間為，則

⑦

從出發(fā)到返回的總時(shí)間：

解得

⑧

17.如圖甲所示，電阻不計(jì)的光滑平行金屬導(dǎo)軌相距L=0.5m，上端連接R=0.5Ω的電阻，下端連著電阻不計(jì)的金屬卡環(huán)，導(dǎo)軌與水平面的夾角θ=300，導(dǎo)軌間虛線區(qū)域存在方向垂直導(dǎo)軌平面向上的磁場(chǎng)，其上、下邊界之間的距離s=1Om，磁感應(yīng)強(qiáng)度B-t圖如圖乙所示.長(zhǎng)為L(zhǎng)且質(zhì)量為m=0.5kg的金屬棒ab的電阻不計(jì)，垂直導(dǎo)軌放置于距離磁場(chǎng)上邊界d=2.5m處，在t=O時(shí)刻由靜止釋放，棒與導(dǎo)軌始終接觸良好，滑至導(dǎo)軌底端被環(huán)卡住不動(dòng).g取10m/s2，求：(1)棒運(yùn)動(dòng)到磁場(chǎng)上邊界的時(shí)間；(2)棒進(jìn)人磁場(chǎng)時(shí)受到的安培力；(3)在0-5s時(shí)間內(nèi)電路中產(chǎn)生的焦耳熱.參考答案：解：（1）由牛頓第二定律：

得：

由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式：

得：

……3分（2）由法拉第電磁感應(yīng)定律：

且

……2分而

得：

……3分（3）因?yàn)椋越饘侔暨M(jìn)入磁場(chǎng)后做勻速直線運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)至導(dǎo)軌底端的時(shí)間為：。由圖可知，棒被卡住1s后磁場(chǎng)才開始均勻變化。

……2分由法拉第電磁感應(yīng)定律：

……2分所以在0--5s時(shí)間內(nèi)電路中產(chǎn)生的焦耳熱為：

所以

18.如圖所示，粗細(xì)均勻的U形玻璃管中裝有水銀，開口向上豎直放置，A、B兩側(cè)管口等高。厚度不計(jì)且密閉性能良好的橡皮活塞（帶有拉桿）原來(lái)靜止在A管中的C處，在A管中封閉一定質(zhì)量的氣體，此時(shí)B管水銀面比A管水銀面高出h=10cm，B管管口比水銀面高出L1=10cm，A管中活塞下方空氣柱長(zhǎng)度L2=3.5cm，環(huán)境的大氣壓強(qiáng)為P0=75cmHg?，F(xiàn)將活塞緩慢地往上提拉，直到A、B兩管水銀面相平為止，上述過(guò)程中封閉氣體的溫度保持不變。求：①活塞在A管內(nèi)向上提拉的距離。②判斷封閉氣體在上述過(guò)程中是吸熱？還是放熱？參考答案：①設(shè)玻璃管的橫截面積為S，后來(lái)空氣柱長(zhǎng)度為L(zhǎng)則：氣體